CC BY
108
_______________^ЕОрИЯИДРАКТИКАУПРАВЛЕНИЯИННОВЛЦИЯМИ__________________
Статья посвящена проблеме формирования навыков созидательной преобразующей деятельности школьников при обучении химии. Раскрываются возможности использования в учебном процессе проблемно-творческих задач для активизации созидательной деятельности.
Кендиван Ольга Даваа-Сереновна
доцент кафедры химии Тывинского госуниверситета кандидат химических наук г. Кызыл Республика Тыва
УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС КАК СРЕДА ФОРМИРОВАНИЯ СОЗИДАТЕЛЬНОЙ ПРЕОБРАЗУЮЩЕЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Как активизировать созидательную преобразующую деятельность школьников?
Ключевые слова: созидательная преобразующая деятельность, проблемно-творческие задачи; процесс обучения химии.
В настоящее время проблема «Научить учеников мыслить и творить» является одной из основных для российской школы, поскольку «источником могущества государства является созидательная деятельность населяющего его народа, наложенная на текущий технический уровень и имеющиеся у этого государства ресурсы» [1]. Не будет деятельности - не будет и могущества. Таким образом, если государство хочет быть могущественным, оно просто обязано стимулировать созидательную деятельность. В данной связи интеллект постепенно становится основной движущей силой прогресса, а самыми успешными - те люди, кто в первую очередь использует потенциал и возможности высокого интеллекта, кто инициативен, активен, творчески мыслит - это исследователи, изобретатели, новаторы, предприниматели. Сейчас России необходимы инновационно мыслящие люди, как создающие новые идеи, так и воплощающие их в жизнь. Очевидно, что воспитание граждан и подготовку будущих профессионалов необходимо начинать со школьной парты.
Но, к сожалению, в теории и практике обучения химии до сих пор имеются противоречия между:
• необходимостью организовать учебный процесс как среду формирования навыков созидательной преобразующей деятельности и мышления и отсутствием соответствующих дидактических основ при обучении химии;
• признанием большинством ученых необходимости практического подхода к обучению школьников и неразработанностью концептуальных основ такого подхода при обучении химии, пре-
обладанием абстрактно-информационного стиля обучения;
• между признанием в педагогике и психологии роли и значения творческой созидательной активности в процессе формирования личности и недостаточным представлением о потенциалах развития этого качества процессе решения химических задач.
Именно поэтому нами разработаны проблемнотворческие задачи, направленные на развитие навыков созидательной и преобразующей деятельности школьников. Главной же задачей использования в учебном процессе данной группы проблемно-творческих задач при обучении химии является формирование у подрастающего поколения инновационного мышления, навыков созидательной деятельности, активной жизненной позиции, а также развитие интереса у школьников к сферам деятельности, связанных с созданием и внедрением новых технологий. Созидательная творческая деятельность будет обеспечивать возможность каждому школьнику испытать свои силы и способности в реальных жизненных ситуациях или, в крайнем случае, в максимально к ним приближенных.
Проблемно-творческие задачи, снабженные научно-популярной информацией, посвященных открытиям и изобретениям, имеют большой мотивационный потенциал, поскольку в них не только приводятся яркие и интересные факты, но, прежде всего, раскрывается роль предметных знаний для создания нужных и полезных человеку вещей. Когда каждая задача направлена на созидательную деятельность и снабжена подсказкой, тогда обучение становится увлекательным, полезным, «вдохновляющим на подвиг»,и
14
Муниципальное образование: инновации и эксперимент №1, 2011
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА УПРАВЛЕНИЯ ИННОВАЦИЯМИ
сопровождается желанием школьников попробовать себя в качестве изобретателей. Одновременно создается особая атмосфера, формирующая осмысленный интерес к дальнейшему изучению специальных предметов.
Формируемые интеллектуальные способности и предметные умения при использовании данной группы проблемно-творческих задач [1]:
расширение и приращение накопленных естественнонаучных знаний;
умения устанавливать причинно-следственные связи;
умение сопоставлять, сравнивать;
умение осознавать, где и каким образом приобретаемые знания из естественнонаучных дисциплин могут быть использованы при решении проблем жизненного характера;
закрепить умения писать уравнения реакций
Формируемые коммуникативные умения и навыки созидательной деятельности:
• умение использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повсед-
невной жизни для объяснения явлений в окружающей среде;
• умение проектировать, моделировать с использованием межпредметных знаний;
• применение естественнонаучных знаний и умений в практико-ориентированной технологической деятельности;
• умение обрабатывать текстовую информацию с использованием возможностей Интернета;
• создание собственного интеллектуального продукта;
• умение выступать перед аудиторией;
• умение отстаивать свою точку зрения при решении проблемных задач;
• умение вести диалог и бесконфликтно участвовать в дискуссиях.
Структуру проблемно-творческой задачи рассмотрим на примере задачи «Почему консервы альпинистов самоподогреваются?»
Э
Л
Е
М 1
Е
Н
гУ
Проблема-вопрос (название задачи)
т
Примеры проблемно-творческих задач
Муниципальное образование: инновации и эксперимент №1, 2011
15
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА УПРАВЛЕНИЯ ИННОВАЦИЯМИ
«Самозакатывающиеся рукава»
Задание №1. Почему рукава у сорочки закатываются сами, когда ее носителю становится жарко?
Научно-популярная информация-подсказка: итальянская фирма высокой моды из Флоренции создала мужскую сорочку, у которой рукава закатываются сами, когда носителю становится жарко. В материале рубашки имеется тонкая проволочка из нитинола. Если у такой рубашки закатать рукава и нагреть ее например до 300 С, затем ткань охладить и рукава опустить, то при повторном достижении температуры 300 С они сами закатываются вверх.
Химикам давно известен сплав нитинол, состоящий из 55% титана и 45% никеля. Изделия из этого сплава после пластического деформирования способны восстанавливать исходную форму, т. е «вспоминать» конфигурацию, если их подвернуть нагреву («эффект памяти»)
Задание: Рассчитайте, сколько требуется титана и никеля, чтобы выпустить 100 шт. таких рубашек, если содержание нитинола в одной рубашке составляет 0,1% при весе 100 граммов.
(Ответ: 55 г титана. 45 г. никеля)
Творческое задание: Предложите другие варианты возможного использования нитинола. Например, самосооружающиеся конструкции: дома, туристические палатки, солнцезащитные зонты для пляжа.
Образовательный продукт: варианты возможного использования нитинола.
«Самогенерация воздуха»
Задание №2. Почему подводные лодки могут обходиться без связи с атмосферой?
Научно-популярная информация-подсказка: В
дальних походах подводные лодки могут обходиться без связи с внешним миром и, естественно, с атмосферой. Но живущим на борту лодки людям необходим кислород для дыхания. Выход из этой ситуации был найден при помощи пероксида натрия.
Задание: Объясните, как можно решить проблему с помощью пероксида натрия. Составьте уравнения окислительно-восстановительной реакции, которая лежит в основе использования пероксида натрия в подводных лодках для генерации воздуха.
(Ответ: Выдыхаемый воздух, содержащий CO2, реагирует с пероксидом натрия с выделением свободного кислорода:
Na2O2+ CO2 ^ Na2CO3 + O2).
Творческое задание: Предложите другие вещества для генерации воздуха в подводных лодках на основе их свойств. Подготовить слайд-фильм «Использование химических веществ для генерации воздуха в подводных лодках».
Образовательный продукт: Подготовленный
слайд-фильм
«Самоподогревающиеся консервы»
Задача №3. Почему консервы альпинистов са-моподогреваются?
Научно-популярная информация-подсказка: Содержимое консервной банки в оболочке с размельчен-
ным СаО и емкостью с водой, которую следует предварительно проколоть, разогревается до 50°С. Такие консервы выпускаются в Англии. И они популярны у альпинистов.
Задание: Составьте уравнение химической реакции, которая лежит в основе процесса самоподогревания консервов альпинистов.
(Ответ: В основе процесса лежит реакция, сопровождающаяся с выделением большого количества тепла: СаО+Н2О^■Са(ОН)2+Q)
Творческое задание: Придумать схему-модель самопросушивающихся туристских ботинок.
Образовательный продукт: Разработанная схема-модель самоподогревающейся обуви.
«Светящиеся циферблаты»
Задача №4. Почему часы цветятся?
Научно-популярная информация-подсказка: Светом часы обязаны люминофорам - веществам, способным отдавать в виде излучения избыток энергии, которую они получили при возбуждении. Науке и практикам известно много разных люминофоров. Например, биолюминофоры (возбудитель энергии - биохимическая реакция); хемилюминофоры, возбуждаемые химическими реакциями; электролюминофоры, которые начинают светиться под действием электрического заряда, и многие другие.
Появление удивительного оранжевого свечения можно получить в лабораторных условиях. Чтобы его наблюдать, приливают к насыщенному водному раствору гидрохинона C6H4(OH)2 10-15%-ный раствор карбоната калия ^COj, формалин - водный раствор формальдегида HCHO и пергидроль - концентрированный раствор пероксида водорода H2O2. Свечение жидкости лучше наблюдать в темноте.
Задание: Чем вызвано свечение? Составьте уравнение химической реакции, которая лежит в основе процесса свечения в темноте.
(Ответ: Свечение вызвано окислительно-восстановительными реакциями превращения гидрохинона C6H4(OH)2 в хинон (C6H4)O2, а формальдегида HCHO -в муравьиную кислоту HCOOH:
СбНДОН)2 + H2O2 = (СбН^2 + 2 H2O,
HCHO + H2O2 = HCOOH + H2O
Одновременно протекает реакция нейтрализации муравьиной кислоты карбонатом калия с образованием соли - формиата калия HCOOK и выделением диоксида углерода CO2 (углекислого газа), поэтому раствор вспенивается:
2HCOOH + K2CO3 = 2HCOOK + CO2 + H2O)
Творческое задание: Придумать устройство волшебной палочки с использованием светящихся составов и демонстрировать перед аудиторией.
Образовательный продукт: устройство волшебной светящейся палочки.
«Генератор воздуха»
Задача №5. Почему хлората калия используют в космических аппаратах для генерации воздуха?
Научно-популярная информация-подсказка: В замкнутых помещениях концентрация кислорода при дыхании уменьшается, а концентрация углекислого газа
16
Муниципальное образование: инновации и эксперимент №1, 2011
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА УПРАВЛЕНИЯ ИННОВАЦИЯМИ
возрастает. Чтобы поддерживать на определенном уровне содержание кислорода в воздухе этих помещений, применяют твердые источники кислорода, например хлората калия на основании реакции разложения.
Задание: Составьте уравнения окислительно-восстановительной реакции, которая лежит в основе использования хлората калия в космических аппаратах для генерации воздуха.
(Ответ: KCIO3-1 KCl+3/2O2).
Творческое задание: Предложите варианты использования хлората калия для этих целей в других объектах.
Образовательный продукт: Подготовленные варианты использования хлората калия
«Обновление картин»
Задание №6. Почему после реставрации картины обновляются?
Научно-популярная информаиия-подсказка: Картины, написанные масляными красками, очень быстро тускнеют. Белый пигмент - это свинцовые белила. Это вещество представляет собой карбонат свинца. Он реагирует с сероводородом, содержащимся в воздухе, образуя сульфид свинца - соединение черного цвета. Если же картину осторожно протереть перекисью водорода, то черный сульфид окислится и перейдет в белый сульфат и тогда картина снова просветлеет. Таким «чудесным обновлением» картин церковники часто обманывали верующих.
Задание: 1. Составьте уравнение реакции ионного обмена, в результате которой картины, написанные масляными красками, очень быстро тускнеют.
2. Составьте уравнение реакции, которое является причиной «чудесного обновления» икон.
(Ответ: Почернение картин, написанных масляными красками, связано с образованием черного сульфида свинца: PbCO3 + H2S ^PbS + H2CO3
При взаимодействии с пероксидом водорода образуется белый сульфат меди. PbS+4H2O2^
PbS04+4H2O)
Творческое задание: Составить мини - пособие «Соединения свинца в искусстве». Пособие должно быть привлекательно оформлено фотографиями химических явлений, иллюстрациями веществ.
Образовательный продукт: Подготовленное мини-пособие
«Самоподогревающиеся бигуди»
Задача №7. Почему бигуди самоподогреваются?
Научно-популярная информаиия-подсказка: Разработано нагревательное устройство для завивки волос, в основе которого лежит реакция гашения водой извести СаО. Несмотря на то, что тепловой эффект реакции гашения извести небольшой (около 1,1 кДж /г) при ее помощи можно достичь температуры 4500 С и поджечь дерево и серу.
Задание: Составьте уравнение химической реакции, которая лежит в основе процесса самоподогревания устройства для завивки волос.
(Ответ: В основе процесса лежит реак-
ция, сопровождающаяся с выделением тепла: СаО+Н2О^Са(ОН)^)
Творческое задание: Изготовьте действующую самодельную химическую грелку.
Образовательный продукт: Разработанная схема-модель самоподогревающейся грелки.
«Таинственное исчезновение тучи»
Задача №8. Почему грозовая туча исчезла прямо на глазах у наблюдателей?
Научно-популярная информаиия-подсказка: Специалисты американской фирмы «Dyn-O-Mat» разбросали с самолета 4 т разработанного ими порошка полимера (каждая крупица которого впитывает в 2000 раз больше воды, чем весит сама), и заставили ее исчезнуть прямо на глазах у наблюдателей. Напитавшиеся водой частички полимера выпали на землю и постепенно разрушились, не причинив вреда людям и окружающей среде.
Задание: Сколько тонн воды впитали частички полимера?
(Ответ: 8000 т).
Творческое задание: Предложите варианты эффективного использования такого полимера.
Образовательный продукт: варианты эффективного использования полимера.
«Жемчужина с узорами»
Задача №9. Почему на самаркандской жемчужине имеются узоры?
Научно-популярная информаиия-подсказка: В прошлом ювелиры Самарканда умели делать выпуклые знаки на жемчужинах и перламутре химическим способом. Для этого они воском делали узоры или надпись, а затем жемчужину или перламутр помещали в крепкий раствор уксуса и выдерживали несколько дней. Покрытые воском участки были защищены, а не покрытые растворялись с поверхности. После удаления воска оставались выпуклые знаки.
Задание: Составьте уравнение химической реакции, которая лежит в основе метода нанесения знаков на жемчужинах, если известно, что жемчуг из 86% состоит из карбоната кальция.
(Ответ:
СаСО3+2СН3СООН ^(СН3СОО)2Са+Н2О+СО2)
Творческое задание: Отработать имитационный опыт «Способ улучшения внешнего вида жемчужин».
Образовательный продукт: План проведения имитационного опыта.
«Чудесное обновление серебра»
Задание №10. Почему чудесным образом обновлялись серебряные подсвечники?
Научно-популярная информаиия-подсказка: изделия из серебра темнеют со временем в результате образования на их поверхности черного сульфида серебра Ag2S. Это происходит под влиянием содержащегося в воздухе кислорода и сероводорода H2S. Чтобы удалить черноту, серебряный предмет заливают горячим раствором карбоната натрия и добавляют гранулы цинка. Черный налет - это сульфид серебра, который восстанавливается в результате окислительно-восстановительной реакции и тогда серебряные изделия снова просветлеют. Таким «чудесным обнов-
Муниципальное образование: инновации и эксперимент №1, 2011
17
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА УПРАВЛЕНИЯ ИННОВАЦИЯМИ
лением» серебряных изделий церковники часто обманывали верующих.
Задание: 1. Составьте уравнение окислительновосстановительной реакции, в результате которой происходит почернение серебряных изделий.
2. Составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции, в результате которой происходит обновление серебряных изделий.
(Ответ: 4Ад + О2 + 2H2S^ 2 Ag2S + 2Н2О)
Ag2S+Zn+ 3Na2CO3+4H2O= 2Ад + Na2[Zn (OH)4]+ NaHS+ 3NaHCO3)
Творческое задание: Отработать имитационный опыт «Чудесное обновление» серебряных ложек» и демонстрировать его перед аудиторией.
Образовательный продукт: имитационный опыт
В заключение еще раз хочется подчеркнуть, что каждому школьнику нужны задания, предполагающие поиск, пробы, эксперимент, развивающие его творческие способности, его потребность в самообразовании. Задания должны быть мотивированными, пробуждающими в учащихся любознательность и радость открытия, развивающими фантазию и инди-
видуальные склонности. Эффективность обучения будет особенно высока в том случае, если проблемы, поставленные перед учащимися, - настоящие, взятые из реальной жизни, и решение их действительно может принести пользу.
При разработке учебно-творческих заданий использовались публикации в журнале «Химия в школе», научно-популярная литература по химии и географии [2-4].
Литература
1. Айметдинов Б.И. Анализ ситуации в экономике России http://www.polemics.ru/artides/?artideID=7092&hideText=0 &itemPage=1
2. Кендиван О.Д-С. Использование ситуационно-проблемного подхода при изучении географии / О.Д-С. Кендиван. - География в школе . - 2010. - №8. - С.34-37.
3. Аранская О.А., Бурая И.В. Проектная деятельность школьников в процессе обучения химии. - М.: Вентана-Граф, 2005. - 280 с.
4. Химия. Большая детская энциклопедия. - М.: Русское энциклопедическое товарищество, 1999. - 639 с.
В статье рассказывается о создании и внедрении инновационного проекта, позволяющего обеспечить условия для раскрытия способностей одаренных учащихся.
Шубаева Елена Игоревна
заместитель директора по УВР МОУ средняя общеобразовательная школа № 3
г. Богородск shkola3-bg@yandex.ru
РАЗВИВАЮЩАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ СРЕДА КАК УСЛОВИЕ РАСКРЫТИЯ ПРИРОДНЫХ
возможностей и одаренности учащихся
Как организовать работу по созданию развивающей среды, которая будет способствовать раскрытию способностей, природных возможностей и одаренности учащихся?
Ключевые слова: одаренные дети, природные возможности, творческая образовательная среда, инновации, разноуровневая система обучения, компетентностный подход.
Г*)озможность получения качественного образования продолжает оставаться одной из важных жизненных ценностей граждан», - отмечается в Проекте Минобрнауки России «Современная модель образования, ориентированная на решение задач инновационного развития экономики»
В соответствии с одним из положений Проекта Минобрнауки России о том, что «новая структура стан-
дарта образования призвана обеспечить наряду с внедрением компетентностного подхода расширение спектра индивидуальных образовательных возможностей и траекторий для учащихся на основе развития профильного обучения» и в соответствии с концепцией развития нашей школы как школы устойчивого развития одной из приоритетных идей является идея
18
Муниципальное образование: инновации и эксперимент №1, 2011
