Внедрение исследовательского принципа в процессе обучения химии. О формировании исследовательских навыков на уроках химии Получение кислорода разложением перекисей щелочных металлов водой

Краткое описание

Самостоятельное открытие малейшей крупицы знания учеником доставляет ему огромное удовольствие, позволяет ощутить свои возможности, возвышает его в собственных глазах. Ученик самоутверждается как личность. Эту положительную гамму эмоций школьник хранит в памяти, стремится пережить еще и еще раз. Так возникает интерес не просто к предмету, а что более ценно - к самому процессу познания - познавательный интерес.

Введение………………………………………………………………………………………………………………………………..3
О развитии исследовательской деятельности учащихся на уроках химии и во внеурочное время………………………………………………………………………………………………………………………………………4
Организация исследовательской деятельности………………………………………………………………….6
Литература…………………………………………………………………………………………………………………………….10

Прикрепленные файлы: 1 файл

Приведу примеры заданий мысленного эксперимента.

1. В реторту насыпали порошок цинка, перекрыли газоотводную трубку зажимом, реторту взвесили и содержимое прокалили. Когда реторта остыла, ее снова взвесили. Изменилась ли масса и почему? Затем открыли зажим. Изменилась ли масса и почему?

2. На чашках весов уравновешены стаканчики с растворами гидроксида натрия и хлорида натрия. Изменит ли положение стрелка весов через некоторое время и почему?

По результатам выполнения заданий учитель может судить о готовности ученика к практическому проведению работы.

При изучении качественных реакций на ионы учащиеся приобретают умение составлять план распознавания веществ.

Особую группу составляют задания эвристического и исследовательского характера. Выполняя их, учащиеся используют рассуждения как средство, получить субъективно новое знание о веществах и химических реакциях. При этом школьники осуществляют теоретические исследования, на основе которых формируют определения, находят взаимосвязи между строением и свойствами, генетическую взаимосвязь веществ, систематизируют факты и устанавливают закономерности, проводят эксперимент с целью разрешения проблемы, сформированной учителем или поставленной самостоятельно.

Например, при изучении амфотерных гидроксидов можно предложить такое задание:

Будет ли одинаков результат взаимодействия растворов гидроксида натрия и хлорида алюминия при добавлении 1 ко 2 и наоборот?

При изучении темы “Обобщение основных классов неорганических веществ” предлагаем ответить на вопрос: что произойдет, если к раствору сульфата меди (II) добавить раствор гидроксида натрия, а к раствору карбоната натрия гидроксид калия.

Практика показывает, что использование творческих заданий на прогнозирование свойств веществ. Такие задания способствуют формированию исследовательских умений, стимулируют интерес, позволяют познакомить учащихся с достижениями ученых, увидеть красивые, изящные яркие примеры работы творческой мысли.

При изучении темы “Углеводы” учащимся предлагают вопросы:

1.Немецкий химик Христиан Шенбейн нечаянно пролил на пол смесь серной и азотной кислот. Он машинально вытер пол хлопчатобумажным фартуком своей жены. “Кислота может поджечь фартук”, - подумал Шенбейн, прополоскал фартук в воде и повесил сушить над печкой. Фартук подсох, но затем раздался негромкий взрыв и … фартук исчез. Почему произошел взрыв?

2.Что произойдет, если долго жевать хлебный мякиш?

Уроки-исследования требуют большой подготовки, которая, как показывает практика, себя оправдывает. Такие уроки строятся в соответствии с логикой деятельностного подхода и включают следующие этапы: мотивационно-ориентировочный, операционно-исполнительский (анализ, прогнозирование и эксперимент) , оценочно-рефлексивный.

Таким образом, учебное исследование является способом творческого обучения, которое спроектированное в соответствии с моделью научного исследования, позволяет построить образовательный процесс на деятельностной основе, и возможно при конструировании уроков химии.

Литература

1.Батаева Е.Н. Формирование исследовательских умений. Ж, Химия: методика обучения. 8.2003-1.2004

2.Емельянова Е.О., Иодко А.Г. Организация познавательной деятельности учащихся на уроках химии в 8-9 классах. М.: Школьная Пресса, 2002.

3.Методические журналы «Химия в школе», «Биология в школе»

4.Степин Б.Д. Занимательные задания и эффективные опыты по химии. М.: Дрофа, 2002.

5.Увлекательный мир химических превращений: Оригинальные задачи с решениями / А.С.Суворов и др. Химия, 1998

Cлайд 1

Cлайд 2

Элементы и атомы, В менделеевский взятые круг Сделали химию самой богатой И самой творческой из наук. Г.Санников

Cлайд 3

Химия - удивительная наука. С одной стороны, она очень конкретна и имеет дело с бесчисленными полезными и вредными веществами вокруг нас и внутри нас. Поэтому химия нужна всем: повару, шоферу, садоводу, строителю.

Cлайд 4

Исследования дома на кухне под руководством учителя Задачи исследования: Образовательные: дать дополнительные сведения о кислотах и основаниях, грамотно их использовать; формирование навыков написания отчетов; научить учащихся самостоятельно мыслить, находить и решать проблемы. Развивающие: развивать умение выделять главное, обобщать, классифицировать; самостоятельно приобретать знания. Воспитательные: научить самостоятельно оценивать, наблюдать явления; развивать познавательный интерес к предмету и творческие способности в процессе самостоятельной работы; формирование интереса к новому предмету.

Cлайд 5

Отчет по исследовательской работе выполняется по плану. 1. Название темы работы. Название должно точно отражать содержание работы. Дата, место проведения, фамилию и имя автора. 2. Цель работы и ее задачи. 3. Методика работы. Результаты работы зависят от числа проведенных опытов, наблюдений и их обработки. Какими способами велись наблюдения, сколько их было проведено, с какими веществами. 4. Результаты и их обсуждение. Одно и тоже задание могут получить несколько учеников. Поэтому необходимо обсудить результаты опытов, наблюдений, сравнение отчетов.

Cлайд 6

Методика проведения исследования. 1. Подготовительный этап: Для опытов потребуется небольшое количество овощей, фруктов, пищевой соды, уксуса, соков, поэтому, необходимо обратиться к родителям с просьбой, не жалеть, если ребенок испортит их в своих опытах, ведь ребенок познает окружающий мир, а это - шаг в большую науку. 2. Знакомство с объектом исследования. Ученик получает карточку – задание. 3. Ознакомление с техникой безопасности.

Cлайд 7

Инструкция по ТБ: Никогда не пейте и не ешьте вещества, которые используете в своих опытах, а также не позволяйте им попадать вам в глаза, рот. Нюхать их следует осторожно, постепенно поднося вещество к носу до момента ощущения его запаха.

Cлайд 8

Проведение исследования. Работа 1. Кислоты и основания на кухне. Вам потребуется: уксус, лимонный, апельсиновый, яблочный соки, лимонная кислота, газированная вода, пищевая сода, моющее средство, стаканы. Насыпьте полную ложку соды в пустой стакан. Налейте в стакан немного уксуса. Что наблюдаете?.Испытайте лимонный, апельсиновый, яблочный соки, газированную воду, моющее средство. Смешайте каплю моющего средства с любой жидкой кислотой (уксусом, фруктовым соком или газировкой). Добавьте небольшое количество полученной смеси в ложку с пищевой содой. Образуется при этом пена? Образование пены указывает на то, что раствор продолжает оставаться кислотой. Добавьте дополнительное количество моющего средства в полученную ранее смесь. Продолжайте тестировать кислотные свойства смеси, наблюдая за выделением пены. Прекращение образования пены будет означать нейтрализацию кислоты.

Cлайд 9

Работа 2. Выращивание кристаллов. Вам потребуется: соль, сахар, вода прозрачные пластиковые стаканчики, ложка, веревка, карандаш. Положите несколько полных ложек столовой соли в стакан. Заполните стакан на три четверти водой. Перемешайте соль ложкой. Если соль растворилась, добавьте еще одну ложку соли, перемешивайте и добавляйте соль до тех пор, пока раствор не станет насыщенным. Привяжите веревку к середине карандаша, а свободный конец веревки опустите с помощью ложки на дно стакана. На следующий день вы увидите, что на стенках стакана и на веревке выделились кристаллы. Повторите эксперимент, используя сахар или другую соль. Оставьте опытные установки на неделю, тем самым, дав время для прохождения максимальной кристаллизации. Внимательно изучите образовавшиеся кристаллы, и вы заметите, что они разной формы. Замените веревку на нить. Отделите отдельный кристалл и наблюдайте за ним. С каждым днем он будет увеличиваться в размере.

Cлайд 10

Работа 3. Блестящая монета. Вам потребуется: любая медьсодержащая монета, соль, уксус, бумажное полотенце, ложка. Положите монету на бумажное полотенце. Посыпьте на нее немного соли. С помощью ложки полейте сверху уксусом. Потрите монету, и она засияет на ваших глазах! Повторите этот эксперимент с а) одной солью. б) одним уксусом. в) с лимонным соком. г) с солью и лимонным соком. Позволяет ли одна из перечисленных комбинаций очищать монету так же эффективно, как с помощью уксуса и соли?

Cлайд 11

Cлайд 12

Популярными среди учителей химии становятся уроки-исследования. Такие уроки требуют большой подготовки, которая, как показывает практика, себя оправдывает. Такие уроки строятся в соответствии с логикой деятельностного подхода и включают следующие этапы: мотивационно-ориентировочный, операционно-исполнительский (анализ, прогнозирование и эксперимент), оценочно рефлексивный.

Cлайд 13

Проведение мысленного эксперимента. Способствует развитию умения рассуждать. Это задания, в которых требуется получить конкретное вещество из предложенных; получить вещество несколькими способами; провести все характерные и качественные реакции, свойственные данному классу веществ; выявить генетическую связь между классами неорганических веществ.

Cлайд 14

Примеры заданий мысленного эксперимента. В реторту насыпали порошок цинка, перекрыли газоотводную трубку зажимом, реторту взвесили и содержимое прокалили. Когда реторта остыла, ее снова взвесили. Изменилась ли масса и почему? Затем открыли зажим. Изменилась ли масса и почему? 2. На чашках весов уравновешены стаканчики с растворами гидроксида натрия и хлорида натрия. Изменит ли положение стрелка весов через некоторое время и почему?

Cлайд 15

Творческие задания на прогнозирование свойств веществ. Такие задания способствуют формированию исследовательских умений, стимулируют интерес, позволяют познакомить учащихся с достижениями ученых, увидеть красивые, изящные яркие примеры работы творческой мысли.

Cлайд 16

Например, при изучении темы “Углеводы” учащимся предлагаются вопросы: 1.Немецкий химик Христиан Шенбейн нечаянно пролил на пол смесь серной и азотной кислот. Он машинально вытер пол хлопчатобумажным фартуком своей жены. “Кислота может поджечь фартук”, - подумал Шенбейн, прополоскал фартук в воде и повесил сушить над печкой. Фартук подсох, но затем раздался негромкий взрыв и … фартук исчез. Почему произошел взрыв? 2.Что произойдет, если долго жевать хлебный мякиш?

Cлайд 17

Тема урока: Химические свойства азотной кислоты. Общедидактическая цель урока: создать условия для первичного осознания и осмысления учебной информации с целью развития исследовательских умений учащихся средствами технологии проблемного обучения. Триединая дидактическая цель: Образовательный аспект: способствовать формированию у учащихся понятия "кислота" на примере азотной кислоты; создать условия для выявления общих и специфических свойств азотной кислоты посредством решения экспериментальных и познавательных задач, отработать умения в написании уравнений реакций. Развивающий аспект: содействовать развитию у учащихся исследовательских умений в процессе выполнения и наблюдения эксперимента. Воспитательный аспект: поддерживать интерес к изучению темы через самостоятельную работу; воспитывать сотрудничество; способствовать развитию грамотной химической речи. Формы реализации методов: проблемный семинар. Приемы реализации методов: создание заданий исследовательского характера; задания на сравнение и анализ ранее полученной информации; задания на самостоятельный перенос знаний в новую учебную ситуацию. Формы организации познавательной деятельности: общеклассная, групповая (на данном уроке предусматривает облегчение выполнения экспериментальной исследовательской работы, способствует созданию адаптивной образовательной среды и экономию реактивов), индивидуальная. Ожидаемый результат: все учащиеся усвоят общие и специфические свойства азотной кислоты, а также почему раствор азотной кислоты взаимодействует с металлами не так как растворы других кислот.

Cлайд 20

Педагогические выводы 1. В исследовательскую деятельность с удовольствием и интересом включаются учащиеся разного уровня подготовленности и разного возраста, т.е. неверно утверждение о том, что это область интересов и возможностей старшеклассников и что этот вид деятельности под силу только одаренным детям. Педагоги, вовлекающие в исследовательскую деятельность учащихся разного уровня подготовленности, должны учитывать возможности ребенка, прогнозировать уровень результата, темп реализации программы исследования. 2. В ходе исследовательской деятельности развитие способностей ребенка происходит при определенных условиях: - если тема и предмет исследовательской деятельности соответствуют потребностям ребенка; - обучение идет в “зоне ближайшего развития и на достаточно высоком уровне трудностей”; - если содержание деятельности опирается на “субъективный опыт ребенка”; - если идет научение способам деятельности. 3. Обучение навыкам исследовательской работы начинается с урока, который строится по законам проведения научного исследования. Технология исследовательской деятельности ориентирована на развитие умений: - определять цели и задачи исследования, его предмет; - самостоятельного поиска литературы и ее конспектирования; - анализа и систематизации информации; - аннотировать изученные источники; - выдвигать гипотезу, проводить в соответствии с ней практическое исследование с классификаций материала; - описывать результаты исследования, делать выводы и обобщения.

Популярными среди учителей химии становятся уроки- исследования. Такие уроки требуют большой подготовки, которая, как показывает практика, себя оправдывает. Такие уроки строятся в соответствии с логикой деятельностного подхода и включают следующие этапы: мотивационно-ориентировочный, операционно-исполнительский (анализ, прогнозирование и эксперимент), оценочно рефлексивный.

Примеры заданий мысленного эксперимента. 1.В реторту насыпали порошок цинка, перекрыли газоотводную трубку зажимом, реторту взвесили и содержимое прокалили. Когда реторта остыла, ее снова взвесили. Изменилась ли масса и почему? Затем открыли зажим. Изменилась ли масса и почему? 2. На чашках весов уравновешены стаканчики с растворами гидроксида натрия и хлорида натрия. Изменит ли положение стрелка весов через некоторое время и почему?

Например, при изучении темы Углеводы учащимся предлагаются вопросы: 1.Немецкий химик Христиан Шенбейн нечаянно пролил на пол смесь серной и азотной кислот. Он машинально вытер пол хлопчатобумажным фартуком своей жены. Кислота может поджечь фартук, - подумал Шенбейн, прополоскал фартук в воде и повесил сушить над печкой. Фартук подсох, но затем раздался негромкий взрыв и … фартук исчез. Почему произошел взрыв? 2.Что произойдет, если долго жевать хлебный мякиш?

Цели для учеников: уметь писать уравнения реакций с участием азотной кислоты в различных ситуациях и переносить полученные знания для решения практических задач; работающему на творческом уровне: уметь анализировать условия процессов, находить различные варианты их решения, прогнозировать результаты взаимодействия азотной кислоты с другими веществами. Тип урока: изучение нового материала. Методы обучения: частично-поисковый, исследовательский, репродуктивный.

Формы реализации методов: проблемный семинар. Приемы реализации методов: создание заданий исследовательского характера; задания на сравнение и анализ ранее полученной информации; задания на самостоятельный перенос знаний в новую учебную ситуацию. Формы организации познавательной деятельности: общеклассная, групповая (на данном уроке предусматривает облегчение выполнения экспериментальной исследовательской работы, способствует созданию адаптивной образовательной среды и экономию реактивов), индивидуальная. Ожидаемый результат: все учащиеся усвоят общие и специфические свойства азотной кислоты, а также почему раствор азотной кислоты взаимодействует с металлами не так как растворы других кислот.

Педагогические выводы 1. В исследовательскую деятельность с удовольствием и интересом включаются учащиеся разного уровня подготовленности и разного возраста, т.е. неверно утверждение о том, что это область интересов и возможностей старшеклассников и что этот вид деятельности под силу только одаренным детям. Педагоги, вовлекающие в исследовательскую деятельность учащихся разного уровня подготовленности, должны учитывать возможности ребенка, прогнозировать уровень результата, темп реализации программы исследования. 2. В ходе исследовательской деятельности развитие способностей ребенка происходит при определенных условиях: - если тема и предмет исследовательской деятельности соответствуют потребностям ребенка; - обучение идет в зоне ближайшего развития и на достаточно высоком уровне трудностей; - если содержание деятельности опирается на субъективный опыт ребенка; - если идет научение способам деятельности. 3. Обучение навыкам исследовательской работы начинается с урока, который строится по законам проведения научного исследования. Технология исследовательской деятельности ориентирована на развитие умений: - определять цели и задачи исследования, его предмет; - самостоятельного поиска литературы и ее конспектирования; - анализа и систематизации информации; - аннотировать изученные источники; - выдвигать гипотезу, проводить в соответствии с ней практическое исследование с классификаций материала; - описывать результаты исследования, делать выводы и обобщения.

Одной из важнейших задач учителя является развитие мыслительных способностей учащихся (что не менее важно, чем простое приобретение знаний и навыков), которое возможно только в процессе самостоятельного творческого поиска новых знаний и способов деятельности, т. е. при решении проблем, возникающих в ходе исследования, I организованного учителем.

Как показывает опыт, учебно-исследовательская деятельность способствует:

расширению и актуализации у учащихся знаний по предметам школьной программы, развитию у них интереса к изучаемым дисциплинам, а также представлений о межпредметных связях;

развитию интеллектуальной инициативы школьников в процессе освоения основных и дополнительных образовательных программ;

созданию предпосылок для развития у учащихся научного образа мышления;

освоению ими творческого подхода к любому виду деятельности;

обучению использовать в своей деятельности информационные технологии, а также другие средства коммуникации;

формированию в учреждении образования развивающей образовательной среды для ребёнка;

профессиональному самоопределению учащихся;

получению ими предпрофеесиональной подготовки;

содержательной организации свободного времени детей.

При осуществлении исследовательской деятельности на основании экспериментапредполагаютсяследующие этапы общенаучной деятельности:

постановка цели эксперимента, определяющая, какой результат намерен получить экспериментатор в ходе исследования;

формулировка и обоснование гипотезы, которую можно положить в основу эксперимента. Гипотеза - это совокупность теоретических положений, истинность которых подлежит проверке;

планирование эксперимента, которое проходит в следующей последовательности: 1) составление плана проведения эксперимента и при необходимости изображение конструкции прибора; продумывание работы после окончания эксперимента (утилизация реактивов, особенности мытья посуды и т. д.); 2) отбор лабораторного оборудования и реактивов; 3) выявление источника опасности (описание мер предосторожности при выполнении эксперимента); 4) выбор формы оформления результатов эксперимента;

осуществление эксперимента, фиксация наблюдений и измерений;

анализ, обработка и объяснение результатов эксперимента, которые предусматривают: 1) математическую обработку результатов эксперимента (при необходимости); 2) сравнение результатов эксперимента с гипотезой; 3) объяснение протекающих процессов в эксперименте; 4) формулировку выводов;

рефлексия - осознание и оценка эксперимента на основе сопоставления цели и результатов, в ходе которого необходимо выяснить, все ли операции по выполнениюэкспериментабылиуспешными.

Особую группу составляют задания эвристического и исследовательского характера. Выполняя их, учащиеся используют рассуждения как средство получения субъективно нового знания о веществах и химических реакциях. При этом школьники осуществляют теоретические исследования, на основе которых они формулируют определения, находят взаимосвязи между строением и свойствами, генетическую взаимосвязь веществ, систематизируют факты и устанавливаютзакономерности,проводят эксперимент с целью разрешения проблемы, сформированной учителем или поставленной самостоятельно.

Например, при изучении свойств амфотерных гидроксидов можно предложить такое задание: «Будет ли одинаков результат взаимодействия растворов гидроксида натрия и хлорида алюминия при добавлении первого ко второму и наоборот?»

При изучении темы «Обобщение свойств основных классов неорганических веществ» можно предложить учащимся ответить на вопрос: «Что произойдёт, если к раствору сульфата меди(П) добавить раствор гидроксида натрия, а к раствору карбоната натрия - гидроксид калия?»

По теме «Галогены» интерес могут вызвать вопросы:

1. Какой цвет приобретёт индикаторная бумажка в свежеприготовленном растворе хлора в воде?

2. Какой цвет будет иметь индикаторная бумажка в растворе хлора, который некоторое время находился на свету?

Ответы на эти вопросы подтверждаются опытным путём.

Практика показывает, что использование творческих заданий, которые заключаются в прогнозировании свойств веществ, способствует формированию исследовательских умений, стимулирует интерес, позволяет познакомить учащихся с достижениями учёных, увидеть красивые, изящные яркие примеры работы творческой мысли.

При изучении темы «Углеводы» ученики могут выполнить следующие задания:

1. Немецкий химик Христиан Шёнбейн нечаянно пролил на пол смесь серной и азотной кислот. Он машинально вытер пол хлопчатобумажным фартуком своей жены. «Кислота может поджечь фартук», - подумал Шёнбейн, прополоскал фартук в воде и повесил сушить над печкой. Фартук подсох, но затем раздался негромкий взрыв и... фартук исчез. Почему произошёл взрыв?

2. Что произойдёт, если долго жевать хлебный мякиш?

В результате выполнения лабораторного опыта № 3 (7 класс)«Изучение признаков протекания химической реакции (выделение газа)» учащиеся должны убедиться, что главным признаком при взаимодействии мела и уксусной кислоты является выделение газа. Однако более наблюдательные ученики могут отметить и другой признак: растворение твёрдого вещества мела в уксусной кислоте. Для закрепления результатов опыта учащимся можно предложить ответить на вопросы:

1. Где в домашних условиях мы встречаемся с подобным признаком реакции?

2. Какое вещество можно использовать вместо уксуса при приготовлении шипучих напитков?

В лабораторном опыте № 6 (7 класс) «Взаимодействие кислот с металлами» ученики получают экспериментальное подтверждение ряда активности металлов и лабораторного способа получения водорода. Можно предложить им найти ответы на следующие вопросы:

1. Какие ещё металлы можно использовать для получения водорода из кислот?

2. Почему для получения водорода нельзя использовать ртуть?

При изучении темы «Белки» учащимся можно поставить следующий вопрос: «Почему нельзя сушить обувь из натуральной кожи на батарее центрального отопления?»

Чтобы ответить на вопрос, ученики составляют план поиска ответа:

а)белковый состав кожи;

б) структура молекулы белка;

в)влияние температуры на структуру белка.

Затем находят ответ: «Высокая температура, вызывая денатурацию и деструктурирование белка, приводит к изменению прочности и размера обуви».В работе также можно использовать проблемный демонтрационный эксперимент, например: испытание веществ и их растворов на электропроводимость; реакция солей аммония со щелочами; нейтрализация кислот аммиаком («дым без огня»); взаимодействие металлов с растворами солей; отношение алюминия к азотной концентрированной кислоте; реакция этилена с бромной водой и раствором перманганата калия; амфотер-ностй гидроксида алюминия; реакция глицерина с гидроксидом меди(П) и др.

Эксперимент можно включать либо на этапе формулировки, либо на этапе решения проблемы. В последнем случае опыт подтверждает (или не подтверждает) выдвинутую учащимися гипотезу, а проблема определяется с помощью других способов и методов. В этом случае особую роль играет мысленный эксперимент, который развивает абстрактное мышление. К ним относятся задания, в которых необходимо получить конкретное вещество из предложенных; получить его несколькими способами; мысленно перебрать все характерные и качественные реакции, свойственные данному классу веществ; выявить генетическую связь между классами неорганических веществ. Пренебрегать мысленным экспериментом нельзя, его можно проводить на всех этапах урока в форме групповой, фронтальной или индивидуальной работы.

Например, на уроке по теме «Галогены и их соли» на этапе закрепления материала вместо репродуктивного вопроса о цветах галогенидов серебра можно предложить мысленный эксперимент на распознавание растворов галогенидов.

При изучении темы «Электролитическая диссоциация» традиционное экспериментальное определение электрической проводимости веществ с помощью прибора начинается с мысленного! эксперимента. После этого проводится"

демонстрационный эксперимент. Учащиеся сравнивают и анализируют результаты, выполняют в тетрадях рисунки и схемы, записывают уравнения реакции электролитической диссоциации. Примеры заданий мысленного эксперимента:

1. В реторту насыпали порошок цинка, перекрыли газоотводную трубку зажимом, реторту взвесили и содержимое прокалили. Когда реторта остыла, её снова взвесили. Изменилась ли её масса и почему?

2. Затем зажим открыли. Изменилась ли масса и почему?

3. На чашках весов уравновешены стаканчики с растворами гидроксида и хлорида натрия. Изменит ли положение стрелка весов через некоторое время и почему?

4. Предложите способы получения этилового спирта, используя в качестве исходного сырья природный газ и воду.

5. Составьте уравнения реакций получения уксусной кислоты исходя из известняка, каменного угля, воды, воздуха.

6. Как можно получить анилин, если в качестве исходного сырья использовать природный газ, воздух и воду?

7. Натуральный мёд содержит глюкозу и фруктозу. Предложите способы получения искусственного мёда.

8. Предложите свои способы решения проблемы превращения жидких жиров в твёрдые. Какое экономически выгодное для Беларуси сырьё можно для этого использовать?

9. Выберите и обоснуйте наиболее экономически выгодные способы получения глицерина для смягчения кожи зимних сапог.

10. Предложите способы обнаружения в природной воде или воде, прошедшей систему промышленной водоочистки: а) избыточной кислотности или щёлочности; б) катионов аммония; в) нитрат-анионов.

11. У вас возникло подозрение, что работники автозаправочной станции,

где постоянно заправляет машину ваш отец, добавляют в бензин воду. В вашем распоряжении имеется негашёная известь. Молено ли с её помощью проверить свои подозрения?

При изучении качественных реакций на ионы учащиеся приобретают умение составлять план распознавания веществ. Класс делится на группы по четыре человека и каждой из них даётся задание составить план определения растворов сульфата, карбоната и хлорида натрия, которые находятся в трёх пронумерованных пробирках. Обязательные условия: наглядность. Желаемые условия: быстрота и минимум затраченных реактивов. Каждая группа защищает свой план, используя ранее полученные знания, записывает молекулярные и ионные уравнения реакций. В заключение учащиеся проводят лабораторный опыт, реализуя свой план на практике.

Особое место в учебном процессе занимают упражнения, формирующие у школьников представления о таком методе научного исследования, как моделирование. В этом им может помочь выполнение следующих заданий:

1. Изготовьте модели атомов кислорода, серы, селена, теллура. Сравните их свойства.

2. Исходя из строения атомов определите вид химической связи в соединениях H 2 S , Н 2 O, H 2 Se . Как изменяется поляризация химической связи с ростом радиуса элементов VI группы?

3.Что такое экологический дом? Предложите его модель.

4.При приготовлении пищи на кухне возникает специфический запах альдегида акролеина. Составьте структурную
формулу этого вещества, если известно, что его молекулярная формула С 3 Н 4 0 и
альдегид является непредельным. Как можно избавиться от этого запаха?

Задания на нахождение и объяснение причинно-следственных связей также играют важную роль в формировании у учащихся представлений о методах научного исследования, поскольку причинность - одна из форм общей взаимосвязи явлений объективного мира. Для многих школьников выполнение заданий на определение следствии из теории является достаточно сложным, однако доступным видом работы. Не зря учёные отмечают, что «сила науки не только в том, что она объясняет наблюдаемые явления, но и в том, что она может предсказать ход того или иного процесса». Поэтому суть таких заданий составляют вопросы типа: «Чем это обусловлено?», «Как это можно объяснить?», «Почему это произошло?», «От чего это зависит?», «Чтобы изменилось, если бы...?» Примеры:

1. В городе, где начал действовать завод по производству фосфорных удобрений из фторапатитового концентрата, жители заметили, что оконные стёкла постепенно тускнеют. Каковы возможные причины этого явления?

2. Каковы причины появления кислотных дождей? Какое воздействие они.оказывают: а) на сооружения из металла и бетона; б) технику; в) почву; г) произведения искусства из металла, мрамора, известняка?

Одной из форм реализации исследовательского метода обучения является составление рассказов-задач, сказок, поэтических произведений. Этот вид деятельности предполагает написание учащимися небольшого литературного произведения, которое описывает завуалированное в тексте явление или вещество. В кабинете собран архив из таких ученических работ.

Так всё-таки нужны ли современным школьникам навыки исследования? На мой взгляд, исчерпывающим ответом на этот вопрос могут стать слова Нобелевского лауреата, нашего земляка Ж. И. Алфёрова, чьё мнение, безусловно, достойно внимания: «Для всякой уважающей себя страны есть три привилегированные статьи. На первое место я ставлю здравоохранение, потому что прежде всего человек должен быть физически здоров. На второе - образование, потому что необразованному человеку не то что в XXI веке, но и в прошлом веке делать было нечего. И на третье место я поставлю науку, потому что именно наука определяет будущее человечества...».

В статье представлены цели и задачи исследовательского обучения, типология и роль исследовательских задач по химии в становлении соответствующей компетенции. Приведены примеры разного типа исследовательских задач для работы на уроках или дома. Сделаны выводы об эффективности их использования для получения запланированных предметных, метапредметных и личностных результатов.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Исследовательские задачи по химии как средство формирования соответствующей компетенции в пространстве урока.

Реализация ФГОС подразумевает практику по формированию метапредметных умений и навыков, которые являются результатом образовательной формы, выстраиваемой поверх традиционных предметных знаний, умений и навыков, и в основе которой лежит мыслительно - деятельностный тип интеграции учебного материала с принципом рефлексивного мышления.

Примером метапредметной компетенции может служить исследовательская, включающая в себя целый комплекс образовательных компетенций, напрямую связанных с мыслительными, поисковыми, логическими, творческими процессами познания обучающихся.

Химия - одна из наиболее практически ориентированных дисциплин, изучаемых в условиях общеобразовательной школы. Ее преподавание напрямую связано с процессом формирования исследовательской компетенции, поскольку методы, на которых основывается химическая наука (анализ, синтез, моделирование и пр), во многом совпадают с основными компонентами исследовательской компетенции.

Наиболее полно формирование последней реализуется посредством дополнительной внеурочной проектно-исследовательской деятельности, о чем сказано достаточно.

Приоритет в моей работе - включение заданий исследовательского характера в содержание уроков и домашних заданий.

Здесь следует оговорить, что спонтанное привитие обучающимся ряда навыков исследовательской деятельности в ходе уроков и даже средствами внеурочной работы не может служить достаточной базой для реализации целей исследовательского обучения.

Только системное использование возможностей современных педагогических технологий (исследовательской, проектной, информационно-коммуникационной, критического мышления, ТРИЗ и др.) и систематическое обращение к исследовательским заданиям способно обеспечить решение поставленной задачи.

Требования к исследовательскому заданию по химии совпадают с таковыми для любой учебной дисциплины. Это наличие проблемы, решение которой требует теоретического анализа, применения методов научного исследования (теоретических, эмпирических), с помощью которых учащиеся должны открыть ранее неизвестное для них знание.

Главная цель его введения - формирование у учащихся способности самостоятельно, творчески осваивать новые способы деятельности, активизировать обучение, передавать учащимся инициативу в организации познавательной деятельности

Наиболее важными видами исследований учащихся в пространстве урока химии являются следующие:

Решение качественных химических задач на основе мысленного и реального эксперимента.
Самостоятельное прогнозирование и моделирование химических процессов и реакций.
Решение химических, физико-химических и химико-бытовых проблем.
Критический анализ имеющихся или предоставленных фактов и формирование на их основе значимой информации.

Приведем примеры исследовательских задач.

Так, на первых уроках химии в 8 классе может быть проведено совместное исследование по теме «Роль химии в жизни человека». Или «Химия - хорошо это или плохо» На уроке используются методический прием опоры на уже имеющийся бытовой опыт учащихся, электронная презентация, содержащая дополнительный материал по данному вопросу. В качестве домашнего задания предлагается написание рассказа «Жизнь без химии».

Или другая задача. Каковы последствия недостатка калия в организме человека?

Используя данные таблицы, рассчитайте, сколько каждого продукта нужно съесть, чтобы удовлетворить суточную потребность в калии (2-3 г).

Решение любой исследовательской задачи подразумевает прохождение следующих основных этапов:

Определение цели и задач исследования, его предмета;

Анализ и систематизация имеющейся информации, поиск новой;

Выдвижение гипотез, проведение в соответствии с ними теоретического и/или практического исследования с классификаций материала;

Описание результатов исследования, формулировка выводов и обобщений.

Особое значение в формировании исследовательских умений имеют задания, предусматривающие проведение мысленного эксперимента , способствующие развитию умения рассуждать. Это задания, в которых требуется получить конкретное вещество из предложенных; получить вещество несколькими способами; провести все характерные и качественные реакции, свойственные данному классу веществ; выявить генетическую связь между классами неорганических или органических веществ.

Например: в реторту насыпали порошок цинка, перекрыли газоотводную трубку зажимом, реторту взвесили и содержимое прокалили. Когда реторта остыла, ее снова взвесили. Изменилась ли масса и почему? Затем открыли зажим. Изменилась ли масса и почему?

Или: на чашках весов уравновешены стаканчики с растворами гидроксида натрия и хлорида натрия. Изменит ли положение стрелка весов через некоторое время и почему? Почему в этой связи щелочные растворы средств бытовой химии (средства для устранения засоров водопровода, антипригарные смеси) рекомендуют хранить плотно закрытыми?

По результатам выполнения заданий учитель может судить о готовности ученика к практическому проведению работы и уровне освоения пройденного программного материала.

Другой пример. При изучении качественных реакций на ионы учащиеся приобретают умение составлять план распознавания веществ. Класс разделяется на группы каждой группе дается задание составить план определения в трех - пяти веществ в пронумерованных пробирках. например, растворов сульфата, карбоната и хлорида натрия. с заведомо избыточным количеством реактивов для определения. Обязательные условия: наглядность, желаемые условия: быстрота и минимум затраченных реактивов. Каждая группа защищает свой план, используя ранее полученные знания, записывает молекулярные и ионные уравнения реакций. В заключении учащиеся проводят лабораторный опыт, реализуя свой план на практике.

Особую группу составляют задания эвристического характера . Выполняя их, учащиеся используют рассуждения как средство, получить субъективно новое знание о веществах и химических реакциях и их месте в том числе в нашей повседневной жизни. При этом школьники осуществляют теоретические исследования, на основе которых, например, формируют определения, находят взаимосвязи между строением и свойствами, генетическую взаимосвязь веществ, систематизируют факты и устанавливают закономерности, проводят эксперимент с целью разрешения проблемы, сформированной учителем или поставленной самостоятельно .

Так, при изучении амфотерных гидроксидов можно предложить такое задание:

Будет ли одинаков результат взаимодействия растворов гидроксида натрия и хлорида алюминия при добавлении 1 раствора ко 2 и наоборот?

По теме “Галогены” интерес вызывают вопросы:

1.Какого цвета будет индикаторная бумажка в свежеприготовленном растворе хлора в воде?

2. Какого цвета будет индикаторная бумажка в растворе хлора, который некоторое время находился на свету?

Ответы на данные вопросы подтверждаются опытным путем и уравнениями происходящих процессов.

Практика показывает, что использование подобных заданий способствует формированию исследовательских умений, стимулирует интерес, позволяет познакомить учащихся с достижениями ученых, увидеть красивые, изящные яркие примеры работы творческой мысли.

Анализ собственного опыта и знакомство с опытом работы в этом направлении позволяет сделать следующие выводы:

1. В исследовательскую деятельность на уроке с удовольствием и интересом включаются учащиеся разного уровня подготовки и разного возраста, т.е. неверно утверждение о том, что этот вид деятельности под силу только одаренным детям. Просто педагоги, вовлекающие в исследовательскую деятельность таких учащихся, должны учитывать возможности ребенка, прогнозировать уровень результата, темп реализации программы исследования.

2. Решение исследовательской задачи будет эффективнее, если

Если тема и предмет исследовательской деятельности соответствуют потребностям ребенка;

Если ее содержание опирается на его субъективный опыт.

Как говорили в старину, ум хорошо устроенный, лучше, чем ум, хорошо заполненный. Образованный человек в современном обществе – это не только и не столько человек, вооруженный знаниями, но человек, умеющий добывать, приобретать знания самостоятельно, применять их в любой ситуации, чему во многом способствует использование приемов, методов и технологий исследовательской деятельности.