Методическая разработка по теме " Алгоритмический подход на уроках химии для формирования универсальных учебных действий"

Методическая разработка:

«Алгоритмический подход на уроках химии для формирования универсальных учебных действий»

Шмелева Марина Генриховна,

учитель химии СПб ГБПОУ

«Училище олимпийского резерва № 1»

Развитие СМИ и сети Интернет приводит к тому, что школа перестает быть единственным источником знаний и информации для школьника. В чем заключается задача школы? Интеграция, обобщение, осмысление новых знаний, увязывание их с жизненным опытом ребенка на основе формирования умения учиться (учить СЕБЯ) – вот та задача, в решении которой школе сегодня замены нет!        

В общественном сознании происходит переход от понимания социального предназначения школы как задачи простой передачи знаний, умений и навыков от учителя к ученику к новому пониманию функции школы. Приоритетной целью школьного образования становится развитие у учащихся способности самостоятельно ставить учебные цели, проектировать пути их реализации, контролировать и оценивать свои достижения. Иначе говоря, формирование умения учиться. Учащийся сам должен стать «архитектором и строителем» образовательного процесса. Последнее время основным вопросом для обсуждения являются стандарты второго поколения. Новые социальные запросы определяют цели образования как общекультурное, личностное и познавательное развитие обучающихся, обеспечивающие такую ключевую компетенцию образования как «научить учиться».        

 Важнейшей задачей современной системы образования является формирование совокупности «универсальных учебных действий», обеспечивающих компетенцию «научить учиться», а не только освоение учащимися конкретных предметных знаний и навыков в рамках отдельных дисциплин. Достижение данной цели становится возможным благодаря формированию системы универсальных учебных действий. Возникновение понятия «УУД» связано с изменением парадигмы образования: от усвоения знаний, умений и навыков к развитию личности.

     Универсальные учебные действия — это способность субъекта к саморазвитию и самосовершенствованию путем сознательного и активного присвоения нового социального опыта. Формирование УУД как цель образовательного процесса определяет его содержание и организацию.      

Выделяют следующие виды УУД: 1. Коммуникативные. 2. Познавательные, включая общеучебные и логические.  3. Регулятивные, включая действия саморегуляции. 

Регулятивные универсальные учебные действия – целеполагание, планирование, прогнозирование, контроль, коррекция, оценка. Познавательные универсальные учебные действия – общеучебные, логические, постановка и решение проблем.  Коммуникативные универсальные учебные действия – планирование учебного сотрудничества, постановка вопросов, построение речевых высказываний, взаимоотношения.    

Через алгоритмический подход в процессе обучения у обучающихся формируются УУД, что приводит к развитию личности в системе образования.

Алгоритмы сопровождают человека в форме различных правил и инструкций повсюду. Правила дорожного движения, кулинарный рецепт, инструкция по использованию электробытовых приборов — все это алгоритмы.

Элементы алгоритмизации всегда использовались в учебном процессе, т. к. они позволяют управлять учебно-познавательной деятельностью ученика и оценивать его знания. В то же время алгоритмы лишают учащихся возможности творческого подхода к решению поставленной задачи, что не позволяет рассматривать процесс алгоритмизации в качестве самостоятельной системы обучения.

Алгоритмический подход — это обучение учащихся какому-либо общему методу решения посредством алгоритма, выражающего этот метод.      Понятие алгоритма возникло в математике. Под ним обычно понимают точное общепонятное предписание о выполнении в заданной последовательности (в каждом конкретном случае) простых операций (шагов) для решения задач определённого типа.  В настоящее время существует множество определений данного термина, но суть заключается в следующем: Алгоритм – конечная последовательность точно сформулированных правил или действий, приводящих к решению поставленной цели (ожидаемому результату). Эту формулировку можно изобразить в виде схемы:

Цель → Д1 → Д2 → Д3 → · · · → R

Более четкое представление об алгоритме можно увидеть через его свойства: массовость, дискретность, детерминированность и результативность.

Массовость – возможность с помощью алгоритма решать задачи определенного типа, а не только одну конкретную задачу.

Дискретность – это свойство обслуживает пошаговый (дискретный) характер алгоритма. Преобразование исходных данных в конечный результат, осуществляется дискретно. Должна соблюдаться строгая последовательность действий.

Детерминированность – это свойство требует, чтобы каждое указание алгоритма было понятно исполнителю.

Одним из важнейших свойств алгоритма является результативность – это последовательное выполнение всех предписываемых действий должно привести к решению задачи за конечное число шагов, поскольку алгоритм всегда имеет цель получение искомого результата. При составлении алгоритмов нужно использовать все его свойства с учетом человеческого фактора.

Цель – повышение качества обученности по предмету. Поставленная цель предполагала решение ряда проблем, для которых необходимо было подобрать эффективные действия, в алгоритме приводящие к решению проблем и к конечному результату по достижению поставленной цели.

Конечным результатом предложенной пошаговой деятельности является постепенный рост качества обученности и стабильная успеваемость по предмету. По данной схеме алгоритма можно понять, как и почему в своей практике использую алгоритмический подход на уроках химии.   

            По структуре алгоритмы можно подразделить на три основных типа:

 1. На естественном языке.    2. В виде блок – схем. 3. На алгоритмическом языке.    

 Использую и применяю на практике все три типа, но больше работаем с алгоритмами на естественном языке. Этот тип более доступен для детей, более разнообразен и многочислен по содержанию.                                                                                                                                                  

Алгоритмы, или “памятки”, удобно использовать при решении задачи сравнения тех или иных явлений, а также: -алгоритмы составления формул соединений; -алгоритмы составления уравнений химических реакций; -алгоритм определения валентности; -алгоритмы при решении расчетных задач; -алгоритмы при проведении химических опытов и т.д.

 Представленные мной алгоритмы использую на уроках при объяснении нового материала и закреплении изученного материала. Как это происходит: 1. Дается готовый алгоритм при объяснении изучаемого материала с четким пояснением всех действий. 2.  Наработка и отработка по данному алгоритму умений и навыков (учитель    →    сильные ученики    →    через домашнее задание). 3.  Проверка знаний, умений (самостоятельная работа). На практических работах при решении экспериментальных задач используем алгоритмы на определение предложенных веществ.   Перед практической работой учащимся дается задание, самостоятельно составить схему алгоритма. Перед началом практической работы выбираем наиболее удачный, по которому решаем задачу. Учащиеся, которые работают творчески оцениваются, двойной оценкой.

            Например, алгоритм определения реакции среды раствора. В заключении хотелось бы отметить, как алгоритмический подход влияет на формирование универсальных учебных действий и, в общем, на процесс обучения:

ü  совершенствует процесс обучения;

ü  способствует формированию УУД;

ü  приводит к развитию личности;

ü  развивает интерес к процессу обучения;

ü  развивает творческое, логическое мышление;

ü  формирует системные и интегральные знания, а также навыки самообразования;

ü  делает изучаемый материал доступным для понимания, позволяет выделять существенное;    

            Алгоритмический подход способствует формированию универсальных учебных действий, а это и есть важнейшая задача современной системы образования «научить учиться». Как гласит известная притча, чтобы накормить голодного человека можно поймать рыбу и накормить его. А можно поступить иначе – научить ловить рыбу, и тогда человек, научившийся рыбной ловле, уже никогда не останется голодным.

Литература 

1. Ершова А.П. Основы информатики и вычислительной техники – М.: Просвещение, 1986.

2. Пак М.А. Алгоритмы в обучении химии. М.: Просвещение, 1993.

3. Петрова Н.С. Использование алгоритмических предписаний при решении расчётных задач Ж. Химия в школе – 1982, №4.

4. ФГОС второго поколения. Примерные программы по учебным предметам. Химия

Примеры алгоритмов, применяемых на уроках химии:

Алгоритм решения задач на вычисление массы (объема) продукта реакции, если одно из исходных веществ дано в избытке

1. Запись краткого условия задачи.
2. Запись уравнения реакции.
3. Надписание над формулами веществ в уравнении реакции данных условия задачи.
4. Определение мольных отношений, молярных масс (М), масс веществ (m) и подписание их под формулами веществ, с которыми необходимо вести расчеты.
5. Определение массы вещества, которое расходуется в реакции полностью, т.е. в недостатке.
6. Определение массы, количества или объема искомого вещества.
7. Запись ответа задачи.

Алгоритм решения задач на вычисления, связанные с использованием понятия “выход продукта реакции”

1. Запись краткого условия задачи.
2. Запись уравнения реакции.
3. Надписание над формулами веществ в уравнении реакции данных условия задачи.
4. Определение мольных отношений, молярных масс (объемов) и масс (объемов) веществ и запись их под формулами веществ, с которыми необходимо вести расчеты.
5. Определение теоретического выхода искомого вещества по уравнению реакции.
6. Вычисление массовой доли практического выхода продукта в процентах от теоретически возможного.
7. Запись ответа задачи.

Алгоритм решения задач на вычисление массы (объема) продукта реакции, если исходное вещество содержит примеси

1. Запись краткого условия задачи.
2. Определение массы чистого вещества, исходя из содержания массовой доли (%) примесей в исходном материале.
3. Запись уравнения реакции.
4. Надписание над формулами веществ в уравнении реакции данных условия задачи.
5. Определение молярных отношений, молярных масс (М), масс веществ (m), молярных объемов (V_m) и объемов (V) и подписание их под формулами веществ, с которыми необходимо вести расчеты.
6. Определение объема (или массы) искомого вещества.
7. Запись ответа задачи.

Алгоритм решения задач на нахождение молекулярной формулы вещества по относительной плотности и массовой доле элемента в соединении

1. Запись краткого условия задачи.
2. Нахождение относительной молекулярной массы искомого вещества.
3. Нахождение простейшей формулы искомого вещества.
4. Нахождение относительной молекулярной массы по простейшей формуле искомого вещества.
5. Сравнение относительных молекулярных масс, найденных по истинной и простейшей формуле искомого вещества.
6. Нахождение истинной формулы искомого вещества.
7. Запись ответа задачи.

Алгоритм решения задач на нахождение молекулярной формулы вещества по массе (объему) продуктов сгорания

1. Запись краткого условия задачи.
2. Нахождение относительной молекулярной массы искомого вещества.
3. Нахождение массы искомого вещества.
4. Нахождение масс элементов в исходном веществе.
5. Определение, входит ли еще какой-либо элемент в состав искомого вещества. Если входит, то определяют его массу.
6. Определение простейшей формулы искомого вещества.
7. Определение истинной формулы искомого вещества.
8. Запись ответа задачи.

Алгоритм составления формулы вещества по известной степени окисления.

1. Запиши знаки ХЭ рядом. 2. Металл на первом месте, затем неметалл.         FeBr Или: на первом месте менее электроотрицательный ХЭ, на втором – более электроотрицательный ХЭ.         NO

3. По периодической системе определи степени окисления каждого ХЭ, учитывая характер ХЭ – металл (отдает электроны) или неметалл (принимает электроны) Fe+3Br – 1         N+3O– 2

4. Найди наименьшее общее кратное значение степеней окисления ХЭ, образующих вещество. 3                      10 Fe+3Br – 1         N+5O– 2

5. Раздели наименьшее общее кратное на степень окисления металла (менее электроотрицательного ХЭ) > получишь индекс этого ХЭ, запиши индекс справа снизу этого ХЭ. 3                      10 Fe1+3Br – 1         N2+5O– 2

6. Раздели наименьшее общее кратное на степень окисления неметалла (более электроотрицательного ХЭ) > получишь индекс этого ХЭ, запиши индекс справа снизу этого ХЭ. 3                      10 Fe+3Br3 – 1         N2+5O5– 2

7. Назови соединение.   FeBr3 – бромид железа (III)         N2O5 – оксид азота (V

Алгоритм: КАК НАЗВАТЬ органическое соединение

1. Определи принадлежность вещества к определенному классу – по наличию кратных связей, функциональных групп. СУФФИКС!!!

2. Пронумеруй самую длинную цепь атомов углерода (или цикл из атомов С) с того края молекулы, к которому ближе кратная связь или функциональная группа.

3. Установи нахождение кратных связей, укажи их цифрой после окончания  -ЕН; ИН; ДИЕН. 4. Установи нахождение радикальных групп в углеводородной цепи, укажи цифрой их м локализацию и назови радикальные группы.

5. Дай полное название органическому веществу.

Алгоритм: КАК НАПИСАТЬ формулу вещества по названию

1. В названии вещества определите количество атомов углерода в самой длинной цепи.

2. Запишите цепь из атомов углерода.

3. По суффиксу определите принадлежность вещества к конкретному классу и дополните углеводородную цепь кратными связями или функциональной группой.

4. Выделите названия радикалов и их локализацию. Напишите их формулы в углеводородной цепи.

5. Дополните структурную формулу атомами водорода согласно валентности углерода = IV.

Алгоритм: Генетическая связь между классами неорганических соединений

Краткое описание документа:

Алгоритмический подход способствует формированию универсальных учебных действий, а это и есть важнейшая задача современной системы образования «научить учиться». Алгоритмы, или “памятки”, удобно использовать при решении задачи сравнения тех или иных явлений, при составлении формул соединений; для составления уравнений химических реакций; при алгоритм определения валентности; при решении расчетных задач; при проведении химических опытов и т.д. Представленные мной алгоритмы использую на уроках при объяснении нового материала и закреплении изученного материала.