Организация научно-исследовательской работы в старшей школе на примере темы «Химия красителей»

Введение 3
Глава I. Литературный обзор 8
1.1. История красителей 8
1.2 Классификация красителей 16
Глава II. Методическая глава 3
2.1 Красители в школьном курсе 25
2.2 Организация научно-исследовательской деятельности учащихся 28
2.3 Общие сведения о элективных курсах 39
2.4. Разработка элективного курса по теме «Химия красителей» для 10-х профильных классов 46
Глава III. Экспериментальная часть 57
Выводы 68
Библиография 69
Приложения 74
Купить

Одним из требований современного школьного образования является необходимость не только обеспечить учащихся системой предметных знаний, но и вооружить их продуктивными способами действий, умениями применять их на практике, преобразовывать и самостоятельно вырабатывать новые знания, включаясь в новый вид деятельности.
В связи с новыми требованиями ФГОС [38] все учебные программы и методы обучения были переработаны с учетом компетентностного подхода в образовании. При таком подходе под образовательным результатом учащихся понимают не сумму усвоенной информации, а способность находить оптимальные решения, способы действий в различных проблемных ситуациях.
Среди ряда формируемых у школьников компетенций необходимо выделить проектно-исследовательскую компетенцию - одну из важнейших составляющих в развитии познавательных, творческих навыков и самостоятельности школьников [27]. Исследование и проектирование используют как дополнительное средство при изучении курсов общеобразовательных дисциплин, позволяющее учащимся принимать решение самостоятельно, учитывая особенности окружающей действительности и наличие вспомогательных материалов. Кроме того, использование научно-исследовательской деятельности в образовательном процессе обладает профориентационной направленностью, а также развивает коммуникативную компетенцию, т. е. умение работать в команде.
Научно-исследовательскую работу учащихся можно организовать непосредственно в школе, учреждениях дополнительного образования, а также в научных лабораториях высших учебных заведений. Руководство научно-исследовательской работой осуществляют учителя образовательных учреждений, могут привлекаться профессорско-преподавательский состав и аспиранты вузов.
Тематика и характер исследовательских работ могут быть различными и определяются предметной областью знаний, возможностями материальной базы школы, возрастными и личностными особенностями учащихся. Интерес школьников к исследованию будет тем выше, чем актуальнее работа и чем большее практическое значение она имеет. Одна из увлекательных областей органической химии, на базе которой можно выделить множество проблемных ситуаций исследовательского характера, - химия красителей.
Красители - это интенсивно окрашенные органические соединения, обладающие способностью придавать окраску различного рода материалам [39]. Природные красители - это органические соединения, которые вырабатываются живыми организмами и окрашивают животные и растительные клетки. Выбор методов выделения красителей из природного сырья зависит от вида используемого сырья, от характера сопутствующих веществ, а так же от свойств основного извлекаемого пигмента. Чаще всего натуральные красители получают в виде соков и экстрактов. Для извлечения используют подходящие растворители. Так, для экстракции антоцианов используют воду или этиловый спирт, так как это водорастворимые пигменты, а для липофильных пигментов используют растительные масла, т.е. извлекают с помощью неполярных растворителей.
В рамках школьного курса химии нет возможности подробно останавливаться на химии красящих веществ. Содержание элективного курса позволяет расширить представления обучающихся об истории красителей, теориях цветности, природных и синтетических красителях и механизмах их действия; рассматриваются способы выделения красителей из природного сырья и методы синтеза в химической лаборатории. Данный курс ориентирует учащихся на профессии, связанные с химией, и способствует повышению интереса к познанию окружающего мира [41].
Целью данной работы является выявление условий для формирования проектно-исследовательской компетенции учащихся через организацию научно-исследовательской работы в рамках элективного курса для 10-х профильных классов на тему «Химия красителей».
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Провести анализ учебно-методической литературы по теме исследования.
2. Выявить оптимальные условия формирования проектно-исследовательской компетенции учащихся старших классов.
3. Разработать учебно-тематическое планирование элективного курса для 10-х профильных классов на тему «Химия красителей», включающее организацию научно-исследовательской работы на базе лаборатории тонкого органического синтеза КГПУ им. В. П. Астафьева.
ОБЪЕКТ - процесс формирования проектно-исследовательской компетенции обучающихся старшей школы через организацию научно-исследовательской работы.
ПРЕДМЕТ - методические условия для формирования проектно-исследовательской компетенции при вовлечении школьников в научно-исследовательскую работу.
ГИПОТЕЗА - формирование проектно-исследовательской компетенции эффективнее всего происходит при вовлечении школьников в научно-исследовательскую работу на базе научных лабораторий вузов и научных институтов.
Для решения поставленных задач и проверки гипотезы использовались следующие методы исследования:
• теоретические: анализ учебно-методической и научной литературы, образовательных программ, элективных курсов, методических пособий по теме исследования;
• экспериментальные: методы тонкого органического синтеза, физико-химические методы анализа и идентификации органических веществ (тонкослойная хроматография, определение точки плавления, электронные спектры поглощения и др.)
Научная новизна и практическая значимость результатов исследования заключаются в разработке учебно-тематического планирования элективного курса для 10-х профильных классов на тему «Химия красителей», включающего организацию научно-исследовательской работы на базе лаборатории тонкого органического синтеза КГПУ им. В. П. Астафьева.
Апробация и внедрение результатов исследования. Основные результаты исследования были представлены на конференциях различного уровня. По теме диссертации опубликовано 3 статьи:
• Шувалова А.А. Гетероциклические соединения: значение, применение и изучение в школьном курсе // Методика обучения дисциплин естественнонаучного цикла: проблемы и перспективы: материалы XVII Всероссийской научно-практической конференции студентов и аспирантов. Красноярск, 26 апреля 2018 г. [Электронный ресурс] / отв. ред. Т.В. Голикова; ред. кол.; Электрон. дан. / Краснояр. гос. пед. ун-т им. В.П. Астафьева. - Красноярск, 2018.
• Шувалова А.А. Организация научно-исследовательской работы в старшей школе на примере темы «Химия красителей» // Инновации в естественнонаучном образовании: X Всероссийская (с международным участием) научно-методическая конференция. Красноярск, 23 октября 2018 г. / отв. ред. И.Б. Чмиль; ред. кол.; Краснояр. гос. пед. ун-т им. В.П. Астафьева. - Красноярск, 2018.
• Шувалова А.А. Получение натуральных красителей из пищевого сырья // Химическая наука и образование Красноярья: материалы XII межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 150- летию открытия Периодического закона химических элементов Д.И. Менделеевым. Красноярск, 16-17 мая 2019 г. / отв. ред. л.М. Горностаев; ред. кол.; Краснояр. гос. пед. ун-т им. В.П. Астафьева. - Красноярск, 2019.
Объем и структура работы: магистерская диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы, включающего 46 источников и 5 приложений. Общее количество страниц 94, количество таблиц 1, количество рисунков 6.
Купить