Работа по выявлению и развитию способностей учащихся
опыты и эксперименты по химии

Химия

Тема опыта: «Развитие исследовательских умений учащихся посредством создания системы заданий на уроках химии и внеурочной деятельности»

Автор опыта: Карнышева АМ, учитель химии МАОУ «Оймурская СОШ»

РАЗДЕЛ I

ИНФОРМАЦИЯ ОБ ОПЫТЕ

1.1. Условия возникновения и становления опыта

Реализация национального проекта «Образование» и национальной образовательной инициативы «Наша новая школа», а также внедрение стандартов нового поколения неизбежно привели к активному преобразованию всей системы общего образования Российской Федерации [20,21,22].

Существенное изменение взглядов на ценности современного образования потребовало создания нового образовательного продукта, основой которого становится деятельностный подход. Сущность этого подхода заключается не в информированности обучающегося, не в усвоении и репродукции учебного материала, а в  самостоятельном мотивированном поиске информации, ее интерпретации, обработке и анализе с целью получения нового знания, т.е., в исследовательской деятельности. Введение в педагогические технологии элементов исследовательской деятельности учащихся позволяет педагогу не столько учить, сколько помогать ребенку учиться, направлять его познавательную деятельность [8].

Содержание учебного предмета «Химия» позволяет развивать необходимые для научно – исследовательской деятельности умения обучающихся, содействует полноте раскрытия  их исследовательских способностей.

Автор опыта работает учителем химии  в МАОУ Оймурская СОШ. Формированию и апробации данного опыта способствовало расширение содержания учебного процесса, а также совершенствование материально – технической базы кабинета химии. Большое внимание стало уделяться вовлечению учащихся  в исследовательскую деятельность. Перед педагогом встала  проблема выбора форм,  приемов и методов развития умений исследовательской деятельности.

Основная нагрузка в формировании исследовательских умений и навыков на уроках химии ложится на лабораторный практикум, который является сочетанием экспериментальной задачи и теоретической работы. Педагогом  было замечено, что большинство учащихся испытывают сложности при формулировании целей и задач, лежащих в основе химического эксперимента, при построении плана эксперимента, а также в анализе полученных результатов. 

В 2020-2024 учебном году для проведения диагностики были определены классы: 8-9

 Для успешного формирования исследовательских умений и  осуществления учебно-исследовательской деятельности требуется специфическое личностное образование, которое определяется комплексом таких относительно автономных составляющих, как поисковая активность, дивергентное и конвергентное мышление. Для диагностики исходного уровня и динамики развития исследовательских умений обучающихся использовался  комплекс методик: стандартные методы измерения  дивергентного и  конвергентного  мышления, опросник для педагогов по оцениванию  уровня сформированности исследовательских умений и поисковой активности детей среднего и старшего школьного возраста; наблюдение за  проявлениями исследовательского поведения в разных условиях [26]. 

Уровень дивергентного мышления определялся с помощью теста креативности Е.П.Торранса «Варианты употребления предметов» и по методике, описанной Ильиным Е.П.  Уровень конвергентной продуктивности  оценивался с помощью классических тестов интеллекта – матрицы Равена (Приложение 1).

Уровень поисковой активности отслеживался с помощью карт наблюдения, которые были составлены на базе методики, предложенной Л.И. Савенковым для учащихся начальных классов. Для экспертизы сформированности исследовательских умений использовалась карта наблюдения «Экспертная оценка исследовательских умений» (Приложение 1).

В результате анкетирования было установлено, что высокий уровень дивергентного, конвергентного мышления и исследовательских способностей наблюдается в среднем   у 37% учащихся, средний – у 32%, низкий  - у 30% учащихся.

        Результаты диагностики позволили определить основные направления работы по формированию исследовательских умений школьников, а также корректировать ее с учетом индивидуальных особенностей конкретных учащихся.

1.2. Актуальность опыта

        Целью современного образования является, в первую очередь, развитие свойств  личности,  необходимых  человеку  для  осуществления социально-значимой  деятельности.  

В Федеральном государственном образовательном стандарте приоритетом названо формирование универсальных учебных действий. Компетентностный подход выдвигает на первое место не информированность ученика, а умение решать проблемы, возникающие в реальных жизненных ситуациях. В связи с этим актуальным становится развитие исследовательских умений учащихся [22].

Ожидаемыми  результатами образования  в соответствии с «портретом выпускника школы», который приведен в образовательной программе основного общего и среднего общего образования, является выпускник, обладающий следующими личностными характеристиками:

• креативный и критически мыслящий, активно и целенаправленно познающий мир, осознающий ценность образования и науки, труда и творчества для человека и общества;
• владеющий основами научных методов познания окружающего мира;
• мотивированный на творчество и инновационную деятельность;
• готовый  к  сотрудничеству,  способный  осуществлять учебно-исследовательскую, проектную и информационно-познавательную деятельность.

Успешность человека в обществе во многом определяется способностью грамотно планировать, предсказывать результаты и находить эффективные средства проверки правильности и значимости своей деятельности и, безусловно, способностью качественно осуществлять, внедрять результаты и анализировать последствия этой деятельности. Все вышеперечисленные действия в точности соответствуют логике проведения любого исследования [13]. С этим видом деятельности человек  сталкивается ещё в школе, поэтому  необходимость формирования и развития исследовательских способностей учащихся является одной из первостепенных задач современного образования.

        Одним из возможных способов решения данной задачи  является такая организация деятельности учащегося на уроках и во внеурочное время, которая способствует развитию исследовательских умений и навыков.

        Таким образом, обнаруживается противоречие между потребностью общества и школы в личности, способной  осуществлять учебно-исследовательскую, проектную и информационно-познавательную деятельность и недостаточной сформированностью исследовательских умений у выпускников общеобразовательных учреждений; между учебными целями, поставленными школьной программой и недостаточной мотивацией школьников к процессу обучения.

1.3. Ведущая педагогическая идея опыта

Ведущая педагогическая идея заключается в развитии исследовательских умений у учащихся посредством создания системы заданий и использовании ее на уроках химии и во внеурочной деятельности.

1.4. Длительность работы над опытом

Работа над опытом охватывает период с 2020 по 2024 годы  (с 8 по 11 класс)  и включает в себя  несколько этапов:

I этап- 2020-2021 учебный год: определение методических и теоретических аспектов исследования, диагностирование, обнаружение противоречий, определение  целей, постановка задач, выбор методов и средств их решения;

II этап – 2021-2022 учебный год: внедрение в программу обучения  практических занятий, корректировка приёмов и  методов достижения целей;

III этап –2023-2024 учебный год: становление опыта, подведение итогов, обработка и обобщение полученных диагностических данных, выявление  результативности.

1.5. Диапазон опыта

Диапазон опыта охватывает систему уроков  химии в 8-11 классах  общеобразовательного уровня с возможным межпредметным использованием представленного дидактического материала  во внеурочной деятельности, учебных  практиках и дополнительном образовании.

1.6. Теоретическая база опыта

Научный и организационный вклад в разработку проблем исследовательской деятельности образовательного процесса внесли Ю.К. Бабанский, М.И. Махмутов, Г.И. Щукина, Г.И. Прокофьев. В настоящий момент существуют различные подходы к определению видов исследовательской деятельности, к которым относят поисковую, экспериментальную, междисциплинарную, проектную, техническую, творческую  и другие виды, осуществляемые как на уроках, так и во внеурочное время [9].

Необходимость развития исследовательских способностей учащихся признавалась многими известными педагогами прошлого. Значимость процесса исследования неоднократно подчеркивали в своих работах Я. А. Коменский, Ж. Ж. Руссо, И. Г. Песталоцци, А. Дистервег [12].  

Одним из первых сторонников метода открытия или исследования как основы обучения детей является Я. Коменский. Научный метод познания (фактически то же, что и метод исследования или открытия) рассматривался Дж. Дьюи в  качестве связующего принципа обучения в школе, страдающей многопредметностью, неупорядоченностью и репродуктивностью. Причины и особенности проявления  исследовательской активности изучались такими учёными, как Д. Берлайн, А. В. Брушлинский, П. Я. Гальперин, Л. И. Кругликов, В. Т. Кудрявцев, И. Я. Лернер, А. Н. Поддьяков, К. Хатт, Б. Финк, А. Крапп и др. [15]. Теоретические  основы  и экспериментальные  методы  диагностики исследовательских  способностей  разрабатывали  А.И. Савенков,  А.Н. Поддьяков, Е.М.  Раздульева, М.Н. Жафярова, Т.А. Егорова, С.Ю. Белоус, А.Г. Колинец [18].

Учебно-исследовательская деятельность учащихся – процесс совместной деятельности учащегося и педагога по выявлению сущности изучаемых явлений и процессов, по открытию, систематизации новых знаний, поиску закономерностей [19].

Для успешного осуществления учебной деятельности человеку требуются специальные исследовательские умения, к которым относятся:

умение оперативно находить информацию, используя различные источники; умение наблюдать, моделировать реальные ситуации и проводить виртуальные эксперименты (получение информации);

умение определять и классифицировать понятия;

умение видеть различные подходы к решению проблемы, анализировать имеющийся материал, делать выводы и умозаключения (обработка информации);

умение структурировать материал и представлять его в удобном виде, готовить и оформлять тексты собственных докладов;

умение интерпретировать результаты, защищать идеи и выводы своих исследовательских работ (представление информации) [19].

Исследовательские умения рассматриваются как сложные умения, состоящие из трёх основных компонентов: мотивационного, который формируется под воздействием целей новой деятельности; содержательного, включающего систему знаний об исследовательской деятельности и операционного, включающего уже имеющуюся у человека систему умений и навыков.  

Формирование и развитие исследовательских умений напрямую зависит от того, насколько сформированы элементарные умения и навыки, составляющие операционный компонент данного исследовательского умения, а также от того, насколько сформированы у учащихся исследовательские знания, используемые в умении оперировать исследовательскими терминами и понятиями [12].

В психолого-педагогической  литературе  ведется  многолетняя дискуссия, касающаяся вопросов определения и классификации понятий «умение» и «навык». Существует точка зрения, что умение - более высокая психологическая категория, чем навыки. Педагоги-практики придерживаются обратной точки зрения.  Умение и навык есть способность совершать то или иное действие. Различаются они по степени (уровню) овладения данным действием.

Умение - это способность к действию, не достигшему наивысшего уровня сформированности, совершаемому полностью сознательно.

Навык - это способность к действию, достигшему наивысшего уровня сформированности, совершаемому автоматизировано, без осознания промежуточных шагов.

 Умение - это промежуточный этап овладения новым способом действия, основанный на каком-либо правиле (знании) и соответствующий правильному использованию знания в процессе решения определенного класса задач, но еще не достигший уровня навыка [24].

Умение обычно соотносят с уровнем, выражающимся на начальном этапе в форме усвоенного знания (правила, определения и т.п.), которое понято учащимися и может быть произвольно воспроизведено. В последующем процессе практического использования этого знания оно приобретает некоторые операциональные характеристики, выступая в форме правильно выполняемого действия, регулируемого этим правилом. В случае каких-либо возникающих трудностей учащийся обращается к правилу с целью контроля за выполняемым действием или при работе над допущенными ошибками.

 Навыки - это автоматизированные компоненты сознательного действия человека, которые вырабатываются в процессе его выполнения. Навык возникает как сознательно автоматизируемое действие и затем функционирует как автоматизированный способ его выполнения. То, что данное действие стало навыком, означает, что ученик в результате упражнения приобрел возможность осуществлять данную операцию, не делая ее выполнение своей сознательной целью.

 Это значит, что когда мы формируем в процессе обучения у ученика способность совершать какое-то действие, то сначала он выполняет это действие развернуто, фиксируя в сознании каждый шаг совершаемого действия, т.е. способность выполнять действие формируется сначала как умение. По мере тренировки и выполнения этого действия умение совершенствуется, процесс выполнения действия свертывается, промежуточные шаги этого процесса перестают осознаваться, действие выполняется полностью автоматизировано - у ученика образуется навык в выполнении этого действия, т.е. умение переходит в навык.

Но в ряде случаев, когда действие сложное, и его выполнение состоит из многих шагов, при любом совершенствовании действия оно остается умением, не превращаясь в навык.

Таким образом, термин "умение" имеет два значения:

1) первоначальный уровень овладения каким-либо простым действием. В этом случае навык рассматривается как высший уровень овладения этим действием, автоматизированное его выполнение: умение переходит в навык;

2) способность осознанно выполнять сложное действие с помощью ряда навыков. В этом случае навык - это автоматизированное выполнение элементарных действий, из которых состоит сложное действие, выполняемое с помощью умения [24].

        По мнению А. Шацкого учебно-исследовательская деятельность учащихся – это такая форма организации учебно-воспитательной работы, которая связана с решением учащимися творческой, исследовательской задачи с заранее неизвестным результатом [13]. 

        Организация учебно-исследовательской работы крайне затруднительна, если в детях не развивались отдельные исследовательские умения, способности.

        В этимологии слова «исследование» заключено указание на то, что нужно  извлечь нечто «из следа», т.е. восстановить некоторый порядок вещей по косвенным признакам, случайным предметам. Следовательно, уже здесь заложено понятие о способности личности сопоставлять, анализировать факты и прогнозировать ситуацию, т.е. понятие об основных умениях, требуемых от исследователя [6].

        К исследовательским умениям относятся:

• умение самостоятельно  генерировать идеи, т. е. изобретать способ действия, привлекая знания из различных областей;
• самостоятельный поиск недостающей информации в информационном поле (книги, архивы, СМИ, Интернет);
• умение устанавливать предмет и объект исследования;
• умение ставить цели и задачи исследования;
• способность видеть противоречия и проблемы, выдвигать гипотезы;
• умение собирать, классифицировать, анализировать, систематизировать новую информацию, устанавливать причинно-следственные связи;
• умение оценивать результаты, формулировать выводы;
• умение находить варианты решения проблемы, выбирать методы исследования, планировать эксперимент;
• кратко и логично излагать мысли, обосновывать собственную точку зрения;
• умение оформить результаты достижений [7].

        И, по мнению А. Н. Поддьякова, «в настоящее время важнейшим направлением познавательного развития человека считается развитие комплекса исследовательских способностей, обеспечивающего деятельность в новых и сложных многофакторных средах, в многочисленных сетях комплексных взаимодействий (природных, техногенных, социальных, политических, информационных и т. д.)» [15].

1.7. Новизна опыта

            Новизна опыта состоит в систематизации и комбинировании заданий,  позволяющих создать наиболее эффективные условия для развития исследовательских умений,  а в дальнейшем и исследовательских способностей обучающихся. Автором разработана и опробована программа занятий с учащимися  в рамках внеурочной деятельности во время работы химической лаборатории.

1.8. Характеристика условий, в которых возможно применение данного опыта.

        Применение данного опыта целесообразно для учащихся 8 – 11 классов общеобразовательных учреждений, обучающихся по разным учебно-методическим комплектам, включая и обучение на профильном уровне, также возможно использование при организации внеклассной работы по предмету.

2.Технология описания опыта

2.1 Цель опыта

        Цель  опыта – обеспечить положительную динамику в развитии исследовательских умений обучающихся посредством  использования системы разноуровневых заданий на уроках химии и во время внеурочной деятельности.

2.2 Задачи опыта

Для достижения цели необходимо решение следующих задач:

• проанализировать   и систематизировать современные технологии, позволяющие сформировать основные компетенции  ученика;
• сгруппировать различные типы заданий, позволяющие стимулировать интерес обучающихся к исследовательской  деятельности,  в единую систему;
•  организовать учебную деятельность с использованием  заданий и средств их реализации, обеспечивающих максимальную  долю исследовательской деятельности обучающихся на уроках и во внеурочной деятельности.
• вовлечь обучающихся в работу школьной «Химической лаборатории» с целью наиболее полного  и результативного развития исследовательских умений во время внеурочной деятельности
• определить результативность использования созданной системы заданий для развития исследовательских умений обучающихся.

2.3 Организация учебно-воспитательного процесса

        Работа по развитию исследовательских умений состоит из нескольких этапов и начинается с первых уроков химии.

1этап включает в себя развитие мотивации через создание проблемных ситуаций на уроке и иллюстрацию практической (личностной) значимости химических знаний. Реализовать этот этап помогают исследовательские задания с большой степенью реальности содержания. Творческие задания, как правило, закрытого типа (т.е. необходимой сложности в соответствии с целями и задачами урока) строятся на основе  интересного фактического материала.  Некоторые приёмы создания мотивации:

 Для учащихся с низким уровнем развития исследовательских умений:

• Прием первый: апелляция к жизненному опыту детей. Прием заключается в том, что учитель обсуждает с учащимися хорошо знакомые им ситуации, понимание сути которых возможно лишь при изучении предлагаемого материала (приложение 2).

        Пример 1: в 8 классе  при изучении темы: «Кислоты» можно предложить задачи на распознавание веществ, например на кухне в двух банках без этикеток находятся лимонная кислота и питьевая сода. Как определить в какой банке находится каждое из этих веществ? Ответ: По изменению окраски вишнѐвого варенья в растворах этих веществ (изменение окраски индикаторов в кислой и щелочной среде), либо при добавлении уксусной кислоты к твердым веществам.

        Пример 2: при изучении темы «Металлы» в 9 классе в качестве примера можно привести надпись на дверях некоторых химических лабораторий: «Водой не гасить!» Чем можно гасить пожар в таких лабораториях?

Пример 3:  Почему на пальчиковых батарейках стоит этот знак ?  («Не выбрасывать, необходимо сдать в спецпункт утилизации»).

Предлагаемые учащимися варианты ответов весьма разнообразны, но непременно прозвучат и свойства этого материала, что потом фиксируется в теме урока. Обращение к жизненному опыту обучающихся всегда сопровождается анализом собственных действий, собственного состояния, ощущений (рефлексией).

 Прием второй:  создание проблемной ситуации или разрешение парадоксов. Перед учащимися ставится некоторая проблема, для преодоления которой ученик проявляет умение комбинировать элементы для решения проблемы, осваивает те знания, умения и навыки, которые ему необходимо усвоить согласно программе. 

Пример 1: на уроке в 8-м классе при изучении темы «Закон сохранения массы веществ» организация проблемной ситуации осуществляется  следующим образом:

        В работе с учащимися со средним и высоким уровнем развития исследовательских способностей эффективным приемом является создание парадоксальной ситуации, использование творческих заданий закрытого типа (приложение 3). В материале заданий специально допускаются преднамеренные ошибки в рассуждениях, которые следует найти, или заведомо искажается информация, запутываются определения, последовательность изложения,  даются неверные толкования событий и процессов.

        Пример 2: задание для учащихся 9 классов при изучении темы «Соединения железа».

        В одной из газет были приведены следующие факты:

 1. людям, страдающим малокровием, рекомендуется пить железо;

 2. в соке антоновских яблок содержится много железа.

Есть ли  противоречия в приведенных высказываниях? Сформулируйте утверждения более корректно.

Пример 3: задание для учащихся 10 классов при изучении темы: «Углеводы»: Натуральный мед содержит глюкозу и фруктозу. Предложите способ получения искусственного меда.

Не меньший интерес для развития исследовательских умений представляют задания следующего характера: придумайте сказку (рассказ, эссе, стих) про какое-либо вещество (соединение, класс соединений), отражающую его основные химические свойства.

Использование заданий такого типа позволило повысить познавательную активность и учебную мотивацию обучающихся к предмету.

2 этап  развития исследовательских умений  на основе полученной новой информации через осуществление частично – поисковой деятельности, что приводит также к развитию интереса и рефлексивному осмыслению собственной деятельности. На данном этапе развиваются исследовательские умения при работе с литературой и Интернет – источниками в ходе поисковой деятельности и написании рефератов.

Наиболее важными видами исследований учащихся по химии на данном этапе  являются следующие: решение качественных химических задач, решение практико – ориентированных задач, самостоятельное прогнозирование и осуществление  химических процессов и реакций (Приложение 3). 

                Пример 1. На уроке «Оксиды» в 8 классе учащимся предлагается задание, которое они выполняют экспериментально, после обсуждения предположительного хода анализа и выбора наиболее рационального пути проведения опыта. 

Задание.    Определите опытным путем химический характер предложенного оксида.

Ход  рассуждений:

1. Провести реакцию с водой.
2.  Если оксид растворился,  исследовать полученный продукт индикатором.

  3. Если оксида нерастворим, провести реакцию с кислотой  для основных оксидов и с щелочами - для кислотных оксидов.

        Пример 2: На уроке «Чистые вещества и смеси» в 8 классе учащимся предлагается сравнить физические свойства веществ: деревянные опилки, медная проволока, сахар. Предложить  возможные пути разделения смеси из этих веществ и затем провести исследование, по результатам которого нужно сделать вывод о возможностью разделения смеси физическими методами.

Таким образом, при реализации этого этапа  в ходе решения экспериментальных задач учащиеся последовательно овладевают следующими этапами исследования: постановка проблемы - построение гипотезы – проектирование и составление плана опыта (теоретический поиск решений) - осуществление эксперимента - оформление результатов эксперимента (проводится анализ полученных результатов, наблюдений) - формулирование ответа в виде выводов и обобщений.

На 3 этапе происходит закрепление отдельных исследовательских умений при решении экспериментальных задач.

Пример 1:  при изучении в 9 классе темы «Амфотерные соединения» учащиеся проводят химический эксперимент: получают гидроксид алюминия согласно ионному уравнению Al 3+ + 3OH– = Al(OH)3.

При этом учащиеся должны доказать или опровергнуть правило «от перемены мест слагаемых сумма не изменяется», известное им из математики. В действительности результат реакции зависит от того, какой реактив приливается к избытку другого реактива. В случае добавления нескольких капель щелочи к раствору соли алюминия осадок образуется и сохраняется. Если несколько капель раствора соли алюминия добавить к избытку щелочи, то образующийся вначале осадок сразу же растворяется. Решение возникшей проблемы позволит перейти к рассмотрению амфотерности.

        Пример 2:  при изучении в 10 классе темы «Карбоновые кислоты» учащимся предлагается составить план химического эксперимента по доказательству, что раствор столового уксуса относится к классу кислот. 

         В ходе подготовки к  практической работе на этом этапе учащиеся самостоятельно определяют цели будущего эксперимента и его механизм, осуществляется  самообразование учащихся, через проведение мысленного эксперимента актуализируются необходимые знания, создается план деятельности, анализируется эффективность деятельности и степень достижения результатов, создаются условия для рефлексии.

        На данном этапе целесообразно включать в домашнее задание элементы исследования или выполнение краткосрочного эксперимента по готовому алгоритму, который возможен в домашних условиях.

Пример 1 для учащихся 9 класса при изучении темы «Понятие о скорости химических реакций. Катализаторы».

• Возьмите 2 кусочка сахара. Положите в ложечку 1 кусочек сахара и попробуйте поджечь. Что происходит с сахаром? На 2 кусочек сахара положите немного золы и тоже попробуйте поджечь.  Что наблюдаете? Как объяснить наблюдаемое явление?  
• Получить  кислород  разложением пероксида водорода с помощью каталазы сырых овощей (Приложение 3).

        Результатом данного этапа является закрепление приобретенных умений экспериментальной работы.

        Освоение принципов исследовательской деятельности находят свое дальнейшее развитие во внеурочной деятельности.

4 этап вовлечение учащихся  во внеурочную учебно-исследовательскую деятельность через занятия в школьной «Химической лаборатории» (или в работу школьного химического лагеря). Занятия проводятся в соответствие с утвержденной авторской программой «Химические основы экологии» (Приложение 4). Выбранная тема работы лаборатории  носит интегративный характер, так как химия и экология неразрывно связаны друг с другом, эта связь - чрезвычайно благодатная область для развития исследовательских умений. В связи с этим, в качестве дополнительных заданий учащимся предлагаются  для решения  задания проблемно-поискового типа (открытые задания) с экологической направленностью  (Приложение 3). К организации занятий привлекается и научный руководитель Олива Т.В. Например, для проведения занятий теоретического характера (семинары) используется такая форма, как он-лайн трансляция с применением средства визуального -  коммуникативного общения в сети Интернет (Приложение 5).

        В данном виде деятельности участвуют, как правило, школьники с высоким или средним уровнем развития исследовательских умений. Наиболее продуктивно работают учащиеся, успешно занимающиеся по предмету: им проще познакомиться с литературой по теме исследования, подобрать необходимые методики для проведения эксперимента, обработать полученные данные и сделать выводы по проделанной работе.

        Этот этап характеризуется проявлением со стороны учащихся субъективного, мировоззренческого отношения к изученным фактам и способам  их объяснения, самостоятельным поиском противоречий, проблем, выявлением парадоксов.

        Организация собственно исследования включает следующие этапы:

• формулировка проблемы, подведение учащихся к самостоятельному формулированию темы и цели исследования;
• создание условий для исследовательской деятельности учащихся, обеспечение учебного процесса дидактическим материалом для теоретического исследования;
• организация индивидуальной работы по проведению экспериментальных исследований;
• проведение анализа и оформление результатов исследований, оценка его эффективности;
• подготовка к публичному выступлению и представление работ на разного рода конференциях.

        Содержание исследования, как правило, выходит за рамки школьной программы, выполняется под непосредственным руководством учителя.  Ученик или группа учащихся проводят одно исследование в течение года.  Исследование включает совокупность различных опытов и позволяют обучающимся изучить определенные стороны химических объектов и процессов с использованием приборов, инструментов и прочего оборудования.

         Пример 1. Исследование улучшения качества плодородия почв при внедрении No-till технологии (метод определения содержания общего гумуса в пахотной почве основан на окислении органического  вещества  почвы хромовой кислотой до образования углекислоты) подразумевает овладение методами титрования  – это сложное специфическое умение, которое предполагает приготовление стандартных растворов, выбор индикатора, точное выполнение определенных операций, построение графиков или расчетов по формуле, оценку погрешности. Для формирования данного умения требуется система нескольких последовательно выполняемых учебных исследований, таких как количественное определение витаминов, жесткости воды и других.

        Использование на данном этапе заданий открытого типа способствует максимальному раскрытию творческого потенциала обучающихся и эффективному развитию их исследовательских умений, необходимых для решения заданий такого типа. Эти задания - с неограниченным количеством ответов - идеальная практика для развития способности генерировать идеи (приложение 3).

3.   Результативность опыта

   Подтверждением  результативности педагогической деятельности автора опыта могут служить следующие показатели:

1. Наблюдалась положительная динамика:

• проявление высокого уровня развития  поисковой активности  у учащихся исследуемых классов увеличилось на 10% (в среднем);
• проявление высокого уровня развития дивергентного и конвергентного мышления у старшеклассников исследуемых классов увеличилось на 10%, при одновременном снижение на 15% (в среднем) числа учащихся с низким показателем этих характеристик (рис. 1, таблица 1).

Табл. 1

Динамика развития поисковой активности обучающихся

(по результатам диагностики, автор Л.И. Савенков)

Рис. 1

Динамика развития дивергентного и конвергентного мышления

2. В период с 2020 по 2024 год  проявление высокого уровня развития исследовательских способностей у старшеклассников исследуемых классов увеличилось на 10%, среднего уровня – на 5% (рис. 2).

Рис. 2. Динамика развития исследовательских умений

3.Увеличилось число учащихся, занимающихся исследовательской деятельностью по предмету «Химия» во внеурочное время.

Результаты участия школьников в конференциях и конкурсах различного уровня также свидетельствуют о развитии исследовательских умений учащихся (Приложение 6).

Таким образом, последовательное использование системы различных типов заданий  при организации исследовательской работы на уроках химии и  внеурочной исследовательской работы учащихся способствовало:

•  созданию на уроках  химии условий, благоприятных для развития исследовательских умений учащихся;
• позволило сформировать у школьников достаточно высокий уровень исследовательских умений, что, в свою очередь, позволяет обеспечить конкурентоспособность выпускников при поступлении в вузы, способствует успешному вузовскому обучению.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Батаева, Е.В. Формирование исследовательских умений / Е.В. Батаева // Химия: методика преподавания в школе. – 2003, № 8.- С. 13-20, № 1. – С. 22-27.

2. Береснева, Е.В. Современные технологии обучения  химии [Текст]: Учеб. пособие для вузов / Е.В. Береснева - М., 2004. – 345 с.

3.Гин, А.А. Приемы педагогической техники: Свобода выбора. Открытость. Деятельность. Обратная связь. Идеальность [Текст]: пособ. для учителя  / А.А. Гин– М.: Вита-Пресс,  1999. – 88 с.

4. Дмитров, Е.Н. Познавательные задачи по органической химии и их решения  / Е.Н. Дмитров Тула: ―Арктоус, 1996. – 86 с.

5.Емельянова, Е.О. Организация познавательной деятельности  учащихся на уроках химии в 8-9 классах / Е.О. Емельянова, Иодко А.Г.  - М.: Школьная Пресса, 2002. – 33 с

6. Исследовательская деятельность учащихся в современном образовательном пространстве / Под редакцией к. пс. н. А. Обухова. – М.: НИИ школьных технологий, 2006.  - 612 с.

7.Карпене, Т.И. Учебно-исследовательская деятельность как универсальная основа развития познавательных способностей учащихся / Т.И.  Карпене  // Исследовательская работа школьников. – 2007. – №1.  - С. 19-21.

8.Кикоть, Е. Н. Основы исследовательской деятельности [Текст]: Учеб. пособие для лицеистов / Е. Н. Кикоть. - Калининград, 2002. – 420 c.

9. Крысько, В. Г. Психология и педагогика: Схемы и комментарии / В. Г. Крысько. -  М.: Владос-прес, 2001. - 368 с.

10.Кулиев, С.И. Развитие химических способностей при использовании экспериментальных заданий / С.И. Кулиев, Н.А. Степанова //Химия в школе.  – 2005.  - №10.– С. 64 - 69

11.Леенсон, И. А. Занимательная химия / И. А. Леенсон.–М.:,1996.- Ч.1. -175 с., Ч. 2. – 223 с.

12. Олейникова, О. Д. Введение в психологию и технологию научно исследовательской деятельности [Текст]: Учеб. пособие / О. Д. Олейникова, Т. В.Сидорина, А. А. Чечулин, Л. А.Худорошко. - Новосибирск, 1999. - 220 с.

13.Обухов, А.С. Развитие исследовательской деятельности учащихся / А.С. Обухов.– М.: «Прометей», МПГУ, 2006. – 224 с.

14.Оржековский, П.А. Экспериментальные творческие задачи по неорганической химии [Текст]: Книга для учащихся 8-11 классов / П.А.Оржековский, В.Н. Давыдов, Н.А. Титов. -М.: Аркти, 1999. - 47с.

15. Постова, Е.Г. Изучение уровня развития исследовательских способностей одаренных подростков / Е.Г. Постова // Личность, семья и общество: вопросы педагогики и психологии: сб. ст. по матер. XXXVI междунар. науч.-практ. конф. -  – Новосибирск: СибАК,.2014. – Вып. 1. –С.36 - 38.

16. Степин, Б.Д. Занимательные задания и эффектные опыты по химии / Б.Д.  Степин. М.: Дрофа, 2002. – 432 с.

17.Сурин. Ю.В. Методика проведения проблемных опытов по химии. Развивающий эксперимент  / Ю.В. Сурин.– М.: Школа-Пресс, 1998. – 141 с.

18 Тяглова, Е.В. Исследовательская деятельность учащихся по химии / Е.В.Тяглова.  – М.:Глобус, 2007. - 65

19.Хуторской,  А.В.  Практикум  по  дидактике  и современным методикам обучения [Текст]: Учеб. пособие / А.В. Хуторской.  – С.-Пб.: ПИТЕР, 2004. – 541 с.

Интернет – ресурсы:

20.Национальная доктрина образования в Российской Федерации [Электронный ресурс] // http://www.lexed.ru/.

21.Национальная образовательная инициатива «Наша новая школа» [Электронный ресурс]//http://mon.gov.ru

22. «Федеральный Государственный Образовательный Стандарт», утвержден приказом от от 17 декабря 2010 года Министерства образования и науки РФ [Электронный ресурс]// http://standart.edu.ru/.

23.  Кольцова Л.М. Роль креативных задач в повышении уровня интеллекта

учащихся. [Электронный ресурс]// https://him.1september.ru/

24. Савенков Александр Ильич  Психологические основы исследовательского обучения школьников http://www.alsak.ru/item/56-4.html

25. Суворов А.С. и др. Увлекательный мир химических превращений: Оригинальные задачи с решениями [Электронный ресурс]// http://www.old.gnpbu.ru/

26.Портал психологических изданий PsyJournals.ru. [Электронный ресурс]// http://psyjournals.ru/

Приложение 1

 Диагностические материалы

Способность и склонность к дивергентному мышлению является качеством, необходимым и на этапе выявления проблем, и на этапе поиска возможных вариантов решения (гипотез) [12].

Методика проведения теста креативности Е. П. Торранса «Варианты употребления предметов».

Испытуемым необходимо за пять минут перечислить как можно больше способов использования названного предмета. Предлагается предмет, хорошо известный ученикам, варианты использования могут быть как стандартными, так и необычными.

Задача. Перечислить как можно больше способов использования предмета, отличающихся от обычного употребления.

Инструкция испытуемому. Газета используется для чтения, ты можешь придумать другие способы использования газеты. Что из нее можно сделать? Как ее можно использовать?

Инструкция зачитывается устно.

Время выполнения субтеста 1-3 минуты. Все ответы дословно записываются психологом при индивидуальной форме проведения. При групповой форме проведения ответы записывают сами испытуемые. Время засекается после прочтения инструкции. Результаты выполнения теста оцениваются в баллах.

Учитываются три категории:

1. Беглость (беглость воспроизведения идеи) — суммарное число ответов. За каждый ответ дается 1 балл, все баллы суммируются.

Б= 1n,

где п — число классов (категорий ответов).

2.Гибкость — число классов (категорий) ответов.

Все ответы можно отнести к различным классам. Например, ответы типа: сделать из газеты — шапку, корабль, игрушку и т. д., можно отнести к одному классу — создание поделок и игрушек.

Далее перечисляются основные категории ответов.

Категории ответов субтеста 1:

1. Использовать для записей (записать телефон, решать примеры, рисовать...).
2. Использовать для ремонтно-строительных работ (заклеить окна, клеить под обои...).
3. Использовать в качестве подстилки (постелить на грязную скамейку и сесть, положить под обувь, постелить на пол при окраске потолка...).
4. Использовать в качестве обертки (завернуть покупку, обернуть книги, завернуть цветы...).
5. Использовать для животных (подстилка кошке, хомяку, привязать на нитку бантик из газеты и играть с кошкой...).
6. Использовать как средство для вытирания (вытереть пол, протирать окна, мыть посуду, туалетная бумага...).
7. Орудие агрессии (бить мух, наказывать собаку, плеваться шариками из газеты...).
8. Переработка (сдать в макулатуру...).
9. Получение информации (смотреть рекламу, давать и смотреть объявления, делать вырезки, проверить номер лотерейного билета, посмотреть дату, посмотреть программу ТВ и т. д.).

10. Покрытие (сверху) (укрываться от дождя, прикрыть что-то от пыли, укрыться от солнца...),

10. Сжигание (для растопки, для разведения костра, сделать факел...).
11. Создание поделок, игрушек (сделать корабль, шапку, папье-маше...).

        Следует приписать каждому ответу номер категории из вышеперечисленного списка, если несколько ответов будут относиться к одной категории, то учитывать первый ответ из этой категории, т. е. учитывать каждую категорию только один раз. Затем следует подсчитать число использованных ребенком категорий. В принципе, число категорий может изменяться от 0 до 12. Кто-то может дать много ответов, т. е. иметь высокий показатель по фактору «беглость», но все ответы могут относиться к одной категории, например к категории 13 — «Создание поделок, игрушек». За одну категорию дается 3 балла.

Г= 3m

где Г — показатель гибкости; т — число использованных категорий.

Ответам, не подходящим ни к какой категории, присваивается новая категория и соответственно добавляется по 3 балла за каждую новую категорию. Таких ответов может быть несколько. Но прежде, чем присваивать новую категорию, следует очень внимательно соотнести ответ с приведенным списком категорий.

3. Оригинальность — число ответов с необычным употреблением понятия. В данном случае оригинальным считается ответ, данный один раз по выборке объемом 30-40 человек. Один оригинальный ответ — 5 баллов.

Все баллы за оригинальность суммируются.

Ор=5k,

Op— показатель оригинальности; k — число оригинальных ответов.

Строгий подсчет суммарного показателя по каждому субтесту следует проводить после процедуры стандартизации, т. е. перевода сырых баллов в стандартные. Для этого предлагается проводить суммирование баллов по различным факторам, отдавая себе отчет в том, что такая процедура не является достаточно корректной, а следовательно, суммарными баллами можно пользоваться только как приблизительными и оценочными.

Т1 = Б1 + П + Op1=n+ 3m+5k,

где Т1 — суммарный балл по 1 субтесту, Г1 — гибкость по 1 субтесту; Б1— беглость по 1 субтесту; Opl— оригинальность по 1 субтесту;п — общее число уместных ответов;m— число категорий;k — число оригинальных ответов.

        Следует обратить особое внимание на термин «уместные, адекватные ответы». Первое — следует исключать из числа учитываемых те ответы, которые упоминались в инструкции, — очевидные способы использования газет: читать газету, узнавать новости и т. д., помимо специально оговоренных в категории 1. Но в этом случае надо исключать только самые очевидные способы использования газеты, по сути, только вышеприведенные. Второе — следует исключать повторяющиеся (полностью), дублирующие друг друга ответы.

По результатам выполнения задания проверяются три показателя: беглость, гибкость и оригинальность мышления.

1. Беглость — суммарное число ответов.
2. Гибкость – число категорий ответов.
3. Оригинальность — число необычных, оригинальных ответов.

 Для определения уровней сформированности дивергентного мышления используется методика трехуровневой диагностики.

Для распределения полученных результатов по трем уровням сформированности (низкий, средний, высокий) использовалась методика трехуровневой диагностики, предложенная Л. М. Митинойи Е. С. Аскомовец. Согласно данной методике, верхней границе низкого уровня присваивается коэффициент 0,45, а верхней границе среднего уровня – 0,75. Для определения верхней границы низкого уровня и верхней границы среднего уровня использовались формулы:

U1 = Σmin +(Σmax - Σmin) • 0,45;

U2 = Σmin +(Σmax - Σmin) • 0,75;

где U1 и U2 — количественные показатели верхней границы низкого и верхней границы среднего уровня: Σmin и Σmax– минимально и максимально возможная сумма баллов по блоку.

Диагностика уровня развития дивергентного мышления

(по Ильину Е.П.) 

        Проводится в группе, ограничена по времени: 20 минут для старших классов. В младших классах дети могут устно называть подписи к рисункам, а учителя или ассистенты могут записывать их.

Инструкция. Перед началом тестирования нужно прочитать инструкцию к тесту дивергентного мышления.

        Это задание поможет узнать, насколько вы способны к творческому самовыражению с помощью рисунков. Предлагается 12 рисунков. Работайте быстро. Постарайтесь нарисовать настолько необычную картинку, которую никто другой не сможет придумать. Вам будет дано 20 (25) минут, чтобы нарисовать ваши рисунки. Работайте в квадратиках по порядку, не прыгайте беспорядочно с одного квадрата на другой. Создавая картинку, используйте линию или фигуру внутри каждого квадрата, сделайте ее частью вашей картины. Вы можете рисовать в любом месте внутри квадрата в зависимости от того, что вы хотите изобразить. Можно использовать разные цвета, чтобы рисунки были интересными и необычными. После завершения работы над каждым рисунком подумайте над интересным названием и запишите название в строчке под картинкой. Не волнуйтесь о правильном написании. Создание оригинального названия более важно, чем почерк и орфография. Ваше название должно рассказать о том, что изображено на картинке, раскрыть ее смысл.

Тестовая тетрадь

Тест творческого мышления (ТВМ-1)

Ф. И. О. ________________________________________

Дата _____________________ Класс ________________

Возраст __________________ Школа ________________

Рис. 1 Итоговый подсчет по тесту дивергентного мышления

Беглость. Общее количество выполненных рисунков. Возможно максимально 12 баллов (1 балл за каждый рисунок).

Гибкость. Количество изменений категорий, считая от первой картинки. Возможно максимально 11 баллов (1 балл за каждое изменение категории).

Оригинальность. Где выполняется рисунок:

• вне стимульной фигуры – 1 балл;

• внутри стимульной фигуры – 2 балла;

• внутри и снаружи стимульной фигуры – 3 балла.

Суммируются баллы по данному фактору по всем нарисованым картинкам. Возможно максимально 36 баллов.

Разработанность. Где дополняющие детали создают асимметрию изображения:

• симметрично повсюду – 0 баллов;

• асимметрично вне стимульной фигуры – 1 балл;

• асимметрично внутри стимульной фигуры – 2 балла;

• асимметрично внутри и снаружи – 3 балла.

Суммируются баллы по данному фактору для всех нарисованных картинок. Возможно максимально 36 баллов.

Название. Словарный запас и образное, творческое использование языка:

• название не дано – 0 баллов;

• название из одного слова – 1 балл;

• название из нескольких слов – 2 балла;

• образное название, выражающее больше, чем показано на картинке, – 3 балла.

Суммируются баллы по данному фактору для всех нарисованных картинок. Возможно максимально 36 баллов.

Конвергентное мышление принципиально важно на этапах анализа и оценки ситуации, на этапах выработки суждений и умозаключений, оно тесно связано с даром решения проблемы на основе логических алгоритмов через способность к анализу и синтезу. Оно выступает важным условием успешной разработки и усовершенствования объекта исследования, оценки найденной информации, а также рефлексии [12].

Методика проведения теста Равена.

Методика предназначена для изучения логичности мышления. Испытуемому предъявляются рисунки с фигурами, связанными между собой определенной зависимостью. Одной фигуры не достает, а внизу она дается среди 6-8 других фигур. Задача испытуемого - установить закономерность, связывающую между собой фигуры на рисунке, и на опросном листе указать номер искомой фигуры из предлагаемых вариантов.

Тест состоит из 60 таблиц (5 серий). В каждой серии таблиц содержатся задания нарастающей трудности. В то же время характерно и усложнение типа заданий от серии к серии.

В серии А - использован принцип установления взаимосвязи в структуре матриц. Здесь задание заключается в дополнении недостающей части основного изображения одним из приведенных в каждой таблице фрагментов. Выполнение задания требует от обследуемого тщательного анализа структуры основного изображения и обнаружения этих же особенностей в одном из нескольких фрагментов. Затем происходит слияние фрагмента, его сравнение с окружением основной части таблицы.

        Серия В - построена по принципу аналогии между парами фигур. Обследуемый должен найти принцип, соответствен но которому построена в каждом отдельном случае фигура и, исходя из этого, подобрать недостающий фрагмент. При этом важно определить ось симметрии, соответственно которой расположены фигуры в основном образце.

Серия С - построена по принципу прогрессивных изменений в фигурах матриц. Эти фигуры в пределах одной матрицы все больше усложняются, происходит как бы непрерывное их развитие. Обогащение фигур новыми элементами подчиняется четкому принципу, обнаружив который, можно подобрать недостающую фигуру.

Серия Е - построена по принципу перегруппировки фигур в матрице. Обследуемый должен найти эту перегруппировку, происходящую в горизонтальном и вертикальном положениях.

Серия Д основана на принципе разложения фигур основного изображения на элементы. Недостающие фигуры можно найти, поняв принцип анализа и синтеза фигур.

Методические указания к проведению теста

Инструкция: Тест строго регламентирован во времени, а именно: 20 мин. Для того, чтобы соблюсти время, необходимо строго следить за тем, чтобы до общей команды: "Приступить к выполнению теста" - никто не открывал таблицы и не подсматривал. По истечении 20 мин подается команда, например: "Всем закрыть таблицы". О предназначении данного теста можно сказать следующее: "Все наши исследования проводятся исключительно в научных целях, поэтому от вас требуются добросовестность, глубокая обдуманность, искренность и точность в ответах. Данный тест предназначен для уточнения логичности вашего мышления".

После этого взять таблицу и открыть для показа всем 1-ю страницу: "На рисунке одной фигуры недостает. Справа изображено 6-8 пронумерованных фигур, одна из которых явля ется искомой. Надо определить закономерность, связывающую между собой фигуры на рисунке, и указать номер искомой фигуры в листке, который вам выдан" (можно показать на примере одного образца).

Во время выполнения задач теста необходимо контролировать, чтобы респонденты не списывали друг у друга. По истечении 20 мин подать команду: "Закрыть всем таблицы!

Собрать бланки и таблицы к ним. Проверить, чтобы в правом углу регистрируемого бланка был проставлен карандашом номер обследуемого.

Интерпретация результатов (ключи)

Правильное решение каждого задания оценивается в один балл, затем подсчитывается общее число баллов по всем таблицам и по отдельным сериям. Полученный общий показатель рассматривается как индекс интеллектуальной силы, умственной производительности респондента. Показатели выполнения заданий по отдельным сериям сравнивают со среднестати стическим, учитывают разницу между результатами, полученными в каждой серии, и контрольными, полученными статистической обработкой при исследовании больших групп здоровых обследуемых и, таким образом, расцениваемыми как ожидаемые результату. Такая разница позволяет судить о надежности полученных результатов (это не относится к психической патологии).

БЛАНК

ФИО (№)

Полученный суммарный показатель по специальной таблице переводится в проценты. При этом по специальной шкале различают 5 степеней интеллектуального уровня:

1    степень - более 95% - высокий интеллект;

2    степень - 75-94% - интеллект выше среднего;

3    степень 25-74% - интеллект средний;

4    степень - 5-24% - интеллект ниже среднего;

5    степень - ниже 5% - дефект.

КЛЮЧ

ТАБЛИЦА ПЕРЕСЧЕТА БАЛЛОВ

Матрицы Равена

        Вам предлагается ряд картинок. На каждом рисунке недостает одной фигуры. Вам необходимо выбрать оин из вариантов предложенных фигур, которая на Ваш взгляд подходит к рисунку больше всего. Надо определить закономерность,связывающую между собой фигуры на рисунке, и указать номер искомой фигуры

               Поисковая активность является первоисточником и основным двигателем исследовательского повеления. Она характеризует мотивационную составляющую исследовательских способностей. На наличие поисковой активности указывают высокая мотивация, интерес, эмоциональная включенность [24].

Карта наблюдения поисковой активности учащихся

(по А.И. Савенкову).

По результатам наблюдения учителя школы представили экспертную оценку по трехбалльной шкале (1 балл — «часто», 2 балла – «иногда», 3 балла – «редко или никогда»).

Активность учащихся оценивается по пяти характеристикам:  

• часто задает вопросы о чем-либо конкретном или обо всем сразу;
• с интересом рассматривает раздаточный материал, используемый па занятии;
• любит проводить эксперименты и ставить опыты;
• из заданий, предлагаемых на занятии, предпочитает те, которые связаны с наблюдениями;
• интересуется дополнительными возможностями и областями применения изучаемых компьютерных программ, законов, правил и т.д.

Карта наблюдения «Экспертная оценка исследовательских умений» (по А.И. Савенкову).

Карта включает в себя 20 пунктов (каждому критерию соответствует два пункта). При этом обращалось внимание на следующие критерии: умение видеть проблемы; умение ставить вопросы; умение выдвигать гипотезы; умение давать определения понятиям; умение классифицировать; умение наблюдать; умения и навыки проведения экспериментов; умение делать выводы; умение структурировать материал; умение объяснять, доказывать и защищать свои идеи [24].

1. Очень любознателен в самых разных областях. Умеет воспринимать и описывать объект с разных точек зрения.
2. Задавая вопрос, формулирует свою мысль и правильно использует вопросительные слова. Умеет составить цепочку из нескольких вопросов для выявления основных свойств объекта.
3. Выдвигает большое количество различных идей или вариантов решения проблемы. Предлагает необычные, нестандартные, оригинальные идеи по решению проблемы или использованию объектов, правил, законов, программ и т.п.
4. Умеет описать объект, выделяя его основные свойства. Умеет по заданному определению (описанию) узнать объект.
5. Умеет отнести объект к какому-либо классу. Умеет классифицировать группу объектов по разным признакам.
6. Быстро реагирует на ошибки и неточности, допущенные преподавателем или другими студентами, и исправляет их. В ходе наблюдения замечает не только основные, но и второстепенные объекты и явления.
7. С интересом участвует в организации и проведении экспериментов. Стремится проверить свои предположения (гипотезы) опытным путем.
8. Умеет сделать вывод по результатам проведенных наблюдений или экспериментов. Умеет составить аннотацию (краткий пересказ, конспект) учебно-научного текста.
9. Умеет представить изучаемый материал в виде схемы, таблицы, списка. Умеет по предложенной схеме восстановить текст.
10. Участвует в диспутах и обсуждениях; умеет убедить собеседника в своей правоте. Хорошо излагает свои мысли, имеет большой словарный запас, ссылается на компетентные (с его точки зрения) источники.

По каждому пункту выставляется оценка по пятибалльной шкале: 1 балл – «никогда»; 2 балла — «редко»; 3 балла — «иногда»; 4 балла – «часто»; 5 баллов — «постоянно». Диагностика по каждому испытуемому проводится тремя экспертами. По ее результатам определяется общее количество баллов, набранное каждым студентом, а также уровень сформированное исследовательских умений и навыков.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Олейникова, О. Д. Введение в психологию и технологию научно исследовательской деятельности [Текст]: Учеб. пособие / О. Д. Олейникова, Т. В.Сидорина, А. А. Чечулин, Л. А.Худорошко. - Новосибирск, 1999. - 220 с.

Интернет – ресурсы:

2. Савенков Александр Ильич  Психологические основы исследовательского обучения школьников http://www.alsak.ru/item/56-4.html

Приложение 2

Технологическая карта урока

Тема: «Алюминий: положение в ПС и строение атома, нахождение в природе, физические и химические свойства»

9 класс

УМК Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. «Химия», 9 класс

Тип урока: учебное занятие по изучению и первичному закреплению овых знаний и способов деятельости (типология уроков по Шамовой Т.В., Давыденко Т.М.)

Цели урока:

Предметно-дидактическая цель  создать условия для:

• исследования учащимися физических и химических свойств алюминия; развития представления о переходных химических элементах,
• развития умений и навыков самостоятельной и групповой деятельности;
• воспитания культуры работы с химическими реактивами, соблюдения правил техники безопасности.

Деятельностная цель: содействовать развитию у школьников умений использовать научные методы познания (наблюдения, гипотеза, эксперимент);

Планируемые результаты:

Предметный результат 

1. Сформировать систематизированные представления об алюминии – химическом элементе и простом веществе, нахождении в природе;

2. Раскрыть содержание понятия «амфотерность» на примере хмических свойств алюминия, установить область практического применения алюминия, изучив физические и химические свойства; 

3. Развивать умение работать с лабораторным оборудованием.

Метапредметный результат

1. Продолжить развивать умение формировать гипотезы, выявлять причинно-следственные связи;

2. Продолжить развивать умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверствникам

Личностный результат 

1. Формирование умений управлять своей учебной деятельностью, ответственного отношения к обучению;
2. Формирование представления о единстве естественнонаучной картины мира, о необходимости здорового образа жизни. 

Методы обучения: объяснительно-иллюстративный, проблемный, эвристический.

Формы организации познавательной деятельности обучающихся: коллективная, индивидуальная, групповая.

Средства обучения: компьютерная презентация, учебник, рабочие тетради,   таблица растворимости, электрохимический ряд напряжения металлов, периодическая система Д. И. Менделеева, рабочие листы, раздаточные материалы (алюминий в виде фольги и гранул,  растворы хлорида меди ( II), соляной кислоты, гидроксида натрия, вода, штатив с пробирками), карточки рефлексии.

ДЭ – демонстрационный эксперимент, ЛЭ –лабораторный эксперимент

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Рудзитис, Г.Е. Химия: неорганическая  химия: учебник для 9 класса общеобразовательных учреждений / Г.Е Рудзитис, Ф.Г Фельдман.- 15-е изд., испр. - М.: Просвещение, 2011.-192с.
2. Гара, Н.Н. Программы общеобразовательных учреждений. Химия / Н.Н.Гара  – М.: Просвещение, 2008. -56с.
3. Гара, Н.Н. Химия: уроки в 9  кл.: пособие для учителя / Н.Н.Гара  – М.: Просвещение, 2008. – 11 с.
4. Зуева, М.В. Контрольные и проверочные работы по химии. 8-9 класс: Методическое пособие / М.В. Зуева, Н.Н.Гара  – М.: Дрофа, 1997. – 160 с.
5. Рябов, М.А. Сборник задач и упражнений по химии:  к учебнику Рудзитиса Г.Е., Фельдмана Ф.Г. «Химия: неорганическая, химия: органическая. 9 класс» / М.А. Рябов – М.: «Экзамен», 2010. – 286 с.
6. Денисова, В.Г. Мастер-класс учителя химии [Текст]: пособ. для учителя с электронным приложением / Денисова, В.Г. – М.: Планета, 2010. – 272 с.
7. Рефлексия как этап урока: виды, приёмы, примеры.  - Режим доступа: http://pedsovet.su/metodika/refleksiya/5665_refleksiya_kak_etap_uroka_fgos 

Раздаточные материалы для урока

РАБОЧИЙ ЛИСТ

ФИО______________________________________________________

Задание 1. Составь план.

Задание 2 Вставьте пропущенные слова в тексте.

• Порядковый номер алюминия - ___.
• Алюминий - элемент _______группы, ______ подгруппы
• Заряд ядра атома алюминия равен___________ _
• В ядре атома алюминия _____________________протонов.
• В ядре атома алюминия_____________________нейтронов.
• В атоме алюминия _________________________ электронов.
• Атом алюминия имеет _________энергетических уровня.
• Электронная оболочка имеет строение_________.
• На внешнем уровне в атоме алюминия ______________ электронов.
• Степень окисления атома алюминия в соединениях равна ________.
• Простое вещество алюминий является ______.
• Оксид и гидроксид алюминия имеют ___________ характер

Задание 3 Проанализируйте таблицу и диаграмму. Сделайте вывод о распространенности и нахождении алюминия в природе

Задание 4 Закончите уравнения реакций алюминия с простыми веществами. Отметьте степени окисления алюминия до и после реакции и сделайте вывод о свойствах  алюминия

Al +  O2 ->                           Al +  I2 ->                                  Al +   S ->  

Сравните  c правильным ответом, оцените результат Вашей работы.

Задание 5 В соответствие с инструкцией проведите анализ химических свойств простого вещества алюминия. Закончите уравнения реакции.

Инструкция по выполнению лабораторной работы

Цель: Изучить отношение алюминия к кислотам, щелочам, солям.

Правила работы с кислотами и щелочами: Соблюдай осторожность при работе с кислотами и щелочами! В случае попадания на кожу – промой водой! При нагревании, прогрей сначала всю пробирку.

Задание:

1. Выполните опыты.

2. Отметьте признаки реакции

3. Запишите в рабочем листе  уравнения реакций.

4. Сделай вывод.

Опыт 1. В пробирку положите 2 кусочка алюминия и прилейте 3–4 мл раствора соляной кислоты. Пробирку слегка нагрейте. Отметьте признаки реакции (что наблюдали?).

Закончите уравнения реакции.        Al+HCl = ______________ + ___________________

Опыт 2. В 2 пробирки с 1 кусочком алюминиевой фольги и порошком алюминия  прилейте по 3–4 мл горячей воды. Отметьте признаки реакции (что наблюдали?)

Закончите уравнения реакции.         Al+H2О = ________________ + _________________

Опыт 3. В пробирку положите 2 кусочка алюминия и прилейте 3–4 мл раствора хлорида меди (II).  Отметьте признаки реакции (что наблюдали?). Подумайте гда можно использовать это свойство.

Закончите уравнения реакции. Al+СuCl2 = ________________ + _________________

Опыт 4. В пробирку положите 2 кусочка алюминия и прилейте 3–4 мл раствора гидроксида натрия. Пробирку слегка прогрейте. Отметьте признаки реакции (что наблюдали?)

Задание 6 Советы при выполнении индивидуального выбора задания.

1. Внимательно прочти все задания.
   2. Соотнеси своё желание в получении хорошей отметки с собственными возможностями правильного выполнения задания.
   3. Выбирай и решай!
   Часть А. на “3”Что является веществом Х в реакциях:

Al + X  Al (OH)3                                        Al + X  Al2 O3

Часть В. на “4” Закончите уравнения реакции. Назови продукты реакции.

Al + Br2                                                 Al + H2SO4 (p-p) 

Часть С. на “5”. Осуществите превращения, назовите продукты реакций.

Al  Al2 O3  Al Cl3                                Al  AlCl3  Al2 (SO4)3

Задание 7 Оцените степень достижения  целей урока, заполнив таблицу:

Домашнее задание

• Изучить материал § 42
• Изучить материал § 42, выполнить упр. 5,6,8 стр. 130
• Изучить материал § 42, выполнить упр. 5,6,8 стр. 130, ; используя материал сегодняшнего урока, составьте цепочку превращений алюминия и его соединений.

ТВОРЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

Современная телевизионная реклама утверждает, что самая цивилизованная упаковка – алюминиевая. А почему? Оцените ее достоинства и недостатки, пути устранения недостатков, а также предложите способы стандартного и нестандартного её применения.

Приложение 3

 Примерные задания различных типов по химии

Примерные творческие задания закрытого типа

Для учащихся 8 классов при изучении темы «Воздух и его состав»

Задание 1.  Патроны свежего воздуха. Герои романа Жюля Верна «С Земли на Луну» Барбикен и его два спутника во время полета использовали для регенерации кислорода нагревание бертолетовой соли KClO 3 , а для поглощения углекислого газа(диоксида углерода СО2) — гидроксид натрия NaOH. Каким способом сейчас удаляют из воздуха замкнутых помещений (подводные лодки, космические корабли) образующийся при дыхании людей углекислый газ?

Для учащихся 8 классов при изучении темы «Водород и его свойства»

Задание 2. Врач и естествоиспытатель средневековья Парацельс, изучая взаимодействие железа и серной кислоты, получил газ, который назвал ―горючий воздух. Впоследствии французский ученый Антуан Лавуазье получил этот газ при взаимодействии водяного пара с раскаленным железом. О каком газе идет речь?

Для учащихся 9,11 классов при изучении ОВР

 Задание 3. Криминальная история с цианидом калия. Шел ХVII век. Монастырь. Молодому монаху было поручено приготовить красную краску «скарлет». В соответствии с рецептом он взял водный раствор нитрата ртути Hg(NO3)2 и прилил к нему раствор иодидакалия KI. Монах увидел, как раствор сначала стал красным, а затем прозрачным и бесцветным. Никакого красного осадка «скарлета» не образовалось. Объяснив происшедшее «дьявольским наваждением», монах бросил работу и стал молиться. Попытайтесь дать этому научное объяснение.

Задание 4. Тайна золотого кольца. У работницы химического цеха соскочило с пальца золотое кольцо и упало в аппарат с раствором цианида натрия NaCN. Сразу достать его не удалось, а на следующий день кольца в аппарате не нашли. Куда оно исчезло?

Для учащихся 9,11 классов при изучении темы «Скорость химической реакции»

Задание 5.  Почему угольный порошок, распыленный в воздухе, может взорваться, а каменный уголь сгорает в печке без взрыва?

Для учащихся 10 классов при изучении темы «Альдгиды»

Задание 6. При приготовлении пищи в кухне возникает специфический запах альдегида акролеина. Составьте структурную формулу вещества,если известно, что его молекулярная формула С3Н4О и альдегид является непредельным.

Экспериментальные задачи

1. Задачи на получение веществ (самостоятельное прогнозирование и осуществление  химических процессов и реакций):

• Осуществите опытным путем следующие превращения: оксид меди (II) → сульфат меди (II) → гидроксид меди (II). Выделите полученный гидроксид меди (II) из смеси.
• Исходя из железа, получите гидроксид железа (II).
• Получите гидроксид алюминия и докажите его амфотерный характер.
• Получите и соберите в пробирки водород и углекислый газ, докажите их наличие.
• В пробирку с раствором сульфата меди (II) опустили железный гвоздь. Какие вещества при этом образовались?

Качественные химические задачи 

2. Задачи на распознавание веществ 

• В трех пронумерованных пробирках находятся растворы хлорида, сульфата и карбоната натрия. Распознайте каждое вещество.
• В трех пронумерованных пробирках находятся растворы хлоридов железа (II), железа (III), алюминия. С помощью одного реактива определите каждое вещество.
• В трех пронумерованных пробирках находятся растворы хлорида, сульфата и карбоната натрия. Распознайте каждое вещество.
• В трех пронумерованных пробирках находятся растворы хлоридов железа (II), железа (III), алюминия. С помощью одного реактива определите каждое вещество.

3. Задачи на доказательство качественного состава веществ:

• Докажите, содержит ли хлорид натрия примеси сульфата натрия.
• Докажите качественный состав сульфата бария.

4. Задачи на объяснение наблюдаемого явления:

• Испытайте лакмусом растворы карбоната калия, хлорида алюминия, хлорида натрия. Объясните результаты испытаний.
• Прилейте к порции долго хранившегося в лаборатории оксида кальция раствор соляной кислоты. Объясните наблюдаемые явления.

Практико – ориентированные задачи

8 класс Тема: «Кислород».

Во время грозы из кислорода образуется  аллотропная модификация кислорода – озон, имеющий запах свежести.

Вопросы.

1.Что такое аллотропия. Какие вещества называют аллотропными модификациями?

2.Почему после грозы у человека возникает ощущение свежести?

3.Составьте химические формулы кислорода и озона. Вычислите их относительные молекулярные массы.

4.Сравните физические свойства аллотропных модификаций кислорода.

5.Почему химически неверно поэтическое выражение «В воздухе пахло грозой».

9класс Тема: «Неметаллы»

 Соли угольной кислоты.

        Большой популярностью среди туристов пользуются сталактитовые пещеры в горах Кавказа и Крыма, среди которых есть не пройденные до конца. Известняковые пещеры-лабиринты Крыма служили партизанам убежищем в период Великой отечественной войны. Реакция превращении карбоната в бикарбонат обратима, поэтому на потолке известняковой пещеры из капли воды, насыщенной гидрокарбонатом кальция, выделяется диоксид углерода, и прежде чем капля успеет упасть вниз, часть растворенного  гидрокарбоната превращается в твердый карбонат. Так зарождаются свисающие вниз сосульки сталактитов. Из воды, капающей со сталактита, на полу пещеры тоже осаждается карбонат кальция, и с течением времени навстречу свисающей сосульке поднимается такой же столб снизу – сталагмит.

Вопросы.

1.Запищите химические формулы веществ: гидрокарбонат кальция, карбонат кальция, диоксид углерода.

2. Составьте схемы превращения веществ, о которых говорится в задаче.

3. Определите тип каждой химической реакции.

4. Сделайте вывод о свойствах солей угольной кислоты, их растворимости.

5. Сделайте сообщение о распространении солей угольной кислоты в природе.

10 класс  Тема: Карбоновые кислоты

Муравьиная кислота.

1).При укусах муравьев возникает чувство боли — за счёт действия муравьиной кислоты. Если место укуса смочить нашатырным спиртом, боль пропадает.

Вопросы.

1.Запишите формулу муравьиной кислоты.

2.Составьте уравнение химической реакции нейтрализации, которая лежит в основе применения нашатырного спирта для уменьшения боли при укусах муравьев.

3. Назовите продукт химической реакции.

4. Составьте уравнения еще 2-х химических реакций, в которых может участвовать муравьиная кислота.

5.Подготовьте сообщение «Химический характер житейских ситуаций» (Уравнения химических реакций, встречающихся в быту).

2). Всем известно, что крапива больно жжётся.

Вопросы.

1.Установите формулу вещества, которое вызывает жжение, если массовые доли элементов в этом веществе составляют: 26,08%(С), 4,35%(Н), 69,56%(О).

2. Назовите вещество. К какому классу органических соединений оно относится?

3. Напишите пошаговую инструкцию-подсказку для соседа по парте — как вывести молекулярную формулу вещества по его составу.

11 класс Тема Строение вещества. Дисперсные системы

Раствор иода.

Фармацевту необходимо приготовить 5%-ный раствор иода, который используют для обработки ран. Какой объем раствора он может приготовить из 10 г кристаллического иода, если плотность раствора должна быть 0,950г/мл?

Вопросы:

1.Какую формулу имеет кристаллический иод?

2.Что значит «приготовить раствор»?

3.Сделайте по условию задачи необходимые расчеты для приготовления раствора.

Тема Химические реакции

Рождественский фейерверк.

Петр I для проведения рождественского фейерверка пригласил голландских пиротехников, но из-за морозов фейерверк чуть не был сорван.

Вопросы:

1.Докажите правдивость этого исторического случая, если вспышки петард были обусловлены распадом бертолетовой соли 2КСIО3   →  2КСI + 3О2 + Q?

2.Определите, насколько быстрее горела петарда в Голландии при 10 градусах тепла, чем в России при 30 градусах мороза, если температурный коэффициент реакции равен 3?

Примерное содержание  домашнего эксперимента

9класс.  

Тема: «Кислородные соединения углерода» (жесткость воды). Домашний опыт: «Сравнение  жесткости различных образцов воды».

В три пробирки налить  3  образца воды по 10-15 мл:

• 1 – водопроводная некипяченая,
• 2 – водопроводная кипяченая,
• 3 – дождевая или снеговая вода.

В каждую пробирку  положить  кусочек мыла и сильно встряхнуть  пробирку (около 5 минут). Дать, отстояться. Опишите  внешний вид полученных растворов: есть ли осадок в виде хлопьев, много осадка или мало, раствор почти прозрачный и т. д. результаты занести в  таблицу.

Тема: «Способы получения металлов».  Домашний опыт: выращивание кристаллов меди.

Насыпьте на дно стакана немного медного купороса и засыпьте его мелкой поваренной солью. Прикройте соль кружком, вырезанным из фильтровальной бумаги так, чтобы кружок касался стенок стакана. Сверху положите зачищенный наждачной бумагой кусочек железа (лучше всего кружок). Налейте в стакан насыщенный раствор поваренной соли, чтобы он закрыл железный кружок. Через несколько дней вы обнаружите в сосуде красивые красные кристаллы меди.

10 – 11  кл. Тема: «Белки».  Домашний опыт:

• 1.«Определение белка (биуретова реакция)». Растворите в стакане воды столовую ложку белка куриного яйца. Прилейте туда раствор стиральной (кальцинированной) соды Na2CO3 или гидроксида натрия NaOH (средство "Крот"), а затем добавьте раствор медного купороса CuSO4 * 5H2O. В присутствии белка появится фиолетовая окраска.
•  2. Юный исследователь готовит мыло. В горячий концентрированный раствор стиральной соды добавляйте по каплям растительное масло, пока оно не перестанет растворяться. В полученный раствор насыпьте щепотку поваренной соли - твердое мыло всплывет на поверхность.

Примерные творческие задания проблемно-поискового типа (открытые задания)

Задание № 1 Дайте объяснение пословице «Земля – казна, вода – золото».

Задание № 2 Странное сражение: большинство уступает меньшинству в битве за овладение азотом! Как вы можете объяснить данное выражение.

Задание № 3  Опишите наиболее вероятные соединения, способные послужить основой для форм жизни в "параллельной Вселенной", где существуют элементы до азота включительно.

Задание  №  4  Предложите  химический  индикатор  (наносимый непосредственно на кожу), позволяющий контролировать дозу солнечного излучения, полученного пляжником.

Задание № 5 Разработайте не менее трех вариантов утилизации сероводородосодержащих  газов,  выделяющихся  при  производстве серосодержащих продуктов.

Примерные творческие задания проблемно-поискового типа (открытые задания)с экологической направленностью

1. Какие способы улавливания и практического применения "лисьих хвостов" вы можете предложить?

2. Одна из проблем современных мегаполисов – утилизация бытового мусора. Многие гектары земли заняты городскими свалками, и с каждым годом их площадь увеличивается. Но с точки зрения химика мусор - это ценное химическое сырье, из которого  можно  производить  различные  продукты. Подумайте над этой заманчивой идеей и предложите свое решение  комплексного использования бытовых отходов. При этом используйте следующие данные: масса бытовых отходов города составляет 2000 т в сутки; в отходах содержится до 40% полиэтилена, полипропилена и резины; до 50% бумаги, картона и отходов переработки древесины; 8-9% различных пищевых отходов. В решении нужно осветить: актуальность проблемы; общую идею решения; химическое и инженерное решение; проанализировать недостатки и нерешенные вопросы.

3.  Разработайте  проект  технологической  установки  для производства синтетического ацетатного шелка, используя в качестве исходного сырья метан. Ваше производство должно полностью удовлетворить потребности района в этом виде тканей. Каждый год магазины района продают населению 7000 м шелковой ткани.

4. Дайте объяснение и предложите способы решения одной из перечисленных проблем:

а) загрязнение водной поверхности реки нефтепродуктами; б) истощение полезных ископаемых; в) сокращение площади лесов в результате вырубки; в) выброс в атмосферу оксидов серы и азота.

Приложение 4

ПРОГРАММА

занятий с учащимися  в рамках занятий в   химической лаборатории.

Основная тема работы «Химические основы экологии»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

В последние годы умственное развитие и воспитание школьников стало приобретать особую актуальность, поскольку появилась острая необходимость в поддержке и развитии наиболее способных и одаренных детей.

Основными задачами при работе с одаренными детьми являются: выявление и поддержка наиболее способных учеников средних и старших классов; обеспечение возможности приобретать углубленные знания в области химии, а также формирование и развитие  способности одарённых детей к эффективной реализации их повышенных возможностей в будущем. Этому в большей степени может способствовать и данная авторская программа занятий с одаренными детьми «Химические основы экологии».

Актуальность разработки данной авторской программы заключается в том, что: она позволяет расширить  возможности химического образования  в школе и реализовать  тенденцию профилизации современного образования на практике.

 Содержание программы является предметно-ориентированным и раскрывает основы аналитической химии, позволяет познакомить учащихся с различными методами качественного и количественного анализа, а также повысить интерес к предмету.

Цели:

1. Раннее введение в науку учащихся через знакомство  с классическими методами качественного и количественного анализа в процессе химического исследования.
2. Создание педагогических условий для воспитания человека самостоятельного  и деятельностного, умеющего не только поставить цель и наметить шаги к ее достижению, но и сознательно нести ответственность за пути ее достижения.
3. Профессиональное самоопределение учащихся посредством развития навыков учебно-исследовательской деятельности

Задачи:

1. Создание условий для творческой самореализации одаренных детей при выполнении исследовательских работ и в процессе применения на практике химический знаний учащимися.
2. . Повышение уровня химических знаний учащихся.
3. Формирование разносторонних общенаучных, а также специализированных навыков и умений в проведении химического эксперимента.

Реализация этих задач  достигается за счет организации занятий  в виде семинаров, практикумов и экскурсий. Так как программа рассчитана на учащихся 9-11 классов, а ученическое исследование по предмету требует наличия у обучающихся сформированных экспериментальных умений и навыков, возможно создание разновозрастных микрогрупп, что позволит включить всех ребят в работу.

Программа рассчитана на 105 часов, в том числе 20 практических занятий, а также 2 экскурсии; 2 часа в неделю, занятия организуются  в виде сдвоенных уроков, что оправдано, так как реализация практической части программы требует достаточного времени для выполнения.

ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЗАНЯТИЙ:

• индивидуальные (работа по индивидуальному плану в форме исследовательской работы);
• групповые;
• практические работы
• семинарские занятия

Содержание программы

Тема 1. Основные приемы работы в химической лаборатории Основные задачи, содержание курса. Общие правила работы в химической лаборатории. Техника безопасности при работе в химической лаборатории Техника лабораторного эксперимента. Химическая посуда и правилами работы с ней. Мытье и сушка химической посуды Способы выражения концентрации растворов. Методы очистки веществ.

Тема 2. Методы идентификации веществ. Характеристика  аналитических реакций; условия и способы выполнения. Классификация ионов. Методы идентификации веществ. Качественный анализ. Обнаружение катионов. Обнаружение анионов. Количественный анализ. Классификация титриметрических методов анализа. Аппаратура, техника выполнения и расчеты в титриметрическом анализе.

Тема 3 Химические основы экологии Современное состояние природной среды. Основные виды загрязнения. Понятие о веществах –загрязнителях. Токсичность. Стандарты качества среды Экологические проблемы химии атмосферы. Загрязнители тропосферы. Экологические проблемы химии гидросферы. Чистая и загрязненная вода. Сточные воды и их обработка. Загрязнители воды. Эколого – химические проблемы литосферы. Экологический мониторинг. Биоиндикация. Контроль загрязнений с помощью химических методов анализа

Тема 4. Индивидуальные задания  в форме исследовательской работы Определение тем индивидуальных  исследований. Анализ литературы по теме исследования Подбор методик исследования. Разработка плана работы индивидуального задания. Методика отбора проб. Проведение экспериментально - практической части исследования. Анализ полученных результатов. Разработка рекомендаций. Знакомство с требованиями, предъявляемыми к оформлению научно-исследовательской работы. Оформление результатов научно-исследовательской работы. Подготовка доклада по результатам исследования

УЧЕБНО – ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН РАБОТЫ

Результатом занятий по данной программе является достаточно высокий уровень сформированности следующих навыков и умений:

1. постановки и реализации химического эксперимента,
2. правильного построения исследовательской задачи, умений анализа и обобщения материал;
3. развитие самостоятельности при составлении докладов, отчетов;
4. навыков публичных выступлений, и как следствие развитие правильной речи.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Астафуров, В.И. Основы химического анализа [Текст]: Учеб. пособие / В.И. Астафуров. -  М.: Просвещение,1987. – 160 с.
2. Кикоть, Е. Н. Основы исследовательской деятельности [Текст]: Учеб. пособие для лицеистов / Е. Н. Кикоть. - Калининград, 2002. – 420 c.
3. Нифантьев, Э.В. Внеклассная работа по химии с использованием хроматографии / Э.В. Нифантьев, М.К. Верзилина, О.С. Котларова. – М.: Просвещение,1983. – 143 с.
4. Степанова, М.В. Учебно-исследовательская деятельность школьников в профильном обучении / М.В. Степанова;  под ред. А.П. Тряпицыной. – СПб.: КАРО, 2005. – 96 с.
5. Сурин, Ю.В. Методика проведения проблемных опытов по химии. Развивающий эксперимент / Ю.В.Сурин. – М.: Школа-Пресс, 1998.
6. Шустов, С.Б. Химические основы экологии / С.Б.Шустов, Л.Б. Шустова.  - М.: Просвещение,1994. – 239 с.

Приложение 5

Конспект  занятия химической лаборатории по теме:

Изучение химических свойств йода. Определение йода в продуктах питания из школьного рациона.

Тип занятия: комбинированный.

Цель: изучить физические,  химические и биохимические свойства йода, сформировать навыки определения йода в продуктах питания (воде) школьного рациона, использования качественной реакции йода на крахмал для контроля фальсификации крахмалом  молочной продукции: сметаны и сливок и т.п

Задачи занятия 

• Образовательные:

• формировать представления о группе галогенов с сильными окислительными свойствами;
• изучить свойства йода;
• научиться готовить и работать с растворами разной концентрации.

• Развивающая:

• развитие навыка экспериментальной работы, умения сравнивать, обобщать, делать самостоятельные выводы;
• выявление незаменимой роли йода в жизни человека
• развитие внимательного и бережного отношения к здоровью

• Исследовательская деятельность:

• обеспечивает высокую информативную емкость и системность в усвоении учебного материала;
• способствует осмысленному усвоению знаний

• Воспитательные:

• формирование у учащихся научно-материального мировоззрения, подтвердить единство природы, выражающегося в  вовлечении химических соединений йода  в биогеохимический круговорот веществ;
• расширить и углубить кругозор о здоровом питании,
• воспитание познавательной активности, чувства ответственности, уважения друг к другу, взаимопонимания, взаимоподдержки, уверенности в себе;
• воспитание культуры общения.

Методы и приемы: on-line беседа, рассказ, слайд-шоу №1: «Химические свойства галогенов на примере йода», самостоятельная работа с химическим оборудованием и реактивами под надзором учителя, слайд-шоу «Освоение методики определения йода на базе Испытательной лаборатории БелГСХА»,  создание проблемных ситуаций (недостаток йода в рационе школьника), возможные пути решения проблемной ситуации

Оборудование: ТСО – компьютер, материал на электронных носителях;таблицы; раздаточный материал; реактивы: лабораторное оборудование и химические реактивы для лабораторных опытов.

ХОД ЗАНЯТИЯ

I. Мотивация Приветствие, проверка готовности учащихся и кабинета к уроку, заполнение классного журнала, обоснование темы и цели урока.

II. Основная часть

1. Вступительное слово учителя ( презентация, слайд-шоу № 1).

Краткая характеристика йода как биогенного элемента и важность его изучение.

2. Историческая справка об йоде (on-line беседа с к.б.н.– Олива Т.В.)

   Йод был открыт Б.Куртуа в 1811году в продуктах выщелачивания пепла морских водорослей.  

     Во всем мире распространенность йоддефицитных состояний достаточно велика. Для России проблема йодного дефицита  чрезвычайно актуальна, так как более 70% густонаселенных территорий страны имеют недостаток йода в воде, в почве и продуктах питания. В Белгородской области согласно данным Роспотребнадзора по Белгородской области тоже выявлены очаги с йодной недостаточностью.

Вопрос: Как вы думаете, почему так важно проводить исследовательскую работу по изучению геохимического цикла йода в природе?

      3. Ответ ученика:     Йод является одним из важнейших биогенных микроэлементов, необходимых для нормального функционирования организма, особенно молодого. От обеспеченности йодом школьников зависит не только их здоровье, но и способности к учебе. Недостаток йода является самой распространенной причиной умственной отсталости и  замедленного развития детей.

      4.  Учитель:  Сегодня мы проведем лабораторный химический опыт по качественному определению йода в пищевых продуктах.

Цель  исследования  - развитие навыка экспериментальной работы по определению йода и информирование родителей и детей о йодной недостаточности в продуктах рациона школьника и способах устранения йоддефицита.

6. Вопрос школьника: Какие существуют методы определения йода в природных объектах и есть ли ошибки его определения, связанные с летучестью йода?

7. Ответ  преподавателя on-line: В настоящее время наиболее широко распространены химические методы.  3 группы: объемные йодометрические, колориметрические и кинетические.  Первые 2 методы обладают низкой чувствительностью, что предполагает большое количество анализируемого материала.  Высокой чувствительностью и хорошей воспроизводительностью и простотой обладает химический метод определения йода, в основу которого положена роданидно-нитритная реакция. Объяснение.

8 Учитель: На лабораторных столах в штативе в пробирки налиты зольные растворы, приготовленные после сухого озоления в муфельной печи  продуктов из школьного рациона.  

Мы их приготовили в Испытательной лаборатории сельхозакадемии. Вспомним - презентация, слайд-шоу № 2

Внимание!!! Техника безопасности. Соблюдать правила работы с химическими реактивами

9. Лабораторный опыт. Школьники проводят исследования  качественной  роданидно-нитритной реакцией на йод

10. Преподаватель on-line:

Давайте проведем обработку результатов исследования. Перед вами таблица – график определения йода по стандартным растворам. Объяснения

11. Ученики рассматривают график и обсуждают результаты с учителем

 12. Учитель: Давайте сформулируем выводы из результатов испытания: «Содержание йода в продуктах школьного рациона». Табличный материал № 1 (таблицы распечатаны у каждого школьника и в презентации)

Таблица 1 – Определение концентрации йода в продуктах питания школьников

13. Ученики обсуждают результаты и делают вывод: Содержание йода в продуктах школьного рациона невысокое.

14. Учитель дает задание: Следующий шаг  нашей исследовательской работы будет заключаться в расчетах  суточного поступления йода в организм школьника с продуктами питания и сравнение полученных данных с рекомендуемой нормой поступления йода около 150 мкг/человек / сутки.

15.Вопрос школьника: А где применяется человеком еще йод и его соединения?

16.Ответ преподаватель on-line:  Йодные реактивы и препараты  применяют, например, для проведения контроля фальсификации крахмалом  молочной продукции: сметаны и сливок и т.п. Сейчас мы с вами в этом убедимся.

Объяснение методики определения примеси крахмала в молочной продукции.

17. Учитель дает задание по проведению лабораторного опыта.

18. Школьники делают вывод:  Появление через 1-2 минуты синей окраски указывает на присутствие в исследуемой пробе крахмала.  В натуральной молочной продукции крахмала не должно быть.

19 . Учитель сообщает, что йод имеет еще  разное применение (слайд презентация):

• Йод катализатор в органическом синтезе
• Йодиды металлов (йодид калия, йодид серебра) материал для линз и призм, а также фотореактивы
• Йодидные кислоты – реагенты для качественного анализа органических веществ, в том числе углеводов
• Йодоформ (CHI3 ) – наружный антисептик в медицине

20. Преподаватель on-line: Все  ученики молодцы. Теперь остается подготовить по результатам исследования доклад на научно-исследовательскую конференцию: Проблема йоддефицита в продуктах школьного рациона.

21. Учитель: В следующий раз мы обсудим вопрос о продуктах, покрывающих дефицит йода в рационе питания человека.

20. Преподаватель on-line: До свидания. Спасибо за совместную работу.

21.По результатам исследований можно сделать следующие выводы:

1. В связи с недостаточностью  материала в школьных  учебниках о биологической роли  йода, его  источниках, а также  очень малым количеством часов выделяемых для изучения раздела «Галогены» на уроках химии, у школьников появляется повышенный интерес по  поставленным вопросам.
2. После проведения урока  школьники получили устойчивые знания о йоде,  у них повысился интерес к предмету, углубились знания по химии, сформировалось знание о собственном здоровье и факторах, влияющих на его состояние, создались условия для развития познавательных интересов, развились умения самостоятельно приобретать, анализировать, усваивать и применять полученные знания.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК: 

1. Агаджанян, Н. А. Химические элементы в среде обитания и экологический портрет человека / Н. А. Агаджанян, А.В. Скальный. - /М., Москва, 2001. 165 с.
2. Кашин, В.К. Биогеохимия , фитофизиология и агрохимия йода [Текст]: Учеб. пособие / В.К.  Кашин. -  Л.: Наук, 1987. – 261 с.
3. Дедов, И. И. Йододефицитные заболевания в Российской Федерации (эпидемиология, диагностика, профилактика) [Текст]: Метод. пособие МЗ РФ / И. И. Дедов, Г. А. Герасимов, Н. Ю. Свириденко.-М.:Москва 1999.-154 с.
4. МУК 4.1.1106-02 . Определение массовой доли йода в пищевых продуктах и сырье титриметрическим методом. Методические указания.
5. -Методический практикум по контролю качества молока и молочных продуктов / под ред. Ю.П. Фомичев. Дубровицы. – 2003. –С. 127-129

Приложение 6

Мониторинг результативности участия школьников в различных мероприятиях

Выявление и развитие способностей учащихся на уроках химии

     Активные методы обучения позволяют использовать все уровни усвоения знаний: от воспроизводящей деятельности через преобразующую к главной цели - творческо-поисковой деятельности.

Основное содержание курса химии 8 класса составляют сведения о химическом элементе и формах его существования. Поэтому в процессе преподавания особое внимание уделяю периодической зависимости свойств химических элементов и образованных ими веществ от строения, классификации простых и сложных веществ. Наиболее удачными уроками являются уроки-обобщения: «Первоначальные химические понятия», «Важнейшие классы неорганических соединений».

Основное содержание курса химии 9 класса сводится к изучению отдельных, наиболее практически ценных веществ. Курс заканчивается знакомством с органическими соединениями. Важнейшей особенностью является выделение времени на реализацию регионального компонента.

Обучающиеся 10 класса испытывают трудности при переходе от неорганической химии к органической. Изложение теоретического материала проводится с использованием лекций, опорных схем и конспектов. Обучающиеся самостоятельно готовятся к урокам-семинарам, к защите проектов таким как «Экологические проблемы, связанные с использованием природных источников углеводородов», «Полимеры и их роль в жизни человека».

При обобщении и систематизации знаний по неорганической химии в 11 классе обучающиеся затрудняются составлять ионные и окислительно-восстановительные уравнения реакций, осуществлять превращения веществ, решать задачи на смеси и растворы. Поэтому стараюсь больше выполнять тренировочных учебных упражнений, применять тестовые задания, решать расчётные задачи.

Теоретическая база опыта

Воспитание у обучающихся интереса к химии достигается тем, какие методы и формы организации обучения подобраны. Я выбираю методы, побуждающие обучающихся к активной мыслительной и практической деятельности, к которым относятся: проблемные, поисковые методы, деловые игры, тренинги, групповые дискуссии и другие, связанные с активностью обучаемых. По рекомендациям психологов необходимо создать обучающимся обстановку доброжелательности, соответствующую трем принципам «Я тебя вижу», «я тебя слышу», «я тебе помогаю». При составлении поурочных планов с целью воспитания интереса к предмету я применяю ряд приемов:

1. Мотивация знаний и видов деятельности обучающихся.

2. Прием так называемых перспективных линий. Он состоит в организации учебной работы неодинаковых по развитию или обученности школьников и убеждении в возможности достичь планируемые результаты обучения.

3. Организация и чередование на уроках различных видов учебной деятельности учащихся: выполнение самостоятельных работ, применение теоретических знаний, решение химических задач, проведение эксперимента, работа с учебной литературой, а также обучение умения работать в коллективе.

4. Широко использую активные формы обучения — лекции, семинары, консультации, зачеты, игры.

Ведущая педагогическая идея

Наиболее активизирующий эффект на уроках дают ситуации, в которых обучаемые должны:

- отстаивать свое мнение;

- принимать участие в дискуссиях и обсуждениях;

- задавать вопросы своим товарищам и учителям;

- рецензировать ответы товарищей;

- оценивать ответы и письменные работы товарищей;

- заниматься обучением отстающих;

- объяснять более слабым ученикам непонятные места;

- самостоятельно выбирать посильные задания;

- находить несколько вариантов возможного решения познавательной задачи;

- проверить результаты своих действий (самопроверка), анализировать личные познавательные и практические действия;

- решать познавательные задачи, комплексно применяя известные им способы решения. Использую такие педагогические технологии, цели и средства, которые приводят к активизации, составляют главную идею и дают результат.

К таким технологиям можно отнести:

- игровые технологии

- технологии проблемного обучения, поисковые, творческие, продуктивные;

- интерактивные технологии, или технологии межличностной коммуникации (дебаты, мозговой штурм, критическое мышление и др.);

- технологии формирования субъектной активности человека (лидерства, субъектной социальной активности, защитных качеств личности).

При проведении уроков формирования новых знаний использую уроки-лекции, при отработке умений и навыков: уроки-турниры, семинары, зачеты. Особое место в учебном процессе занимают уроки обобщающего повторения, где переплетаются различные формы и типы уроков. Убеждена, что занимательная форма повторения изученного с использованием дидактических игр, даёт неизменный положительный результат. Именно дидактические игры развивают мышление, внимание, сосредоточенность, память, наблюдательность. В 8 классах широко использую игры-упражнения, игры с обратной связью: «крестики-нолики», «конвейер», «лабиринт», «лото», «дуэль».

В процессе обучения химии в средней школе предусмотрено изучение веществ и химических процессов на качественном и количественном уровне. Поэтому расчетные задачи и химический эксперимент занимают особое место в усвоении знаний, в формировании умений и навыков, в развитии мыслительной деятельности обучающихся. Наблюдения и эксперимент способствуют

формированию у обучающихся способности выяснять сущность изучаемых явлений, проводить сравнения, делать выводы и обобщения, повышают интерес к предмету. Выполнение же расчетных задач служит одним из способов учёта знаний и проверки навыков, полученных в процессе изучения предмета. Это самое сложное звено в системе обучения химии, над которым нужно постоянно работать.

Немаловажная роль в химическом образовании принадлежит кабинету химии, благоустройству которого всегда уделяется большое внимание.

И на уроках и во внеклассных мероприятиях уделяю большое внимание экологическим проблемам, использую национально-региональный компонент. Для большей результативности обучения провожу зачёты по отдельным темам, использую на уроках химические диктанты с ошибками, тесты.

Одним из таких активных методов в химии является эксперимент. Он является не только необходимым условием достижения осознанных опорных знаний по химии, но и облегчает понимание технологии химических производств, способствует развитию наблюдательности, умений объяснять наблюдаемые явления, используя для этого теоретические знания, устанавливать причинно-следственные связи, развивает самостоятельность, дает возможность проведения работ исследовательского характера.

Результативность опыта

На современном этапе развития школьного образования проблема активизации познавательной деятельности обучающихся приобретает особо важное значение, в связи с высокими темпами развития и совершенствования науки и техники, потребностью общества в людях образованных, способных быстро ориентироваться в обстановке, мыслить самостоятельно и свободных от стереотипов.

Выполнение такого рода задач становится возможным только в условиях активного обучения, стимулирующего мыслительную деятельность учащихся. Активное обучение, которое осуществляется с помощью активных методов, способствует формированию познавательного интереса к приобретению знаний и учебной деятельности. Методы активизации познавательной деятельности: вооружают знаниями умениями и навыками; содействуют воспитанию мировоззрения, нравственных, эстетических качеств учащихся; развивают их познавательные силы, личностные образования: активность, самостоятельность, познавательный интерес; выявляют и реализуют потенциальные возможности учащихся; приобщают к поисковой и творческой деятельности.

Таким образом, можно сделать вывод, что для успешного обучения школьников необходимо вызвать у учащихся интерес к овладению знаниями.

Систематическая работа над развитием интеллектуальных умений обучающихся положительно сказывается на качестве их знаний, умений и навыков.

Одним из показателей результативности моей работы является удовлетворенность ученика качеством учебного процесса, результаты ЕГЭ и внешнего мониторинга.