Школа-лицей №8

для одаренных детей г. Павлодара

т.8(7182)534714

т. 8(7182)534714

Использование информационных технологий в обобщающем уроке химии по теме:

«Первоначальные химические понятия»

Автор:

Молокова Ирина Николаевна,

преподаватель химии

Программное обеспечение:

Кафтункина Любовь Николаевна,

преподаватель информатики

г. Павлодар

2012г

1. Введение

Предметная область использования материала: химия, 8 класс

Данный урок может быть использован при обобщении и контроле знаний по теме Первоначальные химические понятия, а также при раннем изучении факультативного курса химии.

Функция в образовательном процессе: предоставленный материал выполняет исследовательскую, моделирующую, иллюстративную, тренинговую и контролирующую функции.

Результаты и выводы: Рассмотрена целесообразность использования информационных технологий для проведения уроков химии. Создание современного программного комплекса обобщающих уроков по химии за курс 8 класса позволят получить глубокое усвоение учебного материала на основе моделирования и высокие результаты за минимальное время обучения. Обобщающие уроки с применением новых ИТ способствуют развитию интереса к предмету, воплощают в себе идею высокой взаимной требовательности и уважения, опираются на возросшую самостоятельность учащихся, и наконец, значительно расширяют и обогащают методический арсенал учителя.

Цели создания: создать комплекс обобщающих мультимедийных уроков химии с применением современных информационных технологий для повышения эффективности усвоения учебного материала на основе моделирования и получения высоких результатов за минимальное время обучения.

Гипотеза работы: Если использовать современные информационные технологии при отборе содержания теоретического материала, практической части организации учебной деятельности учащихся, то можно получить глубокое усвоение учебного материала на основе моделирования высокие результаты за минимальное время.

Этапы работы:

а) изучение специальной научной литературы;

б) сбор фактического материала;

в) обработка фактического материала, анализ соответствия собранного материала

современным требованиям;

г) на основе новейших данных создание учебного модуля;

д) апробация в ходе учебного процесса.

Методы работы:

научно-аналитические

сопоставительные

творческие

практические

Новизна исследования состоит в создании мультимедийных уроков химии для обобщения знаний не только за курс VIII класса, но и для раннего изучения химии, для подготовки к олимпиадам и т.п. Самым важным звеном в этих уроках является практикум на основе разработанного программного обеспечения, позволяющий производить моделирование различных ситуаций, что, несомненно, будет способствовать развитию творческих способностей учащихся. Практическая часть направлена на формирование самостоятельной познавательной деятельности учащихся.

Актуальность и научное обеспечение: Сегодня человечество вступает в новую стадию развития - информационное общество, где важнейшим продуктом общественной жизни являются информационные ресурсы. Темпы научно-технологического развития, создания новых технологий, техники и продукции так высоки, что традиционная образовательная система не смогла их быстро и адекватно отражать в учебных программах, технологии общения и повышения квалификации преподавателей.

Требуются глубокие радикальные изменения сущности и организации процессов обучения, развития новой образовательной системы на основе компьютерных и телекоммуникационных технологий. Необходим поиск принципиально новой модели образования, соответствующей требованиям наступающей информационной цивилизации. Государственная программа Президента Республики Казахстан по информатизации среднего образования предполагает обновить систему среднего образования путем кардинальной смены научно-методической, учебно-методической базы обучения, форм и методов управления образованием на основе глубокого внедрения новых информатизационных и телекоммуникационных технологий[1,12].

План информатизации школы-лицея №8 для одаренных детей предусматривает выполнение задач соответствующей программы Павлодарской области в исполнении Государственной программы Республики Казахстан по информатизации среднего образования:

• Активизировать учебно-познавательную деятельность учащихся, развить творческие способности, повысить уровень самостоятельности в добывании и усвоении знаний, повысить интерес к учебе;

• Получить экспериментальные образцы применения информационных технологий в практике преподавания школьных предметов;

• Получить новые инновационные технологии в результате внедрения информационных технологий в учебный процесс.

Любому специалисту, связанному со школой, очевидно, что процесс обучения химии должен быть приведен в соответствие с современным состоянием химической науки и со способами передачи знаний современными средствами.

Применения компьютеров на уроках химии позволит повысить их эффективность, сделать занятия более наглядными и интересными, значительно расширит возможности активизации деятельности школьников, а непрерывная обратная связь оживит учебный процесс, способствуя повышению его динамизма, что, в конечном счете, ведет к формированию положительного отношения учащихся к изучаемому материалу. Исключить проблемы и расширить возможности использования ЭВМ в школе позволит применение мультимедийных технологий. Ведь с помощью компьютера можно смоделировать многие сложные химические процессы и закономерности, существенно повысив при этом уровень наглядности изучаемого материала. Появляется возможность подбирать наглядный материал в необходимом объеме. Созданию компьютерных уроков по химии предшествует большая подготовительная работа, которая складывается из следующих этапов:

• Разработка подробного сценария урока (учитель химии);

• Обсуждение содержания, структуры и методики урока на методическом объединении (этот этап необходим для того, чтобы в последствии другие учителя могли использовать созданную программу на своих уроках);

• Конструирование обучающего программного средства, например, в среде объектно-ориентированного программирования VISUAL BASIC (преподаватель информатики);

• Тестирование созданного программного средства;

• Проведение урока с использованием созданной программы.

Анализ и обобщение результатов данной экспериментальной работы позволяет предположить, что при широком внедрении ЭВМ в учебный процесс с использованием интерактивной доски изменится сама схема технологии обучения, а это, очевидно, приведет к пересмотру многих традиционных подходов к построению современного урока химии.

2. Создание прикладного программного обеспечения (ППО)

ППО, которое сейчас предлагается, редко пригодно для процесса обучения, т.к. по всей видимости, создано программистами без участия педагогов.

Каждый созданный программный продукт, несомненно, должен подвергаться практической проверке. Если восприятие учащимися учебного материала не улучшилось, если их понимание не изменилось в качественном смысле, если не углубились их навыки и умении, то тогда правомерным ставится вопрос, а к каким положительным результатам привело подобное компьютерное обучение? Если оценка учителя не содержит положительных моментов подобное ППО не должно использоваться.

Программы данного комплекса составлены так, что учебный процесс строится как единый цикл компьютерных заданий, каждое из которых предполагает ту или иную форму использования вычислительной техники при передаче учебного материала, контроле и в самостоятельной работе учащихся. Состав программ входящих в комплекс соответствует структуре курса химии 8 класса, наиболее объемные задания разделены на несколько программ.

Структурная схема программного комплекса «Первоначальные химические понятия»

Программный комплекс представлен 2 программами (индивидуальный тур и командный тур), которые разделены соответственно на 4 и 3 раздела и представляют собой мощное контролирующее средство, для проверки знаний по всем разделам выбранной темы. Каждая учебная программа этого цикла выполняет несколько дидактических функций: обучение, контроль и тренировочные упражнения. Программы, имея простой интерфейс, рассчитаны на самостоятельную индивидуальную работу учащихся, обеспечивая ознакомительную форму представления знаний, тренинг типовых умений, контроль усвоения материала, формирование практических навыков с помощью программ-тренажеров. Игры, включающие элемент обучения, имеют большое преимущество перед другими типами программ, т.к. создают у учеников стремление к соревнованию с другим учеником, с самим собой или ЭВМ. К таким программам и относятся тренажеры. Другое преимущество тренажеров - возможность многократного повторения, что делает их прекрасным средством для подготовки к зачетам, экзаменам.

Областью разработки программ является интегрированная среда программирования Visual Basic 6.0. Такой выбор среды программирования обуславливается многими факторами:

• Объектное - ориентированное визуальное программирование(DELPHI , VISUAL BASIC)-следующий эволюционный шаг вперед, дающий возможность исследовать варианты программного продукта, делать ошибки прежде, чем принять определенное решение. Впервые появилась возможность начать работу с разработки макета - информационного объекта и выработать единое понимание того, что должен делать одновременно пользователь и программист;

• относительная легкость восприятия синтаксиса языка;

• Visual Basic- язык интерпретирующего типа. То, что Visual Basic относится к языкам интерпретирующего характера, значительно облегчает программисту поиск ошибок в тексте программы;

• интегрированная среда программирования Visual Basic 6.0.позволяет применять современную технологию программирования, используя все возможности WINDOWS;

• данные преимущества среды программирования позволяют привлечь к выполнению ППО учеников специализированных классов.

В комплекс Первоначальные химические понятия входят следующие программы:

Индивидуальный тур:

1. Физические и химические явления

2. Чистые вещества и смеси

3. Химические уравнения

4. ТЕСТ

Содержание программ приведено в приложении А. Программы содержат практикумы , основанные на моделировании различных ситуации, тест для проверки знаний. Последовательность и состав вопросов для теста многовариантен.

Командный тур:

5. «Исчезнувшее слово»

6. «К сияющим вершинам»

7. «Химик-экспериментатор»

Содержание программ приведено в приложении С. В комплекс включена, программа релаксации учащихся.

Разработанные программы выполнены в одном стиле, но отличаются дизайном. Оформление программ произведено с помощью современных инструментальных средств. Интерфейс соответствует стандартному, достаточно удобен и прост в использовании.

Данная экспериментальная работа (проект) подвергалась промежуточному контролю:

март 2008г. - творческий отчет школы-лицея №8, где присутствовали сотрудники ИПКПК Департамента образования Павлодарской области. Проект, находящийся в заключительной стадии разработки, получил высокую оценку. Проходил апробацию в 5^о классе(15 учеников в экспериментальной группе раннего изучения химии).

Результаты (количество оценок):

отлично

хорошо

удовлетворительно

неудовлетворительно

9

6

-

-

В школе-лицее №8 на изучение курса химии классах выделяется 2-3 часа в неделю. Введение в учебный процесс новой ИТ обучения позволит учащимся за счет более эффективной методики, использующей программное обеспечение , закончить изучение курса химии средней школы на качественно более высоком уровне и даже в более ранние сроки.

Интересны результаты, показывающие отношение учащихся к использованию ЭВМ в обучении химии. Практически все ученики с большим желанием работали с обучающими, моделирующими разделами компьютерных программ этого комплекса, а те учащиеся, которые участвовали в создании ПО, получили отличные знания по информатике в области программирования. Учебные программы помогли учащимся качественно усвоить содержание основных тем, позволили научиться применять теоретические знания для решения конкретных задач.

3. План урока

Обобщение по теме: «Первоначальные химические понятия».

Цели урока:

• Обобщить первоначальные химические понятия, уметь составлять химические формулы, уравнения химических реакций, определять их тип.

• Обобщить знания о веществе и химической реакции на основе атомно-молекулярного учения, показать значения этих знаний в теории и практике.

• Уметь решать задачи с использованием понятий «массовая доля элемента в веществе».

• Проводить опыты по разделению смеси, уметь пользоваться химическим оборудованием и разными видами химической посуды.

• Уметь работать в коллективе и самостоятельно, уметь выделять главное, сравнивать, делать выводы.

1. Вступление.

2. Индивидуальный тур: «Разминка»

1) Физические и химические явления

2) Чистые вещества и смеси

3) Химические уравнения

Проводится с помощью ППО (Приложение А). Подробное содержание конкурса приведено в Приложении В

3. Командный тур

4) «Исчезнувшее слово»

5) «К сияющим вершинам»

6) «Химик - экспериментатор»

Проводится с помощью ППО (Приложение С). Подробное содержание конкурса приведено в Приложении D.

4. Тест

Проводится с помощью ППО (Приложение А).

5. Подведение итогов.

Проводится с помощью ППО (Приложение С).

6. Домашнее задание

Ход урока

Вступление:

Урок начинается со стихов. Их написал замечательный русский ученый М.В. Ломоносов, человек поистине энциклопедических знаний. Он сделал немало открытий не только в таких науках, как химия, физика, астрономия, но и с большим успехом работал в области литературы, риторики и др. Ломоносов писал о химии:

В земное недра ты, Химия,

Проникни взора остротой,

И что содержит в нем Земля,

Драги сокровища открой.

Поистине сокровищами являются те знания , которые получает (накапливает) каждый человек в течении всей своей жизни.

Ученики разбиваются на 3 команды (так предусмотрено и в ППО). Следует их предупредить о том, что оценка каждого будет складываться из оценки в индивидуальном туре, в командном туре и по результатам тестирования.

Индивидуальный тур

Для выполнения индивидуального тура учитель должен объяснить особенности выполнения заданий тура на интерактивной доске. Ученики за компьютером на своем рабочем месте (РМУ) должны работать с программой и подводить итоги самостоятельно, используя лист подведения итогов (Приложение Е). Если компьютеров не достаточно, можно в пределах команды еще производить деление на подгруппы (желательно сгруппировать учеников по способностям).

Индивидуальный тур состоит из 3-х этапов:

• Задание 1 касается физических и химических явлений. Необходимо определить, к каким явлениям относятся приведенные примеры и с помощью мышки перетащить название явления в соответствующий столбец.

• Задание 2. Игра «Крестики и нолики». Ученики должны найти выигрышный путь в таблицах (в 1 таблице - выбрать чистые вещества, во 2- -смеси). Для этого следует выделить соответствующие пункты мышкой.

• Задание3. «Химические уравнения». Этот конкурс предполагает проверку усвоения понятия «валентность», умения составлять формулы по валентности, расставлять коэффициенты в уравнениях, определять тип реакции. Работа с этой часть программы аналогична заданию 1.

Для снятия усталости можно привести такие слова: «НУ что ж, вы, наверное, очень устали, вам пришлось много потрудиться, поэтому теперь необходимо немного отдохнуть, расслабиться» и предложить ученикам провести 2-3 минутную разминку для глаз, включив программу релаксации.

Командный тур

Командный тур проводится на интерактивной доске. Представители команд по принципу «Кто быстрее» выполняют задания по очереди. Если команда обнаружила, что задания выполнены неверно и еще обработка результатов не началась, ситуацию можно исправить. Но учитель четко должен следить за отведенным на тур временем.

Великая волшебница Гаргона приготовила нелегкие испытания для команд:

• Испытание первое: « Исчезнувшие слова». Эти предложения были написаны таинственными чернилами и лежали на солнце - некоторые слова выгорели. А теперь их надо восстановить. Читайте и вставляйте пропущенные слова в предложения - «атом» или «молекула». Задание выполняется с помощью маркера интерактивной доски знакомым перетаскиванием.

• Следующий конкурс «К сияющим вершинам». Это конкурс по решению задач. Лишь тот доберется до «вершины горы», кто сумеет быстро и правильно решить задачу. Результат решения задачи вводится в специальное окно программы.

• Следующий конкурс «Химик-экспериментатор» (домашнее задание, предварительно подготовленное). Работа с интерактивной доской аналогична первому конкурсу.

После окончания всех испытаний компьютер предоставляет на интерактивной доске подробный и наглядный (с помощью графика) отчет о проделанной работе.

Заключительным этапом обобщающего урока является тестирование, которое проводится на РМУ.

Проверьте, заполнен ли лист подведения итогов, пусть ученики добавят в лист результаты командного тура и тестирования, подсчитают сумму баллов и поставят оценки в дневник.

На следующем уроке следует после анализа оценочных листов, становится на тех вопросах, где допущены ошибки.

Домашнее задание (творческое). Составить кроссворд по теме «Первоначальные химические понятия». На оценку влияет размер и оформление кроссворда.

Приложение А

Индивидуальный тур: «Разминка»

1) Физические и химические явления

2) Чистые вещества и смеси

3) Химические уравнения

Приложение В

1-й тур (индивидуальный)

Работа за персональными компьютерами

Задание 1: Физические и химические явления

Определите, к каким явлениям физическим или химическим, относятся следующие примеры.

• испарение воды

• замерзание воды

• помутнение воды под действием углекислого газа

• разложение перманганата калия

• ковка металла

• горение серы

• ржавление гвоздя

• плавление свинца

• обугливание лучины

• горение фосфора

• горение свечи

• разложение воды под действием постоянного тока

Задание 2: Чистые вещества и смеси

Игра в «Крестики и нолики». Найдите выигрышные пути на следующих таблицах, если выигрышный путь составляет в а) чистое вещество, б) смесь

1)

Сера

Сахар

Кофе

Золото

Поливитамины

Железо

Спирт

Песок

Молоко

2)

Сок

Спирт

Серебро

Дистиллированная вода

Воздух

Бензин

Золото

Глина

Лимонад

Задание 3: Химические уравнения

Закончите уравнения химических реакций, расставьте коэффициенты и укажите к, какому типу реакции можно отнести каждую из них:

1) HgO → 5)CaCO3 → 9) Fe(OH)3 →

2) Mg + O2 → 6)Ca + Cl2 → 10)Al + O2→

3) Fe + CuCl2 → 7)Zn + HCl → 11)CuSO4 + Fe→

4) Al(OH)3 + H2SO4 → 8)MgCl2 + AgNO3→ 12)Fe2O3 + HNO3→

Приложение С

Командный тур

4) «Исчезнувшее слово»

5) «К сияющим вершинам»

6) «Химик - экспериментатор»

Приложение D

2- тур (командный)

Работа с интерактивной доской.

Задание 1: «Исчезнувшее слово»

В приведенных предложениях вставьте пропущенные слова - атом или молекула: (устно)

1-я команда:

1. Воздух - смесь, в состав которой входят …….. кислорода.

2. ……… воды состоят из ………. кислорода и водорода.

3. Сладкий вкус варенья принадлежит, содержащимся в нем ……. сахара.

2-я команда:

1) При растворении кислорода в воде ……. кислорода распределяются между ……. воды.

2) В состав …… сахара кроме ……. кислорода и водорода входят …….углерода.

3) Запах йодной настойки обусловлен испарением из нее ……. йода.

3-я команда:

1) Для дыхания животных необходимы ……. кислорода.

2) Запах тухлых яиц обусловлен …… сероводорода, которые состоят из …… водорода и ……. серы.

3) При растворении сахара в воде …… сахара равномерно распределяются между …… воды.

Задание 2: «К сияющим вершинам»

Это конкурс по решению задач. Лишь тот доберется до «вершины горы», кто сумеет быстро и правильно решить задачу.

Задача:

Вычислите, в каком из природных соединении, массовая доля элемента железа больше в Fe2O3 , Fe3O4 или FeS2.

Какой из природных минералов: красный железняк, магнитный железняк или пирит, соответственно, более выгодно использовать для получения железа в промышленности.

На доске записать ответ:

1-я команда: Вычислите массовую долю элемента железа в пирите - FeS2.

2-я команда: Вычислите массовую долю элемента железа в красном железняке-Fe2O3.

3-я команда: Вычислите массовую долю элемента железа в магнитном железняке- Fe3O4.

Задание 3: Практический конкурс (домашнее задание):

«Химик- экспериментатор».

Проверяем домашнее задание:

Составить план разделения смеси. Подобрать необходимое оборудование и реактивы для выполнения данного опыта. Определить область применения данных веществ в жизни.

1-я команда:

Отделить песок от поваренной соли. Какая это смесь? Какие виды смеси вы знаете?

2-я команда:

Отделить железо от серы. Какая это смесь? Чем отличается смесь от сложного вещества?

3-я команда:

Выделить соль из раствора. Какая это смесь? Какие способы разделения смеси вы знаете?

Приложение Е

Лист подведения итогов

Поставьте в таблице «+», если вы выполнили задание правильно, «-» если неправильно.

1-й тур (индивидуальный):

Задание

Результат

1-е задание

2-е задание

3-е задание

2-й тур (командный):

1-е задание: «Исчезнувшее слово»

Атом

Молекула

2-е задание: «К сияющим вершинам»

Вычисление Относительной молекулярной массы (Мr)

Вычисление массовой доли элемента в веществе (w,%)

3-е задание(практический конкурс): «Химик экспериментатор»

Составление плана разделения смеси

Подбор необходимого оборудования и реактивов

Определение области применения данных веществ

Определение вида смеси: однородная или неоднородная

Определение способа разделения смеси

Итоговая таблица

Задание

Баллы

1-е задание

2-е задание

3-е задание

4-е задание

5-е задание

6-е задание

Тест

Сумма баллов:

Для индивидуального тура (1-3 задание) «+» соответствует 100 баллам, «-» - 0 баллам.

Для командного тура (4-6 задание) баллы выставляются самой программой.

При тестировании оценка в баллах следующая:

• 8 правильных ответов-100 баллов

• 4 ответа и менее -0 баллов

• 7 ответов-80 баллов

• 5-6 ответов -60 баллов.

Сумма балов:

• 700 соответствует оценке «5»

• 600 соответствует оценке «4»

• Выше 350 и ниже 600- соответствует оценке «3»

• 350 и ниже соответствует оценке «2».

Список использованной литературы

1. Программа информатизации системы среднего образования, Алматы,1997 г.

2. Петруцос Э., Хау К., Visual Basic и VBA для профессионалов. Санкт-Петербург, издательство «Питер», 2002 г.

3. Петруцос Э., Visual Basic 6. Руководство разработчика, Киев, издательство «BHV», 2002г., т.2.

4. Коннел Д., Visual Basic 6. Введение в программирование баз данных, Москва, издательство «ДМК», 2000г.

5. Волчёнков Н., Программирование на Visual Basic 6, Москва, издательство «ИНФРА-М», 2002 г., т. 2.

6. Васильков Ю., Василькова Н., Компьютерные технологии выичислений в математическом моделировании, Москва, «Финансы и статистика», 2001 г.

7. Васильев А., Андреев А., VBA в Office 2000. Учебный курс. Санкт-Петербург, издательство «Питер», 2001 г.

8. Симонович С., Евсеев Г., Алексеев А., Специальная информатика: учебное пособие, Москва, АСТ-ПРЕСС: Информинком-пресс, 2000г.

9. Нурахметов Н.Н., Заграничная Н.А., Сарманова К.А., Химия: Рабочая тетрадь. Учебное пособие для 8-х классов общеобразовательных школ, Алматы, издательство «Мектеп», 2004г.

10. Тыльдсепп А.А., Корк В.А., Мы изучаем химию: Кн. Для учащихся 8-х классов средней школы, Москва, Просвещение, 1988г.

11. Брейгер Л.М., Химия, Нестандартные уроки: 8,9,10 класс, Волгоград, издательство «Учитель», 2002г.

12.Государственная программа развития в Республике Казахстан на 2005-2010 годы.