Организация учебной деятельности школьников на уроках в рамках реализации системно-деятельностного подхода
методическая разработка по химии (9, 10 класс)

Системно-деятельностный подход - это организация учебного процесса, в котором  главное место отводится активной и разносторонней, в максимальной степени самостоятельной познавательной деятельности школьника. В данной статье представлены апробированные наиболее эффективные методы, приёмы и формы организации познавательной деятельности учащихся на уроках и внеурочных занятиях в рамках системно-деятельностного подхода, приведены фрагменты вариантов использования данных форм и приёмов в учебных занятиях.

Единственный путь, ведущий к знанию – это деятельность      Бернард Шоу

В настоящее время все более актуальным в образовательном процессе становится использование в обучении приемов и методов, формирующих умения самостоятельно добывать новые знания, собирать необходимую информацию, выдвигать гипотезы, делать выводы и умозаключения.

 Системно-деятельностный подход позволяет выделить основные результаты обучения и воспитания в контексте ключевых задач и универсальных учебных действий, которыми должны владеть учащиеся. В основе его заложена ориентация на деятельностную составляющую в обучении, где каждый учащийся является активным участником учебной деятельности, так как только в деятельности проявляются способности, направленные на достижение цели.

 Реализация системно-деятельностного подхода на уроках химии характеризуется переносом акцентов с информационной составляющей содержания образования на развивающую самостоятельную познавательную активность ученика. При этом особую актуальность приобретает подход в обучении, ориентирующий педагога не на передачу определенного объема знаний, а на то, чтобы научить школьника учиться. Способствуя формированию критического мышления у учащихся, деятельностный подход позволяет реализовать дидактические принципы, которые сформировались в системе развивающего обучения.

Для реализации системно-деятельностного подхода используем приём  дозирования информации, то есть сообщаем учащимся незначительное количество опорной информации, дополнить которую им предстоит самостоятельно с помощью дополнительных источников.

В практике преподавания предмета используем два пути реализации системно-деятельностного подхода:

• проведение целых, законченных творческих уроков, в ходе  которых учащиеся сами добывают знания, учатся осознавать их, осмысливать, отрабатывать и представлять продукт своей деятельности;

• включение в традиционные уроки фрагментов, связанных с  творческой познавательной активностью  учащихся, которые способствуют более полному «включению» учащихся  в выполнение разнообразных развивающих творческих заданий.

При разработке и проведении  уроков на деятельностной основе всегда придерживаемся следующей схемы: потребности → мотив → цель и задача → средства реализации задачи → действие → операции → результат → рефлексия.

В своей практике мы придерживаемся основной идеи системно-деятельностного подхода о том, что  новые даются в готовом виде. Учащиеся «открывают» их сами в процессе самостоятельной исследовательской деятельности

Как показала практика, наиболее эффективны три способа организации проблемного обучения в химии: проблемное изложение,поисковая (эвристическая) беседа, исследовательская деятельность учащихся.

Проблемное изложение применяем в тех случаях, когда учащиеся не имеют достаточного запаса знаний, чтобы активно участвовать в решении проблемы. В этом случае поиск осуществляет сам учитель. Например: формирование понятия о ароматической связи в молекуле бензола возможно, если поведать историю синтеза и изучения бензола через анализ формулы Кекуле. Учитель не просто раскрывает выводы науки, нои показывает путь, который привёл к этим выводам.

Изучение темы «Углеводы» начинаем с того, что предлагаем учащимся пожевать в течение 2-3 минут кусочек хлеба почему хлеб, обсуждаем результат эксперимента и при изучении нового материала формулируем ответ на вопрос «Почему, если долго жевать кусочек хлеба, ощущается во рту сладкий вкус?»

Поисковая (эвристическая) беседа. эффективнав том случае, если учащиеся обладают минимум знаний для решения проблемы.  Логическая взаимосвязь вопросов учителя и ответов учащихся. Например, при изучении темы «Степень окисления» оживленную беседу вызывает вопрос:водород отдаёт электрон литию или наоборот? (Ответ «отдает электрон литий, т.к. его атомный радиус больше»). В ходе беседы неминуемо возникает вопрос «В какую частицу превратился атом водорода?» ( -в атом гелия, т.к. 2 электрона, другие не согласились у гелия заряд ядра +2, ау водорода +1) Возникла проблемная ситуация, учитель вводит понятие «ион».

Исследовательская деятельность предполагает поиск решения на ряд проблемных вопросов, которые содержат противоречивую информацию и вызывать необходимость сравнивать, рассуждать, анализировать данные, обобщать их, т. е. искать закономерность. Так, например: учебные проблемы легко обнаруживаются при установлении связей между теориями и фактами. Современная теория ЭДС говорит о том, что при растворении в воде электролиты распадаются на ионы. Почему же разрушаются прочные ионные кристаллы?

 Почему одни вещества являются электролитами, а другие нет?

Как объяснить различие в свойствах воды и сероводорода - близких по составу и строению веществ, образованных атомами элементов аналогов?

За счёт чего аммиак может вступать в реакцию присоединения, если все неспаренные электроны использованы на связи с водородом? (Химические свойства аммиака)

Широко используем и противоречия между знаниями и изучаемыми фактами. Большой интерес вызывают у учащихся вопросы: может ли при пропускании оксида углерода(IV) через известковую воду получиться прозрачный раствор или возможна ли реакция между железом и раствором соли железа(III)?

При изучении темы  «Глюкоза» в 10 классе учащимися  предлагаем выполнить  эксперимент: выдаем три пронумерованные пробирки пробирки с растворами многоатомного спирта, альдегида и неизвестного вещества. Задача учащихся заключается в том, что бы зная качественные реакции на многоатомный спирт и альдегид, обнаружить, в какой пробирке находится вещество Х, сделать вывод о его свойствах, предположить особенности строения этого вещества, и , решив задачу (вещество в пробирке №2 имеет следующий качественный состав: ᴡ(С) = 40%, ᴡ(Н) = 6,7%, ᴡ(О) = 53,3%. Молярная масса неизвестного вещества равна 180г/моль. Найти формулу и составить структурную, составили структурную формулу  вещества Х.

Оправданным является  и приём, когда с помощью известной теории строится гипотеза, а потом проверяется практикой. Например, при обсуждении вопроса «Будет ли уксусная кислота как органическая кислота проявлять общие свойства кислот?», на основании особенностей строения вещества, учащиеся выдвигают предположения о физических и химических свойствах уксусной кислоты, а затем подтверждают их при выполнении лабораторной работы.

Старшеклассникам при решения экспериментальных задач предлагаем найти рациональный путь решения, когда заданы условия и конечная цель. Учащиеся самостоятельно выдвигают гипотезы, а затем экспериментально проверяют их; делают выводы.  Создание проблемных ситуаций на уроках, делает урок более значимым, так как это следует логике процесса научного познания  Ф – Г – М – Э (факты – гипотеза – модель – эксперимент)

Реализуем и другие пути организации  деятельности учащихся на уроке. Приведём примеры заданий, которые в системе используем на разных этапах урока химии.

Мотивация и постановка учебной задачи заключается в том, что тему урока учитель не сообщает, а пытается, используя различные приёмы, добиться от учащихся самостоятельной формулировки темы или постановки проблемы. Используем несколько методик самостоятельного подхода к определению темы урока.

1. Наиболее простым является приём «Вставь пропущенное слово». Например: «Химический элемент находится в III периоде, VIIА группе, его порядковый номер 17. Этот элемент…(хлор) В атоме …(хлора) находится 17 электронов и 17 протонов, на внешнем энергетическом уровне – 7 электронов. Из строения атома следует, что …(хлор) – типичный неметалл. Атом…(хлора) образует простое вещество с формулой… (Cl2). Вещество …(хлор) по физическим свойствам – газ жёлто-зелёного цвета, ядовитый. Химическими свойствами является способность активного окисления многих металлов и неметаллов, взаимодействие со сложными веществами. …(Хлор) и его соединения применяются для дезинфекции помещений». Текст должен быть размножен в бумажном варианте или спроецирован на экран в виде слайда. Подставив нужные слова, учащиеся делают вывод, что на уроке будет рассмотрена тема: «Хлор: строение атома, его физические и химические свойства. Применение». [ ОС Габриелян]

На уроке в 8 классе тему «Соли» начинаем с актуализации знаний об изученных классах неорганических соединений. Затем сообщаем, что на уроке познакомимся с ещё одним классом веществ. И чтобы узнать, как он называется, сообщаем некоторые интересные факты:

- Вещество входит в состав крови человека.

- Легионеры Древнего Рима получали часть жалованья этим веществом.

- За пять плиток этого вещества в Эфиопии можно было купить раба.

- Оно содержится в Мировом океане.

 - Из него в Боливии строят отели.

- Наши предки встречали гостей в знак дружбы хлебом и … (солью)!

(Это задание направлено на мотивацию, повышение интереса учащихся к изучаемой теме, а также на совершенствование способов познания окружающего мира). Какова же тема урока? «Соли».

2. Эксперимент. Самостоятельной постановки проблемы иногда добиваемся путём проведения нескольких опытов. Например. Опыт №1. В стаканы с сахарозой  и поваренной солью опустим электроды прибора для проверки электропроводности. Что наблюдаем?  Опыт №2. В стаканы с  растворами сахарозы  и поваренной соли опустим электроды прибора для проверки электропроводности.  Что наблюдаем?  И формулируют тему урока: « Ионы – переносчики электрических зарядов».

3. Составление кластера. В центре доски или слайда записываем слово, отражающее предмет разговора на предстоящем уроке. Ученикам предлагаем вспомнить всё, что им известно по этому вопросу за 1 – 1,5 минуты и записать в виде кластера. Затем кластеры сравниваются, определяется неизвестное понятие и формулируется тема урока.

 При изучении нового материала используем разнообразные учебные задачи, отличительная особенностью которых является ориентация не на содержание, а на универсальные способы (приемы) учебной деятельности. Текст задач подбираем таким образом, что бы он содержал указание на способ учебной деятельности:

• Классифицируйте и укажите основание для классификации.

Из перечня соединений азота: HNO3, HNO2, NH3, N2O, N2, NO2, Mg3N2 выпишите:

а) вещества, проявляющие свойства окислителей;

б) вещества, проявляющие свойства только восстановителей.

• Задания на сходство и различия

А. Сравните фенол и этанол по  плану:

1.Строение молекулы.

2.Виды гибридизации атомов углерода.

3.Физические свойства.

4. Химические свойства

Сделайте вывод о взаимном влиянии атомов и групп атомов в молекуле.»

• Верны ли следующие суждения? Ответ обоснуйте.

1.Н2SO4, H2CO3, HBr -  кислоты, потому что… .

2. Этан, крахмал, этанол не проводят электрический ток, потому, что … .

3. Только одно вещество – КОН, AI(OH)3  -  в водном растворе изменяют окраску лакмуса, потому что… .

Б. В промышленном производстве  серной кислоты концентрированную серную кислоту используют в сушильной и поглотительной башне для того, что бы……»

• Задание на доказательство.

А. Какова высшая валентность кислорода и серы? На основании строения атома этих элементов докажите правильность суждения.

Б. Как доказать качественный состав медного купороса. Составьте план исследования и проведите соответствующие реакции.

• Задание на развитие творческого мышления.

А. Как химическим путем очистить глауберову соль от примесей  сульфата магния. Напишите уравнения соответствующих реакций.

Б. Разделите химическим путем смесь углекислого газа и водорода. Напишите уравнения соответствующих реакций.

В. С помощью одного реактива распознайте растворы муравьиной и уксусной кислот.

• На исправления ошибок.

В предложенных уравнениях реакций , найдите ошибки и исправьте их.

• Задания на закономерности. Установите закономерность в последовательности формул и продолжите каждый ряд двумя своими примерами

1)  PbI2, Fe(OH)2, CaCO3, Al(OH)3 …

2)K2CO3, FeCO3, Pb(NO3)2, AgBr …

3) H2S, Ba(OH)2, LiBr, HI, LiOH, CaCl2…

• Определите лишний элемент в данном ряду, объясните свой выбор

1) О, S, Se, At

2) K, Ag, Na, Li

3) Ne, Ar, Cl, Xe

• Задание «Исключите лишнее»

а) глицин, аланин,  анилин,  валин

б) бензол, толуол, фенол, ксилол

в) стекло, шоколад, алмаз, уголь

• Инструктивные карты, кейсы. Данные способы позволяют учащимся самостоятельно находить информации с помощью учебника, справочной литературы. Например,

кейс №1: «Давний русский обычай встречать дорогих гостей хлебом и солью. И наоборот – просыпать соль означало навлечь на себя гнев богов. Русская пословица гласит: «Человека узнаешь, когда пуд соли с ним съешь». В целом же существует возрастная норма соли в день для человека: новорожденные – соль не должна содержаться в пище; малыши в возрасте от полутора года до 3 лет – не более 2 г в сутки; дети до 10 лет – порядка 3-4 г в сутки; взрослые – не более 5 г. Хлорид натрия или поваренная соль необходима в определенных количествах организму человека, не соль, как таковая, а ионы натрия и хлорид ионы. Продаваемая в магазинах соль состоит из хлорида натрия на 97%, остальная доля приходится на различные добавки. Чаще всего добавляют иодиды, карбонаты, в последние годы – фториды. Хотя её антисептические свойства довольно слабые, развитие гнилостных бактерий прекращается в 10-15 % растворе.

1. Сколько времени людям нужно прожить вместе согласно пословице, чтобы узнать друг друга (1 пуд равен 16,38 кг).

2. Сколько надо взять соли и воды, чтобы приготовить 10% раствор соли массой 150г?

3. Составьте уравнения электролиза расплава и раствора поваренной соли.

4. Постройте график зависимости среднесуточной потребности детей в поваренной соли от их возраста.

5. Сколько соли съест человек за всю жизнь? (средняя продолжительность жизни 70 лет)»

Кейс №2: «У насекомых, образующих семьи, имеются особые химические вещества, предназначенные для оповещения членов группы об опасности (феромоны тревоги). Таким веществом у некоторых муравьев является цитраль С10Н16О, которое обладает следующими свойства: а) дает реакцию серебряного зеркала; б) при взаимодействии с бромом образует 2,3,6,7-тетрабром-3, 7-диметилоктаналь-1.

1. Какое заключение можно сделать о строении соединения? Составьте структурную формулу цитраля и назовите это вещество по международной номенклатуре.

2. С какими из перечисленных веществ взаимодействует цитраль: едкий кали, бромная вода, серный ангидрид, метанол, гидроксид меди (II), водород, реактив Толленса. Напишите уравнения осуществимых реакций.

3. Для вещества цитраль составьте формулы шести межклассовых изомеров, четырех геометрических изомеров, трех изомеров углеродного скелета. Назовите все вещества по международной номенклатуре.

4. Для вещества цитраль составьте формулы двух гомологов. Назовите вещества по международной номенклатуре.

5. Напишите уравнение окисления цитраля а) раствором перманганата калия в нейтральной среде, б) раствором перманганата калия в кислой среде.

6. Какую массу бромной воды с массовой долей брома 3,2% может обесцветить 6,08 г цитраля?

7. Какой объем воздуха потребуется для полного сгорания цитраля массой 30,4 г.»

Некоторые фрагменты с уроков. Тема «Кислоты» 8 класс

Почему лимон кислый?

Таблица. Некоторые кислоты

Рассмотрите формулы кислот, найдите сходства между ними.

Дайте определение кислот

Рассмотрите формулы кислот  и ответьте на вопрос Как можно разделить формулы по составу?

Сколько атомов водорода? Составьте классификацию кислот по 2 признакам.

Сравните схему с той, которую составили сами.

1. По числу атомов водорода

-одноосновные

-двухосновные

-трёхосновные

2. По наличию кислорода в кислотном остатке

-кислородсодержащие

-бескислородные

Тема «Алюминий» 9 класс

Решите анаграммы и исключите лишнее:

Леруогд  Нмийекр  Иксолодр  Ддрооов  Лйминиаю

Ответ Алюминий

Блеф-игра «Верите ли ВЫ», что…»

-Алюминий – один из 7 металлов древности?

-Есть то, что одновременно объединяет и отличает Францию и Республику Коми?

-Алюминий не пропускает солнечные и тепловые лучи?

-Алюминиевая посуда- признак низкого достатка?

-После окончания школы за отличную учебу и поведение Вас могут премировать алюминиевой кружкой?

Найдите соответствие между реагентами и продуктами реакции:

Для самопроверки

Проверь себя (запись химических уравнений)

• 4Al+3O2=2Al2O3
• 2Al+3Cl2=2AlCl3
• 2Al+3S= Al2S3
• 2 Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2
• 2Al +6HCl=2AlCl3+3H2
• 2Al+2NaOH=2NaAlO2+ H2
• 2Al+3HgCl2=2AlCl3+3Hg
• 8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe

Тема «Кислород - химический элемент и простое вещество. Способы получения и применения кислорода».

II.Актуализация имеющихся знаний. (5мин) Формирование умений и навыков комбинирования известных алгоритмов деятельности в ситуациях

Урок в 10А (базовый уровень) по теме «Полисахариды».

1.Мотивация и постановка учебной задачи. (5мин) Цель: повышение интереса учащихся к изучаемой теме, а также совершенствование способов познания окружающего мира

II.Актуализация имеющихся знаний. (5мин) Формирование умений и навыков комбинирования известных алгоритмов деятельности в ситуациях, не предполагающих стандартного их применения

III. Изучение нового материала (15 + 15мин)

На уроке класс будет работать в группах по четыре человека в каждой. Работа каждой группы направлена на самостоятельное получение новых знаний.

Проблема: Как ухитрилась природа из одного и того же химического соединения – глюкозы - создать два вещества со столь различными свойствами?

Гипотеза: свойства зависят от строения

Объект исследования: вата, картофель

Предмет исследования: крахмал, целлюлоза

Каждая группа получает инструктивную карту, на которой напечатан план изучения темы

Учитель предлагает выбрать лидера, записать на листеА4 состав группы (для оценки работы в группе) и приступить к работе

Инструкция группе 1

Цель: изучить физические свойства крахмала и целлюлозы по плану:

1.Возьмите по клочку ваты и щепотке крахмала и определите:

Цвет, агрегатное состояние, форма, растворимость

Опыт: В пробирку насыпьте немного порошка крахмала.  Прилейте воды и взболтайте взвесь. Аналогично с целлюлозой. Сделайте вывод о растворимости крахмала и целлюлозы? Немного нагрейте взвесь. Что наблюдаете?

2.Механическая прочность. Скрутите клочок ваты в жгут и попробуйте разорвать волокна. Разотрите пальцами комок крахмала. Что напоминает услышанный звук? Сделайте вывод о механической прочности этих веществ.

3.Горение на воздухе. Подожгите клочок ваты и комочек крахмала. Сравните скорость горения этих веществ.

Результаты запишите в таблицу

Инструкция группе 2

Цель: изучение химических свойств  крахмала и целлюлозы

Опыт: В пробирку насыпьте немного порошка крахмала. Прилейте воды и взболтайте взвесь. Немного нагрейте. Что наблюдаете? Охладите. Добавьте каплю спиртового раствора йода Что наблюдаете? Нагрейте окрашенный раствор крахмала до кипения и снова охладите Что наблюдаете? Проделайте реакцию целлюлозы с йодом. Сделайте выводы.

Проверьте наличие крахмала в ростках картофеля, фасоли.

Результаты  запишите в таблицу

Инструкция группе 3

Цель: изучить биологическую роль крахмала и целлюлозы в клетке и применение (теоретическая часть)

Результаты  запишите в таблицу

Инструкция группе 4

Цель: изучить строение молекул крахмала и целлюлозы

Результаты  запишите в таблицу

Инструкция группе 5

Цель: изучение гидролиза крахмала

Внимательно прочитайте условия трёх заданий.

№1. Поясните сущность процесса образования молекул глюкозы из крахмала

№2. Сок зелёного яблока даёт реакцию с йодом. Сок спелого яблока восстанавливает аммиачный раствор оксида серебра. Как объяснить эти явления?

№3. Прочитайте, какие условия необходимы для гидролиза крахмала. Эта же реакция в нашем организме проходит гораздо быстрее и при обычных условиях. Проделайте опыт:

На небольшой кусочек белого хлеба нанесите каплю йодной воды. Такой же по размерам кусочек хлеба тщательно пережуйте в течение 3-4 минут и на полученную массу нанесите каплю йодной настойки. Сделайте выводы.

Инструкция группе 6

Цель: подготовить лирическое отступление

1.Всем известна сказка: «Жили – были дед да баба. Посадил дед репку. Выросла репка большая – пребольшая…» Написать продолжение сказки, используя максимально возможное количество заданных  химических терминов. Термины: целлюлоза, сахароза, клетчатка, вода, минеральные соли, карбамид(мочевина), нитраты, хлорофилл, вещество, известняк, масса, энергия.

2.Сочинить стихотворение, синквейн и тд

Инструкция группе 7 Web – дизайнеры (оформить проект можно к следующему уроку)

Цель: составить презентацию из материалов, подобранных остальными группами учащихся.

1.Создать заготовки слайдов для слайд-лекции, выбрать фон, создать титульный лист – сравнительная характеристика крахмала и целлюлозы

2. Указать названия слайдов;

а) Формула крахмала и целлюлозы

б) Особенности строения молекулы

в) Физические свойства

г) Химические свойства

д) Биологическая роль в клетке

е) Применение

ж) Лирическое отступление

Рефлективно-оценочный этап (5мин)

1.К полисахаридам относятся все вещества ряда:

а) крахмал, целлюлоза, гликоген

б) глюкоза, рибоза, лактоза

в) сахароза, фруктоза, крахмал

г) глюкоза, глицерин, гликоген

2. Реактив, с помощью которого можно обнаружить крахмал, это –

3. Крахмал и гликоген выполняют функцию:

а)энергетическую

б) передачи наследственной информации

в) строительную

г) запаса питательных веществ

4. Из перечня свойств веществ выберите: 1 вариант – характерные для целлюлозы, 2 вариант – для крахмала

1) твёрдое вещество

2) нерастворимо в воде

3) имеет линейную структуру

4) гидролизуется с образованием глюкозы

5)гидролизуется с образованием сахарозы

6) вступает в реакцию «серебряного зеркала»

5. В цепочке превращений

                 1                   2                 3                   4

Крахмал → глюкоза → этанол → этилацетат → уксусная кислота

Укажите название каждой стадии:

а) этерификация    б) гидролиз    в)брожение

Составьте формулы  этих веществ.

Итоги урока

Объявляются отметки за урок, благодарность всем за работу, каждый ученик отмечает номер смалика

Д/З п.20,№4,5(п)

Содержание крахмала в картофеле не превышает 20%. Определите массу крахмала, который можно получить из 1т картофеля, если технологические потери составляют 20%. Определите себестоимость 1 кг крахмала, если стоимость 1 кг картофеля соответствует 25 руб.

И в заключении хочется ещё раз подчеркнуть, что использование именно этих  форм и приемов организации учебной деятельности обеспечивает достижение планируемых результатов освоения основной образовательной программы и создает основу для самостоятельного успешного усвоения обучающимися новых знаний, умений, компетенций, видов и способов деятельности.

Литература

      1.  Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Настольная книга учителя химии 9  класс. Дрофа

      2003г.

2. Дерябина Н. Е. Системно-деятельностный подход к построению курса
органической химии / Н. Е. Дерябина // Химия в школе. - 2006. - № 9. - С. 15-23.

3. Дмитриев С. В. «Системно-деятельностный подход в технологии школьного обучения.» // Школьные технологии. - 2003. - № 6. - С. 30-39.

4.  Маркина И.В. Современный урок химии. Технологии, приемы, разработки учебных занятий [Текст] / И. В. Маркина; худож. А.А. Селиванова. – Ярославль: Академия развития, 2008.

5. Ярцева С.В.  “Реализация системно-деятельностного подхода при обучении химии” // Химия в школе. - 2010. – N 6. - С. 23-27.

6. Файзуллина Н.Р. “Об использовании в обучении деятельностного подхода” // Химия в школе. - 2003. - N 3. -. 19-21