Харківський обласний науково-методичний інститут
безперервної освіти
Факультет підвищення кваліфікації
Кафедра змісту та методики освіти
ПІДСУМКОВА РОБОТА
ВИКОРИСТАННЯ
ПРОЕКТНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ ПРИ ВИКЛАДАННІ ХІМІЇ
Виконав слухач курсів
підвищення кваліфікації за
напрямом: хімія
Циганко Галина Леонідівна
вчитель хімії
Старосалтівської гімназії
Вовчанської районної ради
Харківської області
Рецензент: _____________
_______________________
_______________________
_______________________
Харків - 2006
ЗМІСТ
Вступ
Основна частина
1. Історія виникнення методу
2. Метод проектів як педагогічна технологія
3. Використання методу проектів на уроках хімії
Висновки
Література
ВСТУП
Розвиток сучасної науки і техніки ставить перед школою нові завдання. Випускник сучасної школи, який житиме і працюватиме в новому тисячолітті, повинен володіти певними якостями, зокрема:
· самостійно набувати необхідні знання, вміло застосовуючи їх на практиці для розв'язування назрілих проблем;
· критично мислити, уміти бачити труднощі і шукати шляхи їх подолання;
· грамотно працювати з інформацією;
· бути комунікабельним, контактним у різних соціальних групах;
· самостійно працювати над розвитком власного інтелекту, культурного і морального рівня.
Сформувати такі якості можливо лише через особистісно орієнтовані технології, оскільки навчання, орієнтоване на середнього учня, засвоєння і відтворення ним знань, умінь та навичок, не може задовольнити сучасні потреби. Особистісно орієнтоване навчання - це навчання, у якому особистіть учня перебуває в центрі уваги вчителя, психолога, і саме пізнавальна діяльність, а не викладання, є визначальною. Традиційна парадигма "вчитель - підручник - учень" заміняється новою - "учень - підручник - учитель".
У навчальному процесі вчитель виступає в новій ролі - організатора самостійної активної пізнавальної діяльності учнів, компетентного помічника і консультанта. Його досвід і професійні вміння повинні бути спрямовані не тільки на контроль знань і вмінь школярів, а й на діагностику їхньої діяльності.
Особистісно орієнтоване навчання за своєю суттю є диференційованим підходом до учнів на основі посильних вимог з урахуванням їхніх інтересів, рівня інтелектуального розвитку, підготовки з хімії, здібностей і задатків.
ОСНОВНА ЧАСТИНА
1. Історія виникнення методу
Альтернативою традиційним методом навчання може бути метод проектів. Цей метод не можна назвати принципово новим, адже істинної інновації в галузі педагогіки - явище надзвичайно рідкісне. Як правило, це розгляд на новому витку педагогічних, соціальних, культурних досягнень, давно забутих педагогічних істин, які використовувалися в інших умовах.
Метод проектів завжди орієнтований на самостійну роботу учнів-індивідуальну, групову, парну, яку учні виконують протягом певного часу. Цей метод органічно поєднується з груповим підходом до навчання. Якщо говорити про метод проектів як педагогічну технологію, то вона включає в себе сукупність дослідницьких, пошукових, проблемних методів, творчих за своєю суттю.
Метод проектів виник у 20-х роках минулого століття в США. Його називали ще методом проблем.
Засновником методу проектів вважається американський педагог В. Кільпатрик. Його робота започаткувала цілу педагогічну бібліотеку, яка присвячена цій методиці. Біля витоків проекту також стояли і російські вчені-педагоги В.М. Шульгін, Н.К.Крупська, Б.В. Ігнатьєв, М.В. Крупеніна, Є.Г. Кагаров. Доля методу проектів була досить складною. У 20-х роках XX ст. метод привернув увагу радянських педагогів, які вважали, що, критично перероблений, він зможе забезпечити розвиток творчої ініціативи та самостійності учнів у навчанні і сприятиме встановленню зв’язку між здобутими учнями знаннями й набутими уміннями та застосуванням їх на практиці. Прихильники методу проектів проголосили його єдиним засобом перетворення "школи навчання" на "школу життя"
Універсалізація методу проектів і розвиток комплексної системи навчання призвели до того, що навчальні предмети відхилялися, систематичне засвоєння знань під керівництвом учителя на уроці підмінювалося роботою над завданнями, і рівень загальноосвітньої підготовки школярів стрімко знизився. Після цього, у 30-х роках, метод проектів було заборонено, що сприяло забуттю "заседжених" ідей.
На жаль, залишилося непоміченим та невикористаним усе позитивне, що пов’язане з розробкою методу проектів у зарубіжній та вітчизняній педагогіці, а також у практиці виховання.
У чому ж суть і специфіка методу проектів?
У "Російській енциклопедії" метод проектів означається як "система навчання, за якої учні здобувають знання і набувають уміння в процесі планування та виконання завдань проектів, які поступово ускладнюються"(т. 1 ,с.567).
Є. Г. Кагаров у 1926 р. зазначив:" Що таке метод проектів? Термін цей використовують в американській літературі у різних, нерідко найсуперечливіших значеннях. Найповніше означення цього поняття таке: "Проект є будь-яка дія, що здійснюється від щирого серця і з визначеною метою...". Тобто виконання проекту вимагає від учня діяльності "від щирого серця", що є визначальним чинником під час здійснення поставленої мети. Учений указує на типові ознаки методу проектів.
· Основний принцип методу проектів полягає в тому, що вихідним пунктом навчання мають виступати дитячі інтереси сьогодення.
· Шкільні проекти є ніби копіями різних боків господарського життя країни, чим зумовлюється службове підпорядкування їм так званих шкільних предметів: письмо, рахування, читання.
· Велике педагогічне значення має місце, яке відводить метод проектів принципу самостійності та роботі учня "від щирого серця". Увага дітей увесь час утримується напруженою, від них вимагається постійна активна робота, вони мають самі собі намітити програму занять та інтенсивно її виконувати для того, щоб успішно проробити одне завдання і переходити до іншого.
· Проект є поєднанням теорії й практики, він полягає не лише в постановці певного розумового завдання, а й у практичному його виконанні.
У розробках М.В. Крупеніної метод проектів подається як такий, що комплексно реалізує низку педагогічних принципів: самостійність, співпрацю дітей та дорослих, діяльнісний підхід, актуалізацію суб'єктної позиції дитини в педагогічному процесі, взаємозв'язки педагогічного процесу з навколишнім середовищем.
2.Метод проектів як педагогічна технологія
Процес роботи за методом проектів складається з кількох основних етапів, назви і зміст яких незначно відмінні у різних авторів.
Якщо узагальнити історичний досвід розробки методу проектів, то можна виділити такі основні його етапи.
· Вибір теми. Учні пропонують теми, а вчитель допомагає їм у виборі однієї з них. Якщо проводиться перший проект у даному класі, то цей пункт опускається.
· Визначення мети. Вчитель допомагає учням визначити найактуальніші і водночас посильні для учнів завдання на певний проміжок часу.
· Розробка проекту-плану діяльності для досягнення визначеної мети. На цьому етапі відбувається вибір методів і засобів для роботи над проектом. Наприклад, експеримент, інтерв’ю, соціологічне опитування, вивчення літератури, пошук інформації.
· Виконання проекту. Конкретна практична робота або низка практичних кроків до поставленої мети. Час виконання і термін проміжного контролю визначаються вчителем.
· Підбиття підсумків або презентація проекту проводяться як під час уроку, так і в позаурочний час.
Розробляючи метод проектів, доцільно звернути увагу на їх класифікацію. В.Кільпатрик виділяє 4 види проектів: 1) продуктивний; 2) споживчий; 3) проект розв'язування проблеми; 4) проект-вправа.
Сьогодні пропонується кілька варіантів класифікації проектів, а саме:
· за складом учасників (колективні, малі, індивідуальні);
· за метою спрямування (продуктивні, пізнавальні, самовиховання, розважально-ігрові, творчі);
· за тематикою;
· за терміном реалізації тощо.
Вимоги до використання методу проектів:
· наявність значущої в дослідницькому плані проблеми, яка вимагає інтегрованих знань (вплив кислотних дощів на довкілля, парниковий ефект, виробництво органічних та неорганічних речовин, логічне пояснення структури періодичної системи, фізіологічна дія спиртів тощо);
· практична, теоретична і пізнавальна значущість результатів;
· самостійна діяльність учнів (індивідуальна, групова);
· структурне планування проекту із зазначенням поетапних результатів;
· використання дослідницьких методів.
Вибір тематики проектів необмежений: учитель пропонує тему відповідно до навчального плану. Учні самі пропонують теми проектів, особливо для позаурочної діяльності.
Метод проектів все ширше використовується в системі освіти різних країн, і причини цього такі:
· необхідність не тільки передавати учням суму знань, а й навчити їх здобути ці знання самостійно, уміти користуватися ними для розв'язання пізнавальних і практичних задач;
· актуальність набуття комунікативних навичок і вмінь під час виконання різних соціальних ролей;
· актуальність широких людських контактів, ознайомлення з різними точками зору на одну проблему;
· значущість, для розвитку учня вміння користуватися дослідницькими методами, збирати необхідну інформацію, факти, аналізувати їх з різних точок зору, висувати гіпотези, робити висновки.
Для виконання на уроках хімії, на мою думку, найбільш придатні такі проекти:
1. Дослідницькі проекти. Вимагають добре продуманої структури, актуальності предмета дослідження, відповідних експериментальних і дослідницьких робіт, методів обробки інформації. Структура їх наближена до істинного дослідження. Цей тип проектів пов’язаний з аргументацією актуальності теми, формулюванням проблеми дослідження, зазначенням джерел інформації, висуванням гіпотез і обговоренням отриманих даних, оформленням результатів досліджень.
2. Рольові, або ігрові проекти. У таких проектах структура тільки окреслюється і залишається відкритою до завершення роботи. Учасники виконують певні ролі, зумовлені змістом і характером проекту. Це можуть бути учасники виробничого процесу: науковці, технологи, інженери з охорони праці і т.д. Ступінь творчості тут дуже високий, результати виявляються тільки після завершення проекту.
3. Інформаційні проекти. Спрямовані на збір інформації про певний об’єкт, явище, їх аналіз і узагальнення фактів. Структура такого проекту може бути визначена планом:
1) мета проекту, його актуальність;
2) джерела інформації ( літературні, засоби масової інформації,
бази даних, анкетування, "мозкова атака");
3)обробка інформації ( аналіз, узагальнення, зіставлення з
відомими фактами, аргументовані висновки);
4)результат-презентація.
4. Прикладні проекти. Відрізняються чітко продуманим результатом діяльності учнів, орієнтованим на соціальні інтереси самих учнів ( логічне пояснення структури періодичної системи, пояснення явища радіоактивності, значення окисно-відновних реакцій).
На уроках хімії доцільно використовувати короткотермінові проекти, які можна опрацювати на двох-трьох уроках з предмета, використовуючи знання з інших предметів (математика, фізика, біологія, географія).
Реалізація методу проектів на практиці веде до зміни позиції вчителя. Із носія готових знань він перетворюється на організатора пізнавальної діяльності своїх учнів. Змінюється психологічний клімат в класі, оскільки вчителю доводиться переорієнтовувати свою навчально-виховну роботу і роботу учнів на різноманітні види самостійної діяльності, на пріоритет діяльності пошукового, дослідницького, творчого характеру.
Загальні підходи до структуризації проектів
1. Вибір теми проекту, його типу, кількості учасників.
2. Можливі варіанти проблем, які потрібно дослідити в рамках проекту, обдумуються вчителем. Самі проблеми пропонують учні з допомогою вчителя (допоміжні запитання, ситуації, що допомагають формулювати проблему, "мозковий штурм").
3 Розподіл завдань за групами, обговорення можливих методів дослідження, пошуку інформації, творчих розв'язків.
4. Самостійна робота учасників проекту за своїми індивідуальними та груповими планами.
5. Поетапне обговорення отриманих результатів у групах.
6. Захист проекту.
7. Колективне обговорення, експертиза, оголошення результатів, оцінювання роботи, формулювання висновків.
Параметри зовнішнього оцінювання проекту
1.Значущість і актуальність проблеми, адекватність темі, що вивчається.
2.Коректність методів досліджень і обробки даних.
3.Активність кожного учасника відповідно до його індивідуальних можливостей.
4.Колективний характер рішень.
5.Характер спілкування, взаємодопомоги, взаємодоповнення учасників проекту.
6. Залучення знань з інших предметів.
7. Уміння аргументувати свої висновки.
8. Естетика оформлення результатів.
9.Уміння відповідати на запитання опонентів, лаконічність і аргументованість кожного виступу.
Проекти органічно вписуються в навчальний процес або виконуються в позаурочний час. Метод проектів як метод навчання відповідає основним положенням системи освіти: формує критичне і творче мислення як пріоритетні напрямки інтелектуального розвитку людини. Критичне мислення сприяє розвитку таких навичок: аналіз інформації, відбір і порівняння фактів, встановлення асоціацій з вивченими явищами, фактами, самостійність, логічна побудова доказів, систематизація результатів.
Творче мислення передбачає такі навички: мислений експеримент, самостійне використання знань для розв'язання нової задачі, здатність комбінувати відомі методи, комплексний підхід до проблеми, здатність передбачати можливі наслідки рішень, що приймаються, встановлювати причинно-наслідкові зв’язки, інтуїтивне розв'язання проблеми.
Метод проектів дає змогу розв'язувати завдання формування всіх перерахованих вище інтелектуальних умінь критичного і творчого мислення. Колективна та індивідуальна робота над тією чи іншою проблемою, яка має на меті не тільки розв'язати дану проблему і довести правильність її розв'язку, а й показати результат своєї діяльності як певний продукт, передбачає необхідність у різні моменти пізнавальної, експериментальної творчої діяльності використовувати сукупність перелічених вище навичок. Усі ці навички потрібно формувати. Для цього і використовується метод проектів.
3. Використання методу проектів на уроках хімії
Розглянемо проект "Хімічні реакції, що лежать в основі виробництва сульфатної кислоти".
Тема уроку. Хімічні реакції, покладені в основу виробництва сульфатної кислоти, закономірності їх перебігу, охорона праці і довкілля (дослідницький проект з хімії в 9-му класі гімназії).
Ідея проекту. Питання виробництва неорганічних та органічних речовин в шкільному курсі вивчення хімії є складним і не зрозумілим для учнів. Школярі не можуть застосувати набуті знання про закономірності перебігу хімічних реакцій, на конкретних прикладах пояснити вибір умов проведення виробничого процесу, необхідної апаратури. На цьому уроці я вирішила вперше використати метод проектів. Запитань виникло багато: чи зможуть учні самостійно опрацювати цей матеріал, зробити логічні й правильні висновки, де вони візьмуть необхідну літературу, як підвести дітей до формулювання проблеми?
Етапи роботи над проектом
Робота над проектом зайняла один спарений урок, не враховуючи попередньої підготовки вчителя і самостійного опрацювання матеріалу учнями вдома.
I етап. Вибір проблеми, яка була б достатньо складною і одночасно доступною та зрозумілою кожному учневі.
IIетап. Вибір об’єкта дослідження (бесіда з теми).
IIIетап. Вибір предмета дослідження ( пояснення вчителя, виявлення питань, які потрібно обговорити в групах).
IVетап. Формулювання гіпотез.
Vетап. Визначення напрямків роботи, безпосередніх завдань.
VIетап. Визначення шляхів пошуку інформації.
VIIетап. Захист власних ідей.
VIIIетап. Оцінювання роботи над проблемою.
Мета проекту: розширити уявлення учнів про хімічне виробництво і загальні наукові принципи на прикладі виробництва сульфатної кислоти.
Завдання проекту:
-навчитися формулювати основні наукові принципи хімічних виробництв; навчитися складати технологічні схеми хімічних процесів;
-навчитися визначити оптимальні умови проведення процесу;
-уміти проводити економічний аналіз;
-уміти складати план природоохоронних заходів та заходів з охорони праці на виробництві.
Обладнання: схеми "Наукові основи виробництва", "Комплексне використання мідної руди", "Контактний спосіб виробництва сульфатної кислоти".
Виконання проекту
І. Організація класу.
II. Підведення учнів до формування проблеми.
" Мозкова атака" (5 хв)
У таблиці вказано умови, які впливають на швидкість хімічних реакцій. Навести по одному прикладу для кожної умови, скласти рівняння реакцій, обґрунтувати їх здійснення.
1. Природа реагуючих речовин.
2. Концентрація реагуючих речовин ( рідини і гази);
3. Поверхня реагуючих речовин (тверді речовини).
4. Температура.
5. Наявність каталізатора (інгібітору).
Обговорення наведених прикладів.
Допоміжні запитання вчителя (З хв):
- Чому сульфатна кислота є одним з найважливіших хімічних продуктів?
- Які властивості Ні80 4 зумовлюють таку її "популярність"?
- Які існують вимоги до якості кислоти?
- Які ви знаєте нові галузі використання кислоти?
Формулювання проблеми: наукові аспекти процесу виробництва сульфатної кислоти.
ІІІ. Вибір предмета дослідження.
Обговорення проблеми в групах (8-10 хв)
І група - група наукового прогнозування - обговорює питання наукових основ будь-якого виробництва. Результати роботи оформляє у вигляді схеми:
Кожний напрямок захищає один учень.
IIгрупа - група технологів- описує технологічний процес виробництва.
1. Добування сульфур (IV) оксиду SO2
, випалювання піриту FeS2
2. Очищення сульфур (IV) оксиду.
3. Окиснення сульфур (IV) оксиду до сульфур (VI) оксиду.
4. Гідратація сульфур (VI) оксиду: FeS2
→ SO2
→SОз →Н2
SО4
Проблема вибору сировини.
ІІІ група - виробнича - вивчає виробничі процеси: подача піриту, повітря, відведення SO2
, умови проведення процесу випалювання , пояснення їх з точки зору закономірностей перебігу реакцій, очищення і окиснення SO2
, гідратація SO2
в SО3
, апарати, які використовуються ( схема "Контактний спосіб виробництва, сульфатної кислоти").
IVгрупа - група охорони праці і довкілля - вивчає умови захисту кожного працівника підприємства, охорони довкілля.
IV. Захист проектів.
Кожна група захищає свій проект 5-7 хв.
Відповіді на запитання опонентів - 10 хв.
V. Висновок ( спосіб розв'язання проблеми). Майбутнє належить новим екологічно безпечним, маловідходним і, де можливо, безвідходним технологічним процесам.
VI. Контроль засвоєння знань.
Обчислення за схемами перетворень.
VII. Узагальнення, висновки, оцінювання роботи учасників проекту.
Дослідницький проект з хімії
11-й клас
Тема. Властивості карбонових кислот
Мета: навчити учнів застосовувати набуті знання про властивості карбонових кислот на практиці; формувати навички і вміння проведення хімічного експерименту та аналізу явищ, що спостерігаються, вміння робити висновки.
Обладнання: на столах в учнів набори реактивів: мурашина, оцтова, масляна кислоти, лакмус, фенолфталеїн, метилоранж, цинк, натрій гідроксид, натрій карбонат, спиртівки, пробірки, пробіркотримач.
Тип уроку: практичне здобуття знань.
Форма роботи: урок-проект.
Девіз:" Розум мислителя не відчуває себе щасливим, поки він не зв’яже в одне розрізнені факти, які спостерігає" ( Хевіші); "Скажи мені - і я забуду, покажи мені - і я запам'ятаю".
Хід уроку
І. Організація класу.
Інструктаж з питань техніки безпеки щодо роботи з кислотами, лугами, спиртівкою. Запис у зошитах для спостережень теми, обладнання.
ІІ. Актуалізація опорних знань.
"Мозковий штурм" (5 хв)
Учні складають якнайбільше рівнянь реакцій:
1) СНзСООН + Мg
2) НСООН + Na2
СОз
3) СзН7
СООН+КОН
4) С2
Н5
СООН + Zn
5) СНз СООН + К2
СОз
6) СзН7
СООН + Са(ОН)2
7) НСООН + NaОН
8) С5
Н11
СООН + К2
СОз
ІІІ. Формулювання проблеми проекту.
Допоміжні запитання:
- Які речовини ви зустрічаєте в даних рівняннях?
- З якими речовинами реагують карбонові кислоти?
- Чи подібні карбонові кислоти властивостями до неорганічних кислот? Якщо так, то за якими властивостями?
Учні формулюють проблему і записують її в зошиті.
Проблема проекту: експериментальне вивчення карбонових кислот і
порівняння їх властивостей із загальними властивостями кислот.
IV. Формулювання гіпотез.
Шість груп (по 4-5 осіб) працюють за планом:
1. Дія на індикатори.
2. Взаємодія з металами.
3. Взаємодія з основами.
4. Взаємодія із солями слабких кислот.
План складається учнями за допоміжними запитаннями вчителя:
- Як можна визначити належність сполуки до класу кислот? (Дія індикаторів).
- Які кислоти належать до металів?
- Які кислоти належать до основ?
- Як називаються дані реакції?
- З якими солями реагують кислоти?
Учні записують план в зошити.
V. Виконання проекту.
Групи 1а, 16 досліджують властивості мурашиної кислоти, групи 2а, 26 - оцтової кислоти, групи 3а, 36 - масляної кислоти.
Виконання експерименту, обговорення в групах, чорнове оформлення ( кожний етап по 5 хв).
Спостереження оформляється за таким планом:
1. Назва досліду.
2. Короткий опис експерименту.
3. Що спостерігали.
4. Рівняння реакцій.
5. Висновок.
Після кожного етапу групи звітують. Оцінюється робота всієї групи. Додаткові бали можна отримати, поставивши запитання доповідачам (опонування):
- Чому в першому досліді не використали фенолфталеїн?
- Чи карбонові кислоти реагуватимуть з міддю? магнієм?
- Як проводили реакцію з лугами?
- Для чого використовували фенолфталеїн?
VI. Загальні висновки про властивості карбонових кислот, порівняння із загальними властивостями кислот.
VII. Оцінювання роботи груп.
Прикладний проект у навчанні хімії
11 клас. Тема уроку ( проекту). Місце хімії в системі природничих наук
Мета уроку (проекту). Сформувати в учнів цілісне уявлення про місце хімії серед природничих наук. Розвивати логічне та філософське розуміння основних законів природничих наук. Виховувати пізнавальний інтерес, вміння працювати в групі.
Основні стадії роботи
· Визначення тематичних завдань для дослідження:
1.Довести, що хімія і фізика - споріднені науки на основі атомно-молекулярного вчення в хімії та молекулярно-кінетичної теорії у фізиці. Показати взаємозв’язок та взаємозалежність між хімією, фізикою, біологією, географією.
2. Показати, як квантова теорія поєднує знання у фізики, хімії, біології.
· Поділ учнів класу на 4 групи: хіміки, фізики, біологи, географи.
· Самостійна робота учнів з різними джерелами знань (позаурочна робота)
· Оформлення результатів роботи групи (позаурочна робота)
· Спільне дослідження проекту методом „круглого столу” (урочна діяльність)
· Оформлення результатів проекту у вигляді збірки або газети.
План–конспект уроку
Форма проведення: дослідження проблеми методом „круглого столу”.
Девіз уроку: „Розум мислителя не відчуває себе щасливим, поки він не зв’яже в одне розрізнені факти, які спостерігає”.
(Хевіші)
Хід уроку
1. Організація класу.
2. Мотивація навчальної діяльності.
Учитель. Сьогодні на уроці ми поговоримо про місце хімії в системі природничих наук. У свідомості людини знання про навколишній світ формують її ставлення до довкілля, Всесвіту, впливають на її моральні якості, особливо в дитинстві і юності. Це не просто знання, а проникнення в таємниці природи, через які розкривається царство науки, збагачується духовний світ людини.
Спробуємо поєднати знання з фізики, хімії, біології та географії, створити чітку систему зв’язків та взаємозалежностей між цими науками.
3. Сприйняття та усвідомлення. Круглий стіл на тему „Місце хімії в системі природничих наук”.
Учитель. Хімія та фізика – споріднені науки, зв’язані з біологією та географією. Доведіть це, використавши атомно-молекулярне вчення в хімії та молекулярно-кінетичну теорію у фізиці.
Учень-хімік. В основі атомно-молекулярного вчення в хімії та молекулярно-кінетичної теорії у фізиці багато спільного, усі речовини складаються з атомів, а більшість із молекул. Молекула - найдрібніша частинка речовини, що зберігає її властивості. Для дослідження, нами використана найпоширеніша на Землі речовина - вода, яка складається з двох атомів Гідрогену та одного атома Оксигену Молекула має кутову будову, кут становить 105о
. Вона - диполь, тобто поляризована, несе в собі позитивний та негативний заряди. На атомі Оксигену нагромаджується негативний заряд, на атомах Гідрогену - позитивний. Молекулу води можна уявити у вигляді витягнутого еліпсу. Між молекулами виникає водневий зв’язок між атомами Гідрогену однієї молекули та електронегативним атомом Оксигену другої молекули.
Учитель. Завдяки здатності молекули води утворювати водневий зв’язок ця речовина має ряд аномалій. Це найпоширеніша на Землі речовина. Це можуть довести географи.
Учень-географ. Погляньте на глобус, більшу частину площі нашої планети займає світовий океан, який разом із морями, озерами, річками та льодовиками утворює гідросферу, площа якої становить 71% від площі планети. Об’єм води складає 1,5 млрд. км2
, що в 10 разів перевищує об’єм суходолу. Вода входить до складу гірських порід. Атмосфера містить водяну пару, яка утворює хмари і пом’якшує клімат Землі. 1,3 млрд км2
- це морська вода, яку називають рідкою рудою, оскільки в ній розчинена величезна кількість йонів металів та аніонів кислот. 0,2 млрд.км2
- прісна вода, завдяки якій існує життя. Це єдина сполука, яка зустрічається на Землі у трьох станах: рідкому, твердому(лід), газоподібному(хмари, туман). Вода в молекулярному стані сприяє створенню кліматичних умов, придатних для життя живих організмів. Завдяки воді на планеті не відбуваються різкі перепади нічних та денних температур.
Учитель. Друге положення атомно-молекулярного вчення стверджує: молекули перебувають у безперервному русі. Поясніть на основі цього явище дифузії. Слово хімікам.
Учень-хімік. Дифузія - це взаємне проникнення однієї речовини в іншу внаслідок безладного теплового руху молекул, атомів, йонів. Візьмемо колбу з водою і обережно опустимо в неї кристали калій перманганату. Між молекулами води розміщуються катіони К+
та аніони MnO4
.
Учитель. Де ще може відбуватися процес дифузії? Слово надається біологам.
Учень-біолог. Процес дифізії відбувається в живих організмах. Всім відомо, що жаба живе у воді і ніколи не п’є води. На суходолі вона дихає легенями, у воді - за допомогою шкіри, пронизаної величезною кількістю капілярів. Стінки клітин шкіри дуже тонкі й здатні пропускати кисень, який дифундує в кров, а кров через тканину виділяє вуглекислий газ. Явище дифузії відбувається і в легенях людини. Альвеоли легенів густо пронизані капілярами. Їх стінки та стінки альвеол дуже тонкі, що сприяє проникненню молекул кисню в кров і виведенню вуглекислого газу в повітря. Швидкість газообміну залежить від площі поверхні, через яку відбувається дифузія газів. Різниця парціальних тисків дифундуючих газів сприяє газообміну. Парціальний тиск кисню у крові становить 6 кПа в капілярах альвеол. Завдяки різниці тисків і відбувається газообмін в легенях.
Учитель. А чи характерне явище дифузії для рослинних клітин?
Учень-біолог. Молода клітина рослини має цитоплазму. У міру росту в цитоплазмі нагромаджується клітинний сік, його оточує цитоплазматична плівка, утворюються вакуолі. У дорослої клітини утворюється одна велика вакуоля. Клітинний сік – це водний розчин солей, цукрів, органічних речовин. Цитоплазматичний шар – це напівпроникна система, яка краще пропускає воду, ніж великі молекули. Якщо концентрація речовин у клітинному соку вища, ніж у цитоплазмі або в навколишньому середовищі, вода внаслідок осмосу переходить у вакуолю, розтягує її і притискує цитоплазму до клітинної оболонки, яка під дією внутрішнього тиску теж розтягується і стає напруженою. При поглинанні певної кількості води в клітині досягається рівновага, тиск урівноважується, клітина перебуває в стані тургору. Тургор - це тиск протопласта на клітинну оболонку. Надходження води залежить не тільки від осмотичного тиску, а й від тургорного тиску в клітині. При рівновазі осмотичного й тургорного тиску вода надходить у клітину, якою б високою не була концентрація в клітинному сокові. Таке явище спостерігається при затяжних дощах.
Учень-біолог. Зробимо висновок. Завдяки молекулярній будові води, її особливостям відбувається розчинення поживних речовин, а також явище дифузії. У клітини надходять необхідні поживні речовини. Створюється осмотичний і тургорний тиск. Так фізика та хімія пояснюють основні процеси життя.
Учитель. Ви довели на основі атомно-молекулярного вчення в хімії та молекулярно-кінетичної теорії у фізиці взаємозв’язок і взаємозалежність природничих наук.
А тепер я пропоную вам розв’язати логічні задачі.
1. Чому лід легший за воду і плаває?
2. Чому перед заморозками розсаду помідорів та огірків рекомендують сильно поливати?
3. Які фізичні процеси відіграють роль при приживленні живця до дички?
4. Чому у всіх частинах альпійських рослин цукру нагромаджується більше, ніж у тих самих рослинах, які ростуть в інших місцевостях?
А тепер я хочу згадати про ще одну важливу теорію, яка успішно поєднує знання з фізики, хімії і біології. Слово фізикам.
Учень-фізик. Це квантова теорія. Початок теорії поклав М.Планк. Він стверджував, що атоми та молекули випромінюють і поглинають енергію окремими порціями - квантами. Далі вчення розвинули Резерфорд та Бор. Теорія об’єднує ядерну модель атома з квантовою теорією світла, згідно з якою променева енергія випромінюється та поглинається тілами окремими порціями - квантами, а випромінювання є потоком фотонів, енергія яких тим більша, чим вища частота випромінювання. Бор виклав своє уявлення про дискретність, переривчастість енергії електрона в атомі. Згідно з його теорією електрони можуть обертатися навколо ядра атома по строго визначених орбітах, електрони не випромінюють електромагнітну енергію. Яку орбіту буде займати електрон, залежить від енергії атома. У не збудженому стані атом має мінімальну енергію і електрон обертається по найбільш близькій до ядра орбіталі.
Учитель. І цьому випадку зв’язок електрона та ядра найбільш стійкий та міцний, і якщо атом одержує додаткову порцію енергії, він переходить у збуджений стан. Мою розповідь продовжить представник групи хіміків.
Учень-хімік. При цьому електрон переміщується на одну з віддалених від ядра орбіт. Енергія електрона в збудженому стані атома більша, ніж енергія електрона в не збудженому стані. Атом перебуває в не збудженому стані недовго. Після цього електрон повертається на свою стійку орбіталь. Цей період супроводжується зменшенням енергії атома і виділенням її у вигляді електромагнітного випромінювання.
Учень–фізик. Я продовжу розповідь. Під час переходу електрона з віддаленої орбіти на ближчу до ядра, енергія випромінюється порціями. Величина кванта енергії пов’язана з частотою випромінювання або довжиною хвилі:
Е = Е2
– Е1
= hν, де
Е1
Е2
– енергія атома в певному стані, h - стала Планка, яка дорівнює 6,625*1034
Джс*с.
Учитель. А що скаже група біологів?
Учень-біолог. Я хочу звернути увагу на наш зір. За його допомогою ми сприймаємо до 90% інформації. У чому полягає процес сприймання світу органами зору? Перша стадія цього процесу - одержання зображення на сітківці, що досягається оптичною системою ока. Об’єктив ока складається з рогівки і кришталика. Кришталик, змінюючи свою кривизну, автоматично установлює різке зображення предмета, що розглядається. Крім того, виконує також роль світлофільтра: не пропускає ультрафіолетове світло. Роль діаграми виконує райдужна оболонка. Зіниця змінює діаметр від 2 до 8мм залежно від освітлення, а пігментний епітелій, розміщений за сітківкою, поглинає світло, щоб зменшити його розсіювання, що призводить до погіршення зображення. Око має постійний час експозиції - 0,1 секунди. Усі фотони, що потрапляють на нього за цей час, сприймаються ним одночасно. У механізмів зору використовуються квантові властивості світла. Фоторецептор працює так: у мембранах дисків знаходиться зоровий пігмент родоцин. Його молекула складається із білка пепсину, альдегіду вітаміну А, ретиналю. Ретиналь має вигляд букви „Г”. Якщо на ретиналь попадає квант світла, молекула випрямляється і переходить в ізомер. Ізомерне перетворення сприяє появі зорового сигналу.
Учитель. А який приклад наведуть хіміки?
Учень-хімік. Я хочу довести, що за допомогою квантової теорії можна пояснити процес фотосинтезу. Він починається з поглинання кванта світла, а закінчується синтезом вуглеводів з вуглекислого газу і води:
6 СО2
+ 6Н2
0 – С6
Н12
О6
+6О2
Фотосинтез відбувається у зелених пластидах рослин - хлоропластах. Світло сонця падає на зелений листок, частина фотонів поглинається хлорофілом. Коли молекула хлорофілу поглинає фотон, один із його електронів переходить на більш високий енергетичний рівень, і називається збудженим електроном. Повернення електрона на свою постійну орбіту супроводжується виділенням енергії, яка перетворюється у внутрішню енергію продуктів фотосинтезу.
4.Підсумки уроку. Рефлексія.
Учитель. Ми розглянули дві теорії, що об’єднають природничі науки в одне ціле. Вони доводять, що фізика, хімія, біологія, географія доповнюють і поглиблюють одна одну, тому що все це науки про природу.
5. Домашнє завдання.
Підготуватися до тематичного оцінювання по темі: „Роль хімії в житті суспільства”
ВИСНОВКИ
Апробація методу проектів у сучасних умовах показує, що з його використанням ефективність процесу навчання та виховання збільшується. Він дає змогу реалізувати низку найважливіших теоретичних положень, відкриває нові можливості у програмуванні навчально-виховного процесу. За допомогою методу проектів здійснюються міжпредметні зв’язки та здобуваються знання через взаємодію учнів між собою та вчителем, що є дуже важливим для формування інтелектуальних здібностей учнів, особливо в умовах профільного навчання ( якщо проект виконується з профільних дисциплін).
ЛІТЕРАТУРА
1. Ліговицький А.О. Теоретичні основи проектування сучасних освітніх систем. - К.: Техніка, 1997 - 210 с.
2. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования / Под ред. Е.Полат. - М.М.: АСАDЕМІА, 2001. -272с
3. Освітні технології : Навч . - метод, посіб./ За ред. О.Пєхоти, А.Кіктенко, О. Любарської. - К.: Видавництво А.С.К., 2002.- 255с.
4. Пометун 0., Пироженко Л. Сучасний урок: Інтерактивні технології навчання. - К.: А.С.К., 2003.-192 с.
5. Буджак Т. Метод проектів як педагогічна технологія // Біологія і хімія в школі.- 2004. - №1,- С. 43-45.
6. Загорський В. Школа XXIст. візьме на роботу хорошого вчителя... Дорого // Управління освітою. 6 березня. 2003.
7. Селевко Г. Современные образовательные технологии. - М.: Народное образование, 1998. - 256 с.
8. Ярошенко О.Г. Групова навчальна діяльність школярів: теорія і методика. - К.: Партнер, 1997.- 193с.
9. Родина І. Використання регіональних матеріалів з метою гуманізації хімічної освіти // Біологія і хімія в школі. - 2004.- №2.
|