ЦИФРОВЫЕ ЛАБОРАТОРИИ "АРХИМЕД" В ОБУЧЕНИИ ХИМИИ Истошина О.А. МОУ «Общеобразовательное учреждение Лицей №3», Красноярск При изучении естественных наук в современной школе огромное значение имеет наглядность учебного материала. Наглядность дает возможность быстрее и глубже усваивать изучаемую тему, помогает разобраться в трудных для восприятия вопросах, и повышает интерес к предмету. Цифровая лаборатория по биологии и химии дает возможность организовать большое число практических работ, например, изучение влияния физических упражнений на температуру тела человека и частоту пульса; испарения воды наземными растениями; титрования в среде кислота/щелочь; влияния растительности на микроклимат города. При изучении естественных наук в современной школе огромное значение имеет наглядность учебного материала. Наглядность дает возможность быстрее и глубже усваивать изучаемую тему, помогает разобраться в трудных для восприятия вопросах, и повышает интерес к предмету. По сравнению с традиционными лабораториями "Архимед" позволяет существенно сократить время на организацию и проведение работ, повышает точность и наглядность экспериментов, предоставляет практически неограниченные возможности по обработке и анализу полученных данных. Использование Архимеда способствуют освоению понятий и навыков в смежных образовательных областях: современные информационные технологии, современное оборудование исследовательской лаборатории , математические функции и графики, математическая обработка экспериментальных данных, статистика, приближенные вычисления, интерполяция и аппроксимация, методика проведения исследований, составление отчетов, презентация проведенной работы. Архимед версия 2 (TriLink) Лаборатория с регистратором данных TriLink фирмы Fourier Systems, в качестве мобильного компьютера использующая КПК Palm. Регистратор TriLink может работать с восемью датчиками одновременно как самостоятельно, так и под управлением компьютера. Поддерживает беспроводное Bluetooth соединение с компьютером. В состав лаборатории входит: регистратор данных TriLink; КПК Palm; набор цифровых датчиков Fourier Systems; специализированное программное обеспечение. Если дополнить цифровую лабораторию Архимед цифровым микроскопом, таким путем возможно существенно расширить ее возможности. Так же в состав лаборатории входит комплект методических пособий, программное обеспечение для сбора, анализа и обработки данных на карманном компьютере Palm и на персональном компьютере. В течение 2006 и 2007 года нами была проведена работа по изучению возможностей ЦЛ "Архимед" и составлению лабораторных работ по химии для учащихся 8–11 классов. Были составлены программы начальных и базовых курсов по работе с ЦЛ "Архимед" для учителей химии. Итогом моей деятельности стало составление целого ряда лабораторных работ, соответствующих учебной программе (взамен приведенных в пособии к датчикам). Большинство этих работ многократно апробированы при проведении уроков и элективных курсов. Вот примеры этих работ: Химические реакции гидролиза, нейтрализации, эндотермические, экзотермические, измерение кислотности. В качестве образца привожу разработку урока, после проведения которого, в рамках районной учительской конференции «Новые подходы к преподаванию учебных дисциплин с использованием современных образовательных технологий в условиях ИКТ насыщенной среды школы», стала абсолютным лидером конкурса «Лучший урок с использованием ЦОР». Разработка урока: "Факторы, влияющие на скорость химической реакции." Цель урока: определить факторы, влияющие на скорость химической реакции. Задачи: отработка навыков работы с лабораторным оборудованием, реактивами; формировать у учащихся интеллектуальные умения: сравнивать, обобщать, анализировать, делать выводы, коммуникативные умения слышать партнера и быть услышанным, уважать чужое мнение. Обеспечение эмоционально-ценностного отношения к содержанию и к процессу образования. Создание проблемных ситуаций. Анализ учебного материала: выделить характеристики изучаемого понятия (существенные признаки, свойства); установить связи между ними; сформулировать определение нового понятия на разных уровнях общения. Решение проблемных ситуаций. Установление правильности и осознанности усвоения нового учебного материала, выявление пробелов, неверных представлений и их коррекция. Обеспечение осознания новых знаний на уровне применения в новых ситуациях. Представление изучаемой темы (ведущие знания по теме) как системы. Определение её значимости, выделение мировоззренческих идей. Анализ и оценка учащимися достижения цели. Перспектива последующей работы. Требование Класс ЦОР Требуемые навыки Технические требования Подходы к обучению Значение 9 класс (15 детей) Цифровая лаборатория «Архимед» Для педагога: Умение работать с ЦЛ «Архимед», для учащихся: базовая ИКТ-компетентность Персональных компьютеров – 5, ЦЛ «Архимед» - 5 Дифференцированный подход, работа в группах. Этапы учебного занятия Этап урока Продол житель ность Орг. форма Содержание деятельности (деятельность учителя и учеников) Предполагаемый результат 1 этап –подготовительный обеспечение мотивации принятия цели, актуализация знаний (Вызов) 2 этап – получение знаний. (осмысление) 5 минут Индивидуаль- Работа учащихся с ная дополнительной литературой. Работа в парах. Поиск ответа на проблемный вопрос, связанный с темой. Подборка примеров различной скорости из книги рекордов Гиннеса и других жизненных ситуаций. 15 минут Работа в группах. 3 этап – (закрепление) первичное и вторичное усвоение 4 этап – применение (осознание).Формирован ие умений и навыков. 5 этап – Рефлексия. 5 минут Групповая 10 минут Индивидуальн ая Составление расчётных задач. Решение расчётных задач с целью использования полученных знаний. 5 минут Фронтальная беседа Учитель спрашивает учащихся: - «Чем мы занимались на протяжении урока?» учени-ки, оперируя основными понятиями темы, споминают пройденный материал. У учащихся появляются знания, умения и навыки по данной теме Всего 40 мин Работа с лабораторией «Архимед», с помощью которой учащиеся устанавливают зависимость скорости химической реакции от различных факторов. Должны усвоить основные понятия темы: скорость химической реакции, зависимость скорости химической реакции от различных факторов. Продемонстрировать умение работать с датчиками и персональ-ным компьютером ЦЛ «Архимед». Составление сводной таблицы. Заполнение таблицы на основе Защита таблицы. экспериментальных данных. Используемые ИКТсредства (ссылка) ---------------- ЦЛ «Архимед», химический эксперимент. Ход урока. I. Актуализация опорных знаний. -Что является предметом изучения химии? Вещество. - Каково строение вещества? Вещество - молекулы-атомы – Вследствие чего одни вещества превращаются в другие? Одни вещества превращаются в другие вследствие химической реакции. -В чём сущность химической реакции? Составьте кластер, который будет являться ответом на вопрос. Учащиеся выдвигают версии. Итогом является схема: Молекулы распадаются на атомы- атомы находятся в постоянном движении происходит столкновение – результат новое вещество. А А Б + А АБ Б АБ Б АБ -Дайте понятие скорости химической реакции. -Как рассчитать скорость химической реакции? v õð c2 c1 c t 2 t1 t Итак, что бы химический процесс состоялся, частицы должны столкнуться. Каким образом сделать столкновение реагирующих частиц более эффективным? Это наша цель. В ходе эксперимента вы как химики – исследователи должны это выяснить. Класс делится на группы (постоянные или вновь сформированные). Каждая группа получает задание и набор реактивов для проверки каждой гипотезы (заранее скорректированное учителем).