Программа спецкурса «Актуальные проблемы методики обучения химии в школьном курсе» для слушателей курсов повышения квалификации учителей химии организаций общего и профессионального образования пмр
| Вид материала | Программа спецкурса |
- Н. Г. Чернышевского химический факультет кафедра химии и методики обучения штремплер, 87.33kb.
- Программа курсов повышения квалификации учителей химии «Преподавание химии в контексте, 196.03kb.
- Программа модуля «Методика обучения химии с использованием умк издательства бином», 159.13kb.
- Етодические особенности изучения органической химии место органической химии в школьном, 462.44kb.
- А. В. Русецкий 2007 программа, 105.17kb.
- Управление образования и науки, 15.75kb.
- Тема Методика обучения химии как наука и учебный предмет в педвузе, 398.5kb.
- Программа вступительного экзамена для поступления в магистратуру по профессиональнообразовательной, 85.07kb.
- Программа курсов повышения квалификации «Актуальные проблемы музыкального образования», 38.57kb.
- Методическое обеспечение деятельности учителя истории и обществознания в условиях перехода, 1356.71kb.
«Модульная технология обучения и её использование на уроках химии»
Тематика раздела:
- Основы модульной технологии обучения.
- Методика конструирования модулей и модульных программ по химии.
- Рекомендации по использованию технологии на уроках химии.
1
Среди перспективных деятельностно-развивающих технологий обучения выделяется модульная, характеризующаяся переводом учебного процесса на субъект-субъектную основу, реальной индивидуализацией и дифференциацией учебного процесса.
Процесс обучения представляет собой сложную структуру взаимосвязанных элементов. Деятельностный подход даёт возможность рассмотреть учебный процесс как целостную систему. В модульном обучении в качестве компонентов учебной деятельности выделяют содержательный, операционный и мотивационный компоненты, которым соответствуют знания, действия, мотивы. Взаимосвязь этих компонентов выражается в том, что любое знание может быть усвоено на основе соответствующих действий, а для усвоения знаний и соответствующих им действий учащимися должны быть сформированы соответствующие мотивы.
Модульное обучение является современной педагогической технологией потому, что оно имеет все её признаки:
● научность (базируется на деятельностном подходе, психолого-педагогических закономерностях усвоения знаний);
● интегративность и оптимальность (деятельностный, личностный, системный, кибернетический и контекстный подходы);
● воспроизводимость процесса обучения и его результатов;
● интенсивность и эффективность;
● качественная и количественная оценка результатов обучения;
● целенаправленное взаимодействие преподавателя и ученика;
● программирование деятельности ученика и преподавателя.
В модульной технологии применяются различные формы и методы обучения, подчинённые общей цели учебного предмета (возможность работать в парах и группах, общаться с товарищами, целенаправленное формирование и развитие приёмов учебной деятельности); используются дидактически целесообразные средства обучения; учащиеся ориентируются не только на учебное содержание, но и на учебную деятельность; коррекция знаний осуществляется после проверки успешности реализации частных и интегрированных целей обучения.
2
Исходя из дидактических целей формируется содержание банка информации модуля. В зависимости от выделяемой цели различают модульные программы познавательного (гносеологического) типа и программы операционного типа.
Модульные программы познавательного типа разрабатываются для получения базового и фундаментального образования. Банком информации в данном случае могут служить учебники, разработанные методические пособия для обучаемых, специально обработанный информационный материал.
Модульные программы операционного типа создаются для профессиональной подготовки и повышения квалификации специалистов.
Чем же обусловлены цели обучения? В любом обществе цели образования определяются на основе потребностей и интересов общества, требований производства, уровня развития науки и техники.
Содержание той или иной учебной дисциплины – в определённой мере отражение состояния соответствующей науки. Чаще всего оно представлено в виде некоторой совокупности научных сведений, которые являются конечным результатом труда нескольких поколений исследователей. Содержание обучения при этом описывается в форме перечня вопросов учебной программы, которые должен изучить ученик. Такая предметная форма представления содержания учебной дисциплины практически скрывает и от преподавателя, и от учащихся действительный состав учебной деятельности и цели изучения этой дисциплины. Вопросы учебной программы сами по себе не указывают на ту деятельность, которую ученик должен осуществить в результате их изучения и на их основе. А ведь именно усвоение этой деятельности – истинная цель обучения.
Важный принцип при создании модульных программ – полнота учебного материала в модуле. Модуль содержит основной учебный материал и пояснения к нему, указания на возможности дополнительного углубления материала или его расширенного изучения. В модуле рекомендованы литературные источники, представлены практические задания и пояснения к их выполнению.
Очень важным вопросом, который остаётся открытым, является вопрос о числе заданий в учебном элементе.
Для того чтобы учащийся овладел необходимыми умениями и навыками, следует предусмотреть серию упражнений, включающую задания первого и второго уровня. Их должно быть достаточно для овладения умением, формируемым в соответствии с требованиями стандарта образования. Последовательность заданий в пределах одного модуля должна отражать нарастающую сложность: задания по узнаванию – типовые задания – задания эвристического типа. Для того чтобы обеспечить вариативность заданий, в модуль необходимо включить блок дополнительных заданий. Такой блок можно представить в виде таблицы.
Для самостоятельного составления тестовых заданий к модулю учителю необходимо знать разновидности тестов, наиболее распространённых в обучении.
Тест с пропусками представляет собой фразы, в которых пропущены ключевые слова, и учащимся предлагается заполнить эти пробелы.
Тест на сопоставление целесообразно применять при проверке усвоения названий соединений. При составлении такого теста в один столбик выписывают формулы соединений, а в другой – их названия.
Тест на группировку используют для проверки умений применять различные понятия. Например: «Вписать в первый столбик названия простых веществ, во второй – названия сложных веществ».
Тест с выбором ответа – наиболее распространённый вид тестов. Инструкции к таким тестам даются в виде следующих формулировок: «Выберите правильный ответ» или «Из предложенных суждений выберите правильные». Например: «В периоде таблицы Д. И. Менделеева с увеличением порядковых номеров элементов металлические свойства образованных ими простых веществ:
а) возрастают;
б) убывают;
в) не изменяются».
3
При работе с модульной программой необходимо придерживаться следующих рекомендаций.
● Изучение каждого модуля следует начинать с интегрированных целей, которые должны быть представлены ученику. Это можно сделать во время лекции.
● Обзорная лекция является пропедевтическим элементом модуля. Она призвана мотивировать учебную деятельность учащихся, включит их в работу, зародить интерес. В процессе её чтения должны быть раскрыты и представлены ученику проблемы, которые предстоит решать на последующих этапах обучения.
● Скорость усвоения учебного материала у учащихся различна, поэтому часть из них усвоит предложенный материал быстрее, а часть будет отставать.
● Учитель может выдавать модульные программы ученикам для домашней работы.
● Промежуточный контроль необходим для проверки процесса усвоения учащимися текущего материал. Результаты контроля представляют ученикам для корректировки их учебной деятельности.
● Выходной контроль позволяет оценить уровень усвоения учебного материала модуля. Он проводится в виде контрольной работы, и на его выполнение отводится один урок. При получении учеником неудовлетворительной оценки он должен основательно проработать ещё раз учебный материал модуля и вновь выполнить контрольную работу.
Раздел VI
«Химический эксперимент в современной школе»
Тематика раздела:
- Виды эксперимента и методика его использования.
- Функции химического эксперимента.
- Проблемный эксперимент.
1
Методика применения химического эксперимента на уроках химии достаточно исследована и разработана учёными – методистами. Однако в настоящее время вновь возникает интерес к данной тематике. Это связано, прежде всего, с тем, что происходит резкое изменение содержания учебного предмета, появление пропедевтических и элективных курсов. Всё это требует поиска новых опытов, вписывающихся в современное содержание обучения химии в школе.
В целом, как учебное содержание, так и отбор химического эксперимента зависит от социального заказа общества. Это можно пронаблюдать по публикациям журнала «Химия в школе». Например, в послевоенное время, когда восстанавливалось разрушенное войной народное хозяйство, большое число статей было посвящено химическим производствам. В рубриках «Химический эксперимент» и «Внеклассная работа» описывались действующие лабораторные установки по получению различных веществ. Позже приоритетным направлением стало сельское хозяйство. Сельскохозяйственная тематика проявилась в синтезе гербицидов, пестицидов, различных стимуляторов роста и т. д.
Демонстрационный эксперимент
Демонстрационный химический эксперимент – главное средство наглядности на уроке. Это определяется спецификой химии как экспериментальной науки. Поэтому эксперимент занимает одно их ведущих мест. Он позволяет не только выявлять факты, но и знакомить с методами химической науки.
Когда применяется демонстрационный эксперимент на уроке?
● В начале школьного курса – для привития экспериментальных умений и навыков, интереса к химии, ознакомления с посудой, веществами, оборудованием.
● Когда он сложен для самостоятельного выполнения учащимися (получение озона).
● Когда он опасен для учащихся (взрыв водорода с кислородом).
● Нет соответствующего оборудования и реактивов.
Ученический эксперимент
Ученический эксперимент разделяют на лабораторные опыты и практические работы. Некоторые методисты выделяют ещё и практикум, который проводится на заключительном этапе изучения химии.
Дидактическая цель лабораторных опытов состоит в приобретении новых знаний, т. к. они проводятся при изучении нового материала. Практические работы обычно проводятся в конце изучения темы, и их целью является закрепление и систематизация знаний, формирование и развитие экспериментальных умений учащихся.
При выполнении ученического эксперимента необходимо учитывать следующие этапы:
- осознание цели опыта;
- изучение веществ;
- монтаж прибора (где это необходимо);
- выполнение опыта;
- анализ результатов;
- объяснение полученных результатов, написание химических уравнений;
- формулировка выборов и составление отчёта.
Домашний химический эксперимент является одним из видов
самостоятельной работы учащихся, имеющей большое значение как для развития интереса к химии, так и для закрепления знаний и многих практических умений и навыков. При выполнении некоторых домашних опытов ученик выступает в роли исследователя, который должен самостоятельно решать стоящие перед ним проблемы. Поэтому важна не только дидактическая ценность этого вида ученического эксперимента, но и воспитывающая, развивающая.
2
Эвристическая функция химического эксперимента проявляется в установлении новых а) фактов; б) понятий и в) закономерностей.
А) В качестве примера можно привести реакцию взаимодействия
газообразного водорода с оксидом меди (II). Наблюдая данную демонстрацию, ученики устанавливают, что водород при определённых условиях может реагировать с оксидами металлов, восстанавливая металл до простого вещества.
Корректирующая функция химического эксперимента проявляется в преодолении трудностей освоения теоретического материала и исправлении ошибок учащихся. Очень часто учащиеся считают, что при взаимодействии растворов хлороводорода и серной кислоты с медью выделяется водород. Для исправления таких ошибок полезно продемонстрировать следующий опыт. В пробирки с соляной кислотой и раствором серной кислоты прибавляют кусочки меди. Учащиеся наблюдают, что при обычных условиях и при нагревании водород не выделяется.
Обобщающая функция химического эксперимента позволяет выработать предпосылки для построения различных типов эмпирических обобщений. С помощью серии опытов можно сделать обобщённый вывод, например, о принадлежности различных классов веществ к электролитам.
Исследовательская функция химического эксперимента наиболее ярко проявляется в проблемном обучении. Рассмотрим этот вопрос более подробно.
3
Как известно, исходным пунктом любого направленного исследования является проблема. Поиск путей решения проблемы приводит исследователя к выдвижению той или иной идеи – первоначального предположения.
Существует несколько путей подтверждения истинности гипотезы. Основным и наиболее распространённым способом является выведение вытекающих из неё следствий и их верификация, т. е. установление соответствия фактическим данным, согласуемости с ними. В данном случае рассуждение строится по такой схеме: если основное предположении гипотезы истинно, то в действительности должны иметь место такие-то и такие-то конкретные явления. Если данные явления будут обнаружены путём целенаправленного наблюдения, в научных экспериментах или же в практической деятельности, то гипотеза будет подтверждена. Именно таким способом подтвердилась в своё время гипотеза о существовании в растворах ионов.
Другой способ подтверждения гипотезы – непосредственное обнаружение объектов, мысль о существовании которых была основным содержанием гипотезы. Данный способ широко использовался Д. И. Менделеевым для предсказания свойств ещё не открытых элементов.
И наконец, гипотеза может быть подтверждена путём дедуктивного выведения её из другого, но уже достоверного знания – научной теории, закона. Для этого необходимо, чтобы с развитием науки был достоверно установлен такой закон, из которого данная гипотеза была бы выводима. Примером может служить открытие соединений инертных газов. До 1940-х гг. считалось, что инертные газы не способны образовывать химических соединений.
Раздел VII
«Экологическая компонента в школьном курсе химии»
Тематика раздела:
- Критерии отбора экологического содержания.
- Взаимосвязь химических, экологических и природоохранных понятий.
- Особенности изучения органической химии.
- Химический эксперимент экологической направленности.
- Игра как метод обучения принятию решений.
- Контролирующие задания с экологическим содержанием.
1
При отборе содержания следует руководствоваться рядом критериев, один
из которых достаточно прост: «Экологично то, что связано с живой природой, её состоянием».
Другой критерий связан с отражением в содержании тех химических процессов, которые позволяют оценить степень воздействия антропогенного фактора на природные объекты; объяснить, как ведёт себя то или иное вещество в атмосфере, водоёме, почве, в организме человека; какое воздействие оказывает оно само и продукты его превращений на природные системы.
Следующий критерий акцентирует внимание на существовании неразрывной связи неживого с живым.
И, наконец, экологическое знание должно иметь практическую направленность и социальную значимость. На конкретных примерах можно показать использование результатов познания мира веществ и их превращений для организации целенаправленного и рационального природопользования в интересах общества, человека и самой природы.
Конкретизируя химический аспект экологических проблем, целесообразно выделить специфические положения, отражающие:
● взаимозависимость химических, экологических и природоохранных понятий;
● зависимость биологических функций веществ от их состава, строения и свойств;
● двойственную роль веществ в природных системах в зависимости от концентрации;
● взаимосвязь, взаимообусловленность и взаимозависимость живой и неживой природы как основы единства и целостности мира, в котором живёт человек.
Экологическая составляющая курса химии затрагивает не только теоретический материал, но также химический эксперимент, расчётные и экспериментальные задачи, игры, экскурсии, наблюдения природы и краеведческую работу.
2
В школьном курсе химии традиционно выделяют две основные системы понятий: «вещество» и «химическая реакция». Однако для более полного раскрытия экологического содержания необходимо также включить понятия «химический элемент» и «химическое производство». Важно получить представление о химических элементах, составляющих основу живого вещества планеты (водород, углерод, кислород, азот, фосфор, сера). Внимание учащихся обращается на то, что эти элементы отвечают трём критериям, лежащим в основе их «отбора» природой: небольшая относительная атомная масса, малый радиус и способность образовывать кратные связи (исключение составляет водород).
Оба понятия необходимы для понимания причин изменения концентрации химических элементов в окружающей среде, установления зависимости между качественным составом внешней среды и внутренней среды организма (элементный уровень). Они играют существенную роль в обсуждении проблемы химического загрязнения среды как фактора нарушения устойчивости экосистем (и биосферы), ухудшения общего состояния здоровья населения планеты (появление новых видов болезней, мутаций, загрязнение продуктов питания, снижение их питательной ценности для человека).
К основным природоохранным понятиям следует отнести:
● «рациональное природопользование»;
● «комплексное использование сырья и отходов производства»
● «кооперирование различных производств»;
● «экологически безопасные технологии»;
● «малоотходные и бессточные технологии»;
● «эффективные методы очистки газообразных, жидких и твёрдых отходов»;
● «использование вторичного сырья»;
● «производство экологически безопасных продуктов и материалов».
Химическое загрязнение природной среды отрицательно сказывается на жизнедеятельности биологических систем, поэтому важно знать ряд закономерностей, позволяющих предположить реакцию организмов на изменение качественного состава внешней среды, возможные негативные процессы, влекущие за собой болезни или даже гибель особи. Эти закономерности касаются распространения элементов в природе, концентрации их в живых организмах, доли участия в обмене веществ (метаболизме), проявления токсичности и конкурентных отношений.
3
Курс органической химии достаточно сложен для восприятия и усвоения. Учащиеся часто утрачивают к нему интерес уже после первой темы. Однако трудно переоценить мировоззренческое значение изучения органических веществ, из которых состоит весь природный мир Земли и каждый из нас. Введение экологической компоненты поможет ученику взглянуть на этот мир «изнутри», не только раскрыть особенности строения и свойства биомолекул, но и понять причины проблем, которые возникают в природной среде (на уровне отдельных организмов, экосистем и биосферы в целом).
Изучение курса органической химии следует начинать с выявления особенностей атома углерода. Как истинный биофил, углерод обладает небольшой относительной атомной массой, малым радиусом и способностью к образованию кратных связей. Это единственный элемент, который может сохранять в цепях одновременно одинарные, двойные и тройные связи. Ковалентные связи между атомами углерода обеспечивают устойчивость и самосохранение разнообразных сложных структурных образований с большим запасом энергии, что очень важно для жизнедеятельности организмов.
Молекулы на основе атомов углерода, помимо того сто прочны, ещё и подвижны, гибки и могут геометрически приспосабливаться друг к другу. Повороты отдельных групп в молекулах без разрыва связей С-С (конформационная подвижность) определяют свойства биополимеров. По цепям сопряженных связей в биомолекулах осуществляется передача энергии. Кроме того, если в углеродной цепи содержится более пяти сопряжённых связей, то такие молекулы поглощают свет видимой части спектра и приобретают окраску.
4
Химический эксперимент с экологической ориентацией предполагает: 1) определение состояния природного окружения с использованием аналитических методов; 2) переработку отходов, образующихся в результате химических реакций (уничтожение веществ, их обезвреживание с последующим помещением во внешнюю среду или повторное использование в учебном процессе).
При разработке химического эксперимента можно использовать различные подходы.
1-й подход. Химическое содержание эксперимента сохраняется, но обязательным элементом становится экологическая чистота проведения опыта, которая достигается либо хорошей герметизацией лабораторного оборудования, либо нейтрализацией или обезвреживанием продуктов реакций, либо заменой опасных для здоровья реактивов на безопасные. Например, при демонстрации опыта, в котором образуются токсичные продукты, используют поглотители на выходе из реакционного сосуда.
2-й подход. Химическое содержание эксперимента сохраняется, но становится ориентированным на экологическую проблему.
3-й подход. Химическое содержание заменяется на экологическое при сохранении смысловой нагрузки эксперимента или тематического раздела курса.
Все опыты должны быть безвредны и безопасны для учащихся, при необходимости для их постановки используют полумикрометод.
5
В экологическом образовании приоритетными методами считаются методы активного игрового обучения. Игры можно разделить на три группы: 1) игры, вводящие в суть проблемы охраны природы; 2) игры, инициирующие творческую активность учащихся в области поиска конкретных решений экологической проблемы; 3) игры, позволяющие получить практические навыки по изучению и оценке экологического состояния местности, моделированию экологического благополучия данной территории, проведению экологической экспертизы и коллективному обсуждению проблемы и её решения. Ниже приведены примеры игр, используемых на уроках.
«Экологическая экспертиза»
(обучение анализу текстов)
В классе формируются группы по 5 - 6 человек. Каждая группа получает одинаковый по содержанию текст об экологическом состоянии конкретной местности. Группы анализируют текст в рамках указанных направлений: 1-я группа – почва; 2-я группа – воздух и состояние атмосферы; 3-я группа – вода; 4-я группа – состояние флоры; 5-я группа – состояние фауны. Затем от каждой группы зачитывается часть текста, которая отражает конкретное направление.
Задание. Все участники должны определить характер предприятия, расположенного в данной местности, технологическую схему производства, потоки вредных выбросов и идею создания экологически безопасного производства.
«История погибшего озера»
(или любого другого природного объекта: луга, дубравы, реки)
Ученикам предлагается ситуация: на берегу озера расположено химическое предприятие (указывается какое), деятельность которого привела к гибели этого природного объекта.
Задание 1. Восстановите последовательную цепь событий, начиная с того момента, когда озеро было живым, до его гибели.
Задание 2. Предложите меры по восстановлению озера, если известно, что источники, питавшие его, остались живыми (мелкие лесные ручьи, подземные грунтовые воды).
6
Процесс обучения включает в себя важный этап – контроль знаний и умений. С помощью контроля можно оценить соответствие реально полученных результатов обучения запланированным.
Цели экологического образования придают этому этапу некоторую специфику, поскольку у учащихся должна быть сформирована не только система знаний и умений в области изучения окружающей природной среды, но и система отношений к экологическим проблемам.
В этой связи представляют интерес задания четырёх типов.
Задания 1-го типа имеют несколько решений (ответов), из которых учащийся может выбрать одно в соответствии со своей нравственной позицией.
Такие задания позволяют подвести учащихся к оценке «добра» и «зла» в отношении природы в целом или её отдельных объектов.
Задания 2-го типа требуют от учащихся выработки самостоятельного решения по какой-либо экологической проблеме (ситуации).
Эти задания дают возможность определить способность учащегося абстрагироваться, анализировать ситуацию, а также позволяют оценить степень ответственности, которую он может взять на себя.
Задания 3-го типа предусматривают оценку (анализ) экологической ситуации, прогнозирование возможных последствий и выбор природозащитных мер.
Задания позволяют оценить глубину знаний учащихся и понимание ими природных закономерностей, поведения биологических систем в условиях антропогенного процесса. Проверяется умение выбрать способ защиты природной среды от загрязнения и деградации.
Задания 4-го типа требуют объяснения явлений и процессов, происходящих в природной среде естественно или вызванных хозяйственной деятельностью человека.
Такие задания позволяют оценить уровень сформированности у учащихся умения переносить химические знания в сферу экологических проблем.