Профильное обучение презентация PowePoint

ПРЕПОДАВАНИЕ ХИМИИ
В КЛАССАХ РАЗЛИЧНЫХ
ПРОФИЛЕЙ
Лектор
Качалова Галина Семёновна,
профессор кафедры химии,
кандидат педагогических наук
Новосибирск 2012
Профильное обучение:

средство дифференциации и
индивидуализации обучения,
предполагающее более полный учёт
интересов, склонностей и
способностей учащихся за счёт
изменений в структуре содержания и
организации образовательного
процесса.
Цели профильного обучения:
Обеспечение возможности
углублённого изучения отдельных
дисциплин
 Создание условий для
дифференциации содержания
обучения
 Обеспечение равного доступа к
полноценному образованию разным
категориям обучающихся
 Расширение возможности
социализации учащихся, организация
преемственности между общим и
профессиональным образованием.

Учебные курсы профильной
школы
 Базовые
общеобразовательные
курсы
 Профильные курсы
 Элективные курсы
Профили обучения:
Естественно-математический
(математика, физика, химия,
география, биология);
 Социально-экономический (история,
экономика, право, экономическая и
социальная география,
социология);
 Гуманитарный (русский язык и
литература, иностранный язык,
история, обществознание,
искусство);

Профили обучения:
Технологический (специализации –
информационные технологии,
агротехника, индустриальные
технологии, технологии сферы
обслуживания, медицина,
педагогика и т.п.);
 Универсальный
(общеобразовательный для
непрофильных классов и школ).

Научное содержание среднего
химического образования:
 Система
понятий о веществе
 Система понятий о химической
реакции
 Знания об использовании
веществ и химических
превращений
 Знания об экологических и
нравственно-социальных
проблемах и путях их решения.
Усвоение указанных систем
знаний имеет:
 методологическое
 познавательное
 прикладное
 общекультурное
значение
Содержательные блоки
среднего (полного) общего
образования
Базовый уровень:
 методы познания химии
 теоретические основы химии
 неорганическая химия
 органическая химия
 химия и жизнь
Профильный уровень:
Система знаний о химических
элементах и свойствах их
соединений расширяется на
основе углублений
представлений о:
 строении вещества и
химической связи,
 закономерностях протекания
реакций с точки зрения теорий
химической кинетики и
химической термодинамики.
Цели изучения химии в
профильных классах:
«нехимических»
 «химических»
Раскрытие роли химии Углубление системы
как части общей
химических знаний и
культуры
умений, развитие
человечества,
химических
следовательно,
способностей
раскрытие историкообеспечивающих
методологического,
освоение
искусствоведческого, специальностей,
экологического и
связанных с
других аспектов
изучением химии.
химии.

Изучение химии в
профильных классах требует:
 глубокого
изучения психологофизиологических особенностей
учащихся;
 специального учебнометодического и дидактического
обеспечения (УМК);
 изменений в структуре и
организации образовательного
процесса (применения
педагогических технологий).
«Химические» способности
(по Л.А.Коробейниковой и
Г.В. Лисичкину)
Развитые гравитационные ощущения;
 Хорошая координация движений;
 Хороший глазомер в оценке массы и объёма;
 Развитое ощущение времени и
пространства;
 Быстрота реакций;
 Лёгкость выработки навыков ручной
работы;
 Развитые аналитико-синтетические качества
ума;

«Химические» способности
(продолжение)
Развитое ассоциативное мышление;
 Стремление к абстрагированию,
оперирование символами и числами;
 Развитое образное мышление;
 Богатое пространственное воображение;
 Подвижность мыслительных процессов;
 Большой объём внимания;
 Наблюдательность;
 Ситуационная сообразительность.

«Химические способности»
 способность
к химии существует
объективно как определённое
сочетание «химической головы»
и «химических рук»
(Д.А.Эпштейн);
 «чувство вещества и
химического процесса»
(Л.А.Коробейникова,
Г.В.Лисичкин).
Характерологические качества
химика:
Трудолюбие;
 Целеустремлённость;
 Настойчивость;
 Решительность;
 Терпение;
 Систематичность;
 Методичность;
 Аккуратность;
 Осторожность и осмотрительность.

Главное направление
совершенствования
химического образования:
Развитие
научного
мышления
школьников как
механизма познания
вместо накопления
научного знания
Этапы совершенствования
химического образования:
 развитие
логического
мышления;
 формирование научного
мышления;
 формирование стиля
химического мышления.
Стиль химического мышления:
обобщённая
форма,
содержащая операции и
формы логического
мышления, методологию
научного познания,
сложившиеся подходы и
методы исследования в
химической науке.
Стиль химического
мышления предполагает:
 особый
подход к
осмыслению изучаемого
материала;
 анализ процессуальной
стороны познавательных и
практических действий.
Особенность химического
мышления:
 Необходимость
мышления
«двойным рядом образов»;
 Использование модельных
представлений.
Стиль химического
мышления связан
с
речевыми высказываниями
(рассуждениями);
 с системами химических
знаний;
 с методами науки и её
методологией;
 с ведущими идеями науки.
Компоненты химического
мышления:
 операции
и формы логического
мышления (общеучебные
приёмы);
 специфические учебные приёмы;
 система химических знаний и
ведущие идеи науки;
 методологические принципы;
 опыт познавательной
деятельности учащихся.
Главная функция стиля
химического мышления:
эвристическая
Пример 1:
Предсказать
возможность
протекания реакции между
растворами хлорида
алюминия и карбоната
натрия и продукты их
взаимодействия.
Пример 2:
Можно
ли вытеснить
медь из раствора
хлорида меди(II) с
помощью натрия?
Гуманитарный потенциал
естественных наук обеспечен
началами (по Л.В.Тарасову):
 Мировоззренческим,
 Нравственным,
 Гражданским,
 Эстетическим,
 Развивающим,
 Атеистическим.
Мировоззренческий компонент
обеспечен идеями:
-
-
О материальном единстве мира;
Об объективном существовании
материи независимо от нашего
сознания;
О постоянном движении материи и
взаимосвязи форм её движения;
О всеобщей связи явлений живой и
неживой природы;
О бесконечности познания
человеком окружающего мира.
Адронный коллайдер
М.Склодовская и П.Кюри
Ферапонтов монастырь


Основан в 1398 г.

Ферапонтов монастырь
расположен в 20 км на
северо-восток от
Кириллова и в 120 км на
северо-запад от Вологды.
Располагающийся в
монастыре Музей фресок
Дионисия является
филиалом КириллоБелозерского историкоархитектурного и
художественного музеязаповедника, на
основании Указа
Президента 1997 г.
включенного в
Государственный свод
особо ценных объектов
культурного наследия
народов Российской
Федерации.
Сессия ЮНЕСКО внесла в
2000 г. монастырь в
список Всемирного
наследия.
Фрески Дионисия
Фрески Дионисия
www.cultinfo.ru – Жемчужины Вологодского края
Работы И. М. Титовой:
1.
2.
3.
Вечер-игра «Краски разных
времён» // Химия в школе. – 1993.
– № 6. – С. 63-70.
Вещества и материалы в руках
художника: Пособие для учителей
химии. – М.: МИРОС, 1994. – 80 с.
Ярмарка народных ремёсел //
Химия в школе. – 1998. – № 3. – С.
53-59.
Александр Ерминингельдович Арбузов
(1877 – 1968)
«Не могу представить
себе химика,
не знакомого с
высотами поэзии,
картинами мастеров
живописи,
с хорошей музыкой,
который
способен открыть
что-либо значительное
в своей области»
Александр Порфирьевич
Бородин (1833-1887)
Эскиз к опере «Князь Игорь»
«наука и искусство
являются двумя
сторонами одного и
того же процесса
познания, ибо цель
едина – постижение
истины, добра и
красоты»
Иоганн Фольфганг Гёте
1749-1832
Развивающие возможности курса
химии (по Ю. В. Ходакову)
Сравнение предметов
 Выделение составных частей (анализ)
 Соединение составных частей (синтез)
 Выделение существенных свойств
(абстрагирование)
 Обобщение
 Выводы из наблюдений и фактов
 Доказательство истинности суждений
 Опровержение умозаключений
 Последовательное изложение мыслей.

С. И. Ожегов
(1900 – 1964)

«Гуманитарий –
специалист по
гуманитарным
наукам, а
гуманитарные науки –
науки, относящиеся к
изучению общества,
культуры и народа»
Цели гуманитаризации химического
образования:
 формирование
мировоззрения
учащихся и целостной научной
картины мира;
 становление познавательного
интереса к изучению химии;
 развитие всех сфер личности
учащихся.
Задачи обучения химии в
гуманитарных классах:
Раскрытие необходимости
химического образования для
решения повседневных жизненно
важных проблем;
 Реализация личностно
ориентированного,
дифференцированного подхода к
обучению химии;
 Воспитание средствами предмета,
развитие культурных и духовных
потребностей, нравственного
поведения в окружающей среде.

Учащиеся-гуманитарии:
 литераторы,
 художники,
 музыканты,
 лингвисты,
 историки
различаются типом
восприятия, мышления, памяти
Способности «литераторов»
(по Е.А. Дьяковой, С.А. Изюмовой):





поэтическое восприятие: яркое
образное видение,
эмоциональность переживаний
(впечатлительность),
поэтическая зоркость,
наблюдательность;
образное мышление, точность,
выразительность,
эмоциональность языка;
образная память;
творческое воображение:
готовность к сопереживанию,
импровизации, созданию новых
образов; быстрота построения
сюжета;
глубокие эстетические чувства,
отклик на красоту увиденного,
услышанного.
Общее с «химиками»



развитое образное и
ассоциативное мышление;
развитое ощущение
времени;
наблюдательность.
Способности «художников» (по
В.Н.Полуниной)




яркое эмоциональное
видение окружающего
мира, тонкое чувственное
восприятие цвета, линии,
формы;
образное, ассоциативное,
композиционное
мышление;
детальное зрительное
запоминание объекта,
образная и
эмоциональная память;
творческое воображение,
богатая художественная
фантазия, глубокое
переживание прекрасного.
Общее с
«химиками»



точное восприятие
внешних свойств
веществ (цвет);
развитое образное и
ассоциативное
мышление;
наблюдательность;
пространственное
воображение.
Способности «музыкантов»
(по Б.М.Теплову)





музыкально-ритмическое
чувство;
музыкальный слух и
ладовое чувство;
образная эмоциональная
память, музыкальная
память;
сочетание ассоциативного
образного мышления с
абстрактно-теоретическим;
творческое воображение,
богатая фантазия,
готовность к импровизации.
Общее с «химиками»



развитое образное и
ассоциативное
мышление;
аналитикосинтетические качества
ума;
способность к
автоматизму в работе
руками.
Способности к иностранным языкам
(по М.Ф.Косиловой)







образное эмоциональное
восприятие иностранной речи
хорошее зрительное восприятие

предложения и структуры сложных
грамматических конструкций;
быстрое выполнение
мыслительных операций в короткий 
промежуток времени;
глубокая аналитико-синтетическая

переработка информации;
сочетание ассоциативного и
образного мышления с абстрактнотеоретическим;

образная, слухоречевая, объёмная,
многосторонняя память;
стремление к творческому
самосовершенствованию при
изучении иностранного языка.
Общее с «химиками»
аналитикосинтетические
качества ума;
развитое образное и
ассоциативное
мышление;
подвижность
мыслительных
процессов;
развитая логическая,
терминологическая и
механическая память.
Способности «историков»
(по И.В.Гиттис)






логическое восприятие
материала, выделение
главного, «растворенного» в
историческом фоне;
развитость основных
логических операций и
интеллектуальных операций;
владение «логикой
недосказанного»;
диалектическое мышление:
описание явления всесторонне,
во всех связях;
рассмотрение явления в
развитии, в противоречиях;
осознание перехода количества
в качество, выявление
причинно-следственных
связей, понимание практики как
критерия истинности;
воссоздающее и творческое
воображение.
Общее с «химиками»




аналитикосинтетические
качества ума;
развитое ощущение
времени;
способность к
абстрагированию;
развитая логическая,
терминологическая и
механическая память.
Факторы организации учебного
процесса в гуманитарных классах:
особенности УПД учащихсягуманитариев разных групп;
 характерологические качества
личности учащихся-гуманитариев;
 способности учащихся-гуманитариев
данной группы к химии.

Историко-методологический
аспект преподавания химии:



развитие у учащихся-гуманитариев
интереса к науке, в частности к
химии;
формирование мировоззрения;
воспитание у учащихся отношения
к культуре и её наследию как к
общечеловеческим и личностно
значимым ценностям.
Направления раскрытия историкометодологического аспекта
содержания




история развития вещества как части
природы (развитие вещества на Земле, в
космосе);
история химического производства в
целом и история развития производства
отдельных химических продуктов;
история развития и становления химии как
науки;
жизнь и деятельность учёных-химиков.
Примеры:
 «исторические»
опыты;
 химические задачи с историческим
содержанием;
 факультативные (элективные) курсы
по истории химии.
Искусствоведческий аспект
небольшие (2-3 мин) рассказыиллюстрации учителя или учащихся
к изучаемому материалу;
 вовлечение учащихся в беседу,
подводящую к изучению нового
материала или посвящённую
закреплению усвоенного;
 создание проблемных ситуаций.

Филологический аспект
 этимологический
разбор слов;
 установление межпредметных связей
химии с лексикой русского и
иностранных языков;
 использование литературных
произведений при составлении
заданий по химии.
Эколого-прикладной аспект
Прикладные знания
- Общеобразовательные
- Утилитарные знания
 Влияние используемых веществ и
процессов на окружающую среду.

Опыты для «гуманитариев»:
эффектные, способствующие
формированию интереса;
 иллюстрирующие теоретический
материал при формировании
понятий;
 моделирующие природные
процессы;
 показывающие практическую
значимость веществ;
 «исторические».

Примеры «исторических
опытов»
 Горение
фосфора в кислороде
(А. Л. Лавуазье)
 Открытие индикаторов
(Р. Бойль)
 Открытие иода (Б. Куртуа)
 Получение этилена
(И.-И. Бехер)
Получение этилена
1666 г. – «маслородный газ
1795 г. – «масло голландских
химиков»
Сер.XIX в. – этилен
Иоганн-Иахим Бехер
(1635 – 1682)
Экологический опыт
«Кислотный дождь»
Источники диоксидов серы и азота –
- нефтеперерабатывающие,
- химические,
- металлургические заводы;
- тепловые электростанции;
- автомобильный транспорт;
- текстильные,
- пищевые комбинаты.
Влияние кислотных дождей
на живую природу
Гибель молоди рыб
Гибель леса
Разрушение памятников
Парфенон
Ученический эксперимент

Карты-инструкции:
- История открытия вещества,
- Портреты учёных, даты их жизни,
- Мотивация к проведению,
- План действий с рисунками для
каждого этапа и инструктажем по ТБ,
- Форма отчёта.
Химические задачи для
гуманитариев:
Способствуют закреплению и
совершенствованию представлений;
 Раскрывают химию как точную науку;
 Формируют рациональные приёмы
мышления, развивают самостоятельность,
навыки самоконтроля;
 Способствуют практическому применению
теоретических знаний;
 Воспитывают учащихся.

Классификация задач с
гуманитарным компонентом:
1.
2.
3.
4.
5.
Задачи с историкоискусствоведческим содержанием;
Задачи с литературным
содержанием;
Задачи с практическим содержанием;
Задачи с экологическим
содержанием;
Задачи с региональным
содержанием.
Одной из самых древних красок
считается охра (в переводе с греч. –
«жёлтая»). Охра – FeO(OH) –
применялась для росписи фресок и
икон в монастырях. Эту краску
использовал и великий Рембрандт
при создании своих шедевров. Охры
бывают светло-жёлтые (12-14%
Fe2O3), золотисто-жёлтые (70-75%
Fe2O3) и красные (Fe3O4). Как бы вы
объяснили способность жёлтой
охры приобретать красный оттенок
при прокаливании?
Рембрант ван Рейн (1606 1669)
«Литературные» задачи
«А лак такой, что через него все до
капельки видно, и станет та рисовка
либо картинка как влитая в железо…
Ни жаром, ни морозом её не берёт.
Коли случится какую домашнюю
кислоту на поднос пролить либо вино
всплеснуть - вреда подносу нет…
Паяльную кислоту, коей железо к
железу крепят, и ту, сказывают,
доброго мастерства подносы
выдерживали. Ну, конечно, ежели
царской водкой либо купоросным
маслом капнуть – дырка будет. Тут не
заспоришь, потому как против них не
то что лак, а чугун и железо выстоять
не могут».
Открытие пироксилина
(Ж. Верн «С Земли на Луну»)
Анри Браконно
1780 - 1855
Теофиль Жюль Пелуз
1807 - 1867
Кристиан Фридрих
Шонбейн
Задачи с практическим
содержанием
Определите массы 49%-ного раствора
серной кислоты и 26%-ного
раствора хлорида бария, которые
нужно взять, чтобы получить 45%ную суспензию сульфата бария
массой 250 г для рентгенографии
желудка. Докажите при помощи
ионных уравнений, что приведённая
реакция может быть качественной
на серную кислоту и ее соли.
«Валеологические» задачи
Человек начинает ощущать едкий запах
оксида серы(IV), если в 1 м3 воздуха
содержится 3 мг этого вредного газа. При
вдыхании воздуха с таким содержанием
SO2 в течение 5 мин у человека
начинается ларингит – воспаление
слизистой оболочки гортани.
Какое суммарное количество вещества
оксида серы(IV) приводит к этому
неприятному заболеванию? Примите
объем лёгких человека равным 3,5 л, а
периодичность дыхания – 4 с.
«Экологические задачи»
В результате вулканической
деятельности образовалась смесь
газов объёмом 2000 м3 (н.у.), в которой
объёмная доля сероводорода
составила 0,15. Сероводород
полностью растворился в соседнем
водоеме, объём воды в котором равен
5∙106 м3.
Можно ли использовать воду из данного
источника в хозяйственно-питьевых
целях, если ПДК (H2S) = 0,05 мг/л?
Задачи с региональным
содержанием
В пос. Озеро Карачи (Чановский район
Новосибирской области), начиная с 1974 г.,
непосредственно из скважины глубиной 1170 м
разливается природная минеральная вода
«Карачинская». Химический состав этой воды
(в мг/л): гидрокарбонаты – 800-1200, сульфаты
– 150-300, хлориды – 300-800, магний -  50,
кальций –  50, натрий и калий – 500-800.
Данная информация содержится на этикетках к
бутылкам с минеральной водой. Правильно ли
обозначен состав воды? Как следовало бы
исправить текст? Составьте формулы солей,
которые можно было бы выделить из этой
воды. Напишите уравнения диссоциации этих
солей.
Экспериментальные задачи
Известно, что гидроксид магния
применяется для очистки сахара,
является компонентом зубных паст.
Нитрат магния применяется как
окислитель в пиротехнических
составах. Осуществите практически
генетическую связь веществ по
схеме превращений: оксид магния
 нитрат магния  гидроксид
магния.
Особенности УПД «математиков»:
 Восприятие
аналитикосинтетическое;
 Мышление абстрактнотеоретическое;
 Память словесно-смысловая;
 Воображение творческое,
пространственное.
Особенности УПД «физиков»:
 Восприятие
аналитикосинтетическое;
 Мышление теоретическое;
 Память словесно-смысловая,
образная;
 Воображение творческое.
Способности к химии:
 Аналитико-синтетические
качества ума;
 Подвижность мыслительных
процессов;
 Пространственное
воображение;
 Способность к
абстрагированию,
оперированию символами.
Акценты в обучении химии:
 На
общих объектах изучения;
 На взаимосвязи физических и
химических явлений;
 На физических методах
исследования;
 На математическом аппарате
химии.
Шмуклер Ефим Григорьевич
(р. 1936)
Направления математизации
химии:
Использование математической
символики;
 Использование математических
подходов при объяснении;
 Выявление функциональных
отношений между величинами;
 Поиск математической формы
выражения химических концепций;
 Графическая интерпретация
функциональных отношений;
 Решение количественных задач.

Компоненты содержания:
 Инвариантное
ядро
 Вариативная оболочка:
- физический компонент
- математический
компонент
Физический компонент:
1. Использование физических законов
и теорий при объяснении
химического материала;
2. Установление взаимосвязи между
физическими и химическими
методами исследования;
3.Применение физических величин и
выявление функциональных
взаимосвязей между ними;
4. Решение химических задач с
опорой на знание физики.
Математический компонент
1. Использование математических
методов при обосновании
химических законов и теорий;
2. Применение метода
математических доказательств;
3. Использование химических теорем
и их доказательств;
4. Иллюстрация химических
закономерностей графиками;
5. Изучение геометрии молекул и ее
влияния на свойства веществ;
6. Решение химических задач с
использованием математических
уравнений, систем уравнений и
графиков.
Теорема 1
 Если
массовая доля водорода в
углеводороде больше массовой
доли водорода в этилене, то
углеводород – алкан.
Теорема 2
 Если
массовая доля углерода в
углеводороде меньше массовой
доли углерода в этилене, то
углеводород – алкан.
www.lib.nspu.ru

Качалова Г.С. Обучение химии в
условиях профильной школы :
учебное пособие для студентов
педвузов, обучающихся на хим.
специальностях. - Новосибирск:
НГПУ, 2011. - 126 с.