Программа "Химбиоквантум 8-9 класс"

Администрация города Хабаровска

управление образования

МБОУ СОШ №43

Дополнительная общеобразовательная

общеразвивающая программа

«Хим-биоквантум»

Направленность: естественнонаучная

Уровень программы: базовый

Возраст учащихся: 13-15 лет

Срок реализации: 1 год

Составитель:

Сидоренко Л.Я.

учитель химии

г. Хабаровск

2024 г.

Введение

Оснащение общеобразовательных школ современным аналоговым и цифровым оборудованием является материальной базой реализации федеральных государственных образовательных стандартов. Это открывает новые возможности в урочной и внеурочной, внеклассной деятельности и является неотъемлемым условием формирования высокотехнологичной среды школы, без которой сложно представить не только профильное обучение, но и современный образовательный процесс в целом. Разрастается поле взаимодействия ученика и учителя, которое распространяется за стены школы в реальный ивиртуальный социум. Использование учебного оборудования становится средством обеспечения этого взаимодействия, тем более в условиях обучения предмету на углублённом уровне, предполагаемом профилизацией обучения.

В рамках национального проекта «Образование» стало возможным оснащение школ современным оборудованием «Школьный кванториум». Внедрение этого оборудования позволяет качественно изменить процесс обучения биологии. Появляется возможность количественных наблюдений и опытов для получения достоверной информации о био-

логических процессах и объектах. На основе полученных экспериментальных данных обучаемые смогут самостоятельно делать выводы, обобщать результаты, выявлять закономерности, что на наш взгляд, способствует повышению мотивации обучения школьников.

Высокая сложность работы с современным цифровым, обеспечение его работоспособности, недостаточность методического обеспечения — всё это зачастую вступает в противоречие с недостаточностью информационных и инструментальных компетенции педагога. Разрешение данного конфликта возможно в практической деятельности, в выполнении демонстрационных и лабораторных работ, организации лабораторного эксперимента, в организации проектной и учебно-исследовательской деятельности обучающихся. В процессе экспериментальной работы учащиеся приобретают опыт познания реальности, являющийся важным этапом формирования у них убеждений, которые, свою очередь, составляют основу научного мировоззрения. В то же время методика постановки эксперимента. Именно поэтому предлагаемые в данной рабочей программе уроки, лабораторные и практические работы снабжены методическим комментарием, матрицей для собственного профессионального поиска, для адаптации материалов к условиям конкретного образовательного учреждения. Тематика рассматриваемых экспериментов, количественных опытов, соответствует структуре примерной образовательной программы по биологии, содержанию Федерального государственного образовательного стандарта (ФГОС) среднего (основного) общего образования.

Поставляемые в школы современные средства обучения, в рамках проекта «Школьный кванториум», содержат как уже известное оборудование, так и принципиально новое. Прежде всего, это цифровые лаборатории с наборами датчиков, позволяющие проводить измерения физических, химических, физиологических параметров окружающей среды и организмов. В основу образовательной программы заложено применение цифровых лабораторий. Рассмотренные в пособии опыты прошли широкую апробацию.

Многолетняя практика использования цифровых лабораторий и микроскопической техники в школе показала, что современные технические средства обучения нового поколения позволяют добиться высокого уровня усвоения знаний, формирования практических навыков биологических исследований, устойчивого роста познавательного интереса школьников и, как следствие высокого уровня учебной мотивации.

Настоящее пособие призвано помочь педагогам в реализации образовательных про-

грамм общего и дополнительного образования, в разрешении возникающих трудностей при работе с оборудованием «Школьного кванториума». ресурсам.

Пояснительная записка

Детский технопарк «Кванториум» на базе МОУ «МБОУ СОШ 43» создан в 2024 году в рамках федерального проекта «Современная школа» национального проекта «Образование». Он призван обеспечить расширение содержания образования с целью развития у обучающихся современных компетенций и навыков, в том числе естественно-научной, математической, информационной грамотности, формирования критического и креативного мышления.

Детский технопарк «Кванториум» является частью образовательной среды общеобразовательной организации, на базе которой осуществляется дополнительное образование детей по программам естественно-научной и технической направленностей.

Нормативная база

1. Федеральный закон от 29.12.2012 № 273-ФЗ (ред. от 31.07.2020) «Об образовании в

Российской Федерации» (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.09.2020) — URL: http://www.

consultant.ru/document/cons_doc_LAW_140174 (дата обращения: 10.04.2020).

2. Паспорт национального проекта «Образование» (утверждена

3. президиумом Совета при Президенте РФ по стратегическому развитию и национальным проектам, протокол от 24.12.2018 N 16) — URL: / http://do.sev.gov.ru/images/

document/Pasport_naciona_proekta_Jbrazovanie_compressed.pdf (дата обращения:

10.04.2021).

4. Государственная программа Российской Федерации «Развитие образования» (утверждена Постановлением Правительства РФ от 26.12.2017 N 1642 (ред. от 22.02.2021)

«Об утверждении государственной программы Российской Федерации «Развитие образования» — URL: http: //www.consultant.ru document cons_doc_LAW_286474 (дата об-

ращения: 10.04.2021).

5. Профессиональный стандарт «Педагог (педагогическая деятельность в дошкольном, начальном общем, основном общем, среднем общем образовании), (воспитатель,

учитель)» (ред. от 16. 06. 2019 г.) (Приказ Министерства труда и социальной защиты РФ от

18 октября 2013г. № 544н, с изменениями, внесёнными приказом Министерства труда и

соцзащиты РФ от 25 декабря 2014 г. № 1115н и от 5 августа 2016 г. № 422н) — URL: //

http://профстандартпедагога.рф (дата обращения: 10. 04. 2021).

6. Профессиональный стандарт «Педагог дополнительного образования детей и взрослых» (Приказ Министерства труда и социальной защиты РФ от 5 мая 2018 г. N 298н «Об

утверждении профессионального стандарта «Педагог дополнительного образования детей и взрослых») — URL: //https://profstandart.rosmintrud.ru/obshchiy-informatsionnyyblok/

natsionalnyy-reestr-professionalnykh-standartov/reestr-professionalnykh-standartov/index.php?ELEMENT_ID=48583 (дата обращения: 10. 04. 2021).

7. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования (утверждён приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 декабря 2010 г. N 1897) (ред. 21. 12. 2020) — URL: https://fgos.ru (дата обращения: 10. 04. 2021).

8. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования (утверждён приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 17 мая 2012 г. N 413) (ред.11. 12. 2020) — URL: https://fgos.ru (дата обращения:10. 04. 2021).

9. Методические рекомендации по созданию и функционированию детских технопарков «Кванториум» на базе общеобразовательных организаций (утверждены распоряжением Министерства просвещения Российской Федерации от 12 января 2021 г. N Р-4) —

URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_374695/ (дата обращения:

10. 04 .2021).

10. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28 сентября 2020 г. № 28 "Об утверждении санитарных правил СП 2.4.3648-20 "Санитарно-эпидемиологические требования к организациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей и молодежи""

Основные понятия и термины

В рабочей программе используются следующие понятия и термины:

Школьный кванториум — комплект учебного оборудования детского технопарка,

материальная база для создания инновационной образовательной среды в которой формируется и развивается изобретательское, креативное и критическое мышление обучающихся.

В содержание Цифровая (компьютерная) лаборатория — комплект учебного оборудования,

включающий измерительный блок, интерфейс которого позволяет обеспечивать связь с

регистратором данных, и набор датчиков, регистрирующих значения различных физических величин.

Программное обеспечение Releon Lite (ПО Releon) — программное обеспече-

ние, поставляемое в составе цифровой лаборатории, обеспечивающее работу датчиков,

сохранение и первичную обработку полученных данных.

Мультидатчик — цифровой датчик, позволяющий вести одновременно учёт нескольких показателей окружающей среды и физиологических показателей организма человека.

Монодатчик — цифровой датчик, позволяющий вести одновременно учёт только одного показателя окружающей среды или физиологического показателя организма человека.

Регистратор данных — электронное устройство (интерактивная доска, персональный компьютер, ноутбук, планшет, мобильный телефон) поддерживающие работу

ПО Releon Логирование — режим работы цифровой лаборатории, при котором датчик работает без регистратора данных, с возможностью последующей загрузки результатов измерений в память регистратора данных.

Связка датчиков — режим работы цифровой лаборатории, при котором на экране

регистратора данных графически отображается работа одновременно двух и более подключенных цифровых датчиков.

Направленность программы

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа «Химия вокруг нас» относится к программам естественнонаучной направленности.

Цели и задачи образовательной программы

Цель – знакомство обучающихся с основами химической науки, с основными методами и приемами химии, с главнейшими применениями ее в жизни.

Задачи

Образовательные

- развитие у детей познавательного интереса к предметной области химии

- формирование практических навыков в области химии

- формирование умения применять теоретические знания на практике

Развивающие

- развитие учебно-коммуникативных умений

- развитие памяти, наблюдательности и внимания

Воспитательные

- воспитание собранности, организованности, настойчивости

- воспитание умения работать в группах, ведения диалога.

Актуальность, новизна и значимость программы

Актуальность дополнительной общеразвивающей программы «Химия вокруг нас» обусловлена необходимостью стимулировать познавательный интерес учащихся к химической науке, формировать базовое представление о химии в науке и практике, помочь обучающимся в понимании химических понятий и явлений, привить аккуратность в обращении с химической посудой и реагентами.

Отличительные особенности образовательной программы

К отличительным особенностям настоящей программы относятся развитие навыков практической направленности, щадящий режим обучения детей.

Категория обучающихся

Данная образовательная программа разработана для работы с обучающимися от 13до 15 лет (8-9 классы). Программа не адаптирована для обучающихся с ОВЗ.

Условия и сроки реализации образовательной программы

Наполняемость группы не менее 10 и не более 15 человек.

Форма обучения – очная.

Режим занятий. При очной форме обучения: 3 раза в неделю по 1 академическому часу (по 30-45 минут в зависимости от формы обучения и вида занятий) с 10-минутным перерывом. При использовании дистанционных технологий занятия по 2-3 часа (по 30 минут) на платформах Discord, Zoom и др. в виде онлайн-конференции. При использовании очно-заочной формы обучения не менее трети объема аудиторных часов должно быть реализовано в очной форме, остальные - заочно и с применением дистанционных технологий.

Объем учебной нагрузки в год – 102 часа, в неделю – 3 часа. Продолжительность учебного года – 34 недели.

Занятия проводятся в кабинете лаборатория химии, оборудованном согласно санитарно-эпидемиологическим требованиям.

Форма занятий - групповая, по подгруппам. Уровень освоения – стартовый.

Примерный календарный учебный график

График формируется после утверждения расписания.

Планируемые результаты обучения Планируемые результаты

предметные:

давать определение изученных понятий;

умение описать демонстрационные и самостоятельно проведенные химические эксперименты;

умение различать и описать изученные классы неорганических соединений;

метапредметные:

умение организовывать совместную учебную деятельность вместе с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе; формулировать, аргументировать свою позицию;

составлять тезисы, различные виды планов. Преобразовывать информацию из одного вида в другой (таблицу в текст и прочее);

осуществлять сравнение, классификацию, строить логические цепочки, включающие установление причинно-следственных связей;

владение основами самоконтроля, принятия решений и осуществление осознанного выбора в учебной и познавательной деятельности.

личностные:

формирование ценности здорового и безопасного образа жизни;

формирование основ химической культуры, соответствующей современному уровню химического мышления;

умение управлять своей познавательной деятельностью.

Способы отслеживания результатов освоения программы учащимися:

- педагогическое наблюдение в ходе занятий;

- творческие задания;

- работа в группах;

- защита итоговых научно-практических работ

Возможные темы для школьных исследовательских работ по химии.

Изучение содержания кофеина или сахаров в энергетических напитках (распространенная тема).

Хроматографическое разделение экстрактов растений. Возможны варианты колоночной, тонкослойной хроматографии. Красиво делятся окрашенные соки растений или хлорофилл.

Обесцвечивание хлорофилла органическими растворителями или в кислой среде.

Планирование и синтез различных органических и неорганических веществ: пахучих сложных эфиров, красиво окрашенных красителей, неорганических осадков, комплексов, нужных реактивов для химической лаборатории, фенолформальдегидных смол, окрашенных солей виолуровой кислоты и др.

Определение качества лекарств, качественными реакциями из учебника фармацевтической химии. Изучение скорости разложения таблеток (например, аспирина) в зависимости от влажности и температуры хранения. Подбор способов анализа для комбинированных препаратов.

Определение качества пищевых продуктов. Определение иодного числа масел, содержание крахмала в продуктах и др. Можно найти МУ или МУК по анализу пищевых продуктов и воспроизвести доступные официальные методики.

Изучение состава водопроводной воды (если есть сухой остаток после упаривания).

Собрать и изучить электрохимические элементы питания из разных пар металлов.

Изучение электролиза различных солей. Электрохимический синтез отбеливателей ( пероксифосфатов, гипохлоритов, перкарбонатов и др.), веществ.

Влияние кислот и щелочей на местные горные породы, определение пород и минералов (кусочек геохимии).

Влияние условий на активность дрожжей (можно изучать по объему выделившегося углекислого газа), дафний (по подвижности под микроскопом) - часть биохимии.

Подбор удобрений для лучшего роста растений, подбор рН почвы для лучшего роста растений.

Выделение веществ из растений. Бетулина из березы, крахмала из картофеля, хлорофилла из листьев, отгонка эфирных масел и др.

Индикаторные свойства соков растений (свеклы, цветной капусты, лепестков цветов и др.).

Скорость разрушения металлов в различных кислотах и щелочах. Скорость разрушения тканей и ниток кислотами и щелочами разной концентрации.

Покрытие металлов другими металлами, травление надписей на железе, меди (кислотами, иодом, хлоридом железа(III)), алюминии.

Определение из каких пластмасс что сделано методом плавления/горения. Изучение продуктов пиролиза пластмасс.

Очистка поверхностей от накипи, ржавчины различными реагентами (ЭДТА, щавелевая, лимонная кислоты, полифосфаты) и выбор лучшего реагента.

Получение аминокислот гидролизом продуктов питания.

Изучение высших валентных соединений серебра (в степенях окисления II, III), их окислительной силы, стабильности, комплексообразования.

Титрование органических кислот и практическое определение константы диссоциации (требуется рН-метр).

Очистка веществ перекристаллизацией.

Изучение экстракции. Высаливание веществ из водного раствора.

Химические способы утилизации и переработки мусора.

Получение и свойства люминофоров.

Планируемые результаты

В результате занятий по программе у учащихся должны быть получены следующие личностные, метапредметные и предметные результаты:

2.1. Личностные результаты: бережного отношения к природе; личностно-ценностного отношения к природе; укрепления связи с окружающей средой, появится мотивированная заинтересованность содержанием програмыне только учащихся, но и их родителей; сформируется экологическая культура;

2.2. Метапредметные результаты: дети адаптируются к реальной действительности, к местной социально-экономической и социально-культурной ситуации; сформируются способности и готовность к использованию экологическихи творческих знаний и умений в повседневной жизни, в школе на уроках биологии, географии; развита мотивация к изучению экологии;развита мотивация к самостоятельности;развиты основы мировоззрения и нравственной позиции.

2.3. Предметные результаты: результатамиизучения программы «Цифровая лаборатория поэкологии» являются знания и умения:овладения навыками экологических исследований;умения выполнять простейшие экологические исследования;о влиянии условий окружающей среды на организмы;о целостности окружающего мира, основами экологической грамотности элементарных правил поведения в мире природы. По окончанию реализации программы «Цифровая лаборатория по экологии» у учащихся будут сформированы представления о разнообразии живой и неживой природы; расширится диапазон экологических знаний об окружающем мире; появится интерес к изучению экологии, работе с экологическим оборудованием..

Учащиеся должны знать: объект изучения экологии; основные экологические понятия; экологические законы и факторы; основные экологические среды и их характеристики; экологические проблемы: локальные, региональные и глобальные; экологическое право; основы и виды экологического мониторинга; классификацию загрязнителей основных сред и последствия загрязнения.

Учащиеся должны уметь: использовать научную терминологию; применять основные научные методы; выбирать и использовать методики проведения практических мониторинговых исследований; организовывать проектную и исследовательскую деятельность

Комплекс организационно-педагогических условий

Отличительной особенностью Программы является то, что изучение основ экологии использованием цифровой лаборатории "Химия" позволяет определять состояние разнообразных факторов окружающей среды, получать объективные данные и приближает школьные исследовательские работы к современному стандарту научной работы.

Экспериментальные данные, полученные на занятиях при выполнении опытов, позволяют учащимся самостоятельно делать выводы, выявлять закономерности.

Категория обучающихся : обучение по программе ведется в разновозрастных группах, которые комплектуются из обучающихся 11-15 лет (8-9 класс). Рекомендуемое количество обучающихся в группе –

10 человек, но не менее 6 человек.

Сроки реализации: программа рассчитана на 1 год. Общее количество часов в год составляет 102 часа.

Формы и режим занятий

Программа реализуется 1 раз в неделю по 3 академических часа (40 минут), между занятиями 10 минутный перерыв. Программа включает в себя теоретические и практические занятия. Форма обучения –очная, при необходимости возможен переход на дистанционную форму обучения при согласии родителей. Форма организации занятий – групповая. Обучающиеся работают в паре. Форма проведения занятий: на этапе изучения нового материала - лекция, объяснение, рассказ, демонстрация на этапе закрепления изученного материала - беседа, дискуссия, практическая работа, дидактическая или педагогическая игра; на этапе повторения изученного материала - наблюдение, устный контроль; на этапе проверки полученных знаний - выполнение дополнительных заданий, публичное выступление с демонстрацией результатов работы. Промежуточная аттестация проводится в виде тестирования по темам курса, принимаются отчёты по практическим работам, самостоятельные творческие работы, итоговые учебно-исследовательские проекты. Итоговое занятие проходит в виде научно-практической конференции или круглого стола, где заслушиваются доклады учащихся по выбранной теме исследования, которые могут быть представлены в форме реферата или отчёта по исследовательской работе. Образовательная Программа предполагает возможность организации и проведения с обучающимися культурно-массовых мероприятий, в том числе конкурсы, марафоны, конференции и т.д., а также их участием в конкурсных мероприятиях, как форма аттестации по курсу.

Формы подведения итогов реализации программы

В процессе обучения проводятся разные виды контроля над результативностью усвоения программного материала.

Виды контроля::

Входной (предварительный) контроль - проверка соответствия качеств начального состояния обучаемого перед его обучением. Первичная диагностика – определение образовательных ожиданий ребёнка, его отношений и образовательных потребностей (проводится после изучения первого модуля программы). Текущий контроль – проводится на занятиях в виде наблюдения за успехами каждого учащегося. Тематически контроль – проверка результатов обучения после прохождения модуля. Проходит в виде тестового контроля. Итоговый контроль - проверка результатов обучения после завершения образовательной программы, в конце учебного года. Проходит в виде защиты проектов.

Учебный план программы

Календарно – тематический график