Программа образовательного интенсива по химии с использованием оборудования 3D стерео-визуализации «Лаборатория химического анализа»
Программа образовательного интенсива
по химии с использованием оборудования 3D стерео-визуализации
«Лаборатория химического анализа»
Категория обучающихся: обучающиеся 9-10 классов
Срок освоения: 3 часа
Разработчик программы:
Черновол Светлана Евгеньевна
учитель химии ГБОУ школы №639
2023-2024 учебный год
Пояснительная записка
Программа интенсива разработана в соответствии со следующими документами:
Федеральный Закон Российской Федерации от 29.12.2012 г. № 273 «Об образовании в Российской Федерации»
Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 09 ноября 2018г. № 196 «Об утверждении порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»
Стратегия развития воспитания в РФ на период до 2025 года/ Распоряжение Правительства Российской Федерации от 29.05.2015 № 996-p
Концепция развития дополнительного образования детей до 2030 года
Методические рекомендации Комитета по образованию Санкт-Петербурга «Проектирование дополнительных общеразвивающих программ» 2022г.
Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 4 июля 2014 года № 41 «Об утверждении СанПиН 2.4.4.3172-14 «Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей».
Интенсив по химии «Лаборатория химического анализа» проводится с использованием профессиональной системы 3D стерео-визуализации «Стационарный интегрированный мультимедийный многофункциональный комплекс с 3D стерео-визуализацией СВЕГА® (СВЕГА ММК-3D)».
Согласно Федеральным государственным образовательным стандартам внедрение информационно-коммуникационных технологий призвано улучшить качество образования, повысить мотивацию детей к получению новых компетенций, ускорить процесс усвоения знаний. Информационно-методические условия реализации основной образовательной программы общего образования должны обеспечиваться современной информационно-образовательной средой. Информационно-образовательная среда организации, осуществляющей образовательную деятельность, должна включать: комплекс информационных образовательных ресурсов, в том числе цифровые образовательные ресурсы, совокупность технологических средств информационных и коммуникационных технологий: компьютеры, иное ИКТ оборудование, коммуникационные каналы, систему современных педагогических технологий, обеспечивающих обучение в современной информационно-образовательной среде. Одним из инновационных направлений в образовании является 3D-технология. Данная технология позволяет разнообразить привычные уроки и внеурочные занятия, сделать образовательный процесс эффективным, интересным и визуально объемным. Применение мобильного интегрированного мультимедийного Комплекса с 3D визуализацией СВЕГА® (СВЕГА ММК-3DM) и программного обеспечения «Эврика» (ПО «Эврика») дает возможность обучающимся глубже погрузиться в тему изучаемого предмета, позволяет мобильно переходить от целой структуры к отдельным ее элементам и наоборот. Проведение уроков с использованием мультимедийных 3D-технологий - это мощный стимул в обучении. Посредством таких уроков активизируются психические процессы обучающихся: восприятие, внимание, память, мышление; гораздо активнее и быстрее происходит возбуждение познавательного интереса. Для результативного обучения на любом уровне образования большое значение имеют наглядные пособия разной степени сложности – от муляжей и плакатов до мультимедийных проектов. Это связано с превалирующей ролью образной памяти в процессе усвоения изучаемого материала. Образная память обеспечивает длительное хранение впечатлений и включает в себя зрительную, осязательную, обонятельную, вкусовую и слуховую. Весьма эффективным для восприятия и запоминания является использование зрительных образов, так как у большинства людей лучше всего развит именно зрительный вид памяти. Человек по своей природе больше доверяет глазам, и более 80% информации воспринимается и запоминается им через зрительный анализатор. Дидактические достоинства уроков с использованием информационных технологий - создание эффекта присутствия («Я это видел!»), у обучающихся появляется интерес, желание узнать и увидеть больше. В работе интенсива используется программный комплекс по проведению уроков естественнонаучного цикла, классификатор программного обеспечения «Эврика», с использованием мультимедийного Комплекса с 3D визуализацией СВЕГА® (СВЕГА ММК-3DM) и программного обеспечения «Эврика» (ПО «Эврика»).Лабораторный химический анализ— это высокотехнологичный процесс, требующий определенного оборудования и обширных знаний. Основной целью лабораторного химического анализа является определение химического состава и строения веществ, выявление наличия разнообразных включений и примесей, а также осуществление контроля качества сырья и готовой продукции, выяснение степени загрязнения окружающей среды и др. Специалисты в области химического анализа играют ключевую роль в развитии промышленности. Профессии, связанные с лабораторно-химическим анализом, являются приоритетными во многих областях развития российской экономики – нефтегазовой промышленности, сфере химической переработки, пищевой промышленности, атомной промышленности, экологии и др. Работа лаборанта химического анализа является основой качества производимой продукции в любой отрасли народного хозяйства. Химический анализ сырья необходим для контроля за соответствием продуктов технологического процесса и готовой продукции существующим нормативам. Лаборант химического анализа по сути обеспечивает контроль промышленного процесса и получение изделий с заданными свойствами. Помимо стандартных в обязанности лаборанта могут входить калибровка инструментов, выдувание стекла, замораживание тканей, ведение дозиметрического контроля, пайка и просеивание.
Тема интенсива: «Лаборатория химического анализа».
Тип занятия: изучение новой темы
Цель интенсива: знакомство с компетенцией «лаборатория химического анализа» через выполнение задания «Лабораторный химический анализ».
Задачи:
Познакомиться с компетенцией «лаборант химического анализа».
Пройти тестирование на предрасположенность к профессии (тест на усидчивость,
тест на определение уровня концентрации внимания).
Ознакомится с правилами ТБ, лабораторным оборудованием, приемами работы
с ним.
Выполнить задания «Лабораторный химический анализ».
Ознакомиться с лабораторной работой «Синтез оксида меди» с помощью
оборудования 3D-стереовизуализации «Свега».
Ожидаемые результаты:
Ученики познакомились с компетенцией «Лабораторный химический анализ».
Ученики узнали о профессии лаборант химического анализа, о плюсах и минусах
профессии, необходимых навыках.
Ученики прошли тестирование на определение уровня концентрации внимания и
тест на усидчивость.
На практике применили полученные теоретические знания.
Провели лабораторную работу «Синтез оксида меди».
Форма: Фронтальная, коллективная, индивидуальная.
Методы обучения: Словесные, наглядные, практические.
Необходимое техническое обеспечение:
1. Оборудование для демонстрации: 1 комплект – лоток, штатив, пробирка мерная (цилиндр), р-р гидроксида натрия (4%), р-р сульфата меди (2) (4%), спиртовка, спички, держатель для пробирок, фильтр, воронка, химический стакан, шпатель, чашка Петри, ершик. Для всех: банка для отработанных веществ, банка с оксидом меди (II).
2. Оборудование согласно инфраструктурному листу: оборудование 3D-визуализации «Свега» (проектор 3D-стереовизуализации, 3D-очки (15 пар), экран).
Основные характеристики программы
Направленность программы: техническая (информационно-технологическая). Лабораторный химический анализ является основой обеспечения качества производимой продукции и безопасности процессов во многих отраслях промышленности. Лабораторный химический анализ необходим для контроля соответствия свойств сырья и материалов, промежуточных продуктов технологического процесса и готовой продукции существующим нормативам. Программа интенсива способствует также изучению одного из инновационных направлений в образовании - 3D-технологии, показывает формы и способы работы с использованием эффекта присутствия в практике учителя, возможности технологии, позволяющей разнообразить привычные уроки и внеурочные занятия, сделать образовательный процесс эффективным, интересным и визуально объемным.
Адресат программы. Программа адресована обучающимся 9-10 классов, изучающи предмето «химия» с целью повысить мотивацию детей к получению новых компетенций, ускорить процесс усвоения знаний.
Актуальность программы. Развитие современного общества и системы образования предъявляют все более высокие требования к качеству подготовки выпускников школ. Особую роль в повышении качества образовательного процесса современной школы должно сыграть широкое внедрение в практику новых образовательных ресурсов, направленных на интенсификацию процесса обучения, реализацию идей развивающего обучения, совершенствование форм и методов организации учебного процесса, обеспечивающих переход от механического усвоения фактологических знаний к овладению умением самостоятельно приобретать новые знания.
Уровень освоения программы: базовый.
Объем и срок реализации программы: программа рассчитана на 3 часа учебной деятельности. Программа рассчитана на поведение занятий в каникулярное время.
Организационно-педагогические условия реализации программы
Режим занятий:
Занятия по программе проводятся в один день.
Наполняемость учебной группы: 25 человек.
Условия набора учащихся: в интенсиве могут принимать участие обучающиеся школы №639 и школ-партнеров учреждения. Предварительной подготовки для зачисления в группу не требуется.
Необходимое кадровое обеспечение программы: учитель химии, имеющий опыт работы с оборудованием 3D-визуализации.
Содержание программы построено на следующих дидактических принципах:
отбор и адаптация материала для формирования предварительных знаний о работе по направлению «IT-класс» в соответствии с психофизическими возможностями обучающихся, уровнем их знаний и междисциплинарной интеграцией;
индивидуально-личностный подход к обучению;
овладение поисковыми, проблемными, репродуктивными типами деятельности во время индивидуальной и коллективной работы на занятии, дополнительная мотивация через решение кейсов;
соответствие санитарно-гигиеническим нормам работы с оборудованием 3D-визуализации.
Язык реализации: русский язык
Формы обучения и виды занятий по программе
Формы обучения - очная
Учебно-тематический план
Этап | Время | Вид деят-ти обуч-ся | Образоват. содержание | Взаимодействия Учитель Ученики | План резул-ты | Материалы | Форма контроля | |
Приветствие | 1 мин. | Беседа | Приветствует учеников | Отвечают на приветствие | - | |||
Введение в тему. (Представление компетенции) | 15 мин. | Слушание объяснения педагога | Краткий рассказ о компетенции «Лабораторный химический анализ» Рассказывает и демонстрирует | Задает вопросы и комментирует ответы | Ученики заинтересованы в изучении компетенции | Первоначальное представление о компетенции | Презентация | Самоконтроль |
Техника безопасности | 9 мин. | Описание техники безопасности | Рассказывает о технике безопасности | Слушают, изучают памятку | Получены знания | Памятка по ТБ | Самоконтроль | |
Проведение тестирования | 20 мин. | Выполнение работ практикума | Тест | Поясняет, как выполнить тест, отвечает на вопросы | Выполняют тест | Блокнот тестов | Самоконтроль | |
Подведение итогов тестирования | 10 мин. | Анализ результатов | Озвучивает результаты, комментирует , отвечает на вопросы | Примеряют результаты на себя, задают вопросы | Полученные результаты теста «примерены на себя» | Презентация | Самоконтроль | |
Ознакомление с практической частью. Постановка задачи | 10 мин. | Ознакомление с практической частью | Рассказывает и демонстрирует материал | Слушают изучают материал | Получены знания | Презентация. Оборудование | - | |
Выполнение практической работы | 60 мин. | Проведение исследовательского эксперимента | Поэтапное выполнение работы | Проверяет и корректирует | Выполняют задание | Проведена работа | Оборудование для синтеза и анализа | Решение кейсов |
Просмотр лабораторной работы «Синтез оксида меди» на оборудовании 3D-стереовизуализации «Свега» | 20 мин. | Ознакомление с лабораторной работой | Формирование соответствующих компетенций | Демонстрирует лабораторную работу на оборудовании | Смотрят лабораторную работу | Полученные знания и умения | - | |
Подведение итога. Рефлексия | 15 мин. | Заполнение анкеты | Подводит итог занятия, отвечает на вопросы | Задают вопросы, делятся впечатлением | Анкета | - | ||
160 мин. | ||||||||
Календарный учебный график
Год обучения | Дата начала обучения по программе | Дата окончания обучения по программе | Всего учебных недель | Количество учебных часов | Режим занятий |
1 год | 25.03.2024 | 25.03.2024 | 1 | 3 | 1 раз в неделю по 3 часа |
Технологическая карта интенсива
«Лабораторный химический анализ»
1 уровень
Уровень готовности к выполнению интенсива | Задания ( выполнить) |
1. Ученики имеют незначительную информацию о данной профессиональной деятельности; 2. Не имеют опыта работы основной мотив их выбора «слышал, что это интересно»; 3. Имеют неустойчивые трудовые умения и слабые знания по профильным предметам. | заправка спиртовки проведение нагревания; взятие навески твердого вещества; измельчение твердого вещества; размешивание веществ; приготовление фильтра; мытье посуды (пробирки, колбы); |
2 уровень
Уровень готовности к выполнению интенсива | Задания ( выполнить) |
1. Ученики имеют информационные сведения о данной профессиональной деятельности; 2. Имеют первоначальный опыт работы; 3. Основной мотив их выбора «мне это интересно», «хочу узнать больше»; 4. Имеют первоначальные трудовые умения и средние знания по профильным предметам. | оформление этикетки для реактива; сборка прибора для получения газа; демонтаж прибора; взвешивание веществ; Приготовление растворов по описанию Разделение смесей (фильтрование, отстаивание, действие магнитом) |
3 уровень
3.Уровень готовности к выполнению интенсива | Задания ( выполнить) |
1. Ученики имеют обширные сведения о данной профессиональной деятельности; 2. Читают научно-популярную литературу по профилю; 3. Имеют опыт работы; 4. Основной мотив их выбора «хочу углубить знания», «хочу связать свое будущее с этой сферой деятельности»; 5. Имеют устойчивые трудовые умения и хорошие знания по профильным предметам. | составление и приготовление растворов различных концентраций; ведение документации по учету расхода веществ, регистрации проведенных инструктажей; оказание первой медицинской помощи при химических ожогах; анализ вещества; очистка веществ. синтез вещества |
Практический интенсив «Синтез оксида меди»
Проверка химической посуды на целостность, чистоту и комплектацию.
Отмер определенного объема веществ (4мл NaOH и 8 мл CuSO4).
Проверка рабочего состояния спиртовки.
Проведение нагревания пробирки.
Изготовление фильтра, проведение фильтрования.
Приведение рабочего места в порядок: демонтаж приборов, проверка спиртовок,
слив отработанных веществ, мытье химической посуды.
Занести результаты работы в таблицу:
Контроль, оценка и рефлексия
Критерии успешного выполнения задания
Обучающиеся могут быть оценены по критериям, учитывающим требования общих компетенций, характеризующих лаборанта химического анализа, с учетом возрастных особенностей и уровня подготовленности участников образовательного интенсива:
№ | Критерии | Показатели | Да | Нет |
1. | Ценное отношение к труду | имеет четкие представления о сферах трудовой деятельности, основах химического анализа, условиях построения успешной карьеры | ||
2. | Самостоятельность и организованность | стремится быть самостоятельным в больших и малых вопросах, осознает свои действия, планирует время, предполагает дальнейшее свое развитие и обучение | ||
3. | Ответственность за решения | проявляет ответственное отношение с делами поступкам | ||
4. | Осознание необходимости эффективного проведения химического анализа для благополучного выпуска продукции | интересуется вопросами успешного развития химической отрасли, ведение химического анализа, знает учебные заведения, где учат химии и химическом анализу |
Рекомендации для наставника по контролю результата, процедуре оценки
Критерии выполнения задания «Синтез оксида меди (II).
Оценочный лист
Качество выполненной работы | Да | Нет |
Правильность выбора необходимой химической посуды | ||
Правильность отбора необходимого объёма количества вещества | ||
Правильность нагревания веществ | ||
Правильность изготовления фильтра и проведение процесса фильтрования | ||
Соблюдение правил ТБ | ||
Вопросы для рефлексии учащихся
Для осмысления опыта, полученного в ходе интенсива, участнику предлагаются следующие вопросы:
- что входило в содержание интенсива?
- удалось ли проявить инициативу в процессе интенсива?
- что вы увидели в действиях сверстников, также выполнявших интенсив?
- какой продукт удалось получить в процессе прохождения интенсива?
- какие новые знания, умения и навыки были приобретены?
- возможна ли перспектива выполнения таких или схожих действий?
- что изменилось в ваших представлениях о себе и жизненных планах после прохождения интенсива?
По итогам прохождения интенсива участник заполняет анкету обратной связи.
Инфраструктурный лист
Наименование | Рекомендуемые технические характеристики с необходимыми примечаниями | Количество | На группу/ на 1 чел. |
«Лаборатория химического анализа» | Столы лабораторные с химически стойким покрытием | 10 | 10/1 |
Стол - мойка с глубокой раковиной и высоким смесителем | 1 | 1/1 | |
Шкаф вытяжной с освещением | 1 | 1/1 | |
Банка для отработанных веществ | 1 | 1/1 | |
Банка с оксидом меди (II). | 1 | 1/1 | |
Лоток под реактивы и посуду | 10 | 10/1 | |
Штатив | 10 | 10/1 | |
Штатив для пробирок | 10 | 10/1 | |
Пробирка мерная(цилиндр) | 10 | 10/1 | |
Пробирки | 50 | 50/5 | |
Спиртовка | 10 | 10/1 | |
Спички | 10 | 10/1 | |
Держатель для пробирок | 10 | 10/1 | |
Фильтр | 10 | 10/1 | |
Воронка | 10 | 10/1 | |
Химический стакан | 10 | 10/1 | |
Шпатель | 10 | 10/1 | |
Чашка Петри | 10 | 10/1 | |
Ёршик | 5 | 5/1 | |
Банка с раствором гидроксида натрия (4%) объёмом 50 мл | 10 | 10/1 | |
Банка с раствором сульфата меди (II) (4%) объёмом 50 мл | 10 |
Приложение и дополнения
Приложение №1 – Требования безопасности при работе с химическими препаратами, требования безопасности в аварийных ситуациях, требования безопасности по окончанию работы в химической лаборатории.
Приложение №2 – Тест на концентрацию внимания.
Приложение 1.
Требования техники безопасности
Требования безопасности при работе с химическими препаратами:
Работать необходимо аккуратно, неукоснительно соблюдая порядок проведения работы, выполнять требования охраны труда при проведении практических или лабораторных работ. Работайте только над столом.
Подготовленный прибор покажите педагогу или лаборанту.
Будьте особенно осторожны в обращении с концентрированными растворами кислот и щелочей, огнеопасными и ядовитыми веществами.
Берите вещества для опыта в минимально-необходимых количествах и только в чистую посуду.
Обо всех разливах химических жидкостей, а также о рассыпанных твердых веществах нужно сообщить учителю или лаборанту. Самостоятельно убирать любые химические вещества нельзя.
Участки кожи или одежды, на которые попал реактив, сначала промойте большим количеством воды, затем обработайте нейтрализующим веществом.
Не оставляйте без присмотра включенные нагревательные приборы.
Не проводите самостоятельно опыты, не предусмотренные инструкцией; нельзя произвольно смешивать вещества.
1.2. Требования безопасности в аварийных ситуациях:
При возникновении в кабинете во время занятий чрезвычайных ситуаций (пожар, появление сильных посторонних запахов ит. п.) не допускать паники и подчиняться только указаниям педагога.
При разливах растворов, рассыпании твердых веществ немедленно сообщите об этом педагогу или лаборанту. Не убирайте самостоятельно никакие вещества.
При разливах легковоспламеняющихся или горючих веществ немедленно погасите открытый огонь, сообщите об этом педагогу или лаборанту, по его указанию немедленно покиньте помещение.
В случае, если разбилась лабораторная посуда, не собирайте ее осколки незащищенными руками, а используйте для этой цели щетку и совок.
В случае возникновения травм, сообщите об этом педагогу или лаборанту
Для тушения пожар, а используйте имеющиеся в кабинете противопожарные средства: песок, совок, покрывало, огнетушитель.
1.3. Требования безопасности по окончанию работы:
Погасите спиртовку специальным колпачком, приведите в порядок рабочее место.
Не оставляйте склянки с реактивами открытыми, не сливайте и не ссыпайте оставшиеся вещества в сосуд, из которого они были взяты.
Не выливайте в канализацию растворы и органические жидкости, сливайте их в специальные сосуды на рабочих местах.
Уборку рабочих мест по окончании работы производите в соответствии с указаниями педагога. По окончании практических и лабораторных работ снимите спецодежду и вымойте руки с мылом.
Приложение 2. Тест на концентрацию внимания.
Представляет собой сплошной буквенный текст, среди которого имеются слова. Задача испытуемого, считывая текст, как можно быстрее находить эти слова. На работу отводится две минуты.
бсолнцевтргщоирайонзшгучновостъъъхэьгчяфактыукэкзаментрочагщгцкпрокурорг
урстабеютеориянтобжеубхамаъхоккейтруицыфцуигтелевизорболджщэхюэлгщбпамять
шогеюжпждрегщкнодвосприятиейцукенгоизхъвафыпролдблюбовьавыфпросдспекта
кльячсимтьбюнбюерадостьвуфциеолджнародолдждбшйрепортажждорлафывьюефбь
юконкурсйфныувскаяпрриличностьзжэьеюдшщглоджинэппппрплаваниетлжебыпр
ткомедиящлодкуивотчаяниенфрлньячвтджхэфтасенлабораториягшдщиуцтррилонтованияж
Галковская И. В. Интеграционные процессы в системе непрерывного образования // // Непрерывное образование: XXI век. Выпуск 1 (июнь 2013). [Электронный ресурс]. –URL: http://lll21.petrsu.ru/journal/article.php?id=1945
Государев И.Б. К вопросу о терминологии электронного обучения // Человек и образование. – 2015. – №1 (42). – С. 180–183.
Государев И.Б. Развертывание и интеграция инновационных учебных сред: бордкастинг, облачные хостинги и edX // Компьютерные инструменты в образовании. 2014. – №1. – С. 26–35
Государев И. Б. Построение компетентностной модели электронной информационно-образовательной среды // Непрерывное образование: XXI век. 2016. № 1 (13). С. 39-49. [Электронный ресурс]. –URL: http://lll21.petrsu.ru/journal/article.php?id=3065
Инновации в образовании: дистанционное обучение: методическое пособие / И.
Б. Мылова, В. Л. Матвеева, А. И. Мочкина, Т. М. Прокофьева; под ред. И. Б. Мыловой. – СПб.:
СПбАППО, 2009.
Нормативные документы:
Примерная основная образовательная программа образовательного учреждения. Основная школа / сост. Е.С. Савинов. – М.: Просвещение, 2019
Федеральный закон от 29 декабря 2012 г. № 273 – ФЗ «ОБ образовании в Российской Федерации» (Ст. 16, ст. 29);
Приказ Министерства образования и науки РФ от 6 мая 2005 г. № 137 «Об использовании дистанционных образовательных технологий»;
Федеральные государственные образовательные стандарты начального общего образования, основного общего и среднего общего образования.
Внедрение 3D-технологий в образовательный процесс: Методические рекомендации по проведению уроков естественнонаучного цикла с помощью интегрированного мультимедийного комплекса с 3D-визуализацией СВЕГА® и ПО «Эврика».
