Применение инновационных технологий на уроках химии при изучении темы «Железо и его соединения»



Программа модернизации образования, широко внедряемая в современной казахстанской школе, настоятельно рекомендует широкое применение активных методов обучения и воспитания, которые позволяют детям приобретать навыки творческой самостоятельности, овладевать приемами и способами критического мышления, быть толерантными и интерактивными, то есть открытыми к взаимообщению. Суть методики этих нетрадиционных технологий обучения можно выразить словами Конфуция: «Скажи мне — и я забуду; покажи мне — может быть, я запомню; вовлеки меня — и я пойму».

Ученик учится сам, а учитель осуществляет мотивационное управление его учением, координирует, консультирует и контролирует, то есть диалог между учеником и учителем осуществляется на другом, более высоком, партнерском уровне. К нетрадиционным технологиям, которые обеспечивают применение данного подхода к обучению в реальном педагогическом процессе, относятся технологии модульного обучения, высокие интеллектуальные и интегральные технологии обучения.

Эти технологии позволяют более эффективно использовать отведенное учебное время, технически оснащенные мультимедийные уроки позволяют снизить нагрузку как учителя, так и ученика. Компьютерные презентации PawerPoint позволяют соединить в одном документе написанный текст, графические схемы и видеоизображения. То есть обычный класс превращается в творческую лабораторию, создает исследовательские проекты. Широкое применение возможностей интерактивных досок меняет стиль поведения учителя в классе, насыщает урок новыми динамичными приемами.

Основной целью данной статьи является попытка представить свое видение результатов использования интерактивных приемов и способов, способствующих освоению учащимися сельской школы темы по химии «Железо и его соединения». Для того, чтобы успеть за максимально сжатое аудиторное время, отведенное на изучение характеристик железа как химического элемента и как простого вещества, выполнить все задачи, требуется тщательная работа над планом урока, необходимо рассчитать до мельчайших деталей алгоритм его проведения, продумать вопросы и задания, активно использовать компьютерные мультимедийные технологии. Поэтому много внимания уделяется оборудованию, которое включает помимо традиционных таблиц и карт проектор, географическую карту полезных ископаемых Казахстана, России и мира, образцы минералов, содержащих железо, растворы, пробирки, магнит. Кроме этого, детям для заполнения предлагаются так называемые путевые листы и тесты. Видеопрезентация выбранной нами темы подготовлена на основе мультимедийного приложения к «Урокам Химии Мефодия и Кирилла» «CD: Химия общая и неорганическая», кроме того использованы материалы из пособий по химии [1; 2; 3; 4].

Демонстрация видеоматериала об истории открытия железа позволяет перейти к разговору о залежах железа в Казахстане. После краткого сообщения двух учеников о месторождениях железной руды в Северном Казахстане — Качарском и Соколовско-Сарбайском и знакомства с видеопрезентацией о других казахстанских минералах, учащиеся, используя лежащий перед ними наглядный материал, определяют наименование и физические характеристики каждого из минералов. Параллельно ведется работа с картой полезных ископаемых в России и в мире, конечным результатом этого этапа работы является самостоятельное заполнение каждым учеником в путевом листе пункта «Железо в природе».

Следующий этап работы требует концентрации внимания как учителя, ведущего беседу-урок, так и каждого из его собеседников-учеников. Цель беседы: понять положение железа в периодической системе, особенности строения его атома, то есть определить его «местожительство» в периодической таблице Менделеева. Вопросы и задания, предлагаемые учителем, должны быть краткими, лапидарными и ясными, понятными, направленными на то, чтобы каждый понял особенности строения атома железа как d-элемента, у которого заполняетсяd-орбиталь предпоследнего энергетического уровня. Ученики рисуют энергетическую диаграмму (расположение электронов по орбиталям) атома Fe и записывают электронную формулу в путевых листах.

Просмотр видеофрагментов позволяет закрепить знания учащихся о физических свойствах железа, понять, присутствует ли у элемента железа явление «аллотропия», и сделать вывод о том, что чистое железо — мягкий металл, а железо, с которым имеет дело техника, содержит примеси, главная из которых — углерод. Изучение химических свойств железа также происходит в интерактивной форме: учащиеся внимательно осваивают содержание видеоклипа «Химические свойства железа» для последующего самостоятельного заполнения путевых листов и под руководством учителя формируют следующие резюме о химических свойствах этого элемента: химический элемент железо существует в виде 3-х аллотропных модификаций; по физическим свойствам чистое железо — очень мягкий металл, химически активный, при взаимодействии с сильными окислителями образует соединения Fe+3, а с более слабыми +2. Этот этап урока закрепляется решением задач на тренажерах, которые позволяют учителю выявить уровень освоения учащимися поставленной перед ними задачи. Им необходимо за определенное время составить генетический ряд Fe+2 и Fe+3, составить уравнения реакций получения железа из его оксидов Fe2O3и Fe3O4, используя в качестве восстановителя: водород; алюминий; оксид углерода (II); написать для каждой реакции электронный баланс.

Для эффективного освоения следующих пунктов плана по вышеуказанной теме, таких, как «Получение железа в промышленности и его применение», «Сплавы», «Железо в природе и жизни человека» нами была избрана технология проектного метода. Этот метод, прежде всего, предполагает творческую работу учащихся под руководством учителя, осуществляющим в одном лице функции и консультанта, и координатора, и помощника детей. Каждый из участников проекта отвечает за свою часть работы и состоит в постоянном творческом общении с остальными. При этом акцент делается на самореализацию различных индивидуальных качеств учащихся, таких, как аналитические, художественные, эвристические, коммуникативные и другие таланты и способности.

Каждая малая группа, состоящая из 4–5 человек, выбирает тему для своего мини-проекта. Под руководством учителя во внеурочное время учащиеся осваивают ту или иную мультимедийную технологию для того, чтобы научиться создавать презентации. Проведение этого вида исследовательской работы требует от учителя предварительной подготовки мини-тем проекта, сроков работы, определение целей работы каждого участника проекта, составление перечня вопросов для исследования, обсуждение с участниками мини-проектов презентации.

Первая группа, подготовившая презентацию о присутствии железа в живой природе, в воде, в Земле и космосе, во главу угла своего проекта выдвинула тезис, что все живое не может жить без железа в организме, что железо есть всюду: и в морской воде, и на дне океанов, и в коре Земли, и атмосфере Солнца и звезд. Следующие проектные группы рассказали о способах получения железа в промышленности, о сплавах, широко использовав видеоклипы о работе металлургических комбинатов, где получают чугун и сталь. Особо значимой и содержательной оказалась презентация учащихся, работавших над темой о значении железа в жизни человека. В игровой форме ими были представлены сведения о роли железа в процессе фотосинтеза, о гемоглобине, который осуществляет транспорт кислорода от органов дыхания к тканям, и углекислого газа от тканей к органам дыхания, о суточной потребности человека в железе и о содержании железа в различных продуктах. Приемы игры, богатые видеоиллюстрации позволили им в максимальной степени достичь поставленных задач.

В целях развития интереса к изучаемой в классе теме одной из учениц, увлекающейся чтением художественных текстов, было дано задание найти в романе французского писателя-фантаста Жюль Верна «Таинственный остров» описание способов получения инженером Сайрусом Смитом металла. Она построила сою презентацию на анализе способов выживания невольных робинзонов на необитаемом острове доказала, что благодаря бытовым и научно-технологическим знаниям этого героя они смогли быстро создать процветающую мини-цивилизацию в изоляции от остального мира: получить огонь, вырастить из единственного зернышка пшеницу, построить мельницу, печи для обжига посуды, провести примитивный телеграф. Но главная их победа заключалась, по мнению автора этого проекта, в том, что колонисты острова, названного ими островом Линкольна, было получение чистого металла. Результаты проекта настолько оказались действенными. Что все ученики обратились к чтению и последующему обсуждению романа французского фантаста.

Последняя часть освоения учащимися данной темы, отведенная на закрепление материала и контроль знаний о железе и его соединениях, также была проведена в интерактивной форме. Учащиеся самостоятельно при помощи опорной схемы, составленной заранее учителем, определяют химические и физические свойства железа, пишут свой вариант графического диктанта, проводят эксперименты с серой, соляной кислотой, сульфатом меди, объясняют свои наблюдения и составляют уравнения химических реакций. В завершение уроков, посвященных железу и его соединениям, учащиеся выполняют тесты по изученной теме.

Такая структура уроков, с нашей точки зрения, позволяет сформировать устойчивые знания о железе как химическом элементе, а экспериментальные и практические задания развивают креативные способности учащихся, вырабатывают умение применять полученные знания на практике. Особенно продуктивным явилась технология выполнения учебного мини-проекта во внеурочное время, в ходе реализации которого учащиеся научились самостоятельно анализировать, сравнивать, обобщать и систематизировать материал по заданной теме, что, в конечном счете, способствует развитию у детей таких качества мышления, как объективность, лаконизм и ясность, самоконтроль и активность.

Литература:

1. Уроки Химии Кирилла и Мефодия // https://allsoft.ru/software/computer-education/textbooks/uroki-khimii-kirilla-i-mefodiya-9-klass
2. Малышкина В. Занимательная химия. — СПг: Тригон, 2001.
3. Степин Б. Д., Аликберова Л. Ю. Книга по химии для домашнего чтения. — М.: Химия, 1995.
4. Я иду на урок Химии: книга для учителя. — М.: Первое сентября, 2000.