Авторская программа развития исследовательских навыков учащихся.
рабочая программа по химии на тему

Номинация «Научно-исследовательская деятельность учащихся»

(Программа развития навыков научного исследования)

Киселева Наталья Геннадьевна

учитель химии МОУ «Средняя школа №5»

г. Когалым, ХМАО-Югра

категория     первая

Почетный работник общего образования РФ

Стаж педагогической работы  27 лет

Обладатель гранта Главы города 2008 года в  

номинации «Самый классный классный»

Исследовательская деятельность учащихся – деятельность учащихся, связанная с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным решением и предполагающая наличие основных этапов: постановка проблемы, изучение теории, посвящённой данной проблематике, подбор методик исследования и практическое овладение ими, сбор собственного материала, его анализ и обобщение, научный комментарий, собственные выводы.

Пояснительная записка

Обоснование актуальности программы

Почему данная тема является для меня актуальной? Очень важно определить мотивацию учащихся к изучению твоего предмета. Для определения мотивации школьников к изучению химии в 2005/06 учебном году был выбран 8 класс, скомплектованный из учащихся с высоким уровнем познавательных интересов и имеющих высокие статусы. Большинство ребят - положительно относящиеся к школе, в основном легко усваивающие учебный материал, проявляющие интерес ко всем предметам и к самостоятельной работе, полно овладевающие программой, стремящиеся учиться на «4» и «5», заинтересованные в жизни класса.    

        Два раза в год в 8, 9,10 и 11 классе ученикам предлагали ответить на вопросы следующей анкеты:

1. Нравятся тебе уроки химии?

2. Легко ли тебе дается изучение данной науки?

3. Охотно ли ты выполняешь лабораторные опыты?

4. Интересуешься ли ты дополнительной литературой по предмету?

5. Хотел бы ты принимать участие в олимпиадах, НПК и т.д. в области химии?

        Результаты обработаны и представлены  в таблице №1 (Приложение 1)

        Анализ анкет показал, что в 1 и в 2 четверти 8 класса химия нравится без исключения всем. Учащиеся отмечают, что охотно выполняют лабораторные опыты и хотели бы принимать участие в олимпиадах. К концу 3  и в 4 четвертях наступает заметный спад, так как учебное содержание предмета заметно усложняется. Уже не все обучающиеся полностью осваивают темы, хотя все по-прежнему с удовольствием выполняют практические работы. Многие учащиеся интересуются дополнительной литературой по предмету, но заметно снижается % желающих  принимать участие в олимпиадах, конкурсах и конференциях.

        Учитывая резкое сокращение часов в базисном плане для общеобразовательных школ на старшей ступени обучения до 1 часа в неделю при сохранении объема ее содержания, объяснимо,  почему изучение предмета усложняется.  По моему глубокому убеждению, только использование современных образовательных технологий на уроке и во внеурочное время (исследовательский метод) способствует устойчивому росту мотивации к изучению данного предмета, показателем которого является участие старшеклассников в конкурсах исследовательских работ разных уровней,  учебных проектах, олимпиадах, научно-практических конференциях «Шаг в будущее».

В своей работе я стараюсь  организовать процесс обучения так, чтобы учащиеся воспринимали химию как нужную и востребованную жизнью науку, как часть мировой культуры, необходимую каждому образованному человеку для формирования целостной картин мира. Учить химии только традиционными методами невозможно, т.е. формировать химическую грамотность, обучать расчетам, максимально включать теоретические знания. Считаю необходимым и создаю условия для развития естественной познавательной активности ребенка и его самореализации через накопление индивидуального опыта. Пришла к выводу, что на начальных этапах обучения новому предмету необходимо использовать исследовательскую деятельность в домашних условиях (поскольку мало практических работ на уроке, а желание у детей заниматься практической химией - огромно). У каждого ученика есть возможность провести исследование дома на кухне под руководством учителя. На своих уроках большое внимание уделяю проблемному методу обучения (организация исследовательской и проектной деятельности). Это  один из эффективных методов обучения школьников, позволяющих рационально сочетать теоретические знания и их практическое применение для решения конкретных жизненных проблем в совместной деятельности школьников. Продолжением практических занятий в классе является разработанный  мной практикум домашнего эксперимента, который является дополнительным материалом к учебно-методическому комплексу по химии для учащихся 8-9 классов. Каждая работа имеет подробную инструкцию для самостоятельного проведения исследования в домашних условиях. Выполнение работ поможет школьникам приобрести начальные навыки проведения химического исследования - эксперимента, углубить знания о строении и свойствах веществ, правильно понять и применить химические законы. Работы предназначены как для учащихся общеобразовательных классов, так и для классов с углубленным изучением химии.

Помимо выполнения домашнего практикума в 8-9 классах, для формирования определенных умений и навыков исследовательского характера,  мной разработаны темы исследований для учащихся 8-11 классов.

Таким образом, методика развития исследовательских способностей школьников, представленная в данной Программе, проходит в системе проведения домашних практических работ (Приложение2) и работ исследовательского характера на уроке и во внеурочное время (Приложение3)

Программа развития навыков научного исследования при обучении химии

для учащихся 8-11 классов

1. Цель программы:

разработать механизм интеграции исследовательской деятельности в образовательный процесс.

2. Основные задачи:

•  рассмотреть возможности применения исследовательской деятельности на уроке и во внеурочное время;
• показать на конкретных примерах,  как организуется этот вид деятельности;
•  провести диагностику и выявить преимущества применения данной деятельности в образовательном процессе.

3. Основная идея:

Основная идея данной Программы  заключается в том, чтобы на примере организации  исследовательской деятельности учащихся в домашних условиях и на уроке показать преимущества данного метода, проанализировать результаты и предложить использовать данный опыт в практике работы других образовательных учреждений, желающих по-новому взглянуть на свою работу.

4. Сроки и этапы реализации:

Программа реализуется в среднем и старшем звене среди учащихся 8-11 классов.

5.  Ожидаемые конечные результаты:

1.  Повышение личной уверенности у каждого участника  данного вида деятельности, его самореализации и рефлексии. Это становится возможным:

а) через проживание «ситуации успеха» (на уроке или вне урока): не на словах, а в деле почувствовать себя значимым, нужным, успешным, способным преодолевать различные проблемные ситуации;

б) через осознание себя, своих возможностей, своего вклада, а также личностного роста в процессе выполнения практического задания.

2. Развитие исследовательских умений (анализировать проблемную ситуацию, выявлять проблемы, осуществлять отбор необходимой информации из литературы, проводить наблюдения практических ситуаций, фиксировать и анализировать их результаты, строить гипотезы, осуществлять их проверку, обобщать, делать выводы).

6. Система организации контроля за ходом исполнения Программы

  Программа реализуется через Рабочую программу и календарно-тематическое планирование.

 Данная программа носит развивающий характер. Это позволяет её дополнять, уточнять, совершенствовать, корректировать.

Педагогические принципы и подходы

Программа построена на принципах, позволяющих воспитать социально-активную, образованную личность.

Принцип личностно-ориентированного воспитания

В основе лежит признание личности ребенка высшей социальной ценностью; принятие его таким, какой он есть; отсутствие попытки переделать его, но умение влиять на его развитие, опираясь на совокупность знаний о человеке вообще и о данном человеке в частности.

Принцип природосообразности

Предполагает, что обучение основывается на понимании взаимосвязи природных и социокультурных процессов, на основании возраста детей, пола, особенности психики и физиологии. Не бороться с природой ребёнка, не переделывать, а развивать то, что уже есть, выращивать то, чего пока нет.

Принцип успешности

Мажорный тон жизни ребенка должен опираться не только на общий школьный климат, но и на собственные успехи в деятельности. Успех не только помогает раскрытию потенциала, но и открывает новые возможности.

Критерии оценки эффективности Программы

Знания, которые учащиеся получают на основе исследовательской  деятельности, они применяют в различных химических конкурсах, на олимпиадах, конференциях,  связывают их с выбором будущей профессии. Ежегодно поступают в высшие и средние специальные учебные заведения, где профилирующим предметом является «Химия»

 Применение исследовательского подхода в обучении  способствует формированию интереса к науке, расширяет кругозор, активизирует творческую деятельность и развивает навыки научного исследования.

Домашние практические работы

Такой исследовательский проект требует хорошо продуманной структуры, обозначенной цели, актуальности предмета исследования для учащихся, продуманного метода, результатов. Пусть небольшое исследование, но оно имеет структуру, приближенную к научному исследованию. Для проведения эксперимента необходимо обозначить задачи исследования, определить метод исследования, источники информации, выдвинуть гипотезу, определить пути решения, обсудить полученные результаты.

Задачи исследования:

 Образовательные:

• Дать дополнительные сведения о веществах, грамотного их использования;
• 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.

Отчет по исследовательской работе выполняется по плану:

1. Название темы работы. Название должно отражать содержание работы. Дата, место проведения, Ф.И. автора.
2. Цель работы и ее задачи.
3. Методика работы. Результаты работы зависят от числа проведенных опытов, наблюдение, их обработки. Какими способами велись наблюдения, сколько их было проведено, с какими веществами.
4. Результаты и их обсуждение. Одно и то же задание могут получить несколько учеников. Поэтому необходимо обсудить результаты опытов, наблюдений. Сравнить отчеты.

Методика проведения исследования:

1. Подготовительный этап.  Необходимое количество фруктов, овощей, уксуса, пищевой соды, соли.
2. Знакомство с объектом исследования. Ученик получает карточку-задание.
3. Ознакомление с техникой безопасности. Инструкция выдается на каждую работу.
4. Проведение исследования.

Разработки домашнего практикума даны в Приложении 4-8

Эффективность применения данной Программы показана в Приложении 9-10

Динамика роста мотивации учащихся на параллели 8-11 классов

к изучению химии (2005/2006-20082009 учебный год)

Таблица 1                                                                                                  Приложение 1

Приложение 2

Темы домашних исследовательских работ

Приложение 3

Темы исследовательских работ

Приложение 4

Тема «Строение вещества» 8 класс

Практическая работа  №6 «Выращивание кристаллов соли» (домашний эксперимент)

Инструктивная карта

         Многие вещества, имеющие твердое агрегатное состояние, образуют кристаллы. Ты ежедневно используешь сахар или поваренную соль, которые имеют кристаллическое строение. Предлагаем тебе вырастить кристаллы самостоятельно.                                                                       Работа связана с нагреванием, поэтому повтори правила безопасной работы!

Перед тем, как приступить к выполнению работы, внимательно прочти ее описание до конца!

         Прежде всего выбери подходящую для эксперимента соль. Для выращивания кристаллов подойдет любая хорошо растворимая в воде соль (медный или железный купорос, квасцы, поваренная соль).

Цель работы: (сформулируй самостоятельно. Это результат деятельности и пути его достижения)

Выдвини гипотезу (предположение, требующее подтверждения)

Сделай вывод (заключение, логически вытекающее из суждений, сделанное на основе проверки гипотезы).

       Из оборудования тебе понадобятся:

• Литровая банка или небольшая кастрюлька, в ней ты будешь готовить раствор соли;
• Деревянная ложка или палочка для перемешивания (можно использовать карандаш);
• Воронка с ватой для фильтрования раствора (или кусок марли);
• Термос с широким горлышком вместимостью 1 л (он нужен для того, чтобы раствор остывал медленно, тогда будут расти крупные кристаллы)

Чтобы сделать воронку, возьми пластиковую бутылку из-под напитка и ножницами аккуратно отрежь ей горлышко. Если нет термоса, подойдет обыкновенная стеклянная литровая бутылка. Чтобы закрыть банку, понадобится пластиковая крышка. Чтобы банка остывала медленнее, воспользуйся кусочками ваты или тряпки. Чтобы не обжечься, нужна прихватка.

Итак, начнем:

1. Сначала получи насыщенный раствор соли. Для этого нагрей в сосуде воду почти до кипения и, постоянно перемешивая раствор, добавляй небольшими порциями соль до тех пор, пока она не перестанет растворяться.
2. Оставь раствор на 1-2 минуты, чтобы не растворившиеся кристаллы успели осесть.
3. Перелей горячий раствор через воронку с ватой (или несколько слоев марли) в чистый термос (как это действие называется?) (Если используешь стеклянную банку, то осторожно! Стеклянная банка может лопнуть!) Закрой термос крышкой и оставь раствор медленно остывать на 2-3 часа.
4. Теперь внеси в него затравку – кристаллик соли, подвешенный на нитке, укрепленной на карандаше (палочке).
5. После того, как ввел затравку, прикрой сосуд крышкой и оставь на продолжительное время. Чтобы вырос крупный кристалл, потребуется несколько дней или даже недель.
6. Поставь термос (банку) в такое место, где никому не будет мешать.
7. Через несколько дней нитку с наросшими кристаллами вынь, раствор снова нагрей и добавь соль, как уже делал.
8. Снова опусти нитку с мелкими кристалликами в раствор. Через несколько дней посмотри на результат.
9. Обычно на нитке вырастает несколько кристаллов. Нужно периодически удалять лишние, чтобы вырос один крупный кристалл.
10. Опыт можно изменить. Возьми тонкую медную проволоку и сделай из нее какую-нибудь фигурку. Опусти проволоку на нитке в насыщенный раствор соли.
11. Изучи полученный кристалл и ответь на вопросы.

• Сколько дней выращивал кристалл?
• Какова его форма?
• Какого цвета кристалл?
• Прозрачный он или нет?
• Размеры кристалла: высота, толщина, ширина.
• Масса кристалла.

     12. Рассмотри кристалл через лупу или увеличительное стекло. Зарисуй его(или сфотографируй).

     13. Принеси выращенный тобой кристалл в школу для оформления выставки.

     14. Найди изображения различных кристаллов в книгах, справочниках, Интернет.

Приложение 5

Тема «Основные классы неорганических соединений: кислоты, основания»

8 класс

Практическая работа №8 «Кислоты и снования на кухне» (домашний эксперимент)

Инструктивная карта

  Цель работы: (сформулируй самостоятельно. Это результат деятельности и пути его достижения)

Выдвини гипотезу (предположение, требующее подтверждения)

Сделай вывод (заключение, логически вытекающее из суждений, сделанное на основе проверки гипотезы).

         Тебе понадобятся:

• Уксус;
• Лимонный, яблочный, апельсиновый соки;
• Лимонная кислота;
• Газированная вода;
• Моющее средство;
• Стаканы.

Итак, начнем:

1. Насыпь полную ложку соды в пустой стакан.
2. Налей в стакан немного уксуса (Соблюдай правила техники безопасности при работе с кислотами!). Что наблюдаешь?
3. В такой же последовательности испытай взаимодействие соды с фруктовыми соками, газированной водой и моющим средством. Сделай выводы по наблюдениям.
4. Смешай каплю моющего средства с любой жидкой кислотой (уксусом, фруктовым соком или газировкой).
5. Добавь небольшое количество полученной смеси в ложку с пищевой содой. (Образуется при этом пена? Образование пены указывает на то, что раствор продолжает оставаться кислотой).
6. Добавь дополнительное количество моющего средства в ранее полученную смесь.
7. Продолжай тестировать кислотные свойства смеси, наблюдая за выделением пены. (Прекращение образования пены будет означать нейтрализацию кислоты).
8. Объясни происходящее.
9. Попробуй объяснить значение слова «нейтрализация».

Сделай выводы, на основании каких признаков ты судил о протекании реакции между исходными продуктами. Перечисли эти признаки.

Составь отчет: попробуй изобразить свою работу в виде схемы, рисунка, таблицы, сделай фотографии.

Приложение 6

Тема «Галогены», «Углеводы» 9 класс

Практическая работа  №7 «Содержание крахмала в некоторых пищевых продуктах» (домашний эксперимент)

Инструктивная карта

Цель: (сформулируй самостоятельно).

Выдвини гипотезу (предположение, требующее подтверждения)

Сделай вывод (заключение, логически вытекающее из суждений, сделанное на основе проверки гипотезы).

1. В стакан с небольшим количеством воды прибавь несколько капель настойки йода (есть в аптечке). Цвет воды почти не изменился.
2. В другом стакане взболтай с водой крахмал и прибавь немного раствора из первого стакана. Что ты наблюдаешь?
3. Исследуй на содержание крахмала овощи и фрукты, хлеб, муку, размолотую крупу, а также любые пищевые продукты растительного происхождения.
4. Результаты исследования занеси в таблицу:

       5. Составь сообщение об истории открытия галогенов (углеводов, их классификацию), используя дополнительную литературу или ресурсы Интернет.

       6. Сделай общий вывод о работе.

Выполни еще одну работу.

Обнаружение крахмала в маргарине.

1. Расплавь небольшое количество маргарина на водяной бане (узнай у родителей, что это такое или найди в дополнительной литературе). Будь осторожен!
2. С помощью пипетки (продается в аптеке, или есть в аптечке) отбери водный слой, образовавшийся под слоем жира.
3. Помести его в другую посуду и нагрей до кипения.
4. После остывания добавь 2 капли раствора йода.
5. Отметь изменения, сделай вывод.
6. К отчету приложи рисунки, фотографии.

Приложение 7

Тема «Соединения кремния»,   9 класс

Практическая работа  №4 «Получение силикагеля» (домашний эксперимент)

Инструктивная карта

       Силикагель (кремниевый ксерогель – от греческого xeros - сушить). Это пористое вещество, обладающее сильной адсорбирующей способностью. Благодаря этому свойству сухой гель применяют для поглощения водяных паров из атмосферы. Его используют для осушения замкнутых объемов, например, внутри упаковок ценных машин и аппаратов, заполняют им сушильные башни. Предлагаю получить такой гель и проверить его способность к поглощению.

Цель: (сформулируй самостоятельно).

Выдвини гипотезу (предположение, требующее подтверждения)

Сделай вывод (заключение, логически вытекающее из суждений, сделанное на основе проверки гипотезы).

    Тебе потребуется:

• Жидкое стекло (сиропообразный раствор силиката натрия – канцелярского клея);
• Уксусная кислота; (соблюдать правила техники безопасности!)
• Керамическая посуда;
• Палочка для перемешивания;
• Кофемолка или ступка для измельчения.

Итак, начнем:

1. В чашку помести разбавленное наполовину водой жидкое стекло.
2. Добавь по каплям уксусную кислоту. Что наблюдаешь? Должен получиться эластичный твердый гель кремниевой кислоты.
3. Высуши гель при слабом нагревании.
4. Разотри гель в ступке или размели в кофемолке (не забудь спросить разрешения у родителей)
5. Высуши образовавшийся порошок в духовке
6. Проверь способность к поглощению воды силикагелем. Для этого возьми литровую банку, подержи ее над паром (так стерилизуют банки при консервировании), быстро помести в нее полученный силикагель и плотно закрой крышкой. Понаблюдай несколько часов.
7. Открой банку. Что можно отметить? Изменился ли силикагель?
8. Подготовь отчет, составь уравнение реакции получения силикагеля.
9. Сделай соответствующие выводы, рисунки, фотографии.

Приложение 8

Тема «Витамины»,   10 класс

Практическая работа  №1 «Определение витамина С в некоторых продуктах»

 (домашний эксперимент)

Инструктивная карта

К числу  наиболее известных с давних времён заболеваний, возникающих на почве дефектов в питании, относится цинга, или скорбут. В средине века в Европе цинга была одной из страшных болезней, принимавший иногда характер повального мора. Наибольшее число жертв цинга уносила в могилу в зимнее  и весенние время года, когда население европейских стран было лишено возможности  получать  в достаточном количестве свежие овощи и фрукты.

Важно отметить, что  человек не обладает способностью к синтезу витамина С и должен обязательно  употреблять его с пищей. Потребность взрослого  человека  в   витамине   С   соответствует 50-100мг аскорбиновой  кислоты в день. В организме человека нет сколько нибудь значительных резервов витамина С, поэтому необходимо  систематическое, ежедневное поступление этого витамина с пищей. Основными источниками витамина С являются растения. Витамин С содержится в продуктах растительного происхождения. В значительных количествах его содержат: плоды шиповника, чёрная смородина, капуста, помидоры, картофель, а также облепиха и другие овощи и фрукты.

Предлагаю провести небольшое исследование: определить наличие витамина С в некоторых продуктах.  Витамин С очень нестоек, разрушается на воздухе, при соприкосновении с металлическими предметами, при нагревании. Исследование основано на свойстве витамина С обесцвечивать йод. Работу выполняем по инструктивной карточке.

Цель: (сформулируй самостоятельно). Выдвини гипотезу (предположение, требующее подтверждения). Сделай вывод (заключение, логически вытекающее из суждений, сделанное на основе проверки гипотезы).

Итак, начнем:

1. Спиртовой раствор йода разведи с водой до цвета крепкого чая.
2. Добавь в раствор крахмальный клейстер до получения синей окраски.
3. Возьми 1 мл сока лимона, к нему по каплям добавьте клейстер. Наблюдайте за окраской. Если раствор йода (синий цвет) обесцветился – то аскорбиновой кислоты (витамина С) много, если нет – то мало.
4. Проделай подобные опыты с капустным рассолом, компотом, яблочным соком.
5. Нагрей яблочный сок на спиртовке. Повтори опыт с нагретым соком.
6. Сделайте вывод. (Содержится ли витамин С в свежих овощах и фруктах? Присутствует ли он в продуктах, подвергнутых термической  обработке? Уменьшается ли количество витамина С в продуктах со временем?)

7. Результаты исследования занеси в таблицу:

8. Сделай рисунки, фотографии.