Актуальные проблемы химического образования



Pdf просмотр
страница3/20
Дата25.08.2017
Размер1,92 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   20
Беспалов П.И.
Московский институт открытого образования
ПРИМЕНЕНИЕ ЦИФРОВЫХ ЛАБОРАТОРИЙ ПРИ ИЗУЧЕНИИ
ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ВОПРОСОВ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Современный образовательный процесс в школе должен быть направлен не на накопление учащимися суммы знаний (запоминании большого количества фактов), а на интеллектуальное развитие ребенка, где конкретные знания служат средством формирования модели мира и отработки на них когнитивных операций. Изучение школьного курса химии связано с ознакомлением учащихся с множеством веществ и химических реакций.
Поэтому, запоминание конкретного учебного материала, выходящего у учителя на первый план, может значительно тормозить интеллектуальное развитие школьников. Важно, чтобы изучение свойств веществ и различных реакций приводило ученика к открытию закономерностей в изменении свойств веществ и протекания химических реакций. Изучению данных закономерностей может способствовать применение на уроке количественного эксперимента.
Применение цифровых лабораторий при изучении отдельных тем органической химии, позволяет в значительней мере дополнить и проиллюстрировать освещение теоретических вопросов химическим

25 экспериментом. Причем, постановка эксперимента может быть проведена как в виде лабораторных опытов, так и в виде демонстрационного эксперимента.
Использование проблемных ситуаций значительно повышает познавательную активность учеников.
Изучение физических свойств различных классов органических соединений важнейший фактор установления строения и свойств веществ, понимания основных положений теории химического строения органических веществ, систематизации знаний учащихся и осуществления системного подхода к изучению органической химии.
Наглядным примером может служить изучение темы «Карбоновые кислоты». При изучении этой темы возможно проведение следующих опытов:
-определение температур кипения этанола и уксусной кислоты;
-определение рН растворов карбоновых кислот (муравьиной, уксусной, масляной);
-определение рН растворов ацетата натрия и стеарата натрия;
-определение рН растворов уксусной, монохлоруксусной и трихлоруксусной кислот.
Эксперимент по определению температур кипения этанола и уксусной кислоты, и сравнение полученных результатов с температурой кипения этана позволяют сделать вывод о том, что, как и в спиртах, в молекулах кислот происходит ассоциация молекул за счет водородной связи. Кислоты образуют более прочные водородные связи, чем спирты, так как связи О-Н в них в большей степени поляризованы. Кроме того, карбоновые кислоты способны образовывать водородные связи с участием атома кислорода карбонильного диполя, обладающего значительной электроотрицательностью.
Это приводит к образованию циклических димеров, которые сохраняются в некоторой степени даже в газообразном состоянии.
R
C
O
O
H
........H
O
............O
C
R
Данные таблицы 1 подтверждают выдвинутые предположения. Кислоты имеют более высокие температуры кипения, по сравнению со спиртами.
Таблица №1. Физические свойства органических соединений
Пока зател и метан этан н- бутан метанол этанол Бутанол-
1
Муравьин ая кислота
Уксусная кислота
Масляна я кислота
Т кип.
-161,6 -
88,6
-0,5 64,7 78,4 118 100,7 118,2 164
Не менее важным вопросом является изучение силы органических кислот.
При изучении физических свойств карбоновых кислот обычно отмечают, что первые четыре члена гомологического ряда карбоновых кислот хорошо растворимы в воде (смешиваются с водой в любых соотношениях), следующие кислоты, начиная с валериановой и заканчивая пеларгоновой

26
(нонановой) - маслянистые жидкости малорастворимые в воде. Наконец, высшие кислоты (С
10
) твердые вещества, практически нерастворимые в воде.
Поэтому можно провести исследование водных растворов муравьиной, уксусной и масляной кислот с молярной концентрацией 0,1 моль/л.
Эксперимент по измерению рН растворов кислот позволяет установить, что наиболее сильной кислотой является муравьиная, наиболее слабой из предложенных – масляная.
Измерить силу карбоновых кислот, нерастворимых в воде непосредственно нельзя, но можно применить опосредованное сравнение, например, измерить рН растворов солей. Сравнение рН 0,1 М растворов ацетата натрия и стеарата натрия позволяет сделать вывод: с возрастанием молярной массы карбоновых кислот сила карбоновых кислот уменьшается.
Вопросы взаимного влияния атомов в молекулах органических веществ являются очень важными для понимания свойств органических веществ и их реакционной способности. Вместе с тем, эти вопросы являются самыми сложными для усвоения учащимися, так как в школьном курсе химии они рассматриваются, чаще всего, как теоретический материал, лишенный экспериментальной поддержки. Это означает, что объяснение учителя является определяющим в рассмотрении свойств того или иного вещества.
Анализ действующих учебников и программ показывает, что данный вопрос рассматривается при изучении только свойств фенола. Лишь в некоторых учебниках рассматривается взаимное влияние атомов при изучении темы «Арены».
Изучение растворимости кислот позволяет развивать знания учащихся о взаимном влиянии атомов и функциональных групп на свойства веществ.
Как известно, алканы малорастворимы или практически нерастворимы в воде. Введение карбоксильной группы в молекулы алканов изменяет свойства веществ. До определенного предела карбоновые кислоты растворяются в воде, а затем из-за влияния углеводородного радикала растворимость их падает. Таким образом, обращение к физическим свойствам кислот позволили актуализировать знания учащихся о водородной связи и показать взаимное влияние атомов в молекулах.
Влияние галогенов, внедренных в углеродную цепь одноосновных кислот, позволяет продемонстрировать зависимость силы кислот от числа атомов галогенов, введенных в углеводородный радикал. Атомы галогенов значительно понижают электронную плотность на центральном атоме углерода карбоксильной группы. Особенно ярко это проявляется в молекулах кислот с небольшим радикалом. Измерение рН растворов уксусной, монохлоруксусной и трихлоруксусной кислот, сравнение полученных результатов, их анализ подводит учащихся к выявлению закономерностей в изменении свойств карбоновых кислот.

27
Для повышения осознанности знаний учащихся можно предложить разнообразные экспериментальные задачи, позволяющие проверить приобретенные знания.
Таким образом, экспериментальные данные, полученные с помощью цифровых лабораторий, позволяют закрепить знания учеников об основных положениях теории химического строения органических веществ.
Литература.
1)
Куписевич Ч. Основы общей дидактики.- М.,1986.
2)
Беспалов П.И. Применение цифровых лабораторий для решения экспериментальных задач// Химия в школе.-2010.-N .7.-С.51-57.
Бойкова В.С.
АНО «Павловская гимназия», Московская обл.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИМЕРОВ ИЗ ЖИЗНИ ДЛЯ ПРЕОДОЛЕНИЯ
УЧАЩИМИСЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О НЕДОСТУПНОСТИ
ИЗУЧЕНИЯ ФИЗИКИ
Ещѐ до изучения физики у детей сформировано преставление о недоступности этого предмета для понимания, что обусловлено негативным опытом родителей и старших товарищей. Физика – естественная наука с развитым математическим аппаратом, поэтому многих школьников страшат используемые при ее изучении математические выражения. Ситуация усугубляется средствами массовой информации, в которых постоянно обсуждается идея о том, что «ненужные» предметы не следует изучать. К таким, как правило, относятся все естественнонаучные предметы. К нужным же предметам относят те, которые необходимы для поступления в гуманитарный вуз.
Представления учащихся о недоступности изучения физики усиливаются, если на уроках рассматриваются явления, с которыми учащиеся нигде ранее не сталкивались. Сущность этих явлений не интересует учеников, поэтому они не готовы прикладывать усилия, чтобы в ней разобраться.
Следствием незаинтересованности учащихся в результате познания является заучивание ими различных формулировок и формул без понимания.
Так как такое запоминание недолговечно, то учащиеся быстро все забывают, что приводит их к подтверждению представлений о недоступности изучаемого учебного материала.
Разрушить барьер недоступности изучения физики позволяет рассмотрение физических явлений, взятых из жизненного опыта ребѐнка.
Примеры таких явлений вызывают интерес у учащихся, поэтому у них возникает потребности вникнуть в их сущность.
Рассмотрение на уроках примеров явлений, связанных с жизнью, способствует формированию у учащихся положительных эмоций, что благоприятно сказывается на общем отношении к предмету.

28
Разрушению барьера недоступности изучения физики способствуют соревнования между группами учащихся, посвященные объяснению сущности физических явлений, тесно связанных с повседневной жизнью и бытом. На этих соревнованиях создаются объективные условия для сотрудничества учащихся. В этих условиях формируется уверенность, что они способны многое объяснить.
Формированию уверенности в успехе познания помогает постепенное введение математических выражений, а также активное использование изучаемых формул при рассмотрении явлений, связанных с жизнью.

Боридко В.С., Колыбанов К.Ю., Корнюшко В.Ф., Кучковская О.В.,
Пичугин В.С.
Московская государственная академия тонкой химической технологии
имени М.В.Ломоносова, ООО «Химлабо», г. Москва.
МУЛЬТИМЕДИЙНАЯ ПОДДЕРЖКА ЛАБОРАТОРНЫХ
ПРАКТИКУМОВ ПО ХИМИИ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ ИНВАЛИДОВ И
ЛИЦ С ОГРАНИЧЕННЫМИ ВОЗМОЖНОСТЯМИ ЗДОРОВЬЯ
По данным Комитета Госдумы по образованию и науке число детей с ограниченными возможностями здоровья на 2009-ый год составило как минимум 4.5% от общего числа учащихся, при этом специальные условия для получения образования имеют не более трети. Сегодня существуют огромные трудности создания специальных условий в рамках действующих форм организации учебного процесса, так как отсутствуют современные специальные образовательные технологии и учебное оборудование, позволяющее учащимся полноценно усваивать знания по естественнонаучным дисциплинам. Еще более проблема усложняется для тех учащихся, которые не имеют возможности посещать образовательные учреждения и проходят курс обучения дома. При этом стандартами образования предусмотрено получение не только теоретических знаний, но и практических умений.
Более того, для всех сдающих ЕГЭ в Кодификаторе элементов содержания и требований к уровням подготовки обучающихся, освоивших основные общеобразовательные программы основного общего образования, для проведения в 2011 году государственной (итоговой) аттестации (в новой форме) по химии в разделы 2.6 и 2.7 включены такие элементы содержания, как: умение обращаться с химической посудой и лабораторным оборудованием; распознавать опытным путем газообразные вещества, растворы кислот и щелочей и солей. Таким образом, в преподавании естественнонаучных дисциплин должны присутствовать лабораторные практикумы и учебные эксперименты, для проведения которых требуется

29 выделение специально подготовленных лабораторных аудиторий, оснащенных необходимыми техническими средствами обучения.
В предлагаемой концепции содержатся технологии обучения учащихся инвалидов и лиц с ограниченными возможностями на основе комплексного применения натурного и виртуального эксперимента. При этом предусмотрена возможность их применения как для обучения в учреждениях профессионального и общего образования тех учащихся, которые по состоянию здоровья могут посещать занятия, так и обучение учащихся на дому для тех учащихся, которые по состоянию здоровья не могут самостоятельно посещать занятия в образовательных учреждениях и вынуждены учиться дома.
При этом методология предусматривает возможность использования разработанного для общеобразовательных школ с малочисленными классами комплекта оборудования на базе микролабораторий по химии в совокупности с мультимедийным обеспечением комплектов оборудования [1].
Стандартная технология обучения учащихся в химической лаборатории требует наличия специально подготовленных лабораторных аудиторий, оснащенных лабораторным и вспомогательным оборудованием и соблюдения специальных правил поведения и требований техники безопасности при проведении лабораторных экспериментов. К сожалению, для инвалидов и лиц с ограниченными возможностями здоровья организовать полноценное обучение в стандартных лабораторных аудиториях невозможно по целому ряду причин и прежде всего из-за невозможности выполнения ими стандартных требований техники безопасности.
Предлагаемая технология обучения базируется на комплексном применении натурного эксперимента, реализуемого с помощью микролаборатории по химии и мультимедиа-подхода, включающего виртуальный мультимедийный эксперимент на CD [2].
Принципиальными особенностями разработанного оборудования (рис. 1) являются: компактность оборудования ,позволяющая размещать на простом ученическом столе по одному или двум лабораторным комплектам; универсальность лабораторных стендов, позволяющая на каждом из них выполнять соответственно в полном объеме лабораторно-практические работы по химии по программам основного и полного общего образования; пожаро- и экологическая безопасность, а также значительное энергосбережение, что особенно важно для небольших школ, лицеев и колледжей; широкое применение мощного мультимедийного методического обеспечения; разработанное лабораторное оборудование соответствует государственным санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам, разрешено для индивидуальной работы учащихся и рекомендовано к использованию в учебном процессе Федеральным экспертным советом по

30 учебной технике, приборам и оборудованию учебно-научного назначения
Министерства образования Российской Федерации.
Важная роль в реализации предлагаемой технологии обучения принадлежит мультимедийному методическому обеспечению, которое выполняет несколько функций: обеспечивает наглядную демонстрацию эталонной техники выполнения ученического эксперимента и потенциальных возможностей оборудования, знакомит учащихся с правилами безопасности при проведении практических занятий и лабораторных работ; служит своеобразным тренажером для учителя, помогая ему предварительно подготовиться к занятиям; позволяет с помощью компьютерной анимации реализовать практически любые демонстрационные работы.
И, наконец, важнейшим назначением методического обеспечения на CD является расширение возможностей микролабораторий за счет добавления к натурному виртуального и демонстрационного экспериментов.
Демонстрационный эксперимент, как и в стандартной технологии обучения, может быть выполнен преподавателем на натурном оборудовании.
Виртуальный демонстрационный эксперимент обеспечивает проведение демонстрационных опытов и расширяет возможности выполнения опытов по различным методикам за пределами, разрешенными учебным оборудованием, т.е. виртуальный эксперимент расширяет границы опыта, реализуя возможности, которые не могут быть достигнуты на данном учебном оборудовании.
Электронный контент мультимедийного комплекса содержит более 100 опытов по химии, предусмотренных примерными программами курсов основной и средней школы, а также дополнительного ученического эксперимента. При этом мультимедийное методическое обеспечение сочетает в себе фотографические изображения лабораторного оборудования, компьютерную анимацию, иллюстрирующую процесс сборки экспериментальных установок с уделением особого внимания вопросам техники безопасности при проведении опытов, этапы проведения эксперимента, а также рекомендации по регистрации и обработке экспериментальных данных, полученных в ходе выполнения работ.
Анимация сопровождается методическими рекомендациями в текстовом виде и в виде голосового сопровождения.
Для обеспечения наглядности мультимедийного эксперимента большинство объектов на экране отображены в трехмерном виде, что позволяет демонстрировать взаимное расположение предметов и их относительный масштаб, перемещение объекта с одновременным увеличением в размерах создает впечатление приближения объекта, а уменьшение в размерах и уменьшение интенсивности окраски – эффект удаления, для подчеркивания важности фрагмента используется прием увеличения отдельного элемента и размещения его в рамке на фоне экспериментальной установки.

31
Система управления процессом просмотра унифицирована и допускает управление как при помощи графического интерфейса, так и при помощи клавиатуры. Важным фактором улучшения визуального восприятия методических рекомендаций является создание единого виртуального пространства, объединяющего мультимедийные компоненты.
Методология сочетания натурного и виртуального эксперимента, предлагаемая в данном проекте для обучения инвалидов и лиц с ограниченными возможностями здоровья, использует преимущества каждого из видов эксперимента, позволяя при этом свести к минимуму присущие им недостатки, а также снимает ограничения, накладываемые стандартными образовательными технологиями, в части соблюдения требований техники безопасности и подготовки специальных лабораторных аудиторий.
Фронтальные лабораторные работы выполняются аудиторно под руководством преподавателя по технологии натурного эксперимента на основе комплектов оборудования микролабораторий, при этом требования к подготовке аудитории минимальны. Если в силу ряда причин обучаемый не может присутствовать в аудитории (временно или регулярно), возможно проведение занятий на дому.
Практикум (самостоятельные исследования после предварительной подготовки) основан на технологии натурного эксперимента и может быть выполнен как аудиторно (в группе с обычными учащимися), так и внеаудиторно (на дому), для подготовки к проведению занятий используется мультимедийное методическое обеспечение микролабораторий.
Литература
1. Аникина И.Ю., Боридко В.С., Колыбанов К.Ю., Корнюшко В.Ф.
Инновационные технологии обучения детей-инвалидов дисциплинам естественнонаучного цикла в учреждениях общего и професионального образования. М., «Интеграл» №4(54), 2010.
2. Аникина И.Ю., Боридко В.С., Колыбанов К.Ю., Корнюшко В.Ф.
Информационная поддержка лабораторных практикумов по естественнонаучным дисциплинам для учащихся инвалидов и лиц с ограниченными физическими возможностями. М., «Интеграл» №5(55), 2010.


Васюкова Е.Ю.
АНО «Павловская гимназия», Московская обл.

АКТИВИЗАЦИЯ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
УЧАЩИХСЯ НА УРОКАХ ПРИРОДОВЕДЕНИЯ
Изучение природоведения в 5 классе, главным образом, направлено на формирование представлений о многообразии тел, веществ и явлений природы и т.д., всего того, что обеспечивает дальнейшее изучение систематических курсов биологии, географии, физики и химии. Достижение

32 данной цели возможно, если в ходе изучения этого курса работа учителя будет направлена на формирование у учащихся не столько предметных, сколько общеучебных, информационных и коммуникативных компетенций.
Научить учащегося работать с источниками информации, составлять план развернутого ответа, грамотно аргументировать свои предположения и умозаключения, отстаивать свое мнение и т.д.
Сформировать активную позицию учащегося в процессе познания – это одна из главных задач, которые должен решать учитель на первых этапах урока. Возникает вопрос – как вовлечь учащегося в процесс познания, сформировать потребность в изучении нового путем работы с различными источниками информации.
Большая роль в решении данной задачи отводится этапу актуализации знаний. В организации познавательной деятельности, ориентированной на личность, большое значение имеет первый этап урока − этап актуализации знаний. С позиций общей дидактики, основными задачами этого этапа являются: актуализация субъектного опыта учащихся: опорных знаний и способов действий, необходимых для познания нового; личностных смыслов; ценностных отношений; обеспечение мотивации учения школьников, принятия ими целей урока [1].
Таким образом, этап актуализации знаний должен быть нацелен не только на повторение имеющихся у учащихся знаний и умений (это чаще всего и делается на традиционных уроках природоведения), но и на формирование личностных смыслов познания и на их рефлексию, что способствует активизации познавательной деятельности и разворачиванию мотивационных механизмов.
Смысл делает познавательные процессы не только направленными, но и пристрастными. Это придает мышлению психологически содержательный характер и отличает его от механической переработки внешних впечатлений.
Смыслу нельзя обучить, его можно раскрыть или актуализировать в процессе обучения. Смыслы познания персоналистичны, имеют разную силу влияния на разворачивание мотивационных механизмов и активизацию деятельности школьника. По своей направленности смыслы познания (как отношение к тому, ради чего учащийся включается в процесс познания), могут различаться следующим образом [2]:
1.
Личностные смыслы могут быть связаны с перспективой своего будущего, с избеганием неудач, учебой ради лидерства и престижа, материального вознаграждения, благополучия, похвалы, ради самосовершенствования, самоутверждения и т.д.
2.
Коммуникативно-кооперативные смыслы связаны с учением как общением, сотрудничеством, с действиями вместе с другими, самоутверждением в группе и принадлежностью к группе и.д.
3.
Интеллектуальные смыслы связаны с интересом к самим знаниям, к познанию нового и т.д.

33
Перед изучением нового материала на уроках природоведения, на которых формируются умения работать с источниками информации, важно создать условия, в которых учащийся сможет осмыслить предстоящую деятельность, преломив ее через призму личностных интересов, пристрастий и значимости.
Актуализацию смыслов познания целесообразно осуществлять путем использования заданий, удовлетворяющих ряду требований:
1. При отборе содержания заданий важно, чтобы оно не только удовлетворяло актуализации необходимых для познания нового опорных знаний и способов действий, но и имело факты окружающей жизни, быта учащихся. Школьники проявляют интерес к той информации, которая связана с окружающей действительностью.
Если окружающая действительность интересна, то опора на эти личностные смыслы будет побуждать к познанию содержания связанного с ними.
2. Важно, чтобы задания были связаны с личным познавательным опытом ученика, при этом опорные знания и способы действий должны быть в структуре этого опыта, так как это будет порождать у учащегося чувство успеха и собственной значимости, что связано с его самоутверждением.
3. Целесообразно, чтобы задания приводили учащихся к пониманию предела имеющихся знаний: моих знаний недостаточно, чтобы ответить на интересующий меня вопрос. Подобные задания способствуют выявлению ученического незнания [3] и позволяют актуализировать как личностные, так и интеллектуальные смыслы, связанные с интересом к самому знанию.
Знание о незнании способствует появлению интеллектуального дискомфорта, который может в дальнейшем выступать как стимул решения познавательной задачи.
4. Задания могут обострять противоречия между имеющимися знаниями и фактами обыденных и научных представлений, то есть знания должны выступать в противоречии с фактом: что я знал и с чем столкнулся? Факт разрыва между обучением и опытом ребенка является необходимым элементом познания и понимания учебного материала.
5. Целесообразно, чтобы задания культивировали вопросы (вопрошание), способствовали вербализации запроса на новое знание.
6. Задания могут побуждать к анализу и рефлексии знаний связанных с жизнью и способов познания (субъектного опыта), формировать личностную значимость знания («присвоение» знания и «вхождение» его в личностные структуры). Чем больше в личностные структуры включено знание, тем выше его личностная значимость и активнее разворачивание механизма личностно обусловленного обучения.
При планировании и организации работы учащихся на этапе актуализации знаний важно учитывать и такие методические условия, как:
1) Процесс подготовки к изучению нового знания, освоению новых форм познания связан с умением переосмыслить опыт своей деятельности, чему

34 может способствовать создание определенной коммуникационной среды.
Диалог или полилог способны выполнять смыслопоисковую функцию, при этом актуализируются наряду с личностными и коммуникативные смыслы, связанные с самоутверждением в группе, с учением как общением, сотрудничеством и т.д.
2) Использовать различные приемы активизации познавательной деятельности: создание благоприятной эмоциональной атмосферы, использование средств наглядности.
Использование на этапе актуализации знаний различных приемов, обладающих личностно-развивающим эффектом при обучении, так же помогает активизировать процесс познания и повысить его самоценность. К таким приемам могут относиться: раскрытие мировоззренческих парадоксов; создание проблемных ситуаций; создание ситуации преодоления обыденности; дидактические игры, аналогии, задачи с жизненно- практическим содержанием; показ парадоксальных опытов; выдвижение гипотез; раскрытие красоты «интеллектуальных прорывов», сравнение их объяснительных и прогностических возможностей; выдвижение конкурирующих гипотез; проведение систематизации жизненных наблюдений; наблюдения и эксперименты; использование высокоэффективных технологий обучения; ознакомление с методами экспериментальной науки; рассказ об истории научных революций и озарениях [4].
Таким образом, для повышения эффективности работы учащихся на уроках природоведения, активизации познавательной деятельности, разворачиванию мотивационных процессов учителю важно уделять внимание организации работы учащихся на этапе актуализации знаний, главным образом, нацеленному на актуализацию смыслов познания.
Литература
1. Шамова Т.И. Управление образовательными системами: учебное пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / Т.И. Шамова, Т.М.
Давыденко, Г.Н. Шибанова / под ред. Т.И. Шамовой. – 2-е изд., стер. - М.:
Издательский центр «Академия», 2005.
2. Васюкова Е.Ю. Повышение осознанности теоретических знаний учащихся по органической химии в условиях актуализации смыслов познания: Автореферат дисс. на соискание ученой степени к.п.н., Москва,
2010 3. Сенько Ю.В. Педагогика понимания: учеб. пособие / Ю.В. Сенько,
М.Н. Фроловская. - М.: Дрофа, 2007.
4. Сериков В.В. Образование и личность. Теория и практика проектирования педагогических систем. - М.: Издательская корпорация
«Логос», 1999.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   20


База данных защищена авторским правом ©stomatologo.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница