Анотація. 
Хімічний експеримент в проблемному навчанні хімії в загальноосвітніх навчальних закладах

У статті розкрито питання ролі хімічного експерименту в проблемному навчанні хімії в загальноосвітніх навчальних закладах. Показано, що хімічний експеримент є способом створення та розв’язання проблемних ситуацій з хімії. Проблемний хімічний експеримент забезпечує не тільки опанування нових знань, а й удосконалення практичних вмінь і навичок, забезпечуючи їх подальший розвиток.

Ключові слова: загальноосвітні навчальні заклади, хімічний експеримент, проблемне навчання хімії, проблемна ситуація, проблемний хімічний експеримент.

хімія навчальний експеримент загальноосвітній.

Постановка проблеми. Одними із пріоритетних завдань, визначених у Національній доктрині розвитку освіти в Україні, є створення передумов для виховання особистості, формування здатності творчо мислити, самостійно приймати нестандартні рішення, гнучко реагувати на зміни в суспільному житті країни. Тому навчання не може обмежитися передаванням суми знань — не менш важливим завданням є розвиток мислення учнів у процесі учіння. Серед наявних методичних підходів найбільше відповідає цим завданням проблемне навчання. З огляду на це набувають актуальності дослідження методики проблемного навчання хімії в умовах модернізації шкільної хімічної освіти.

Аналіз останніх досліджень та публікацій. Проблема шкільного хімічного експерименту в методиці навчання хімії детально вивчена і знайшла своє відображення у працях провідних вітчизняних і зарубіжних учених, методистів-хіміків. Проблемному навчанню присвячено чимало досліджень і публікацій вітчизняних і зарубіжних психологів та дидактів.

У методиці навчання хімії є чимало наукових напрацювань щодо проблемного навчання хімії в загальноосвітніх навчальних закладах, найважливішими з яких вважаємо праці Н. Буринської [1], В. Вивюрського [3], В. Гаркунова [4], В. Полосіна [5], Ю. Суріна [6; 7], Н. Чайченко [9], Г. Чернобельської [10] та інших. Дослідниками розглянуто наступні аспекти проблемного навчання хімії: сутність проблемного навчання; способи створення проблемних ситуацій; етапи роботи над проблемою; методика проблемно-розвивального навчання. Водночас проблема оновлення методики проблемного навчання в умовах модернізації шкільної хімічної освіти, удосконалення методики хімічного експерименту потребує подальших досліджень. Актуальність дослідження зумовлюється й тим, що «в школах недостатня увага звертається на виконання проблемних експериментів з метою розвитку учнів» [7, с. 53]. Проблемне навчання, звичайно, актуальне для сучасного викладання не тільки хімії, але й інших природничо-наукових предметів, зокрема географії [8].

Формулювання цілей статті. Мета статті полягає у висвітленні науково-теоретичних засад застосування хімічного експерименту в реалізації проблемного навчання хімії в загальноосвітніх навчальних закладах.

Виклад основного матеріалу. Проблемне навчання хімії, як і інших предметів природничо-наукового циклу, як зазначає Г. Чернобельська [10], — це розвивальне навчання, за якого учні систематично включаються у процес розв’язування проблем і проблемних завдань, побудованих на змісті програмового матеріалу. Проблемний підхід тільки тоді сприяє розвитку мислення, коли проблемні ситуації організовуються на уроках регулярно, переходять від однієї до іншої та застосовуються в певній системі. Тому одну з вимог до сучасного уроку хімії Р. Іванова [5] вбачає у використанні всіх можливостей змісту і методів навчання для проблемної побудови навчального процесу як важливої умови розвитку логічного мислення учнів, їхніх творчих здібностей, інтересу до навчання.

Дослідники [2] розглядають проблемне навчання як педагогічну технологію. Сутність технології проблемного навчання полягає в тому, що вчитель не повідомляє знання в готовому вигляді, а ставить перед учнями проблемні завдання, які спонукають шукати способи та засоби їх розв’язання.

Основні положення технології проблемного навчання можна сформулювати так: 1) системність проблем і способів їх розв’язання; 2) цілеспрямованість і планомірність розвитку пізнавальних здібностей, самостійності учнів; 3) поступове залучення учнів до розв’язання пізнавальних проблем.

Реалізація цих положень можлива лише за умови детального аналізу змісту матеріалу, його структурування і вибору певних методів навчання. У проблемному навчанні виокремлюють три групи методів: метод проблемного викладу матеріалу вчителем; частково-пошуковий, або евристичний; дослідницький [5]. Така організація навчання забезпечує активну пізнавальну діяльність учнів в оволодіння новими знаннями. Практична реалізація кожного з цих методів залежить від рівня пізнавальної самостійності учнів, і, відповідно, визначається певними чинниками, серед яких найбільше значення має зміст навчального матеріалу та підготовленість школярів.

Процес проблемного навчання уподібнюється науковому пошуку й характеризуються в поняттях: «проблема», «проблемна ситуація», «гіпотеза», «експеримент», «висновки» .

Проблемне навчання на практиці реалізується у вигляді таких етапів: 1) перший етап — підготовка учнів до сприймання — актуалізація опорних знань; 2) другий етап — створення проблемної ситуації; 3) третій етап — формулювання проблеми; 4) четвертий етап — розв’язання проблеми: а) висунення гіпотези; б) побудова плану реалізації гіпотези; в) підтвердження або спростування гіпотези; 5) п’ятий етап — висновки [1].

Кожна навчальна проблема може виражатися у вигляді запитання або завдання. Але не кожне запитання або завдання є проблемним: якщо запитання передбачає репродуктивну відповідь, воно не може вважатися проблемним; не будуть проблемними й експериментальні завдання, що потребують проведення дослідження на підставі відомих теоретичних положень. Запитання й завдання вважаються проблемними тоді, коли містять певні суперечливі дані, а отже, зумовлюють роздуми й пошуки, узагальнення, висновки, викликають пізнавальний інтерес, передбачають застосування учнями здобутих знань, набутого досвіду.

Аналіз наукових джерел показує, що створювати проблемні ситуації та розв’язувати їх можливо за допомогою різних методів, а також із використанням різних видів хімічного експерименту — демонстрацій, лабораторних дослідів, практичних робіт. Посилення дослідницької функції експерименту в навчанні хімії створює підґрунтя для його застосування у проблемному навчанні.

Демонстраційні та лабораторні досліди у процесі проблемного навчання можуть, по-перше, бути засобом для створення проблемних ситуацій і, по_друге, використовуватись для їх розв’язання [3]. З огляду на це дослідники виокремлюють проблемний та дослідницький експеримент [6], перший із яких розглядають як форму застосування хімічного експерименту в навчанні, що дає можливість організовувати (створювати) проблемну ситуацію та викликати інтерес учнів до пошуку причин спостережуваних явищ, а дослідницький експеримент — це експеримент, спрямований на розв’язання проблемної ситуації. Необхідно зазначити, що й дослідницький експеримент також може приводити до створення проблемних ситуацій, що, у свою чергу, потребує проведення нових або додаткових досліджень. З огляду на це В. Полосін [5] виокремив два випадки створення та розв’язання проблемних ситуацій: 1) на основі виконання хімічного експерименту, що потребує наступного теоретичного обґрунтування (Експеримент > Проблема > Теорія > Висновок); 2) на основі теорії з наступним експериментальним підтвердженням (Теорія > Проблема > Експеримент > Висновок).

Забезпечити розвиток учнів у процесі навчання хімії, як показали дослідження Ю. Суріна [6; 7], можливо на основі впровадження в навчальний процес проблемно-розвивального експерименту. Методика передбачає проведення стандартних та нестандартних дослідів, які сприяють створенню неочікуваних проблемних ситуацій і розширенню кругозору учнів, на уроках, факультативних заняттях. За такої методики навчання школярі постійно залучаються до розв’язання проблемних ситуацій різного рівня складності з опорою на конкретне джерело знань — хімічний експеримент. Учитель при цьому є консультантом, застосовує різноманітні методи активного навчання — проблемний виклад матеріалу, евристичний або поєднує їх.

У пошуковій ситуації учні є активними учасниками пізнавального процесу: формулюють проблеми, обґрунтовують гіпотези, складають план їх теоретичної або експериментальної перевірки, виконують дослідження, укладають самостійні висновки. Ознайомлюючись із новими варіантами взаємодії речовин в умовах проблемних ситуацій, вони досягають нового рівня розуміння цих властивостей, що забезпечує розвиток мислення.

Дослідником [6] виокремлено схему проблемного експерименту (Рис. 1):

де Е_пробл. — експеримент, за допомогою якого створюють проблемну ситуацію; П — проблема; Г — гіпотеза; Т — теорія; Е_досл. — дослідницький експеримент, який підтверджує гіпотезу і теорію; В — висновок; Е_{перевір.} — перевірений експеримент, що підтверджує одержаний висновок.

Рис. 1. Схема проблемного експерименту

Застосовуючи проблемні досліди, необхідно враховувати, що для доведення або спростування гіпотези в ході розв’язання проблеми можуть використовуватись усі досліди, передбачені програмою, а з метою створення проблемної ситуації може бути використаний не кожний дослід. З огляду на це досліди, за допомогою яких учитель створює проблемну ситуацію, мають відповідати таким вимогам: 1) зміст дослідів має ґрунтуватися на засвоєних учнями знаннях, набутих уміннях та створювати посильну проблемну ситуацію; 2) їх проведенню має передувати показ одного або декількох дослідів, які сприяють розумінню проблеми учнями; 3) досліди мають викликати інтерес, збуджувати допитливість учнів [2].

Щоб створювати проблемні ситуації, учителю необхідно проаналізувати навчальний матеріал з точки зору змісту, структури, особливостей його засвоєння учнями та можливостей використання дослідів для створення та розв’язання проблем. Застосування проблемних дослідів необхідно передбачити в тематичному плануванні навчального матеріалу.

Учнів необхідно навчати розв’язуванню проблем — спочатку вчитель сам створює проблему і показує способи її розв’язання, потім проблемні ситуації аналізуються під керуванням учителя. У міру накопичення учнями знань і оволодіння вчителем досвіду використання проблемного підходу до навчання учням надається все більше самостійності як у формулюванні, так і в розв’язанні проблем.

Розглянемо методичні аспекти застосування проблемних дослідів під час вивчення окремих типів шкільного курсу хімії. У коротких методичних вказівках щодо їх проведення звертаємо увагу на назву досліду, його мету, необхідні реактиви та обладнання, актуалізацію наявних знань, формулювання проблеми, висунення гіпотези, розв’язання проблеми, висновки.