Войти / Зарегистрироваться

Периодический закон Д.И. Менделеева в свете теорий строения атома: методическая разработка с использованием модели образовательного процесса «Перевернутый класс»

Получить свидетельство
Автор: Тропникова Валерия Валерьевна

Методическая разработка семинарского занятия по дисциплине «Химия» по теме «Периодический закон Д.И.Менделеева в свете теорий строения атома» с использованием модели «перевернутый класс» и выполнением самостоятельной работы по проектам, с применением интерактивной технологии «Google Classroom» («Гугл Класс») в условиях реализации ФГОС, предназначена для студентов 1 курса по специальности 31.02.03 «Лабораторная диагностика» квалификации «Медицинский лабораторный техник». Направлена на систематизацию полученных знаний, активизацию познавательной и исследовательской деятельности обучающихся, повышению интереса к достижениям отечественной науки.
Приоритетная задача личностного развития обучающихся состоит в систематизации полученных знаний, в формировании новых знаний, а в дальнейшем – их использовании для формирования человеческого капитала постиндустриального общества. Изучение химии формирует мировоззрение обучающихся. Одним из деятельностных базисов обучения является модель образовательного процесса «перевернутый класс», позволяющая осмыслить межпредметные связи, сформировать требуемые компетенции, учесть индивидуальные особенности студенческой аудитории и повысить мотивацию. Данные параметры значительно увеличивают эффективность процесса обучения.
Достижение дидактической цели через детальную разработку проблемы, разрешаемую практическим результатом, оформленным в виде конечного продукта, достигается с помощью используемой модели «перевернутого класса». Данная модель прозволяет студентам самостоятельно приобрести знания, творчески интегрируя их из различных предметных областей. Преподаватель, являясь экспертом и координатором в рамках выполнения самостоятельной работы, оказывает консультационную помощь студенческой аудитории.
Методическая разработка семинарско-практического занятия по химии по теме «Периодический закон Д.И.Менделеева в свете теории строения атома» с использованием модели «перевернутого класса» и оформления самостоятельной работы в виде презентации проекта с помощью интерактивной технологии «Гугл класс» в условиях реализации ФГОС будет полезна для преподавателей СПО. Материал предназначен для студентов, обучающихся на 1 курсе по специальности 31.02.03 «Лабораторная диагностика» квалификации «Медицинский лабораторный техник».
Занятие направлено на решение 2-х проблем. Первая - активизация познавательной деятельности, развитие самостоятельности и творчества обучающихся по профессии «Лабораторный техник». Вторая (по модели перевернутого класса с выполнением самостоятельной работы) проблема, затронутая при освоении материла, состоит в необходимом формировании понятия о периодическом характере изменения свойств элементов, знаний о качественных и количественных характеристиках атомов, понимания природы химической связи и структуры веществ и закономерностей протекания химических процессов.
Особенность темы – большой объем теоретических знаний и абстрактных понятий, что определяет возможность использования и применение метода перевернутого класса, при котором обучаемые самостоятельно осуществляют поисковую деятельность. Преподаватель, направляя деятельность студентов, акцентирует внимание на взаимосвязи строения вещества и его свойств, а также конкретизирует периодические закономерности. К важнейшим средствам обучения относится модельная и символическая наглядность, технические средства обучения.
Современная химия — настолько обширная область естествознания, что многие ее разделы по существу представляют собой самостоятельные, хотя и тесно взаимосвязанные научные дисциплины. Химия выделяет в качестве предмета изучения вещества.
Изучение химии, представлено на примере занятия по теме «Периодический закон Д.И.Менделеева в свете теории строения атома».
Цели данного занятия:
1. Формирование компетенций (комплексных свойств личности, включающих взаимосвязанные знания, умения, ценности и готовности их мобилизовать в необходимой ситуации) ОК1-14; ПК 3.1, ПК 3.2.
2. Создание условий для развития навыков познавательной и исследовательской деятельности при изучении  темы «Периодический закон Д.И.Менделеева в свете теории строения атома».
3. Повторение периодического закона Д.И. Менделеева.
Задачи урока:
а) обучающие – познакомить учащихся:
- с пониманием того, что весь фактический материал невозможно обобщить единой теорией. Но, в то же время, химические теории в настоящее время разработаны достаточно глубоко, один из примеров – периодический закон Д.И. Менделеева;
- с некоторыми историческими аспектами формирования основных понятий, теорий и законов химии;
- с периодической таблицей элементов, ее описанием;
- с принципами построения Д.И. Менделеевым периодической системы на примере соотношения свойств с атомным весом элементов;
- с  вариантами периодической системы – короткопериодным и длиннопериодным и др.
б) развивающие – продолжить развитие умений:
- выразить схемой сущность химических свойств щелочных металлов;
- выявлять связь между образованием прочных атомных ядер из нуклонов и ядерными силами, т.к. устойчивость ядер зависит от соотношения числа протонов и нейтронов, входящих в их состав составом и строением веществ, их свойствами и функциями;
- работать с дополнительной литературой, интернет-ресурсами, составлять опорные конспекты, сводные таблицы, кратко формировать презентационный материал;
- использовать полученные знания для доказательства материального единства живой и неживой природы;
в) воспитывающие – продолжить:
- формирование научного мировоззрения;
- формирование  навыков работы в группе.
В процессе метода перевернутого класса с выполнением самостоятельной работы по проектам формируем компетенции:
а) рефлексивные умения;
б) исследовательские умения:
в) работы в группе и сотрудничества с членами группы;
г) коммуникативные умения;
д) умения разработки презентаций по заданной теме.
Перечень основных  методов при выполнении части самостоятельной работы студентов - создания проекта и представлении презентации:
1. Постановка проблемы. Изучение теории. Подбор основной методики - сбор аналитического материала из основной и дополнительной литературы, представленной и рекомендуемой преподавателем. Составление карточек по проектам 1-3 с вопросами и эталонами для проверки.
2. Анализ собранной литературы по теме и поиск ответов на заданные вопросы.
2. Научный комментарий специалистов-химиков и синтез полученной информации для оформления презентаций по проектам 1-3.
3. Выполнение специально отобранных познавательных задач, где главное внимание концентрируется на конкретизации периодических закономерностей.
4. Просмотр в Ютубе рекомендованных видеоматериалов.
5. Анализ и обобщение итоговых знаний обучаемых о периодическом законе в свете теорий строения атома, на основе электронных представлений.
Материалы, предоставляемые преподавателем, оформлены в «Гугл классе» и выложены за 2 недели до занятия с целью ознакомления и выполнения требуемого задания по плану семинарско-практического занятия № 1.
Рекомендуемый студентам список литературы, учебные фильмы, ресурсы Youtube для подготовки к вопросам темы
1. Л.Полинг, П.Полинг. Химия. Пер. с анг. В.М.Сахарова. Под ред. доцента М.Л.Карапетьянц. М.: 1979. 685с. Глава 5. С.99-126.
2. Габриелян О. С. Примерная программа общеобразовательной учебной дисциплины «Химия» для профессиональных образовательных организаций / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумова. — М.: Издательский центр «Академия», 2015. — 42 с.- URL: http://www.firo.ru/wp-content/uploads/2015/08/12_Hemistry.pdf См. 1.2. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева и строение атома. С.7-8.
3. Книга для чтения по неорганической химии. Часть 1. Пособие для учащихся. Издание 2,переработанное, дополненное. М.:  «Просвещение». – 1983. Составитель Крицман В.А. 320 с. Изучать: Глава. Периодический закон и периодическая система элементов Строение вещества. С.196-248.
4. Р.Г.Иванова, А.А.Каверина. Химия. Учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений. 4-е издание. М.: «Просвещение». – 2003. 175 с.
Изучать Повторение темы: «Периодический закон, периодическая система и строение атомов химических элементов» С.3-10.; Глава Металлы главных подгрупп периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева. С.48-66.
5. Н.Н.Павлов. Общая и неорганическая химия.2-издание, переработанное и дополненное. М.: Дрофа. – 2002. 446 с.
Изучать: Глава 2. Строение атомов и периодический закон Д.И.Менделеева. С.26-50.
6. Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Остроумова Е.Е. и др. Химия для профессий и специальностей естественно-научного профиля: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. — М., 2014.
7. www.hij.ru  (журнал «Химия и жизнь»).
8. www.chemistry-chemists.com  (электронный журнал «Химики и химия»)
9. Менделеев и его таблица URL: https://www.youtube.com/watch?v=hOckSaFdhtk&t=4s
10. Топ 10 Интересных Фактов о Менделееве URL: https://www.youtube.com/watch?v=udPYK8i_9hA
11. Дмитрий Менделеев / Острова / Телеканал Культура  URL: https://www.youtube.com/watch?v=cHoEtIhsBJ0
12. Менделеев Д. И. Закон химической гармонии.
Из серии "Жизнь замечательных идей" (проект "Цивилизация" - "Культура"). URL: (http://www.eduspb.com/films) https://www.youtube.com/watch?v=6vcN4DNvlrw&t=82s
13. Периодический закон Менделеева. Учебный фильм.
Фильм состоит из трёх частей.
Часть первая - ”Открытие периодического закона” - рассказывает о попытках классификации элементов, которые предпринимали многие выдающиеся учёные прошлого. Часть вторая - ”Периодическая система элементов” - показывает основные причины построения таблицы. Часть третья - ”Периодический закон в свете строения атома” - знакомит с историей открытий в области строения атома, даёт понятие изотопии и показывает простейшие электронные схемы строения атомов элементов первых трёх периодов. URL:  https://www.youtube.com/watch?v=ThsVV6IMu0Y
 
Таблица 1
План занятия с разбивкой на этапы:

эт

Структурный элемент урока

(этап урока)

Вре-мя,

Мин

Методические особенности и краткие указания по проведению этапа урока

Примечание

1

Организационная часть

2

Приветствие, проверить готовность обучающихся к уроку, проверка отсутствующих.

 

Заполнить

по Журналу посещае-мости присутствующих на уроке

2

Целеполагание

3

Привлечь обучающихся к совместному целеполаганию с помощью вопросов:

какие компетенции или комплексные свойства личности необходимы современному лабораторному технику, включающих взаимосвязанные знания, умения, ценности. Как выработать в себе готовность мобилизации в необходимой ситуации.  

Проекцион-ный материал

3

Изучение нового материала – проекты 1-3

 

 

22

Вводная беседа. Представление работ, осуществленных студенческими группами – 3 группы по 5 человек представляют по заданному материалу 3 разработки - презентации. Организовать процесс активного восприятия содержания презентаций.

3 презен-тации студенческих групп,

карточки –

задания 1 и 2 Дидактическая задача по теме

 

 

3.1

Проект 1. Вопрос № 1. Исторические предпосылки разработки периодической системы

 

Защита проекта 1. Разделение исследовательской и проектной частей работы. Предложить в ходе первой из трех презентаций заполнять карточку-задание № 1. Раздать эталон, организовать процесс сверки с эталоном, внести результаты в оценочный лист.

3.2

Проект 2. Вопрос № 2. Периодический закон и теория строения атома
 

Защита проекта 2. Разделение исследовательской и проектной частей работы. Проектная часть – предложение нового химического элемента для решения проблемы человечества. Предложить в ходе 2 презентации проекта  индивидуально заполнить карточку-задание  №2. Организовать процесс сверки с эталоном, внести результаты в оценочный лист.

3.3

Проект 3. Вопрос № 3.  Структура периодической системы
 

Защита проекта 3. Разделение исследовательской и проектной частей работы. Предложить в ходе третьей презентации заполнить  карточку-задание  № 3. Раздать эталон, организовать процесс сверки с эталоном, внести результаты в оценочный лист.

4

Закрепление

10

Разделить студентов на малые группы, либо оставить группы разработчиков проектов 1-3.

Показать пре-зентацию с тест -заданиями. Карточка -задание

4.1

Решение теста.

 После выступления студентов с подготовленными проектами и защите проектов с презентациями вновь разделить их на 2 группы и предложить в 2-х малых группах совместно выполнить тест по карточкам-заданиям

5

Подведение итогов.

6

Оценка проектов 1-3 по пятибальной системе преподавателем. Самооценивание учащимися результатов работы на занятии с  выделением достоинств и недостатков.

Оценочный лист

6

Задание на дом

 

 

 

 

2

Запись задания на дом.

Презента-ция

 


Пояснительная записка
Для изучения данной темы оптимально подходит 2 занятия. Метод перевернутого класса с выполнением самостоятельной работы по проектам обучающихся в предлагаемом варианте содержит не только учебную, исследовательскую, но и проектную часть. Занятие разделено на несколько этапов, представленных в таблице. Задание оформлено в «Google Classroom» (Гугл Классе).
Первый этап - организационный, второй этап - целеполагание, третий (защита проектов) предполагает изучение теоретического материала, четвертый этап – закрепление материала по карточкам-заданиям, решение тестов, пятый этап - рефлексия. Это предполагает интерактивный подход к работе как при подготовке по теме, выделения главного при представлении вопросов презентаций по заданным критериям самостоятельно дома, так и на занятии, при котором учащиеся работают в группах. Лучше, если группы организованы исходя из пожеланий учащихся. Задача групп – из предложенных научных источников, учебного материала, фильмов в Ютубе и всего имеющегося научного материала составить вначале опорный конспект, затем представить презентацию для защиты проекта, решить задание по составленным карточкам и прорешать тест. В карточках должны быть отражены наиболее важные и значимые характеристики групп элементов периодической системы и сопровождающий работу устный рассказ.  Остальные студенты слушают и заполняют в тетради пропущенные ответы. Этот этап занятия представляет собой демонстрацию подготовленных ответов о химических элементах. На пятом этапе урока проводится подведение и оценка работы групп и рефлексия.
Важно!
Объяснить студентам, какие проблемы решал периодический закон, в чем состояла актуальность закона, связать прогнозные свойства элементов и их положение.
Три группы студентов должны записать проблемный вопрос, который они хотели бы решить в своей профессиональной деятельности. Выделить актуальность.
Пример для первого проекта – дайте обоснованный ответ, состоялась бы наука химия без открытия периодического закона.
Пример для второго проекта -  предположим, что Вы создали в атомном ускорителе элемент имени Студенчества – «Ленивий». Опишите его возможные свойства, в какую группу и подгруппу Вы бы его определили.
Пример для третьего проекта – предположить, какой элемент мог бы быть создан учеными-химиками, и какое вещество могло бы быть создано из этого элемента для решения одной из глобальных проблем человечества (на выбор команды).
Преподаватель разъясняет проблему на простом примере «Проблемы изучения воды лабораторным диагностом», которую возможно представить при заполнении таблицы 2:
Таблица 2
Анализ воды по отбору проб
 

Выделение проблемы

Причина

Наличие, либо отсутствие проблемы

Научные источники

1. Отбор проб воды в реке Обь

 

 

 

2. Отбор проб воды в сточных водах

 

 

 

3. Отбор проб водопроводной воды в Кировском районе жилмассива «Просторный» г.Новосибирска

 

 

 

 
К обязательной части отнести различия в понимании:
- исследовательской и проектной части работы каждой группы.
Затем формулируется домашнее задание.
Пример заданий:
Задание 1. Менделеев Д.И. нашел поразительное применение периодическому закону. Он смог предсказать существование шести элементов, которые в то время еще не были открыты и которые должны были занять незаполненные клетки в его таблице… Менделеев назвал их экабором, экаалюминием, экасицилием, экамарганцем, двимарганцем экатанталом (в санскрите эка означает первый, дви - второй) [Источник: Л.Полинг, П.Полинг. Химия. Пер. с анг. В.М.Сахарова. Под ред. доцента М.Л.Карапетьянц. Глава5. М.: 1979. 685с. - С.102].
Какие три элемента вскоре были открыты, а какие следующие три элемента были открыты опытным путем?
Задание 2.Дан ряд химических элементов:
1. O
2. S
3. Ne
4. Se
5. Mg
Выберите три элемента, которые в Периодической системе находятся в одной группе, и расположите эти элементы в порядке увеличения радиуса атома. Запишите в поле для ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности.
Ответ: __________
Задание 3 (Продвинутый уровень - Карточка - Задание ).
Примеры из структурно- логической схемы значения основных химических понятий и периодического закона и периодической системы химических элементов из курса дисциплины «Химия» (по Чернобельской Г.М. Источник: https://him.1sept.ru/article.php?ID=200601702) по теме «Периодический закон Д.И.Менделеева в свете теории строения атома»:



Попробуйте раскрыть последовательность формирования каждого блока понятий о химическом элементе на основе изученного курса химии в школе (для обучающихся после 9 классов)
Верный ответ. Система понятий о химическом элементе включает три блока: атомы химических элементов, классификация химических элементов и круговорот элементов в природе.
Сначала атом химического элемента рассматривается как химически неделимая частица, имеющая массу, затем изучается внутриатомное строение. Kлассификация химических элементов вначале ограничивается делением на металлы и неметаллы, затем выделяются элементы с двойственными свойствами, и в завершение следует изучение периодического закона и периодической системы элементов Д.И.Менделеева. Периодическая система – это высшее обобщение знаний о химических элементах. Распространенность элементов в природе и их круговорот раскрываются по мере изучения соответствующих им простых веществ.
Пример: Карточки - Задания  №4
Приведите пример Окислительно-восстановительной реакции
Пример ответа: – горение магния в кислороде:

2Mg + О2 = 2MgO 
 
Пример: Карточка - Задание № 5
Обобщите свои знания  и представьте схематично систему понятий о химической реакции с целью их практического использования.
Пример ответа:

 
 
 
Пример № 6
Для закрепления материала возможно работа в группах по Заданиям-тестам 1-4.
1).
Дан ряд химических элементов:
  1. Na
  2. K
  3. Si
  4. Mg
  5. C
Из указанных в ряду химических элементов выберите три элемента, которые в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева находятся в одном периоде. Расположите выбранные элементы в порядке возрастания их металлических свойств. Запишите в поле для ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности.
Ответ: __________
2).
Дан ряд химических элементов:
  1. N
  2. F
  3. B
  4. As
  5. P
Выберите три элемента, которые в Периодической системе находятся в одной группе, и расположите эти элементы в порядке увеличения энергии ионизации атома. Запишите в поле для ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности.
Ответ: __________
 3).
Дан ряд химических элементов:
  1. Al
  2. B
  3. N
  4. P
  5. F
Выберите три элемента, которые в Периодической системе находятся в одном периоде, и расположите эти элементы в порядке увеличения радиуса атома.
Запишите в поле для ответа номера выбранных элементов в нужной последовательности.
Ответ: __________
 4).
Дан ряд химических элементов:
  1. H
  2. Na
  3. Ba
  4. N
  5. K
Выберите три элемента, которые в Периодической системе находятся в одной группе, и расположите эти элементы в порядке увеличения энергии ионизации атома.
Запишите в поле для ответа номера выбранных элементов.
Ответ: __________
 
Подведение итогов работы
 
Модель образовательного процесса «перевернутого класса», как разновидность смешанного обучения, включила элементы самостоятельной исследовательской и проектной деятельности студентов по данной теме, что позволило стимулировать познавательную мотивацию, способствовало повышению интереса к достижениям отечественной науки, к осознанию значения открытого Д.И.Менделеевым периодического закона. Доставка знаний была осуществлена в личном пространстве студента, который самостоятельно планировал процесс теоретической подготовки, просмотр лекционного материла, учебных видео, фильмов о Д.И.Менделееве, делал собственные умозаключения о Периодической системе и т.д. Этапы рассмотрения вопросов темы и защиты подготовленных проектов - презентаций, позволили проработать учебный материал, сформировать необходимые компетенции публичного выступления, возможность отстаивать свою позицию по выдвинутым гипотезам, что позволило предположить, что данный метод эффективен. В соответствии с требованиями ФГОС осуществлялось формирование учебных действий: - личностных – смыслообразование и морально-этической ориентации; метапредметных – регулятивных, коммуникативных и познавательных; предметных.
 
Библиографические источники:
1. Чернобельская Г.М. Методика обучения химии в средней школе. Учебник для студентов высших учебных заведений. М.: Владос, 2000; Зайцев О.С. Методика обучения химии. Теоретический и прикладной аспекты. Учебник для студентов высших учебных заведений. М.: Владос, 1999.
2. Методика преподавания химии. Под редакцией Н.Е. Кузнецовой. М.: Просвещение. – 1984. – 416 с.
3. Л.Полинг, П.Полинг. Химия. Пер. с анг. В.М.Сахарова. Под ред. доцента М.Л.Карапетьянц. Глава5. М.: 1979. 685с
4. Габриелян О. С. Примерная программа общеобразовательной учебной дисциплины «Химия» для профессиональных образовательных организаций / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумова. — М. : Издательский центр «Академия», 2015. — 42 с.- URL: http://www.firo.ru/wp-content/uploads/2015/08/12_Hemistry.pdf (дата обращения 20.11.19).
5. Чернобельская Г.М., Дементьев А.И. Введение в химию. Мир глазами химика. М.: ВЛАДОС, 2003.
6. Сульдина Т.И. Проектная деятельность в преподавании химии // Электронный научно-образовательный вестник «Здоровье и образование в XXI веке». – 2017. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/proektnaya-deyatelnost-v-prepodavanii-himii (дата обращения 24.11.19).
 

Похожие публикации