Методические рекомендации «Кейс технологии на уроках химии»

 

Кейс – технологии или метод анализа ситуаций

 

В чем достоинства метода ?

1. Используются принципы проблемного обучения : получения навыков решения реальных проблем, возможность работы группы на едином проблемном поле, процесс изучения имитирует механизм принятия решения в жизни, требует знания и понимания, терминов, умения ими оперировать, выстраивая логические схемы решения проблемы, аргументировать свое мнение.

2. Получение навыков работы в команде.

3. Выработка навыков простейших обобщений.

4. Выработать навыки вести презентации, умения формулировать вопрос, аргументировать ответ.

 

К кейс-технологиям относятся :

- метод ситуационного анализа

- метод анализа конкретных ситуаций, ситуационные задачи и упражнения ; кейс – стадии;

- метод инцидент;

- метод ситуационно – ролевых игр;

- метод разбора деловой корреспонденции;

- игровое проектирование;

- метод дискуссии.

 

Главное предназначение – развивать способность прорабатывать различные проблемы и находить их решение, научиться работать с информацией.

 

Метод инцидентов

 

Инцидент ( от лат. слова инциденс) – случающийся, случай, происшествие, столкновение. Цель – поиск информации для принятия решения, обучение работы с информацией, сообщать ее, систематизировать, анализировать.

Учащиеся получают краткое сообщение (в письменной или устной форме) об инциденте, например, в какой –нибудь стране, организации. Для принятия решения уч-ся предлагается явно недостаточная информация, поэтому им необходимо разобраться в обстановке, определить, есть ли проблема и в чем она состоит, что надо делать для того, чтобы принять то или иное решение.

 

 

 

 

Разбор деловой корреспонденции

 

Иные названия : метод «папки с входящими документами» , « информационный лабиринт», «баскетметод»). Он основан на работе с документами и бумагами, относящимися к той или иной организации, ситуации, проблеме.

Учащиеся получают от учителя папки с одинаковым набором документов, относящихся к определенному , например, событию, конкретной ситуации, деятельности определенного предприятия - в зависимости от предмета. Участники выступают в роли лиц, принимающих решение ( решения могут приниматься как индивидуально, так и малой группой). Цель – занять позицию человека, ответственного за работу с «входящими документами» , и справиться со всеми задачами, которые она подразумевает. Хорош этот метод особенно на уроках по экономике, истории, обществознанию, праву, где требуется анализ большого количества первоисточников и документов.

 

Игровое проектирование

Цель – создание или совершенствования объектов. Участников можно разделить на группы, каждая из которых будет разрабатывать свой проект. Игровое проектирование разного типа : исследовательский, творческий, прогностический, аналитический.

Например, прогностический.

Уч-ся получают задание разработать проект идеальной модели будущего « Какой мы видим страну в 3000 году ?». При этом проект должен представлять собой выстроенную в виде конкретной разработки реальную картину будущего. Процесс конструирования несет элементы творческого отношения к реальности, позволяет глубже понять явления сегодняшнего дня, увидеть пути развития.

 

Метод проигрывания ролей

 

Цель – чтобы в виде инсценировки создать правдивую ситуацию и затем дать возможность оценить поступки и поведение участников игры. Одна из разновидностей метода инсценировки – ролевая игра.

Ролевая игра – способ расширить опыт участников анализа, предъявляя им неожиданную ситуацию, в которой предлагается принять позицию (роль) участников и затем выработать способ, который позволит привести эту ситуацию к достойному завершению.

Учителя, использующие этот метод в учебном процессе, часто путают такие его разновидности как « разыгрывание ситуаций в ролях» и ролевые игры. Они различаются.

При « разыгрывании ситуаций в ролях» участники исполняют роль так, как сами считают нужным, самостоятельно определяя стратегию поведения, сценарий, планируемый результат. Основная задача – проявить творческие способности к решению неожиданно возникающих актуальных проблем. Как правило , школьники играют либо самих себя, либо тех, кого хорошо знают.

Отличие ролевых игр в том, что участникам выдается не только описание ситуации, но и инструкция, в которой предписано, как вести свою роль, какой характер изображать, какие интересы отстаивать. Такая игра называется сюжетной (сценарной).

 

Кейс –стадии. Анализ конкретных ситуаций (АКС)

Разновидности этого метода используются.

Метод ситуационного упражнения (задачи). Ученику предлагается текст с подробным описанием сложившейся ситуации и задача, требующая решения. Иногда в тексте предлагаются уже осуществленные действия, принятые решения для анализа их правомерности.

Или, ученик , познакомившись с описанием проблемы, самостоятельно анализирует ситуацию, диагностирует проблему и представляет свои идеи и решения в дискуссии с другими учениками.

 

 

 

Кейс “Азот в жизни человека”

Азот - это очень важный элемент, имеющий особое биологическое значение для всех живых существ, а так же, он играет особую роль в современной промышленности. В периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева азот находится во II периоде, V группе, главной подгруппе. Но, что же в нем такого особенного? Возможно десять ниже перечисленных фактов об азоте, помогут пролить свет на это вопрос.

Задания.

Прочитать факты про азот, и объяснить…..

 

 

1. В конце XVII века, три независимых друг от друга исследователя смогли получить азот во время своих опытов. Имена этих исследователей: Генри Кавендиш, Джозеф Пристли и Даниэль Резерфорд. В 1772 году Генри Кавендиш провёл следующий опыт: он многократно пропускал воздух над раскалённым углём, затем обрабатывал его щёлочью, в результате получался остаток, который Кавендиш назвал удушливым воздухом. С позиций современной химии ясно, что в реакции с раскалённым углём кислород воздуха связывался в углекислый газ, который затем поглощался щёлочью. При этом остаток газа представлял собой по большей части азот. Таким образом, Кавендиш выделил азот, но не сумел понять, что это новое простое вещество (химический элемент). В результате подобного эксперимента азот был получен и Джозефом Пристли и кстати схожие эксперименты в то время проводил так же Карл Шееле. Однако, лишь Даниэль Резерфорд в том же 1772 г. в своей диссертации «Испорченный воздух» подробнее всех описал свойства полученного им вещества: оно не реагирует со щелочами, не поддерживает горение и непригодно для дыхания. Именно поэтому он и стал считаться первооткрывателем азота. Слово «азот» происходит от греческих терминоэлементов а – отрицающий, зоэ – жизнь. Позже, Лавуазье предложил латинское название данного элемента Nitrogenium. Поэтому в периодической системе азот обозначается символом N. Как простое вещество азот образует двухатомные молекулы N2.

Вопрос? В чем крылась проблема открытия азота, как химического элемента?

2. По объему азот занимает 4/5 земной атмосферы. Значительные количества азота содержатся в водах мирового океана и в земной коре. 2.5% массы всех живых организмов приходится на азот.

Вопрос? С чем связано такое большое процентное соотношение азота в земной коре?

3. Как правило, чистый азот совершенно безвреден для человека. В конце концов, на 78.1% из него состоит воздух, которым мы дышим. В обычном состояние это газ, без цвета, вкуса и запаха.

Вопрос? Однако, при высокой концентрации в воздухе, азот может вызывать чувство опьянения, удушья и даже привести к смерти. Так же страшен азот и при кессонной болезни ныряльщиков на глубину. Почему?

4. Раньше азот получали из множества различных минеральных веществ. Например, при разложение нитрита аммония.

Вопрос? Как получить азот более дешевым способом. Предложите варианты решения с уравнениями реакций.

5. Мгновенная заморозка чего бы то ни было в жидком азоте, это распространенный кинематографический миф. Жидкий азот действительно имеет очень низкую температуру (-192 градуса Цельсия), но и теплоемкость этого газа низка настолько, что время замораживания даже небольших предметов исчисляется множеством минут.

Вопрос? На каких свойствах основывается данное применение азота?

Активнее всего жидкий азот используется в различных охлаждающих аппаратах, так как инертность азота в отношение других веществ делает его идеальным хладагентом.

6. Азот – очень эффективное средство пожаротушения. Пожары в городе им тушат редко, так как газ сложно оперативно доставить к очагу возгорания и он быстро испаряется на открытой местности.

Вопрос? Однако, внутри шахт такой метод тушения пожаров применяется очень часто. Почему?

7. Оксид азота (I) (N2O), так же известный как закись азота или веселящий газ, используется для наркоза и улучшает работу двигателей автомобилей. Сам он не горит, но очень хорошо поддерживает горение.

Вопрос? Объясните данное свойство на основе физических свойств азота.

Оксид азота (II) (NO) – очень ядовитое вещество. Однако, в микродозах он содержится во всех живых организмах. В теле человека монооксид азота вырабатывается для нормализации работы сердца, а так же для предотвращения гипертонии и инфарктов.

8. Огромные количества получаемого сегодня азота расходуются на производства садовых удобрений и взрывчатых веществ.

Вопрос? Какие удобрения содержат азот и за чем он нужнен растениям?

9. А знаете ли вы, что в трубочке ртутного медицинского градусника, помимо серебристого вещества ртути находится так же бесцветный газ азот.

Вопрос? За чем добавляют азот и есть ли альтернатива замены его другим газом?

10. Азот, вместе с водородом, кислородом и гелием являются четверкой самых распространенных элементов во Вселенной.

Вопрос? Почему?

 

 

 

Кейс “Водородомобили – шаг в будущее”

 

Когда электромобили стали выпускаться серийно к ним относились скептически. Никто не знал, что это такое и с чем его едят. Самой главной проблемой стала зарядка автомобилей, неразвитая инфраструктура заставляла владельцев электрокаров тщательно просчитывать свои маршруты дабы не высадить батарею до нуля в дали от дома. Сейчас мы все привыкли к электромобилям и не считаем их чем-то сверхъестественным. Новой диковинкой стали автомобили на водороде.

 

И если электрический автомобиль вы можете зарядить дома, то как быть с машиной на водороде? В России никак, но даже не смотря на этот факт, первые водородные Toyota Mirai уже ввезены на территорию нашей страны. Достоверно известно, о двух приобретенных машинах с японского аукциона. Автомобили поддержанные и стоят в районе 30 000 долларов.

 

Что представляет из себя Toyota Mirai?

Toyota Mirai – автомобиль, который получает движение за счет энергии выделяемой при химической реакции водорода и кислорода, процесс происходит в так называемом электрохимическом генераторе. Полученная энергия скапливается в металлогидридных аккумуляторах, а затем передается на электромотор мощностью 113 кВт (152 л.с.).

Но я хочу поговорить не столько об этом событии, сколько о том, почему даже появление первого автомобиля на топливных элементах, который можно купить, ничего не меняет для водородных автомобилей, и почему эта ветвь развития является абсолютно тупиковый. Илон Маск, CEO Tesla Motors, называет топливные элементы (fuel cells) "fool cells" (элементы одурачивания), аккумуляторные эксперты сходятся в том, что все в индустрии знают, что топливные элементы это ерунда, просто не все признают это, я же сосредоточусь на фактах.

1.Водород дорог.

Это просто факт. Сейчас рыночная цена на газ - $8.96 за эквивалент галлона бензина, 0.997 кг (данные за октябрь 2014 г.). Бак Toyota Mirai вмещает 5 кг водорода. Таким образом, одна заправка обошлась бы вам в $45 и её хватило на 480 км по методике тестирования EPA (данные ещё не проверены EPA, но вряд ли эта цифра окажется больше), что выливается в $9.38 за 100 км. Для сравнения, Toyota Prius проедет те же 100 км, потратив $2.76, а Tesla Model S - $2.99, если использовать ту же методику EPA и текущие средние американские цены.

2. Производство водорода "грязнее" электрогенерации

Сейчас 95% водорода производится из углеводородов с помощью реакции паровой конверсии или частичного окисления. Остаётся от природного газа или углеводородов CO2, тот самый с которым все страны дружно борятся развитием альтернативной энергетики и альтернативных автомобилей. Если вспомнить, что в Европе и Азии, в отличие от США, нет своего природного газа, для того чтобы из него делать водород, то всё становится ещё печальней. Сейчас использование водорода ставит в прямую зависимость от цены на газ, что не сильно отличается от нефтяной зависимости, электричество же генерируется из десятка различных источников. Теоретически, водород можно получать электролизом, но сейчас такой газ для США будет в 3 раза дороже получаемого из метана. Более того, так как получение электричества не экологически чистый процесс, а конверсия электричества в водород, затем обратно из водорода в электричество в топливных элементах имеет низкий суммарный КПД, выбросы будут значительно выше, чем для электромобилей.

3. Водородная инфраструктура очень дорога и не развита.

Одна водородная заправочная станция обходится в $2 миллиона. Калифорния уже потратила $100 миллионов на водородные заправочные станции. Высокую цену станции подтверждают и европейские источники, например только господдержка на одну станцию в Великобритании составляет £1 млн. Вы думаете, зато такая станция может обслужить сотни машин? Нет, станции рассчитаны на заправку максимум 30 автомобилей в день. С одной стороны больше и не надо, откуда там взяться хотя бы двум, но с другой стороны суперзарядка Tesla Motors на 6-12 стоек обходится компании в $100k - $150k, а более продвинутая версия с солнечными батареями на крыше и аккумуляторами на 500кВтч для сохранения солнечной энергии в "целых" $300k. Надо ли добавлять, что такая станция в действительности может обслужить больше сотни машин в день.

4. Водородные автомобили дороги

Хотя Toyota Mirai будет продаваться на американском рынке за $62 000, большинство экспертов сходится во мнении, что эта цена субсидирована производителем (1, 2) Точных цифр от самой Тойоты нет, косвенно же это подтверждается высказыванием главы R&D компании о том, что автомобили на топливных элементах смогуть быть конкурентными по цене с электромобилями к 2030 году и стоимостью топливных элементов. Субсидирование производителем подтверждает и цена в $144 400 Hyundai Tucson на топливных элементах, продающийся в Южной Коррее. Но даже после такой большой субсидии со стороны производителя, покупатели не торопятся покупать автомобили на топливных ячейках.

5. Нет ни одного преимущества водородных автомобилей перед электромобилями

Большую часть недостатков я уже перечислил. Оставлю за бортом безопасность: хотя я бы побоялся ездить на двух баллонах с водородом под днищем, производитель утверждает, что это безопасно, так давайте поверим ему. Попробуем найти хоть какие-то преимущества автомобилей на водороде перед электромобилями. Запас хода? У Toyota Mirai - 480 км, у Tesla Model S - 424 км, Tesla Roadster после обновления в следующем году сможет проехать почти 640 км, все цифры по одной и той же методике тестирования EPA, "яблоки с яблоками", что называется. А есть же ещё и плагин-гибриды, которые дают симбиоз экономичности электромобилей с возможностью движения на обычном топливе на дальние расстояния. В общем, запас хода после появление Tesla уже не аргумент.

 

Задания:

Почему многие автомобильные компании разрабатывают автомобили, работающие на водородном топливе?

Как выхлопные газы автомобилей, работающих на углеводородном топливе, влияют на здоровье человека?

Какие “+” и “-” вы видите у водородомобилей?

Найдите дополнительную информацию об их устройстве.

Если в вашей семье или у ваших знакомых есть автомобили, подсчитайте, сколько приблизительно литров бензина, газа и какой марки используете ежедневно.

Какие вещества и в каком количестве могут находиться в выхлопных газах ваших автомобилей?

 

Литература.

1. Полат Е.С. Современные педагогические и информационные технологии в системе образования : учеб. пособие для студ. вузов / Полат Е.С. ; Бухаркина М.Ю. - 2-е изд., стер. - М : Академия, 2008.

2. Пожитнева В.В. Кейс-технологии для развития одаренности//Химия в школе.-2008.-№4.