| 12+ Свидетельство СМИ ЭЛ № ФС 77 - 70917 Лицензия на образовательную деятельность №0001058 |
Пользовательское соглашение Контактная и правовая информация |
 | Аникина Эльвира Юрьевна32 Россия, Ростовская обл., Гуково |
Статья «Учение для жизни. Как учителю химии развивать естественнонаучную грамотность»
«Учение для жизни. Как учителю химии развивать естественнонаучную грамотность»
«…ум заключается не только в знании,
но и в умении прилагать знание на деле…»
Аристотель
Перемены, происходящие в современном обществе, требуют ускоренного совершенствования образовательного процесса, повышения качества знаний школьников и стимулирование их интереса к учению.
Значительные изменения приоритетов в школьном образовании нашли отражение в новой программе международных исследований PISA в которой основной упор делается на определение уровня сформированности так называемой естественнонаучной грамотности, под которой понимается «способность учащихся использовать естественнонаучные знания для отбора в реальных жизненных ситуациях тех проблем, которые могут быть изучены и решены с помощью научных методов, для получения выводов, основанных на наблюдениях и экспериментах, необходимых для понимания окружающего мира и тех изменений, которые вносит в него деятельность человека, а также для принятия соответствующих решений».
Функциональная грамотность учащихся - это определенный уровень образованности учащихся основной школы, выражающий степень овладения ими ключевыми компетенциями, позволяющий эффективно действовать в учебной деятельности и за ее пределами.
Функциональная грамотность учащихся по химии - это определенный уровень образованности учащихся основной школы, выражающий степень овладения ими ключевыми компетенциями, определяемых образовательным стандартом по химии основной школы, позволяющий эффективно действовать в учебной деятельности и за ее пределами.
Межпредметные умения - это «способность ученика устанавливать и усваивать связи в процессе переноса и обобщения знаний и умений из смежных предметов». Межпредметные связи объединяют теорию и практику, способствуют применению знаний в окружающей действительности (природе, быту, производстве), развивают самостоятельность и творческую активность, а также создают благоприятные условия для формирования у обучающихся естественнонаучной картины мира. Значит, необходимо повышать интерес к предмету через связи со смежными дисциплинами.
Основные моменты необходимо формулировать на доступном школьникам языке, которые содержат побудительный, мотивирующий смысл для ученика.
Задания, относящиеся к методам научного познания, то есть способам получения научных знаний. В этих заданиях ученику может быть предложено найти способы установления каких-то фактов, определения (измерения) физической величины, проверки гипотез; наметить план исследования предлагаемой проблемы. Например,
Прочитайте отрывок из произведения А. Конан Дойля «Собака Баскервилей»
«...Да! Это была собака, огромная, черная, как смоль. Но такой собаки еще никто из нас, смертных, не видывал. Из ее отверстой пасти вырывалось пламя, глаза метали искры, по морде и загривку мерцал переливающийся огонь. Ни в чьем воспаленном мозгу не могло возникнуть видение более страшное, более омерзительное, чем это адское существо, выскочившее на нас из тумана... Страшный пес, величиной с молодую львицу. Его огромная пасть все еще светилась голубоватым пламенем, глубоко сидящие дикие глаза были обведены огненными кругами. Я дотронулся до этой светящейся головы и, отняв руку, увидел, что мои пальцы тоже засветились в темноте.
— Фосфор, — сказал я».
Автор допустил существенные химические ошибки. Назовите их.
Оцените с научной точки зрения, являются ли данные высказывания истинными или ложными. Аргументируйте свой ответ.
Электролиты - это вещества, которые проводят электрический ток.
У веществ с ковалентной полярной связью характер связи меняется
Разрушение кристаллической решетки вещества в растворе происходит под действием диполей воды
В водном растворе электролит существует исключительно в виде гидратированных ионов
Задания, которые формируют умения объяснять и описывать явления, прогнозировать изменения или ход процессов (вторая из компетенций). Эти умения базируются не только на определённом объёме научных знаний, но и на способности оперировать моделями явлений, на языке которых, как правило, и даётся объяснение или описание. Например,
В 50-е годы двадцатого века, когда еще не появились стиральные порошки на основе синтетических моющих средств, многие женщины кипятили белое белье в растворе силикатного клея, поэтому не спешите выбрасывать пузырьки с засохшим силикатным клеем, его можно размочить и использовать для стирки и кипячения сильно загрязненного белого белья. Как можно с научной точки зрения, объяснить моющие свойства силикатного клея?
Пятно от смолы или садового вара с одежды иногда удается вывести очень простым способом: надо прогладить вещь горячим утюгом, положив с обеих сторон запятнанного участка плотную ткань или фильтровальную бумагу, которую надо постоянно менять. Какие процессы при этом происходят. К каким явлениям они относятся – физическим или химическим.
Задания, которые формируют умения получать выводы на основе имеющихся данных. Эти данные могут быть представлены в виде массива чисел, рисунков, графиков, схем, диаграмм, словесного описания. Например,
Две хозяйки готовились к стирке. Первая подогрела воду до 600 С и замочила в ней белье. Вторая нагрела воду до кипения, прокипятила ее в течение 5 минут, а затем охладила до 600 С и только после этого начала стирку. У кого белье отстиралось лучше? С помощью какого простого опыта это можно доказать и как объяснить.
Предлагаемые учащимся ситуации в заданиях PISA и TIMSS связаны с проблемами, которые возникают в быту каждого человека (например, выбрать продукты при соблюдении диеты), а также в жизни человека как члена общества (например, определить наиболее целесообразное для города место строительства электростанции) или как гражданина мира (например, оценить последствия экологической катастрофы). Ситуации в заданиях группируются вокруг следующих выделенных в исследовании областей наук: «Естествознание, жизнь, здоровье», «Здоровье, болезни и питание», «Наука о Земле и окружающей среде», «Загрязнения», «Образование и разрушение почвы» и т.д.
При составлении задач используются материалы из курсов химии, биологии, экологии, валеологии. В основном это материалы связанные с изучением природы самого человека, знанием физиологических процессов, происходящих в организме. Разбирая суть задания учащиеся находят пути решения и в очередной раз понимают, насколько тесно связана химия с повседневной жизнью человека, физиологической потребностью организма в тех или иных веществах, как важны знания свойств веществ для сохранения здоровья и что трудно переоценить роль химических реакций в повседневной жизни человека.
Интегрированные задачи в заданиях PISA и TIMSS способствующие формированию познавательных мотивов.
Для снижения артериального давления больному был выписан препарат. Рецепт был утерян. Элементный анализ препарата дал следующий результат: 9,76% Мg, 13,01% S, 71,54% О, 5,69% Н. Помогите фармацевту определить состав препарата.
Представьте, что вы врач и должны дать ответ неопытной медсестре на следующий ее вопрос: «Допустимо ли одновременное введение внутрь больному сульфата железа(II) и нитрита натрия, учитывая, что среда в желудке кислая?»
Определите молекулярную формулу «бариевой каши», используемой медиками (ее дают пациентам перед просвечиванием желудка), если массовые доли элементов в ней составляют: 58,79% (Ва), 13,73% (S), 27,46% (О).
Представьте, что вы врач. К вам пришел пациент, который прочитал о том, что соединения бария ядовиты. Он категорически отказывается принимать внутрь сульфат бария при рентгеновском исследовании желудка. Как объяснить пациенту, что прием сульфата бария безопасен?
При укусах муравьев на коже возникает чувство жжения в результате действия этой кислоты. Установите ее молекулярную формулу, если массовые доли элементов в ней составляют: 26,08% (С), 4,35% (Н), 69,56% (О).
Какие меры предприняли бы вы на месте медработника детского сада, если бы во время прогулки вашего подопечного укусили муравьи? (Ребенок жаловался бы на сильное жжение.)
Задача. Размышление-загадка. Лаборант приготовила реактивы и вышла из кабинета. Здесь Трехатомный спирт, сойдя с полочки, подошел к столу и забрал свой реактив. Увидев это, Глюкоза возмутилась: “Что вы делаете, зачем берете чужое, это же мой распознаватель!” “Позвольте, позвольте, вмешаться в ваш спор”- промолвил Формальдегид, - “Это же мое вещество”. В чём суть спора?
Основная роль учителя – создание условий на уроках и во внеурочной деятельности через использование эффективных методов и приемов активного обучения, которые побуждают учащихся к активной мыслительной и практической деятельности в процессе овладения учебным материалом.
На уроках химии решаем задачи, которые встречаются в той или иной жизненной ситуации. Их контекст обеспечивает условия для применения и развития знаний при решении проблем, способных возникать в реальной жизни. Чаще всего это вопросы и проблемы, с которыми ученик сталкивается в своей обыденно-практической жизни, либо они соответствуют его интересам и найдут применение в дальнейшем обучении. Контекст заданий может быть для разного познавательного уровня.
При изучении темы «Растворы» вместо традиционных заданий можно использовать задачи такого плана:
1. Порошок «Регидрон» используют при обезвоживании организма. Одна доза порошка содержит3,5 г хлорида натрия, 2,5 г хлорида калия,2,9 г цитрата натрия и 10 г глюкозы. Перед употреблением дозу растворяют в 1 л воды. Определите массовые доли всех компонентов порошка «Регидрон» в полученном растворе.
2. Для изготовления глазных капель используют 3%-ный раствор иодида калия. Рассчитайте массу иодида калия и воды, которые необходимо для получения 300г такого раствора. Запишите подробно ход решения задачи.
Задача на вывод химической формулы органического вещества:
У дельфина слёзы сладкие, потому что в слезе дельфина содержатся сахара – галактоза и фруктоза. Углеводно-белковые, напоминающие белок куриного яйца, слёзы служат смазкой. Дельфины плачут, чтобы лучше видеть и быстрее плавать. Задание 1.Установите молекулярную формулу фруктозы, которая придаёт дельфиньим слезам сладкий вкус, если массовые доли элементов в ней составляют: 40,0%(С), 6,6%(Н), 53,4%(О). Задание 2. Сравните (в табличной форме) физические свойства глюкозы и фруктозы.
Расчетные задачи:
1. В одной газете была опубликована информация о том, что из 1 кг железных гвоздей образуется 3 кг ржавчины. Так ли это? Ответ подтвердите расчетом, приняв, что в состав гвоздей входит только железо, а процесс ржавления протекает по упрощенной схеме:
Fe+H2O→Fe2O3+H2↑
2. Глутамат натрия – усилитель вкуса в продуктах, более известный как пищевая добавка Е621. В продуктах питания глутамата натрия должно быть не более 0,8%. Общая масса продукта в одной коробке лапши быстрого приготовления «Доширак» 90 г. Какое минимальное количество коробок лапши «Доширак» можно приправить глутаматом натрия, полученном из 1 кг глутаминовой кислоты, содержащей 5% примесей, и щелочи?
Задания на установление соответствие между веществом и основной областью его применения. К каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
Вещество: Область применения:
А) KO2 1) пищевая промышленность
Б) Na2SiO3 2) регенерация воздуха
В) NaCl 3) производство стекла
4) в качестве клея
Задача-исследование:
Для исследования процесса испарения жидкостей при комнатной температуре в различные сосуды цилиндрической формы, находящиеся в одном помещении при одинаковых условиях, налили воду или эфир различного объема (см. рисунок). Далее измеряли время испарения жидкости из каждого сосуда.
Необходимо проверить гипотезу о том, что скорость испарения зависит от рода жидкости. Для каких сосудов в этих целях необходимо провести сравнительные измерения времени испарения жидкости?
Мысленный эксперимент:
Поместили в химические стаканы следующие вещества: сульфат натрия, этиловый спирт, гидроксид калия, хлорид серебра. Добавили в каждый стакан дистиллированную воду. Размешали содержимое. После чего опустили в каждый стакан электроды прибора для испытания веществ на электропроводность. Укажите визуальный эффект в каждом случае: лампочка загорится или нет. Объясните причину. Заполните таблицу:
| Формула вещества | Визуальный эффект | Объяснение. |
|
|
|
|
Формирование естественнонаучной грамотности требует не только выстраивание связей между предметами естественнонаучного цикла, но и освоение как инструментальных читательской, математической, цифровой грамотности. Чем активнее протекает мыслительный и практический учебно-познавательный процесс, тем продуктивнее его результат.
Работа с текстом. Основным средством обучения на уроке является учебник. Можно использовать справочники, энциклопедии, таблицы, схемы, интерактивные средства. На мой взгляд, учитель обязан требовать от ученика полного развернутого ответа на свой вопрос или задание после параграфа, нужно учить детей высказываться в виде суждений или умозаключений. Это будет способствовать формированию читательской грамотности.
Для более эффективной работы с текстом используем логические схемы, комплекты карточек. Эти дидактические инструменты позволяют развивать логическое мышление и на его основе читательскую грамотность.
Приведу примеры заданий к тексту по химии для 9 класса по теме «Век медный, бронзовый, железный».
Задание 1. Прочитайте текст параграфа и выпишите ключевое понятие параграфа, раскройте его по содержанию.
Задание 2. Почему автор учебника О.С. Габриелян назвал параграф «Век медный, бронзовый, железный»? Приведите аргументы.
Задание 3. Используя текст параграфа и дополнительные тексты, составьте хронологическую таблицу, укажите критерии для характеристики, приведите примеры использования металлов в быту.
Задание 4. Сформулируйте главный вопрос к тексту, отражающий содержание параграфа. При ответе используйте, карточку №2 (см. Приложение).
Задание 5. Перечислите семь чудес света и укажите, какую роль играли металлы в их создании.
Задание 6. Отразите с помощью кругов Эйлера отношения между понятиями и укажите вид отношений:
А – макроэлементы
В – микроэлементы
С – железо
D – мышьяк
Е – никель
F – магний
Задание 7. Сравните чугун и сталь, найдите как можно больше общих и отличительных признаков. При ответе используйте карточку №3.
Другие примеры заданий по тексту.
Одоризация - это придание природному газу специфического запаха с помощью специальных компонентов для своевременного обнаружения возможных утечек. Природный газ не имеет цвета и запаха, что затрудняет обнаружение его утечек. Добавление резкого и неприятного, предупреждающего запаха в природный газ упрощает обнаружение утечек.
Вопрос 1. Используя информацию, приведенную в тексте, и знания в области химии, объясните тот факт, что в качестве одорантов используют соединения серы: этилмеркаптан, метилмеркаптан и другие.
Вопрос 2. Какими, на ваш взгляд, физико-химическими свойствами должны обладать одоранты?
Многие дети, которые еще не начали изучать химию, называют любой металл «железо», а изделие, выполненное из каких-либо металлов «железным».
Вопрос 1. Используя знания в области химии, докажите, что разные металлы обладают разными свойствами и их нельзя называть одним словом «железо».
Вопрос 2. Сравните свойства изделия из железа и алюминия.
Кислотные осадки – это дождь, снег, дождь со снегом, имеющие повышенную кислотность. Кислотные осадки обусловлены выбросами оксидов серы и азота в атмосферу при сжигании топлива (нефть, уголь, природные газ). Растворяясь в атмосферной влаге эти оксиды образуют растворы серной и азотной кислот, которые и выпадают в виде кислотных осадков.
Вопрос 1. Используя информацию, приведенную в тексте, и знания в области химии, составьте схему влияния кислотных осадков на окружающую среду.
Вопрос 2. Используя информацию, приведенную в тексте, и знания в области химии объясните явление, изображенное на картинке.
16 сентября - Международный день охраны озонового слоя. Озо́н (от др.-греч.—пахну) — состоящая из трёхатомных молекул O3 аллотропная модификация кислорода. При нормальных условиях — голубой ядовитый газ. Озон — мощный окислитель, намного более реакционноспособный, чем двухатомный кислород. Озон присутствует в нижних слоях атмосферы, и обеспечивает защиту от ультрафиолетового (УФ) излучения, но он быстро разрушается, особенно в самых нижних слоях атмосферы. В России предельно допустимая концентрация (ПДК) по озону в атмосферном воздухе составляет 0,16 миллиграмма на кубический метр, а в воздухе рабочей зоны — 0,1 миллиграмма.
Вопрос 1. Используя информацию, приведенную в тексте, и знания в области химии, охарактеризуйте области применения озона.
Вопрос 2. Проанализируйте смысл каждого высказывания с научной точки зрения и выясните верно оно или нет.
| Озон – безопасный и доступный антисептик | Верно/неверно |
| Озон – играет важное экологическое значение | Верно/неверно |
| Озон – безопасен для человека | Верно/неверно |
| Озон можно использовать для стерилизации медицинских инструментов | Верно/неверно |
| Озон - взрывоопасен | Верно/неверно |
Таким образом, используя задания, которые с одной стороны развивают у обучающихся логическое мышление, с другой стороны, – помогают школьникам развивать читательские умения: интерпретировать текст, формулировать выводы, устанавливать причинно-следственные связи, а в целом формировать читательскую грамотность.
Один из наиболее эффективных приемов, направленный на формирование функциональной грамотности – выполнение интегративных заданий или как их называют практико-ориентированных и ситуационных заданий.
Интегративное задание – разновидность учебных задач, которые могут применяться на различных уроках. Их особенность заключается в синтезе знаний и умений из разных наук, разных учебных дисциплин, тем, проблем, в объединении их вокруг и ради решения одного вопроса, одной проблемы, ради познания одного объекта или предмета. Как правило, интегративные задания разрабатываются как межпредметные или связывающие теорию и личный опыт обучающихся.
Например, в жизни нужно правильно читать инструкции и этикетки по использованию различных химических веществ, стиральных порошков, чистящих средств в быту, приготовление растворов в консервировании, солении и т. д., читать инструкции по применению лекарств и такие задания будут вырабатывать это умение.
Химический эксперимент
1. При нагревании жидкости в пробирке вы…
А) наливаете жидкости побольше, чтобы посильнее плескалось и брызгало, заливало стол и тетради;
Б) нагревая, заглядываете внутрь пробирки в надежде увидеть скорейшее закипание;
В) помните, что держать горячую пробирку пальцами, неудобно, вы должны заставить кого-нибудь из соседей сделать это или положите пробирку на свою тетрадь;
Г) предложите свой вариант.
2. Представьте, что работаете в химической лаборатории и подруга принесла пирожное и предлагает попить чай, то вы…
А) завариваете чаек на спиртовке в химическом стакане и «расчищаете» место для пирожного на рабочем столе;
Б) приглашаете зайти в другую комнату, где не проводятся опыты;
В) предложите свой вариант.
3. Вы получили ожог от пламени спиртовки;
А) смазываете ожог зеленкой;
Б) промоете раствором марганцовки;
В) смажете растительным маслом;
Г) промоете и положите стерильную повязку.
Тема «Периодическая система химических элементов и электронное строение атомов».
1. Максимальная концентрация этого элемента отмечена в пигментной сетчатке глаза. По электронной формуле внешнего электронного слоя определите этого элемента: …6s2 6p0. Напишите его названия, символа и порядкового номера, укажите семейство элемента.
2. Северная орхидея венерин башмачок растёт на почвах, богатых этим элементом. По электронной формуле внешнего электронного слоя определите этого элемента: …4s24p0. Напишите его названия, символа и порядкового номера, укажите семейство элемента.
3. Розовые лепестки роз при избытке этого элемента становятся голубыми и даже черными. Определите положение этого элемента в периодической системе элементов (период, группа, подгруппа) по электронной формуле: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d104s1.
4. Этот химический элемент преимущественно концентрируется в ногтях. Определите положение этого элемента в периодической системе элементов (период, группа, подгруппа) по электронной формуле: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d34s2.
5. Какие химические элементы названы в честь стран? Приведите не менее четырех названий. Укажите количество протонов и нейтронов, содержащихся в ядрах атомов, названных вами элементах (за каждое название и страну ‒ 1б, протоны и нейтроны ‒ 1б).
6. Вы ‒ пилот самолета, летящего из Сибири в город Ярославль. Самолет везёт слитки самого распространённого металла в природе. Сколько лет пилоту? (1балл). Дополнительный вопрос: какой металл вёз самолет? Почему этот металл в 1827 г. стоил 1200 рублей за 1 кг, а в 1900 г. — 1 рубль?
7. Вы входите в малознакомую квартиру, которая затемнена. Электричество отключено, но есть две лампы: газовая и керосиновая. Что Вы зажжете в первую очередь? (1 балл). Дополнительный вопрос: где еще применяется газ (предположите, какой) и керосин?
Тема «Растворы».
1. В середине марта, т.е. за месяц до посева, начинают готовить семена огурцов. Их подвешивают для прогревания над батареей. Затем на 10 мин. помещают в раствор поваренной соли NaCl с массовой долей 0,05 или 5%. Для посева отбирают лишь потонувшие семена, всплывшие выбрасывают. Кстати, обработка раствором соли не только помогает отобрать полноценные семена, но и удаляет с их поверхности возбудителей заболеваний. Задание: приготовьте 80 г такого раствора.
2. В реанимацию попадают больные, потерявшие много крови. В этих случаях используют 0,85%-й раствор поваренной соли (ϸ= 1 г/мл), который называется физиологическим раствором. Задание: представьте, что вы медсестра реанимационного отделения и должны срочно приготовить 800 мл такого раствора. Как вы на месте медсестры приготовили бы такой раствор? (Ответ: Растворить 6,8 г соли в 793 мл воды).
3. Фармацевту необходимо приготовить 5%-ный раствор йода, который используют для обработки ран. Какой объем раствора он может приготовить из 10 г кристаллического йода, если плотность раствора должна быть 0,950г/мл?
Вопросы:
1. Какую формулу имеет кристаллический йод?
2. Что значит «приготовить раствор»?
3. Сделайте по условию задачи необходимые расчёты для приготовления раствора.
Тема «Галогены».
1. Вам надо удалить пятна различного происхождения: ржавчина, сливочное масло, кофе, йод, морковный сок, вишневый сок мясной соус. В вашем расположении: персоль, стиральный порошок, УФ ‒ лампа, зубной порошок, бензин, лимонная кислота. Задание: подберите средства выведения для каждого пятна.
2. В результате проведения опытов выделился газ ‒ хлор.
Задание: чтобы не надышаться, нужно:
А) прекратить проведение опыта;
Б) вызвать учителя;
В) открыть окно;
Г) надеть ватно-марлевую повязку.
Тема «Углеводы».
1. У дельфина слёзы сладкие, потому что в слезе дельфина содержатся сахара – галактоза и фруктоза. Углеводно-белковые, напоминающие белок куриного яйца, слёзы служат смазкой. Дельфины плачут, чтобы лучше видеть и быстрее плавать.
Вопросы:
1. Установите молекулярную формулу фруктозы, которая придаёт дельфиньим слезам сладкий вкус, если массовые доли элементов в ней составляют: 40,0% (С), 6,6% (Н), 53,4% (О).
2. Сравните (в табличной форме) физические свойства глюкозы и фруктозы.
2. На гидролизном заводе за сутки из древесных опилок получено 50 т. 96% этилового спирта. Вычислите объем выделившегося углекислого газа в атмосферу. К чему может привести повышенное содержание углекислого газа в атмосфере?
Тема «Аминокислоты».
1. Одной из причин долголетия японцев является широкое употребление в пищу морепродуктов. Содержащиеся в них жиры являются ненасыщенными. В их состав входит большое число незаменимых жирных кислот и жирорастворимых витаминов. Как незаменимые жирные кислоты, так и жирорастворимые витамины являются важнейшими составляющими рациона питания, необходимыми для поддержания здоровья человека и продления его жизни.
Задание.1. Установите относительную молекулярную массу незаменимой аминокислоты – триптофана С11Н12О2N2. (Ответ. 204)
2. Приготовьте сообщение о незаменимых аминокислотах.
Вся система работы учителя, стимулирующая учебно-познавательную деятельность, развивающая гибкость и нестандартность мышления, должна отвечать следующим требованиям: возбуждать интерес к деятельности, опираться на знания и опыт учащихся, способствовать развитию психических механизмов, лежащих в основе творческих способностей (внимания, памяти, мышления, воображения), строиться на междисциплинарной (интегрированной) основе, быть направлена на овладение обобщёнными приёмами познавательной деятельности будет способствовать формированию развитию функциональной грамотности.
Чтобы ученик занимался в полную силу своих способностей, надо вызвать у него желание к учёбе, к знаниям, помочь ему поверить в себя, в свои способности.
Список использованных источников
Формирование естественнонаучной грамотности при изучении химии.
Формирование естественнонаучной грамотности на уроках химии.
Реализация межпредметных связей на уроке химии.
Статья Е. Симоновой «Формирование естественнонаучной грамотности на уроках химии»на прортале «Знанио»
Открытый банк заданий по формированию ЕНГ
Г.В. Пичугина Ситуационные задания по химии 8-11 классы.- М. : ВАКО, 2014