Проблемным обучение называется не потому, что весь учебный материал учащиеся усваивают только путем самостоятельного решения проблем и открытия новых понятий. Здесь есть и объяснение учителя, и репродуктивная деятельность учащихся, и постановка задач, и выполнение учащимися упражнений. Однако организация учебного процесса базируется на принципе проблемности, а систематическое решение учебных проблем – характерный признак этого типа обучения. Поскольку вся система методов при этом направлена на всестороннее развитие школьника, развитие его познавательных потребностей, на формирование интеллектуально активной личности, проблемное обучение является подлинно развивающим обучением.

Изучение органической химии учит отыскивать причинно-следственные связи в явлениях и рассматривать их не как случайные, а как вызываемые действием определённых факторов. На первый план выдвигаются проблемы, обуславливаемые логикой развития самого учебного процесса, поскольку интерес учащихся в старших классах к теоретическим вопросам становится явно выраженным. Уже из содержания первых уроков возникает ведущая познавательная проблема: почему органических веществ значительно больше, чем неорганических, и чем объясняется огромное значение их в нашей жизни. Более конкретные проблемы возникают при переходе к теории химического строения веществ и изучению основных классов органических соединений.

Например, при изучении непредельных углеводородов ряда этилена (10 класс) возникает целая цепь проблемных ситуаций:

1. Анализ молекулярного состава этилена приводит к противоречию с валентностью элементов – СII2НI4, но углерод в органических соединениях всегда четырёхвалентен;
Какова же структурная формула этилена?

Н Н Н Н
׀ ׀
Н ― С ― С ― Н → С = С

Н Н

2. Двойная связь между атомами углерода требует более глубокого рассмотрения электронного строения - SP2 гибридизация, каждый атом углерода участвует в образовании трёх σ-связей и одной π-связи;

3. Возникает понятие о π- связи – образуют Р-негибридные электронные облака, менее прочная, чем σ- связь;

4. установление особого характера химической связи требует выяснение влияния её на свойства веществ – характерны реакции присоединения по месту разрыва π- связи.
При изучении кислород - и азотсодержащих органических соединений учащиеся знакомятся с новыми для них понятиями органической химии «функциональная группа», «бифункциональные соединения» и другими. Углубляются понятия о гомологии, о взаимном влиянии атомов в молекулах, об изомерии, генетической связи между различными классами соединений, о полимерах.

У учащихся к этому времени накоплен определённый опыт. Они владеют многими теоретическими понятиями курса, поэтому возникает больше возможностей на уроках ставить проблемы, которые побуждают, активно мыслить.

Фрагмент урока «Строение и свойства глюкозы» (10 класс)

Данный урок проводится мною в форме эвристической беседы с выдвижением гипотез и проверкой их демонстрационным и лабораторным экспериментами.
Перед учащимися ставится задача – установление и доказательство состава и химического строения глюкозы (С6Н12О6). Для решения этого вопроса учащимся необходимо вспомнить кислородсодержащие функциональных групп и экспериментальным путём установить, какие функциональные группы и в каком количестве имеются в молекуле данного вещества.

Ярко-синее окрашивание, которое даёт раствор глюкозы в реакции со свежеосаждённым гидроксидом меди (II), является доказательством того, что в молекуле имеется несколько гидроксильных групп. Реакция «серебряного зеркала», которую даёт раствор глюкозы, свидетельствует о наличии в молекуле альдегидной группы. После чего, делается вывод, что глюкоза является бифункциональным соединением – альдегидоспиртом. Учащиеся легко составляют структурную формулу, исходя ещё и из того, что известно существование пятиуксусного эфира глюкозы и атомы углерода в ней образуют неразветвлённую цепь:

Н Н Н ОН Н О
│ │ │ │ │ ║
Н ─ С ─ С ─ С ─ С ─ С ─ С ─ Н
│ │ │ │ │
ОН ОН ОН Н ОН

Таким образом, подобные проблемные ситуации могут быть созданы в каждой учебной теме при изучении всех наиболее важных вопросов органической и неорганической химии. Они связаны с основными проблемами самой науки – зависимостью свойств веществ от строения и обусловленностью этим их практического применения.

Фрагмент урока «Свойства альдегидов» (10 класс).

Повторив строение альдегидов, я учащимся предлагаю высказать предположение об их химических свойствах:
- возможность присоединения по месту двойной связи (С=О);
- дальнейшее окисление атома углерода альдегидной группы, основой для чего служит известная способность к окислению атома углерода в спиртах (R-СН2-ОН). Восстановление альдегидов до спиртов и окисление до кислот наглядно подтверждают это предположение:

О
║
а) Н─С─Н + Н2 → СН3─ОН
О О
║ ║

б) СН3─С─Н + Аg 2O → СН3─С─ О Н + 2 Аg↓
аммиачный
раствор

Используя знания о функциональных группах, учащиеся активно участвуют в решении проблем зависимости свойств веществ от наличия тех или иных функциональных групп.
Например, при изучении свойств аммиака учащиеся вначале характеризуют строение атомов элементов водорода и азота, строение молекулы аммиака, определяют степени окисления атомов азота и водорода в аммиаке, а затем рассматривают химические свойства этого соединения. Здесь решается несколько проблем. Даже на самом первом этапе урока при изучении состава аммиака можно не просто информативно сообщить, что его формула NН3, а связь между атомами полярная, а предложить учащимся обосновать состав этого соединения, т.е. установить связь между составом соединения и строением образующих его атомов.

При изучении химических свойств аммиака возможна постановка проблемного вопроса «За счёт чего аммиак может вступать в реакции присоединения, если все неспаренные электроны использованы на связи с водородом?» Таким образом, этап создания на уроке проблемной ситуации требует от учителя большого мастерства. Обучающийся ставится в позицию субъекта обучения и, как результат, у него образуются новые знания.

Фрагмент урока по теме «Глюкоза». (10 класс)

Цель урока: Познакомить учащихся с общим понятием углеводов. Способствовать развитию умения учащихся проводить эксперимент для получения новых знаний о сложных органических веществах; делать выводы, опираясь на знания о функциональных группах и способах установления строения молекул.

Реактивы: глюкоза (кристаллическая), растворы: сульфата меди (11), гидроксида натрия, нитрата серебра, аммиака, уксусный альдегид, гексанол, капроновая кислота.
Оборудование: индикаторная бумага, спиртовка, пробирка, пробиркодержатель, промывалка, резиновая пробка.

Учащиеся слушают краткое сообщение учителя о новом для них классе органических веществ - углеводах с демонстрацией логико - структурной схемы их классификации. Далее один из учащихся делает краткое сообщение о роли углеводов в животном мире, как они образуются в растениях, почему этим веществам дано такое название.
После этого учащимся предлагается представить себя исследователями и попробовать самостоятельно определить строение одного из простейших углеводов - глюкозы, используя полученные ранее знания о строении некоторых функциональных групп и качественных реакций на эти группы. Работа строится на основе плана, который присутствует на партах у учащихся.

План самостоятельной работы
1. Определите формулу одного из простейших углеводов - глюкозы, если известны результаты анализа её образца. Относительная молекулярная масса глюкозы равна 180, а массовые доли углерода, водорода и кислорода соответственно равны 40 %, 6,7 %, 53,3 %.
2. Ознакомьтесь с физическими свойствами глюкозы – с её внешним видом, растворимостью в воде. Результаты запишите.
3. Как показывает формула С6Н12О6, молекула глюкозы содержит несколько атомов кислорода. Поэтому для выяснения строения глюкозы надо установить, не содержит ли она уже знакомые вам функциональные группы. Проверьте известным вам способом, не является ли глюкоза многоатомным спиртом.
4. Проверьте, не содержит ли глюкоза других функциональных групп. Проверьте наличие в глюкозе карбоксильной группы.
5. Проверьте известным вам способом наличие в глюкозе карбонильной группы.
6. Попытайтесь составить структурную формулу глюкозы, учитывая, что в молекуле глюкозы содержится 5 гидроксильных групп, и что атомы углерода в ней образуют неразветвлённую цепь.
7. Занесите полученные данные в таблицу:
Эмпирическая формула глюкозы
Растворимость в воде
Наличие в глюкозе нескольких гидроксогрупп
Наличие в глюкозе карбоксильной группы
Наличие в глюкозе карбонильной группы
Предполагаемая структурная формула глюкозы
8. Используя результаты вашей исследовательской работы, сравните растворимость гексанола С6Н13ОН и глюкозы С6Н12О6. Попробуйте объяснить причину различия.
9. Какие химические реакции подтверждают, что - глюкоза - альдегидоспирт?
10. Даны растворы уксусного альдегида и глюкозы. Как распознать эти вещества?

Фрагмент урока по теме «Этилен. Строение и физические свойства». (10 класс)

Цель урока: изучение электронного и пространственного строения этилена, углубление знаний о химической связи.

Оборудование: на демонстрационном столе прибор для получения этилена, масштабные и шаростержневые модели молекул этана, этилена, спиртовка, известковая вода.

Ход урока:
1.Обобщение пройденного об углеводах.

- В чём особенности, отличительные признаки строения парафинов и циклопарафинов?

- Какова зависимость свойств углеводородов от строения?

2. Изучение нового материала

1. Учитель подчёркивает зависимость химических свойств углеводородов от строения: прочность и насыщенность связи у предельных углеводородов и устойчивость 5 – 6 – членных циклопарафинов обусловливает их малую реакционную способность. Основная реакция – замещение галогенами.

2.Учитель сообщает, что многообразие углеводородов не исчерпывается рядами парафинов и циклопарафинов.

3. Постановка проблемы: « Как установить молекулярную формулу этена?» Учащимся предлагаются два варианта расчёта: по массе 1 л газа и исходя из процентного состава углеводорода. Оба расчёта приводят к молекулярной формуле С2Н4. Возникает противоречие между найденной молекулярной формулой и валентностью углерода. Чтобы это противоречие разрешить, необходимо определить строение этилена.

4. Учитель напоминает учащимся известный им факт о том, что в одной области пространства могут совмещаться два электрона с противоположными спинами. Обращается внимание учащихся на новое противоречие. При наличии двойной связи между атомами углерода в одной и той же области пространства совмещаются не два, а четыре электрона. Почему это возможно? Привлекая знания об sp2 - гибридизации и боковом перекрывании негибридизированных р - электронов, учитель вместе с детьми решают данную проблему.

5. Изучается вопрос об образовании сигма - и пи - связи в молекуле этена. Учащимся предлагается изготовить шаростержневую модель молекулы этена. Дети убеждаются в отсутствии свободного вращения по двойной связи.

3. Закрепление изученного материала.
- Как доказать расчётом, что этилен легче воздуха?
- Как доказать, что этилен - углеводород?
- В чём состоит различие между сигма - и пи – связями в молекуле этена?
- Почему невозможно свободное вращение атомов углерода при двойной связи?

Фрагмент урока по теме «Белковая пища с точки зрения химии»

«Чтобы постичь бесконечное,
надо сначала разъединить,
потом соединить.» Гёте

Урок «Белковая пища с точки зрения химии» проводился на двух часовом уроке в одиннадцатом классе как проблемно - интегрированный на этапе обобщения и расширения знаний по теме «Белки» после двух часовой лекции «Белок - качественно новый уровень развития материи, высшая форма развития вещества».

Учитель формулирует проблему, подводит учащихся к пониманию темы и цели исследования, направляет деятельность учащихся в русло исследовательской работы. Ученики самостоятельно планируют и выполняют исследовательскую работу, консультируются с учителем. На каждом этапе исследовательской работы получают оценку учителя (правильно или неправильно). В ходе урока перед учащимися раскрывается межпредметный характер решаемой проблемы (связь с биологией, медициной). Такой урок оказывает развивающее влияние на личность каждого ученика.

Учебная цель урока: На основе приобретённых знаний по химии и биологии и результатов, полученных в ходе исследовательской работы, сделать вывод о роли незаменимых аминокислот для полноценного белкового питания.

Что же происходит с белками пищи в организме человека?

Я предлагаю вам из перечня предложений выбрать те фразы, которые характеризуют процесс переваривания белков ( Приложение 1 ).

Учащиеся на чистом листе бумаги ( контрольный лист ) отмечают нужные цифры, советуются в группе, затем к доске от каждой группы выходит ученик и записывает выбранные ими цифры, идёт обсуждение, учитель направляет работу и все приходят к общему мнению, что для процесса переваривания белков подходят фразы:
1. Белки начинают перевариваться в желудке.
2. На питательные вещества действуют ферменты пепсин и трипсин.
3. Окончательно расщепляются до аминокислот.
4. Полное расщепление происходит в тонком кишечнике.
5. На превращение влияет поджелудочный сок.
6. Всасываются в кровь.
7. Переносятся потоком крови сначала в печень, а потом во все клетки.

Учитель предлагает группам составить схему превращения белков. На доске и в тетрадях появляется запись: «Превращение белков пищи в организме» (метаболизм).
Белки
гидролиз
Желудок полипептиды
пепсин
Поджелудочная гидролиз
железа полипептиды
трипсин
Тонкий гидролиз
кишечник  - аминокислоты
пентидаза
Кровь клетки
Печень синтез белков
Почки
Аммиак мочевина
NH3 (NH2)2 CO
Учащиеся имеют возможность пользоваться учебником.