Актуальные проблемы химического и биологического образования

Сборник статей, 2019

В сборнике представлены статьи и тезисы докладов X Всероссийской научно-методической конференции с международным участием, проходившей 15–16 апреля в Институте биологии и химии Московского педагогического государственного университета. В конференции приняли участие представители Москвы, Санкт-Петербурга, Брянска, Курска, Тобольска, Красноярска, Челябинска, Новороссийска и других регионов Российской Федерации, а также коллеги из Латвии, Республики Беларусь и ДНР (Украина). Участниками конференции являются учителя, аспиранты, а также преподаватели вузов. Статьи и тезисы докладов приведены в авторской редакции.

Методика обучения студентов педагогического университета разработке компетентностно-ориентированных заданий по химии

Е.В. Александрова

Ярославский государственный педагогический университет им. К.Д. Ушинского, Ярославль, Россия

В настоящее время одной из наиболее актуальных методических проблем стало усиление практической ориентации курса химии. Возможным решением возникшей проблемы является использование компетентностно-ориентированных заданий.

Однако в методике преподавания химии в школе не разработана система подобных заданий и отсутствует литература, которая помогла бы учителю самостоятельно их сконструировать.

Исходя из этого, целью работы является разработка методики обучения студентов педагогического вуза составлению и использованию компетентностно-ориентированных заданий на уроках химии.

При составлении компетентностно-ориентированных заданий студенты использовали следующий алгоритм [1].

• Определите место задачи в структуре урока (темы).

• Сформулируйте цель компетентностно-ориентированного задания.

• Подберите материал (текст) для составления условия задачи.

• Определите стимул (проблему задачи).

• Сформулируйте условие и вопрос задачи (возможно составление системы связанных единым сюжетом заданий).

• Продумайте инструмент проверки решения задачи.

• Задайте форму представления готового продукта и оценки решения задачи.

Компетентностно-ориентированная задача может быть объемной, содержать большой пласт информации. В этом случае ее решению может быть посвящен целый урок. Примером может служить урок-игра «Тайна озер-хамелеонов», разработанная в рамках практических занятий по дисциплине «Методика обучения и воспитания в области химии».

Урок может быть рекомендован для изучения тем: «Сера и ее соединения», «Железо и его соединения», «Взаимосвязь между классами неорганических соединений».

Компетенции: коммуникативная, информационная, в разрешении проблем.

Планируемые образовательные результаты:

• развитие умения работать с текстом, составлять уравнения химических реакций на основе их описания;

• определять тип химической реакции, на основе анализа состава и строения исходных и конечных продуктов;

• применять знания о химических и физических свойствах соединений серы и железа для объяснения природных явлений.

Форма урока: игра-путешествие [2].

Стимул (на этом этапе может быть использована презентация).

Ребята, сегодня на уроке мы отправимся в далекую страну Индонезию. Нам предстоит совершить путешествие на остров Флорес. Почему? Скоро узнаете. А пока давайте выясним, где находится Индонезия и интересующий нас остров. Кто у нас лучше всех знает географию?

Вопросы по физической географии:

1. В каких полушариях расположена Индонезия? Ответ: По обе стороны от экватора, в Северном и Южном полушариях, а также в Восточном полушарии (к востоку от Гринвича).

2. В какой части света она находится? Покажите Индонезию на физической карте мира. Ответ: В Азии (Юго-Восточная Азия).

А теперь настало время выяснить, почему мы отправляемся именно на индонезийский остров Флорес. Дело в том, что на этом острове расположен знаменитый вулкан Келимуту. Последний раз вулкан просыпался в 1968 г., после этого он мирно спит вот уже полвека. Высота Келимуту составляет 1639 м, на его вершине застывшая лава осела, образовав три впадины, заполнившиеся атмосферными осадками и превратившиеся в озера. Озера эти непростые, они периодически изменяют свой цвет: вода в них то бирюзового цвета, то зеленого, а может быть красной, коричневой или черной. Глубина озер равна глубине кратера вулкана и составляет 1650 м.

Чтобы объяснить загадочное природное явление — смену цвета воды в озерах — местные жители сложили легенду. Один из водоемов называется «Озером душ предков», оно удалено от двух других на расстояние примерно 1,5 км. В настоящее время вода в нем черного цвета, но еще совсем недавно она имела очень чистый прозрачно-зеленый оттенок. Сюда, по легенде, попадают души праведников, проживших долгую жизнь, здесь собирается мудрость, накопленная поколениями. Второе озеро чаще всего бывает голубого или бирюзового (сине-зеленого) цвета, оно называется «Озером юных душ», поскольку местные жители считают, что в этом водоеме обитают невинные души людей, умерших очень рано. Третье — «Озеро грешников» или «Озеро злых духов», вода в нем, как правило, красного, коричневого или черного цвета.

Формулировка задачи: в современном мире красивая легенда уже не удовлетворяет полностью любопытство людей. Поэтому цель нашей экспедиции — предложить научное объяснение существования озер-хамелеонов как следствие определенных химических реакций, происходящих в их водах. Для того чтобы решить эту задачу, мы разделимся на три группы исследователей. Каждая группа исследователей отправится к одному из трех озер-хамелеонов. Задача исследовательской группы — подготовить отчет о химических превращениях в данном водоеме. Кроме того, нам необходимо сформировать группу экспертов, которая будет оценивать правильность представленных отчетов, исправлять и дополнять представленную в них информацию.

Источник информации: ученые установили, что твердая чаша озер выложена магматическими горными породами, богатыми карбонатами и силикатами железа (II). Из трещин в земной коре поднимаются газы: сероводород и хлороводород. Сероводород окисляется кислородом воздуха до серной кислоты. Кислоты переводят железо (II) в растворимую форму. Далее возможно несколько вариантов превращений: растворимые соли железа взаимодействуют с сероводородом, также соли железа (II) окисляются до соединений железа (III), которые частично разлагаются, а частично вступают в окислительно-восстановительную реакцию с сероводородом.

Решите цепочки превращений и определите, какой цвет воды обусловливает каждое из полученных соединений. Укажите тип, записанных вами реакций.

Превращения в «Озере стариков»:

H₂S → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄ → FeSO₄;

FeCO₃ → FeCl₂ → FeS → FeSO₄.

Превращения в «Озере юных душ»:

H₂S → S → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄;

FeSiO₃ → FeSO₄ → FeS → FeCl₂.

Превращения в «Озере грешников»:

FeSiO₃ → FeCl₂ → FeCl₃ → FeS → Fe₂O₃ → Fe₂(SO₄)₃;

FeCO₃ → FeO → Fe₂(SO₄)₃.

Результаты занесите в таблицу.

Каждое верное уравнение реакции оценивается в 1 балл, указание типа химической реакции также оценивается в 1 балл. Таким образом, каждая команда может максимально набрать 14 баллов. Дополнительные баллы начисляются при условии написания нескольких верных уравнений реакций, приводящих к веществу, указанному в цепочке. Побеждает команда, набравшая максимальное количество баллов. Команда экспертов в соревновании не участвует.

Бланк решения и модельный ответ

Отчет экспедиции к «Озеру стариков»

Отчет экспедиции к «Озеру юных душ»

Отчет экспедиции к «Озеру грешников»

Таким образом, цвета озер вулкана Келимуту обусловлены окраской неорганических химических соединений, которые в них образуются.

Список литературы

1. Акулова О.В., Писарева С.А., Пискунова Е.В. Конструирование ситуационных задач для оценки компетентности учащихся. СПб.: КАРО, 2008.

2. Пичугина Г.А. Дидактическая игра как средство повышения эффективности обучения базового курса химии: автореф.… дис. канд. пед. наук. М., 2003.