Заблуждения о физическом и химическом изменении веществ учащихся 8-х классов

Автор: Кощеева Ольга Николаевна

Организация: МБОУ СШ №3

Населенный пункт: ХМАО, г.Нижневартовск

На современном этапе развития общества стала понятна потребность в поиске высококвалифицированных кадров в области технических наук, в связи с чем ежегодно система образования претерпевает изменения в качестве получаемых учениками знаний. Одна из её основных задач – подготовка ответственных, образованных и целеустремлённых людей. Особое внимание уделяется школьному образованию, так как именно на базе среднеобразовательных школ закладываются те навыки и умения, которые позволяют учащимся в дальнейшем быть успешными не только в выбранной области знаний, но и как единица социума в целом. Однако зачастую у учащихся, знакомящихся в 8 классе в полной мере с естественно-научным направлением человеческих знаний, формируются заблуждения: в связи с введением химии ученики переживают этап не разграничения физических и химических изменений веществ и, следовательно, как с трудом идентифицируют их, так и формируют ошибочные представления о данных школьных предметах и сталкиваются со сложностями в формировании компетенций в них.

Некоторые ученые в области физического образования, как например С.Восниаду, утверждают, что заблуждения в изучении наук имеют первостепенное значение, так как обучение науки – это «разрешение неправильных представлений» на том основании, что во всех общеобразовательных учебниках описан ход мыслей известных ученых, главная цель которых при своих исследованиях была найти верный ответ на волнующий их вопрос [1]. А. Новак[2] утверждал, что осмысленное обучение предполагает замену ошибочных представлений действительными концепциями, в противном случае заблуждения приводят к искажению новой информации. Д. Хаммер[5] в своих работах доказывает, что исследовательские работы, в которые входят лабораторные работы, помогают ученикам преодолевать заблуждения, которые становятся препятствиями к обучению. Он разграничивает полное заблуждение от заблуждения в отдельных темах и объясняет, что первое представляет большую опасность в обучении учащихся и роль учителя правильно идентифицировать причину возникновения сложностей у учеников, изучающих физику. При этом поиск решений в формировании картины мира через призму физики должно поощряться.

Также получение новых знаний о химических процессах вводят учеников в заблуждения о протекании физических и наоборот, что становится препятствием для получения правильной совокупности знаний, например, знание о структуре ядра может вводить в заблуждение при понимании явления свободных радикалов. Один из решений данных проблем исходя из эмпирического опыта является обучение вербализации идей учеников: с одной стороны, они учатся логически выражать свои мысли с использованием физической терминологии, с другой – формируют критическое мышление. Проблемой в применении данного принципа решения проблемы заблуждения учеников может послужить фокус общеобразовательных учебников на решение физических задач, однако при этом после каждого параграфа их составители внесли вопросы, касающиеся не только общего содержания раздела, но и те, при ответе на которые ученики должны объяснить метаязыком науки физические явления, наблюдаемые ими повсеместно, что как раз формирует ассоциативные связи и повышает компетенцию.

Рисунок 1

А.В. Перышкин. «Физика. 8 класс. Учебник», с. 26 [3]

Данные вопросы заданы к параграфу «Удельная теплоёмкость» [3], из которых первые два связаны с проверкой понимания терминологии и обозначение явления физическим символом и единицей, при этом два последующих нацелены на построение ассоциативных связей учащихся между наукой и данными физическими явлениями. При ответе на них ученик 8-го класса должен проанализировать свой эмпирический опыт и применить полученную информацию в целях построения единой системы восприятия явлений окружающего мира как подлежащих объяснению с научной точки зрения и подтолкнуть к появлению новых концепций, требующих научного обозначения. Так преподаватель, акцентирующий внимание учеников на поиск ответов на заданные вопросы, наряду с формированием компетенций учащихся задает тенденцию интереса к познанию нового и, в дальнейшем, интеграции дисциплин при проведении уроков и готовности учащихся к правильному разграничению и включению навыков и умений в ходе образовательного процесса. Более того, данная тема закрепляется лабораторной работой, направленной на нахождение теплоёмкости твердого тела [4].

Наряду с проведением опросов, предложенными составителями учебных пособий, и лабораторных работ, эффективным можно считать метод интервьюирования учащихся в целях отследить оперативный этап мыслеформ: он служит для оценки границ заблуждений, определения их основных источников и направления формирования мысли в нужном для правильного встраивания блоков новых знаний над старыми. Нижеприведённое интервьюирование учеников учителем было разработано для опроса школьников 8-класса и проведено по окончании 2021-2022 учебного года.

Учащимся трех классов в составе 90 человек были выданы бланки (Таблица 1) в рамках дополнительных занятий по физике [4] и было предложено определить описанные на них процессы как физические или химические и пометить верный столбец галочкой.

Таблица 1

Бланк-интервью на определение области естествознания, описывающей протекающие процессы

Процесс	Физический	Химический
Растворение этилового спирта в воде
Появление запаха тухлой еды
Электролиз воды
Рассеивание чернил в воде
Горение угля
Ферментация йогурта
Пожелтение бумаги на свете
Отражение света на стекле
Смывание грязи чистящим средством
Плавления натрия в воде
Шлифовка дерева

 

Ученикам дали пятнадцать минут на заполнение бланка и подготовки аргументации своих ответов. Далее учащимся предлагалось совместно с учителем проанализировать вопросы, заданные в интервью, и выбрать верные ответы, исходя из того, что при физических процессах после взаимодействия вещество не меняется, а при химических процессах при взаимодействии появляется новое вещество с выделением или поглощением энергии.

Учащиеся дали правильные ответы на вопросы «растворение этилового спирта в воде», «электролиз воды», «рассеивание чернил в воде», «горение угля», «отражение света на стекле» и «шлифовка дерева». Они утверждали, что это были типичные физические изменения, не приводящие к изменение внутренней структуры веществ, однако они были озадачены другими вопросами, особенно «ферментации йогурта» и «появление запаха тухлой еды», так как они касались биологических феноменов. Некоторые считали, что это физические процессы, потому что вещество изменило внешнюю структуру, а другие не решили.

На равных условиях возникла проблема определения таких химических процессов как «смывание грязи чистящим средством» и «плавления натрия в воде». Чистящее средство является химическим веществом, поэтому учащиеся не предположили, что данный процесс сначала предполагает химические, а затем физические изменения. А раз в формулировке процессов, связанных с натрием, присутствует слово «плавление», то это является физическим процессом и т.д.

Таким образом интервью выявило некоторые заблуждения об определении физических и химических процессов у участвующих в нём студентах, что может быть связано с недостатком экспериментов на темы физических и химических изменений и знаний о структуре веществ и их агрегатных состояниях на момент окончания программы 8 класса, однако данное интервью помогло решить проблему с заблуждениями, актуализировало опыт проведения лабораторных работ на обеих школьных дисциплинах, подготовило студентов к получению новых знаний в 9-ом классе и являлось частичным подведением итогов завершения получения информации в рамках 8 класса.

Библиографический список

1. Восниаду, С. . Концептуальный задачи исследовательской работы и в обучение науке / С. Восниаду.Исследовательская работа в естественнонаучном образовании — прошлое, настоящее и будущее. – Дордрехт: Клювер, 2001. – с. 177–188
2. Новак, А. Значимое обучение: существенный фактор для концептуального изменения в ограниченном или же неприличный пропозициональный иерархии, ведущий к наделению полномочиями учащихся/ А. Новак. – Научное образование, 86, 2002. – с. 548–571
3. Перышкин, А.В. Физика. 7 кл.: учеб. Для общеобразоват. учреждений / А.В. Перышкин. – 14-е изд., стереотип. – М. : Дрофа, 2010. – 192с.: ил. – с. 25-26
4. Федеральные государственные образовательные стандарты. Приказ Минобрнауки РФ от 17.12.10 № 1897 - ФГОС основного общего образования (5-9 кл.). URL: https://sch1317.mskobr.ru/files/standarty_vtorogo_pokoleniya_fgos.pdf. Дата обращения: 06.09.2022
5. Хаммер, Д. Ресурсы учащихся при обучении основам физики / Д. Хаммер. – Американский журнал физики. – Американская ассоциация учителей физики, 2000, 68. – с. 52-59

 

 

 

Опубликовано: 31.10.2022