Развитие ключевых компетентностей учащихся в школьном курсе общей химии

Необходимо, чтобы учащиеся умели добывать информацию из источников разных видов. На этом этапе целесообразно использовать задачи прикладного характера. Тогда у учащихся будет не только формироваться информационная компетенция, но и накапливаться жизненный опыт. [23]

В качестве примеров приведём несколько задач[26]. Так же решение подобного рода задач будут способствовать развитию компетентности личного самосовершенствования.

Задача 1. Всем известно ощущение оскомины после обильного потребления кислых фруктов, при этом зубы становятся очень чувствительны к горячей и холодной пище.

Можно ли избавиться от этого ощущения, если два раза в день чистить зубы фтористой пастой? Подсказка: состав зубной эмали близок к составу минерала гидроксилапатита Ca₅OH(PO₄)_3/

Задача 2. Вы купили гашёную известь, но оказалось, что вам продали просроченный товар. Можно ли использовать старую гашёную известь?

Задача 3. Кухонные полотенца часто бывают испачканы сажей, особенно если пищу готовят на плите, которая топится дровами. Как можно вывести пятна сажи? Помогут ли современные стиральные порошки с отбеливателями?

Этапы решения проблемы (пример решения 3 задачи)

1. Осознание и формулирование проблемы.

2. Анализ ситуации. Полотенце было испачкано неизвестным учащимся по составу веществом, поэтому неизвестно подойдёт ли стиральный порошок с отбеливателем.

3. Постановка цели: найти рациональный способ очистки полотенца.

4. Поиск недостающих данных. (фронтальная беседа).

Отчего зависит выбор чистящего средства? Какой способ использовать - физический или химический? (Это зависит от свойств веществ-загрязнителей и свойств загрязнённого материала.)

В рассматриваемой ситуации загрязнителем является сажа. Какими физическими свойствами обладает сажа - разупорядоченный графит? (Плохо растворяется в воде).

Можно ли физические свойства углерода использовать для очистки полотенца и как? (учащиеся выдвигают различные гипотезы)

Какими химическими свойствами обладают графит и вещества, из которых изготовлено полотенце? Можно ли очистить полотенце, используя химические свойства графита? (Сажа, состоящая из углерода, почти инертна)

5. Выбор подходящих способов деятельности. Учащиеся оценивают эффективность стирального порошка. Важный действующий компонент его - отбеливатель, т.е. окислитель. Углерод же довольно инертное в химическом отношении вещество: отбеливатель не будет эффективен. Кипячение тоже не поможет: недостаточно высокая температура. Химические способы не подходят. Тогда следует проверить физический способ: просто потереть ткань в потоке воды.

6. Осуществление деятельности. Можно вручную постирать небольшой кусочек ткани, специально для исследования испачканный той же сажей.

7. Соотнесение результата с целью. Ткань отстиралась.

8. Коррекция деятельности. Учащиеся оценивают результат и сам процесс поиска решения - высказывают предположения о других путях решения той же самой задачи, подобных проблем, оценивают эффективность выбранного способа деятельности.

Таким образом, методика формирования компетентностей предполагает решение нестандартных задач.

Компетентностный подход должен быть использован на каждом этапе каждого урока. [27]

Коммуникативная компетенция

Этот вид компетенции не является новой в школьной системе обучения, т.к. её реализация подразумевает использование различных коллективных (коммуникативных) приёмов работы (таких, как дискуссия, групповая работа, парная работа и др.). Данные приёмы активно используются в современной школе и им посвящено множество исследований.

Главным при реализации данной компетенции является соблюдение принципа полезности проводимой работы.

Социально-трудовая компетенция

Данный вид компетенции предполагает овладение учеником знаниями и опытом в гражданско-общественной деятельности, в социально-трудовой сфере, в области семейных отношений и обязанностей, в вопросах экономики и права, а так же в профессиональном самоопределении. Т.е. данная компетентность подразумевает овладение детьми теми предметными знаниями, умениями и навыками, которые они будут использовать непосредственно в своей дальнейшей жизнедеятельности.

Развитию способствуют следующие приемы: контрольные работы, тесты, касающиеся химии и быта. Причем задания можно давать социально-трудового характера, которые будут вводить ребенка в нестандартную, но бытовую ситуацию.

Таблица 2 Соотношение компетентностей с видами ученической деятельности и формами диагностики

Виды деятельности	Формы диагностики	Компетентность
Работа с учебником	Выполнение заданий «на соответствие»	Информационная, познавательная
Работа с простым и сложным тестом	Включение тестовых заданий в плановые контрольные работы	Познавательная, информационная
Выполнение информационной работы	Выборочный контроль на уроке, общее оценивание при проверке после уроков учителем	Познавательная, информационная
Выполнение презентации информационной работы	Демонстрация презентации в классе на уроке выборочно или после уроков общая проверка	Информационная, коммуникативная
Выполнение наблюдения за ходом химических реакций, на уроке и дома, написание краткого или развёрнутого отчёта	Демонстрация на уроке, на факультативном занятии, кружке, предметной декаде	Познавательная, информационная
Выполнение простейшего химического эксперимента дома, написание краткого отчёта	Демонстрация на уроке, на факультативном занятии, кружке, предметной декаде	Познавательная, информационная
Выполнение фронтального химического опыта в классе парами, в группе, оформление выводов	Выборочная устная проверка, итоговая проверка работ учащихся по окончании занятия	Познавательная, информационная, коммуникативная
Творческие работы исследовательского характера, как одна из форм домашнего задания	Демонстрация на уроке, на факультативном занятии	Познавательная, информационная
Выполнение рецензии-отзыва на работу своего одноклассника	Выступление во время урока-конференции, предметной недели,	Информационная, коммуникативная
Выполнение реферативной работы	Презентация, защита	Познавательная, информационная, коммуникативная

ЙЙЙ.3 Проектная и исследовательская деятельность учащихся, как средство реализации компетентностного подхода при обучении химии в основной школе

Одним из самых эффективных методов формирования и развития ключевых компетентностей учащихся является проектная деятельность, как образовательная технология совокупности исследовательских, поисковых, проблемных и творческих методов организации учебного процесса. Под проектной деятельностью понимается совместная учебно-познавательная, творческая, игровая деятельность учащихся, имеющая общую цель, согласованные методы, способы деятельности, направленная на достижение общего результата деятельности. Проект обладает следующими свойствами: получение конечного продукта; сложный состав деятельности; реальная практическая значимость; работа с первичной информацией.

Исследовательскую деятельность учащихся можно определить как совместную или индивидуальную учебно-познавательную, творческую, поисковую деятельность с неизвестным заранее для учащихся результатом. При обучении химии исследовательская деятельность проходит в логике естественнонаучного исследования. Ученическому исследованию присущи следующие свойства: субъективно новое знание учащегося или опыт деятельности - как результат деятельности; сложный состав деятельности; направленность на формирование исследовательской позиции; обязательная работа с первичной информацией. Под исследовательской позицией понимается внутренне осознанное отношение личности к реальной действительности, проявляющееся в активной реакции на изменения, происходящие в мире, и готовности к поиску и решению возникающих проблем. Между проектной и исследовательской деятельностью школьника существует тесная взаимосвязь. Исследование может, выступает компонентом проектной деятельности, а проектная деятельность может быть подчинённой по отношению к исследовательской, выполняться «внутри» исследования [15].

Учебный проект - это комплекс поисковых, исследовательских, расчетных, графических и других видов работ, выполняемых учащимися самостоятельно с целью практического или теоретического решения значимой проблемы. Проблема должна быть взята из реальной жизни, и быть значимой для подростка. Для её решения необходимы, как ранее полученные знания, так и те, которые предстоит приобрести. Личный интерес учеников в данной деятельности является необходимым условием успешной работы. [16].

Метод проектов всегда ориентирован на самостоятельную деятельность учащихся: индивидуальную, парную, групповую. Он предполагает решение какой-то проблемы, которое предусматривает, с одной стороны, использование совокупности, разнообразных методов, средств обучения, а с другой, необходимость интегрирования знаний, умений применять знания из различных областей науки, техники, технологии, творческих областей. Результаты выполненных проектов должны быть, что называется, "осязаемыми", то есть, если это теоретическая проблема, то конкретное ее решение, если практическая - конкретный результат, готовый к использованию на уроке, в школе, в реальной жизни. Если говорить о методе проектов как о педагогической технологии, то эта технология предполагает совокупность исследовательских, поисковых, проблемных методов, творческих по самой своей сути [17].

Экспериментальные исследования преследуют несколько важных целей: глубокое понимание учащимися химических и физических явлений; умение применять научные методы исследования; развитие научного стиля мышления; способность видеть и решать проблемы, планировать и оценивать свою деятельность и ее результаты. Проблема, составляющая основу проекта, должна быть значимой в исследовательском, творческом плане, требующей интегрированных знаний, исследовательского поиска для решения. Умение увидеть проблему подчас ценится выше, чем способность ее решить. Проект должен начинаться с вопроса, который интересует ученика, и способствует активизации его познавательной деятельности. Он должен быть отражением реальных проблем, возникающих перед школьником в процессе освоения им основ некоторой науки, имеющей отражение в учебном предмете [20].

Метод проектов позволяет решить проблему преподавания химии в общеобразовательных и профильных классах.

В этих классах сложность обусловлена главным образом тем, что основные понятия и закономерности в химии выражаются на химико-физическом языке. Между тем, изучение самой химии с ее абстракциями представляет значительную трудность для человека с гуманитарным складом ума. При традиционном подходе к изучению химии такие учащиеся вынуждены применять различные методы, которыми они фактически не владеют. Изучение химии составляет неотъемлемую часть полноценного образования, подразумевающего получение не только определенной суммы знаний в некоторой области, но и всестороннее развитие творческой личности. Работая в профильных классах, используются методы, в основе которых лежит развитие познавательных навыков и умений учащихся самостоятельно конструировать свои знания, ориентироваться в информационном пространстве. Одним из таких методов является метод проектов. Ученики гуманитарных классов, у которых возникают объяснимые трудности с точными науками, с большой охотой принимают участие в изучении проблем, являющихся для них важными и значимыми [15].

На первых уроках химии учащимся предлагается принять участие в работе над долгосрочными или краткосрочными проектами. По участию в разработке проекты бывают личностными и групповыми. Результатом их деятельности могут быть:

- реферат,

- научный или научно-исследовательский проект,

- наглядное пособие,

- подборка оригинальных занимательных задач,

- кроссворд с химическим содержанием,

- лучшая ученическая тетрадь,

- химическая газета.

Работая над проектом, школьники проверяют себя на самоорганизованность, самодисциплину, на уровень творчества и неординарность мышления [20].

Ребята с удовольствием включаются в создание проектов. Каждый работает в том направлении, которое выбрал сам по своим интересам: дети пишут стихи, сказки, сочинения, создают презентации по разным темам химии, выпускают бюллетени-раскладушки с разной тематикой, пишут рефераты по истории химии.

Защиту своих проектов учащиеся осуществляют на уроках-конференциях, уроках обобщения и закрепления знаний, а также на уроках изучения нового материала.

Задания исследовательского характера вызывают усиленный интерес у учащихся, что приводит к глубокому и прочному усвоению материала, развитию творческих способностей ребят.

Проектная и исследовательская деятельность учащихся на уроках и во внеурочное время способствует формированию у них ключевых компетентностей:

§ способность работать самостоятельно;

§ способность брать на себя ответственность по собственной инициативе;

§ способность проявлять инициативу;

§ готовность замечать проблемы и искать пути их решения;

§ умение анализировать новые ситуации и применять уже имеющиеся знания для такого анализа и др.

Ученикам 11-х классов предлагаются темы научно-исследовательских работ и проектов:

?Состав табачного дыма и его влияние на организм человека.

?Моющие и чистящие средства, их влияние на экологическую ситуацию.

?Нитраты, их содержание в пище и их влияние на здоровье человека.

?Химия пищевых добавок.

?Использование металлов и не металлов в жизни.

?Катализаторы и ферменты их сходства и различия. Влияние на ход химической реакции.

ЙЙЙ.4 Оценка сформированности ключевых компетентностей

При разработке системы измерений ключевых компетентностей целесообразно применять различные средства, выбор которых зависит от поставленных целей и задач. Практика показывает, что следует отказаться от традиционных систем контроля, чаще используя деятельностные методы оценивания[22].

К наиболее эффективным средствам измерения компетентностей учащихся относятся:

? портфолио;

? системы интегрированных заданий;

? ситуационные задания;

? задания практико-прикладного направления;

? публичная защита и экспертная оценка проектной и исследовательской деятельности школьников;

? педагогическое наблюдение за учащимися;

? тесты на выявление минимальной компетентности;

? участие в проблемных семинарах, дискуссиях.

Оценивание результатов обучения, основанного на деятельности, осуществляется с помощью портфолио. Портфолио - совокупность работ учащихся, которая демонстрирует их достижения в определённых областях знаний. Конечная цель формирования портфолио, заключается в демонстрации способности учащегося решать учебные, социальные и другие проблемы. В портфолио фиксируются различные успехи школьника, в том числе участие в проектной деятельности, успешность изучения элективных курсов, результаты исследовательских работ, обучение в учреждениях дополнительного образования, участие в конкурсах, олимпиадах и т.д. На основе анализа портфолио можно сделать вывод о сформированности основных компетентностях школьника.

Так как обычные тесты неэффективны при оценивании компетентности, целесообразно рассмотреть применение тестов минимальной компетентности, позволяющих контролировать уровень теоретической подготовленности учащихся. Каждое задание в них рассматривается как индикатор, выявляющий какой-то один фрагмент знаний у тестируемых. Отбор тестовых заданий при этом основывается на принципах систематичности, научности знаний, их практической направленности, учёта внутрипредметной и междисциплинарной интеграции.

Содержание заданий в тестах на компетентность отличается от традиционных тестовых заданий своей практической направленностью. Формы тестовых заданий могут быть различны, чаще всего используют задания с выбором одного или нескольких ответов(закрытая форма) либо предполагающие написание краткого или полного, развёрнутого ответа (открытая форма). В качестве примеров ниже приведены тестовые задания открытой формы, предполагающие краткий ответ:

1. Для опрыскивания растений с целью защиты их от вредителей применяют раствор медного купороса. Масса соли, необходимой для приготовления 1л 5%-ного раствора, равна _____.

2. Большинство медных монет содержат 95% меди, 4% олова и 1% цинка. Масса меди, необходимой для изготовления 1 кг медных монет, равна _____.

Задания открытой и закрытой формы оценивают по балловой системе (1 балл - верно, 0 баллов - неверно).

Поскольку тесты на компетентность чаще всего критериально-ориентированные (В качестве критерия рассматриваются задания, умения и компетентности, которые должны быть сформированы у ученика), то показателем уровня сформированности компетентностей можно считать выполнение заданий теста на 60-70%. (в зависимости от уровня подготовки школьников).

Рассмотрим примеры задания практико-ориентированной направленности:

3.Определите массу монофторфосфата натрия, который содержится в тюбике зубной пасты массой 75г, если на упаковке указано: «содержание активного фтора 0,15%». Стоматологи рекомендуют для профилактики кариеса ежедневно использовать в виде зубной пасты примерно 1,5г активного фтора (фторид-иона, способного вступать в реакции ионного обмена с компонентами зубной эмали). Сколько тюбиков зубной пасты необходимо израсходовать в течении года, чтобы выполнить эту норму?

4. К сожалению, большинство людей чистят зубы недостаточно тщательно, не удаляя полностью налёт, в котором и размножаются бактерии. В связи с этим стоматологи проводят в школах уроки, на которых рассказывают о правильном уходе за зубами. Чтобы проверить, насколько хорошо очищены зубы, врач смазывает их спиртовым раствором йода или ярко-синим раствором красителя - метиленового синего. Если зубы очищены хорошо, они не окрашиваются, а если опасный налёт на зубах удалён не полностью, он мгновенно окрашивается в коричневый или синий цвет. Попробуйте объяснить с позиции химии, почему окрашиваются плохо очищенные зубы. Оцените состояние ваших зубов с помощью данного способа.

5. Как в походных условиях очистить т обеззаразить мутную воду и сделать её пригодной для питья и приготовления пищи на каких явлениях (физических, химических) основаны предложенные вами способы очистки воды? Продемонстрируйте эти способы.

6. Один из способов определения содержания серебра в его сплаве, который можно осуществить в лабораторных условиях, - реакция с так называемой пробирной кислотой для серебра, представляющей собой раствор 3 мл концентрированной серной кислоты и 3г дихромата калия в 32мл воды. Каплю раствора наносят на поверхность изделия в незаметном месте. Под действием окислителя сернокислотной среде образуется сульфат серебра, который быстро превращается в нерастворимый осадок дихромата серебра красного цвета. Он особенно хорошо заметен на поверхности, если каплю осторожно смыть водой. Красный осадок легко удаляется механическим путём, на изделии остаётся лишь слегка заметное светлое пятнышко. Напишите уравнения химических реакций, на которых основан этот метод. Определите содержание серебра в изделии при помощи данного способа.

Оценивание интегрированных заданий также по балловой системе, максимальный балл - 3, ставиться, если предложен и обоснован способ решения проблемы, и, при возможности, продемонстрирован способ решения проблемы.

Эффективным средством оценивания компетентности учащегося могут служить ситуационные задания, применяемые как на уроках, так и в о внеурочной деятельности. Такие задания включают подробное описание ситуации, а также содержат перечень вопросов. Результат выполнения таких заданий проходят в виде защиты проекта, эксперимента и др.

Описание ситуации:

Несмотря на многообразие выпускаемых зубных паст, в состав любой их них обязательно входят вещества с определёнными функциями: абразивы для механической очистки зубов и полировки их поверхности; Очищающие пенообразующие вещества с высокой поверхностной активностью; связующие и загустители, обеспечивающие однородность состава и его пластичность. В лечебно-профилактические пасты обязательно добавляют вещества с антисептическими свойствами для профилактики воспаления дёсен и фториды для профилактики кариеса. Так на тюбике зубной пасты «Пепсодент-плюс» указан её состав: монофторфосфат натрия, оксид алюминия, лаурилсульфат натрия, оксид титана, карбоксилметилцеллюлоза, вкусовые и ароматические вещества, сахарин, бензойная кислота. В тоже время некоторые пожилые люди до сих пор не признают зубной пасты и чистят зубы только мылом, у многих из них зубы хорошо сохранились.

Задания:

1. Выясните, какую функцию выполняет каждый из компонентов в составе зубной пасты (подберите и используйте дополнительную литературу).

2. Объясните с точки зрения химии, почему мыло можно использовать вместо зубной пасты.

3. Сравните достоинства и недостатки мыла и зубной пасты в качестве средств гигиены полости рта.

4. Предложите ваш вариант решения проблемы улучшения качества зубной пасты. Ответ обоснуйте.

Ситуационные задания выявляют сформированность, как предметных, так и ключевых компетентностей учащихся. Пи оценивание выполнения таких заданий можно использовать следующую шкалу:

0 баллов - учащийся не может сформулировать проблему, представленную в задании;

1 балл - ученик формулирует проблему, но решения не даёт;

2 балла - задание выполнено, ученик применяет теоретические знания и умения для решения поставленной проблемы, однако не сформированы компетенции, вследствие чего учащийся испытывает затруднение в демонстрации способов решения задачи;

3 балла - задание выполнено, как в теоретическом, так и в практическом плане, учащийся легко демонстрирует свою компетентность по данному вопросу.

В зависимости от конкретных педагогических условий определяется, какие методы и формы контроля, для проверки сформированности ключевых компетентностей, более эффективны[23].

Учителю при оценивании работ учащихся полезно будет иметь следующую таблицу признаков компетентности учащихся (табл. 3), разработанную на основе классификации компетенций А. В. Хуторского.

Ниже в таблице 3 приведены признаки сформированности той или иной компетентности.

Таблица 3 Признаки компетентности учащегося

Вид компетентности	Признак того, что учащийся компетентен
Ценностно-смысловая	Способность видеть и понимать окружающий мир, ориентироваться в нем Умение выбирать целевые и смысловые установки своих действий Умение принимать решение Умение планировать свою деятельность
Общекультурная	Обладает познаниями и опытом деятельности Осведомлен в особенностях национальной и общечеловеческой культуры, духовно-нравственной основе жизни человека и человечества, отдельных народов, основ семейных, социальных, общественных явлений и традиций и т.д.
Учебно-познавательная	Самостоятельная познавательная деятельность Знания и умения целеполагания, планирования, анализа, рефлексии, самооценки учебно-познавательной деятельности Владение креативными навыками продуктивной деятельности Владение приемами действий в нестандартных ситуациях Умение отличать факты от домыслов Владение измерительными навыками Использование вероятностных, статистических и иных методов познания
Информационная	Умение самостоятельно искать, анализировать и отбирать необходимую информацию Умение организовывать, преобразовать, хранить и предавать полученную информацию Демонстрирует понимание предложенной информации Делает выводы и принимает решения в ситуации неопределенности
Коммуникативная	Навыки работы в группе Знание необходимых языков (в том числе математический) Владение различными социальными ролями в коллективе Умение представить себя -написать письмо, анкету, заявление, задать вопрос, вести дискуссию и др. Работа с вопросами на уточнение
Социально-трудовая	Владение знанием и опытом в гражданско-общественной деятельности (выполнение роли гражданина, наблюдателя, избирателя) Владение знанием и опытом в социально-трудовой сфере (права потребителя, покупателя, клиента, производителя) Владение знанием и опытом в области семейных отношений и обязанностей, в вопросах экономики и права, в профессиональном самоопределении. Умение анализировать ситуацию на рынке труда Умение действовать в соответствие с личной и общественной выгодой Владение этикой трудовых и гражданских взаимоотношений
Личного самосовершенствования	Развиты способы физического, духовного и интеллектуального саморазвития, эмоциональная саморегуляция и самоподдержка Владение способами деятельности в собственных интересах и возможностях Непрерывное самопознание, развиты необходимые современному человеку личностные качества Сформирована психологическая грамотность, культура мышления и поведения, внутренняя экологическая культура, половая грамотность, забота о собственном здоровье.

В работе мы руководствовались данными принципами и признаками при диагностике уровня компетентностей учащихся, и на опыте показали эффективность данной диагностики.

ЙЙЙ.5 Результаты педагогического эксперимента по внедрению компетентностного подхода

Апробация материалов исследования с учениками 11-х классов проводилась на базе МОУ СОШ №24 города Красноярска.

На начальном этапе был проведен тест, который помог нам сформировать представление об уровне развития компетентностей. Тест представлял собой работу из двенадцати заданий, на некоторые из которых предлагались варианты ответа. Задания теста отвечают параметрам не только предметных (специальных) компетентностей, но и ключевых. Вопросы были составлены с учётом пройденного материала за предыдущие годы обучения.

За каждую правильно решенную задачу мы начисляли учащимся по одному баллу, если в решении задачи были недочеты или неточности, или задача вовсе не была решена, то учащийся получал 0 баллов. За все правильно решенные задания учащийся мог получить 12 баллов. Таким образом, мы проверили химическую грамотность класса в целом и отдельно каждого учащегося.

Некоторых учеников пугал большой объем задачи, других - количество вопросов в одной задаче, ответы на которые нужно было найти, третьих - зашумленность задачной ситуации. Все колебания призвана устранить разработанная нами методика по реализации компетентностного подхода в обучение химии.

Наряду и тестом было дано задания подготовить доклады на различные темы по общей химии, на усмотрение учащихся и во внеурочное время была проведена конференция защиты докладов.

Для реализации поставленной во введении проблемы и повышения уровня компетентности учеников, мы провели с испытуемых классах серии уроков, по развитию ключевых компетенций и повышению уровня компетентности учащихся. На уроках были разобраны всевозможные виды задач, предложенные нами в данной главе, а также использованы разработанные приемы и методы, подходящие для развития различных видов компетентностей.

По окончанию уроков был проведен контрольный тест, аналогичный вводному, а так же защита проектов и исследовательских работ, каждым учащимся подготовлено портфолио. По результатам контрольного теста были следующие результаты

Проанализировав полученные результаты. Из проверенных работ видно, что после реализации разработанной нами методики, улучшилось не только качество знаний учащихся, но и повысились показатели компетенций учеников по всем видам компетентностей, в частности благодаря проблемной и проектно-исследовательской деятельности. А показатель компетентности в целом при решении повысился на 12%.

Таким образом, мы нашли эффективные пути формирования ключевых компетентностей на уроках химии, поставив пред собой определенные задачи и решив их, с помощью предложенных методов.

Выводы

1. Для выпускников школы наиболее актуальными являются следующие компетентности: учебно-познавательная, коммуникативная и информационная.

2. Для развития ключевых компетентностей в курсе общей химии целесообразно применять проектную и исследовательскую деятельность, проведение проблемных уроков и решение задач прикладного характера.

Библиографический список

1. Шалашова М.М. Компетентностный подход в изучении химии и оценивание компетенций учащихся в средней школе. Методика преподавания химии, 2009, №13, с. 9-15

2. Зимняя, И. А. Ключевые компетенции - новая парадигма результата современного образования [Электронный ресурс] / И. А. Зимняя // Интернет-журнал «Эйдос». - [Режим доступа: http://www.eidos.ru/journal/]

3. Концепция модернизации российского образования на период до 2010 года // Распоряжение правительства Российской Федерации от 29 декабря 2001 г. №1756-р.

4. Ожегов, С. И. Словарь русского языка /

5. Фишман, И.С. Ключевые компетентности как результат образования [http://www.conf.univers.krasu.ru/conf_9/docl_s.html].

6. Стратегия модернизации содержания общего образования: материалы для разработки документов по обновлению общего образования. - М.: Минобразования, 2001. - 72 с.

7. Харламова, Т. Компетентное обсуждение / Т. Харламова // Школьный психолог. - 2002. - № 20. - С. 57-62.

8. Хуторской, А.В. Ключевые компетенции и образовательные стандарты [Электронный ресурс] / А. В. Хуторской // Интернет-журнал «Эйдос». - 2002. - 23 апреля. - [Режим доступа: http://www.eidos.ru/journal/2002/0423.htm].

9. Хуторской, А. В. Ключевые компетенции как компонент личностно-ориентированной парадигмы / А. В. Хуторской // Народное образование. - 2003. - № 2. - С. 58-64.

10. Хуторской, А. В. Ключевые компетенции. Технология конструирования [Текст] / А. В. Хуторской // Народное образование. - 2003. - №- 5. - С. 55-61.

11. Чернобельская Г.М. Методика обучения химии в средней школе. -

М: Владос, 2000.-169с.

12. Пак М.С. Дидактика химии. Учебное пособие для вузов. М.: Владос, 2004. -315с.

13. Габриелян О.С., Деглина Т.Н. Методическое пособие для учителя профильной школы. Общая химия М: «Дрофа» 2006.-285с.

14. Равен Дж. Компетентность в современном обществе: выявление, развитие и реализация - М.,2002.

15.Сборник материалов X Ломоносовских педагогических чтений. Третьякова А.А. Исследовательская деятельность педагогов и учащихся как средство реализации компетентностного подхода. М: АО ИППК РО. 2010.

16. Научно-методический сборник. Том 2. Зайчиков В.М. Проектные технологии как эффективное средство реализации компетентностного подхода в образовании.

17. Научно-методический сборник. Том 2. Огородникова Н.В. Исследование влияния проектной деятельности на развитие личности и формирование компетенций учащихся. www.issl.redu.ru/sb/

18. Образовательный процесс в начальной, основной и старшей школе: Рекомендации по организации опытно-экспериментальной работы. - М., 2001

19. Эксперимент по совершенствованию структуры и содержания общего образования - под ред. А.В.Баранникова. М., 2002.

20. Научно-методический сборник. Том 2. Кривых Л.А., Перлова Л.В. Проектно-исследовательская деятельность как средство становления социальной компетентности учащихся.

21. Храмова С. Н. Методические рекомендации по химии. http://www.school17.viselki.ru

22. Конасова Н.Ю. Новые формы оценивания образовательных результатов учащихся: Учебно-методическое пособие для администраторов и педагогов образовательной школы. - СПб.: КАРО, 2006

23. Шалашова М.М. Ключевые компетентности учащихся: проблема их формирования и измерения // Химия в школе.- 2009. - № 2. - с. 15-21.

24. Осмоловская И. Ключевые компетентности в образовании: их смысл, значение и способы формирования//Директор школы . - 2006. - №8.- C.64-69 .

25. Леонтьева, Л. А. Преемственность в реализации компетентностного подхода в обучении учеников средней общеобразовательной школы и студентов вуза / Л. А. Леонтьева // Психолого-педагогическое сопровождение образовательного процесса: теория и практика. - Елабуга: ЕГПУ, 2005. - Вып.2. - С. 13-23.

26. Пичугина Г.В. Химия и повседневная жизнь человека. - М.: Дрофа, 2004.

27.Герус С.А, Пустовит С.О. Методика формирования компетенций: опыт, теория, перспективы // Химия в школе.- 2007.-№ 10.

28. Ярулов А.А. Познавательная компетентность школьников // Школьные технологии. - 2004. - № 2. - С. 43-84.

Приложения

химия школьный учебный молекулярный

Приложение 1. Урок по химии "Электролиз"

Цель урока: сформировать у учащихся понятие процесса электролиза.

Задачи урока:

1. Сформировать умение определять процессы, происходящие на электродах, составлять суммарное уравнение реакции электролиза.

2. Развивать у школьников умение пользоваться опорными знаниями, составлять конспект урока.

3. Углубить знание окислительно-восстановительных процессов, сформировать понимание практического значение электролиза в природе и жизни человека.

4. Развивать мышление, умение делать логические выводы из наблюдений по опыту.

5. Закрепить умения и навыки химического эксперимента, умение работать с таблицами, справочными материалами, дополнительной литературой, опорными схемами.

Оборудование: таблица растворимости, индикаторная шкала, штатив с пробирками, растворы фенолфталеина, сульфата меди (II), хлорида натрия, хлорида алюминия, прибор для определения электропроводимости растворов, толстостенные химические стаканы, опорные схемы урока, физическая карта России, плакаты “Электролиз водных растворов”, “Применение электролизов”.

Эпиграф: “Открытия в области электрохимии представляют собой одну из самых больших революций в химии и открывают эру новых открытий” (Джон Фредерик Даниэль, английский электрохимик).

Ход урока

1. Постановка проблемы.

Наш сегодняшний урок мне хотелось бы начать с античной легенды:

“Некий мастер, имя которого история не сохранила, принес римскому императору Тиберию, правившему в начале I века н.э., чашу из металла, напоминающего серебро, но только более легкого. Подарок стоил жизни изобретателю: Тиберий приказал казнить его, а мастерскую уничтожить, поскольку боялся, что новый металл может обесценить серебро императорской сокровищницы”. Согласно рассказу Плиния Старшего, этот металл, похожий на серебро, был получен из “глинистой земли ”.

Но история не знает безвозвратных потерь. В 1827 году немецкий ученый Фридрих Вёлер получает несколько граммов, а через несколько лет уже несколько килограммов нового легкого, прочного, блестящего металла. Но металл стоил также дорого, как серебро. Французы изготовили из него кирасы охранникам императора и игрушку наследнику Его Величества. В этом ларце находиться изделие из этого металла. Оно необходимо каждому из нас. Что же находиться в ларце? (Ответивший на вопрос ученик достает из ларца алюминиевую ложку.) Кстати, в 1852 году это чайная ложечка весом25 грамм стоила бы 30 долларов. Послушаем сообщение о стоимости алюминия в 19 веке, о работах Фридриха Вёлера и Чарльза Холла. Учащийся выступает с сообщением. Найдем на географической карте России центры получения алюминия. Учащиеся называют города Волгоград и Красноярск. Почему же именно в этих городах расположены крупнейшие заводы по производству алюминия? Учащиеся констатируют факт расположения заводов по производству алюминия вблизи крупных электростанций. Таким образом, мы пришли к выводу, что для получения алюминия необходимы значительные затраты электроэнергии, и в записи уравнения реакции получения алюминия по способу Чарльза Холла не хватает знака “” - знака электролиза. Сегодня мы вторгаемся в область электрохимии и рассмотрим явление электролиза. Запишем тему урока.

1. Основная часть

Вопрос: Что же называется электролизом? “Электро” - электрический ток, “лизис” - разложение. Делается вывод, что электролиз - это процесс, в результате которого происходит разложение вещества под действием постоянного электрического тока. Разложить можно практически любое вещество, поместив его в электролизер. Но в каком виде? Обычно в жидком, т.е. в виде раствора. На плакате изображено, что в раствор электролита опускаются электроды, соединенные с источником постоянного электрического тока. Отрицательно заряженный электрод называется катод и условно обозначается К (-). Положительно заряженный электрод называется анод и обозначается А (+). В межэлектродном пространстве находится диссоциирующий на ионы электролит. Катионы, заряженные положительно, перемещаются в сторону катода, а анионы, заряженные положительно, в сторону анода. На катоде будет происходить электрохимическое восстановление катионов или молекул воды, а на аноде электрохимическое окисление анионов или молекул воды. Дается определение: электролиз - совокупность окислительно-восстановительных процессов, протекающих в электролитах при пропускании постоянного электрического тока. Данный прибор имитирует работу электролизера. Он поможет нам выполнить тестовое задание, текс которого находиться у вас на столах:

Задача. При электролизе раствора какой соли можно одновременно получить 0,2 моль нерастворимого основания и 13,44 л газообразных продуктов (н.у.)? Напишите уравнения процессов, происходящих на электродах в ионной и молекулярной формах:1) CuSO₄ ; 2) NaCl; 3) AlCl₃.

Определим соотношение количеств газообразных продуктов и нерастворимого основания, выполним предварительные расчеты:

v (осадка) = 0,2 мольV (газов) = 13,44 л v (газов): v (осадка) = ?

v (газов) =V(газов) : V_m = 13.44 : 22,4 = 0,6 мольv (газов): v (осадка) = 0,6 : 0,2 = 6 : 2 = 3 : 1

Из текста задания ясно, что нам необходимо составить уравнения электролиза растворов, определить катодные и анодные процессы, выполнить необходимые расчеты. Кто первый хочет попробовать выполнить задание?

Напишем сначала процесс электролитической диссоциации, происходящий в данном растворе.

А) CuSO₄ -->Cu²⁺ + SO₄^2-

Катион меди (II) будет перемещаться в сторону катода.

Но поскольку в около катодном пространстве будут находиться также молекулы воды, то мы запишем это таким образом:

К(-) Cu²⁺H₂O

Пользуясь опорным конспектом определите катион меди (II) или молекулы воды будут восстанавливаться на поверхности катода?

Катион Cu²⁺ входит в 3 группу катионов и он будет восстанавливаться. Вода восстановлению в данном случае не подвергается:

К(-) Cu²⁺ + 2 е Cu⁰H₂O

Определим теперь процессы, происходящие на аноде.

Сульфат - анион будет перемещаться в сторону анода, в около анодном пространстве будут так же находиться молекулы воды:

А (+) SO₄^2-H₂O

На аноде будет происходить электрохимическое окисление молекул воды, так как анион SO₄² является анионом кислотного остатка оксокислоты и окислению не подвергается (1 группа анионов):

А (+) SO₄^2- 2H₂O- 4 е -->О₂⁰ + 4Н⁺

Определим соотношение коэффициентов так же, как в обычном электронном балансе:

К(-) Cu²⁺ + 2 е -->Cu⁰ (2)H₂O

А (+) SO₄^2- 2H₂O- 4 е -->О₂⁰ + 4Н⁺ (1)

Составим электронно-ионное уравнение, с учетом коэффициентов:

2Cu²⁺ +2H₂O --> 2Cu⁰ + О₂⁰ + 4Н⁺

Полное электронно-ионное уравнение напишем с учетом ионов, не участвовавших в окислительно-восстановительном процессе:

2Cu²⁺ +2H₂O + 2 SO₄² --> 2Cu⁰ + О₂⁰ + 4Н⁺ + 2 SO₄²

Теперь мы легко напишем суммарное уравнение электролиза, не забыв поставить знак электролиза:

2CuSO₄ + 2 H₂O --> O₂ + 2Cu + 2H₂SO₄

Получился ли в результате реакции осадок? Определите это с помощью таблице растворимости.

В результате реакции электролиза осадок не образовался.

Может быть выделился газ?

В около анодном пространстве происходит выделение кислорода.

Проверим это опытным путем - проведем электролиз водного раствора сульфата меди (II). Что вы наблюдаете? Поверхность одного из электродов покрывается пузырьками газа. Перейдем к выполнению задания

NaCl --> Na⁺ + Cl ^- K (-) Na⁺

2H₂O - 2 e --> 2OH ^- + H₂ (2) (1)A (+)2Cl ^- - 2 e --> Cl₂⁰ (2) (1)H₂O

2H₂O + 2Cl ^- -->2OH ^- + H₂ + Cl₂2Na⁺ + 2H₂O + 2Cl ^- -->2OH + H₂ + Cl₂⁰ + 2Na⁺

2 NaCl + 2H₂O --> 2NaOH + H₂ + Cl₂

Получились ли теперь осадок и газообразные вещества? Осадка нет, но в около катодном пространстве происходит выделение водорода, а в около анодном пространстве - хлора. Проверим это опытным путем - проведем электролиз водного раствора хлорида натрия. Что вы наблюдаете?

Поверхность обоих электродов покрывается пузырьками газа, в присутствии фенолфталеина раствор окрашивается в малиновый цвет.

Выполним задание

AlCl₃ --> Al³⁺ + 3Cl ^- K (-) Al³⁺

2H₂O ^{+ 2 e} 2OH ^- + H₂⁰ (6) (3)A(+)6Cl ^- - 6 e --> 3Cl₂⁰ (2) (1)H₂O

6H₂O + 6Cl ^- --> 3H₂ +6OH ^- + 3Cl₂6H₂O + 6Cl ^-+2Al³⁺ --> 3H₂ +6OH ^- + 3Cl₂+2Al³⁺

2AlCl₃ + 6H₂O -->3H₂⁰ +3Cl₂ + 2Al(OH)₃

С помощью таблицы растворимости определяем, что вещество Al(OH)₃ не растворимо и выпадает в осадок. В около анодном пространстве выделяется газообразный хлор, в около катодном пространстве - водород.

Проверим это опытным путем - проведем электролиз водного раствора хлорида алюминия. Что вы наблюдаете? Происходит помутнение раствора.

По уравнению реакции определяем соотношение количеств газообразных продуктов и осадка.

2AlCl₃ + 6H₂O -->3H₂⁰ +3Cl₂ + 2Al(OH)₃6 моль газов 2 моль осадка

v (газов): v (осадка) = 6: 2 = 3 : 1

Это в точности совпадает с нашими расчетами. Значит правильный ответ в этом задании в)

3. Разрешение проблемы. Мы выполнили с вами задание, но алюминий в результате электролиза не получили. В качестве сырья мы должны взять оксид алюминия, в воде не растворимый. Но электролит в электролизере должен быть жидким. Как быть? Сделать расплав. Обратимся к тексту учебника §18. Какой процесс протекает при электролизе расплава глинозема в криолите?

Al₂O₃ - 2Al^{3 +} + 3O^{2 -} K (-) Al³⁺ + 3 e --> Al⁰ (4)A(+) 2O^{2 -} - 4 e --> O⁰₂ (3)

 4Al^{3 +} + 6O^{2 -} --> 4Al⁰ + 3O₂⁰

2Al₂O₃ --> 4Al + 3O₂

Мы рассмотрели с вами химические основы современного промышленного способа получения алюминия.

4. Практическое значение электролиза. Но только ли для этого необходим электролиз? О практическом значении электролиза послушаем сообщение. Ученик делает сообщение и выполняет демонстрационные опыты.

5. Подведение итогов, проверка результативности.

Проверим результативность нашей совместной работы, напишем графический диктант, текст которого вы видите на своих столах :

Графический диктант.

1. Электролиз можно считать окислительно-восстановительной реакцией, происходящей под воздействием электрического тока.

2. Катод - отрицательно заряженный электрод;

3. На катоде происходит процесс электрохимического окисления;

4. Анион SO₄^{2 -} будет окисляться на аноде в водном растворе;

5. Анион Cl ^- будет окисляться на аноде в водном растворе;

6. Катион Na ⁺ будет восстанавливаться на катоде в водном растворе;

7. Катион Cu^{2 +} будет восстанавливаться на катоде в водном растворе;

8. Алюминий получают электролизом расплава Al₂O₃ в криолите;

9. При электролизе раствора NaCl можно получить щелочь NaOH и газы H₂ и Cl₂.

Ученики заполняют бланк химического диктанта:

Фамилия, имя____________________1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

ДАНЕТ

Оценка:_______________

Учащимся предлагается поменяться с соседом заполненными бланками, выставить друг другу оценки по оценочной шкале: 5 - 6 правильных ответов - оценка “3”, 7 - 8 правильных ответов - оценка “4”, 9 - правильных ответов - оценка “5”. На доске открывается шаблон с правильными ответами:

Прошу поднять руку тех учеников, которые справились с графическим диктантам на “хорошо” и “отлично”.

6. Домашнее задание.

§18, упражнение № 29, 31, 37(письменно).Трое учеников получают карточки с дополнительным индивидуальным заданием:

Карточка № 1.Сколько килограмм алюминия можно получить при электролизе 1 тонны глинозема?

Карточка № 2.При электролизе раствора какой соли можно одновременно получить 2 моль нерастворимого гидроксида и 44,8 л газообразных продуктов (н.у.)? напишите уравнения процессов, происходящих на электродах в ионной и молекулярной формах:

1) CuCl₂;2) Cu(NO₃)₂;3) Mg(NO₃)₂

Карточка № 3.В конце ХХ века появились новые данные о принципиальной возможности получения металлического алюминия в древности. Институт прикладной физики Китайского Академии наук сообщил о результатах исследования гробница полководца Чжоу-Чжу, похороненного в 297 году н.э.. спектральный анализ орнамента, украшающего саркофаг, показал, что он состоит из сплава: 85% алюминия, 10% меди, 5% магния. Анализ повторяли несколько раз. Результаты оказались те же. Как могли древние китайские мастера получить сплав алюминия?

Приложение 2

1. Металлический характер свойств элементов в ряду Mg - Ca - Sr - Ba:

a) уменьшается; b) возрастает;

c) не изменяется; d) уменьшается, а затем возрастает.

2. Какой из приведённых эелементов назван в честь страны:

a) In; b) Si; c) Ra; d) Ru.

3.Какой из приведенных элементов назван в честь континента:

a) N; b) Au; c) Am; d) At.

4. Формула вещества с ковалентной полярной связью:

а) NaCl; б) HCl; в) ВаО; г) Ca3N2.

5. Причины резкого различия свойств воды и сероводорода заключаются в особенностях:

а) внутримолекулярной связи; б) межмолекулярной связи.

6. Химические связи в веществах, формулы которых СН4 и CaCl2 соответственно:

а) ионная и ковалентная полярная;

б) ковалентная полярная и ионная;

в) ковалентная неполярная и ионная;

г) ковалентная полярная и металлическая.

7.Коэффициент перед формулой окислителя в уравнении реакции алюминия с бромом равен:

а) 1; б) 2; в) 3; г) 4.

8. К каким классам неорганических соединений относятся: NaOH, SO2, Na3PO4, H2SO4?

Класс соединения Соединение

а) соли …

б) основания …

в) оксиды …

г) кислоты …

9. Распределите (условно) указанные ниже вещества по способности к растворимости в воде:

a) хорошо растворимые;

б) малорастворимые;

в) практически нерастворимые.

Вещество Способность к растворимости

а) сахар …

б) хлорид серебра …

в) поваренная соль …

г) питьевая вода …

10. В признании особо значения теории электролитической диссоциации для развития химии Нобелевская премия в 1903г., присуждена известному учёному? _________________

11. Можно ли хранить раствор медного купороса в железном или оцинкованном ведре? Ответ объясните.

12. Вы купили гашёную известь, но оказалось, что вам продали просроченный товар. Можно ли использовать старую гашёную известь? Ответ обоснуйте.

Размещено на Allbest.ru