Помощь студентам в учебе
ЗИ-ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ СТРУКТУР КАК ФАКТОР ФОРМИРОВАНИЯ ПРЕДМЕТНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ УЧАЩИХСЯ ДЕСЯТЫХ КЛАССОВ
|
Введение 4
Глава 1. Формирование предметных компетенций у учащихся и средства визуализации 7
1.1 Сущностно-содержательная характеристика понятий
«компетентность», «компетенция», «предметные компетенции» 7
1.2 Особенности формирования предметных компетенций на уроках
химии у подростков в старших классах 10
1.3 Средства визуализации химических структур 17
Выводы по 1 главе 32
Глава 2. Роль визуализации химических структур в формировании предметных компетенций 33
2.1 Элементы моделирования на уроках химии в старших классах 33
2.2 Эффективность использования различных средств визуализации
при обучении химии 37
2.3. Использование визуализации химических структур на уроках химии в 10-ом классе 43
2.4 Использование визуализацию химических структур во
внеурочной деятельности по химии в 10-ом классе 63
Выводы по 2 главе 77
Заключение 78
Список литературы 81
Приложение 1. Проверочная работа №1 «Предельные углеводороды» 88
Приложение 2. Контрольная работа №1 «Углеводороды» 91
Приложение 3. Контрольная работа №2 «Производные углеводородов» 93
Приложение 4. Элементы изучения циклоалкенов 97
Глава 1. Формирование предметных компетенций у учащихся и средства визуализации 7
1.1 Сущностно-содержательная характеристика понятий
«компетентность», «компетенция», «предметные компетенции» 7
1.2 Особенности формирования предметных компетенций на уроках
химии у подростков в старших классах 10
1.3 Средства визуализации химических структур 17
Выводы по 1 главе 32
Глава 2. Роль визуализации химических структур в формировании предметных компетенций 33
2.1 Элементы моделирования на уроках химии в старших классах 33
2.2 Эффективность использования различных средств визуализации
при обучении химии 37
2.3. Использование визуализации химических структур на уроках химии в 10-ом классе 43
2.4 Использование визуализацию химических структур во
внеурочной деятельности по химии в 10-ом классе 63
Выводы по 2 главе 77
Заключение 78
Список литературы 81
Приложение 1. Проверочная работа №1 «Предельные углеводороды» 88
Приложение 2. Контрольная работа №1 «Углеводороды» 91
Приложение 3. Контрольная работа №2 «Производные углеводородов» 93
Приложение 4. Элементы изучения циклоалкенов 97
Современное состояние и актуальность выбранной темы. На сегодняшний день большинство учащихся не осознают смысла изучения общеобразовательных дисциплин, в число которых входит химия. В результате поверхностного изучения школьного курса химии, у учащихся слабо формируются предметные компетенции, позволяющие им правильно ориентироваться в практических заданиях, применять знания для решения задач на практике и в жизни.
В эпоху интеграции наук, перед обучающимися стоит задача в получении как можно более точных представлений об общей картине мира. Эти идеи находят отражение в концепции современного образования. Но решить такую задачу невозможно в рамках одного учебного предмета. Поэтому в теории и практике обучения наблюдается тенденция к интеграции учебных дисциплин, которая позволяет обучающимся достигать межпредметных обобщений и приближаться к пониманию общей картины мира. [1-3]
В связи с большим объемом учебного материала по химии, у обучающихся возникают трудности в усвоении предмета. Возникает необходимость применения различных инновационных методов и средств обучения. Одним из таких средств является визуализация структуры соединений, которая позволить сократить время обучения по разделу: химические формулы (8-9 класс), структурные формулы органических соединений, в том числе и высокомолекулярных (10-11 класс).
Мы считаем, что использование методов визуализации химических структур (традиционных и новых), позволит многогранно рассмотреть многие важные явления, показать богатство и сложность окружающего мира, дать обучающимся заряд любознательности, творческой энергии. У школьников появится возможность создать не только собственную модель мира, но и выработать свой способ взаимодействия с ним. Учителю же интеграция предметов позволяет воспитывать у ребят охоту к целенаправленному преодолению трудностей на пути познания.
Изучение научно-методической литературы, а также педагогической практики позволили нам сформулировать следующее противоречие: необходимость формирования предметных компетенций при изучении химии на всех ступенях школьного образования, и недостаточность средств визуализации для целостного представления единой химической картины мира.
Выявленное противоречие обусловило проблему исследования: как можно использовать различные средства визуализации химических структур, включая традиционные и инновационные, для успешного формирования предметных компетенций у учащихся 10-х классов.
Цель дипломной работы раскрыть эффективность применения средств 3И-визуализации химических структур как один из эффективных факторов формирования предметных компетенций учащихся 10-х классов.
Объект дипломной работы: процесс формирования предметных компетенций учащихся 10 классов посредством визуализации химических структур.
Предмет дипломной работы: средства визуализации химических структур, которые можно использовать на уроках химии как средство повышения предметной компетенции обучающихся в условиях интегрированного обучения.
Гипотеза исследования основывается на том, что применение различных средств визуализации, как один из подходов реализации метапредметных связей, химии способствует формированию умений устанавливать причинно-следственные связи, систематизировать материал, способствовать развитию мышления, познавательных и умений; убеждению в необходимости привлечения средств науки химии к пониманию и описанию процессов, идущих в окружающем мире.
Задачи дипломной работы:
1. На основе анализа учебно-методической литературы раскрыть сущность и содержание понятий «компетентность», «компетенция», «предметные компетенции»;
2. Определить особенности формирования предметных компетенций по химии у обучающихся 10-х классов;
3. Раскрыть роль визуализации химических структур в формировании предметных компетенций;
4. Провести исследования по формированию предметных компетенций с использованием различных средств визуализации химических структур среди учащихся 10-х классов.
Теоретико-методологическая основа дипломной работы:
В дипломной работе использованы следующие методы исследования: теоретический анализ научной литературы по проблеме исследования; анкетирование, тестирование, педагогическое наблюдение.
Опытно-экспериментальная база дипломной работы: Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №42» Приволжского района г. Казани.
Научная новизна исследования. Выявлены, обоснованы и апробированы на практике, формы и методы работы с визуализаторами химических структур для успешного формирования предметных компетенций у обучающихся 10-х классов.
Теоретическая значимость дипломной работы: В педагогической литературе по химическому образованию подчеркивается важность свободного использования различных визуальных представлений. Кроме того, помимо умения работать с приложениями визуализации, обучающимся необходимо уметь самостоятельно извлекать необходимую информацию из программ. Изучение структуры соединений через методы моделирования являются одним из важнейших аспектов в формирование предметных компетенций в химии.
Практическая значимость дипломной работы: мы считаем, что использование средств BD-визуализации поможет обучающимся при изучении органических соединений в целом и будет способствовать повышению качества успеваемости по предмету.
Структура и объем дипломной работы: выпускная квалификационная работа состоит из введения, двух глав, выводов по главам, заключения, списка литературы. Общий объем работы составляет 97 страниц, в которой содержание исследования изложено на 80 страницах и иллюстрировано 12 таблицами, 37 рисунками и 8 диаграммами. В работе представлено 4 приложения.
В эпоху интеграции наук, перед обучающимися стоит задача в получении как можно более точных представлений об общей картине мира. Эти идеи находят отражение в концепции современного образования. Но решить такую задачу невозможно в рамках одного учебного предмета. Поэтому в теории и практике обучения наблюдается тенденция к интеграции учебных дисциплин, которая позволяет обучающимся достигать межпредметных обобщений и приближаться к пониманию общей картины мира. [1-3]
В связи с большим объемом учебного материала по химии, у обучающихся возникают трудности в усвоении предмета. Возникает необходимость применения различных инновационных методов и средств обучения. Одним из таких средств является визуализация структуры соединений, которая позволить сократить время обучения по разделу: химические формулы (8-9 класс), структурные формулы органических соединений, в том числе и высокомолекулярных (10-11 класс).
Мы считаем, что использование методов визуализации химических структур (традиционных и новых), позволит многогранно рассмотреть многие важные явления, показать богатство и сложность окружающего мира, дать обучающимся заряд любознательности, творческой энергии. У школьников появится возможность создать не только собственную модель мира, но и выработать свой способ взаимодействия с ним. Учителю же интеграция предметов позволяет воспитывать у ребят охоту к целенаправленному преодолению трудностей на пути познания.
Изучение научно-методической литературы, а также педагогической практики позволили нам сформулировать следующее противоречие: необходимость формирования предметных компетенций при изучении химии на всех ступенях школьного образования, и недостаточность средств визуализации для целостного представления единой химической картины мира.
Выявленное противоречие обусловило проблему исследования: как можно использовать различные средства визуализации химических структур, включая традиционные и инновационные, для успешного формирования предметных компетенций у учащихся 10-х классов.
Цель дипломной работы раскрыть эффективность применения средств 3И-визуализации химических структур как один из эффективных факторов формирования предметных компетенций учащихся 10-х классов.
Объект дипломной работы: процесс формирования предметных компетенций учащихся 10 классов посредством визуализации химических структур.
Предмет дипломной работы: средства визуализации химических структур, которые можно использовать на уроках химии как средство повышения предметной компетенции обучающихся в условиях интегрированного обучения.
Гипотеза исследования основывается на том, что применение различных средств визуализации, как один из подходов реализации метапредметных связей, химии способствует формированию умений устанавливать причинно-следственные связи, систематизировать материал, способствовать развитию мышления, познавательных и умений; убеждению в необходимости привлечения средств науки химии к пониманию и описанию процессов, идущих в окружающем мире.
Задачи дипломной работы:
1. На основе анализа учебно-методической литературы раскрыть сущность и содержание понятий «компетентность», «компетенция», «предметные компетенции»;
2. Определить особенности формирования предметных компетенций по химии у обучающихся 10-х классов;
3. Раскрыть роль визуализации химических структур в формировании предметных компетенций;
4. Провести исследования по формированию предметных компетенций с использованием различных средств визуализации химических структур среди учащихся 10-х классов.
Теоретико-методологическая основа дипломной работы:
В дипломной работе использованы следующие методы исследования: теоретический анализ научной литературы по проблеме исследования; анкетирование, тестирование, педагогическое наблюдение.
Опытно-экспериментальная база дипломной работы: Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №42» Приволжского района г. Казани.
Научная новизна исследования. Выявлены, обоснованы и апробированы на практике, формы и методы работы с визуализаторами химических структур для успешного формирования предметных компетенций у обучающихся 10-х классов.
Теоретическая значимость дипломной работы: В педагогической литературе по химическому образованию подчеркивается важность свободного использования различных визуальных представлений. Кроме того, помимо умения работать с приложениями визуализации, обучающимся необходимо уметь самостоятельно извлекать необходимую информацию из программ. Изучение структуры соединений через методы моделирования являются одним из важнейших аспектов в формирование предметных компетенций в химии.
Практическая значимость дипломной работы: мы считаем, что использование средств BD-визуализации поможет обучающимся при изучении органических соединений в целом и будет способствовать повышению качества успеваемости по предмету.
Структура и объем дипломной работы: выпускная квалификационная работа состоит из введения, двух глав, выводов по главам, заключения, списка литературы. Общий объем работы составляет 97 страниц, в которой содержание исследования изложено на 80 страницах и иллюстрировано 12 таблицами, 37 рисунками и 8 диаграммами. В работе представлено 4 приложения.
Каждый учитель хочет, чтобы его предмет вызывал глубокий интерес у школьников, чтобы ученики умели не только писать химические формулы и уравнения реакций, но и понимать целостную химическую картину мира, умели логически мыслить. По ГОСу мы привыкли, что на уроке ученик слушает и усваивает. Слушать готовую информацию - один из самых неэффективных способов изучения. Самостоятельное открытие малейшей крупицы знания учеником доставляет ему огромное удовольствие, позволяет ощутить свои возможности, возвышает его в собственных глазах. Таким образом, ученик самоутверждается как личность. Так возникает интерес не просто к изучению предмета, а что более ценно - к самому процессу познания - познавательный интерес.
Формирование предметных компетенций при изучении органической химии становится сложным на базовом уровне. Поэтому появляется необходимость применять различные средства и подходы для целостного усвоения школьного материала.
Выяснение и экспериментальное доказательство структуры и свойств вещества, установление генетической связи между классами соединений и сейчас составляют главное в курсе органической химии. Базовый уровень школьного курса органической химии не может вместить глубокое, целостное понятие об электронном и пространственном строении органических соединений, а также современные представления о природе химической связи и механизме реакций присоединения и замещения, строении белка и теории строения веществ.
Проанализировав научную литературу по теме исследования можно сделать вывод о том, что в педагогической литературе данное направление исследования практически не освещена. Во многих источниках литературы химические структуры рассматриваются в виде текста с рисунком, в котором изображены структурные формулы, из которых не представляется возможным извлекать большой объём информации. Использование современных средств визуализации способствует получению необходимой информации за короткий промежуток времени. При этом возможности многих программ не ограничены.
В ходе исследования было установлено, что помимо формирования предметных компетенций, у обучающихся, интересовавшиеся визуализацией химических структур, возрастал интерес изучения к предмету. Практика показала эффективность чередования традиционных (модели из пластилина и воздушных шаров) средств визуализации с современными (компьютерное моделирование) также способствует усвоению предметных компетенций по органической химии. В школах с базовым уровнем изучения органической химии можно применять возможности компьютерных программ, для формирования целостного представления об органических веществах.
Таким образом программное обеспечение для визуализации химических структур веществ является важным инструментом в работе химика, и его можно активно в урочной деятельности учителя, а именно при анализе строения вещества, подготовки и интерпретации результатов компьютерного моделирования химических веществ и процессов, а также подготовки материалов для публикаций. Кроме того, визуализация химических структур может стать хорошей работой для ведения элективного курса.
Мы установили, что метод моделирования эффективно развивает образное мышление ученика, эмоционально-нравственную сферу его личности, стимулирует к саморефлексии и самопознанию, самораскрытию творческих способностей и ценностного отношения к миру; учит эмоциональному и диалогическому стилю общения с человеком, сотрудничеству и взаимоуважению, признанию его самоценности.
Изучение курса способствует формированию у школьников современного научного мировоззрения, нового стиля мышления. Это попытка адаптировать к школьной практике преподавание нового курса, в основе которого лежит молекулярное моделирование как метод визуализации и исследования строения вещества.
Формирование предметных компетенций при изучении органической химии становится сложным на базовом уровне. Поэтому появляется необходимость применять различные средства и подходы для целостного усвоения школьного материала.
Выяснение и экспериментальное доказательство структуры и свойств вещества, установление генетической связи между классами соединений и сейчас составляют главное в курсе органической химии. Базовый уровень школьного курса органической химии не может вместить глубокое, целостное понятие об электронном и пространственном строении органических соединений, а также современные представления о природе химической связи и механизме реакций присоединения и замещения, строении белка и теории строения веществ.
Проанализировав научную литературу по теме исследования можно сделать вывод о том, что в педагогической литературе данное направление исследования практически не освещена. Во многих источниках литературы химические структуры рассматриваются в виде текста с рисунком, в котором изображены структурные формулы, из которых не представляется возможным извлекать большой объём информации. Использование современных средств визуализации способствует получению необходимой информации за короткий промежуток времени. При этом возможности многих программ не ограничены.
В ходе исследования было установлено, что помимо формирования предметных компетенций, у обучающихся, интересовавшиеся визуализацией химических структур, возрастал интерес изучения к предмету. Практика показала эффективность чередования традиционных (модели из пластилина и воздушных шаров) средств визуализации с современными (компьютерное моделирование) также способствует усвоению предметных компетенций по органической химии. В школах с базовым уровнем изучения органической химии можно применять возможности компьютерных программ, для формирования целостного представления об органических веществах.
Таким образом программное обеспечение для визуализации химических структур веществ является важным инструментом в работе химика, и его можно активно в урочной деятельности учителя, а именно при анализе строения вещества, подготовки и интерпретации результатов компьютерного моделирования химических веществ и процессов, а также подготовки материалов для публикаций. Кроме того, визуализация химических структур может стать хорошей работой для ведения элективного курса.
Мы установили, что метод моделирования эффективно развивает образное мышление ученика, эмоционально-нравственную сферу его личности, стимулирует к саморефлексии и самопознанию, самораскрытию творческих способностей и ценностного отношения к миру; учит эмоциональному и диалогическому стилю общения с человеком, сотрудничеству и взаимоуважению, признанию его самоценности.
Изучение курса способствует формированию у школьников современного научного мировоззрения, нового стиля мышления. Это попытка адаптировать к школьной практике преподавание нового курса, в основе которого лежит молекулярное моделирование как метод визуализации и исследования строения вещества.