Использование виртуальных химических лабораторий для формирования учебно-исследовательских умений учащихся

Мингалеева Гульсиня Закариевна

МБОУ СОШ № 91г.о. Самара

Использование виртуальных химических лабораторий для формирования учебно-исследовательских умений учащихся

Сегодня мы говорим о формировании метапредметных умений и навыков, под которыми подразумеваются освоенные обучающимися на базе одного, нескольких или всех учебных предметов способы деятельности, применяемые как в рамках образовательного процесса, так и в реальных жизненных ситуациях. В связи с этим возникает необходимость внедрения инноваций в учебный процесс школы с целью повышения качества образования. Одним из способов решения этой проблемы является применение в учебном процессе электронных образовательных ресурсов (ЭОР).

В своей педагогической деятельности широко использую виртуальные химические лаборатории со страниц сайта www.school-collection.edu.ru, Yeanka. Виртуальные лабораторные работы в виде модулей ОМС представлены в нескольких вариантах. Это моделирование молекул различных веществ, моделирование механизмов химических реакций, способов образования различных видов связей. Также представлены работы по распознаванию и синтезу веществ. Оформление отчёта сопровождается фотографированием промежуточных результатов, записью уравнений реакций. Компьютер помогает учителю проследить за всеми тонкостями практической работы, чётким соблюдением техники безопасности, правильной последовательностью выполнения опытов. Виртуальная лаборатория доступна всем, так как выложена в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов. Используя эти ресурсы, можно задавать домашние исследовательские работы, По ходу работы учащиеся могут заполнять Google таблицу, составленную учителем или тьютором заранее. После этого происходит совместный анализ и обсуждение результатов. Ученик может видеть результаты всех, оценивать их, анализировать ошибки. Yeanka позволяет проводить исследовательские работы, даже не включенные в примерную программу образования по химии. Эти опыты целесообразно проводить на элективных занятиях.

Использование лабораторий  ограничено материальными возможностями  школ. Это связано с ограничением доступа в компьютерный класс. Вот здесь то и нужна модель "1 ученик - 1 компьютер". Только в этом случае мы можем превратить школьника в настоящего исследователя. Второй вариант выхода из данной ситуации - использование домашних компьютеров и выполнение работ исследовательского характера дома. И тогда актуальным становится вопрос об организации самого исследования, разработке методики его проведения. Поэтому на первых этапах организации исследования можно рекомендовать работу с инструкциями учителя. Приведу пример инструкции к изучению материала по теме «Галогены» в 9 классе.

Введение.

Задача 1. Познакомиться  с историей открытия галогенов.

Элементы 7 группы из периодической таблицы известны как подгруппа галогены. Они образуют опасные вещества, которые нуждаются в осторожном обращении. Кто и как открыл эти элементы? Можешь составить ленту времени « Открытие элементов семейства галогенов».

Задача 2. Изучить физические свойства галогенов

1. Откройте модуль файла Yenka. Исследовав символы опасности для каждого элемента, решите, который из галогенов является наиболее опасным.

3. Запишите формулу каждого из веществ. Какой тип связи в этих молекулах? Найдите характеристики связей в молекулах галогенов, сопоставьте их и сделайте вывод. Найдите ресурс, характеризующий тип связи молекул галогенов. Укажите ссылку на него и опишите достоинства данного ресурса.

4. Какой тип кристаллической решетки имеют галогены? Какими должны быть физические свойства галогенов в связи с этим? У какого из галогенов хлора или йода будет более высокая температура плавления и кипения? Объясните свой ответ. Найдите ресурсы ЭОР, характеризующие физические свойства галогенов.

5. Используя лабораторию Yenka, проведите исследование «Определение температуры фазовых переходов йода». Запишите наблюдения в дневник исследования. Приведите примеры таких превращений в природе.

6. Чему равна относительная молекулярная масса брома? Как вы предполагаете, бром будет твёрдым телом, жидкостью или газом при комнатной температуре? Учитывая его положение в периодической таблице (между хлором и йодом), Вы ожидаете, что бром будет более или менее опасен, чем йод?

Задача 3. Изучить химические свойства галогенов

Найдите ответы на следующие вопросы и заполните таблицу «Сравнительная характеристика галогенов». Таблица доступна для работы в вашей группе.

1. Почему галогены  располагаются в VII группе Периодической системы?

2. К какому классу  веществ относятся галогены?

3. Чем объяснить окислительные способности галогенов, и какой галоген проявляет их в большей степени?

4. Как опытным путем доказать, что химическая активность галогенов разная?

5. Откройте модуль ОМС http://fcior.edu.ru/card/9884/laboratornaya-rabota-himicheskie-svoystva-galogenov.html - лабораторная работа “Химические свойства галогенов”. Заполните  отчет по работе и выводы зафиксируйте в предложенной таблице 2 в вашей Google группе.

Задача 4.  Изучить способы получения галогенов

Выполните виртуальный  опыт «Получение хлора» используя ресурс http://fcior.edu.ru/card/12530/laboratornaya-rabota-poluchenie-hlora.html. Сохраните отчет о работе. Можно ли аналогичным способом получить другие галогены? Заполните таблицу в группе.

Задача 5.  Применение галогенов.

Найдите ресурсы, отражающие области применения галогенов и составьте кластер «Применение галогенов» в Google рисунках или на листе А4. Можете составить ментальную карту в Mind42, не забудьте предоставить доступ к Вашим документам учителю.

Задача 6. Проверить усвоенные знаний.

Откройте  ЭОР ОМС http://fcior.edu.ru/card/6759/testy-po-teme-himicheskie-svoystva-galogenov.html - тесты по теме "Химические свойства галогенов", выполните его задания, результаты тестирования сохраните в виде скрин-шота и присоедините к вашему Google документу. Не забудьте сжать изображение!

Этот вариант инструкции изучения темы «Галогены» подходит для проведения урока по следующему варианту: новый материал начинаем изучать не в классе, а предлагая очередной учебный блок из информационных, практических и контрольных модулей в качестве домашнего задания. Выборочный опрос, с которого обычно начинается урок, не проводим, так как достаточно просмотреть результаты домашней самоаттестации учеников и заполненные таблицы в Google-документах, при этом информации о текущем состоянии учебного процесса имеем гораздо больше, чем в результате традиционного опроса. Вместо одностороннего изложения учебного материала организуем ответы на вопросы, возникшие при выполнении домашнего задания, затем в процессе дискуссии, требующей от учителя детализации, дополнений, разъяснений, формулируем общие выводы. Если использовались индивидуальные образовательные траектории, разумно дать ученикам возможность сравнить и поспорить по поводу результатов теоретического и практического усвоения новых УУД.

Изучение химии с  применением IT-технологий имеет коренное отличие от классической системы обучения. Это отличие состоит в изменении роли учителя: он уже не основной источник знаний, его функция сводится к консультационно-координирующей. Задача учителя – подобрать ЭОР в соответствии с содержанием учебного материала, возрастными и психологическими особенностями школьников, а также с умением учащихся использовать компьютер.