Навчання учнів розв’язуванню задач
Які ж загальні риси пошуку розв’язання задачі? Слід зазначити велику роль синтезу і аналізу як основних методів логічного мислення.
Навчання хімії у сучасній загальноосвітній школі ставить за мету не стільки запам’ятовування фактів, теорій і законів, скільки оволодіння загальними методами хімії і логіки науки. При розв’язуванні задачі обов’язково проводиться її аналіз, навіть якщо вона відноситься до знайомого типу. Методика розв’язування хімічної задачі залежить від багатьох факторів: її змісту, мети, яку ставить учитель, рівня підготовки учнів тощо. Але при цьому існує ряд загальних положень.
Учитель читає текст задачі класу, потім один з учнів повторює його і записує на дошці скорочену умову і вимоги до задачі.
Учні повторюють текст задачі за скороченим записом. Переконавшись, що всі учні засвоїли зміст задачі, вчитель з’ясовує, чи всі поняття й терміни знайомі учням.
З’ясовується фізична суть явищ, про які йдеться в задачі, аналізується умова задачі.
На основі аналізу складається план, за яким задача розв’язується.
Найбільш доцільний метод – аналітичний.
Для розв’язку ускладнених задач доцільно користуватися побудовою розгалуженого графа.
Задача: Масові частки Сульфуру і Флуору в сполуці відповідно становлять 25,2 і 74,8%. У газоподібному стані ця сполука об’ємом 112 мл має таку ж масу, як 2,83∙1022 атомів Алюмінію. Визначити молекулярну формулу сполуки.
МЕТОДИЧНІ ПРИНЦИПИ НАВЧАННЯ РОЗВ’ЯЗУВАННЮ ЗАДАЧ
Процес навчання розв’язуванню задач минає в нормальній обстановці і досягає задовільних результатів при дотриманні ряду методичних принципів:
першочергово вчитель вирішує задачу сам і продумує методику розбору задачі;
учні повинні постійно бачити текст задачі;
учні повинні виявляти самостійність, вирішуючи задачі;
учням слід проводити самоаналіз, контролюючи розв’язання задачі;
учитель повинен систематично включати розв’язання задач в процес навчання хімії.
Кожна задача, намічена вчителем для розв’язання на уроці або вдома, повинна бути заздалегідь вирішена ним самим, при цьому повинна бути чітко розглянута хімічна сторона задачі і повинні бути вибрані 2-3 раціональних способи розв’язання. Це позбавить вчителя від можливих непередбачених випадковостей, дозволить більш дохідливо пояснити учням розв’язання, зорієнтувати їх в потрібному напрямку. В період підготовки до уроку слід врахувати, які вміння, наявні у школярів, можна використати в якості переносу, передбачити випадки, що усунуть інтерференцію і «коротке замикання» в процесі пояснення.
З метою наукової організації праці вчителя необхідно поступово створювати картотеку задач, тобто, вирішувати кожну задачу на окремій картці, що шифруються для зручності користування. Створена картотека позбавить вчителя від зайвої витрати часу на повторне розв’язання задачі або її тривалий пошук. При самостійному складанні задач учням пропонують записувати їхній текст на картках певних розмірів, ці картки після перевірки слід зберігати в кабінеті, що може бути використано в подальшому як для колективної, так і для індивідуальної роботи учнів.
Істотну увагу слід приділити тому, щоб текст задачі був перед очами учнів на протязі майже всього ходу розв’язання. На практиці це можна здійснити, маючи достатнє число збірників у кабінеті хімії; проектуючи текст задачі на екран, якщо її немає ані в збірнику, ані в підручникові; використовуючи попередній запис тексту на переносній або частині дошки, що закривається, чи виготовивши роздатковий матеріал.
З цією метою проводять запис умови задачі, чітко виділяючи дані і ці величини. Неприпустимою витратою часу уроку є запис тексту задачі учнями під диктовку вчителя, адже за цей час можна розглянути декілька способів розв’язання задачі.
При рішенні задач слід оптимально поєднувати самостійні та регламентовані зусилля учнів. Розвивальний ефект задачі втрачається, учні втрачають інтерес до задачі, перестають працювати, якщо розв’язання систематично здійснюється вчителем або учнем під диктовку вчителя, а інші учнів механічні переписують розв’язання з дошки в зошит. Щоб уникнути означених педагогічних казусів, необхідно поступово збільшувати участь учня в процесі розв’язання задачі. З цією метою процес навчання учнів розв’язуванню доцільно проводити в декілька етапів. Спочатку вчитель докладно пояснює розв’язання задачі учням, показуючи, як потрібне провести дослідження задачі і записати умову, рівняння реакції, як на основі аналізу задачі намітити план її розв’язання. В залежності від конкретних умов (ступінь активності класу, рівень теоретичної підготовки) вчитель пояснює один або два раціональних засобу виконання математичної частини задачі, чітко витримуючи оформлення розв’язання і запис відповіді.
Коли розв’язання буде учнями осмислено і зафіксоване в зошитах, приступають до наступного етапу навчання – фронтального розв’язання подібних задач всім класом. В формі бесіди проводиться запис умови, аналіз і укладання плану. Вчитель спрямовує мислення учнів по правильному шляху раціонального вибору засобу розв’язання, а саме розв’язання пропонується виконати учням самостійно.
Подальшим етапом є пропозиція скласти зворотну задачу до тієї, яку щойно вирішили. При цьому корисно вказати, що самостійне конструювання задач – один з найбільш вірних засобів навчитися їх вирішувати. Після індивідуальної творчої роботи проводиться колективний аналіз запропонованих текстів, вибирається найбільш вдалий. Пропонується вирішити цю задачу самостійно.
Нарешті, настає етап повної самостійності учнів при рішенні задачі даного типу. Для стимулювання самостійної роботи вчитель може використати різноманітні методичні прийоми, що заохотять швидкість і оригінальність розв’язання. Перевірка самостійної роботи на перших етапах навчання розв’язуванню задач проводиться при обов’язковому порівнянні розв’язання, даного учнями з правильним, що може бути заздалегідь записане на дошці і закрите до часу, а може бути спроектоване на екран.
Для розвитку творчої активності учнів, усвідомленого підходу до процесу розв’язання задачі необхідно формувати уміння постійно навчатися в процесі роботи з задачами. А як це зробити? Учений, інженер, технолог хімічного підприємства, економіст, митець-дизайнер і ін., вирішуючи виробничі задачі, досягають здійснення головної мети – отримання конкретного результату розв’язання, але при цьому звертають серйозну увагу на виконання вторинної мети, а саме розв’язання задачі повинно бути найбільш загальним, вродливим і економічним.
Отже, розв’язання задачі – це не найголовніше, головним є повторення певних хімічних понять, зв’язаних з задачею, або розгляд нового фактичного матеріалу, оволодіння новими прийомами мислення, тобто, кожна задача повинна давати нові знання або вміння. Тому, отримавши правильний результат розв’язання задачі, не можна вважати, що всі закінчене. Слід перевірити, як учень отримав розв’язання? Які знання йому було потрібно застосувати для отримання відповіді. А чи немає іншого, більш простого способу розв’язання? Чи зможе він довести правильність розв’язання, тобто, чи зможе він зробити перевірку свого розв’язання?
Таким чином, навчити учнів самоконтролю в ході розв’язання задачі – значить навчить їх умінню аналізувати хід розв’язання, постійно контролювати свої дії, уявно відповідаючи на наступні питання: чи правильний шлях розв’язання вибраний? Чи можна довести, що цей шлях правильний? Чи не суперечить розв’язання правилам і законам хімії, фізики і математики? Чи раціональний спосіб розв’язання застосований? Чи існує більш простий спосіб? Яким способом можна довести, що відповідь задачі правильна?
Спрямовувати учнів до самостійного аналізу ходу розв’язання вчителю слід не тільки порушенням питань, що вказані вище, але і введенням захисту учнями запропонованого способу розв’язання перед класом, організацією коротких взаємоперевірок учня учнем.
Прагнення навчити учнів тому, як будувати розумовий процес при рішенні задачі, як і в який послідовності діяти, оперувати умовами задачі, призвело до нового направлення в методиці навчання розв’язуванню задач учнів – використання алгоритмів розрахункових задач.
Справді, якщо систему обчислень (алгоритм) поділити на вказівки (приписи), зрозумілі і посильні учням для виконання, то їхня поступова реалізація наведе неодмінно до правильного розв’язання.
За алгоритмічним приписом послідовного виконання кроків складається граф-схема розв’язання задачі певного вигляду.
Задача: Обчисліть масу натрій сульфату, необхідну для реакції з сульфатною кислотою для одержання 16 г сульфур(VI) оксиду.
Алгоритмічний припис:
Запишіть умову задачі.
Напишіть рівняння реакції.
Виконати попередні дії і розрахуйте за рівнянням реакції маси оксиду сірки (IV) і сульфіту натрію.
Порівняти маси оксиду сірки (IV), дану в умові і отриману по рівнянню.
Розрахувати масу сульфіту натрію.
Записати відповідь задачі.
Граф-схема розглянутого виду задач: Запис умови задачі Написання рівняння реакції попередні дії з розрахунку мас речовин Порівняння мас речовин Розрахунок маси речовини Відповідь задачі.
Але алгоритмування може бути усвідомленим і неусвідомленим, тобто: а) можна володіти алгоритмом, але не знати; б) можна володіти алгоритмом і знати його; в) можна алгоритм знати, але не уміти ним діяти. Крім того, алгоритмічні засоби (жорсткий припис – роби так! – що і розвинуте в методиці навчання розв’язуванню задач) не зумовлює творчого мислення; по-друге, не для всіх задач можна побудувати «типові» алгоритми. Багато задач вимагають нестандартного підходу, а вигадки і творчості. Ця різноманітність така, що учень заплутується в самих алгоритмах, бо до кожної задачі потрібно підібрати свій алгоритм.
Нарешті, успіх вироблення вмінь розв’язувати задачі залежить як від постійного розв’язання протягом усього навчального року, так і від послідовності розв’язання однієї задачі за іншою, тобто, системи задач, з допомогою якої можна було б керувати розумовим розвитком учнів при вивченні нового матеріалу, актуалізуючи раніше придбані знання. Іншими словами, задачі в системі повинні бути органічно зв’язані з змістом матеріалу уроків і теми, що вивчається.