Организация и проведение проектных работ по химии использованием датчиков цифровых лабораторий

Актуальность проекта: О необходимости применения  в учебно-познавательном процессе инновационных методов, исследовательской деятельности говорится  в нормативных образовательных документах.  Например, в Федеральном государственном образовательном стандарте (далее ФГОС) подчеркивается важность применения самостоятельной практической и исследовательской деятельности учащегося, которое направлено на освоение основных понятий. Согласно ФГОС главным подходом в современном образовательном процессе является системно-деятельностный подход, суть которого заключается в том, что современный школьник должен уметь самостоятельно добывать материал и уметь применять полученные теоретические знания на практике. Учитель при этом даёт лишь направление, поэтому важной составляющей современного образования является внедрение  инновационных методов и технологий, способствующие к повышению эффективности учебного процесса.

Объект исследования: учебно-воспитательный процесс в средних общеобразовательных учреждениях

Предмет исследования: методическая деятельность учителя химии по организации и проведении проектных работ по химии с применением датчиков цифровых лабораторий

Целью работы  является выявление особенностей организации и проведения проектных работ по химии с использованием датчиков цифровых лабораторий  для применения в урочной и во внеурочной деятельности

Задачи:

  1. Показать специфику применения проектного метода в школьном химическом образовании
  2. Рассмотреть методику организации и проведения проектной деятельности по химии;
  3. Подготовить и оптимизировать проектные работы с использованием компонентов цифровых лабораторий.

Содержание

Всестороннее осуществление системно-деятельностного подхода реализуется через применение проектной деятельности. Известно, что применение метода проектов не только помогает овладеть хорошей базой знаний, но и способствует формированию всех универсальных учебных действий, которые прописаны в нормативном образовательном документе.

Но в последние годы в условиях постоянного развития общества использование только традиционных приборов и оборудований недостаточно. Поэтому следует внедрить  в образовательный процесс приборы нового поколения, которые  значительно повысят  у учеников интерес к изучению предмета.  Во время организации и проведении проектных работ целесообразным считается использование цифровых лабораторий. Цифровая лаборатория – это инновационное учебное оборудование для проведения большого количества демонстраций, исследований, опытов, и лабораторных работ. [1] Она используются в учебном процессе для осуществления практических занятий и лабораторных опытов на уроках предметов естественнонаучного цикла (химия, биология, физика) и для организации проектных, исследовательских работ, как в урочное, так и внеурочное время. Применение цифровых лабораторий позволяет проводить эксперименты на качественно другом уровне. По сравнению с традиционными лабораториями они  дают возможность существенно сократить время на организацию и проведение работ, повышают точность и наглядность экспериментов, предоставляют практически неограниченные возможности по обработке и анализу полученных данных.  Цифровые лаборатории позволяют достичь учителю химии поставленных ФГОС  задач и дают возможность сконцентрировать внимание учащихся на постановку цели, задач, анализе полученных данных.[2]

Рассмотрев и изучив основные датчики цифровых лабораторий,  которые используются   во время проведения проектных работ,  я ихсистематизировала следующим образом: датчики, используемые в электрохимических исследованиях;

датчики, используемые в оптических методах анализа; датчики, используемые в титриметрии.

Относительно к школьному курсу химии проектная работа с использованием датчиков цифровых лабораторий может быть организована двумя подходами: [3]

  1. 1. прямая связь проекта с учебными темами – урочное время

Первый вид – проектный урок. Сюда можно отнести специально выделенные часы, отведенные на проект. Из-за того, что проектная деятельность занимает много времени, оптимальным будет использование таких уроков 1-2 раза в год по какой-то определенной теме. Выбор формы проведения таких уроков напрямую зависит от вида проводимой проектной работы

Второй вид уроков – урок, на которых  могут быть использованы проекты,  заранее выполненные отдельными группами или индивидуально. Такой урок состоит из презентации проектных работ и обсуждения с остальными учащимися его результатов. 

  1. использование проектной деятельности во внеурочное время

Организация проектной работы во внеурочное время осуществляется в рамках факультативных и элективных курсах по выбору, в рамках проведения кружков по химии или во время свободной самостоятельной работы. Во время выполнения и защиты проектной работы школьники учатся отстаивать свои точки зрения, аргументировать их,  приобретают коммуникативные умения и навыки, а также более осознанно подходят к выбору будущей профессии. Но, следует отметить, что «учитель» - «внеурочное время» - «проектная деятельность» - «ученик» должна функционировать не только  как самостоятельное целое, но и в комплексе.  [4]

С целью выявления заинтересованности и отношения учеников к проектной деятельности по химии, мы опросили учеников 10-11-х классов РТ.Результаты опроса показали, что существует ряд проблем в школьном химическом образовании:

- Ученики не вовлечены, не замотивированы в выполнении проектной деятельности.

- При выполнении проектных работ, многие ученики не знают зачем они выполняют какую-либо работу и   не чувствуют свой вклад, делают выводы по определенным шаблонам(недостаток внимания к вкладу учащихся).

Исходя из этого,  я предлагаю ввести новые модули при организации проектных работ

  1. МотивацияЗдесь важно найти осознанный и логичный ответ на такой вопрос, как «Что важно для ученика». При выборе тем и при его озвучивании ученикам следует охватить реальные проблемы, которые несут значимость для учащихся.Каждый проект должен начаться с центрального вопроса, которая должна касаться повседневной жизненной ситуации или противоречивой общественной ситуации, предстоящую решить, применив химические знания и навыки. Затем идут подвопросы, которые используются для структурирования основного вопроса. Использование цифровых лабораторий также является важным аспектом заинтересования школьников.  Такой формат преподавания заставит учащихся воспринимать предложенный школьной программой материал как более актуальный и полезный.
  2. ХимизмНа этом этапе ученики применяют свои полученные знания и параллельно отвечают на вопрос «Помогает ли им преподаваемая в школе химия найти ответы на поставленные в I блоке вопросы». В школьной химии у учеников  нет четкого представления об этих теоретических контекстах. Именно поэтому на этом этапе важно проконтролировать действительно ли ученик понимает  с какой целью он делает определенный опыт, эксперимент, анализ и т.д
  3. ВкладНа данном этапе следует найти ответы на вопросы:«Чувствует ли ученик свой вклад к проектной работе?», «Доволен ли он полученными результатами?», «Помогла ли проектная работа ответить на актуальные для него вопросы?»

Следует отметить, что при правильной организации вышеуказанных блоков ученики наиболее максимально приближаются к роли учителя, а учитель выступает лишь в качестве наблюдателя, задача которого состоит в предоставлении адекватной обратной связи по проектным работам. Придерживаясь данной модули, мною были разработаны методики проектных работ по следующим темам: «Сравнение возможностей  традиционных и цифровых измерительных приборов»,  «Исследование физико-химических показателей воды», «Химические свойства алюминия», «Сравнение состава воздуха в комнате и выдыхаемого воздуха»

         Таким образом, школьники с помощью датчиков цифровых лабораторий не только осваивают предложенный учебным курсом материал, но и закрепляют  важные химические понятия.

Заключение

Применение проектной деятельности на уроках химии с использованием цифровых лабораторий направляет  их на правильное применение и осмысление теоретических знаний на практике, развивает  исследовательские и предметные навыки, помогает реализовать   системно-деятельностный подход.

2.При организации и проведении проектной деятельности по химии следует соблюдать наличие следующих этапов: мотивация – химизм – вклад. Данный формат организации проектной работы позволит обучать учащихся самостоятельному мышлению и деятельности, системному подходу в самоорганизации.

Список литературы

Анисимова Г.А. Библиотека сетевых образовательных ресурсов для современного учителя химии // Современные информационные технологии в обучении химии: Материалы III областной научно- практической конференции учителей химии и преподавателей вузов– Пенза: ПГПУ, 2006. – С. 20 –21.

  1. Аршанский Е.Я., Белохвостов А.А. Методика обучения химии в условиях информатизации образования: учебное пособие – Москва: Интеллект –Центр,2016. с.137
  2. Березина Ю.Б. Использование информационных технологий на уроках химии как одно из условий реализации ФГОС В сборнике: Современные информационные технологии. Теория и практикаматериалы II Всероссийской научно-практической конференции в рамках ИТ-форума «ICITY 2015: Информатизация промышленного города». 2016. С. 32-36.
  3. Sagitova R.N. Optimization of laboratory work in organic chemistry for the training of chemistry teachers / R.N. Sagitova, S.I.Gilmanshina, I.A. Kadyrova, E.N. Vaseva / ChemijaMokykloje - 2017 (Chemistry in school - 2017), 19 April 2017. Kaunas: KaunasUniversityofTechnology, 2017. Р.47-48.