Проектно-исследовательская деятельность учащихся
статья по химии по теме

Кулий Лариса Александровна

Проектно-исследовательская деятельность учащихся на уроках химии

ПРОЕКТНО- ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ УЧАЩИХСЯ НА УРОКАХ  ХИМИИ И ВО ВНЕУРОЧНОЕ ВРЕМЯ

         В современных условиях развития новых технологий необходимым и востребованным качеством личности является творчество, познавательная активность. Более 50% учащихся обладает низкой степенью выраженности творческой направленности личности. Это учащиеся, которые к учебной деятельности относятся как к вынужденной необходимости и без энтузиазма, не получая удовольствия от самого процесса деятельности. Такие учащиеся нуждаются в развитии творческих потребностей. Выделяют следующие принципы активизации познавательной деятельности учащихся:

- Прежде всего в качестве основополагающего принципа  следует рассматривать принцип проблемности. Путем последовательно усложняющихся задач или вопросов создать в мышлении учащегося такую проблемную ситуацию, для выхода из которой ему не хватает имеющихся знаний, и он вынужден сам активно формировать новые знания с помощью преподавателя и с участием других слушателей, основываясь на своем или чужом опыте. Таким образом, учащийся получает новые знания не в готовых формулировках преподавателя, а в результате собственной активной познавательной деятельности. Данный метод включает в себя:

-выдвижение проблемного вопроса,

-создание проблемной ситуации на основе высказывания ученого,

-создание проблемной ситуации на основе приведенных противоположных точек зрения по одному и тому же вопросу,

-демонстрацию опыта или сообщение о нем - основу для создания проблемной ситуации; решение задач познавательного характера.

Роль преподавателя сводится к созданию на уроке проблемной ситуации и управлению познавательной деятельностью учащихся.

Кулий Лариса Александровна

Проектно-исследовательская деятельность учащихся на уроках химии

- Следующим принципом является обеспечение максимально возможной адекватности учебно-познавательной деятельности характеру практических задач. Суть данного принципа заключается в том, чтобы организация учебно-познавательной деятельности учащихся по своему характеру максимально приближалась к реальной деятельности. Это и должно обеспечить в сочетании с принципом проблемного обучения переход от теоретического осмысления новых знаний к практическому.

- Не менее важным при организации учебно-познавательной деятельности учащихся является принцип взаимообучения. Учащиеся в процессе обучения могут обучать друг друга, обмениваясь знаниями.

- Очень важно, чтобы учебно-познавательная деятельность учащихся носила творческий, поисковый характер и по возможности включала в себя элементы анализа и обобщения. Процесс изучения того или иного явления должен носить исследовательский характер. Это является еще одним важным принципом активизации учебно-познавательной деятельности: принцип исследования изучаемых проблем и явлений. Главная его цель – увлечь детей, показать им значимость их деятельности и вселить уверенность в своих силах.  Химия – это предмет, который даёт огромные возможности для разнообразных исследований: от небольших краткосрочных (в пределах одного урока) до длительных и глубоких, которые оформляются в научно-исследовательские работы.

         В каждом ученике живет страсть к открытиям и исследованиям. Даже плохо успевающий ученик обнаруживает интерес к предмету, когда ему удается что-нибудь „открыть". Поэтому при изучении химии для активизации познавательной деятельности я использую уроки-исследования, где предметом ученического исследования является „переоткрытие" уже

Кулий Лариса Александровна

Проектно-исследовательская деятельность учащихся на уроках химии

открытого в науке, вместе с тем для ученика выполнение исследовательского задания является познанием еще не познанного.

Ученики во время урока сами накапливают факты, выдвигают гипотезу, ставят эксперимент, создают теорию. Задания такого характера вызывают у учащихся усиленный интерес, что приводит к глубокому и прочному усвоению знаний. Итогом работы на уроке становятся выводы, самостоятельно полученные школьниками, как ответ на проблемный вопрос учителя. Например, как можно классифицировать химические реакции, опираясь на знания о простых и сложных веществах и признаках химических реакций. Неотъемлемой частью химии является выполнение лабораторных работ. Если ученику трудно выполнить работу, то он может воспользоваться учебником. Это учит самостоятельно мыслить, а урок считать не “обязаловкой”, а методом исследования.

В качестве примера привожу урок химии в 8 классе, основанный на методе проблемного обучения (Приложение 1).

Тема урока: «Типы химических реакций».

Тип урока: постановка и решение учебных задач.

Метод обучения: проблемный.

           Каждый учитель хочет, чтобы его предмет вызывал глубокий интерес у школьников, чтобы ученики умели не только писать химические формулы и уравнения реакций, но и понимать научную картину мира, умели логически мыслить, чтобы каждый урок был праздником, маленьким представлением, доставляющим радость и ученикам и учителю. Для развития творческой, активной личности большие возможности имеет проектно- исследовательская деятельность.

       Метод проектов всегда ориентирован на самостоятельную работу учащихся, однако этот метод сочетается с групповым подходом в обучении.

Кулий Лариса Александровна

Проектно-исследовательская деятельность учащихся на уроках химии

Учащиеся перед началом работы  над проектом получают инструкции: 1)требования к проекту,

2)методические рекомендации, памятки – как  правильно оформить проект, 3) шкала баллов оценивания проекта.

 Применительно к школьному курсу химии система проектной работы может быть представлена двумя подходами:

1. Связь проекта с учебными темами (на уроке).
2. Использование проектной деятельности во внеклассной работе (внеурочная деятельность).

        Проекты бывают разные по времени, но лучше если он будет длиться от 1 месяца до 3, так как может утратиться интерес к проекту.

    Для проектной деятельности на уроках химии, я использую следующие виды проектов: исследовательские, индивидуальные и групповые, информационные. Учащиеся, готовя   материал для проекта, проводят эксперименты во внеурочное время, а защиту проектов стараюсь проводить на уроках обобщения или изучения нового материала.

    Презентация – важный навык, который развивает речь, мышление. Применение компьютерных технологий позволяют учащимся создавать удивительные по содержанию презентации, в которых отражены способы решения поставленных задач, результаты работы, выводы.

В нашей практике учащимися рассматривались исследовательские проекты по различной тематике, например:

1. Волшебный мир кристаллов.
2. Индикаторы вокруг нас.
3. Кристаллогидраты в быту
4. Краски в палитре художника
5. Сложные вещества в нашем доме.

Кулий Лариса Александровна

Проектно-исследовательская деятельность учащихся на уроках химии

6. Время в химии. Скорость химической реакции  - от чего она зависит?
7. Адсорбция - всеобщее и повсеместное явление
8. Кальций источник жизни, здоровья и красоты
9. Химики и лирики о железе
10. Вклад ученых – химиков  в победу над фашизмом в Великой отечественной войне
11. Гидролиз солей
12. Химический состав космических тел.
13.  Буферные растворы в живых организмах
14. Редкие элементы.
15. Ферменты – что это?
16. Окислительно-восстановительные реакции в природе и в быту.

Выделены работы, выполняемые учащимися в настоящее время.

В качестве примера привожу фрагмент исследовательской работы, выполненной  учащейся 9-го класса в 2010-2011 учебном году Александрой Кудрявцевой (приложение 2).

         Самостоятельно найденный ответ - маленькая победа ребенка в познании сложного мира природы, придающая уверенность в своих возможностях, создающая положительные эмоции, устраняющая неосознанное сопротивление процессу обучения. 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

Кулий Лариса Александровна

Проектно-исследовательская деятельность учащихся на уроках химии

интерес не просто к предмету, а что более ценно - к самому процессу познания - познавательный интерес, мотивация к знаниям.        

      Результаты диагностики сформированности исследовательских умений и навыков приведены в таблице (приложение 3).

        В свете сказанного выше хочется отметить, что исследовательская деятельность - это один из методов обучения, в ходе которого у учащихся:

1. формируются универсальные способы учебной деятельности, что дает импульс к саморазвитию, к самореализации, самоорганизации, самоконтролю и самооценке;
2. значительно расширяется кругозор в предметных областях;
3. происходит непроизвольное запоминание учебного материала и усвоение алгоритма научного исследования, что способствует формированию научного мировоззрения;
4. наилучшим образом развиваются творческие задатки.

      Проектное обучение иногда рассматривают в качестве альтернативы классно-урочной системы обучения. Однако я считаю, что его следует использовать как дополнение к другим видам обучения.

      Как следствие растет качество знаний по химии, многие ученики участвуют в предметных олимпиадах по химии, выбирают данный предмет для сдачи итоговой аттестации. Ежегодно растет количество учеников 8-9 классов принимающих участие в школьных олимпиадах с 15 % в 2010 году до 25% в 2011 году. Количество детей, проявляющих интерес к предмету во внеурочное время, стабильно высокое до 35%.

          Разнообразие форм работы с учениками с использованием исследовательского метода помогает ребятам в выборе будущей профессии. Ежегодно ученики поступают в ССУЗы, где приоритетной является наука химия (приложение 4).

          Кулий Лариса Александровна

Проектно-исследовательская деятельность учащихся на уроках химии

 Проектная деятельность является одной из форм организации учебного процесса, она способствует повышению качества образования, демократизации стиля общения учителей и учащихся. Успех в современном мире во многом определяется способностью человека организовать свою жизнь как проект: определить дальнюю и ближайшую перспективу, найти и привлечь необходимые ресурсы, наметить план действий и, осуществив его, достичь поставленных целей. Проектно- исследовательская деятельность имеет большие возможности для развития творческой, активной личности. Если ученик сумеет справиться с работой над учебным проектом, можно надеяться, что в настоящей взрослой жизни он окажется более приспособленным. Человек сам должен прийти к желанию искать, пробовать, ошибаться. И только тот, кто готов отстаивать свое право творить, способен на настоящее творчество, и наша с вами задача - мотивировать учащихся на это творчество, помочь им сделать свои маленькие, а может (кто знает) и большие открытия.

Кулий Лариса Александровна

Проектно-исследовательская деятельность учащихся на уроках химии

 Список использованной литературы.

1. В. Н. Кругликов, Е. В. Платонов, Ю. А. Шаранов. Методы активизации познавательной деятельности. С.- Пб.: Знание, 2006.
2. Дендебер С.В., Ключникова О.В. Современные технологии в процессе преподавания химии. Развивающее обучение, проблемное обучение, проектное обучение, кооперация в обучении, компьютерные технологии. М.: 5 за знания, 2007.
3. Химия 8 – учебник для 8 класса общеобразовательных учреждений авторов И. И. Новошинский, Н. С. Новошинская – М.: Русское слово, 2008.
4. Осипова Т.А. Любознательность – путь к познанию. Химия в школе. 2001. №2.
5. О. С. Габриелян, В. Г. Краснова, С. А. Сладков Личностно ориентированные технологии обучения химии. Журнал  Химия. 2007. № 23.
6. Морева Н.А. Современная технология учебного занятия. М.: Просвещение, 2007.

Кулий Лариса Александровна

Проектно-исследовательская деятельность учащихся на уроках химии

Приложение 1.

Урок – исследование ТИПЫ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

8 класс

Цель урока: на основе имеющихся у обучающихся знаний об условиях, признаках протекания химических реакций обеспечить усвоение учащимися понятия классификации химических реакций, деления их на типы.

Задачи:

1. Закрепить понятия «классификация химических реакций», «условия протекания химических реакций», «признаки химических реакций»;
2. Развить навыки проведения химических реакций, используя правила техники безопасности; развить логическое мышление при определении типа химической реакции;
3. развить познавательную активность и творческие способности обучающихся при выполнении заданий.
4. Воспитать чувство коллективизма и взаимопонимания при работе в творческих группах; воспитать отношение к химии, как прикладной науке, при изучении применения ряда химических реакций.

Форма:

        Работа в разноуровневых группах постоянного состава с учетом личностных качеств обучающихся.

1. Вводная беседа

Вопрос – проблема:

Химических реакций, как и химических веществ очень, много. А как их можно классифицировать?

СЛАЙД (фото химических реакций (явлений))

Задача: познакомиться на уроке с классификацией химических реакций, происходящих в природе и в жизни человека.

2. Классификация по числу и составу исходных веществ и продуктов реакции

Работа в группах

Лабораторный опыт: «Типы химических реакций»

Оборудование и материалы:

Спиртовка, тигельные щипцы; пробирки, держатель;

Медная пластинка (проволока), гидроксид меди (II); р-р сульфата меди (II), зачищенный железный гвоздь; р-ры хлорида железа (III), гидроксида натрия.

Опыт 1:

1. Накалите медную пластинку в пламени спиртовки. Внимание! Медную пластинку следует брать тигельными щипцами.
2. Через некоторое время выньте пластинку из пламени, рассмотрите получившийся налёт.
3. Напишите уравнение реакции и назовите образовавшееся вещество.

Опыт 2:

1. Пробирку с твёрдым  гидроксидом  меди (II) нагрейте в пламени спиртовки. Внимание! Повторите меры предосторожности с. 186, п..3.

2. Как изменился цвет гидроксида меди (II)?

3. Напишите уравнение реакции и назовите образовавшееся вещество.

Опыт 3:

1. В пробирку налейте 3 см3 р-р сульфата меди (II),отметьте его цвет.

2. Осторожно опустите зачищенный железный гвоздь.

3. Через несколько минут  осмотрите поверхность гвоздя, отметьте цвет раствора.

4. Напишите уравнение реакции, назовите образовавшиеся вещества.

Опыт 4:

1. В пробирку налейте 2 см3 р-ра хлорида железа (III).

2. По каплям добавьте раствор гидроксида натрия до выпадения осадка.

3. Отметьте цвет осадка.

4. Напишите уравнение реакции и назовите образовавшиеся вещества.

Выводы по работе:        

1. Во всех  опытах происходили химические реакции.
2. В 1-ом опыте из двух  веществ образовалось одно сложное вещество, во 2-ом опыте – наоборот- из одного сложного вещества образовались два новых, в 3 –ем – прореагировало простое вещество со сложным и образовалось новые простое и сложное вещества, в 4 –ом опыте вступили в реакцию два сложных вещества и образовались два новых сложных вещества.

3. Реакции можно классифицировать по  числу и составу исходных веществ и продуктов реакции

СЛАЙД (типы х.р.)

СЛАЙД (заполнение 3 столбика таблицы)

3. Классификация по признаку выделения или поглощения теплоты.

СЛАЙД. В процессе химических реакций происходит перегруппировка атомов за счёт разрыва  связей в молекулах исходных веществ и образования новых химических связей в молекулах продуктов реакции. На разрыв химических связей между атомами нужно затратить энергию. При соединении же атомов в молекулу энергия, наоборот, выделяется. В зависимости  от соотношения энергии разрыва и энергии образования связей любая химическая реакция сопровождается выделением или поглощением энергии.

СЛАЙД.

РЕАКЦИИ

                             ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИЕ                        ЭНДОТЕРМИЧЕСКИЕ

         протекают с выделением теплоты             протекают с поглощением теплоты

         Q > 0 (+Q)                                                                             Q<0 (-Q)

пример: реакции горения                          пример: многие реакции разложения, они,

                                                             как правило, протекают при нагревании,

                                                              на что указывает символ t над знаком  

                                                              равенства в уравнении.

СЛАЙД.  Количество теплоты, которое выделяется или поглощается при химической реакции, называют тепловым эффектом. Его обозначают буквой Q («ку») и выражают в кДж.

Химическое уравнение, в котором указан тепловой эффект химической реакции, называют термохимическим.

Работа в группах (на 7 мин)

Задания: 

I группа: Опишите реакцию горения угля, ответив на вопросы:

1. Какие вещества вступают во взаимодействие друг с другом?
2. Сколько веществ выделяется в результате данной реакции?
3. Вспомните, что является признаком этой реакции?
4. Напишите уравнение реакции горения угля, классифицируйте её по двум известным вам видам классификации.

II группа: Опишите реакцию горения магния («бенгальский огонь»), ответив на вопросы:

1.  Какие вещества вступают во взаимодействие друг с другом?

2.  Сколько веществ выделяется в результате данной реакции?

3.  Вспомните, что является признаком этой реакции?

4.  Напишите уравнение реакции горения угля, классифицируйте её по двум известным вам видам классификации.

III группа: Опишите реакцию горения серы, ответив на вопросы:

1. Какие вещества вступают во взаимодействие друг с другом?
2. Сколько веществ выделяется в результате данной реакции?
3. Вспомните, что является признаком этой реакции?
4. Напишите уравнение реакции горения серы, классифицируйте её по двум известным вам видам классификации.

IV группа: Опишите реакцию горения алюминия, ответив на вопросы:

1. Какие вещества вступают во взаимодействие друг с другом?
2. Сколько веществ выделяется в результате данной реакции?
3. Вспомните, что является признаком этой реакции?
4. Напишите уравнение реакции горения алюминия, классифицируйте её по двум известным вам видам классификации.

Вывод: 1. Реакции горения относятся к реакциям соединения.

         2. В результате любой реакции горения выделяется теплота. Это свойство     используют в домашних условиях для обогрева и приготовления пищи.

4. Домашнее задание

31 №1-3

Приложение 2.

Обезвреживание оксида азота (II) и оксида азота(IV) с  целью предотвращения попадания его в атмосферу через тягу в кабинете химии во время демонстрации соответствующих опытов

 Глава 2.  Обезвреживание оксида азота (II) и оксида азота(IV)

2.1 Расчёт необходимого количества поглотителя.

Используем для поглощения оксида азота (IV) известковую воду. Уравнение протекающей реакции:

Са(ОН)2 +4NО2 = Са(NО3)2 + Са(NО2)2 +2Н2О         (1)

Уравнение реакции получения NO2 в лаборатории:

Cu + 4HNO3 (конц.) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O          (2)

Пусть для опыта взят 1 г меди. Тогда:

ν (Cu)= 1\64=0,0156 моль

ν (HNO3)=4∙0,0156=0,0625 моль

m (HNO3)= 0,0625∙63=4 г

В лаборатории используется концентрированная азотная кислота ω=65%, плотностью ρ=1,4 г\см3

m раствора(HNO3)= 4\0,65=6 г,   V раствора(HNO3)=6\1,4=1,5 см3

Количество вещества выделившегося оксида азота (IV):

ν(NO2)= 2∙0,0156=0,0312 моль

По уравнению реакции (1) для поглощения NO2 необходимо 0,0312\4=0,0078 моль

Са(ОН)2

m(Са(ОН)2)=0,078∙74=0,5772 г

Известковая вода содержит ~ 1г Са(ОН)2 в 1л воды. Если принять её плотность равной 1, то для полного поглощения сравнительно небольшого количества выделяющегося газа потребуется 577,2 мл раствора.

Используем для поглощения имеющийся  8%  раствор гидроксида натрия (ρ=1,26 г\см3):

Уравнение протекающей реакции:

 2NO2 + 2NаOH = NаNO3 + NаNO2 + H2O

 ν (NаOH)=0,0312 моль

m(NаOH)=0,0312 ∙40=1,248г

mраствора(NаOH)=1,248\0,08=15,6 г

Vраствора(NаOH)=15,6\1,26=12,4 мл

2.2 Лабораторный опыт «Поглощение оксидов азота раствором гидроксида натрия»

           Установка для получения оксидов азота состоит из штативов, пробирки, пробки с газоотводной трубкой, пробирки-приёмника и спиртовки (Приложение 1). В пробирку помещаем 1 г медных стружек и добавляем концентрированную азотную кислоту. Пробирку закрываем пробкой с газоотводной трубкой и укрепляем в штативе. Конец газоотводной трубки опускаем в пробирку-приёмник с раствором гидроксида натрия. В раствор гидроксида натрия добавляем индикатор – фенолфталеин. При нагревании начинает выделяться бурый газ – оксид азота(IV), который поглощается в пробирке – приёмнике. Раствор обесцвечивается (приложение 2).

Заключение.

              Подведя итоги работы, можно сделать вывод, что для поглощения оксидов азота в школьной лаборатории можно использовать сорбционные методы: абсорбцию оксидов азота водными растворами щелочей, тем самым внести, пусть небольшой, вклад в решение общей проблемы загрязнения окружающей среды.

Приложение 3.

Диагностика сформированности исследовательских умений и навыков

Приложение 4.