Метапредметный подход к решению расчётных задач по химии (8 класс)

Улусная научно – практическая конференция

«Урок как педагогический феномен»

МБОУ «Майская средняя общеобразовательная школа им. Е.Л.Чистякова

МР «Амгинский улус (район)»

Метапредметный подход к решению расчётных задач по химии.

Выполнили:

Никифорова Г.Н., учитель математики,

Перфильева Н.Н., учитель биологии и химии

2015 год

Содержание

Введение……………………………………..………………………………………….…….. 3

Глава 1. Теоретические основы развития, обучения и воспитания обучающихся,

заложенные в федеральном образовательном стандарте..……………………………….…5

Глава 2. Разработка методов математического моделирования в процессе

обучения химии……………………………………………………………………………….12

Выводы ……………………………………………………………………………………..…15

Литература…………………………………………………………………………….....……16

Приложение

Введение

Содержание курса химии имеет широкие межпредметные взаимосвязи с содержанием других школьных дисциплин. В условиях введения ФГОС (13) роль межпредметных связей возрастет. Это связано с тем, что новый стандарт предусматривает достижение трех видов взаимосвязанных образовательных результатов, в числе которых и метапредметные. Основа метапредметных результатов – сформированные межпредметные понятия и универсальные учебные действия. Это с особой остротой актуализирует проблему межпредметной интеграции в обучении химии как на уровне содержания школьного образования, так и на уровне организации учебно – познавательной деятельности учащихся в процессе обучения. Следовательно, межпредметные связи и реализующие их на практике межпредметные уроки становятся приоритетными в деятельности учителя химии. Использовать математику в химии еще в 1741 году определил М. В. Ломоносов в своей работе «Элементы математической химии». М. В. Ломоносов придавал математике большое значение, рекомендуя широко применять её методы в других науках(6). Сегодня ряд ученых (Дергач М. И., Хрусталев А. Ф., Кузьменко Н.Е., Рыжова О.Н., Белевцова Е. А.) предлагают корректное использование простых арифметических соотношений которые позволять решать химические задачи (7,9) . Метапредметный подход к решению расчётных задач открывает новые возможности в расширении и углублении содержания межпредметных связей. В практической деятельности при решении различных задач необходимо уметь применять весь запас знаний. Активное использование в процессе обучения связей между предметами способствует овладению учащимися обобщенным (метапредметным) умением оперировать знаниями из разных учебных дисциплин. Принцип метапредметности предполагает так же обучение общим (надпредметным) приёмам мыслительной деятельности, которые воспроизводятся при работе с любым предметным материалом (7). Межпредметные уроки реализуют межпредметные связи как на уровне содержания обучения (межпредметные понятия), так и на уровне учебно-познавательной деятельности учащихся и ее технолого-методического сопровождения (УУД) (13,15,16). Заметим, что если все педагоги уже с 5 класса будут формировать действие сравнения в рассмотренной логике, то к 8 классу школьники, скорее всего, научатся сравнивать. Тогда учителю химии, опираясь на результаты работы своих коллег, останется лишь развить данное действие на химическом материале. Химию начинают изучать в 8 классе, когда познавательные интересы учащихся в значительной мере ослабевают. Последующее изучение химии на уроках для многих из них протекает не очень успешно. Пониманием и применением понятий ограничено сложившимися рамками школьных дисциплин: проценты изучают на уроке математики, а на уроке химии не могут их применить; орфографические правила используют в диктанте, но не в ответах на письменном зачете по химии. Знания «разложенные по полочкам», не становятся основой компетентности школьников, они не применяются за пределами тех ситуаций, в которых были усвоены. Данную проблему мы стали поднимать с 2003 года. Сначала проводились открытые уроки, участие в улусном конкурсе «Урок химии», посвященного Д. И. Менделееву , « Математическое моделирование на уроке химии в 10 классе» (автор: Перфильева Н.Н.), школьные педагогические чтения по теме « Преемственность преподавания математики, физики, химии и биологии» (автор: Перфильева Н.Н.) . В 2013 году выступление на улусной научно – практической конференций «Урок как педагогический феномен по теме «Преемственность в условиях реализации ФГОС» (авторы: Мясоедова В.И., Перфильева Н.Н.). Мы решили продолжить исследование данной проблемы.

Цель данной работы:

1. Как помочь восьмикласснику понять новый предмет, с помощью уже приобретенного опыта на уроках математики.

2. Как научить учащегося не бояться противоречий – одно из существенных качеств, творческого ума. Только тот, кто решается соединить в своем сознании противоречащие мысли, признавая истинность каждой из них и оперируя сразу обеими, может открыть новые пути в науке.

Задачи:

1. Изучить психологию подростка;

2. Выявить, как обучающиеся усвоили учебный материал по математики, который будет необходим на уроках химии при решении расчетных задач. Так как использование математических методов при изучении химии часто вызывает затруднение у школьников;

3. Разработать инструкцию для решения задачи (алгоритм действия ученику), для того чтобы ученик смог самостоятельно принять решение и довел его до исполнения. Смог подойти к рефлексивному анализу собственной деятельности. Учителю необходимо руководить поиском ответов на учебную задачу не подсказывая, а обеспечить его важным умением, как умение учиться. Обучающийся должен добывать знания в процессе собственной учебно-познавательной деятельности.

Глава 1. Теоретические основы развития, обучения и воспитания обучающихся, заложенные в федеральном образовательном стандарте.

Одной из приоритетных задач современного образовательного процесса является его переход от пассивного характера к активному, то есть получение знаний и их накопление, воспитание активной личности (А. Н. Леонтьев), способной к продуктивным решениям (17). На разных ступенях обучения содержание формируемого опыта переноса и применения универсальных учебных действий в решениях задач. В основной школе, в которой происходит становление субъекта учебной деятельности, способного и готового к системному применению универсальных учебных действий в разных комбинациях адекватно ситуации, возможность учебного экспериментирования в области моделирования образовательной среды; самостоятельного проектирования средств и условий учебной деятельности и общения, включая их индивидуализацию. Если выполняемая деятельность находится в зоне оптимальной трудности, то есть в пределах возможностей ученика, то она приводит к развитию его способностей. Такую деятельность в психологии называют зоной потенциального развития (по Л.С. Выготскому « зона ближайшего развития»). Деятельность, не находящаяся в этой зоне, в меньшей степени ведет к развитию способностей(11). Лев Семенович Выготский предложил оценивать не только актуальный уровень психического развития, но и психический потенциал развития личности (1). Под ней имелось в виду расхождение между уровнем задач, которые ребенок может решить самостоятельно или под руководством взрослого. Обучение, создавая «зону ближайшего развития», и ведет за собой развитие. Речевой знак, согласно Выготскому, - это также своего рода орудие. Особое орудие. Оно направлено на внутренний мир человека. Оно преобразует его. Ведь прежде, чем человек начинает оперировать словами, у него уже имеется доречевое психическое содержание. Этому «материалу», полученному от более ранних уровней психического развития, психическое орудие придает качественное строение. И тогда возникают высшие психические функции, а с ними вступают в действие законы культурного развития сознания, качественно иного, чем «натуральное», природное развитие психики. Выготским Л. С. была обоснована идея, согласно которой «только то обучение является хорошим, которое забегает вперед развитию»(10). Поддерживать интерес к деятельности необходимо через стимулирующую мотивацию, являющуюся актуальной потребностью для самого ребенка. Проблема выявления особенностей в восприятии химии учащимися, но с недостаточно сформированным интересом к ней особенно остро встала перед учителями в связи с необходимостью обеспечить дифференцированный подход к организации обучения школьников. Необходимо исследование этой проблемы , интересны размышления на эту тему. Ученые многие годы успешно разрабатывают психолого – педагогические аспекты выявления и совершенствования способностей в области химии у детей. Сегодня нам предложена альтернатива подхода к химическому образованию: минимум для всех, максимум для одаренных – искомого решения не содержат. Вопрос заключается в том, как дать, по крайней мере минимальные знания всем членам общества, от которых зависят темпы научного и технического прогресса, а также поддержание на приемлемом уровне качества окружающей среды. Как же воспринимают химию учащиеся 14 – 18 лет? Результаты многолетних психологических исследований показали, что у учащихся 8-9 классов хорошо развито образное и пространственное мышление, тогда как абстрактное мышление в достаточной степени еще не сформировано. Следовательно, учащиеся могли бы активно познавать химию как образную дисциплину, объясняющую фундаментальные явления окружающего мира. Тем не менее, в курсе химии именно в это время вводится большое число абстрактных понятий, заимствованных из квантовой механики, закладываются как бы абстрактно – логические основы дисциплины. Затем эти недостаточно понятные для большинства учащихся «логические» основы наращиваются, и оказываются, что они не позволяют объяснить ничего, кроме простейших закономерностей. Одаренные в области физики и математики учащиеся четко осознают это противоречие и утрачивают интерес к химии. Учащиеся, одаренные в области химии, подсознательно ощущают невозможность на современном уровне знания объяснить даже простейшие закономерности на основе физических законов и отторгают физику. Психологический механизм утраты интереса прост. По своему складу мышления обучающиеся одаренные в области химии пытаются предсказывать изучаемый материал на основе уже усвоенных знаний. Попытки предсказания химических закономерностей на основе формальной логики, которые предпринимают учащиеся физико –математических школ чаще всего оказываются безуспешными. Эти учащиеся отторгают химию, а также и другие менее структурированные дисциплины. По этой причине происходит деформация мышления, что делает его неадекватным, профессионально узким, а школа перестает выполнять свое предназначение, ибо человека создает школа, а ВУЗ дает специальность. Только при активности ученика возможно как успешное усвоение знаний с использованием эффективных способов их добывания и применением к решению новых задач (В. И. Лубовский), так и развитие скрытых творческих потенциалов учащихся (18). Изучив уровни активности детей, можно ответить на вопрос: почему в образовательных учреждениях постепенно падает интерес к изучению химии? Причина в том, что к 14-15 годам - формируется третий уровень активности. По данным Г. И. Щукина (18) это творческая активность, которая является высшим уровнем, поскольку ученик ставить и саму задачу, и самостоятельно избирает пути её решения. Показатели творческой активности даны в характеристике творчества в психологии: новизна, оригинальность, отход от шаблона, нарушение традиций, нестандартность, неожиданность, целесообразность (12). А вот проявить свой творческий потенциал обычная школьная программа не позволяет : в основном изучение химии носит описательных характер, свойственный для первого – второго уровней активностей. Учитель должен развить интерес к предмету через активную познавательную деятельность. Знания становятся достоянием человека, если они приобретаются в процессе самостоятельной работы. Учителю необходимо организовать самостоятельное познание школьников. Структуру учебной деятельности учащихся, а также основные психологические условия и механизмы процесса усвоения на сегодняшний день наиболее полно описывает системно - деятельностный подход, базирующийся на теоретических положениях Л.С. Выготского, А.Н. Леонтьева, Д.Б. Эльконина, П.Я. Гальперина, В.В. Давыдова, А.Г. Асмолова, В.В. Рубцова (3,4,19,20). Базовым положением служит тезис о том, что развитие личности в системе образования обеспечивается прежде всего формированием универсальных учебных действий (УУД), выступающих в качестве основы образовательного и воспитательного процесса. Концепция универсальных учебных действий также учитывает опыт компетентностного подхода, в частности его правомерный акцент на достижение учащимися способности эффективно использовать на практике полученные знания и навыки. Следование этой теории при формировании содержания общего образования предполагает, в частности, анализ видов ведущей деятельности (игровая, учебная, обобщение), выделение универсальных учебных действий, порождающих компетенции, знания, умения и навыки(16). В широком значении термин «универсальные учебные действия» означает «умение учиться», т.е. способность субъекта к саморазвитию и самосовершенствованию путем сознательного и активного присвоения нового социального опыта. В более узком (собственно психологическом) значении термин «универсальные учебные действия» можно определить как совокупность способов действия учащегося (а также связанных с ним навыков учебной работы), обеспечивающих его способность к самостоятельному усвоению новых знаний и умений, включая организацию этого процесса. Все более актуальным становится использование в образовательном процессе приемов и методов, которые формируют умение самостоятельно добывать новые знания, собирать необходимую информацию, умение выдвигать гипотезы, делать выводы и умозаключения. Общая дидактика и частные методики в рамках учебного предмета призывают решать проблемы, связанные с развитием у школьников умений и навыков самостоятельности и саморазвития. Это предполагает поиск новых форм и методов обучения, обновление содержания образования. Педагогическая задача учителя – вовлекать детей…в размышление о том, что неизвестно. Теория учебной деятельности требует, чтобы учитель обучал детей через решение системы учебных задач. Решать учебную задачу – это преобразовывать, действовать с учебным материалом в неопределенной ситуации. Учебная деятельность- это преобразование, …поиск. Поиск…всегда движение в неизвестное. Переход…к цельной педагогической технологии в образовании на основе деятельностной педагогики позволит: …освоение обобщенных способов действий научит решать большой круг частных ( конкретных) задач за более короткий отрезок учебного времени;…перейти к задачному принципу построения обучения и учения младших школьников; перейти на другой (кооперационный) тип отношений между участниками образовательного процесса; деятельность в условиях кооперации даст возможность выйти на более высокий уровень результативности и продуктивности учебного процесса, сформировать доброжелательную обстановку в классе, повысить самооценку и коммуникативную компетентность школьников. Рассмотрим переходные (кризисные) возраста: 1)Кризис перехода от дошкольного возраста к младшему школьному возрасту (6-7 лет) приходится на первый год обучения; 2)Предподростковый кризис (10-11 лет) соответствует 4-5 классам; 3)Предъюношеский кризис (15-16 лет) соответствует 9-10 классам. В педагогической практике накладываются друг на друга два типа кризисов: возрастной кризис, который определяется культурно – исторической ситуацией развития, и кризис, который создается искусственно в ходе перевода детей с одной ступени образования на другую, когда резко меняются педагогические условия, в которых ребенок привык жить, овладел определенными способами и видами деятельности. Таким образом, можно говорить о существовании двух типов возрастов – критического и стабильного, которые имеют свою специфику, свой результат. Эти особенности должны учитываться и в содержании образования, и в организационных формах образовательного процесса, и в учебном плане, и во всей внутренней школьной жизни на разных её этапах. По гипотезе Воронцова А. Б. (12),периоды возрастных кризисов должны стать особыми переходными этапами в школьном образовании, а весь образовательный процесс в школе должен носит ритмичный характер. Психологами установлено, что через рефлексию известных способов действий, поворачивая эти действия в личностный план, проверяя их на себе, учащиеся 8, 9 классов присваивают способы действий как индивидуальные способности для дальнейшего построения процесса учения. Образовательный процесс имеет свою собственную динамику. Переходные этапы проектируются так, чтобы для учащихся была создана возможность «обернуться назад», осмыслить себя как участника совместной деятельности, произвести ревизию собственных средств и возможностей. При этом для некоторых детей только в это переходное время оказывается возможным охват целостности предметного содержания, изучаемого на предыдущем этапе. Другие, стабильные этапы подразумевают преимущественно «поступательное» движение в усвоении понятийного содержания, в овладении средствами и способами предметной деятельности. Таким образом, на переходе идет работа, с одной стороны, по опробованию, экспериментированию, осмыслению уже известных детям способов действия, с другой стороны, по подготовке детей к постановке новых для них учебных задач, что создает особые «ритмы» в школьной жизни ребенка. Задача – избежать совпадения возрастного и образовательного кризисов. Возрастной кризис надо прожить, а образовательный кризис, обусловленный резкой сменой условий обучения, можно и нужно смягчить ( постепенный, плавный переход из одного возраста в другой (1,5,10 классы). Мягкий образовательный переход должен иметь две составляющие. Первая составляющая – консервативная: изменение содержания и форм обучения должно происходить постепенно (не рывком). Вторая составляющая – поиск форм работы с учениками, качественно отличающихся от предшествующих и от последующих и являющихся своеобразным мостиком, переходом между ними. Остановимся на организации образовательного процесса в переходные периоды от одной ступени образования к другой. Основная школа (5-9 классы): снижение успеваемости, падение интереса к учебе, нарастание тревожности учащихся, рост депрессивных состояний, низкая самооценка, резкое нарастание дисциплинарных трудностей – вот стандартный перечень проблем, наблюдаемых там, где переход из начальной школы в основную школу не простроен, не стал предметом педагогического осмысления и действия. Между тем психологические исследования и педагогические практики показали, что можно строить обучение детей 10-11 лет так, чтобы не порождать типичных трудностей, вызываемых именно традиционно организованным переходом из начальной школы в среднюю школу. Исходя из возрастных особенностей пятиклассника школа должна организовать время, место, средства и способы учебной работы школьников 5 класса на переходном этапе, чтобы, с одной стороны, продолжалась линия начальной школы, а с другой – появилось качественно новое, отличное от работы учеников 2-4 классов и отвечающее возрастным новообразованием 10-11 лет и то, что начнет в полном объеме разворачиваться в подростковом возрасте (6-9 классы). Только при таком подходе удастся понизить травмирующее воздействие перехода младшего школьника в основную школу. Необходимо найти новые организационные формы взаимодействия педагогов начальной и основной школы. Только тогда направления поиска новых, переходных форм и содержания самого учебного процесса могут быть заданы педагогическим коллективом с двух сторон: из прошлого и из будущего. Из прошлого они должны быть заданы теми задачами развития, которые решаются средствами обучения раньше, чем заканчивается начальная ступень обучения. Из будущего особенности переходного, ещё не спроектированного этапа образования определяется задачами, которые ставит основная школа перед подростками «К которым они оказываются неготовыми. Это прежде всего три группы задач, связанные со следующими особенностями содержания и форм обучения в основной школе: системная организация мышления; самостоятельность, ответственность, инициативность; способность понимать других людей; равноправие, толерантность. Интеллектуальная, социальная и эмоциональная децентрация является основой способности понимать человека другой культуры, эпохи, мировоззрения, авторов учебника. Если эти равновозможные культурные позиции предстанут перед неподготовленным подростком как джин из бутылки, это приведет к всевозможным искажениям и перекосам личностного и интеллектуального развития. Таким образом, на переходе из начальной школы в основную возникает парадоксальная ситуация. С одной стороны, детей необходимо подготовить к новым требованиям основной школы; с другой – эта подготовка не должна осуществляться в тех формах, которые практикуются в основной школе. Для реализации деятельностной технологии необходимо построить этапы образования с учетом возрастных особенностей детей с выделением специальных переходов от одного возраста к другому: 10-11 лет (5 класс); 15-16 лет (9-10 класс). В этих классах основной акцент необходимо сделать, с одной стороны, на рефлексию средств и способов действий, известных детям по предыдущим периодам, с другой стороны, на появления новых средств и способов действий, которые будут развиваться на следующем этапе взросления детей(12). Использование системно – деятельностного подхода (8) принципиально изменяет позицию учителя. Прежде всего, это связано с признанием активной роли учащихся в учебном процессе. Учитель должен быть не транслятором знаний, а тьютором, наставником, помогающим учащимся достичь определенных образовательных результатов. Кроме того, важно помнить, что в процессе изучения различных учебных дисциплин преобладают определенные виды деятельности и, соответственно, определенные учебные действия. Не следует забывать, что В.В. Давыдов (4) разрабатывал основные положения теории развивающего обучения применительно только к младшим школьникам. Для подростка главное – формирование мотивов познавательной деятельности только тогда, когда он встречается с необъяснимыми фактами, у него появляется объективная потребность в изучении теории, позволяющей объяснить эти факты. Как говорится, познание начинается с удивления. Развитие самосознания в раннем юношеском возрасте в значительной степени определяется формированием личностной рефлексией (14). Исследования, проводимые с подростками, указывают на то, что восприятие, мышление, память, воображение и волевые реакции могут резко отличаться друг от друга, если у учащихся имеются противоположные отношения к разным предметам. Особенности психических процессов, проявляющиеся у школьников при работе над предметом, к которому у него пробудился интерес, в дальнейшем при поддержании этого интереса выступают в личности учащегося как сравнительно стойкие свойства. Появление их обусловливает возможность более успешного усвоения содержания учебного предмета в дальнейшем (2). Преподаватели естественно- научных дисциплин сталкиваются с проблемой формирования естественнонаучного мышления школьников. Действительно, механизм перевода знаний с общекоммуникативного языка на чисто ментальный язык внутренней речи достаточно сложный. Научное мышление становится культурным достоянием ребёнка, проходя три стадии интериоризации (5). Л. С. Выготский характеризовал это следующим образом. При выращивании, то есть переходе мыслительной функции внутрь происходит сложная трансформация всей её структуры. Именно: 1) замещение уже имеющихся функций; 2) изменение элементарных процессов и входящих в состав высшей мыслительной функции; 3) возникновение новых системных функций, принимающих на себя те назначения в общей структуре поведения, а также мышления, которые раньше выполнялись только частично (3). Справедливости ради отметим. Что организация образовательного процесса, основанная на системно – деятельностных технологиях, очень полезна и самому учителю. Во-первых, он проверяет свои знания, так как при такой организации обучения выводы и результаты учащихся могут быть самыми неожиданными и здесь уже не обойтись только объемом школьного учебника. Во-вторых, когда ищешь способы «наведения» ребят на решение задачи, часто приходят новые идеи и оригинальные способы рассуждений. В-третьих, те, в большинстве случаев почти нелепые. Вопросы, которые задают учащиеся, прекрасно стимулируют мысль и заставляют с новой точки зрения взглянуть на, казалось бы, стандартное явление. Всё это помогает собственному творчеству. Важнейший системообразующий фактор учебной деятельности – целепологание.

Глава 2. Разработка методов математического моделирования в процессе обучения химии.

Математическая составляющая химических задач достаточно разнообразна. Нами было установлено, что при решении химических задач - на вычисление массы, объема количества вещества, на расчет массовой доли элементов в веществе, постановку индексов и коэффициентов, на составление химических уравнений и их решении, на растворы - ученики должны знать и уметь применять из курса математики такие темы:

5 кл – «Порядок выполнения действий», «Уравнение», «Доли», «Проценты», «Приближенные значения чисел. Округление чисел»;

6 кл – «Наименьшее общее кратное», «Нахождение числа по его дроби», «Дробные выражения», «Пропорция», «Прямая и обратная пропорциональные зависимости», «Действия с рациональными числами»; из алгебры;

7 кл – «Степень с натуральным показателем»;

8 кл – «Преобразование алгебраических дробей», «Решение квадратных уравнений», «Запись стандартного вида числа»;

9 кл - «Решение системы уравнений».

Нами проведен сравнительный анализ качества выполнения учащимися Майской СОШ контрольных работ по математике, проведенных в 5, 6, 7, 8 и 9 классах с 2003-2004 учебного года по 2010-2011 учебный год по определенным темам и степень их обученности по химии. Для проверки заложенности математических умений и навыков взяты следующие темы: 5 кл. «Сложение, вычитание, умножение, деление натуральных чисел и дробей с одинаковыми знаменателями», «Решение уравнений», «Упрощение выражений», «Действия с десятичными дробями», «Процент». 6 кл. «Нахождение наибольшего общего делителя, наименьшего общего кратного чисел», «Умножение дробей», «Пропорция», «Решение уравнений». 7кл. « Степень с натуральным показателем». 8 кл. «Преобразование алгебраических дробей», «Функция у = », «Решение квадратных уравнений», «Запись стандартного вида числа». 9кл. «Решение системы уравнений». Нами изучены и определены основные типы химических задач, рассматриваемые при изучении предмета химии, а также разработаны инструкции решения химических задач для учащихся. Мы рассмотрели последовательность совместных действий учителя и учащихся при решении задач по химии. (Приложение1)

Проанализировав данные классных журналов 2002 -2003 по 2010-2011 учебный год нами было установлено, что средний балл по математики в четвертых классах составил -3.8 балла. Из диаграммы №1,2,3 (Приложение 2) видно, что наблюдается удовлетворительное усвоение учебного материала по темам, которые используются в решении задач по химии. Очень низкое усвоение материала в 9 классе по теме «Системы уравнений», средний балл составляет 2.6 . Так же было установлено, что средний балл обученности по химии в 8, 9 классах за три года не высокий, но стабилен -3.4 балла.

Нами разработаны инструкции решения химических задач для учащихся. Так же рассмотрели последовательность совместных действий учителя и учащихся при решении задач по химии. На основе рассуждения(7) выводится математическая модель или формула, позволяющая сократить время, необходимое для решения задачи (рис.1).

Рассуждаем – Вспоминаем – Выводим формулу ( например, на основе пропорции) - Закрепляем-----

Рис. 1. Путь формирования учебных умений по решению расчётных задач на уроке химии.

С помощью математических методов не только решают задачи. При этом математические понятия необходимо использовать корректно. С методом математического моделирования учащиеся сталкиваются еще в начальной школе: при решении любой задачи сначала записывают её условие, а затем решают её, переводя на язык математических знаков и формул. В старших классах математическое моделирование применяют для решение задач по биологии, физике, химии. Каждый учитель химии, замечает, что значительная часть учеников испытывает затруднения в решении задач. В чём причина? Она, на наш взгляд, состоит в том, что задачи по химии являются комплексными и для их решения учащиеся должны обладать системой знаний и умений, формирование которой планомерно осуществляется на протяжении изучения всего курса химии, начиная с 8-го класса. Чтобы научиться решать задачи, учащиеся должны овладеть целым рядом понятий. Так же большую роль играет усвоение материала по математике. Для мотивации познавательной деятельности учащихся необходимо закрепить умения решать системы уравнения, научиться применять знания по математике при решении задач по химии. Расчётная задача по химии – это логически организованный материал для обучения и проверки знаний учащихся в соответствии с изучаемой темой. Исходя из этого определения, мы вычленяем две основные части любой расчётной задачи: теоретическую, требующую анализа и расчётную, основанную на использовании логических приемов: анализа, синтеза, абстрагирования, преобразование и вычислительных умений. Для того чтобы решить расчётную задачу, необходимо знать не только способы решения типовых задач, общие формулы для их решения, основные законы химии, но и взаимосвязи между составом, строением, свойствами, применением и получением веществ, их эколого-химические характеристики. Важное требование к решению задач – предварительное изучение условия. Основной результат образования необходимо рассматривать на основе деятельностного подхода как достижение учащимися новых уровней развития на основе освоения ими как универсальных способов действий, так и способов, специфических для изучаемых предметов. Реализация этой особенности в образовательном процессе требует его новой организации на основе планирования совместной деятельности учителя и учащихся.

В системно – деятельностном подходе мы попытались частично снять противоречие между ролью учащегося как равноправного участника образовательного процесса и неучастием его в постановке целей. Получив конкретную задачу, ученик пробует самостоятельно понять, к каким результатам он должен прийти и как их проверить. При этом развивается комплексное мышление. Это необходимое умение самостоятельно эффективно развиваться в открытом образовательном пространстве.

Выводы.

Собранные в ходе исследования факты позволяют сделать выводы:

1. Нами изучены и определены основные типы химических задач, рассматриваемые при изучении предмета химии, а также разработаны инструкции решения химических задач для учащихся. Мы рассмотрели последовательность совместных действий учителя и учащихся при решении задач по химии.

2. Проанализировав данные классных журналов 2002 -2003 по 2010-2011 учебный год нами было установлено, что средний балл по математики в четвертых классах составил -3.8 балла. Из диаграммы №1,2,3 видно, что наблюдается удовлетворительное усвоение учебного материала по темам, которые используются в решении задач по химии. Очень низкое усвоение материала в 9 классе по теме «Системы уравнений», средний балл составляет 2.6 . Так же было установлено, что средний балл обученности по химии в 8, 9 классах за три года стабилен -3.4 балла.

3. Как показало исследование, включение в содержание расчетных задач по химии метапредметных УУД приводит к ряду важных педагогических результатов. Значительно возрастает число доступных для учащихся вариантов действия при решении задач. На качественно новом уровне решается задача индивидуализации и дифференциации учебы учащегося через метапредметные связи. Заметим, что если все педагоги уже с 5 класса будут формировать действие сравнения в рассмотренной логике, то к 8 классу школьники, скорее всего, научатся сравнивать. Тогда учителю химии, опираясь на результаты работы своих коллег, останется лишь развить данное действие на химическом материале.

4. Проведённое нами исследование показало, что при формировании понятий лучше опираться на метапредметные универсальные учебные действия.

Литература.

1. Белопольская Н.Л. Оценка когнитивных и эмоциональных компонентов зоны ближайшего развития у детей с задержкой психического развития// Вопросы психологии.- 1997,-№1-С.19-25.

2. Бодалев А.А. Психология о личности. М.: Изд-во Моск. Ун-та,1988.

3. Выготский Л.С. Психология. М.: ЭКСМО-Пресс,2000.

4. Давыдов В.В. Теория развивающего обучения. М.: ИНТОР,1996.

5. Дахин А. Н. Системно-деятельностное обучение как средство укрупнения дидактических единиц в курсе физике// Школьные технологии.-2003,-№2-С.67-75.

6. Деркач М. И., Хрусталев А. Ф., Миленко Н.Н. М. В. Ломоносов и математическая химия //Химия в школе.-2011.-№9-С.30-35.

7. Деркач М. И., Хрусталев А. Ф. О метапредметном подходе к решению задач //Химия в школе.-2014.-№3-С.51-57

8. Дмитриев С.В. Системно – деятельностный подход в технологии школьного обучения// Школьные технологии.-2003,-№6-С.30-39.

9. Кузьменко Н.Е., Рыжова О.Н., Белевцова Е. А. Математическая составляющая конкурсных химических задач// Химия в школе. – 2014, -№6 – С.47-53.

10. Лучинин А. С. История психологии: учебное пособие . М.: Изд-во « Экзамен», 2006.

11. Немов Р. С. Психология: учебник для студентов высших педагогических учебных заведений: В 3 кн. –М.: Гуманитарный центр ВЛАДОС, 2001.- Книга 1:

12. Проектные задачи в начальной школе: пособие для учителя /А. Б. Воронцов, В. М. Заславский, С. В. Егоркина и др.; под ред. А. Б. Воронцова. М.: Просвещение,2011.

13. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования /М-во образования и науки Рос. Федерации. – М.: Просвещение, 2011.

14. Формирование личности старшеклассника/под ред. И. В. Дубровиной. М.: Просвещение,1989.

15. Формирование универсальных учебных действий в основной школе: от действия к мысли. Система заданий: пособие для учителя/ А. С. Асмолов, Г. В. Бурменская, И. А. Володарская и др; под ред. А. Г. Асмолова. М.: Просвещение, 2011.

16. Фундаментальное ядро содержания общего образования. /Под редакцией В.В. Козлова, А. М. Кондакова. М.; Просвещение, 2011.

17. Широкова Г. А. Справочник дошкольного психолога. Ростов-на-Дону.: Феникс, 2011.

18. Щукина Г. И. Активизация познавательной деятельности учащихся в учебном процессе. М.: Просвещение, 1979.

19. Эльконин Д.Б. Введение в психологию развития. М.: Тривола, 1994.

20. Эльконин Д.Б. Некоторые аспекты психического развития в подростковом возрасте //Психология подростка./Под ред Ю.И. Фролова. М.: Роспедагенство, 1997 – С. 313-320.

Приложение 1

Правила общие для учителя.

Во время актуализации знаний перед решением задач, учителю химии рекомендуем, чтобы обучающиеся вспомнили нужные определения, свойства, формулы и правила вычисления той или иной величины. Например:

• Процентом называют сотую часть величины.

• Чтобы обратить десятичную дробь в проценты, надо ее умножить на 100.

• Чтобы перевести проценты в десятичную дробь, надо разделить число процентов на 100.

• Средним арифметическим нескольких чисел называют частное от деления суммы этих чисел на число слагаемых.

• Чтобы найти наименьшее общее кратное нескольких чисел, надо: 1) разложить их на простые множители; 2) выписать множители, входящие в разложение одного из чисел; 3) добавить к ним недостающие множители из разложений остальных чисел; 4) найти произведение получившихся множителей.

• Частное двух чисел называют отношением этих чисел. Равенство двух отношений называют пропорцией.

• Свойство пропорции: в верной пропорции произведение крайних членов равно произведению средних.

• Число, которое можно записать в виде отношения а/п , где а – целое число, а п – натуральное число, называют рациональным числом.

• Корни уравнения не изменяются, если обе части уравнения умножить или разделить на одно и то же число, не равное нулю.

• Корни уравнения не изменяются, если какое–нибудь слагаемое перенести из одной части уравнения в другую, изменив при этом его знак.

• Система уравнений: c двумя неизвестными. Методы решения: метод подстановки, метод сложения, метод введения новых переменных, графический.

• Квадратное уравнение: ax² + bx + c = 0. Формулы для вычисления корней уравнения: D = b² - 4ac, если D0, то уравнение имеет 2 корня; если D=0, то уравнение имеет 1 корень; если D, то уравнение не имеет корней или имеет бесконечное множество корней.

1. Задачи, решаемые по химической формуле.

1.1. Вычислить массовую долю W(Э) по формуле.

Задача (8 класс). Вычислите массовую долю (в %) водорода в серной кислоте.

Инструкция для решения задачи:

1. Прочитайте задачу.

2. Вычислите относительную молекулярную массу серной кислоты, не забудьте про порядок выполнения действий. ) = 1·2 + 32 + 16·4 = 98

3. Переведите задачу на математический язык, т.е. оформить как задачу на проценты:

Первый способ решения:

98 г ------------ 100%

2. г 2H ------------------- х % х = = 2,04%;

Второй способ решения:

W(H) = = ·100% = 2,04%.

4. Запишите ответ.

2. Задачи на растворы.

Задача (8 класс). Вычислите массу вещества, если дано 50 г 12%-ного раствора.

Инструкция для решения задачи:

1. Прочитайте задачу.

2. Переведите задачу на математический язык, т.е. решите с помощью составления пропорции.

12 г --------------------- 100 г

х г ---------------------- 50 г 12 : х = 100 : 50, х = 12 · 50 : 100 = 6 г.

или используйте формулу из учебника:

= 0,12 · 50 = 6 г.

3. Запишите ответ.

3. Задачи на химические уравнения.

Задача (8 класс). Вычислите массу магния, которая вступает в реакцию с 7,3 г соляной кислоты.

Инструкция для решения задачи:

1. Прочитайте задачу.

2. Составьте уравнение реакции, согласно данным задачи. Вверху химического уравнения проставьте данные из задачи, а внизу формул поставьте значения молярной массы.

условие: х 7,3 г

Mg + 2HCl + MgC x = = 2,4 г.

: 24 73 (HCl) = 1 + 35,5= 36,5

3. Переведите задачу на математический язык, составьте пропорцию:

= ; х = = 2,4 г. или

24 г ---------- 73 г

х г ---------- 7,3 г х = = 2,4 г

4. Запишите ответ.

Задача (8 класс). Вычислите объем C, который выделяется при разложении 10 г кальция Са С.

1. Прочитайте задачу.

2. Составьте уравнение реакции, согласно данным задачи. Вверху химического уравнения проставьте данные из задачи, а внизу формул поставьте значения молярной массы и объем газа при нормальных условиях.

10 г V

CaC CaO + C = 100

100 22,4 л

3. Переведите на математический язык, составьте пропорцию:

10 г : 100 = х : 22,4 л;

по основному свойству пропорции вычисляем х = 10 · 22,4 : 100 = 2,24 л.

или

100 г СаС ------------ 22,4 л С

10 г ---------------------- х х = 2,24 л.

4. Запишите ответ.

Задача (10 кл). Органическое вещество содержит углерод (массовая доля 84,21%) и водород (15,79%). Плотность паров вещества по воздуху составляет 3,93. Определите формулу этого вещества.

Инструкция для решения задачи:

1. Прочитайте задачу.

2. Переведите задачу на математический язык, т.е. составьте систему уравнений.

3. Приведите систему к нормальному виду ах + ву = с.

4. Введите коэффициент а, в, с.

5. Составьте формулу искомого вещества.

6. Запишите ответ.

Приложение 2

Сравнительный анализ обученности по математике при выходе с начальной школы, выполнения контрольных работ по математике с 5 класса по 9 класс и качества обученности этих обучающихся по химии в 8, 9 классах.

Для сравнения нами взяты три контрольных класса. На диаграммах показаны:

• в первом столбце - средний балл обученности по математике при выходе с начальной школы,

• на втором – средний балл выполнения контрольных работ по математике 5 класса по темам «Решение уравнений» и «Процент»,

• на третьем – средний балл выполнения контрольных работ по математике 6 класса по темам «Решение уравнений» и «Пропорция»,

• на четвертом – средний балл выполнения контрольной работы по алгебре 7 класса по теме «Степень с натуральным показателем»,

• на пятом – средний балл выполнения контрольных работ по алгебре 8 класса по темам «Преобразование алгебраических дробей», «Решение квадратных уравнений» и средний балл обученности по химии в 8 классе,

• на шестом – средний балл выполнения контрольной работы по алгебре 9 класса по теме «Системы уравнений» и средний балл обученности по химии в 9 классе.

Из диаграммы №1 видно, что усвоение тем: «Решение уравнений» и «Процент», «Пропорция», «Степень с натуральным показателем», «Преобразование алгебраических дробей», «Решение квадратных уравнений» и «Системы уравнений» просматриваются в интервале от 2.6 до 3.5 балла. Самый высокий балл наблюдается в 6 классе-3.5 балла по темам: «Решение уравнений» и «Пропорция», «Степень с натуральным показателем»,самый маленький балл в 9 классе по теме «Системы уравнений».

Из диаграммы №2 видно, что усвоение тем: «Решение уравнений» и «Процент», «Пропорция», «Степень с натуральным показателем», «Преобразование алгебраических дробей», «Решение квадратных уравнений» и «Системы уравнений» просматриваются в интервале от 2.4 до 3.2 балла. Самый высокий балл наблюдается в 6, 7 классах -3.2 балла по темам: «Решение уравнений» и «Пропорция»; самый маленький балл в 9 классе по теме «Системы уравнений».

Из диаграммы №3 видно, что усвоение тем: «Решение уравнений» и «Процент», «Пропорция», «Степень с натуральным показателем», «Преобразование алгебраических дробей», «Решение квадратных уравнений» и «Системы уравнений» просматриваются в интервале от 2.4 до 3.5 балла. Самый высокий балл наблюдается в 5 классе -3.5 балла по темам: «Решение уравнений» и «Процент»; самый маленький балл в 7 классе по теме «Степень с натуральным показателем».