«Использование интегральных познавательных заданий при подготовке учащихся к химической олимпиаде»

Эффективность обучения находится в прямой зависимости от уровня активности учащихся, поэтому педагогическое мастерство учителя зависит от развития у детей познавательных интересов, творческого отношения к делу, стремления к самостоятельному пополнению знаний, совершенствованию умения применять их в практической деятельности. Для того чтобы сделать оптимальный выбор формы организации деятельности для каждой возрастной группы, необходимо учитывать следующие факторы:

• новизна учебного материала
• демонстрация незавершенности теоретических знаний
• неожиданность некоторых химических фактов
• поиск связей между ранее изученным и новым материалом
• взаимосвязь теории и практики
• практическая значимость
• красота логических доказательств
• исследовательский и творческий характер учебного процесса
• элементы состязательности и азарта в обучении
• ситуация успеха и радости познания

Одна из наиболее интересной и эффективной технологией является интегральная образовательная технология, разработанная В.В. Гузеевым (минимальный уровень, общий уровень и продвинутый уровень). Использование интегральной технологии на уроках химии и при подготовке учащихся к олимпиаде позволяет учитывать индивидуальные особенности (тип мышления, обучаемость и обученность, а также учебную мотивацию), повышает их самостоятельность, способствует качественному усвоению учебного материала.

Сложность и содержание интегральных познавательных заданий определяется их дидактической целью и этапом, на котором они применяются.

Этапы:

1. Актуализация знаний и умений
2. Изучение нового материала
3. Закрепление материала

1. Обобщение и систематизации знаний и умений.

• На основании анализа выданных образцов веществ, житейского опыта и знаний, полученных на уроках физики, классифицируйте предложенные вещества: железо, медь, серу, алюминий, фосфор, графит, олово, уголь. Что вы приняли за основу классификации?

Химические задачи - познавательные задания, включающие в себя условие, функциональные зависимости и требование ответа.

Интегральные познавательные задания можно разделить на три типа.

1. Задания, требующие в процессе решения использования системных знаний и интегративных умений.

• Во время бега человек массой 60 кг расходует в среднем 418,4 кДж/км. Вычислите массы перечисленных ниже продуктов, которые эквивалентны затратам энергии бегуна на дистанции 5 км: молока, сосисок, яблок, шоколада, чипсов. Калорийность продуктов указана на упаковочном материале.
• Известно, что при понижении температуры на 10 С в соответствии с правилом Вант Гоффа скорость химических процессов уменьшается в 2-4 раза. Падение же температуры тела человека всего на 2-3 С приводит к серьёзным, часто необратимым последствиям. Объясните этот факт.

1. Задания, содержащие интегративную информацию.

• Какое время потребуется альпинисту, вкрутую сварить яйцо на высоте 6000 м, где давление равно 47,19 кПа, если принять температурный коэффициент реакции денатурации яичного белка равным 4, а время варки в домашних условиях – 5 мин?
• Составьте структурные формулы веществ: карвона- компонента жевательной резинки и масла мяты, который обусловливает запах тмина (5-изопренил – 2 метилциклогексен-2-он); дибунола- антиоксиданта (2,6 – дитрет-бутил-4метилфенол).

1. Задания, в ходе решения которых школьники получают новые системные знания и овладевают интегративными умениями.

• При температуре 17 С сердце лягушки совершает 30 сокращений в минуту, а при 27 С – 60 сокращений. Какова частота сокращений сердца лягушки при 20, 25 и 30 С?
• Человек, находясь на сорокаградусной жаре, потерял с потом 0,5 л воды. На сколько градусов нагрелось бы его тело, если бы он был лишен возможности потеть?

Решение: приняв удельную теплоемкость тела равной теплоемкости воды и массу человека – 50 кг, учащиеся получат ответ: температура тела увеличивается на 5,4 С и составит около 42 С. Полученное значение вызывает у школьников удивление и желание выяснить причину. Таким образом формулируется учебная проблема: в чем заключаются аномальные свойства воды?

• В качестве противорвотного средства применяют 0,5%-ный водный раствор вещества, содержащего 23,76% углерода, 5,94% водорода, 70,30% хлора и имеющего плотность паров по воздуху, равную 1,74. Определите молекулярную формулу этого вещества, составьте структурную формулу и дайте название.
• Ученик, желая получить водород, растворил 0,65 г цинка в растворе азотной кислоты. Выделившийся газ школьник собрал и провел пробу на чистоту водорода. Ожидаемого эффекта не последовало. Ученик решил, что использованная кислота слишком разбавлена. Прав ли он?

Решение: после всестороннего анализа приведенного факта предлагаем учащимся выяснить причину неудачи эксперимента. Возникает учебная проблема: как азотная кислота взаимодействует с металлами?

Весьма эффективные интегральные познавательные задания, в которых сочетаются все три типа.

• Небольшое количество инертного газа аргона вводят в колбу лампы накаливания для предотвращения испарения вольфрама с нити. Определите объём аргона (н.у.), необходимого для заполнения колбы объёмом 0,2 л при давлении 173 Па. Что вы можете сказать об эффективности использования таких ламп?
• За год цех выработал 13,76 т яблочной эссенции, на что израсходовали 10,2 т изовалериановой кислоты и 8,8 т изоамилового спирта. Определите выход эссенции. Составьте структурные формулы всех веществ и назовите их по правилам. Укажите условия протекания процесса.
• Определите объём кислорода (н.у.), выделяющегося в атмосферу ежегодно, если известно, что в процессе фотосинтеза растения планеты ассимилируют углекислый газ массой 200млрд. тонн.
• На 1 га площади под картофель рекомендуется вносить 2 ц простого суперфосфата. В магазине фермер узнал, что стоимость простого суперфосфата - 48 рублей за упаковку массой 1 кг, а фосфоритной муки - 54 рубля за упаковку массой 3 кг. Сделав несложные расчеты, фермер закупил фосфоритную муку. Как вы думаете, почему фермер купил другое удобрение, вместо рекомендуемого. Ответ подтвердите расчетами.

Химические задачи – самое популярное средство для создания различных стимуляционно - мотивирующих ситуаций.

Методы: объяснительно-иллюстративный, программированный, эвристический, проблемный, модельный.

Формы: решение учебной проблемы, оценка учебных достижений, рефлексия собственной деятельности.

Памятка школьникам для выполнения интегральных познавательных заданий.

• Внимательно ознакомьтесь с текстом задания, прочитав его несколько раз.
• Попробуйте сформировать текст заданиями своими словами.
• Запишите условия и требования в удобной для вас форме.
• Четко сформулируйте цель задачи.
• Задайте себе как можно больше вопросов «почему?», «зачем?»
• Проведите аналогии.
• Попробуйте составить план действий по решению данной проблемы.
• Выдвигайте как можно больше идей и гипотез по решению проблемы.
• Составьте необходимые для решения уравнения реакции.
• Произведите все необходимые математические действия.
• Сравните полученные результаты.
• Проверьте полученное решение, составив и решив обратную задачу.
• Подумайте, какие ещё сведения можно получить из данного решения.

Интегральные познавательные задания являются центральным звеном в организации химического эксперимента и подготовке учащихся к химической олимпиаде.