Исследовательская деятельность учащихся в рамках элективного курса как способ развития познавательной самостоятельности учащихся
творческая работа учащегося по химии (11 класс) по теме

Исследовательская деятельность учащихся  в рамках элективного курса  как способ развития познавательной самостоятельности учащихся.

                                                                         Ворвались в моду инновации…

                                                                         Что ж… будем, будем применять!

                                                                         Да так, чтобы снискать овации,

                                                                         Что личным опытом могло бы стать!

Созданный мною элективный курс «Начала исследовательской химии» ориентирован на удовлетворение любознательности и развитие исследовательских навыков учащихся 10-11 классов и рассчитан на 34 часа в год (всего 68 часов за два года обучения).

Дополняя и развивая школьный базовый компонент, курс является информационной поддержкой для старшеклассников, открывает широкие возможности для химического эксперимента.

В современном образовательном процессе всё отчётливее проявляется возрастающая роль исследовательского метода в обучении - он позволяет значительно эффективнее решать задачи развития творческих способностей учащихся, укрепления интереса к предмету.

Навыки исследовательского подхода  к выполнению проблемных ситуаций не только оказывают учителю методическую помощь в организации целенаправленной работы учащихся по усвоению элементарных приёмов работы в химической лаборатории, но и помогают учащимся овладевать доступными для них методами исследования химических веществ и процессов. Известный российский психолог С. Л. Рубинштейн писал, что мышление – это, по существу, познание, приводящее к решению встающих перед человеком проблем или задач. Если обучаемый обнаруживает,  что имеющихся  у него знаний недостаточно для достижения поставленной цели или объяснения явления, то у него появляется стремление к пониманию чего-либо,  поиску путей выхода из ситуации.  

Процесс решения задач обеспечивает закрепление теоретических знаний, учит творчески применять их в новой ситуации. Решение сложных и нестандартных задач способствует самореализации учащегося.

Содержание данного курса имеет интегрированный характер. Оно основано на расширении химических знаний и практических навыков учащихся с привлечением

адаптированных для ученика фундаментальных теоретических основ других предметов: биологии, экологии, математики, физики. Деятельность учащихся направлена на

исследование таких важных для жизни человека объектов, как гидросфера, атмосфера, литосфера,  продукты питания и др. Широкий спектр рассматриваемых в курсе вопросов позволяет рассматривать курс как основу для выстраивания индивидуального маршрута исследований учащихся, целью которых является расширение знаний в области химии,

в том числе экологической, обогащения практических навыков и расширения научного кругозора.

 Содержание курса ориентировано на практику, которой предшествуют теоретические основы данной проблемы и имеет региональную направленность, что делает его личностно значимым для каждого ученика.

Цели курса

- формирование понимания тесного единства и взаимосвязанности различных сфер окружающего мира с выработкой активной жизненной позиции в природоохранных вопросах

- получение информации об окружающей среде через создание нестандартных ситуаций исследования, активизирующих познавательную деятельность учащихся и  развивающих интеллектуальные и творческие способности в процессе поиска решения поставленной проблемы

                Задачи курса

- сформировать умение ставить перед собой проблему, сравнивать и выбирать информационный материал

- научиться переводить знания, умения и навыки, полученные при изучении предметов на уровень исследовательской деятельности

- обучить учащихся осознавать смысл и результат знаний, добытых исследовательским путём

- расширить кругозор учащихся через решение задач, устанавливающих связь химии с другими науками, особенно экологией, биологией, математикой

- научиться оценивать свои действия в процессе решения задачи и выбирать рациональные способы решения

- сформировать практические умения и навыки работы с лабораторным оборудованием  и реактивами как средства расширения политехнического кругозора

- обучить учащихся алгоритмам выполнения, написания и защиты исследовательской работы

Структура курса

1.  Теоретический блок (лекции, семинары).

2.  Исследовательский блок (экспериментальный).

3.  Блок решения расчётных задач с элементами экологического и производственного содержания.

4.  Защита и представление исследовательских работ.

5.  Аналитический блок (анализ деятельности, анкетирование).

                                                           Формы   занятий

Содержание курса предполагает использование разнообразных форм занятий: лекции, семинары, лабораторные работы, самостоятельная исследовательская деятельность учащихся, выполнение групповых проектов, самостоятельная работа с литературными источниками, Интернет-ресурсами, практикумы по решению задач.

Средства обучения

а) учебно-материальные: химические реактивы, материальные принадлежности для химических опытов, компьютер, проектор, книги, ТСО;

б) дидактико - методические: химический язык, химический эксперимент, дидактический материал;

в) психолого-педагогические: познавательные задания (вопросы, тесты, алгоритмы), проблемные ситуации.

Ожидаемый результат

По окончании курса учащиеся должны знать:

-особую роль химии в борьбе с экологическим невежеством общества

-особенности структуры, содержания и проведения исследовательских работ

- особенности биохимических процессов, происходящих в организме человека и окружающей среде

 По окончании курса учащиеся должны уметь:

-самостоятельно работать с источниками информации (литературные источники, Интернет-ресурсы и т. д.)

- пользоваться лабораторным оборудованием для проведения опытов

  - наблюдать,  описывать результаты наблюдений, делать самостоятельные  выводы,  

    сравнивать,  анализировать.

-решать задачи различных типов.

Виды итогового контроля

    Отчёт-конференция исследовательских работ, конкурс по числу решённых задач, составление сборников авторских задач, зачёт по решению задач.

Методические рекомендации

При выполнении учащимися исследований необходимо предоставлять возможность не только высказать предполагаемое решение предложенных проблем, но и давать возможность защитить или опровергнуть его в практических условиях. Роль педагога должна быть сведена к тактичной и грамотной коррекции деятельности, а не жёсткому контролю.

Методической основой решения задач является единство качественной и количественной сторон химических явлений, поэтому в процессе решения задачи очень важно обосновать химическую часть, а затем выполнять вычисления.

Содержание курса

10 класс

Введение (3 ч.).

Исследование. Процесс исследования: принципы, методы. Психологические основы поисковой деятельности. Работа с литературными источниками: методы, принципы. Объект исследования. Технология исследовательской деятельности. Требования к оформлению   исследовательской  работы. Этапы исследовательской деятельности. Химия и среда обитания. Ноосфера. Мониторинг состояния окружающей среды. Система  «Производство - окружающая среда». Региональные проблемы окружающей среды. Современные подходы к созданию малоотходных и ресурсосберегающих технологий.

            Загрязнители и их источники (2 ч.)

 Понятие о загрязнении окружающей среды. Классификация загрязнителей. Объекты загрязнения. Экологическое нормирование качества окружающей среды. Стандарты качества окружающей среды (ПДК, ПДВ). Основные источники загрязнения региона. Принцип биологического накопления. Виды и методы очистки.

Химия гидросферы (7 ч.).

Распределение воды на Земле. Водные ресурсы. Водопользование. Значение воды в жизни человека. Дистиллированная вода. Тяжёлая вода. Понятие гидрологического цикла. Источники загрязнения воды. Методы борьбы с загрязнениями  воды. Кислотные осадки.  Экскурсия на районные очистные сооружения.  Отбор проб воды из разных источников - водных объектов региона. Определение  pH при помощи универсальной индикаторной бумаги. Определение качественного ионного состава отобранных проб воды. Определение карбонатной жёсткости проб воды, взятых из разных источников. Растворы. Растворитель. Концентрации растворов. Способы нахождения концентрации растворов.

Экологическая химия атмосферы (7 ч.).

Строение, состав и изменения атмосферы. Озон. Кислород. Углекислый газ.    «Парниковый эффект», «Озонная дыра». Техногенное загрязнение атмосферы.

Фотохимический смог. Влияние состояния атмосферы на здоровье человека. Кислотные дожди. «Имитация образования кислотных дождей»  действием кислот на скорлупу яиц.

Экологический мониторинг воздуха.

Проблемы техногенного загрязнения атмосферы региона. Динамика изменения состава воздуха в помещении школы в течение дня. Вывод формул вещества по продуктам их сгорания.  Коррозия. Факторы коррозии. Изучение процесса коррозии железа при его контакте с  цинком и оловом.

Почва (6 ч.).

 Почвенные ресурсы, их использование и охрана. Разрушение почвы (эрозия, засоление, заболачивание). Состав почвы. Кислотность почвы. Экологический мониторинг почвы: определение механического состава, физических свойств, влагоёмкости. Определение pH почвы. Параметры почвы. Удобрения, их виды. Химические средства защиты растений. Основные направления  и проблемы химиизации и экологизации сельского хозяйства региона. Качественное обнаружение катионов и анионов в почвенной вытяжке разных проб почвы. Вычисление массовой доли элемента в веществе, нахождение доли практического выхода продукта от теоретически возможного.

Экология пищевых продуктов (6 ч.).

 Гигиенические аспекты загрязнения пищевых продуктов чужеродными веществами и меры их профилактики. Основные химические  вещества пищи. Белки. Жиры. Углеводы. Определение содержания белков в продуктах питания. Металлы, их влияние на организм человека. Определение катионов металлов в продуктах питания. Пищевые добавки, их виды. Влияние пищевых добавок на организм человека. Определение пищевых добавок в продуктах питания местного производства. Отравления, их виды, признаки. Получение древесного угля, изучение его адсорбционной способности. Определение карбоната и гидрокарбоната натрия в питьевой соде.

Заключение (3 ч.).

Психологические основы и специфика  выступления - защиты исследовательской

работы. Защита исследовательских работ. Анкетирование учащихся.

11 класс

Химическая промышленность и окружающая среда (5 ч.).

Основные химические производства. Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая  промышленности. Нефть. Очистка воды от нефтяных загрязнений. Глобальные нефтяные катастрофы.  Экологизация химического производства. Решение задач на газовые законы  (уравнение Менделеева – Клапейрона).

Эколого-химические аспекты энергетики (6 ч.).

Понятие ресурсов. Виды ресурсов. Топливно-энергетические ресурсы.  Загрязнение среды при добыче, транспортировке, хранении и переработке топливного сырья. Пути экологизации  теплоэнергетики. Автомобильный транспорт и экологические проблемы. Выхлопные газы. Практическое определение уровня загрязнённости автомобильным  транспортом окружающего воздуха регионального поселения. Решение задач на смеси по теме «Углеводороды».

Неметаллы и их содержание в окружающей среде (5 ч.).

Понятие неметаллов, их признаки. Соединения серы, углерода, азота, фосфора. Их влияние на живые организмы. Свойства солей аммония. Образование солей угольной кислоты. Решение экспериментальных задач на определение pH растворов солей. Гидролиз.  Решение задач по теме «Гидролиз».

Металлы и окружающая среда (6 ч.).

Металлы - биогены, их роль в живых организмах.  Тяжёлые металлы и здоровье человека. Отравление тяжёлыми металлами. Их влияние на жизнедеятельность растений, животных, человека. Коррозия металлов – причина и следствие загрязнения окружающей среды. Определение содержания железа в мягком железе. Решение задач по теме «Электролиз».

Химические вещества в строительстве (7 ч.).

 Строительные материалы. Региональные строительные производства. Красный жжёный и силикатный кирпич. Гипсокартон. Древесина. Связующие материалы. Стекло. Керамика. Гончарное ремесло. Глины. Стекло. Его свойства и применение. Виды декоративной обработки изделий из стекла. Получение растворимых силикатов. Изучение их свойств.  Изучение влияния различных факторов на скорость химических реакций. Решение задач на смещение химического  равновесия.

Радиактивность (1 ч.).

 Радиактивность как загрязняющий  фактор. Природа и источники радиации.  Влияние радиационного уровня на жизнь и здоровье человека. Определение уровня радиации пищевых продуктов.

Заключение (4 ч.).

 Принципы и правила охраны природы. Экологические проблемы России.

Вклад каждого в дело охраны природы. Представление и защита исследовательских работ. Анкетирование.