Исследовательская работа учащегося по химии

               Исследовательская работа учащегося по химии

«МБОУ СОШ №5» а. Джерокай Шовгеновского района

«Сомневаясь, мы начинаем исследовать, а исследуя, находим истину».      Пьер Абеляр

Введение

Одной из основных функций учителя является обучения и развитие личности ученика. Особую значимость приобретает организация исследовательской деятельности, которая оказывает существенное влияние на личностное и профессиональное развитие учащихся.

На протяжении многих лет я занимаюсь организацией исследовательской работы среди учащихся 8-11 классов по химии в нашей школе.

Целью исследовательской работы является воспитание любознательного, активно познающего мир, владеющего основами умения учиться ученика, умеющего слушать и слышать других.

Задачи:

развивать умение проектировать свою деятельность (учебную, исследовательскую);

развивать коммуникативные и творческие способности учащихся;

совершенствовать навыки работы с методами, необходимыми для проведения исследований − наблюдением, измерением, экспериментом;

оформлять результаты работы, представлять свою работу на различных конкурсах;

использовать опыт учащихся для получения новых знаний;

развитие способности к самостоятельной работе с различной информацией.

Актуальность исследовательской работы:

поиск наибольшей эффективности между тенденциями инновационного образовательного процесса и традиционными технологиями обучения учащихся;

потребность формирования уникальной творческой личности, способной нестандартно мыслить.

обучение учащихся способам поиска, систематизации и обработки полученной информации путем самостоятельной исследовательской деятельности.

Организация исследовательской работы на уроках химии

При организации исследовательской работы необходима теоретическая подготовка, которую учащиеся получают на традиционных занятиях по первичному закреплению знаний.

Элементы исследовательской работы учащиеся получают на уроках химии, но при этом возникают различные проблемы, так как школьники очень расплывчато представляют методы исследования, этапы работы, оформление результатов своей исследовательской работы. Им трудно подобрать источники информации для темы, генерировать идеи, найти пути решения проблем, анализировать, сравнивать, делать обобщения и выводы, соотнести достигнутое с ранее поставленными целями и задачами. Когда учащиеся подготовлены теоретически, следует применять уроки с элементами исследования и уроки-исследования. Для стимулирования интереса к исследовательской деятельности на уроках химии необходимо создать ситуацию успеха.

Уроки с элементами исследования.

Учащиеся отрабатывают на уроке отдельные учебные приемы, которые составляют исследовательскую деятельность. Что бы учащимся предлагать провести исследование требуется сформировать у них понятие о предмете и объекте исследования, гипотезе, показать способы проверки гипотез. Алгоритм исследования учащимся можно предложить на примере простой проблемной задачи с химическим содержанием. Например «Какими свойствами должен обладать оксид и гидроксид элемента с порядковым номером 13?» (Приложение 1). После выполнения работы учащимся можно предложить самостоятельные исследования по проблеме: «Какими свойствами обладает гидроксид химического элемента, если электронное строение атома выражается схемой: 2е; 8е; 5е?». По содержанию элементов исследовательской деятельности выделяют разнообразные типы уроков: уроки по выбору темы и метода исследования, работа с источниками информации, уроки с проведением эксперимента, заслушивание сообщений, защита рефератов и т.д.

В развитии исследовательских умений учащихся очень важна роль проблемного обучения. Проблемная ситуация побуждает учеников к мыслительной деятельности (анализ, синтез, обобщение, конкретизация и т.д.) При рассмотрении темы «Коррозия металлов» можно создать проблемную ситуацию. Ребенок выступает с сообщением, в котором рассказывает о вреде коррозии. Докладчик преследует цель дать общее представление о коррозии и о вреде, наносимом этим явлением. Строки из доклада: «Коррозия наносит не только прямой ущерб (ежегодно от нее теряется около одной трети произведенного за год во всем мире металла), но и косвенный: ведь разрушаются металлические конструкции (машины, крыши, памятники, мосты)». Определяем проблему, которую следует разрешить на уроке: как защитить металлы от коррозии? Учащиеся предлагают и обосновывают методы защиты металлов от коррозии.

Химический эксперимент является одним из способов формирования и развития исследовательских умений учащихся. Эксперимент на уроке используют для создания проблемной ситуации, а так же как средство подтверждения или опровержения выдвинутых учащимися гипотез. При изучении темы «Гидролиз солей» в начале урока можно провести лабораторный опыт и с помощью универсальной индикаторной бумаги определить среду растворов солей. Наблюдения можно записать в таблицу.

После проведения опыта совместно с учащимися выдвигаем проблему. Соли рассматриваем как результат реакции нейтрализации. Почему растворы солей имеют разную среду? Опираясь на известные знания о диссоциации, учащиеся выдвигают различные гипотезы. Учащиеся вспоминают различные признаки классификации кислот и оснований, анализируют формулы предложенных солей. В ходе беседы учащиеся приходят к выводу, что происходит гидролиз, который является одним из химических свойств солей.

Урок-исследование

На уроке-исследовании учащиеся осваивают методику научного исследования, устанавливают этапы научного познания. Исследовательские знания и умения учащиеся осваивают поэтапно, постепенно увеличивая степень самостоятельности учеников в их исследовательской учебной деятельности.

На уроках-исследованиях используются разнообразные формы обучения учащихся: индивидуальная, групповая, парная, коллективная. Предпочтение отдается работе в группах по 2-4 человека, так как работа в группе способствуют формированию коммуникативных ОУУН. Чтобы избежать недостатков групповой работы (конфликты, «спрятаться за чужими спинами» и т.д.) разрабатываются и используются правила групповой работы.

Урок-практикум

На уроках-практикумах учащиеся также работают в группах. Каждая группа, состоящая из 2-3 человек получает экспериментальное задание, которое в течении урока необходимо выполнить. При проведении практикума для учащихся создается инструкция, которая по определенным правилам последовательно устанавливает действия ученика.

Исходя из имеющегося опыта можно предложить следующую структуру уроков-практикумов:1

- сообщение темы, цели и задач практикума;

- актуализация опорных знаний и умений учащихся;

- мотивация учебной деятельности учащихся;

- ознакомление учащихся с инструкцией;

- подбор необходимых дидактических материалов, средств обучения и оборудования;

- выполнение работы учащихся под руководством учителя;

- составление отчета;

- обсуждение и теоретическая интерпретация полученных результатов работы.

Эту структуру можно изменять в зависимости от содержания работы, подготовки учащихся и наличия оборудования. Уроки-практикумы проводятся в 11 классе, например по теме «Получение, собирание и изучение свойств газов», «Решение экспериментальных задач по неорганической и органической химии».

В преподавании учебных предметов основная задача заключается в том, чтобы, прежде всего, заинтересовать учащихся процессом познания: научить их задавать вопросы и пытаться найти на них ответы, уметь объяснять результаты, делать обоснованные выводы. Внедрение исследовательского подхода способствует усилению мотивации учебной деятельности в обучении химии.

Исследовательская работа в школе может быть разнообразной. Навыки исследовательской работы на уроках химии учащиеся получают на практических работах, в которых сочетаются разнообразные задания: экспериментальные задачи, расчетные задачи, которые требуют теоретической подготовки к работе, и отражают основные этапы исследовательской деятельности.

При решении экспериментальных задач учащиеся видят связь химии с жизнью, что способствует развитию интереса к изучению предмета, а также подготовить их к осознанному выполнению практических работ (Приложение 2). Исследовательская деятельность учащихся осуществляется как на уроках химии, так и во внеурочное время.

Исследовательская работа во внеурочное время+

- выявление талантливых и одарѐнных учащихся

Многие учащиеся способны заниматься исследовательской, а тем более научно-исследовательской деятельностью. Важно уметь определять талантливых и способных учеников. Необходимо учитывать, что общая успеваемость учащегося не является главным показателем его реальных способностей. Сложнее выявить у учащихся готовность к данному виду деятельности. Необходимо найти такого ученика, которому это интересно, и который доведет работу до конца.

На уроке такие дети заметны при выполнении практических и лабораторных работ, составлении проектов, выступлении с презентациями. При проверке таких заданий необходимо обращать внимание на творческий подход к выполнению заданий, на использование дополнительной литературы. Во время представления такой работы учащимся предлагается подискутировать на тему, что понравилось в данной работе и что можно еще порекомендовать. После выступления, предлагается ответить на несколько вопросов, направленных на выявление отношения к данному виду деятельности.

При анализе таких выступлений нужно обратить внимание на тех учащихся, у которых к данному виду работы проявляется стабильный интерес. В дальнейшем этим детям можно предложить поучаствовать в исследовательской работе.

- формирование интереса к научному творчеству

Не всегда учащиеся проявляют интерес к научно-исследовательской работе, поэтому необходимо сделать упор на исполнительность и ответственность школьника. Как заинтересовать ученика? Для этого можно использовать несколько приемов. Во-первых, убедить, что участие в научно-исследовательской работе пригодится в дальнейшей жизни, за пределами школы. Во-вторых, зная, что подростки стремятся, как-то выделиться, быть не похожими на большинство, то участие в научно-исследовательской работе позволит ощутить свое особенное положение среди одноклассников. В-третьих, создать атмосферу соревнования.

- работа с литературой

Любая деятельность, и школьный реферат и докторская диссертация, невозможны без работы с источниками литературы. Необходимо объяснить и показать ученику, что литературный источник − основа его работы. В ходе исследовательской работы учащимся приходится работать с различными источниками информации. Задача ученика − научиться работать с источником, приобрести навык самостоятельной работы, правильного оформления. Необходимо дать некоторые рекомендации при работе с литературными источниками. Объяснить учащимся, что не вся собранная информация может оказаться необходимой, не пытаться включить в работу весь собранный материал.

- практическая часть работы

При проведении практической части учащиеся выделяют задачи исследования, выдвигают гипотезы и проверяют их, проводя теоретические или экспериментальные исследования, обрабатывают полученные результаты. Роль учителя на данном этапе организации исследовательской деятельности не является доминирующей. Учитель сотрудничает с учащимся, консультирует, подсказывает, как правильно работать с оборудованием, поставить эксперимент.

Выполняя научное исследование, учащиеся приобретают навыки самостоятельного творчества, самостоятельного получения новых знаний, информации и их практического применения, которые будут полезны в любой области деятельности.

- выступление на научных конференциях

Научно-практические конференции учащихся ежегодно проходят в школе. Успех выступления на научно-практической конференции зависит от того, насколько учащиеся смогут хорошо и уверенно представить свою работу в секции, подготовить компьютерную презентацию, текст выступления. Необходимо четко изучить критерии оценивания работы. Защита работы будет результативной, когда ученик свободно владеет информацией, ориентируются во всех частях выполненной работы, знает термины, обладает навыками ораторского искусства, хорошо подготовлен к выступлению на конференции. Ученик, занимающийся исследованием, проявляет значительную самостоятельность на всех этапах работы. У таких детей растѐт их познавательная активность и как правило, повышается качество знаний по предмету. Приобретенный опыт и исследовательские навыки учащихся влияют на качество выполнения опытов на практических работах: они быстрее подбирают реактивы для проведения реакций, делают правильные наблюдения и выводы. Исследовательская работа может помочь учащимся, определиться с выбором профессии, где основным направлением является работа с химическими веществами.

Исследовательская работа требует много времени, и в основном происходит во внеурочное время. Учащиеся 9-10 -ых классов ежегодно участвуют в школьной научно-практической конференции, с некоторыми работами выступают на муниципальной научно-практической конференции. В 2016 г ученица 9б класса Берестецкая Екатерина выступила на городской конференции с темой «Пищевые добавки и влияние их на организм человека», презентация размещена на сайте https://sites.google.com/site/gabdrakhmanova5/home/vneklassnaa-rabota/gorodskaa-konferencia

В 2017 г учащиеся 9г класса Щеглов Артем с темой «Адсорбционные свойства угля» и Скворцов Денис с темой «Железо – элемент цивилизации и жизни» выступили на муниципальной научно-практической конференции и заняли третье место. В приложении 3 представлены фрагменты работы Щеглова Артема. Ссылка на презентации к работам https://sites.google.com/site/gabdrakhmanova5/home/issledovatelskaa-rabota/zelezo

https://sites.google.com/site/gabdrakhmanova5/home/issledovatelskaa-rabota/adsorbcionnye-svojstva-ugla

Ожидаемые результаты

Повышение заинтересованности детей в изучении предметов естественного цикла;

Приобретение опыта исследовательской деятельности;

Работа с различными источниками знаний, использование ИКТ;

Анализ и подбор методов для проведения исследования;

Работа с простейшими приборами и реактивами;

Организация социологического опроса, анкетирования, и т.д.;

Фиксирование и обработка результатов исследования;

Увеличение числа представленных учащимися исследовательских работ на научно-практической конференции;

Повышение качества исследовательских работ;

Оформление результатов исследования и представления их к защите, выступления;

Нахождение практического значения результатов исследования.

Заключение (выводы)

В современном мире выпускник должен быть эрудированным, успешным, уметь аргументировать, доказывать свою точку зрения. Важно, что знания, полученные в школе, надо не только усваивать, но и преумножать, перерабатывать, использовать практически, поэтому важно приобщать детей к элементам исследовательской деятельности уже в школьные годы.

Работа учащихся над исследовательской работой расширяет их кругозор и любознательность, совершенствуются знания по предмету, приобретаются навыки публичного выступления, способствует развитию дружеских отношений между школьниками, создает отношение общности цели, атмосферу взаимопомощи. Исследовательская работа учащихся ведет к активному познанию мира и овладению профессиональными навыками. Участие в этой деятельности дает многим учащимся возможность глубже разобраться в своих способностях и умениях.

Владение учителем методикой организации исследовательской деятельности обучающихся и знание её основных методов является основным элементом реформирования школьного образования. Главной задачей учителя является создание стимула для повышения уровня развития ребёнка, стимула для самосовершенствования, а также для повышения собственного учительского мастерства.

Литература

1. Урок-исследование по химии как одна из форм инновационных технологий: Королева О. Б. http://festival.1september.ru/articles/612678/

2. Леонтович А.В. В чем отличие исследовательской деятельности от других видов творческой деятельности. – // “Завуч”, № 1, 2001;

3. Леонтович А.В. Рекомендации по написанию исследовательских работ. – // “Завуч”, № 1, 2001;

4. Сергеев И.С. Как организовать проектную деятельность учащихся: практическое пособие для работников общеобразовательных учреждений. – М., АРКТИ, 2003;

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Алгоритм исследовательской работы

Действие        Пример

1.Сформулировать проблему        Химический элемент находится в третьем периоде, на последнем уровне у него 3 электрона. Назовите этот элемент? Каков характер его свойств (металл, неметалл, переходный металл)? Какими свойствами (кислотные, основные, амфотерные) должен обладать его оксид и гидроксид?

2.Выявить предмет и объект исследования        Объект – оксид и гидроксид химического элемента №13, предмет – свойства Аl2O3, Al(OH)3.

3.Выдвинуть гипотезу

Если в атоме химического элемента №13 содержится 3 валентных электрона, он является переходным металлом, его высшая степень окисления равна +3, оксид и гидроксид должны проявлять амфотерные свойства.

4.Провести экспериментальное исследование.

Опыт 1. Получить гидроксид алюминия. Реактивы: AlCl3, NaOH. Опыт 2. Провести реакция взаимодействия гидроксида алюминия с серной кислотой. Реактивы: полученный в предыдущем опыте гидроксид алюминия Al(OH)3 , H2SO4. Опыт3. Провести реакция взаимодействия гидроксида алюминия с гидроксидом натрия. Реактивы: полученный в предыдущем опыте гидроксид алюминия Al(OH)3 ,NaOH. Записать наблюдения и уравнения (в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде) реакций.

5. Сделать вывод.        Гипотеза подтверждена: химический элемент №13 алюминий образует оксид и гидроксид которые обладают амфотерными свойствами, так как взаимодействуют и с кислотой и со щелочью.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.

Решение экспериментальных задач

Задача 1

В трех пронумерованных пробирках под №1, №2 и №3 находятся растворы гидроксида натрия, хлорида натрия и соляной кислоты. Распознать данные вещества.

Для решения данной задачи нужно использовать один реактив – индикатор (метиловый оранжевый или лакмус).

Работа в парах. (заполнение таблицы)

реактив

№ пробирки

лакмус

NaOH

синий

2

NaCl

фиолетовый

1

HCl

красный

3

Задача 2

В трех пронумерованных пробирках под №1, №2, №3 находятся растворы хлорида бария, сульфата натрия и карбоната калия. Распознать вещества, составить уравнения реакций в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде.

Работа в парах (заполнение таблицы, составление уравнений реакций)

реактивы

Формулы веществ

HCl

BaCl2

H2SO4

№ пробирки

BaCl2

-

-

↓

Белый осадок

2

Na2SO4

-

↓

Белый осадок

1

K2CO3

↑

Газ без цвета и запаха

3

Одно из веществ реагирует с добавленным реактивом, а два других нет. При этом мы наблюдаем, что в одной из пробирок реакция действительно прошла, то есть должен наблюдаться какой-либо ее внешний признак – выделение газа, изменение цвета, выпадение осадка и т.п.

Уравнения реакций

K2CO3+2 HCl → 2 KCl +H2O + CO2↑

2 K+ +CO32- + 2 H+ + 2 Cl- → 2 K++ 2 Cl- + H2O + CO2↑

2 H+ + CO32- → H2O + CO2↑

Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + 2 NaCl

2 Na+ + SO42- + Ba2+ + 2 Cl- → BaSO4↓ + 2 Na+ + 2 Cl-

Ba2+ + SO42- → BaSO4↓

H2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + 2 HCl

2 H+ + SO42- + Ba2+ + 2 Cl- → BaSO4↓ + 2 H+ + 2 Cl-

Ba2+ + SO42- → BaSO4↓

Задача 3

В трех пронумерованных пробирках находятся растворы хлоридов натрия, магния, алюминия. Распознать вещества, составить уравнения реакций в молекулярном, полном и сокращенном виде.

Работа в парах (заполнение таблицы, составление уравнений реакций).

Формулы веществ

Реактивы

№ пробирки

NaOH

NaCl

-

3

MgCl2

↓

Белый осадок

2

AlCl3

↓

Белый осадок, который растворяется в избытке щелочи

1

Вещества можно отличить друг от друга, если они оба реагируют с добавляемым реактивом, но по-разному.

Уравнения реакций

MgCl2 + 2 NaOH → Mg(OH)2 ↓+ 2 NaCl

Mg2+ + 2 Cl- + 2Na+ + 2 OH- → Mg(OH)2↓ + 2 Na++ 2 Cl-

Mg2+ + 2 OH- → Mg(OH)2↓

AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3↓ + 3 NaCl

Al3+ +3 Cl- + 3 Na+ + 3 OH- → Al(OH)3↓ + 3 Na++3 Cl-

Al3+ +3 OH- → Al(OH)3↓

Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]

Al(OH)3 + Na+ + OH- → Na++[Al(OH)4]-