Руководство для учителя к модулю «Растворы в живой и неживой природе»

Вид материала

Руководство

Содержание Основное содержание Дополнительное содержание Схема 1. Структура модуля «Растворы в живой и неживой природе» Дисперсные системы Коллоидные растворы Истинные растворы Особенности вариативной составляющей модуля Проектирование целей и постановка задач обучения Контроль и оценивание учебных достижений учащихся Текущий контроль Итоговый контроль 5. Советы учащимся и их родителям Что нового Вы узнаете

Подобный материал:

• «Симметрия в живой природе», 298.6kb.
• А. живой природе. Б. цветах. В. Неживой природе. Г. космосе, 15.54kb.
• Концепции современного естествознания, 16.94kb.
• Тема: Лесные загадки Зимушки-зимы, 244.74kb.
• Органические вещества клетки, 19.28kb.
• Ульянова Кафедра «Философии и методологии науки», 142.99kb.
• Интернет-экзамен в сфере профессионального образования Специальность, 156.5kb.
• Тема: Апрель – водолей, 77.35kb.
• Наиболее объемная, информативная и сложная область это познавательное развитие, 162.94kb.
• Тема: «Диффузия в живой и неживой природе», 303.85kb.

. Методическое руководство для учителя к модулю «Растворы в живой и неживой природе»

Общие замечания

Модуль «Растворы в живой и неживой природе» адресован учащимся, которые после окончания школы собираются поступать в вузы, так или иначе связанными с биологией (медицинские, сельскохозяйственные, биолого-химические и естественнонаучные факультеты педагогических вузов и т.п.). Это обстоятельство определило отбор материала, который углубляет и расширяет требования государственного стандарта химического образования на профильном уровне.

Основное содержание модуля полностью включает в себя содержание примерной программы в той ее части, которая описывает растворы, за исключением реакций в растворах электролитов, поскольку они были изучены в модулях блока «Химические реакции». Здесь этот материал рассматривается только как элемент химического языка, необходимый и достаточный для трансляции новых знаний.

Дополнительное содержание включено в модуль для того, чтобы увязать фундаментальное химическое знание с интересами и практическими запросами учащихся. Он в одном случае выступает как самостоятельное дополнительное содержание обучения, в другом является фоном, на котором происходит развертывание основного содержания модуля, в третьем проявляется в сюжетах задач (под задачами в данном случае мы понимаем не только расчетные и экспериментальные задачи, но и разнообразного вида упражнения, задания).

Таким образом, дополнительное содержание выступает в двух ипостасях: во-первых, как текст, обязательный для усвоения; во-вторых, контекст, в рамках которого существует текст. Основное содержание составляет инвариант модуля, дополнительное содержание — его вариативная часть.

Чисто химическое содержание модуля представлено на схеме 1.


Схема 1. Структура модуля «Растворы в живой и неживой природе»

Дисперсные системы
	понятие «дисперсная система»
		дисперсионная среда, диспергированные вещества, фаза, гомогенные системы, гетерогенные системы
	классификация дисперсных систем
		взвеси, коллоиды, золи, гели
Коллоидные растворы
	строение коллоидных растворов
		представление об основных составляющих коллоидной частицы: агрегат, гранула, ядро, мицелла, зависимость состава мицеллы от порядка сливания исходных растворов
	свойства коллоидных растворов
		эффект Фарадея-Тиндаля, опалесценция, электрофорез, электроосмос, коагуляция
	коллоидные растворы в природе
		туман, дым, смог, минералы, молоко, кровь
Истинные растворы
	способы выражения концентрации растворов
		массовая доля растворенного вещества, молярная концентрация, нормальная концентрация, моляльная концентрация
	растворение как физико-химический процесс
		физические явления при растворении, химические реакции, протекающие при растворении, кристаллогидраты
	тепловые явления при растворении
	электролитическая диссоциация
		степень диссоциации, сильные и слабые электролиты, константа диссоциации, закон разбавления Оствальда
	произведение растворимости
		условия образования и растворения осадков малорастворимых веществ
	диссоциация воды
		ионное произведение воды, водородный показатель, представление об индикаторах как слабых кислотах и основаниях, точка и интервал перехода, pH раствора соли, буферная емкость раствора

Особенности вариативной составляющей модуля

Чисто химическое, заданное государственным образовательным стандартом, а потому инвариантное содержание модуля «Растворы в живой и неживой природе» дают прекрасную возможность для развития у школьников общих интеллектуальных умений, основы которых формируются в процессе изучения информатики¹. Здесь на первый план выходят две равновеликие составляющие — межпредметные связи и связь обучения с жизнью, которые требуют специального обсуждения.

Каждый учитель-практик поставит свою подпись под словами А. Я. Данилюка: «Развитие межпредметных связей вызывает чрезмерное повышение требовательности к учителю, ставит перед ним такие задачи, которые он практически выполнить не может. Одно дело, иметь некоторые знания по смежным дисциплинам, другое — владеть знаниями, понятиями, теориями, методами других наук настолько, чтобы применять в качестве средств решения познавательных задач… Учитель оказывается перед дилеммой: либо игнорировать бесконечное многообразие межпредметных связей и профессионально работать по предмету, либо заниматься межпредметными связями (очевидно, не профессионально в отсутствии специальной подготовки и достаточного опыта преподавания других предметов), отнимая значительное учебное время и собственные силы от углубленного изучения своей научной дисциплины. Несомненно, первое решение не только субъективно предпочтительнее, но и объективно необходимо».

С другой стороны, каждому учителю прекрасно знакома ситуация, когда, придя в кабинет химии, учащиеся напрочь забывают о том, что узнали в соседнем кабинете физики. Разрешить это противоречие позволяет связь обучения с жизнью. Причем именно с жизнью школьников, а не «с производством и практикой коммунистического строительства», как это было долгие десятилетия в советской школе. Можно обнаружить множество связей химического содержания, относящегося к растворам, с тем, с чем каждый день сталкиваются наши ученики. Так, в содержании модуля включен элемент «Жевательная резинка ”Орбит с карбамидом” и кислотно-щелочной баланс». То, что жевательная резинка стала непременным атрибутом жизни современного подростка (впрочем, не только подростка, но и взрослого человека), не требует специальных доказательств. А вот включение в урок видеозаписи рекламного телевизионного ролика открывает учителю следующие возможности:

1) актуализировать знания о свойствах азотных удобрений, которые (знания) школьники получили в 9 классе;

2) расширить представления о гидролизе на примере амида угольной кислоты;

3) на основе обобщения п. 1 и п. 2 показать, что жевательная резинка не создает защиты от кариеса в том виде, как это показано на экране (здесь начинается «наведение мостов» с биологией);

4) сообщить учащимся, что при практически нулевом эффекте в защите от кариеса, постоянное жевание резинки вызывает чрезмерную нагрузку на зубы и приводит к возникновению воспалительных заболеваний пародонта вплоть до пародонтоза — самого распространенного стоматологического заболевания современности² (связь с биологией и физикой).

При этом от учителя химии не требуются специальных физических или медицинских знаний. Вполне достаточно проведения лабораторного опыта по определению растворимости мочевины в воде и сообщению «информации к размышлению».

Итак, вариативное содержание модуля нацелено не только на формирование дополнительных химических знаний, в известной (но доступной учащимся) мере превышающих требования стандарта, но и на демонстрацию необходимости получаемых знаний в повседневной жизни. Это в полной мере относится и другим модулям, из которых складывается курс химии средней (полной) школы на профильном уровне.

Так, например, при изучении скорости химической реакции или химических свойств углеводов можно легко показать школьникам, что реальное время и пространство значительно отличаются от экранного времени и экранного пространства. Сегодня это очень актуально, поскольку, насмотревшись западных (в основном американских) боевиков, подростки теряют чувство опасности перед химическими реакциями, протекающими со взрывом. Но покажите во время учебных занятий фрагменты из комедий Л. Гайдая «Самогонщики» (Балбес открывает крышку бака и насыпает в него кусковой сахар, Бывалый подбрасывает в огонь дрова, а Трус едва успевает подставлять пустые бутылки под змеевик самогонного аппарата — экран во много раз сжал время, необходимое для брожения сахара, придав процессу динамизм, но нарушив при этом все законы химии) и «Пес Барбос и необыкновенный кросс» (всё те же Бывалый, Балбес и Трус на протяжении практически всего фильма убегают от своей собаки, которая услужливо несёт им палку с привязанным к ней динамитом — здесь экран неимоверно растягивает время горения бикфордова шнура, опять вступая в противоречие с наукой). Посмеявшись над злоключениями знаменитой троицы, школьники начинают понимать, что жизнь киногероя на экране значительно отличается от жизни в реальном мире с его не условными, а объективными законами. Опыт показывает, что у учителя не хватает времени на подбор кинофрагментов, которые могли бы вписаться в ткань учебно-воспитательного процесса. Но тот же опыт убеждает, что подростки с энтузиазмом просматривают видеозаписи классических произведений отечественно кинематографа, находя в них элементы химического знания, которые они получили в школе. А это и есть установление очень сложных связей гуманитарного и естественнонаучного знания.

Проектирование целей и постановка задач обучения

Цели изучения модуля «Растворы в живой и неживой природе» определяются целями обучения химии вообще и на профильном уровне в частности. Они едины для любого профильного курса химии средней общеобразовательной школы. Однако достижение поставленных целей реализуется через последовательное решение комплексов задач, которые для разных модулей различны. Более того, даже для одного и того же модуля, реализуемого в разных условиях обучения (особенности учащихся, материально-техническая база, влияние социума и т.д.), могут быть сформулированы разные комплексы задач. При этом на уровне химического содержания задачи будут практически идентичными, в то время как на деятельностном и аксиологическом (ценностном) уровнях задачи могут значительно различаться. Так, например, при недостаточном техническом оснащении школы нельзя ставить задачу обучения школьников поиску в Интернете экологически важной информации, связанной с растворами, поскольку эта задача в данных условиях оказывается не решаемой. Если большинство учащихся, выбравших для изучения данный модуль, связывают свою дальнейшую судьбу с медициной, то, очевидно, задачи каждого отдельного занятия будут отличаться от задач занятий в группе будущих агрономов.

Хотя технология постановки задач обучения подробно рассмотрена в литературе по методике обучения химии, обратим внимание на некоторые важные, по нашему мнению, моменты:

• задача должна иметь свое проявление в деятельности школьников, учителя и объективное отражение в структуре необходимого результата и средствах его достижения;
  
• задача должна иметь точную трактовку;
  
• задача должна быть однозначно понятна всем участникам дидактического процесса;
  
• задача должна детализировать цель и включать общий способ ее достижения³.
  

Контроль и оценивание учебных достижений учащихся

Содержание модуля «Растворы в живой и неживой природе» позволяет использовать разные способы контроля знаний и умений учащихся. Приведем по одному примеру для текущего и итогового контроля.

Текущий контроль может осуществляться путем проверки выполнения учащимися письменных домашних заданий, выполняемых в рабочей тетради на печатной основе. Задачи и упражнения в тетради сгруппированы по их химическому содержанию в блоки, внутри которых они расположены в порядке увеличения трудности (от первого уровня к третьему). Для них указано максимальное число рейтинговых баллов, которое может получить ученик за правильное выполнение того или иного задания. На первом же занятии следует объяснить учащимся, что они самостоятельно определяют, какие из заданий будут выполнять внутри заданного учителем блока (блоков).

Итоговый контроль. Для проведения письменных контрольных работ можно использовать специально разработанные контрольно-измерительные материалы, в которых для каждого задания указывается максимальное возможное число рейтинговых баллов. Проверку письменных работ удобно проводить методом поэлементного анализа, основы которого были заложены П. А. Глориозовым. Для этого учитель составляет таблицу, в головке которой записываются элементы содержания обучения (предметные знания, предметные и общие интеллектуальные умения), а в боковике — список учащихся. Правильность выполнения того или иного элемента обозначается знаком «+» (плюс), а ошибка или отсутствие элемента — прочерком. В последнем столбце таблицы записывается сумма () правильных элементов. Эта сумма и будет являться тем рейтинговым баллом, который учащийся получил за выполнение задания⁴

Элемент содержания Ученик	1	2	3	n	
Иванов	+	+	+	+	
Петров	-	-	+	-	
Сидоров	+	-	-	+	

В сборнике контрольно-измерительных материалов к системам модулей по химии для каждого задания выделены элементы содержания, которые можно однозначно оценить по дихотомической шкале (да/нет).

Для выявления учащихся, достигших четвертого уровня, можно использовать разнообразные задания, выполнение которых требует достаточно длительного времени. Приведем несколько примеров. Обратите внимание на то, что они непосредственно не связаны с темами модулей — это сделано умышленно, чтобы показать общие подходы к конструированию таких заданий.

Задания на изменение формы представления информации дают возможность выяснить, насколько правильно и глубоко учащиеся поняли химический материал, и поэтому, например, в Голландии задания такого типа широко используются на выпускных экзаменах в средних школах. Так, школьникам предлагается подготовить бизнес-план, в основе которого лежат превращения веществ в промышленных масштабах, или написать письмо химически неграмотному родственнику с разъяснениями несуразиц или явной лжи в сообщениях средств массовой информации (отбираются реальные сообщения, хорошо знакомые школьникам).

Успехи и неудачи школьников в изучении химии ярко проявляются во время подготовки внеклассных мероприятий с химической составляющей для учащихся, ещё не приступивших к изучению химии. Эта подготовка может быть как реальной, заканчивающейся, например, проведением вечера занимательной химии в группе продлённого дня начальной школы, так и условной («Представьте, что Вам поручили провести дополнительные занятия с Одним Учеником…»). Важным моментом является то, что во втором случае знания учащихся диагносцируются и оцениваются, а в первом проверка носит лишь диагностический характер.

Удобный способ проверки превращения полученной учебной информации в знания состоит в создании визуального образа по заданию учителя. Здесь возможны три варианта.

Первый вариант основан на использовании готовых статичных изображений (рисунков, фотографий), из которых учащиеся составляют «диафильм» на заданную тему. Важным условием является избыточность иллюстративного материала. Так, например, при проверке знаний учащихся об областях применения углеводов, в набор изображений включаются фотографии, не имеющие никакого отношения к этим веществам, но близкие по смыслу: изделия из полиэтилена (в быту полиэтилен часто отождествляют с целлофаном), изображения пищевых жиров и масел и т.д. Результат работы учащихся может быть представлен в виде последовательно наклеенных на лист бумаги отобранных ими изображений с подписями–«субтитрами», или в записи в тетради нужной последовательности номеров рисунков. В этом случае «субтитры» записывают сразу после номера изображения.

Второй вариант предусматривает создание учащимися собственных рисунков. Важно помнить, что, во-первых, не все ученики хорошо рисуют и, во-вторых, на выполнение задания требуется достаточно много времени. Поэтому второй вариант используется в качестве домашнего задания, при этом учащимся задается жанр представления информации — комикс («С помощью забавных рисунков объясните Одному Ученику, как правильно готовить водные растворы кислот и к чему может привести нарушение этих правил»).

Третий вариант предполагает использование технических средств (фотоаппарата или видеокамеры и, возможно, компьютера) и требует много времени. Задания, предлагаемые учащимся один, максимум — два раза в течение учебного года, должны включать в себя изученный материал нескольких тем (разделов) курса данного и предыдущего классов. Формулировка такого задания должна связывать проверяемый химический материал с повседневной жизнью школьника, быть по своему содержанию междисциплинарной (мультидисциплинарной) и содержать указание на жанр медиатекста. Результатом выполнения задания становится фотоколлаж, фоторепортаж, иллюстрированная стенная газета, видеофрагмент, демонстрация Power Point, компьютерная программа, выполненная с использованием Flash, веб-страница или веб-узел, размещенный на школьном сервере или в Интернете.

При использовании компьютерных программ задание следует ограничить рамками изученного химического материала и предельно конкретизировать, например, «Порядок заполнения электронных орбиталей», «Химические свойства спиртов» и т.п. Наиболее удачные работы учеников в дальнейшем становятся средствами обучения.

5. Советы учащимся и их родителям

Прежде чем остановить свой выбор на модуле «Растворы в живой и неживой природе», ознакомьтесь с содержанием этого и других модулей, входящих в блок «Растворы и дисперсные системы». Для этого Вы можете попросить у учителя химии программы модулей, в которых перечислены основные вопросы, приведены названия лабораторных опытов и практических занятий. Можно взять учебные пособия, написанные к каждому из модулей, прочитать их оглавления, бегло просмотреть, не вдаваясь в подробности, тексты и иллюстрации. И, наконец, самый простой путь: сравнить проспекты модулей. Конечно, в этом случае Вы получите лишь самое приблизительное представление о том, что Вам предстоит узнать в процессе изучения модуля.

Выбирая модуль, учтите, что каждый из них интересен, но интересен по-своему. Изучить их все у Вас не хватит ни сил, ни времени. Поэтому подходите к выбору с утилитарной точки зрения: если Вы планируете после окончания школы продолжить обучение в медицинском или биологическом вузе — этот модуль для Вас. Если же Ваша цель стать «чистым» химиком, то лучше обратите внимание на модуль «Теории растворов».

За три предыдущих года изучения химии Вы имели возможность неоднократно убедиться в справедливости утверждения, что химическая наука находится на перекрестке всех естественных наук. Для понимания химических процессов необходимы знания физики; химия, в свою очередь, помогает понять сложнейшие процессы, протекающие в живой природе… Если Вы решаете выбрать для изучения модуль «Растворы в живой и неживой природе», то знайте, что кроме запаса химических знаний, приобретенных в 8 – 10 классах, Вам потребуются знания географии, биологии, физики и, конечно же, математики — «царицы всех наук».

Что нового Вы узнаете о растворах, изучая модуль «Растворы в живой и неживой природе»?

• Что многое из привычного для нас окружения является раствором, например, простое оконное стекло.
  
• Что раствор - это не простая механическая смесь растворенного вещества и растворителя, а сложная, динамичная, живущая своей жизнью система.
  
• Что самое нерастворимое вещество все равно растворяется в воде, а потому нельзя получить абсолютно чистую воду…
  

Чему Вы научитесь в результате?

• Маленьким хитростям работы с веществами, которые Вы с успехом сможете применить не только в химической лаборатории, но и дома.
  
• Новым приемам работы с химической информацией — это очень важно не только для будущего студента (биолога, медика, химика и т.д.), но и для просто образованного человека.
  
• Отделять зерна от плевел, то есть отличать правду от полуправды, полуправду от лжи о веществах, их превращениях, влиянии на человека и окружающую среду…
  

Разумеется, при этом Вы будете знать и уметь все то, что знают и умеют Ваши сверстники, изучающие обычный профильный курс химии (что именно? Посмотрите в Ваш учебник химии!).

Содержание модуля может Вам показаться не совсем обычным по сравнению с тем курсом химии, который Вы изучали в 8 и 9 классах. Знание ради знания не нужно никому, в том числе и обладателю этого знания. Каждое знание должно работать на человека. Поэтому авторы модуля «Растворы в живой и неживой природе» старались придерживаться правила:

Сухой науки не держись:

На свете есть не только химия,

А есть и Химия, и Жизнь,

Поля зеленые и реки синие.