Формирование химической компетенции обучающихся через решение практико-ориентированных задач на уроках химии
методическая разработка по химии (8, 9, 10, 11 класс)

Муниципальное бюджетное  общеобразовательное учреждение –

средняя общеобразовательная школа с. Новониколаевки

Асиновского района Томской области

Описание педагогического опыта

Формирование химической компетенции обучающихся

через решение практико-ориентированных задач  на уроках химии

Целевая группа: обучающиеся 8  - 11 классов

Барминская Вера Анатольевна

                                   учитель химии первой

квалификационной категории

ноябрь 2020 г.

Пояснительная записка

Назначение данной работы: В данной статье освещаются вопросы  реализации практико-ориентированных заданий на уроках химии. С помощью проблемно - творческих заданий и ситуационных задач реализуется компетентностный подход к творческому саморазвитию личности в процессе обучения.

          Применяемые технологии, формы и методы обучения: Практико-ориентированное обучение, ситуационные задачи, практическая деятельность, проблемно – поисковые методы, технология критического мышления, проектно-исследовательская деятельность, межпредметные связи.

 Цель данных методов обучения:  формирование внутренней мотивации у обучающихся к изучению предмета в процессе выполнения практико – ориентированных заданий.

Задачи:

- развитие ключевых и предметных компетентностей;

- повышение уровня химической подготовленности;

-использование приобретенных универсальных учебных действий в       практической деятельности и повседневной жизни

- работа  с различными источниками информации;

        Ожидаемы результаты: повышение мотивации к обучению и его эффективности, повышение уровня химической подготовленности обучающихся

Изучение химии в школе способствует формированию мировоззрения учащихся и целостной научной картины мира, пониманию необходимости химического образования для решения повседневных жизненных проблем, воспитанию нравственного поведения в окружающей среде. В то же время, в условиях резкого сокращения времени, отводимого на изучение химии при сохранении объема ее содержания, снижается интерес учащихся к предмету.

Как 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 картины мира?

Учить химии только традиционными методами невозможно, т.е. формировать химическую грамотность, обучать расчетам, максимально включать теоретические знания.

Одна из составляющих качества образования - компетентность обучающихся в решении реальных проблем и задач, возникающих в жизненных ситуациях. Сформирована, такая компетентность может быть только в процессе решения проблем повседневной жизни и в этом плане огромным потенциалом обладают ситуационные задачи.

Для прочного усвоения знаний по предмету требуется сформировать позитивное отношение, интерес учащихся к изучаемому материалу. Интересный, знакомый и личностно значимый материал обычно воспринимается ими как менее трудный. Поэтому перед педагогом стоит задача организовать учебный процесс так, чтобы он стал познавательным, творческим процессом, в котором учебная деятельность учащихся становится успешной, а знания востребованными. Один из возможных вариантов решения этой задачи заключается в разработке практико-ориентированного подхода к обучению учащихся.

Данный подход позволяет значительно повысить эффективность обучения. Этому способствует система отбора содержания учебного материала, помогающая учащимся оценивать значимость, практическую востребованность приобретаемых знаний и умений. В процессе обучения широко используются творческие домашние задания, учащиеся получают возможность обращаться к своей фантазии, к творчеству. В практико-ориентированном учебном процессе не только применяется имеющийся у учащихся жизненный опыт, но и формируется новый опыт на основе вновь приобретаемых знаний.

Система работы по решению практико-ориентированных задач создает условия для формирования химической компетентности и усиления практико-ориентированной направленности содержания и процесса обучения. Практико-ориентированной является задача, направленная на развитие ключевых компетенций учащегося и выявление химической сущности объектов природы, производства и быта, с которыми человек взаимодействует в процессе практической деятельности.

Под ситуационной задачей исследователи понимают методический прием, включающий совокупность условий, направленных на решение практически значимой ситуации с целью формирования компонентов содержания образования.

Специфика ситуационной задачи заключается в том, что она носит ярко выраженный практико-ориентированный характер, но для ее решения необходимо конкретное предметное знание. Зачастую требуется знание нескольких учебных дисциплин. Кроме этого, такая задача имеет не традиционный номер, а красивое название, отражающее ее смысл. Обязательным элементом задачи является проблемный вопрос, который должен быть сформулирован таким образом, чтобы учащемуся захотелось найти на него ответ.

Использование практико-ориентированных заданий приводит к усвоению полученной информации, так как возникает ассоциация с конкретными действиями и событиями. Их использование на учебных занятиях зависит от многих факторов: уровня подготовки учащихся, заинтересованности в предмете, осознания значимости информации. Особенности этих заданий (необычная формулировка, связь с жизнью, межпредметные связи) вызывают интерес учащихся, способствуют развитию их познавательной активности.

Выполнение задания предусматривает самостоятельный поиск знаний, работу с различными источниками информации, что позволяет оценивать не только химическую, но и межпредметную компетентность школьников. Развитие информационной компетентности учащихся осуществляется в процессе поиска анализа, обобщения и оценки информации.

Формируемые умения и навыки:

специальные химические: составлять уравнения реакций, выводить химические формулы, сравнивать исследуемые вещества, анализировать явления окружающего мира в химических терминах, понимать роль химии в повседневной жизни и ее прикладное значение в жизни общества.

общеучебные: использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для объяснения явлений в природе и быту; устанавливать причинно-следственные связи; выбирать и использовать выразительные средства языка и знаковых систем (схемы); создавать собственный интеллектуальный продукт; работать с различными источниками информации, в т. ч. Интернетом; обрабатывать текстовую информацию.

Коммуникативная компетентность подразумевает способность к продуктивной групповой коммуникации: учащиеся самостоятельно договариваются о правилах и вопросах для обсуждения в соответствии с поставленной перед группой задачей, следят за соблюдением процедуры обсуждения, обобщают, фиксируют решение в конце работы, сопоставляют свои идеи с идеями других членов группы, развивают и уточняют идеи друг друга.

Учащиеся на моих уроках работают в малочисленных группах при этом у них, формируется умение работать в коллективе, выполняя различные социальные роли, т.е. коммуникативная компетенция. Анализ результата и хода выполнения задания позволяет увидеть пробелы в подготовленности учащихся по изучаемой теме и организовать работу по их коррекции.

В своей педагогической практике при объяснении нового материала использую информационно-иллюстративный и проблемно-поисковый методы преподавания нового материала, создавая «мостики» между содержанием школьного курса химии и актуальными проблемами из различных областей окружающей действительности с целью развития практического мышления школьников. С этой целью обозначается «проблема урока» и предлагаются возможные пути ее решения.

Проблемное обучение предполагает создание под руководством педагога проблемных ситуаций и активную самостоятельную деятельность учащихся по их разрешению, в результате чего и происходит творческое овладение знаниями, умениями и навыками, развитие мыслительных способностей. Интересным для учащихся является использование элементов технологии развития критического мышления через чтение и письмо: приём «Фишбоун», «тонкие» и «толстые» вопросы, маркировка текста.

Чтобы вызвать интерес  обучающихся к изучению какой-то темы,  я нередко начинаю урок с создания такой ситуации, которая привлечёт внимание детей и подтолкнёт их к поиску ответов на возникшие вопросы.  Такую ситуацию можно создать, начав урок с загадки или тайны. Например, при изучении темы «Коррозия металлов» в 9, 11 классах можно предложить ребятам разгадать тайну гибели дорогой яхты американского миллионера или тайну Делийского столба.

Ситуационная задача: В начале XX в. из порта Нью-Йорка вышла в открытый океан красавица-яхта. Её владелец, американский миллионер, изготовил корпус яхты из очень дорогого в то время алюминия, листы которого скреплялись медными заклёпками. Это было очень красиво: сверкающий серебристый корабль, усеянный золотистыми головками заклёпок! Однако через несколько месяцев обшивка корпуса начала расходиться, и яхта пошла ко дну. Почему это произошло? Напишите уравнения  произошедших химических реакций.

        Предложить найти химическую ошибку.  Например, разгадать химическую ошибку А. Конан -Дойля при описании собаки Баскервилей из одноимённого произведения. Тема «Фосфор» - 9 класс.

“ …Да! Это была собака, огромная, черная, как смоль. Но такой собаки еще никто из нас, смертных, не видывал. Из ее отверстой пасти вырывалось пламя, глаза метали искры, по морде и загривку мерцал переливающийся огонь. Ни в чьем воспаленном мозгу не могло возникнуть видение более страшное, более омерзительное, чем это адское существо, выскочившее на нас из тумана… Страшный пес, величиной с молодую львицу. Его огромная пасть все еще светилась голубоватым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза были обведены огненными кругами. Я дотронулся до этой светящейся головы и, отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте.

– Фосфор, – сказал я”.

В этом отрывке произведения А. Конан-Дойл допустил существенную химическую ошибку. Чтобы нам с вами ее назвать, необходимо рассмотреть особенности фосфора.

        Представить учащимся противоречие фактов.   Поставить проблемный вопрос, создать проблемную ситуацию (неожиданности, конфликта, опровержения, предположения, неопределённости).

     Так, например,  на уроке в 9 классе по теме «Алюминий», я начинаю урок  с вопроса: Какие свойства может проявлять химический элемент алюминий, исходя из его положения в ПСХЭ, и можно ли его считать активным металлом?

         Ребята определяют алюминий как переходный металл, т.к. он находится на границе между металлами и неметаллами, значит, он не может проявлять свойства активного металла. И здесь я использую приём противоречия фактов: посмотрите на положение алюминия в электрохимическом ряду напряжений металлов. Ученики делают вывод, что алюминий активный металл. Чтобы разрешить данное противоречие, я предлагаю детям посмотреть опыт. На столах у ребят пробирки с водой, в которые накануне были погружены алюминиевая проволока и железный гвоздь. Они  видят, что железо покрылось ржавчиной, а с алюминием ничего не произошло. И опять сталкиваемся с противоречием: алюминий активнее, чем железо, но опыт показывает другое. Таким образом, ребята видят и совершенно чётко определяют проблему – является ли алюминий активным металлом? Но решить эту проблему с помощью имеющихся у них знаний они не могут и должны дополнить их новыми знаниями.

Оценка результативности применяемых методов обучения:

Данный подход  к преподаванию химии  позволил мне  значительно повысить эффективность обучения. Мои ученики ежегодно являются участниками предметных олимпиад и  исследовательских конференций не только на уровне образовательной организации, но и на муниципальном уровне. Ежегодно ребята выбирают мой  предмет для  прохождения итоговой аттестации и показывают хорошие результаты.

   Успешное применение практико-ориентированных задач в обучении химии возможно лишь при соответствующем дидактическом, информационном, лабораторном оснащении.  Все задания, которые мною подобраны  из различных источников, структурированы по темам и оформлены  как раздаточный материал к урокам.  Такие задания можно использовать для постановки проблемного вопроса  при изучении новой темы, при закреплении знаний, в качестве творческих заданий, как на уроке, так и в качестве домашнего задания. Многие задания имеют межпредметные связи (биология, география, физика). Использование практико-ориентированных заданий  возможно при организации проектно-исследовательской деятельности обучающихся, как краткосрочных, так и долгосрочных проектов.

Приведу примеры еще некоторых заданий, используемых мною в педагогической практике:

 Задания по теме: « Углерод. Соединения углерода»

1.Взаимодействие соли слабой кислоты с более сильной  кислотой должно происходить, тем быстрее и полнее, чем большую концентрацию ионов  оксония Н3О+ создает сильная кислота в растворе. Но почему же тогда реакция слабой уксусной кислоты СН3СООН с карбонатом кальция СаСО3 происходит быстрее, чем в случае действия на СаСО3 более сильной  серной кислоты Н2SО4?

2. В восточной части крупного вулканического района, расположенного  в Италии западнее от Неаполя, находится небольшая пещера. По данным проведенных исследований, эта пещера, возможно, была построена людьми в качестве древней парильни. Однако позже она превратилась в популярный аттракцион, который устраивали местные гиды для богатых туристов. Для этого они брали с собой собаку, которая теряла сознание после нескольких минут нахождения в пещере. Для того, чтобы привести собаку в чувство, её выносили из пещеры и окунали в расположенное поблизости озеро. Люди при этом не испытывали в пещере никакого дискомфорта. Тут и сейчас наблюдается слабая вулканическая активность, которая проявляется в виде многочисленных бурлящих грязевых вулканов и источников горячих газов и пара, которые называются фумаролами. В чем же был секрет?

3.В известковых толщах земной коры нередко находят огромные полости – карстовые пещеры. В других местах, где когда-то были пещеры, обнаружили отложения кальцита – карбоната кальция СаСО3.  В карстовых пещерах образуются свисающие с потолка натеки – сталактиты, а навстречу им поднимаются с пола пещеры колонны сталагмитов, выросшие из упавших с потолка подземных вод. Кто строитель этих подземных чудес?

Межпредметные связи – география. Образование карстовых пещер. Использование наглядности в виде слайдов презентации.

4. Большой популярностью среди туристов пользуются сталактитовые пещеры в горах Кавказа и Крыма, среди которых есть не пройденные до конца. Известняковые пещеры-лабиринты Крыма служили партизанам убежищем в период Великой Отечественной войны. Реакция превращения карбоната в бикарбонат обратима, поэтому на потолке известняковой пещеры из капли воды, насыщенной гидрокарбонатом кальция, выделяется диоксид углерода, и прежде чем капля успеет упасть вниз, часть растворенного гидрокарбоната превращается в твердый карбонат. Так зарождаются свисающие вниз сосульки сталактитов. Из воды, капающей со сталактита, на полу пещеры тоже осаждается карбонат кальция, и с течением времени навстречу свисающей сосульке поднимается такой же столб снизу – сталагмит.

Вопросы.

1.Запищите химические формулы веществ: гидрокарбонат кальция, карбонат кальция, диоксид углерода.

2. Составьте схемы превращения веществ, о которых говорится в задаче.

3. Определите тип каждой химической реакции.

4. Сделайте вывод о свойствах солей угольной кислоты, их растворимости.

5. Сделайте сообщение о распространении солей угольной кислоты в природе.

5. И молоко, и вода. Вот загадка: одно и то же вещество входит в состав  «…. воды»  и «… молока». Если в такую  «воду» подуть через трубочку, она превратиться  в «молоко». Если в такое «молоко» дуть через трубочку долго, оно станет прозрачным, как вода. О каком веществе идет речь?

6.В кладовке на даче обнаружились три больших банки, надписи на которых почти полностью стерлись. Можно было только с трудом разобрать слово  «..известь» на каждой из них. Вещества в банках на вид оказались похожими друг на друга. Как определить, что  это за вещества?

7. Впервые это соединение получил в чистом виде французский химик, физик, ботаник и врач Анри-Луи Дюамель де Монсо в 1760г. Вещество представляло собой белый порошок с солено-щелочным привкусом. При действии разбавленных кислот, даже слабых, оно шипело, выделяя какой-то газ. Дюамель, а позднее, в 1845г., немецкий врач Бульрих заметили, что это соединение легко устраняет изжогу - жжение в пищеводе при чрезмерной кислотности желудочного сока. Первое время данное вещество называли солью Бульриха». Но потом врача забыли и стали называть соль, полученную Дюамелем, просто питьевой содой или пищевой содой. Какое это вещество? В чем заключается его действие по устранению изжоги?

 Межпредметные связи – биология.  Наличие в составе желудочного сока соляной кислоты.

8. Извести, но такие разные….. Порой даже химики - профессионалы испытывают затруднения, когда встречают технические названия веществ – такие, как известь и известняк, воздушная, гашеная и негашеная известь, натронная известь, известь – кипелка, известь – пушонка, известковое молоко и известковая вода. Что это такое?

9. Отрывок из сказки «Мороз Иванович»

- А зачем ты, Мороз Иванович, - спросила руководительница, - зимою по улицам ходишь, да в окошки стучишься?

- А я затем в окошки стучусь, отвечал Мороз Иванович, - чтоб не забывали печей топить да трубы вовремя закрывать; а не то ведь, я знаю, есть такие неряхи, что печку истопят, а трубу закрыть не закроют или закрыть закроют, да не во время, когда ещё все угольки не прогорели, а от того в горнице угарно бывает, голова у людей болит, в глазах зелено, даже и совсем умереть от угара можно.

Вопросы:

 1.Почему нельзя закрывать трубу, пока не все угли прогорели?

      2.Что такое угар? Почему от угара можно умереть?

      3.Подготовьте сообщение об угарном газе и мерах первой помощи при отравлении этим газом.

10.Английский учёный Джозеф Пристли, известный открытием О2 жил по соседству с пивоваренным заводом. Однажды он заметил, что на поверхности, используемой в производстве жидкой смеси, в большом количестве образуются пузырьки газа. Поразмыслив, Пристли пришёл к выводу, что водный раствор того газа должен иметь приятный вкус. И приготовил себе стакан, пенящийся воды, став тем самым изобретателем газированный воды. Своё открытие он представил на заседание королевского общества в Лондоне, оно произвело огромное впечатление на членов коллегии, а Пристли получил золотую медаль. Какое на первый взгляд простое изобретение принесло английскому ученому огромную популярность? Что такое газированная вода? Почему она имеет кислый вкус? Почему газированная вода, оставленная на долгое время в стакане, теряет свои свойства?

 Задания по теме: « Алюминий - его свойства и применение»

1.Почему посуду из алюминиевых сплавов нельзя мыть средствами, содержащими соду?

2. Какую химическую реакцию положил в основу рассказа «Бенгальские огни» его автор Н. Носов? Запишите уравнение реакции и рассмотрите с позиций окисления-восстановления.

3. В ряду активности металлов алюминий следует за металлами 2А группы, т. е. очень активен, но с водой, как показывает бытовой опыт, не взаимодействует при  обычных условиях (алюминиевые провода и посуда не разрушаются под действием воды). Почему?

4. Почему провода линий электропередач изготавливают из алюминия?

5. Почему концентрированную азотную кислоту перевозят в алюминиевых цистернах?

6. Можно ли хранить в алюминиевой кастрюле компот из свежих ягод? Ответ подтвердите уравнениями соответствующих реакций.

Использованная литература

Габриелян О. С., Краснова В. Г. Компетентностный подход в обучении химии.// Химия в школе. – 2007. – №2 – с.16-22.

Горбенко Н. В. Ситуационные задачи как одна из форм работы с текстами.// Химия в школе. – 2011. – №23 – с.48-50.

Денисова О. И. Формирование компетенций на уроках химии. – М.: Издательский центр «Вентана-Граф», 2011.

Ермаков Д.С., Жарикова Е.А., Ленина О.Ф. Задачи с практическим содержанием на начальном этапе изучения химии//Химия в школе.-2006, №5.- С.27-32.

Кендиван О. Д.-С. Об особенностях практико-ориентированных учебных задач.// Химия в школе. – 2009. – №6 – с.39-42.

Кендиван О. Д.-С. Практико-ориентированные задания в обучении химии.// Химия в школе. – 2009. – №8 – с.43-47.

Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Занимательные задания и эффектные опыты по химии//М.: Дрофа- 2002. – 432с.