МЕТОД ОТКРЫТИЙ В ОБУЧЕНИИ ХИМИИ КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ УСПЕВАЕМОСТИ ОБУЧАЮЩИХСЯ

INQUIRY-BASED LEARNING METHOD IN TEACHING CHEMISTRY AS A WAY TO IMPROVE STUDENTS’ ACADEMIC PERFORMANCE

Dinara Akbaleyeva

   Undergraduate, L.N. Gumilyov Eurasian National University,

Kazakhstan, Astana

АННОТАЦИЯ

В последние годы в мире образования замечена тенденция использования методов, которые положительно влияют на уровень критического мышления учащихся. Одним из таких методов является метод открытий, направленный на развитие у обучающихся таких навыков, как сбор и анализ информации, умение предполагать и проверять потенциальные решения проблем, критическое мышление. Данная статья описывает результаты педагогического эксперимента, проведенного на уроках химии 8 класса Назарбаев интеллектуальной школы г. Уральск (Казахстан). В результате исследовательской работы были отмечены положительные изменения в успеваемости учащихся, вследствие чего метод открытий рекомендован к использованию в процессе обучения.

ABSTRACT

In the age of free access to information in one click, students rely more on quick sources of information than on their own abilities to analyze and solve a given situation. This trend has led to the fact that the level of cognitive abilities and critical thinking of today's teenagers is falling. This work explores the possibility of using the inquiry-based learning method in chemistry lessons as a way to improve students' academic performance.

The study was conducted in general secondary school chemistry classes. 

Positive changes were observed during the analysis of test results and the student knowledge assessment after the experiment. The participants in the pedagogical experiment showed an increase not only in the level of cognitive abilities, but also a certain academic success. As a result of the work, it was concluded that the use of the inquiry-based learning method in chemistry lessons actually helps students improve their level of critical thinking and basic cognitive skills. Therefore, it is recommended to use the inquiry-based learning method in chemistry lessons, especially if there is an opportunity to conduct research work in laboratory classes.

Ключевые слова: обучение химии, метод открытий, успеваемость, лабораторные работы, эксперимент

Keywords: chemistry teaching, inquiry-based learning method, academic performance, laboratory work, experiment

Несмотря на то, что система образования во всем мире развивалась и развивается до сих пор, количество важных изобретений уменьшилось [1]. Согласно статистике в 1870 году на один миллион человек приходилось пятнадцать изобретений, но в XXI веке это число сократилось до четырёх [2]. По мнению ученых, эта тенденция связана с низким уровнем интереса обучающихся к естественным наукам и недостаточным развитием познавательных и исследовательских способностей [3]. Поэтому сегодня важно использовать методы, повышающие интерес учащихся и улучшающие их навыки получения и использования знаний, развивающие уровень критического мышления.

В последние годы стратегии, основанные на исследованиях, стали незаменимы в образовании. Согласно национальным стандартам естественнонаучного образования США, процесс обучения должен основываться на научных исследованиях. Стратегии обучения, основанные на исследованиях, играли роль в школах менее столетия: до 1900 года преподаватели рассматривали науку как совокупность определенных фактов и учили учащихся только заучивать эти факты наизусть. Этот подход к процессу обучения подвергся критике со стороны Джона Дьюи в 1909 году. По его мнению, наука — это не только набор фактов, которые необходимо знать, но и способ или процесс обучения науке. В 1950-1960-е годы педагогический процесс претерпел изменения, Дж. Шваб основал научно-ориентированное обучение. Шваб утверждал, что науку следует признать концептуальными структурами, направленными на поиск новой информации. По его предложению в начале урока должны проводиться лабораторные работы, учащиеся должны изучить данные, информацию, свойства объектов, полученные в результате этих лабораторных работ, и выделить общее понятие или явление. Лишь после того, как определенное понятие сформировано, учителю следует развивать его дальше, подробно объяснять это понятие на уроке, а обучение должно строиться на ранее продемонстрированных «объяснениях». Кроме того, Дж. Шваб предложил преподавателям три способа проведения лабораторных работ. Первый: в лабораторных руководствах задаются вопросы и описываются способы изучения этих вопросов. Второй: для постановки вопросов используются инструкции, учащимся остается найти методы и ответы. Третий: студенты должны проводить исследования без какого-либо руководства. В этом случае студенты задают преподавателю вопросы, наблюдают за определенным объектом и предлагают теории на основе своих исследований [4].

Педагогический эксперимент проводился в 8 классах Назарбаев интеллектуальной школы физико-математического направления города Уральск, Казахстан. В процессе эксперимента были проведены следующие работы:

• определение уровня интереса к химии с помощью анкетирования;
• изучение и анализ книг, используемых на уроках химии 8 класса;
• разработка плана лабораторных занятий в соответствии с принципами метода открытий;
• определение успеваемости обучающихся до и после педагогического эксперимента.

Интеграция исследовательской работы на лабораторных занятиях химии имеет большое значение. В этом случае лабораторная работа является не дополнительной работой, выполняемой в конце урока, а частью урока, на которой строится дальнейшее понимание определенного понятия. Во время педагогического эксперимента были проведены следующие лабораторные занятия: «Экзотермические и эндотермические реакции», «Факторы, влияющие на химическое равновесие». Обе лабораторные работы были организованы в форме научно-исследовательской работы. Например, вместо обычной работы по определенному алгоритму учащиеся имеют возможность сформулировать вопрос, узнать способы ответа на него, убедиться в правильности или ошибочности своих предположений, проанализировать результаты работы, сделать определенный вывод и защитить его.

Лабораторная работа, представленная в учебнике для 8-го класса за авторством М.Б.Усмановой, К.Н.Сакарьяновой и Б.Н.Сахариевой, относится к тем работам, в которых менее заметна самостоятельность учащегося в процессе лабораторной работы (рис. 1). Так как, во-первых, у ученика нет возможности самостоятельно сформулировать вопросы об явлениях природы. Название лабораторной работы полностью раскрывает ее смысл: «Химические реакции, сопровождающиеся изменением энергии». При этом каждому опыту заранее дается название «Экзотермические реакции» («Реакции с выделением тепла»), «Эндотермические реакции» («Реакции с поглощением тепла»), то есть обучающийся не имеет возможности самостоятельно изучить эти реакции и сделать вывод об изменениях температуры, тепла, энергии. В этом случае обучающемуся не нужно формулировать объяснения, сравнивать полученное объяснение с известными знаниями, а также сравнивать результаты экспериментов с другими.

Рисунок 1. Лабораторная работа «Химические реакции, сопровождающиеся изменением энергии» (Отрывок из учебника химии для 8 класса за авторством М.Б.Усмановой, К.Н.Сакарьяновой, Б.Н.Сахариевой)

Методы открытий предполагает некоторые изменения в подаче этого химического эксперимента: для этого ученикам необходимо сформулировать вопросы перед исследовательской работой.

В этом случае возникает вопрос: «Изменяется ли температура в результате взаимодействия гидроксида натрия и соляной кислоты? Как?»

Решение о том, давать или нет указания по выполнению работы, принимает учитель, так как учащимся, которые только начинают работать на уроках химии, трудно работать без инструкций.

Эта работа считается легкой, поэтому у учащихся есть возможность выполнить ее самостоятельно. Затем на основе собранных данных учащиеся должны сделать вывод. Необходимо запомнить и ответить на вопрос, поставленный в начале занятия.

Ответив на этот вопрос, можно переходить к следующему эксперименту. Следующий опыт проводится в том же порядке.

Сначала необходимо сформулировать вопрос: «Изменяется ли температура в результате нагревания осадка гидроксида меди? Как?». Обучающиеся должны проанализировать полученную информацию и ответить на вопрос.

После ответов на практические вопросы учащиеся должны ответить на вопросы общего занятия.

«Почему температура повышается или понижается при химических реакциях?»

Ученикам необходимо найти ответ на этот вопрос, а кроме того, им необходимо составить теорию, сравнить ее с известными знаниями и определить, верна она или нет. Если нет конфликта между предположениями учащихся и известными знаниями, им необходимо сообщить свои идеи другим. В конце занятия они формулируют представления о том, что для разрыва химических связей необходима энергия, а при образовании новых она выделяется.

Сравнивая результаты контрольных работ по разделу, видно, что интегрирование на уроках химии метода открытий повышает уровень успеваемости учащихся. Уровень успеваемости учеников до и после педагогического эксперимента представлен на рисунке 2.

Рисунок 2. Успеваемость учеников до и после эксперимента

В результате исследовательской работы установлено, что использование метода открытий на уроках химии позволяет повысить уровень интереса учащихся к химии, развивать их познавательную деятельность и исследовательские способности, повысить успеваемость.

Список литературы:

1. Grinin L., Grinin A., Korotayev A. A quantitative analysis of worldwide long-term technology growth: From 40,000 BCE to the early 22nd century // Technological Forecasting and Social Change. 2020 №155. P. 1-12.
2. Wootton D. The Invention of Science: A New History of the Scientific Revolution. New York: Harper Collins, 2015. 847 p.
3. Yao J. The Decline of National Innovation and Its Implication // Proceedings of the 2019 International Conference on Education Science and Economic Development (ICESED 2019). 2020 №116. P. 5-18
4. National Research Council. Inquiry and the National Science Education Standards: A Guide for Teaching and Learning. - Washington, DC: The National Academies Press, 2000, 222 p.
5. Усманова М.Б., Сакарьянова К.Н., Сахариева Б.Н. Учебник для 8 класса общеобразовательной школы. Алматы: Атамұра, 2018. 224 с.