Исследование продолжается. Капелька полученного раствора выпаривается. Учащиеся обнаруживают налет соли. Учитель демонстрирует это вещество в больших количествах (в банке).
Данные опытов позволяют записать уравнение реакции а затем назвать существенные признаки, отличающие ее от реакций изученных ранее типов, Учащиеся самостоятельно дают определение реакции замещения; в заключение урока легко выполняют задание на нахождение уравнений реакций замещения среди многих других, перечисленных в условии задания. Урок заканчивается разъяснением домашней, работы.
На примере рассмотренного урока видно, что проблемный подход создает единый методический стержень урока. Каждый метод и прием в связи с этим выполняет свою строго определенную роль в подготовке и вовлечении учащихся в процесс поиска ответов на возникающие вопросы. В любой момент урока содержание обсуждаемого учебного материала доводится до учащихся с помощью соответствующих методов.
Подобного типа противоречия между имеющимися у учащихся теоретическими представлениями и фактом, который с этих позиций нельзя объяснить, создаются при обучении химии довольно часто. Умение и талант учителя состоит в том, чтобы не сглаживать такие противоречия, не торопиться сразу разъяснить все учащимся и «облегчить» понимание, а делать на этом соответствующие акценты, побуждать к размышлению. Только тогда обучение и будет иметь проблемный характер.
Приведем еще примеры.
В IX классе при изучении свойств аммиака учащиеся не могут объяснить экспериментального факта, что аммиак, как и щелочи, образует водный раствор щелочного характера. Их теоретическое представление о щелочах как веществах, содержащих в своем составе гидроксид-ионы, приходит в противоречие с фактом появления таких ионов при растворении аммиака, молекулы которого их не содержат. Решение проблемы: чем обусловлены свойства аммиака как основания — приводит к выводу о том, что поиск общих свойств оснований
следует вести не столько с узких позиций состава и строения изолированного вещества, а в основном с точки зрения особенностей его взаимодействия с другими веществами. Разбирая реакцию аммиака, с водой, учащиеся делают новый вывод о том, что по существу ионный состав образующегося раствора аммиака сходен с составом раствора любой щелочи, потому что аммиак, как любое основание, принимает протон во время реакций. Именно в этом, а не только в особенностях состава вещества заключена причина общих свойств оснований. Таков общий вывод, к которому приходят учащиеся в итоге урока.
Примером учебной проблемы, возникающей на основе противоречия между известными фактами и новыми теоретическими знаниями, может служить изучение окислительно-восстановительных реакций в VIII классе. Учащиеся знают факт, что реакции между серой и кислородом, а также между сернистым газом и водой относятся к реакциям соединения. Основанием для этого является их общий признак: образование одного вещества из двух исходных. Вместе с тем теперь восьмиклассники имеют новые теоретические представления о различных видах химической связи, о степени окисления элементов в соединениях. С точки зрения этих представлений названные реакции соединения существенно отличаются, потому что в одном случае в процессе соединения изменяются степени окисления элементов, в другом случае этого не происходит. Возникает проблема поиска других, более существенных признаков, лежащих в основе классификации известных реакций, и изучения особенностей процессов окисления-восстановления.
Эта проблемная ситуация на уроке может быть создана, например, таким способом. Вначале учитель проводит повторение понятия степени окисления и при этом отрабатывается умение учащихся пользоваться этим понятием при составлении формул. Учащиеся вспоминают определения реакций разложения, соединения, замещения, обмена. Все это им было задано на дом. На доске и в тетрадях слева столбиком записываются названия известных типов реакций. Оставшуюся справа часть доски учитель делит пополам вертикальной чертой. То же делают в тетрадях учащиеся, пока не догадываясь, зачем это нужно. Когда учащиеся называют примеры конкретных реакций каждого типа, двое из числа хорошо успевающих учащихся записывают на доске уравнения этих реакций, причем по указанию учителя делают это то слева, то справа от вертикальной черты. У учащихся возникает вопрос: почему, например, уравнение разложения гидроксида меди (II) записано слева, а уравнение разложения оксида ртути (II) записано справа? Форма записи наталкивает на сопоставление, на поиск отличительных признаков. Учитель помогает в этой работе, предлагая проставить степени окисления элементов в формулах веществ, участвующих в реакциях. Тогда становится ясным вывод: реакции различаются тем, что в одних случаях изменяются степени окисления элементов, в других—нет. Возникает следующий вопрос: с чем связано изменение степени окисления, что происходит с атомами во время реакций? Учащиеся разбирают электронную сущность окислительно-восстановительных реакций и учатся составлять соответствующие химические уравнения.
Пример рассмотренного урока показывает, что для активного восприятия учащимися проблемы большое значение имеют приемы, привлекающие внимание, облегчающие анализ исходных фактов. Среди них с успехом применяются приемы оформления разного рода таблиц на сравнение веществ, явлений, схем, показывающих взаимосвязь понятий. Особую важность имеют приемы демонстрации или лабораторного выполнения параллельных химических опытов.
На основе сопоставления химических опытов есть возможность на многих уроках создавать проблемные ситуации. В их основе лежит осознание противоречия между фактами. Например, при изучении гидролиза солей в IX классе отправным моментом являются параллельные опыты растворения солей разного типа и испытание растворов индикатором. В X классе изучение строения глюкозы выводится из сопоставительных опытов, в которых сравниваются свойства глюкозы и глицерина, а также глюкозы и формальдегида.
Активности восприятия на уроках передовые учителя добиваются также умелым использованием средств наглядности. Из наглядных пособий для урока выбирается такие, в которых лучше всего выражена та или иная сторона изучаемого вопроса, сильнее подчеркнуты существенно важные моменты. В ряде случаев обращаются к таблицам тогда, когда учащиеся разберутся в материале с помощью химического эксперимента или других средств наглядности, например кино-, диафильма или диапозитивов. Демонстрация разных средств наглядности на одну и ту же тему полезна потому, что, во-первых, учащиеся учатся видеть главное содержание в разных формах его выражения, во-вторых, еще раз повторяют изученный вопрос, в-третьих, привыкают к тем средствам наглядности, которыми они будут пользоваться в домашней работе и при ответах на последующих уроках.
Если в кадре диафильма или диапозитива отображаются рисунки объемных объектов, например кристаллические решетки или пространственные модели молекул органических веществ, то одновременно с показом кадра на экране учителя демонстрируют соответствующие модели. Этим достигается создание полных и образных представлений о строении соединений.