Цифровая образовательная лаборатория в деятельности учителя химии. Точка роста. Статья.
статья по химии
Цифровая образовательная лаборатория в деятельности учителя химии. Точка роста. Статья.
Скачать:
Вложение | Размер |
---|---|
![]() | 26.04 КБ |
Предварительный просмотр:
Л.Н. Кузнецова, учитель химии МБОУ СШ №8 г Выкса, Нижегородской области.
Цифровая образовательная лаборатория в деятельности учителя химии.
Одним из направлений цифровизации школьного образования является использование цифровой лаборатории, в частности при изучении химии и биологии.
Нашей школе это позволяет делать цифровая лаборатория Центра "Точка роста", перечень датчиков которой позволяет использовать эту лабораторию при изучении физики, химии и биологии.
Для работы с цифровыми датчиками использую специальное программное обеспечение, установленное на компьютер. Для коммуникации цифровых датчиков, записи и хранения информации, полученной с их помощью, цифровая лаборатория используется в комплекте с ноутбуком с необходимым установленным программным обеспечением.
Использование компьютерной формы регистрации полученных значений и построения графиков изменяет подходы к оформлению лабораторных и практических работ обучающимися.
Данные, полученные при помощи цифровых датчиков, вносятся в электронные таблицы, что позволяет строить графики зависимостей исследуемых величин на экране компьютера. На основании этих графиков делать выводы о характере зависимости величин от времени или других параметров.
Эти новые возможности позволяют автоматизировать рутинные процедуры заполнения таблиц, выполнение однотипных расчетов, построения графиков. Таким образом, осуществляется переход к оформлению электронного отчета о проделанном эксперименте, проектной или исследовательской работе.
Использование цифровых лабораторий существенно расширяет спектр возможных опытов и исследований, особенно это касается изучения биологии и химии.
При работе с датчиками цифровой лаборатории обеспечивается автоматизированный сбор и обработка данных, ход эксперимента может отображаться в виде графиков или показаний приборов, а результаты экспериментов могут сохраняться длительное время. Наиболее актуальным для химии является переход к количественным характеристикам, который можно проиллюстрировать следующими примерами: определение pH в разных средах, определение скорости реакции, изучение влияния концентрации и температуры на скорость реакции.
Цифровая лаборатория позволяет реализовать межпредметные связи с другими предметами естественно-научного цикла, поскольку дает возможность выполнять интегрированные учебные исследования по естественным наукам, применять и осваивать элементы статистики и информационные технологии.
Преимущества цифровой лаборатории:
- наглядное представление результатов эксперимента в виде графиков, диаграмм и таблиц;
- компьютерная обработка результатов эксперимента, данных измерений;
- сопоставление данных, полученных в ходе различных экспериментов; возможность многократного повторения эксперимента;
- наблюдение за динамикой исследуемого явления; доступность изучения быстро протекающих процессов;
- сокращение времени эксперимента; быстрота получения результата;
- возрастание познавательного интереса учащихся.
Основные направления использования цифровых лабораторий:
проектная деятельность, полевые исследования, факультативные занятия, регулярные уроки.
Принципы организации эксперимента: наглядность, простота, доступность для понимания, конкретность, целостность, кратковременность, безопасность, воспроизводимость.
Датчики нашей школьной цифровой лаборатории:
Датчик температуры платиновый - простой и надежный датчик, предназначен для измерения температуры в водных растворах и в газовых средах. Имеет различный диапазон измерений от -40 до +165 °C . Разрешение: 0,1 °C.
Датчик измеряет температуру различных растворов и твердых материалов.
Датчик оснащен выносным и герметичным температурным зондом, устойчивым к лабораторным реагентам.
Применяю:
8-9 классы:
Лабораторный опыт № 2. «Измерение температуры кипения воды с помощью лабораторного термометра и датчика температуры»
Лабораторный опыт № 8. «Разложение кристаллогидрата»
Демонстрационный эксперимент № 5. «Основания. Тепловой эффект реакции гидроксида натрия с углекислым газом»
Лабораторный опыт № 10. «Основания. Реакция нейтрализации»
Демонстрационный эксперимент № 6. «Температура плавления веществ с разными типами кристаллических решеток»
Пример. Демонстрационный эксперимент № 1. «Тепловой эффект растворения веществ в воде»
Демонстрационный эксперимент № 1.
«Тепловой эффект растворения веществ в воде»
Исследуемая система Дистиллированная вода Вода + H2SO4 Вода + NaOH Вода + NH4NO3
Температура, °С
Инструкция к выполнению:
В стакан налейте 50 мл воды.
С помощью датчика определите ее температуру.
Отмерьте 10 мл концентрированной серной кислоты и медленно при перемешивании раствора стеклянной палочкой вливайте серную кислоту. Обратите внимание на порядок смешивания воды и серной кислоты! Следите за изменением температуры при растворении кислоты. Наиболее высокое показание температуры занесите в таблицу. Датчик тщательно промойте водой.
Во второй стакан поместите около 8 г твердого порошка гидроксида натрия и влейте 50 мл воды. Опустите датчик температуры и перемешайте раствор. Отметьте самое высокое значение температуры. Тщательно промойте датчик водой.
В третий стакан насыпьте 15 г мелкокристаллического нитрата аммония и прилейте 50 мл воды. Опустите датчик температуры и быстро перемешайте раствор. Наиболее низкое значение температуры занесите в таблицу.
Датчик измеряет водородный показатель pH в исследуемых растворах.
Диапазон измерений рН от 0 до 14. Используется для измерения водородного показателя водных растворов, в различных исследованиях объектов окружающей среды.
Датчик имеет возможность калибровки.
Перечень работ, где использую данный датчик:
8 класс
Практическая работа № 4. «Определение рН растворов кислот и щелочей»
Лабораторный опыт № 9. «Определение рН в разных средах»
Лабораторный опыт № 10. «Основания. Реакция нейтрализации»
Лабораторный опыт № 11. «Определение кислотности почвы»
9 класс
Лабораторный опыт № 6. «Окислительно-восстановительные реакции. Изучение реакции взаимодействия сульфита натрия с пероксидом водорода»
Лабораторный опыт № 7. «Изменение рН в ходе окислительно-восстановительных реакций»
Лабораторный опыт № 9. «Основные свойства аммиака».
Пример. Лабораторный опыт № 11. «Определение кислотности почвы»
Цель работы - изменение рН почвы.
Перечень датчиков цифровой лаборатории: датчик рН.
Дополнительное оборудование: мерная колба - 250 мл; цилиндр мерный - 100 мл
Материалы и реактивы: раствор хлорида калия - 1 М.
Инструкция: Образец почвы в воздушно-сухом состоянии измельчают (при необходимости просеивают через сито). Взвешивают пробу почвы массой 30 г и помещают в коническую колбу. С помощью мерного цилиндра отмеряют 75 мл 1 М раствора хлорида калия и приливают в колбу. Почву с раствором перемешивают в течение 1 минуты. В полученную суспензию опускают датчик рН и через минуту записывают значение рН. Полученные данные заносят в таблицу и определяют тип почвы.
Датчик электропроводности предназначен для измерения удельной электропроводности жидкостей, в том числе и водных растворов веществ. Применяется при изучении теории электролитической диссоциации.
Диапазон измерения 1: от 0 до 200 мкСм/см Диапазон измерения 2: от Одо 2000 мкСм/см Диапазон измерения 3: от Одо 20000 мкСм/см Разрешение 1 (для диапазона 1): 0,5 мкСм/см Разрешение 2 (для диапазона 2): 5 мкСм/см Разрешение 3 (для диапазона 3): 20 мкСм/см Длина измерительного щупа: 155 мм Разъем для подключения щупа: BNC.
Использую следующий перечень работ:
8 класс
Лабораторный опыт № 4. «Определение водопроводной и дистиллированной воды»
9 класс
Практическая работа № 1. «Электролиты и неэлектролиты»
Лабораторный опыт № 1. «Влияние растворителя на диссоциацию»
Лабораторный опыт № 2. «Сильные и слабые электролиты»
Лабораторный опыт № 3. «Зависимости электропроводности растворов сильных электролитов от концентрации ионов»
Практическая работа № 2. «Определение концентрации соли по электропроводности раствора»
Лабораторный опыт № 4. «Реакции ионного обмена. Взаимодействие гидроксида бария с серной кислотой»
Лабораторный опыт № 5. «Образование солей аммония»
Лабораторный опыт № 9. «Основные свойства аммиака»
Лабораторный опыт №10. «Определение аммиачной селитры и мочевины»
Пример Лабораторный опыт № 1.
«Влияние растворителя на диссоциацию»
Цель работы - сформировать представление о роли растворителя в электролитической диссоциации.
Перечень датчиков цифровой лаборатории: датчик электропроводности.
Дополнительное оборудование: два высоких химических стакана (50 мл); стеклянная палочка.
Материалы и реактивы: CuSO4 безводный (имеет сероватый цвет. Получают, нагревая кристаллогидрат в чашке для выпаривания. Хранят в плотно закрытом сосуде); ацетон или спирт.
Инструкция к выполнению:
«В химический стакан насыпьте ~0,5 г безводного сульфата меди (II) CuSO4 и налейте ~25 мл спирта или ацетона.
Растворите вещество, перемешивая содержимое стакана стеклянной палочкой. Если растворить соль полностью не удается, аккуратно слейте полученный раствор в другой стакан.
Погрузите в раствор щуп датчика электропроводности и измерьте электропроводность.
Обратите внимание на цвет раствора. Прилейте к раствору 25 мл воды. Перемешайте, обратите внимание на изменение окраски.
Измерьте электропроводность полученного раствора».
Надо сказать, что учащиеся с интересом работают с лабораторией, хотя, конечно, ее исследовательский вариант был бы куда интересней и применимей.
Следует отметить, что цифровую лабораторию активно использую, как правило, только для внеурочной деятельности школьников, в частности, для организации проектной формы работы.
Причины ограниченного применения цифровой лаборатории на уроках;
• жесткие временные рамки урока;
• практически полное отсутствие количественного химического эксперимента в базовых учебных программах;
• превалирование иллюстрирующего химического эксперимента, недостаточное внимание к проблемному и исследовательскому эксперименту на уроках;
• недостаточная оснащенность кабинетов химии (так, для проведения 9 работ из 15 предложенных требуется магнитная мешалка, которая не поставляется вместе с основным оборудованием лаборатории. Датчиков базового варианта всего три);
• использование понятий, содержание которых существенно выходит за рамки ФГОС (базовый уровень), например: «водородный показатель, pH», «понижение температуры замерзания раствора по сравнению с температурой кристаллизации чистого растворителя, криоскопия», «эфиры ароматических гидроксикислот, фенилсалицилат».
Несмотря на все ограничения, установка в школе оборудования цифровой лаборатории позволила:
перевести школьный практикум по химии и биологии на качественно новый уровень;
· подготовить учащихся к самостоятельной творческой работе по химии и биологии;
· осуществить приоритет деятельностного подхода к процессу обучения;
· развить у учащихся широкий комплекс общих учебных и предметных умений;
· овладеть способами деятельности, формирующими познавательную, информационную, коммуникативную компетенции.
Полноценное и разнообразное применение цифровой лаборатории возможно и нужно в исследовательской и проектной деятельности.
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
![](/sites/default/files/pictures/2012/04/07/picture-75665.jpg)
Публичный отчет учителя химии биологии МКОУ СОШ № 10 п.Лебединый Алданского района РС(Я) за 2010-2011г " Анализ педагогической деятельности учителя химии биологии за 2010-2011г"
В публичном отчете представлен анализ деятельности учителя химии биологии за 2010-2011г. Анализируется учителем выполнение поставленных задач за прошедший год, мониторинг обученности по химии и биолог...
![](/sites/default/files/pictures/2014/01/28/picture-392981-1390920827.jpg)
«Цифровые образовательные ресурсы в деятельности учителя»
laquo;Цифровые образовательные ресурсы в деятельности учителя»...
![](/sites/default/files/pictures/2019/04/03/picture-1133596-1554304772.jpg)
Цифровые образовательные ресурсы в помощь учителю и ученику
Пожалуй все согласятся со мной, если спросить любого ученика, подростка , на что он больше всего тратит своё свободное время, то в своём большинстве они скажут : «Комьютерные игры. Интернет. Вир...
![](/sites/default/files/pictures/2019/04/03/picture-1133596-1554304772.jpg)
Цифровые образовательные ресурсы в помощь учителю и ученику
Краткая аннотация: методы обучения могут тогда называться активными, когда осуществляется совокупность педагогических приёмов, способствующих орг...
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа естественнонаучной направленности «Увлекательный мир химии» «Точка Роста»
Данная программа «Увлекательный мир химии» создана с целью формирования интереса к химии, расширения кругозора учащихся. Она ориентирован на учащихся 12-15 лет, то есть такого возраста, ко...
![](/sites/default/files/pictures/2013/02/17/picture-86805-1361111650.jpg)
Цифровая образовательная лаборатория в деятельности учителя химии
Использование Цифровой образовательной лаборатории Центра "Точка роста" в деятельности учителя химии...
![](/sites/default/files/pictures/2024/01/30/picture-1509496-1706645786.jpg)
Статья "Экологическая проектная деятельность обучающихся центра «Точка роста» «Огород на подоконнике»
В статье представлена проектная деятельность экологической направленности обучающихся Точки роста МБОУ СОШ №3 г. Козьмодемьянска им. С.Н. Сивкова....