Усиление практической направленности предмета «Химия»: работа с контекстными задачами.

Усиление практической направленности предмета «Химия»:

работа с контекстными задачами.

  Учитель химии МБОУ «СОШ с. Ездочное Чернянского района Белгородской области» Маликова В.В.

    «Химии никоим образом научиться невозможно, не видав самой практики и не принимаясь самому за химические операции» говорил М.В. Ломоносов.

В современной концепции химического образования практическая направленность подчёркивается как важное требование обновления содержания, но в последние годы снижается качество усвоения учебного материала курса химии. Это связано с сокращением часов на лабораторные опыты и решение экспериментальных задач, что резко снижает мотивацию к учению, переводит экспериментальную науку в область абстракций.

Достижение высокого уровня результатов освоения обучающимися школьной программы по химии становится не только актуальной, но и трудной педагогической задачей, которую решить без практико-ориентированного подхода, энтузиазма и любви к детям невозможно.    

Таким образом, в рамках реализации ФГОС по химии существует противоречие - между объективными условиями и природосообразными потребностями подростков, которые проявляются в интересе к практической стороне предмета.

          Разработка и внедрение федеральных государственных образовательных стандартов обозначило задачу поиска новых технологий достижения требуемых результатов, создания условий для всестороннего развития учащихся, формирования их готовности к самостоятельной деятельности и профессиональному самоопределению.

Опыт моей педагогической деятельности показывает, что для решения обозначенных задач целесообразно использовать методы и средства контекстного обучения.

            Сущность контекстного обучения определяется как организация такой деятельности,  которая с необходимостью требует приобретения новых знаний и их последующего применения, объясняет и оправдывает усилия, затраченные на их усвоение. На основе эксперимента было установлено, что на развитие ключевых компетенций (личностных, метапредметных и предметных) большое влияние оказывает контекстное обучение. Одним из средств контекстного обучения являются контекстные задачи.

Контекстная задача  – это задача мотивационного характера, в условии которой описана конкретная жизненная ситуация, коррелирующая с имеющимся социокультурным опытом учащихся; требованием задачи является анализ, осмысление и объяснение этой ситуации или выбор способа действия в ней, а результатом решения задачи является встреча с учебной проблемой и осознание ее личностной значимости.

Чтение текста подобных задач понимается как деятельность… имеющая значение не только для развития мыслительных операций учащегося, но и для приобретения им духовного и жизненного опыта.

При разработке контекстных задач я учитываю несколько принципов.

1.      Принцип доступности подразумевает, что для выполнения таких заданий не требуется фактических знаний за пределами программного материала. Это важно, потому что во время контроля знаний на уроке, на экзамене использование справочной литературы не допускается. Необходимо оценить уровень развития ключевых компетенций школьников на основе той знаниевой базы, которая заложена в образовательный стандарт. Свою эрудицию учащиеся, которые проявляют особые способности и устойчивый интерес к изучению химии, могут продемонстрировать при подготовке и проведении олимпиад, на внеклассных занятиях.

2.                  Принцип актуальности практически реализуется при использовании материалов СМИ. Обращение к новостям науки, анализу текущих событий в мире с точки зрения изучаемого предмета позволяет избежать искусственности заданий, что существенно влияет на рост мотивации при работе над ними.

3.      Принцип учета возрастных особенностей учащихся. Предполагаемое задание должно быть интересно школьнику, а не вызывать скуку, описывая надуманную ситуацию.

Сравнительный анализ традиционных и контекстных заданий (таблица 1). Прежде всего, это содержание текста самого задания, которое ориентировано на то, чтобы вызвать интерес у учащегося, актуализировать имеющий у учащегося личностный опыт.                                                                                                    

Таблица 1   

Тема: Растворы. Способы выражения концентрации раствора
Традиционные задания	Контекстные задания
Вычислите массовую долю нитрата калия в растворе, если в 1л воды было растворено 2 моль нитрата калия, 0,5 моль хлорида натрия и 0,5 моль нитрата натрия.	Порошок «Регидрон» используют при обезвоживании организма. Одна доза порошка содержит 3,5г хлорида натрия, 2,5 г хлорида калия, 2,9 г цитрата натрия и 10г глюкозы. Перед употреблением дозу растворяют в  1л воды. Определите массовые доли всех компонентов порошка «Регидрон» в полученном растворе [3].

   Как правило, в контекстные задания включаю вопросы и проблемы, с которыми ученик сталкивается в своей обыденно-практической жизни, литературных источниках, либо они соответствуют его профессиональным интересам и найдут применение в дальнейшем обучении.               

   Содержание традиционных и контекстных заданий направлено на контроль усвоения одних и тех же элементов знаний. Однако контекст заданий второго типа способен мотивировать ученика на поиск ответа на поставленную задачу, вызывать интерес с практической точки зрения и создать условия для применения знаний в ситуациях, способных возникать в реальной жизни. Контекстные  задания могут предполагать самостоятельный поиск недостающей для решения информации, ее обобщение и анализ, это позволяет оценивать показатели сформированности качества знаний учащихся.        

Контекстные задачи, также как и контрольно-диагностические задания, компетентностно-ориентированные тесты использую как методы контроля достижений учащихся наряду с традицонными (контрольными работами, устными опросами)

Методы контроля достижений учащихся

                                                    /                                              /

               Традиционные                                                        Инновационные

  (контрольные работы, устные опросы)                   Контрольно-диагностические задания

                                                                                             Компетентностно-ориентированные

                                                                                             Тесты  Контекстные задачи

Измерить уровень сформированности компетенций при помощи инновационного инструментария можно при условии выделения компонентов, контролируемых с помощью каждого задания: знаниевого, деятельностного(освоенные способы действия) и мотивационного.

Сколько раз учитель слышит следующую фразу: «Химия мне не нужна, потому что я выбираю в жизни профессию, не связанную с этим предметом». Сейчас в ответ на это я улыбаюсь и думаю: «А я докажу обратное, докажу, что химия на самом деле нужна в жизни каждому человеку». При этом стараюсь использовать не авторитарный ресурс учителя, а методический прием под названием «решение контекстной задачи». Считаю, что у опытного учителя должен быть запас таких задач (что называется на все случаи жизни), чтобы без унижения и обиды подвести учащегося к осознанию того, что химические знания применяются в течение жизни очень и очень часто.

Приведу пример контекстной задачи, которую можно использовать при изучении темы «Карбонаты»:

«На днях позвонила подружка и просила рецепт вкусного печенья, которым я как-то угощала на даче своих гостей. Я начала перечислять ингредиенты и как только дошла до пекарского порошка, услышала: «Нет, печь это печенье я не буду!» На мой вопрос: «Почему?» подружка ответила: «Да где же я найду пекарский порошок?!» И тогда я рассказала ей, как его сделать дома. Этот рецепт я узнала в старших классах на уроках труда. Пекарский порошок – изобретение XX века. Он очень популярен в кулинарии стран Западной Европы и Америки.

Простейший состав пекарского порошка:

1 часть пищевой соды;

1 часть лимонной кислоты;

1 часть муки, крахмала, сахарной пудры (или их смеси).

Вопросы:

Поясните, какими свойствами обладает сода, чтобы улучшать качество теста?

Можно ли использовать соду без лимонной кислоты?

Сода и лимонная кислота хорошо растворяются в воде. Нужно ли их растворять, перед тем как положить в тесто?

Можно ли заменить соду в пекарском порошке на другое вещество, и если да, то какое?

Поясните, зачем в пекарском порошке мука, ведь она есть в тесте.

Напишите уравнения химических реакций, происходящих с пекарским порошком в результате выпечки теста».

Эта контекстная задача опирается на определенный жизненный опыт детей. Каждый человек сталкивается в быту с кулинарными изделиями, видит, как их выпекают и большинство понимает, что особой сложности этот процесс не представляет. Необходимо знать последовательность действий и ингредиенты. Все это описано в литературе, а можно спросить у мамы и бабушки. Поэтому за решение данной задачи учащиеся берутся безо всякого сомнения и колебания. Но при решении выявляются противоречия между знакомой ситуацией и недостаточностью своих знаний. Возникает проблема. Рождается желание разгадать загадку, овладеть ее секретом, ведь это точно в жизни пригодится, значит, это нужно знать. Начинают задавать вопросы, листать учебники, делать запросы во «всемирную паутину», т.е. начинается деятельность, направленная на решение возникшей проблемы.

В этой задаче есть неопределенность: «можно ли или нельзя», нет эталона правильного ответа, возможно несколько ответов. Включившись в процесс решения задачи, учащиеся выходят на учебную проблему, которая становится значимой. Таким образом, контекстная задача становится мотивом приобретения знаний.

Решив контекстную задачу, учащийся, столкнувшись со знакомыми вопросами, решенными в задаче и добытыми с определенным трудом, действует в жизни по правилам неосознанной компетенции («на автомате»), т. е. проявляет качества профессионала. А это и есть основная задача образования.

Сплавы золота. (9 класс. Тема «Сплавы, их свойства и значение»).

В настоящее время в качестве материала для изготовления ювелирных украшений нередко используют белое золото. Белое золото 585-й пробы – это сплав, состоящий из трех металлов (массовая доля золота 58,5%, серебра – 26%, остальное  палладий).

1. Какие металлы образуют сплав «белое золото»?                                                                                                                             2. Как получают сплав «белое золото»?                                                                                                                                                3. Рассчитайте массу чистого золота, содержащегося в обручальном кольце ручной работы из белого золота 585 пробы, украшенного 23 бриллиантами общей массой 0, 23 карата. Масса кольца 3,8 г. 1 карат = 0,2 г.                                                                                                                                                                                                                         4. Атомов какого химического элемента больше всего в сплаве белого золота, а каких меньше всего? Ответ подтвердите расчетами.                                                                                                                                                                                    5. Какие еще металлы могут входить в состав сплавов золота, используемых для изготовления ювелирных изделий?                                                                                                                                                                        6. Почему для изготовления ювелирных изделий используют сплавы золота, а не чистое золото?

Решение  таких задач всегда направлено на достижение результатов, выходящих за рамки учебного предмета и применяемых в разных видах деятельности.  Контекстные задачи открывают широкие возможности для развития творческого потенциала личности, способствуют формированию у школьников навыков решения реальных практических проблем и функциональных умений.

Бензойная кислота. (10 класс. Тема «Карбоновые кислоты»).

Клюква и брусника могут длительное время храниться в свежем виде без сахара. Этому способствует наличие в них прекрасного консерванта – бензойной кислоты.

Вопросы:                                                                                                                                                                        1.Установите молекулярную формулу бензойной кислоты, если массовые доли элементов в ней составляют: углерода – 68,85%, водорода – 4,92%, кислорода – 26,23%. Относительная молекулярная масса бензойной кислоты равна 122.                                                

2. Составьте структурную формулу бензойной кислоты.                                      

3. На основании строения бензойной кислоты сделайте вывод о ее химических свойствах.

Кислород. (8 класс. Тема «Простые вещества»).

Во время грозы из кислорода образуется  аллотропная модификация кислорода – озон, имеющий запах свежести.

Вопросы.

1.Что такое аллотропия. Какие вещества называют аллотропными модификациями?                   2.Почему после грозы у человека возникает ощущение свежести?                                                           3.Составьте химические формулы кислорода и озона. Вычислите их относительные молекулярные массы. 4.Сравните физические свойства аллотропных модификаций кислорода.

5.Почему химически неверно поэтическое выражение «В воздухе пахло грозой».

Сода. (8 класс. Тема «Изменения, происходящие с веществами»).

При нагревании сода разлагается с выделением углекислого газа, что делает тесто пышным.

Вопросы.

1.Какую формулу имеют сода и углекислый газ.                                                                    

2.Определите тип химической реакции, протекающей при нагревании соды.

3.Составьте  уравнение химической реакции разложения соды с выделением углекислого газа, придающего тесту необходимую пышность.

4.Где и для чего используют данную химическую реакцию.

5.Найдите в интернете или других источниках информации, какие другие вещества можно использовать аналогичным образом

6. Составьте схему «Применение соды в домашнем хозяйстве».

Уровневая дифференциация содержания контекстных задач позволяет ставить посильные учебные задачи перед каждым ребенком, создавать активный интеллектуальный фон уроков, полноценно реализовать в преподавании принципы научности, практической направленности, историзма, междисциплинарного подхода.

Марганец. (11 класс (профильный уровень). Тема «Металлы»).

Соединения марганца в основном поступают в организм с пищей. Много марганца содержится в ржаном хлебе, пшеничных и рисовых отрубях, сое, горохе, свекле (содержание марганца в 100 г свеклы составляет 0,65 мг). Марганец поступает в растение в виде ионов Mn²⁺ . В теле человека содержится 2,2*10²⁰ атомов марганца. Среднесуточная потребность человека в марганце составляет 5-9 мг. Биоусвояемость марганца невысока, всего3-5%. Оптимальная интенсивность поступления марганца в организм 5-9 мг/сутки, уровень, приводящий к дефициту,  и порог токсичности оцениваются в 1 и 40 мг/сутки соответственно.

В медицинской  практике для промывания ран применяют раствор перманганата калия (w 0,5%, плотность 1г/мл).

Вопросы:

1.Напишите электронную формулу атома марганца и иона марганца.

2.Подсчитайте количество вещества марганца, содержащегося в организме человека.

3.Вычислите массу свеклы, которую необходимо съедать каждый день для того, чтобы восполнить суточную потребность (9мг) марганца в организме.

4. Подсчитайте массу марганца, который усваивается организмом человека.

5.Для обработки ран вы должны приготовить раствор перманганата калия, в наличии оказалось 10 г препарата. Определите объем раствора, который вы сможете приготовить из такой порции перманганата калия.

6.Найдите в интернете или других источниках информации, какую роль играет марганец в организме человека.

Наибольшее количество представленных в современной методической литературе контекстных задач основаны на двух подходах: историческом и практико-ориентированном. Практика показывает, что большой интерес у обучающихся вызывают вопросы, связанные с применением химических соединений в будущей профессиональной деятельности, с влиянием химически произведенных веществ на здоровье и физиологию человека, на качество пищи, возникновение экологических проблем. Для разработки контекстных задач можно использовать материалы СМИ, которые представляют неисчерпаемые возможности для творческой работы учителя при условии критического осмысления информации.

Например контекстные задания для контрольной работы по теме»Галогены» (9класс)

Прочитайте информационное сообщение об утечке хлора, ответьте на вопросы и выполните задания после текста.

«Около 200 человек госпитализированы с отравлением в результате утечки хлора, которая произошла на заводе по переработке мяса птицы крупной продовольственной компании Tyson Foods в г. Спрингдейл (штат Арканзас). Утечка паров хлора произошла утром 27 июня 2011 г.

Из-за инцидента были эвакуированы 300 из примерно 600 находившихся на предприятии рабочих. Большинство из них жаловались на затруднение дыхания, головную боль и жгучую боль в легких.

Распыление хлора произошло из-за случайного смешения различных химикатов. Примерно через час после утечки концентрация хлора снизилась до безопасного уровня и предупреждение о чрезвычайной ситуации,  было снято.

Tyson Foods является крупнейшим в мире производителем мясных продуктов. Хлор использовался на заводе в качестве дезинфицирующего средства.

Хлор – токсичный удушливый газ, при попадании в легкие вызывает их ожог, удушье. Раздражающее действие на дыхательные пути оказывает при концентрации в воздухе около 0,006 мг/л. Хлор был одним из первых химических отравляющих веществ, использованных Германией в период  Первой мировой войны. При работе с хлором следует пользоваться защитной спецодеждой, противогазом, перчатками. На короткое время защитить органы дыхания от попадания в них хлора можно тряпичной повязкой, смоченной раствором сульфита натрия Na2SO3»

1.      В какой форме хлор опасен для человека: в молекулярной или ионной?

2.      К какому типу относится химическая связь в молекуле хлора?

3.      Обоснуйте использование хлора в качестве дезинфицирующего средства, ответ подтвердите уравнением реакции.

4.      Вычислите объем воды, необходимой для поглощения хлора, содержащегося в 1 л воздуха в концентрации, при которой он оказывает раздражающее действие на дыхательные пути.

5.      Назовите физический и химический процессы, благодаря которым происходит быстрое снижение концентрации хлора в воздухе.

6.      Напишите уравнение реакции, которое соответствует процессу нейтрализации хлора, описанному в тексте.

7.      При случайном смешении каких реагентов могло произойти образование хлора? Выскажите свое предположение. Напишите уравнение соответствующей реакции.

На основании результатов выполнения этого задания диагностируются умения (компетенции):

- использовать предметные (в данном случае химические) знания на практике, что позволяет контролировать знания учащихся и понимание ими изученной темы (вопросы 1-3);

- применять теоретические знания для решения расчетных задач (вопрос 4);

- анализировать, синтезировать знания (вопросы 5-6);

- использовать естественнонаучные знания для разрешения реальных жизненных  проблем на основе оценки ситуации (вопрос 7)

Подход к  конструированию контекстной задачи

1. Определив тему предстоящего урока, подумайте, что в этой теме ученикам уже может быть известно. Скажем, данный вопрос изучался ранее, в младших классах, или в курсе другого предмета. Что-то ученики могли почерпнуть из различных "внешкольных" источников: книг, радио, телевидения, газет - или в результате собственных жизненных наблюдений.

2.  Определите, что в содержании темы будет для учеников новым, ранее им неизвестным или неосознанным.

3.  Подумайте, в чем может заключаться личностная значимость тех новых знаний, которые приобретут ученики на предстоящем уроке. Другими словами, сформулируйте для себя ответы на следующие вопросы: почему я считаю нужным, важным для учащихся приобретение ими этих знаний? Какой интерес они могут представлять для них? Что в новой теме может их удивить, заставить по-новому осмыслить уже известное? Где они могут найти применение полученным знаниям?

4.  Сформулируйте ответы на все предыдущие вопросы обобщенно - в виде личностно значимой проблемы. Ее формулировка также может иметь характер вопроса, но заданного как бы от лица учеников.

5.  Вспомните или придумайте какую-либо жизненную ситуацию, анализируя которую или действуя в которой ученики смогут выйти на осознание и формулирование той личностно значимой проблемы, которую вы наметили как отправную точку для вхождения в новую тему.

6.  Составьте текст - описание данной ситуации, т.е. описание условия контекстной задачи, или воспользуйтесь, если это возможно, готовыми текстами, рисунками, видеоматериалами и т.п.

7.  Сформулируйте задание, требующее анализа ситуации или осуществления соответствующих ситуации действий, т.е. сформулируйте требование контекстной задачи.

8.  Оцените качество и предполагаемую эффективность полученной контекстной задачи с двух позиций:

-     во-первых, способствует ли она "встрече" с основной проблемой, решение которой потребует от учащихся осуществления деятельности по приобретению новых знаний, соответствующих теме урока;

-     во-вторых, содержит ли данная задача ориентиры для получения учениками ответа на вопрос о личностной значимости новых знаний и умений.

Сегодня обществу нужны инициативные и самостоятельные специалисты, способные постоянно совершенствовать свою личность и деятельность.  В классическом обучении задания лишены того жизненного контекста, который придает социальную значимость и личностный смысл процессу познания, исследования,  поиска, знания не ведут автоматически к пониманию смысла жизни. С помощью контекстных задач выявляются не только предметные знания и умения, но и их системность и функциональность, самостоятельность и креативность мышления, другие личностные характеристики.

Анализ результатов  применения  контекстных  задач  показал, что использование на уроках данного инструментария  позволило актуализировать личностный потенциал учащихся и определить качество их образовательных достижений  в процессе  обучения.