Элективный курс «Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики»



Скачать 349,7 Kb.
Дата01.06.2015
Размер349,7 Kb.
ТипЭлективный курс



Криворучкина Л.В., методист кафедры дидактики и частных методик ИПК и ППРО ОГПУ

Информационно – педагогический модуль по итогам обобщения передового опыта учителя химии высшей категории

Домбаровской средней школы №1 Домбаровского района

Богановой Ольги Александровны на тему



«Элективный курс «Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики» как средство развития умений и навыков учащихся решать расчетные задачи»

I.Теоретическая база опыта.

  1. Андреев, В.И. Педагогика: Учебный курс для творческого саморазвития. – 2-е изд./В.И.Андреев – Казань: Центр инновационных технологий. - 2000. – 608 с.

  2. Аркавенко, Л.М. Для чего классифицировать расчетные задачи. /Л.М.Аркавенко, В.Л.Гапонцев, О.А.Белоусова // Химия в школе. – 1998. – № 3. – С. 60 – 63.

  3. Аршанский, Е.Я. Специфика обучения химии в физико-математических классах. /Е.Я.Аршанский // Химия в школе. – 2002. – № 6. – С.23 -29.

  4. Ахлебинин, А.К. Компьютерные программы для обучения решению задач. /А.К.Ахлебинин, Л.Г.Лазыкина // Химия в школе. – 2002. - № 4. – С. 51 – 55.

  5. Байгабисова, З.Э. Графические задачи в обучении химии. /З.Э.Байгабисова // Химия в школе. – 2002. – № 6. – С. 30 – 32 .

  6. Богомолова, Н.В. Проблема обучения химии в условиях профилизации старшей школы. /Н.В.Богомолова, П.А.Оржековский. //Первое сен.:

«Химия».- 2007.- № 2. - С. 8-11.

  1. Воскобойникова, Н.П. Повышение эффективности обучения решению задач. /Н.П.Воскобойникова, Л.В.Галыгина, И.В.Галыгина // Химия в школе. – 2006. – № 4. – С. 38 – 44.

  2. Габриелян, О.С. Компетентностный подход как дидактическое условие предпрофильной и профильной подготовки учащихся. /О.С.Габриелян //Первое сен.: «Химия». – 2007. - № 2. - С. 12-14.

  3. Габриелян, О.С. Элективные курсы по химии: как они есть.

/ О.С.Габриелян. //Первое сен.: «Химия». – 2007. - № 2.- С 32-36.

  1. Дорофеев, М.В. Математика на уроках химии. /М.В.Дорофеев, М.Б.Лесов // Химия в школе. – 1999. – № 6. – С.50.

  2. Емельянова, Е.О. Подготовка учащихся к решению расчетных задач. /Е.О.Емельянова // Химия в школе. – 1998. – № 3. – С. 53 – 59.

  3. Ерохина, Г.Н. Как мы обучаем решению задач. /Г.Н.Ерохина // Химия в школе. – 2001. – № 7. – С. 59 – 61.

  4. Журавлева, Т.А. Решение расчетных и экспериментальных задач, связанных с растворами. /Т.А.Журавлева. //Первое сен.: «Химия». – 2007. - № 5. - С. 39 – 41.

  5. Журин, А.А. Парадоксы обучения химии в современной школе. /А.А.Журин // Химия в школе. – 2007. - № 9. – С. 2 – 5.

  6. Ильичева, Е.В. Решение химических задач./Е.В.Ильичева.//Первое сен.: «Химия».- 2007. - № 2. - С. 32 – 36.

  7. Ильичева, Е.В. Решение химических задач./Е.В.Ильичева.//Первое сен.: «Химия».- 2007. - № 6. - С. 31 – 33.

  8. Крылова, Н.В. Учебная карта как средство обучения решению задач. /Н.В.Крылова // Химия в школе. – 2005. - № 7. – С. 47 – 49.

  9. Латюшин, В.В. Первая всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы развития химического образования». /В.В.Латюшин // Химия в школе. – 2004. - № 1. – С. 2 – 7.

  10. Лисичкин, Г.В. Естествознание вместо физики, химии и биологии?/ Г.В.Лисичкин, И.А.Леенсон// Химия в школе. – 2007. - № 6. – С. 2 – 5.

  11. Логинова, О.Б. От «углубленки» к профильному обучению. /О.Б.Логинова // Химия в школе. – 2006. № 2. – С. 14 - 17.

  12. Малькова, Н.В. Трудная задача? Начнем по порядку./Н.В.Малькова. //Первое сен.: «Химия». – 2007. - № 16. - С. 8-11.

  13. Мартыненко, Б.В. Понятие «Водородный показатель» в тестовых заданиях. /Б.В.Мартыненко, М.В.Михалева // Химия в школе. – 2002. –

№ 7. – С.35 – 37.

  1. Мелихова, Л.Г. Метод пошаговой детализации при решении расчетных задач. /Л.Г.Мелихова // Химия в школе. – 2001. – № 8. – С.23 – 26.

  2. Минин, М.Г. Психолого-педагогическая диагностика качества знаний. /М.Г.Минин, Н.С.Михайлова // Химия в школе. – 2003. - № 3. – С. 22 – 30.

  3. Михалева, М.В. К методике изучения водородного показателя. /М.В.Михалева // Химия в школе. – 1996. – № 4. – С. 20 – 24.

  4. Основные направления модернизации школьного химического образования. //Первое сен.: «Химия». – 2007.- № 17. - С. 11-18.

  5. Фомин, А.Е. Учебные ошибки и затруднения: как их преодолевать. /А.Е.Фомин // Химия в школе. – 2000. – № 5. – С. 42 – 45.

  6. Хамитова, А.И. О математических методах решения химических задач. /А.И.Хамитова, Т.К.Яблочкина // Химия в школе. – 2002. – № 6. – С.32 – 35.

  7. Чунихина, Л.Л. Из опыта обучения решению расчетных задач ./Л.Л.Чунихина // Химия в школе. – 1990. – № 3. – С.32 – 35.

  8. Шаталов, М.А. Межпредметные связи в формировании системных знаний. /М.А.Шаталов // Химия в школе. – 1997. – № 5. – С. 26 – 29.

  9. Шишкин, Е.А. Использование приемов математики и физики при решении химических задач. /Е.А.Шишкин // Химия в школе. – 1983. – № 1. – С. 44 – 46.

  10. Шишкин, Е.А. Пути решения расчетной задачи. /Е.А.Шишкин // Химия в школе. – 2005. - № 4. – С. 46 - 53.

  11. Шишкин, Е.А. Устное решение задач как средство развития мышления. /Е.А.Шишкин // Химия в школе. – 2001. – № 7. –­­­­ С.56 – 58 .

  12. Ятайкина, А.А. Об интегрированном подходе в обучении. /А.А.Ятайкина //Народное образование. – 2001. – № 6. – С. 10 – 15.

II.Актуальность.

Химия как одна из фундаментальных областей знаний, в большей мере определяет развитие других важнейших направлений науки и техники, биологии и медицины, физики, электроники и радиотехники, информатики и вычислительной техники, машиностроения, транспорта, строительной индустрии, агропромышленного комплекса. Без химии, химических процессов и химических продуктов не может существовать ни одно производство.



Проводимая в стране модернизация образования затрагивает в первую очередь учебные предметы естественного цикла, и, к сожалению, не в их пользу, ставит учителей химии перед трудно решаемыми проблемами.

  • Одной из важнейших проблем, является заметное снижение интереса учащихся к предметам естественно-математического цикла, что во многом обусловлено объективной сложностью химии, физики и математики.

  • Уменьшение количества часов, отводимых на изучение химии в условиях профилизации старшей школы. Для этого Федеральным базисным учебным планом предусмотрено профильное (3 ч в неделю), базовое (2 ч в неделю) и непрофильное (1 ч в неделю) изучение химии. Согласно Концепции профильного обучения для большинства профилей физика, химия и биология становятся непрофильными предметами и заменяются интегрированным курсом «Естествознание» на который в целом отведено 3 ч в неделю. В результате учащиеся, выбравшие эти профили, изучают химию по 1 ч в неделю или не изучают вообще. Однако, химия – самостоятельная научная дисциплина, имеющая четкий предмет и систему законов и правил. Химические знания составляют основу современной науки и техники, химические методы широко используются в самых разных отраслях промышленности, сельского хозяйства, медицины и фармакологии. Элементарная химическая безграмотность населения неизбежно будет приводить к опасным ситуациям в быту и окружающей среде (Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы развития химического образования» [18]).

  • Несогласованность, разобщённость этапов формирования общих понятий физики, математики, химии. Например, понятие о водородном показателе, изучение законов сохранения массы и энергии.

  • Проблема несоответствия объема учебного материала объему учебного времени. Сравним современный базисный учебный план средней (полной) школы (базовый уровень) и учебный план двадцатилетней давности (учебный план средней общеобразовательной политехнической школы 1987г.)

Число часов химии в 1987 и 2007 гг.

Год

Класс

Число часов

В неделю

В год

1987

8

3

105

9

3

105

10

2

70

11

2

70

Итого

10

350

2007

8

2

70

9

2

70

10

1

35

11

1

35

Итого

6

210

Изменения видны невооруженным глазом:



  • время, предназначенное для изучения химии, уменьшилось на 140 часов, или на 40%;

  • сейчас на весь курс химии отводится столько часов, сколько 20 лет назад было отведено на курс неполной средней школы.

  • Проблема интеграции наук, стремление получить как можно более точное представление об общей картине мира. Но решить такую задачу невозможно в рамках одного учебного предмета. Поэтому в теории и практике обучения наблюдается тенденция к интеграции учебных дисциплин, которая позволяет учащимся достигать межпредметных обобщений и приближаться к пониманию общей картины мира. Это особенно важно для преподавания химии, методы которой используются во многих областях знаний и человеческой деятельности. Особую актуальность приобретает межпредметная интеграция, позволяющая на химической базе объединить знания физики, биологии, математики, экономики в единое понимание естественного мира, т.е. сформировать целостную естественно - научную картину мира.

  • В настоящее время существует противоречие между уровнем стандартных задач школьного курса и уровнем задач вступительных экзаменов в вузы. Трудность некоторых задач для абитуриентов часто запредельна не только для школьников, но и для большинства учителей. В пособиях для поступающих в вузы приведены примеры решения достаточно трудных задач. Однако, как показывает опыт, химические, физические и математические знания большинства школьников недостаточны для того, чтобы разобраться в них, поэтому абитуриенты не могут обойтись без занятий на подготовительных курсах или с репетиторами. А это требует больших затрат времени и средств и приводит к перегрузке старшеклассников.

  • Анализ КИМов по химии приводит к выводу, что за 3 часа в неделю, отведенных на химию в профильных классах, очень проблематично подготовить выпускников таких классов к успешной сдаче ЕГЭ. Задания части В и С являются профильными и вызовут затруднения. Они посильны лишь для выпускников школ и классов с углубленным изучением предмета.

  • Между развитием способностей учащихся и отсутствием умений применять знания математики и физики при решении расчетных химических задач. Решение расчетных задач – важная составляющая процесса обучения химии. Химические задачи играют огромную развивающую роль, так как способствуют формированию рационального и логического мышления, развитию самостоятельности суждений. Велика и образовательная роль химических задач. При их решении закрепляются полученные теоретические знания, совершенствуются химические понятия. Задачи – одно из средств прочного усвоения изучаемого материала. Научить ребенка решать задачи невозможно, если отсутствует математическая база, умения проводить простейшие вычисления, знания физических закономерностей.

Следовательно, в связи с сокращением учебного времени на изучение химии, низким уровнем познавательной активности школьников, недостаточно сформированными навыками и умениями учащихся решать расчетные задачи возникла потребность в применении новых подходов к организации учебной деятельности учащихся.

Одним из путей решения данной проблемы может стать элективный курс «Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики»



Ш. Основополагающими принципами данного опыта являются:

- межпредметная интеграция курсов химии и математики;



- межпредметные связи химии и физики, основанные на изучении одних и тех же объектов, использовании в физике и химии одних и тех же научных методов, законов и теорий;

-обеспечение самостоятельности и активности учащихся через систематическое включение в учебный процесс расчетных задач.



IV. Условия возникновения и становления опыта:

Боганова Ольга Александровна – руководитель методического объединения учителей химии Домбаровского района. Она активный участник введения профильного обучения в своей школе.

В ходе работы над проблемой профильного обучения учителем подобран и систематизирован материал:

а) по использованию знаний математики и физики при решении расчетных химических задач;

б) по решению задач разными способами;

в) по решению задач по математическим и физическим формулам.

Разработана система расчетных задач по химии, способствующих развитию умений учащихся актуализировать знания по математике и физике.

Разработана методика интеграции химических и физико-математических знаний.

Создан элективный курс для учащихся 11 класса химико – биологического профиля «Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики».

Для проведения эксперимента в Домбаровской средней школе были выбраны 2 класса: 8а – опытный, 8б – контрольный. В 8 – 9 классах учащиеся занимались по 3 недельных часа, в 10 – 11 по 2 часа. Элективный курс был апробирован в выпускных классах в течение трех последних лет.

В качестве критериев оценки уровня сформированности умений учащихся решать расчетные химические задачи, используя знания математики и физики, были выделены умения, выбранные через предметную область:


  • умения анализировать условие задачи;

  • умения решать прямые и обратные задачи;

  • умения решать задачи несколькими способами;

  • умения использовать знания математики и физики при решении расчетных задач;

  • умения использовать при решении химических задач математические и физические формулы;

  • умения находить рациональные способы решения задач.

Использован диагностический инструментарий:

- самостоятельные письменные и контрольные работы;

- тестирование

Учащимся опытного и контрольного классов была предложена письменная работа:

I. Решите задачи

1 вариант:



Задача № 1. Найдите массу железа, содержащуюся в 80 г оксида железа (III).

Задача № 2 В 80 г воды растворили 20 г соли. Определите массовую долю соли в растворе.

Задача № 3 Вычислите объем углекислого газа, который выделится при разложении 150 известняка, содержащего 2% примесей.

2 вариант:



Задача № 1. Найдите, в какой массе оксида меди (II) содержится 32 г меди.

Задача № 2. В 120 г воды растворили 20 г соли. Определите массовую долю соли в растворе.

Задача № 3. Вычислите объем углекислого газа, который выделится при действии азотной кислоты на 200 г известняка, содержащего 5% примесей.

II.Тестирование

1.Какой объем водорода получится при разложении 18г воды?

1) 44,8 л 2) 22,4 л 3) 5,6 л 4) 11,2 л

2. Больший объем занимает 1 г

1) водорода 2) кислорода 3) аргона 4) углекислого газа

3. Какое количество вещества кислорода необходимо для окисления 2 моль фосфора

1) 5 моль 2) 2 моль 3) 2,5 моль 4) 1 моль

4. Массовая доля кислорода в оксиде углерода (IV) равна

1) 73% 2) 50% 3) 30% 4) 20%

5. Массовая доля растворенного вещества в растворе, приготовленном из 120 г воды и 40 г соли равна

1) 20% 2) 25% 3) 30% 4) 35%

Ш.Ответьте на вопросы:


  1. Проанализируйте условие задачи. Что дано? Что надо найти?

  2. Решите задачу двумя способами.

  3. Составьте условие обратной задачи и решите ее.

  4. На какие знания, полученные в курсах математики и физики, вы опирались?

  5. Какие физические и математические формулы вы использовали?

  6. Какой способ решения более рациональный?

После проведения диагностики и выявления уровня сформированности умений решать расчетные химические задачи, Боганова О.А. стала внедрять в практику разработанную систему заданий, направленных на развитие умений учащихся актуализировать знания по математики и физике при решении расчетных химических задач.

Учителем реализовано:



  • проведение практикумов по решению расчетных задач;

  • организация самостоятельной работы учащихся по решению расчетных задач в малых группах;

  • рациональное сочетание фронтальной, групповой, индивидуальной деятельности учащихся;

  • работа с учащимися на занятиях элективного курса (экспериментальный класс, 2 недельный часа);

  • методика интеграции химических и физико-математических знаний на уроках в экспериментальном классе.

V.Сущность опыта:

Большой опыт преподавания химии – 21 год и 16 – ти летняя практика в должности заместителя директора по учебной работе позволили Богановой О.А. сделать вывод, что методика решения задач, используемая учителями, во всех классах примерно одна и та же: учитель сначала сам решает задачу, затем учащиеся читают условие другой задачи, коллективно или самостоятельно анализируют его, записывают в тетрадь данные и приступают к решению по образцу, предложенному учителем.

В результате лишь немногие учащиеся сознательно и творчески овладевают общим подходом к решению задач, умеют оценивать свои действия в процессе решения, самостоятельно составлять условия задач, выбирать рациональные способы решения и др.

Разработанная Ольгой Александровной методика обучения учащихся количественным расчетам и способам контроля своих действий обеспечивает их постепенное вхождение в решение задач, т.е. их подготовку к решению задач того или иного типа с помощью специальных знаний.

Ее методика обучения включает несколько этапов:1) ознакомление учащихся с необходимыми теоретическими положениями; 2) актуализация знаний, полученных на уроках математики и физики; 3) решение типовых задач; 4) самостоятельное решение задач и подведение итогов с целью уточнения содержания и соотношения понятий, формул взаимосвязи физических величин, формулирования выводов; 5) составление условия задачи самим учащимся и ее решение с целью понимания взаимосвязи между числовыми данными задачи и осмысления ее решения.

Учитель считает, что чтобы исчезли затруднения при решении химической задачи, необходимо восстановить логическую связь между однотипными задачами – химическими и арифметическими.

Для проверки этих предположений, учащимся опытных классов было предложено дома решить задачу: «В колхозе приготовили следующую смесь для удобрения полей – 64 т торфа и 16 т минеральных удобрений. Сколько процентов минеральных удобрений находилось в смеси?». Ученики должны были решить эту задачу и приготовиться к объяснению своего способа решения.

Применялись разные способы: нахождение части от числа, пропорциональное деление, приведение к единице и составление пропорций.

После обсуждения решения учащимся была предложена задача: «Сколько процентов меди в оксиде меди (II), если известно, что формула этого вещества CuO, относительная атомная масса меди – 64, а кислорода – 16?

В результате беседы пришли к такому решению: сначала нужно найти, какую часть веса молекулы составляет вес атома меди. Для этого находим относительную молекулярную массу оксида меди: Мr (CuO)= 64+16=80. После этого делим относительную атомную массу меди на относительную молекулярную массу молекулы: 64÷80=0,8. Чтобы выразить дробь в процентах, умножаем на 100. Получим 80%.

Для закрепления этого способа решения Ольга Александровна предложила ученикам более сложную задачу: «Сколько процентов железа содержится в оксиде железа (III)?» Решение задачи заняло несколько больше времени. Некоторые учащиеся допускали ошибки в вычислении относительной молекулярной массы, упустив из внимания индекс. Другие проводили деление, упустив число атомов железа. Но эти ошибки были единичными.

Затем учащиеся получили другое задание: придумать и решить аналогичную задачу. Это задание вызвало недоумение многих. Ученики затруднялись в подборе вещества, по формуле которого нужно выразить его состав в процентах.

В домашнее задание входило чтение параграфа учебника, формулирование и решение задачи.

На следующем уроке проведена проверка решения задач, составленных учащимися, а затем ученикам было предложено приступить к самостоятельному решению задач нового типа на расчеты по формулам. Например, «Сколько граммов меди содержится в 320 г оксида меди (II)?»

При решении задач на расчеты по формулам, учитель предлагает ребятам сформулировать условие и решить задачу, применяя знания из курса математики. Такой прием оказался эффективным. Учащиеся на своем опыте убедились в том, что расчеты по формулам не представляют каких-то особых задач, неизвестных в математике и физике, а являются теми же типами задач, которые уже решались в данных курсах.

Эта же методика применяется Богановой О.А. и при ознакомлении с расчетами по химическим уравнениям.

Учитель считает, что легче найти решение задачи тогда, когда учащимся известно, чем определяются различия в условиях типовых задач, и они научены самостоятельно составлять текст задачи, устанавливать взаимосвязи между простейшими расчетными задачами.

Приводим пример задания, на основе которого Ольга Александровна предлагает учащимся составлять условия задач.

Задание 1. Вам даны вещества в различной упаковке. На этикетке пищевых продуктов указаны общая масса продукта и процентное содержание в нем различных компонентов. Оцените их суммарное содержание (до сотых долей процента). Придумайте задачу, используя эти данные. Условия задач не должны повторяться, их текст можно обсудить с товарищем.

Приведем вопросы, которые обсуждались с учащимися:



  1. Какова масса интересующего вещества в упаковке?

  2. Она больше или меньше всей массы пищевого продукта?

  3. Какие данные необходимы для ответа?

  4. Изменится ли решение задачи, если речь пойдет о другом веществе?

Далее учащимся предлагалось изобразить на рисунке окружность, квадрат или другую фигуру, считая ее площадь равной 100%, и заштриховать часть, соответствующую процентному содержанию рассматриваемого вещества. Представить, что вся площадь фигуры символизирует общую массу вещества. Ее принять за единицу. Содержание выбранного вещества выразить в долях от единицы. Ответить на вопрос: «Во сколько раз отличаются друг от друга числа, соответствующие процентному содержанию и массовой доле этого вещества?» Составить условие математической задачи на нахождение процента от числа и решить ее.

Затем обсуждалось, как записать в общем виде условие задачи, в которой требуется определить массу чистого вещества, если указано содержание в нем примесей в процентах или массовых долях. Предлагалось каждому записать свое условие задачи и ее решение. Проводился разбор последовательности действий, необходимых для нахождения ответа. Учащиеся выясняли существует ли ограничение в числовом значении ответа, подводились к выводу, что данная химическая задача в большей степени алгебраическая.

Задание 2. Какие примеры газовых смесей известны? Придумайте условие задачи на определение объема одного из компонентов газовой смеси, если даны ее общий объем и процентный состав. Можно воспользоваться диаграммой о составе воздуха.

Рассматривая условия составленных задач, ученики обсуждали, зависит ли ход решения от единиц измерения массы или объема, приходили к выводу о необходимости единой системы измерения всех величин при решении задач. В заключении ребята записывали условие задачи и ее решение в общем виде. К этим записям учащиеся могут обращаться в дальнейшем при решении аналогичных задач.

В Домбаровской средней школе учителя математики всегда идут навстречу преподавателям смежных дисциплин: согласовывают программы, специально переставляют некоторые темы курса, умело используют существующее повторение для того, чтобы ученики имели необходимую математическую базу для работы на уроках химии. Совместная работа учителей химии и математики начинается при обсуждении планирования уроков алгебры в 7-м классе, когда изучается прямая и обратная пропорциональные зависимости, повторяется решение задач на проценты. На уроках математики ученики 7-го класса пытаются использовать химическую символику, рассчитывать массовую долю вещества в растворе, предлагают алгоритм приготовления этого раствора, рассчитывают состав смесей в массовых долях и выражают его в процентах. В 8-м классе повторяют алгоритм поиска наименьшего общего кратного двух чисел, решение уравнений, содержащих числовые пропорции. В 9-м классе решают системы линейных уравнений, необходимые для установления состава смесей. Учащиеся опытного класса активно работают на занятиях элективного курса «Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики». Ольгой Александровной было выявлено, что данный курс:


  • обеспечивает профильную ориентацию;

  • формирует познавательный интерес;

  • способствует приобретению навыков решения расчетных химических задач;

  • развивает умения учащихся использовать знания математики и физики при решении расчетных задач;

VI.Основные компоненты опыта:

1.Программа элективного курса для учащихся 11 класса химико – биологического профиля «Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики».

2.Методика интеграции химических и физико – математических знаний и умений учащихся при решении расчетных химических задач.

VII.Новизна опыта учителя, реализующего профильное обучение,

предусматривает:


    • разработана методика интеграции химических и физико-математических знаний и умений учащихся при решении расчетных химических задач;

    • разработан элективный курс « Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики».

VIII. Система работы учителя и ее результативность.

Боганова О.А. убеждена, что при решении расчетных задач необходима специальная система ознакомления учащихся с типичными приемами рассуждения, проведения расчетов.

Опыт работы Ольги Александровны показал, что ее методика достаточно эффективна – решение типовых задач, предусмотренных программой, не вызывает затруднений, многие учащиеся с интересом решают усложненные задачи.

Интеграция — необходимое условие современного учебного процесса, её возможная реализация в рамках какой-либо школы была бы переходом этой школы на новый качественный уровень образования.

Опыт работы по предлагаемой системе позволяет сделать выводы о результатах и значении интегрированного обучения, которые сводятся к следующему:

Интегрированное обучение


  • способствует развитию научного стиля мышления учащихся;

  • даёт возможность широкого применения учащимися естественнонаучного метода познания;

  • формирует комплексный подход к учебным предметам, единый с точки зрения естественных наук взгляд на ту или иную проблему, отражающую объективные связи в окружающем мире;

  • повышает качество знаний учащихся;

  • повышает и развивает интерес учащихся к предметам естественно-математического цикла;

  • формирует у учащихся общие понятия физики, математики, химии;

  • формирует убеждение учащихся в том, что они могут осознанно изучать более сложные понятия в сравнении с теми, которые предлагаются в учебнике.

Баганова О.А. добилась того, что у учащихся сформировались умения решать расчетные задачи, используя знания математики и физики; ее ученики добиваются успехов на школьных, районных и областных олимпиадах; увеличился процент поступающих на химические специальности в высшие учебные заведения. Многие учащиеся выбирают химию для сдачи на итоговую и промежуточную аттестацию.

Проведенная учителем работа позволяет сделать выводы: развитие умений учащихся решать расчетные химические задачи будет происходить эффективно, если:



  • актуализировать знания по математике и физике при решении расчетных химических задач;

  • разработать элективный курс «Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики»;

  • применять активные формы работы на занятиях;

  • развивать мышление учащихся.

В ходе эксперимента Ольгой Александровной


  1. изучена степень разработанности проблемы в философской, психолого-педагогической, методической, специальной литературе и определен понятийный аппарат исследования;

  2. разработана методика интеграции химических и физико-математических знаний и умений учащихся;

  3. разработана программа элективного курса «Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики»;

  4. экспериментально проверена эффективность методики интеграции химических и физико-математических знаний и умений учащихся в средней школе.

Боганова О.А. считает, что еще предстоит продумать работу со слабоуспевающими учащимися, усилить работу с одаренными детьми. Обучающий потенциал приведенных методических рекомендаций достаточно не изучен, поэтому изыскания в данной области должны быть продолжены.

Приложение к ИПМ



Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Домбаровская средняя общеобразовательная школа № 1»

Программа защищена на проблемных курсах учителей

химии «Предпрофильная подготовка учащихся основной

школы и профильное обучение химии в старшей школе»

Решение расчетных химических

задач с использованием знаний

математики и физики


Элективный курс для учащихся 11 класса

химико-биологического профиля

Автор программы:

Боганова О.А., учитель химии высшей категории

МОУ «Домбаровская средняя общеобразовательная

школа № 1» Домбаровского района

Оренбургской области


Работа зачтена 21.12.2005г.

Руководитель: Криворучкина Л.В.


Оренбург, 2005 год




Пояснительная записка

Одним из главных критериев усвоения химии как учебной дисциплины является умение учащихся решать расчетные и качественные задачи. Решение химических задач у многих учащихся вызывает определенные трудности, об этом свидетельствуют постоянные поиски подходов к их преодолению. Эти поиски вполне оправданы, так как именно через количественные расчеты учащиеся реализуют свои теоретические знания на практике.

В процессе преподавания в профильных классах с углубленным изучением химии эта тема имеет особую актуальность, практическую значимость, так как на всех вступительных экзаменах по химии предлагаются задачи повышенного уровня сложности.

Данный элективный курс предназначен для учащихся 11-х классов «Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики» химико-биологического профиля и носит предметно-ориентированный характер. Курс рассчитан на 34 часа (1 час в неделю).

В результате изучения данного курса обучающиеся должны

знать:


  • теоретический материал курса химии основной школы;

  • основные алгоритмы решения расчетных задач;

уметь:

  • определять тип задачи;

  • записывать уравнения реакций протекающих процессов;

  • выбирать основные расчетные формулы и их преобразовывать;

  • подставлять численные данные и производить математические вычисления.

Цель данного курса: сформировать умения учащихся решать расчетные химические задачи разного уровня сложности с использованием знаний математики и физики.

Задачи курса:

- осуществление межпредметных связей, а также связи химической науки с жизнью.

- усиление подготовки школьников к поступлению в высшие учебные заведения, к проведению и участию в ЕГЭ по химии;

- систематизация полученных знаний;

- раскрытие перед учащимися практической значимости химии, ее связи с другими науками;

- показ возможности применения химических знаний в повседневной жизни.

Наибольшую трудность при изучении химии вызывают задачи на определение состава многокомпонентной смеси веществ, качественного распознавания веществ.

Это связано с тем, что для решения таких задач необходимо глубоко понимать химические свойства изучаемых веществ, уметь анализировать, глубоко понимать, сравнивать свойства различных классов веществ, а также иметь хорошую подготовку по другим предметам.

Среди множества разнообразных химических задач наибольшие затруднения вызывают задачи, для решения которых помимо прочных химических знаний требуется владеть материалом курса физики и математики.

Например:



  • по химии: необходимо знание свойств веществ, понятий, умение выразить их химическими формулами и уравнениями;

  • по физике: знание физических величин, единиц измерения их, умение устанавливать взаимосвязь между физическими величинами;

  • по математике: знание методов расчета, нахождение части от целого и целого по его части, умение составлять пропорции и знание их свойств, умение составлять и решать алгебраические уравнения.

Задачи с использованием знаний математики и физики встречаются на всех вступительных экзаменах в высшие учебные заведения, где химия является профилирующей дисциплиной. А потому, не разобрав задачи такого типа, учитель может неумышленно лишить своего ученика шанса на поступление на химическую специальность.

Таким образом, использование знаний математики и физики при решении химических задач – необходимое звено программы, формирующее целостную картину мира.

Многие важные вопросы изучения курса химии по ряду причин исключены из школьной программы. Введение в программу теоретических вопросов способствует формированию химического мышления учащихся.

Так, связывание тепловых эффектов химических реакций с количеством вещества и решение задач на применение закона Гесса подводят школьников к формированию представлений о материальном и энергетическом единстве мира, о неуничтожимости материи и энергии, о фундаментальных законах.

Подробное изучение газовых законов позволяет объяснить многие явления, происходящие с веществами.

Рассмотрение различных способов выражения концентрации, законов электролиза показывает практическую направленность химии. Эти знания можно использовать не только в медицине, промышленности, лаборатории, но и в быту.

Комбинированные задачи позволяют учащимся адаптироваться в нестандартных условиях.

Решения олимпиадных задач подготовит учащихся к участию в школьных и районных олимпиадах.

Многие учащиеся с трудом ориентируются в многочисленных способах решения задач и, нередко, не могут выбрать тот или иной метод решения, в зависимости от условия задачи. Умения решать задачи разными способами – важный компонент программы.

Умение решать задачи разных типов пригодится учащимся в будущем, особенно тем, кто свяжет свою профессию с химией (научно-исследовательская работа, лаборатории, аптеки, да и просто в быту).

Программа предусматривает проведение лекционно-практических занятий.

Освоение курса предполагает, помимо посещения коллективных занятий, выполнение домашних заданий по применению полученных знаний и дальнейшему их совершенствованию в рамках изучения курса химии. Курс завершается выполнением итоговой контрольной работой.

По окончании курса у учащихся формируется положительная мотивация к дальнейшему изучении химии, развиваются и закрепляются навыки решения задач, что необходимо при дальнейшем обучении.

Учебно-тематический план







Название темы

Кол-во

часов

Вид занятия

1.

Введение. Входная диагностика.

2

Тестирование

2.

Основные физические и химические величины.

2

Лекция. Беседа

3.

Основные типы расчетных задач.

4

Лекция

4.

Различные способы решения задач.

4

Лекция. Семинар.

5.

Расчеты по химическим формулам.

4

Решение задач

6.

Вычисления по уравнениям химических реакций

6

Практикум по решению задач

7.

Задачи на растворы.

Кристаллогидраты.



6

Лекция.

Опорный конспект



8.

Вывод формул химических соединений различными способами.

4

Алгоритмы.

Решение задач



9.

Задачи с использованием газовых законов.

6

Лекция. Задачи. Опорный конспект

10.

Термохимические расчеты. Закон Гесса.

4

Решение задач

11.

Законы электролиза.

3

Лекция.

Решение задач



12.

Задачи на смеси.

6

Лекция. Алгоритмы

13.

Решение задач с использованием понятия «эквивалент».

3

Лекция.

Решение задач



14.

Комбинированные задачи.

6

Решение задач.

Практикум



15.

Олимпиадные задачи.

6

Решение задач

16.

Итоговое занятие.

2

Зачет.




Итого:

68





Содержание изучаемого курса
Тема № 1. Введение. Входная диагностика (2 ч.).

Цели и задачи спецкурса. Структура. Входная диагностика (см. приложение).



Тема № 2. Основные физические и химические величины (2 ч).

Моль как количество вещества. Атомная и молекулярная масса. Постоянная Авогадро. Масса. Объем. Плотность.



Тема № 3. Основные типы расчетных задач (4 ч.).

Классификация расчетных задач. Основные требования к оформлению расчетных задач.



Тема № 4. Различные способы решения задач (4 ч.).

Понятие «доля». Массовая доля. Объемная доля. Метод пропорции. Графический метод решения задач. Алгебраический метод. Метод приведения к единице. Решение задач через систему уравнений.



Тема № 5. Расчеты по химическим формулам (4 ч.).

Вычисление относительной молекулярной массы вещества, массовой доли элемента; соотношения масс элементов.



Тема № 6. Вычисления по уравнениям химических реакций (6ч.). Практикум.

Вычисление количества вещества, массы, объема вещества по известному количеству вещества, массе, объему другого вещества. Задачи на избыток и недостаток. Нахождение количества вещества, массы, объема вещества, если известно вещество, содержащие примеси. Задачи на выход продукта.



Тема № 7. Задачи на растворы. Кристаллогидраты (6 ч.).

Массовая доля растворенного вещества. Правило смешения. Правило креста. Молярная концентрация. Переход от одной концентрации к другой. Кристаллогидраты. Определение массовой доли вещества в растворе при растворении кристаллогидрата. Определение формулы кристаллогидрата.



Тема № 8. Вывод формул химических соединений различными способами (4 ч.).

Вывод формул веществ по массовым долям элементов. Вывод формул веществ на основе относительной плотности газов, массе 1 л газа при н.у. Вывод формул веществ по продуктам сгорания.



Тема № 9. Задачи с использованием газовых законов (6 ч.).

Закон Авогадро, закон Гей-Люссака и Бойля-Мариотта. Уравнение Менделеева-Клайперона. Нормальные условия.



Тема № 10. Термохимические расчеты. Закон Гесса (4 ч.).

Вычисление теплового эффекта химической реакции. Термохимические законы. Теплота сгорания. Теплота образования. Энтальпия. Энтропия. Энергия Гиббса. Закон Гесса. Расчеты по термохимическим уравнениям.



Тема № 11. Законы электролиза (3 ч.).

Электролиз расплавов и растворов. Процессы, происходящие на катоде и аноде. Законы электролиза. Решение задач на применение законов электролиза.



Тема № 12. Задачи на смеси (6 ч.).

Определение состава исходной смеси через систему уравнений.



Тема № 13.Решение задач с использованием понятия «эквивалент»

(3 ч.).


Эквивалент. Молярная концентрация эквивалента. Количество вещества эквивалента. Титр. Нормальная концентрация.

Тема № 14. Комбинированные задачи (6 ч.).

Практикум по решению задач. Самостоятельная работа.



Тема № 15. Олимпиадные задачи (6 ч.).

Решение олимпиадных задач.



Тема № 16. Итоговое занятие (2 ч.).

Проведение зачета по изученному курсу



Методические рекомендации

Данный элективный курс химии предусматривает лекционно-семинарскую работу, практикумы по решению задач.

По окончании каждого занятия учащиеся получают домашнее задание, которое включает несколько теоретических вопросов и расчетные задачи.

Уровень усвоения разделов курса оценивается с помощью небольших контрольных работ, срезов тестов. Результаты их выполнения после проверки учителем обсуждается на семинаре.

Итоговое занятие проводится в форме зачета, на котором могут быть представлены:

- подбор задач по различным темам с решением;

- зачет по решению задач;

- выполнение тестов ЕГЭ (часть С).

Для проведения данного курса желательно использовать компьютер (СД диски), справочники, задачники, пособия для поступающих в ВУЗы.

Перечень ключевых слов


  • Концентрированные растворы

  • Избыток и недостаток

  • Масса

  • Массовая доля

  • Моль

  • Молярная масса вещества

  • Молярный объем

  • Молярная концентрация

  • Относительная атомная масса элемента

  • Относительная молекулярная масса вещества

  • Относительная плотность

  • Объемная доля

  • Пропорция

  • Практический выход продукта

  • Примеси

  • Система алгебраических уравнений

  • Смешивание растворов

  • Теплота химической реакции

  • Тепловой эффект химической реакции

  • Термохимические уравнения

  • Теоретический выход продукта

  • Экзотермическая реакция

  • Эндотермическая реакция

Диагностический материал

  1. Входная диагностика

Цель: Проверить уровень знаний учащихся на данный момент (в начале занятий элективного курса).

  1. Вычислите объем, который займут 16 г кислорода.

  2. Найдите массу 1 молекулы азота.

  3. Сколько атомов серы содержится в 64 г ?

  4. Какой объем воздуха потребуется для сгорания 10 л ацетилена?

  5. Определите объем газовой смеси после взаимодействия 10 л водорода и 20 л хлора.

  6. Найдите объем углекислого газа, выделившегося при действии 200 мл 5% раствора соляной кислоты (ρ = 1,01 г/мл) на 10 г карбоната кальция.

  7. Найдите массу осадка, полученного при сливании 100 г 5% раствора карбоната натрия и 150 г 10% раствора хлорида кальция.

  8. Какой объем сернистого газа выделится при обжиге 2 т пирита FeS2, содержащего 10% примесей, если выход сернистого газа составляет 68%.

  9. Дана цепочка превращений:

СаС2 → ? → С6Н6 → ? → С6Н52

Найдите массу анилина, полученного из карбида кальция, содержащего 2% примесей, если выход продукта на каждой стадии составляет 80%.



  1. Определите массовую долю сульфата меди (II), полученного при растворении 10 г медного купороса CuSО4 · 5H2O в 120 г воды.

2.Зачетное занятие.

Решение олимпиадных задач.



  1. При сгорании 9 г предельного вторичного амина выделилось 2,24 л азота и 8,96 л углекислого газа. Определите молекулярную формулу амина.

  2. Оксид серы (VI) массой 8 г растворили в 110 г 8% раствора серной кислоты. Какая соль и в каком количестве образуется, если к полученному раствору добавить 10,6 г гидроксида калия?

  3. Для хлорирования смеси железа и меди массой 6 г затрачен газообразный хлор объемом 2,8 л (н.у.). Определите массовые доли металлов в исходной смеси.

  4. При взаимодействии 11,6 г предельного альдегида с избытком гидроксида меди (II) при нагревании образовался осадок массой 28,8 г. Выведете молекулярную формулу альдегида.

Литература для учащихся

1. Габриелян, О.С. Задачи по химии и способы их решения. 8-9 классы. /О.С. Габриелян, П.В. Решетов, И.Г. Остроумов. – М.: Дрофа. - 2004.- 160с.

2. Гара, Н.Н. Сборник задач для проведения устного экзамена по химии за курс основной школы. 9 класс. /Н.Н.Гара, Н.И.Габрусева – М.: Дрофа. - 1999. – 48 с.

3. Гара, Н.Н. Химия. Задачи и упражнения. 8-9 кл.: Учебное пособие для общеобразовательных учреждений./Н.Н.Гара, М.В.Зуева. – М.: Дрофа. - 2002. – 224 с.

4. Гольдфарб, Я.Л. Химия. Задачник. 8-11 кл.: Учебное пособие для общеобразовательных учебных заведений./Я.Л.Гольдфарб, Ю.В.Ходаков, Ю.В.Додонов. – М.: Дрофа. - 2002. – 272 с.

5.Лидин, Р.А. Химия: Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы./Р.А.Лидин, Л.Ю.Аликберова.–М.:АСТ-ПРЕСС ШКОЛА, 2002. – 512 с.

6. Новошинский, И.И. Типы химических задач и способы их решения: учебное пособие для учащихся 8 – 11 классов и абитуриентов. - /И.И.Новошинский, Н.С.Новошинская. – Краснодар: Советская Кубань. – 1999. - 112 с.

7.Хомченко, И.Г. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы./И.Г.Хомченко. – М.: Новая Волна. - 1996. – 221 с.

8.Хомченко, Г.П., Хомченко И.Г. Сборник задач по химии для поступающих в вузы./Г.П.Хомченко, И.Г.Хомченко. – М.: Новая Волна. - 1996. – 303 с.

Литература для учителя

1. Аргишева, А.И. Решаем задачи по химии. /А.И.Аргишева, Ю.К.Губанова. – Саратов: Лицей. - 2002. – 384 с.

2.Борздун, Л.А. Решение расчетных задач в курсе химии средней школы./Л.А.Борздун.– Кемерово. - 1996. – 59 с.

3. Гудкова, А.С. 500 задач по химии: Пособие для учащихся. /А.С.Гудкова, К.М.Ефремова, М.М.Магдесиева, Н.В.Мельчакова. – М.: Просвещение. - 1981. – 159 с.

4. Ковальчукова, О.В. Учись решать задачи по химии./О.В.Ковальчукова. – М.: “Поматур”. - 1999.- 175 с.

5.Кузьменко, Н.Е. Химия. 2400 задач для школьников и поступающих в вузы./Н.Е.Кузьменко, В.В.Еремин. - М.: Дрофа. - 1999.-560с.

6. Лидин, Р.А. Химия. 8-9 классы: Учебное пособие./Р.А.Лидин, Е.Е.Якимова, Н.А.Вотинова. – М.: Дрофа, 2000. – 192 с.

7.Магдесиева, Н.Н. Учись решать задачи по химии: Книга для учащихся./Н.Н.Магдесиева, Н.Е.Кузьменко. – М.: Просвещение, 1986. -160 с.

8.Новошинский, И.И. Типы химических задач и способы их решения: учебное пособие для учащихся 8 – 11 классов и абитуриентов. - /И.И.Новошинский, Н.С.Новошинская. – Краснодар: Советская Кубань. – 1999. - 112 с.

9. Радецкий, А.М. Проверочные работы по химии в 8-11 классах: Пособие для учителя./А.М.Радецкий. – М.: Просвещение. - 2001. - 208 с.

10. Смирнова, Л.М. Сборник задач по общей и неорганической химии. 8-11 классы. /Л.М.Смирнова, П.А.Жуков. – СПб.: “Паритет”. - 2000. – 128 с.

11. Штемплер, Г.И. Методика решения расчетных задач по химии: 8-11 классы: Пособие для учителя. /Г.И.Штемплер.– М.: Просвещение. - 2001. –



207 с.



Похожие:

Элективный курс «Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики» iconЭлективный курс «Решение геометрических задач»
Элективный курс «Решение геометрических задач» как компонент образования направлен на удовлетворение познавательных потребностей...
Элективный курс «Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики» iconЭлективный курс по химии. «Решение задач повышенной сложности. 10-11 класс»
Этот элективный курс дает возможность учителю и учащимся заниматься самостоятельной познавательной и практической деятельностью по...
Элективный курс «Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики» iconЭлективный курс «Избранные вопросы математики»
Программа курса по выбору «Избранные вопросы математики» предполагает изучение и отработку как основных методов решения параметрических...
Элективный курс «Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики» iconПримерная программа элективного курса: «Решение химических задач повышенной сложности»
В этом отношении решение задач является необходимым компонентом при изучении такой науки, как химия
Элективный курс «Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики» iconЭлективный курс по химии «Решение практических задач по общей химии»

Элективный курс «Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики» iconПрограмма спецкурса по физике для 7 класса: «Познай физику в задачах и экспериментах»
Целью данного спецкурса является развитие интеллектуальных умений учащихся через выполнение экспериментальных заданий и решение качественных...
Элективный курс «Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики» iconЭлективный курс «Методы решения физических задач: 10-11 классы»
Элективный курс, «Методы решения физических задач» рассчитан на учащихся 10-11 классов общеобразовательных учреждений универсального...
Элективный курс «Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики» iconПрограмма элективного курса по химии «Мир расчётных задач по химии»
Программа элективного курса по химии «Мир расчётных задач по химии» предназначена для учащихся 9-х классов. Разработана на основе...
Элективный курс «Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики» iconЭлективный курс для учащихся 7-9 классов. // Ид «Первое сентября» Биология. 2007.№15. С. 35-37. Горелова Р. И. Элективный курс «Молекулярные основы наследственности»
Алексев С. В., Груздева Н. В., Гущина З. В. Экологический практикум. Элективный курс // Профильная школа. 2005. №1. С. 47-56
Элективный курс «Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и физики» iconРабочая программа по элективному курсу «Способы решения задач по механике»
Основные понятия и законы физики не могут быть усвоены на достаточно высоком уровне, если их изучение не будет сопровождаться решением...
Разместите кнопку на своём сайте:
docs.likenul.com


База данных защищена авторским правом ©docs.likenul.com 2015
обратиться к администрации
docs.likenul.com