Методические подходы к обучению химии в классах гуманитарного профиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Химическое образование - неотъемлемая составная часть образования на всех ступенях школы.

Содержание школьного химического образования представляет собой систему, функционально полную с точки зрения решения задач обучения, воспитания и развития учащихся. Система включает: знания о веществе, химической реакции, использовании веществ и химических превращений, возникающих при этом экологических проблемах и путях их решения, представления о развитии химических знаний, объективной необходимости такого развития.

Одна из основных задач, стоящих перед школой, заключается в выявлении и развитии индивидуальных личностных особенностей учащихся. В связи с этим проблема дифференцированного обучения остается актуальной, поскольку именно этот подход к обучению в максимальной степени способствует раскрытию личности ученика, развитию его задатков и склонностей, а также творческому саморазвитию. В практике работы школ дифференциация реализуется путем создания классов разного профиля.

Номенклатура профилей обучения чрезвычайно разнообразна, однако можно выделить три основных профиля обучения: естественно-научный, физико-математический и гуманитарный. Соответственно методика обучения химии должна учитывать и отражать специфику целей, содержания, форм и методов обучения химии как в классах естественно-научного профиля, где эта дисциплина является профильной, так и в классах физико-математического и гуманитарного профилей, где химия не входит в число основных предметов.

В своей работе я хочу обратить внимание на гуманитарный профиль обучения, потому что многие учащиеся, которые не собираются свою дальнейшую жизнь связывать с химией и другими естественно-научными предметами, всё чаще выбирают гуманитарный профиль образования (конечно, если у них в школе есть возможность выбора).

Методические подходы к обучению химии в классах гуманитарного профиля

Гуманитаризация школьного курса химии - ведущее направление организации обучения химии в классах гуманитарного профиля. Главная идея курса химии для классов гуманитарного профиля: раскрытие роли химических знаний как части общей культуры человека путем введения элементов содержания, форм и методов преподавания гуманитарных дисциплин в процесс обучения химии.

Основная цель курса химии для классов гуманитарного профиля: обеспечение учащихся минимумом химических знаний, позволяющих ориентироваться в социально значимых проблемах, связанных с химией.

Структура содержания курса химии для классов гуманитарного профиля: инвариантное ядро и гуманитарный компонент (вариативная составляющая). Инвариантное ядро содержания обеспечивает общеобразовательную подготовку учащихся. Вариативная составляющая представлена модулями, которые могут включать как теоретический, так и прикладной материал. Прикладной материал этих модулей раскрывает связь химии с различными сферами человеческой деятельности: «Химия и валеология», «Химия и медицина», «Химия и экономика», «Химия и культура», «Химия в сельском хозяйстве», «Химия в промышленности», «Химия и физические законы» и др.

Основные направления реализации гуманитарного компонента: раскрытие практической значимости химических знаний, использование в курсе химии историко-искусствоведческого, экологического и регионального материала, поэзии, художественной литературы, раскрытие межпредметных связей с лексикой русского языка, раскрытие связи химии с историей цивилизации, значение музыки в жизни учёных-химиков, социально-нравственные аспекты химической науки и т.д.

Методическое обоснование использования наиболее приемлемых форм и методов обучения химии для классов гуманитарного профиля с учётом особенностей учебно-познавательной деятельности учащихся.

Использование химических задач с гуманитарным компонентом: задачи с историко-искусствоведческим, литературным, практическим значимым, экологическим и литературным содержанием.

Особенности проведения химического эксперимента в гуманитарных классах - использование культурологических экскурсов исторической, экологической и прикладной направленности.

Учёт индивидуально типологических особенностей учащихся при обучении химии

Любая современная технология обучения, так или иначе решает ключевую проблему педагогического процесса - развитие психических качеств и интеллектуальных способностей учащихся через усвоение содержания конкретной дисциплины. Базовыми категориями, на которых основывается конструирование развивающей технологии, должны быть «информация» и «самоорганизация», поскольку развитие личности ученика и его интеллектуального потенциала может происходит только в процессе активного эмоционально окрашенного восприятия новой информации и внедрения ее в систему уже полученных знаний. Очевидно, что обеспечить эффективность обучения можно только, ее ли учитывать три составляющие учебного процесса: 1) особенности учебной дисциплины и её место в структуре конкретного учебного заведения;

2) индивидуальные особенности ученика как субъекта познания;

3) индивидуальные особенности учи теля как организатора процесса познания.

В настоящее время в общеобразовательной школе химия перестает быть одной из основных дисциплин, уступая свои позиции предметам гуманитарным и физико-математического цикла. Между тем химия - фундаментальная наука, тесно связанная с материальным миром и в силу этого несущая большой мировоззренческий и воспитательный потенциал в развитие подрастающего поколения. В условиях новых подходов к образованию одной из задач при обучении химии, помимо формирования у учащихся знаний теоретических основ науки, явлений теоретических основ науки, является привитие устойчивого интереса к ней. Максимально эффективно решить эти задачи можно с помощью современных образовательных технологий, основанных на принципе сотрудничества с учащимися с использованием активных методов обучения. И здесь возникает вопрос, как правильно организовать взаимодействие учащихся между собой и с учителем.

Для учащихся гуманитарных профилей химия, как правило не является дисциплиной, с которой они связывают свой профессиональный выбор, поэтому возникает проблема развития и повышения мотивации учащихся к этому предмету. Способствовать её решению может учёт индивидуально-типологических качеств личности учащихся, и прежде всего учёт особенностей их познавательной сферы посредством соционического подхода к организации взаимодействия учащихся и педагогов как субъектов познавательной деятельности.

Что же такое соционика? Это область человеческой деятельности, которая находится на стыке социологии, психологии и информатики.Это одновременно наука и искусство, технология и игра. Соционика включает определение типа личности человека, она показывает, как правильно строить с ним взаимодействие и общение, помогает ему лучше понять себя. Изучение и учет соционических типов учащихся и самого учителя позволяют осуществить подход к обучению, наиболее полно развивающий интеллект и личность учеников и экономящий их энергетические затраты. Каждому социотипу отвечает свой особый стиль обучения. Например, стиль обучения учителя - рациональный (информация разделена на дозы и излагается шаг за шагом, последовательно). Что касается учащихся, то среди них много таких, которым не терпится сразу схватитьцелое (иногда не только содержание одного урока, но и всей темы). Это - иррационалы. Их называют «воспринимающими», потому что они видят мир как целостную картину. Им трудно рассуждать, анализируя одну и ту же тему. Такие ученики для учителя составляют группу риска.

Наложение логики изучаемого предмета на соционический тип преподавателя может совпадать с ведущим каналом восприятия информации для данного ученика и тем самым будет способствовать процессу усвоения им знаний, а может не совпадать и, значит, тормозить этотпроцесс. Учителю необходимо знать, какие из каналов восприятия и за поминания информации характерны для учащихся класса - речевой, визуальный, аудиальный или кинестетический - и, соответственно, какой способ взаимодействия наиболее приемлем для данного класса, и при фронтальном обучении учитывать наиболее распространенный социотип, а при организации групповой работы соединять различные типы оптимальным образом. При этом в индивидуальной работе с использованием специальных заданий необходимо развивать те свойства личности ученика, которые у него развиты недостаточно, и сам он их редко реализует. Тогда развитие личности идет наиболее успешно.

Вес педагогические задачи, для решения которых требуется психодиагностика, можно разбить на две кате гностика, можно разбить на две категории; 1) задачи, решаемые психологом; 2) задачи, которые оперативно возникают перед любым учителем предметником и требуют от него аналитического наблюдения и умения своевременно применять простейшие процедуры тестирования. Для этих целей можно использовать популярную экспресс-методику самоопределения типа, составленная И. Вайсбандом. Методика представляет собой четырёхшаговый алгоритм выбора одного; предпочитаемого из двух возможных способов действия. На первом шаге испытуемые делятся на группы рационалов (приоритет разума) к иррационалов (приоритет чувств). Затем внутри этих групп проводите» деление на «логиков» и «этиков» (этика здесь означает не науку о морали к нравственности, а способность улавливать и выражать эмоции). На третьем шаге внутри полученных четырех групп проводится следующее деление на экстравертов и интровертов (получается уже восемь групп) Экстраверт ориентирован на познание объектов, а интроверт - на от ношения между ними. На заключи тельном этапе каждая из групп делится на «сенсорикой» и «интуитов» (они характеризуются соответственно сенсорным - чувственным и интуитивным способом сбора информации). Итак, мы выделяем 16 социотипов, каждому из которых присваивается своя символика и свой условный портрет. Каждая соционическая шкала конкретному типу соотносит не который обобщенный человеческий образ. В одной соционической шкале социотипы отождествляются с яркой исторической личностью и литературным персонажем (это, например, «Виктор Гюго», «Сергей Есенин», «Дон Кихот» и т.д.), в другой шкале социотипы ассоциируются с конкретной профессиональной деятельностью - «Покупатель», «Продавец», существуют и другие названия социотипов, как, например, «Вундеркинд», «Сибарит» и пр., главное, что во всех шкалах - их шестнадцать.

На первом же занятии после вводного тестирования по химии проводится тестирование на определение соционического типа с помощью двух методик. В анкете, разработанной И. Вайсбандом (см. Приложение 1), предлагается последовательный (в четыре шага) выбор человека или его поведения, последний шаг приводит к распознаванию социотипа ученика. В цифровом тесте (составители В. Мегель и А. Овчаров, см. Приложение 2) восемь утверждений распределены попарно, И нужно в каждой паре выбрать одно утверждение. По комбинации выбранных утверждений определяется соционический тип личности.

Предварительно перед тестированием учащимся следует объяснить, что работа по анкетам полезна и интересна как учителю, так и им самим, поскольку полученная Информация позволит учителю вести обучение более эффективно, а сами они получат полезную информацию о себе. Учащимся раздаются маленькие листочки для записи и распечатки анкет. При работе с анкетой Вайсбанда учащиеся получают следующую инструкцию: «Закройте лист анкеты тетрадкой, оставив открытым только первый столбец анкеты. Прочитайте внимательно текст, подумайте, какой вариант вам больше подходит, сделайте выбор. Откройте второй столбец анкеты. И зависимости от сделанною выше выбора прочитайте текст либо верхней, либо нижней половине, столбца и снов сделайте выбор из двух вариантов. Далее выполните подобные действия, открывая третий, зачем четвёртый столбцы. Сделан последний выбор, вы увидите сокращенное название вашего соционического типа, напишите его на нашем листочке».

Цифровой тест записан в форме восьми утверждений, анкета проста и понятна. Полученный цифровой код с названием социотипа учащиеся записывают на другой стороне листочка. Подростки с увлечением погружаются в тест анкет и быстро дают информацию о себе. Работа занимает 7-8 минут.

Социотипы, определенные по обеим анкетам, не всегда совпадают, но сравнение обоих полученных результатов показывает, что различия между выбранными типами незначительны, а сходство высоко. Для педагогов, начинающих использовать соционический подход, лучше иметь перед глазами всю шкалу соционических типов (эта шкала есть и в тексте, и на гистограммах). Соционические типы по обеим анкетам расшифровываются следующим образом:

1) Логико-сенсорный экстраверт, или Адмистратор(Штирлиц-ТИР);

2) логико-интуитивный экстраверт, или Предприниматель (Джек Лондон-ЛОН);

3) логико-сенсорный интроверт, или Инспектор (Максим Горький - МАК);

4) логико-интуитивный интроверт, или Аналитик (Робеспьер - РОБ);

5) этико-сенсорный экстраверт, или Энтузиаст (Виктор Гюго - ВИК)_;

6) этико-интуитивный экстраверт, или Наставник (Гамлет - ГАЛ);

7) этико-сенсорный интроверт или Хранитель (Теодор Драйзср - ТЕД)

8) этико-интуитивный или интроверт или гуманист (Достоевский - ДОС),

9) сенсорно-логический экстраверт, или Маршал (Жуков-Командор - КОН)_;

10) интуитивно-логический экстраверт, или Искатель (Дон Кихот - ДОН);

11) сенсорно-логический интроверт, или Мастер (Габен - ГБН);

12) итуитивно-логический интроверт, или Критик (Бальзак - БАЛ);

13) сенсорно-этический экстраверт, или Политик (Наполеон - ЛЕО)

14) интуитивно-этический экстраверт, или Советчик (Гексли - ГЕК);

15) сернсорно-этический интроверт, или Посредник (Дюма - ДЮМ),

16) интуитивно-этический интроверт, или Лирик (Есенин - ЕСН).

Соционические типы с первого по восьмой включительно относятся к рациональным - приоритет разума, остальные восемь типов иррациональны, здесь приоритет чувств. Каждый из социотипов может быть отнесен к одному из типов темперамента (см. табл. 1), и для каждого социотипа преобладает тот или иной ведущий канал восприятия и переработки информации (см. табл. 1).

Таблица 1 - Соответствие соционического типа с темпераментом

Экстраверсия
Холерики	Сангвиники
Наставник (ГАЛ), Администратор (ТИР), Предприниматель (ЛОН), Энтузиаст (ВИК)	Искатель (ДОН), Маршал (КОР), Политик (ЛЕО), Советчик (ГЕК)
Рациональность	Иррациональность
Аналитик (РОБ), Инспектор (МАК), Хранитель (ТЕД), Гуманист (ДОС),	Посредник (ДОН), Лирик (ЕСН), Критик (БАЛ), Мастер (ГБН)
Флегматики	Меланхолики
Интраверсия

Таблица 2 - Соответствие соционического типа с ведущим каналом восприятия информации

Аудиальный канал	Рационалы-интроверты: Аналитик, Инспектор, Хранитель, Гуманист,
Визуальный канал	Иррационалы -экстраверты: Искатель, Советчик Интроверты: Лирик, Критик
Кинестетический канал	Иррационалы -экстраверты: Маршал, Политик Интроверты: Посредник, Мастер
Речевой канал	Рационалы- экстраверты: Наставник, Администратор, Предприниматель, Энтузиаст

Учитель химии обрабатывает сведения, поступающие при анкетирования учеников. На оснавании полученных результатов учащихся класса группируют по темпераментам и ведущему каналу обработки информации.

Наиболее сложный для обучения - тип с кинестетическим каналом восприятия. Эти ученики лучше воспринимают информацию, когда находятся в движении, манипулируют предметами и вовлечены в практическую деятельностью. Для них рекомендуются проводить обучающие игры с элементами азарта, соревнования, где есть переключение с одной стороны формы на другую. Четвертый тип (речевой) - «большой любитель поболтать». Такие ученики имеют склонность оспаривать, обсуждать полученный результат. Хорошо сочетаются в группах холерики с флегматиками, меланхолики с сангвиниками, флегматики с меланхоликами. Несовместимые типы - холерики с меланхоликами, сангвиники с флегматиками. Что касается однородных групп, то хуже всего уживаются друг с другом холерики, легче всего - сангвиники, остальные - находятся между полюсами.

Традиционно на уроках любой учитель химии рассказывает, показывает спрашивает. В нашем случае отличие заключается в том, что знание социотипического состава группы позволяет своевременно помочь тем, кто по своим природным данным не может воспринять быстро рассказ учителя, кому не хватает опоры на текст учебника или кто недостаточно владеет практическими действиями. Поэтому каждую учебную тему необходимо рассмотреть в трех формах.

Урок целесообразно начать с демонстрации (ученики-кинестетики привлекаются к проведению демонстрационного опыта). После объяснения темы в целом, учащиеся приступают к записи конспекта. Тем, кому нужна опора на текст, даются ссылки к соответствующим страницам учебника. Но труднее всего воспринимают объяснение нового материала «кинестетики» и «речевики» - они легко отвлекаются. Поэтому учитель индивидуально помогает каждому такому ученику делать записи в тетрадях (подходит к нему, повторяет еще раз негромко уже сказанное). Повторное объяснение всей темы проводится с помощью видеофильма. Здесь в выигрыше те, у кого главный канал восприятия визуальный. Эти ученики быстрее других успевают следить за сменой кадров, поэтому активнее участвуют в обсуждении фильма. При опросе в конце урока по новой теме отличаются «речевики», им не терпится высказываться и такая возможность им предоставляется. Проведение такого урока возможно, если для этого есть все необходимое.

В группе, где много учеников с визуальным типом восприятия информации, учащиеся не могут долго слушать объяснения учителя. Сконцентрировать общее внимание можно ненадолго на самом главном, но зато можно успешно организовать работу с учебником. Если группа состоит в большей степени из флегматиков и сангвиников («несовместимые» темпераменты), то все учащиеся работают достаточно успешно в том случае, если учитель поочередно использует разные каналы восприятия информации. Кроме того, можно эффективно практиковать прием соревнования. Если в труппе низкий процент учащихся, которые могут слушать, но очень много «речевиков», то лекции необходимо чередовать не только с семинарами, но и с диспутами, дискуссиями, защитами рефератов.

К результатам анкетирования следует добавить «экспертную» оценку социотипа, данную преподавателем и куратором. В этом случае оказывается полезным, что учащиеся, получив описания своих типов, сопоставляют их со стандартизованным портретом. При обсуждении результатов подросток получает удовольствие от узнавания в себе и в других характерных черт соционического типа. Особенно приводит в восторг портретное сходство.

Организуя учебную деятельность с учетом особенностей соционических типом и использованием реализации оптимальных способов для их реализации можно добиться от учащихся положительного результата, создавая тем самым ситуацию успеха.

Ситуация успеха особенно важна в работе с теми учащимися, поведение которых осложнено целым рядом внешних и внутренних причин, когда требуется снять у них излишнюю агрессию, преодолеть изолированность или пассивность. Переживания, возникающие при достижении успеха, а также работа в бесконфликтных или малоконфликтных микрогруппах создают благоприятный эмоциональный фон сопровождения учебного процесса, определяют темпы, направленность деятельности и усиливают социальную активность.

Знание соционической структуры учебной группы помогает педагогу еще в одном отношении. При формировании группы по принципу будущей профессиональной ориентации достаточно часто возникает вариант в соционическом смысле внутренне конфликтный, дисгармоничный (похожая ситуация может возникнуть в любом классе общеобразовательной школы или инновационного заведения). Такие группы, как правило, недисциплинированны, трудно организовываются. Знание соционического состава группы позволяет успешнее манипулировать видами учебной деятельности как в отношении отдельного ученика, так и целой группы. Как правило, учителю приходится работать с группами, где присутствуют все социотипы. В этом случае учебное занятие на этапах объяснения и закрепления нового материала проводится в разных формах: рассказ, схема-рисунок, наглядные пособия, обсуждение и т.д.

С опорой на соционический тип деятельность ученика направляется

Так, чтобы он имел возможность проявить себя оптимальным образом: с одной стороны, показал себяуспешным, с другой - попробовал себя в непривычной роли, стимулируя собственное саморазвитие.

Таким образом, соционический подход позволяет достичь максимальной результативности при обучении, усиливает мотивацию деятельности учащихся, способствует установлению взаимопонимания учителя с группой в кратчайшие сроки и в целом приводит к повышению успеха в образовательном процессе.

Составление и решение расчетных задач с прикладным содержанием

Современная педагогика располагает значительным арсеналом средств для приобщения школьников к культуре вообще и к материальной культуре, в частности. Однако это богатство выбора зачастую заслоняет дидактические и общекультурные возможности таких традиционных приемов, как решение и составление расчетных задач. Раскроем методологические основы приобщения школьников к материальной культуре, повышения мотивации к учению посредством решения и составления расчетных задач с прикладным текстовым содержанием. Под материальной культурой будем понимать все предметы, созданные человечеством, и трудовые процессы, связанные с изготовлением указанных продуктов.

Согласно программным требованиям на уроках химии школьники учатся решать расчетные задачи. Это способствует усвоению и развитию умений логически мыслить, переносить абстрактные знания в конкретный контекст, работать по алгоритму, систематизировать и классифицировать задачи. Однако вместо практического и математически точного обоснования способов производства, свойств или направлений применения веществ, т.е. прикладной мотивации школьников к изучению некоторой темы, расчетные задачи, как правило, ставят перед учащимися абстрактные вопросы, которые требуют столь же абстрактных ответов. Таким образом, за текстом задачи ученик не видит практического применения и важности выполняемого им задания. Напротив, расчетные задачи с практическим содержанием, имеющие отношение к реальным материальным объектам, интересны и понятны школьникам, поскольку материальная культура сама по себе обладает мотивационной функцией. Понимая важность решаемой задачи для материальной культуры, учащиеся получают качественное мотивационное подкрепление своей учебно-познавательной деятельности.

Методически этот подход можно реализовать при изучении любой темы курса химии. В качестве примера рассмотрим изучение серной кислоты, ее свойств, применения и производства.

На первом уроке учащиеся вспоминают химическую формулу, состав и строение вещества, рассматривают, основываясь на экспериментах, его физические свойства и правила безопасной работы с ним. Здесь в качестве мотивационного приема выступает химический эксперимент.

На следующем уроке для мотивации к изучению серной кислоты, актуализации знаний о химических свойствах кислот, а также для закрепления умений решать задачи ранее изученных типов предлагаем учащимся выбрать и решить одну из практически направленных задач по данной теме, Задачи группируем по их сложности в три раздела: А - тренировочные задачи в одно действие (не оцениваются отметкой); Б - задачи, соответствующие обязательному минимуму содержания образования (оцениваются на «4»); В - задачи более высокого уровня сложности (оцениваются на «5»). Таким образом, любой школьник может выбрать себе задачу по силам. Если учащийся в предусмотренное учителем для этого вида работы время решил две задачи уровня А, то он получит отметку «4»; при успешном выполнении двух задач уровней А и Б - «5».

Приведем тексты задач, разработанных нами для данной темы.

Уровень А

1.Определите массу сульфата цинка - компонента глазных капель, который образуется при растворении гранулы цинка в растворе, содержащем 49 г серной кислоты. Какое вещество должно быть в избытке, чтобы соль оказалась пригодной для приготовления лекарства? На каком свойстве серной кислоты основан этот способ ее применения?

2. Определите массы негашеной извести и концентрированной серной кислоты, необходимых для образования 2,5 кг сульфата кальция - основного компонента гипса. К какому типу относится описанная в задаче реакция?

3. Раствор глауберовой соли (сульфата натрия) давно известен как слабительное средство. В каком массовом соотношении бы получить максимально чистую глауберову соль? Докажите уравнениями реакций, что серная кислота образует два ряда солей: кислые и средние.

Уровень Б

1. Продуктом полного взаимодействия 2 моль серной кислоты и 1 моль ортофосфата кальция является удобрение - простой суперфосфат. Запишите уравнение соответствующей реакции, найдите массу продукта и определите в нем долю полезного компонента в пересчете на оксид фосфора(V). Сделайте вывод об относительной силе серной и фосфорной кислот.

2. Против вредителей сельскохозяйственных культур используют медный купорос - пятиводный кристаллогидрат сульфата меди(П), который может быть получен в лаборатории прямым взаимодействием концентрированной серной кислоты с медью при нагревании. При этой реакции выделяются также вода и сернистый газ. Запишите уравнение реакции, рассмотрите ее как окислительно-восстановительную. Определите мае су медного купороса, который надо растворить в воде, чтобы получить 10 кг (ведро) -16 %-ного раствора сульфата меди(П).

3. Определите массы 49 %-ного раствора серной кислоты и 26 %-ного раствора хлорида бария, которые нужно взять, чтобы по лучить 250 г 45 %-ной суспензии сульфата бария для рентгенографии желудка. Докажите при помощи ионных уравнений, что приведенная реакция может быть качественной на серную кислоту и её соли.

Уровень В

1. Серная кислота чрезвычайно гигроскопична поэтому ее используют в промышленности для осушения газов. Какой объем газов (при н.у.) содержащих до 10 % (по объему) водяных паров, можно пропустить через 98%-ный раствор серной кислоты, если при ржавлении до 55 % серная кислота прекращает поглощать водяные пары?

2. Определите массу 96%-ного раствора серной кислоты, из которой при взаимодействии с гидроксидом натрия должен получиться сульфат натрия в количестве, достаточном для производства бумаги для вашей тетради (18 листов). Считайте, что для получения 1 листа расходуется 0,142 г этой соли.

3. Сульфат алюминия применяется в целлюлозно-бумажной промышленности для проклеивания бумаги. Определите массу этого вещества, потребовавшегося для производства учебника 350 г, для производства 1 т бумаги вашего учебника по химии. Масса требуется 20 кг 49 %-ного раствора серной кислоты, выход сульфата алюминия составляет 80 % от теоретически возможного.

4. Более 1000 лет назад алхимики получали серную кислоту из минерала, который они называли железным камнем. Это семи водный кристаллогидрат сульфата железа (П), при расплавлении которого помимо серной кислоты получаются также вода, оксид серы(1У) и оксид железа (Ш). Какую массу серной кислоты можно получить из 300 г этого минерала, называемого теперь железным купоросом, если он содержит 11 % примесей, а выход серной кислоты составляет 34 % от теоретически возможного?

По результатам решения предложенных задач совместно с учащимися составляем сводную таблицу, В первой графе которой указываем химические свойства серной кислоты, а во второй - соответствующие области применения кислоты или продукта указанной реакции. Возможность использования результата решенной конкретной задачи для составления общей таблицы вызывает у подростков чувство компетентности ощущение успешности деятельности. Работу можно организовать и как групповую. При такой форме организации познавательной деятельности у учащихся возникают дополнительные социальные мотивы: востребованность результатов своего труда, имеют возможность самореализоваться коллективной деятельности, повысить свой авторитет и самооценку.

На следующем уроке обычно проводим закрепление изученного материала. Для этого используем составление учащимися вариативных по содержанию расчетных задач по инструктивной карте, в которой изложены прикладные сведения по изучаемой теме и указан порядок действий по составлению задачи.

Инструктивная карта по составлению

расчетных задач с прикладным содержанием

1. Выберите практически значимый факт, связанный

с изучаемыми веществами или реакциями.

2. Запишите формулу вещества или уравнение реакции. Выберите тип задачи.

3. Согласно выбранному типу задачи укажите в краткой форме числовые данные и вопрос задачи.

4. По краткой записи условия составьте текст задачи с использованием опорных слов для данного типа задачи.

5. Решите задачу, запишите ответ.

Напишите текст задачи синей ручкой на одной стороне дидактической карточки (размером 10 на 15 см), а краткую запись условия, решение и ответ - на другой стороне красной ручкой.

При объяснении порядка составления задачи обращаем внимание учащихся на соответствие типа задачи и выбранного факта прикладного характера, на смысловые слова и словосочетания в формулировке задачи (выделены в тексте инструктивной карты), на правильность подбора числовых данных (в производственных процессах они используют вещества, масса которых выражена в тоннах, а ювелиры работают с веществом массой менее 1 г), на химический закон, который лежит в основе решения данной задачи (закон сохранения массы вещества, закон Авогадро и др.). Учащиеся успешно составившие несколько задач под руководством учителя, начинают затем самостоятельно составлять и решать задачи. Школьники, чьи знания и умения еще не достаточно прочны для такого вида работы, продолжают решать типовые задачи по дидактическим карточкам. При этом они всегда могут проверить себя, повернув карточку обратной стороной, на которой красным цветом написано решение. Эти затруднения легко фиксируются учителем. Такой подход к закреплению учебного материала имеет ряд весомых преимуществ. Во-первых, знание фактов закрепляется в прикладной деятельности творческого характера, разнообразной по содержанию, что не приводит к переутомлению. Во-вторых, у учащихся возникает мотивация к дальнейшей деятельности, поскольку закрепление протекает рамках естественной дифференциации. В-третьих, школьники осознают важность химических производств, необходимость изучения химии для повседневной жизни или той области материальной культуры, с которой они будут связаны профессионально. Таким образом, через приобщение к материальной культуре у учащихся создается мотивация к изучению предмета.

Использование прикладных расчетных задач по химии может стать основой создания учебной проблемы на уроке, способом формирования мотивации к обобщению учебного материала.

В результате применения задач с прикладным содержанием учащиеся более успешно усваивают учебный материал, приобщаются к чтению научно-популярной литературы по химии. Увеличивается число учащихся, имеющих устойчивый интерес к предмету.

Итак, расчетные задачи с прикладным содержанием могут стать основой для приобщения школьников к материальной культуре, создания в их сознании научной картины мира, повышения их творческой активности и качества знаний, снижения утомляемости.

Как подготовить и провести урок в классах гуманитарного профиля

Ведущие тенденции развития современной школы - гуманизация и гуманитаризация образования. Ученые и практики пришли к осознанию необходимости такой организации обучения, которая учитывала бы, прежде всего индивидуальные особенности учащихся. Один из путей решения поставленной проблемы - дифференцированное обучение, которое призвано способствовать развитию задатков и склонностей учащихся, отвечая при этом их интересам и духовным запросам. В результате возникла целая сеть профильных классов, среди которых определенное место занимают и классы гуманитарного профиля.

Несомненно, изучение гуманитарных предметов способствует формированию нравственности, умению видеть и понимать прекрасное, осознанию роли человека в обществе. Естественные науки, и в частности химия, содержат в себе огромный гуманитарный потенциал, включающий мировоззренческую, нравственную, гражданскую и эстетическую составляющие. В связи с этим гуманитаризация школьного курса химии как одно из средств гуманизации образования в целом становится актуальной в общеобразовательной школе и особенно в классах гуманитарного профиля.

Получили распространение три пути осуществления гуманитаризации обучения химии. Первый из них заключается в использовании на уроках множества литературных, исторических и искусствоведческих экскурсов, в связи, с чем на изучение собственно химического содержания остается недостаточное количество времени. Главный недостаток такого подхода - замена, порой не-осознанная, химического материала гуманитарным, в результате чего не реализуются основные цели и задачи химического образования школьников, Второй подход предусматривает необходимость усвоения учащимися- гуманитариями традиционного содержания школьного курса химии с эпизодическим включением гуманитарного материала. В результате этого урок становится лоскутообразным и вовсе не способствует формированию у учащихся интереса к химии.

Третий путь предполагает такое органичное сочетание гуманитарного и химического материала, при котором гуманитарные знания становятся своеобразной пропиткой основного химического содержания. В этом случае возникает вопрос о принципах отбора содержания гуманитаризированного курса химии, который включает инвариантное ядро (основные химические понятия, законы, теории и факты) и вариативную оболочку (гуманитарный компонент). Мы попытались обосновать систему принципов отбора содержания гуманитарного компонента школьного курса химии. При этом были выделены принципы полипредметной интеграции знаний, экологизации, социализации, историзма и методологизации, регионалъности и практической значимости. По нашему мнению, эти принципы взаимосвязаны между собой и связаны с инвариантным ядром содержания курса химии, по отношению к которому образуют вариативную оболочку. Однако выделенные принципы, раскрывая многоаспектность гуманитаризации химического образования школьников, совершенно не определяют границы дозволенного при отборе содержания гуманитарного компонента. Поэтому необходимо было ввести своеобразный информационный «дозомер». Таким критерием стал принцип соответствия инвариантному ядру содержания курса химии и необходимой достаточности гуманитарного

компонента. Что же означают понятия соответствие», «необходимость», «достаточность» в контексте принципов отбора содержания гуманитаризации химического образования? Соответствие в нашем понимании означает соответствие отобранного содержания:

- требованиям действующей программы по химии и гуманизации образования;

- профилю класса или учебного заведения; - возрастным и психологическим особенностям развития школьников;

- отведенному времени согласно учебному плану и программе;

- интересам, склонностям, индивидуальному своеобразию мышления и восприятия учащихся.

Понятие «необходимость», на наш взгляд, означает нижний предел содержания обучения химии, без которого не может быть сформирован понятийно-терминологический аппарат химической науки, а также знания о важнейших фактах, явлениях, химических законах и теориях. Достаточность содержания, по нашему мнению, следует понимать как верхний предел содержания, усвоения которого достаточно для овладения химическим компонентом целостного восприятия научной картины мира. Поскольку содержание - это та «субстанция», на которой «произрастают» методы обучения, возникает проблема отбора эффективных форм и методов обучения химии учащихся гуманитарных классов. На наш взгляд, можно использовать классические формы и методы обучения, но с учетом психофизиологических особенностей учащихся-гуманитариев (целостное эмоционально-чувственное восприятие, наглядно-образное мышление, наглядно-зрительная образная память).

В соответствии с концепцией личностно ориентированного обучения учитель должен создать условия для проявления познавательной активности учеников. Для этого необходимо организовать такую деятельность учащихся-гуманитариев, которая способствовала бы пониманию ими значимости изучаемого химического материала и его осознанному усвоению.

Итак, возникает вопрос о том, как подготовить урок химии для учащихся гуманитарных классов. На наш взгляд, подготовка такого урока включает несколько этапов.

1. Анализ химического содержания урока и выявление его целей.

2. Отбор содержания гуманитарного компонента и соотнесение его с химическим содержанием урока согласно принципу соответствия инвариантному ядру содержания курса химии и необходимой достаточности гуманитарного компонента.

3. Определение логической последовательности изложения содержания урока в целом.

4. Отбор форм, методов и средств обучения химии с учетом психофизиологических особенностей учащихся-гуманитариев.

5. Детальная разработка основных структурных звеньев урока. Написание конспекта. Большинство учителей химии работающих в гуманитарных классах, считают, что для учащихся-гуманитариев необходимо проводить уроки-путешествия, уроки-конкурсы, уроки-панорамы, уроки-диспуты, уроки-спектакли, ролевые игры и др. Однако провести каждый урок таким образом практически невозможно.

Изучение круговорота веществ в школьном курсе химии

химия соционический круговорот вещество

Круговорот веществ в природе - важнейшее экологическое понятие, отражающее природную закономерность распределения и превращения веществ в биосфере. С помощью этого понятия формируются представления о циклических процессах в природе, механизмах их протекания и значимости для существования жизни на Земле. В условиях экологического кризиса внимание к природным круговоротам веществ особенно велико, поскольку от изменений в них завиcит будущее человечества. Школьный курс химии содержит некоторые сведения о круговоротах воды, кислорода, углерода и азота, но они не затрагивают проблемы нарушения этих природных циклов (причин и последствий) и не позволяют рассматривать круговороты веществ во взаимосвязи, что необходимо для понимания роли антропогенного фактора в биосфере и путей сохранения ее целостности.

Учебный материал о круговоротах веществ желательно дополнить информацией о круговоротах фосфора и серы как примерах легко нарушаемых осадочных циклов.

На материале о круговоротах веществ можно изучать и химию элементов (распределение элементов в различных компонентах природы, химические формулы и классы соединений, превращение веществ, условия протекания реакций, применение веществ).

Ознакомление учащихся с круговоротами веществ можно осуществлять как при изучении соответствующих тем курса химии, так и на специально выделенных уроках-семинарах или используя тематический модуль.

Приведем пример модуля "Круговороты веществ в природе", который можно использовать в IX классе на заключительных уроках при обобщении знаний.

План модуля:

1. Понятие о глобальном круговороте веществ.

2. Основные круговороты биогенных элементов в природе, их взаимное влияние, причины и последствия их нарушения. 3. Химический эксперимент, иллюстрирующий круговорот вещества в природе на примере любого биогенного элемента.

4. Самостоятельная работа учащихся,

5. Контролирующие задания.

Изучение круговоротов веществ начинается с рассмотрения схемы биогеохимического цикла в сочетании с упрощенной схемой потока энергии (схема 1).

Внимание учащихся обращают на тот факт, что вещества вовлечены в круговорот, а энергетический поток однонаправлен: от растений преобразующих энергию солнца в энергию химических связей, к животным, использующим эту энергию, и далее к организмам, разрушающим органические вещества.

Схема 1 - Поток энергии и круговорот биогеннных элементов в биосфере

Отмечают, что однонаправленный поток энергии приводит, в движение круговорот веществ. Каждый химический элемент, совершая круговорот в экосистеме, следует своим путем и попеременно переходит из органической формы в неорганическую и наоборот.

При оценке влияния деятельности человека на биогеохимические циклы в первую очередь сравнивают объемы резервных фондов элементов питания. Как правило изменениям подвержены малообъемные фонды. В этой связи дополнительно вводят понятия о резервном (недоступном) и обменном (доступном) фондах, между которыми существует постоянный медленный обмен (например, выветривание горных пород, эрозия почвы).

Выделяют два типа круговоротов веществ: 1) относительно совершенные и 2) менее совершенные. К первому типу относят круговороты газообразных веществ (О₂, СО₂, N₂). Эти циклы легко восстанавливаются за счет механизма саморегуляции (благодаря наличию крупных атмосферных или океанических фондов они быстро восполняют потери веществ). Ко второму типу относят осадочные циклы (круговороты серы, фосфора, железа). Они легко нарушаются и с трудом восстанавливаются, потому что основная масса вещества сосредоточена в относительно малоактивном и малоподвижном фонде в земной коре. Антропогенное влияние на круговороты заключается в том, что человек, используя в своей деятельности почти все имеющиеся в(пестициды, ионы тяжелых металлов, удобрения, нефтепродукты, детергенты и т. п.), ускоряет движение многих веществ и тем которые могут вызвать экологические бедствия.

Таким образом, круговороты веществ выходят из равновесия в том случае, если химические элементы либо накапливаются в экосистеме, либо удаляются из нее. Поэтому природоохранные мероприятия должны способствовать возвращению веществ в их круговороты.

Важнейший круговорот - гидрологический цикл, так как вместе с водой движутся практически все вещества в биосфере. Если человек научится восстанавливать и поддерживать круговорот воды, то возможно будет взять под контроль и основные биогенные элементы.

К причинам, нарушающим гидрологический цикл, можно отнести следующие: покрытие большой части поверхности суши непроницаемыми для воды материалами, создание на реках водохранилищ, сооружение оросительных систем на полях, вырубку лесов, уплотнение пахотного слоя и т.д. Все это приводит к увеличению стока и сокращению запаса грунтовых вод - важного резервного фонда воды. Во многих регионах около половины воды для бытовых нужд и большую часть воды для орошения и промышленных нужд берут из водоносных пластов, поэтому человеку в скором времени грозит водный голод. Кроме того, с водой мигрируют загрязнители природной среды (пестициды, ионы тяжелых металлов, удобрения, нефтепродукты, детергенты и т.п.), которые могут вызвать экологические бедствия.

При обсуждении круговорота кислорода различают пути, связанные с химическим включением кислорода в органические соединения, и пути, связанные с передвижением воды.

Круговорот кислорода относительно прост, но вместе с тем он обладает и всеми основными чертами, присущими круговоротам биогенных элементов в экосистеме. Кислород содержится в атмосфере в газообразном состоянии - в виде молекул О₂ и в виде оксида углерода (IV); в воде кислород содержится в растворенном виде, но, кроме того, он входит и в состав воды. В литосфере кислород встречается в виде оксидов и солей. Самый большой резервный фонд кислорода (свыше 90 %) - карбонат кальция осадочных пород, однако экосистема не имеет непосредственного доступа к нему.

Поступление кислорода в атмосферу происходит при фотосинтезе и в результате некоторых абиогенных процессов. При фотосинтезе на каждый атом фиксированного углерода высвобождаются два атома кислорода: один - из оксида углерода (IV),другой - из воды. Молекула кислорода, потребляемая при дыхании, расходуется на образование тех же веществ.

К абиогенным процессам относят фотолиз и радиолиз воды, а также фотодиссоциацию С0₂. Фотолиз воды, образуются свободные 0₂ и Н₂, происходит под действием ультрафиолетового излучения в верхних слоях атмосферы (на высоте 70-80 км). В результате фотодиссоциации СО₂ (на высоте 115 км) высвобождается атомарный кислород; этот процесс дает ничтожно малое количество О₂.

В подземных водах при наличии в них, например, радия происходит радиолиз воды. Образующийся при этом озон сразу же расходуется на окисление рассеянных в воде органических веществ.

Масштабы абиогенного образования свободного кислорода на Земле мало изменились с прошлых веков, тогда как его фотосинтетическая генерация упала значительно (более чем на 30%). Причины этого - антропогенное воздействие: загрязнение Мирового океана, уничтожение наземной и водной растительности. Однако ресурсы атмосферного кислорода столь велики, что чрезмерное его расходование не представляет в настоящее время экологической опасности. Опасно появление в воздухе техногенных примесей, в значительной степени влияющих на круговороты других биогенных элементов.

Круговорот углерода (СО₂) - такой же важный цикл для биосферы, как и круговороты воды и кислорода.

В круговороте углерода атмосферный фонд очень невелик по сравнению с запасами углерода в океанах, в ископаемом топливе и др. Полагают, что до наступления индустриальной эры потоки углерода между атмосферой, материками и океаном были сбалансированы, но в последние сто лет содержание СО₂ в атмосфере постепенно растет в результате новых антропогенных постуллений. Основным источником этих поступлений считают сжигание горючих ископаемых, интенсивное развитие сельского хозяйства и уничтожение лесов.

Перед учащимися может возникнуть проблема: каким образом сельское хозяйство связано с увеличением содержания СО₂ в атмосфере, если известно, что зеленые растения в процессе жизнедеятельности фиксируют этот газ? В ходе обсуждения, привлекая знания по биологии, учащиеся могут прийти к выводу, что фиксация СО₂ сельскохозяйственными культурами (многие из которых активны лишь часть года) не компенсирует количество СО₂, высвобождающегося из почвы, особенно при ее частой вспашке.

Вторая проблема может возникнуть при обсуждении причин и последствий увеличения СО₂ в атмосфере в результате сжигания горючих ископаемых, поскольку известно, фотосинтезирующий "зеленый пояс" Земли и карбонатная система моря поддерживают постоянный уровень содержания СО₂ в атмосфере (образование СО₂ компенсируется потреблением его растениями, а также превращением в карбонаты). Каковы же причины и последствия нарушения этого равновесия?

Можно указать четыре причины: 1) стремительное возрастание потребления горючих ископаемых; 2) уменьшение поглотительной способности "зеленого пояса"; 3) загрязнение поверхности Мирового океана; 4) загрязнение атмосферы. Что же касается последствий, то это парниковый эффект. Если в атмосфере установится равновесие между углекислый газом, не пропускающим в космос излучаемое поверхностью Земли тепло, и количеством пыли, отражающей поступающие на Землю лучи, то любое значительное изменение в тепловом балансе повлияет на климат планеты.

В качестве дополнительной информации могут быть представлены сведения об оксиде углерода (II) и метане, содержащихся в атмосфере в небольших количествах. Оксид углерода (II) попадает в атмосферу как в результате естественного разложения, так ипри неполном сгорании горючих ископаемых, с выхлопными газами. Оксид углерода (II) - смертельный яд для человека - в глобальном масштабе не представляет опасности, но в городах, в которых застаивается, повышение концентрации этого газа в атмосфере становится угрожающим. Естественная его концентрация в атмосфере примерно 0,1 часть на миллион, а в городах с интенсивным автомобильным движением - до 100 частей на миллион.

Метан поддерживает стабильность озонового слоя в верхних слоях атмосферы и служит единственным источником углерода для метанокисляющих бактерий, которые трансформируют его в сложные органические соединения. Производство одна из важнейших функций водно-болотистых угодий и мелководных морей, поэтому так важно защитить их от загрязнения и уничтожения.

Круговорот азота - пример очень сложного, относительно совершенного круговорота газообразных веществ. Его целесообразно рассматривать в сравнении с круговоротом углерода, так как в этом случае появляется возможность продемонстрировать, насколько могут быть различны и сложны пути движения биогенных элементов в биосфере, насколько и чем они сбалансированы и как важно, чтобы человек не нарушал эволюцию сложившееся равновесие.

Если круговорот углерода (равно как и кислорода) обеспечивается процессами фотосинтеза и дыхания, то в круговорот азота (также фосфора и серы) включаются микроорганизмы со специализированными функциями. Другие отличия состоят в том, что большинство организмов не могут ассимилировать атмосферный азот; азот не принимает непосредственного участия в высвобождении химической энергии при дыхании; главная его роль сводится к тому, что он входит в состав белков и нуклеиновых кислот, которые создают структуру биологических систем и регулируют их функционирование; большая часть биохимических превращений (разложение азотсодержащих соединений) происходит в почве, где доступность азота растениям облегчается растворимостью его неорганических соединение. Рассмотрим этапы превращения азота в биогеохимическом цикле.

1. Фиксация атмосферного азота:

_{фермент}

N₂+3H₂2NH₃,

В фиксации азота участвуют аэотфиксирующие бактерии -Azotobacter.

На этом этапе прослеживается зависимость круговорота азота от круговорота углерода и фосфора. Необходимые для фиксации молекулярного азота атомы водорода и энергия (в виде электронов) поставляются пировиноградной кислотой, которая образуется при распаде углеводов, синтезированных в процессе фотосинтеза. Молекула АТФ, также служащая энергетической основой процесса, - одна из органических форм соединений фосфора.

2. Ассимиляция - переход азота аммиака в органическую форму:

_{фермент}

NH₃NH₂^-_.

3. Аммонификация - распад органических азотсодержащих соединений:

_{фермент}

NH₂^-NH₃;

NH₃+НОН NH₄⁺+ОН^-.