Методика использования интерактивных таблиц на уроках химии

МЕТОДИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНТЕРАКТИВНЫХ ТАБЛИЦ НА УРОКАХ ХИМИИ

Научно-исследовательский проект

Ученик: Макаров Артем КГУ гимназии №24 Класс: 9 «Б»

Руководитель: Ерболатова А.Т.

ВВЕДЕНИЕ

В последнее время интерес педагогов направлен на освоение активных и интерактивных форм и методов обучения [22], основан­ных на деятельностных и диалоговых (внутри- и межгрупповых) формах познания. Сейчас уже для работников образования, очевидно, что главными факторами развития личности являются предметно-практическая деятельность и взаимодействие между людьми.

Исходя из вышеуказанного, мы сформулировали цель и задачи выпускной работы.

Цель: разработка методики использования интерактивных таблиц в электронных изданиях на примере «Таблицы растворимости солей, кислот и оснований в воде» и «Периодической таблицы элементов».

Объект исследования: процесс школьного обучения химии в системе общего образования.

Предмет исследования: разработка структуры и содержания интерактивной «Таблицы растворимости солей, кислот и оснований в воде» и методических основ использования интерактивных таблиц в школьном курсе химии.

Гипотеза: использование интерактивных таблиц будет способствовать формированию у учащихся более качественных знаний по химии, развитию познавательного интереса их к изучению химии.

Задачи работы:

1) изучить методическую и научно- популярную литературу по вопросам структуры и содержания интерактивных таблиц, а так же принципов, форм и методов их использования таблиц;

2) проанализировать структуру и содержание интерактивных таблиц в электронных изданиях;

3) разработать структуру и содержание интерактивной «Таблицы растворимости солей, кислот и оснований в воде» и методику включения ее в процесс обучения;

4) провести апробацию разработанных учебных мероприятий с целью проверки гипотезы.

При проведении исследования для написания выпускной работы были использованы следующие методы:

1.теоретические – теоретический анализ методической, научной и научно-популярной литературы, нормативных документов, школьных учебных программ и учебников;

2.эмпирические – работа над составлением структуры и содержания интерактивной таблицы растворимости и методикой использования на уроках, проведение апробации разработанных уроков с целью выявления эффективности их применения.

Практическая значимость работы в том, что были разработаны структура и содержание интерактивной «Таблицы растворимости солей, кислот и оснований в воде», а также разработаны уроки и их фрагменты по различным темам школьного курса химии с использованием интерактивных таблиц.

Выпускная работа состоит из введения, трех глав, выводов, списков литературы и приложения. Первая глава посвящена анализу литературы по исследуемой проблеме: рассматривается понятие «таблица», классификация таблиц, сущность интерактивного обучения как одного из современных направлений активизации познавательной деятельности учащихся. Во второй главе работы представлены структура интерактивной «Таблицы растворимости солей, кислот и оснований в воде». В третьей главе описаны результаты проведенного педагогического эксперимента.

ГЛАВА 1. ВИДЫ ТАБЛИЦ И МЕТОДИКА ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

1.1.Таблицы учебные

Неотъемлемой частью любого учебного процесса являются таблицы. С их помощью учитель демонстрирует часть материала на занятии, проводит контроль знаний и умений учащихся. Каждый учитель знает, что существует огромное множество вариантов применения таблиц на уроке.

Каждый день в течение всей жизни мы постоянно работаем с таблицами. Естественно, что мы учили таблицу умножения, затем оценили удобство оформления результатов сравнения, наблюдения в виде таблиц, а в современном мире всё большее распространение получают электронные таблицы, любой из нас работал или работает с табличным редактором MS Excel.

Мы решили найти ответ на вопрос, что же такое таблица? Для этого обратились к различным литературным источникам.

Согласно Ожегову С.М. [11], таблица - сведения о чём-нибудь, расположенные по графам. Тиражная таблица, таблица умножения – перечень помножаемых друг на друга чисел в пределах первого десятка, с произведением от каждой пары. Как таблицу умножения знать что-либо (назубок).

В педагогике принят другой подход к рассмотрению таблиц. Прежде всего, таблицы относятся к средствам реализации принципа наглядности. Принцип наглядности – один из старейших и важнейших в дидактике – означает, что эффективность обучения зависит от целесообразного привлечения органов чувств к восприятию и переработке учебного материала [15]. Я.А. Коменский дал ему четкую формулировку в своем известном «золотом правиле» дидактики: всё, что возможно, предоставлять для восприятия чувствами: видимое – для восприятия зрением, и т. д. «Нет ничего в интеллекте, чего бы не было прежде в ощущениях» [3], - писал он.

Таблицы учебные - наглядные пособия, содержащие цифры, тексты или графические изображения, иллюстрирующие темы и разделы учебных предметов. Различают Т. иллюстративные, графические, цифровые, текстовые и смешанные [5].

Иллюстративные Т. состоят из ряда отдельных рисунков, небольших картинок, портретов и др. изображений, сопровождаемых кратким пояснительным текстом. С их помощью может быть показано последовательное развитие какого-либо предмета, явления, процесса, взаимосвязь и соотношение предметов и явлений, группировка их по какому-либо признаку или принципу (напр., «Вещества количеством 1 моль» из серии иллюстративных таблиц для логических упражнений).

Графические Т. содержат схемы, чертежи, схематические рисунки, диаграммы, сопровождаемые кратким текстовым или цифровым материалом (напр., таблица «Схема промышленной установки для получения ацетилена из метана», «Использование азотной кислоты»).

Цифровые Т. состоят преимущественно из цифрового материала, иногда сопровождаемого небольшими рисунками или графическими изображениями (Таблица растворимости, таблица относительной электроотрицательности элементов).

Текстовые Т. отличаются преобладанием текстового материала сопровождаемого в тех случаях, когда это необходимо, небольшими рисунками или вспомогательными графическими знакаками — стрелками, дугами, линиями и др. («Происхождение и история развития значения важнейших химических терминов» [6], «Правила безопасности для кабинетов (лабораторий) химии общеобразовательных школ» [7]).

Смешанные Т. представляют собой сочетание иллюстративного, графического, цифрового или текстового материала (всех четырех видов или только нек-рых из них) в более или менее равной пропорции.

По основному назначению Т.у. условно можно подразделить на познавательные, инструктивные, справочные и тренировочные (для упражнений).

Познавательные Т. Содержат преимущественно новые сведения или материал углубляющий и дополняющие имеющиеся у учащихся знания («Химический состав и цвет солей 3d- элементов» [8], «Биологическая роль металлов и их токсическое действие» [9] и т.п.).

Инструктивные Т. предназначаются для инструктажа уч-ся при выполнении ими какой- либо практической работы, для закрепления умений и навыков практического характера. В этих Т. помещаются краткие указания, инструктивные рисунки, чертежи и др. данные, которые требуются для выполнения работы определённую тему. Они имеют наибольшее применение трудовом обучении («Прибор для получения этилена» и др.).

Справочные Т. дают сведения, уже известные учащимся и облегчающие выполнение определённых учебных работ (Т. хронологические, периодической системы Д.И. Менделеева и т.п.).

Т. для упражнений имеют тренировочный характер. Они помогают закреплению приобретаемых учащимися знаний. (Т. для записи результатов практических работ).

Построение Т. довольно разнообразно. Так, например, для цифровых и текстовых таблиц характерно расположение материала колонками, столбиками, в вертикальных и горизонтальных графах, клетчатой сетке и т.п. Такая форма расположения материала называется табличной.

Т.у. благодаря разнообразию тематики, табличной форме построения материала, богатству изобразительных средств располагают большими педагогическими возможностями, широко и эффективно применяются в учебной работе школы.

1.2. Таблицы математические

Таблицы математические (Т.М.), одно из важнейших вспомогательных вычислительных средств. Обычно Т. м. представляют собой совокупность значений к.-л. функции y = f(х₁,..., х_п ) для некоторых значений переменных. Запоминаемая в детстве таблица умножения y=х_1*x₂ (где х_{1 ,} x₂ = 1, 2, ..., 9), таблицы тригонометрических функций, таблицы логарифмов — примеры математических таблиц. Т. м. употребляются всюду, где приходится иметь дело с расчётами: в математике, физике, химии, астрономии, технике, экономике и т. д.

Для непрерывно меняющихся переменных Х₁,..., Х_п функции y = f(Х₁,..., Хп) в таблицу включаются значения (ответы) У₁,...,Ух лишь при некоторых значениях (х₁,..., х_п )₁, (х₁,..., х_п )_N; для нахождения f(х₁,..., х_п ) в случае, если (х₁,..., х_п ) не включено в таблицу, необходимо проводить интерполяцию. Каждая Т. м. характеризуется степенью точности (числом верных знаков или значащих цифр в табличных ответах), диапазоном изменения аргументов, шагом (разностью между соседними табличными значениями аргументов) [10]. При создании таблицы (табулировании) функции у = f(xi,..., х_п) решаются два основных вопроса:

а) конструкция таблицы, т. е. выбор диапазона переменных х₁,..., х_п , выбор тех значений переменных, для которых приводятся ответы, размещение материала, вопрос о пользовании готовыми таблицами и т. д.;

б) вы­числение значений f(xi, ..., х_п).

Задача б) не является специально табличной; специфика состоит в необходи­мости тщательной проверки большого цифрового материала (как при вычисле­нии, так и при типографских корректурах).

При конструировании таблицы решается задача размещения на приемлемом объёме необходимого числа ответов. Диапазон изменения переменных определяется как из практических потребностей, так и из того, сколь легко вне его можно вычислить функцию с принятой в таблице точностью. Шаг по переменным выбирается таким, чтобы интерполяция приемлемого порядка давала нужное число верных знаков. В таблицах массового применения допускается обычно только линейная интерполяция, в таблицах, имеющих более узкое назначение,- квадратичная (более высокий порядок нежелателен и встречается реже). Необходимые при этом вспомогательные величины (разности функций и пр.) обычно включаются в таблицу.

Т. м. появились уже в раннем периоде развития математики. Так, в Вавилоне ещё за 2000 лет до н. э. были широко распространены таблицы произведений натуральных чисел, таблицы чисел вида 1/n, п², n³, и³ + п² и др. Эти таблицы применялись для различных вычислений и позволяли вавилонским математикам решать довольно сложные вычислит, задачи. Первые таблицы трансцендентных функций появились в Др. Греции в связи с развитием астрономии и накоплением ею обширного материала наблюдений, требовавшего математической обработки. Начало больших работ по составлению таблиц в Европе относится к XV в. Развитие естествознания в эпоху Возрождения побудило европейских математиков и астрономов к созданию в XV- XVII вв. всё более полных и точных таблиц тригономет­рических функций. С развитием науки, торговли и мореплавания быстро возрастает число выпускаемых таблиц. XVIII в. дал значительно больше Т. м., чем XV в. В XIX в. не только увеличилось количество выпускаемых Т. м.. но и значительно расширился охватываемый ими класс функций. В приложениях математики важную роль стали играть т.н. специальные функции; появились таблицы эллиптических функций, гиперболических функций, гамма-функций, цилиндрических функций и др. В вычислении таблиц принимали участие крупнейшие математики: Л. Эйлер, А. Лежандр, К. Гаусс и др.

В XX в. вычислено и издано в несколько раз больше Т. м., чем за весь предшествующий период, в основном различных спе­циальных функций, некоторые из них вычислены с весьма большой точностью (15—30 знаков).

1.3. О таблицах по химии

Касательно методики обучения химии, Грабецкий А.А. [1] выделяет учебные таблицы из средств на печатной основе, то есть из материальных моделей. Наиболее распространенные в школах средства обучения включают учебные таблицы, содержащие систематизированные числовые или другие данные по основополагающим вопросам курса химии, химическим производствам, применению веществ в жизни человека; справочные и инструктивные данные, в том числе используемые при выполнении химических экспериментов. Учебные таблицы так же служат для наглядного изображения взаимосвязи между предметами и явлениями, например: связь между различными классами химических соединений (неорганических и органических); связь между химическими элементами и их соединениями и др.

По дидактическому назначению таблицы можно подразделить на пособия для формирования основных понятий, законов и теорий химии, представлений о важнейших свойствах веществ; умений и навыков химического эксперимента (инструктивные); представлений о химических производствах; для решения задач [2].

По характеру предъявления их учащимся различают таблицы для работы со всем классом в течение всего учебного года или полного курса химии- таблицы постоянного использования (Периодическая таблица химических элементов Д.И. Менделеева, таблица растворимости солей в воде), в течение нескольких месяцев, недель или одного урока – таблицы эпизодического использования.

Таблицы могут быть представлены в окончательном виде или быть сборными – динамическими. Последние требуют от учителя или учащихся целенаправленных действий для воссоздания изучаемого явления, процесса в целом (динамическая модель для демонстрации процесса диссоциации веществ).

Таблицы, используемые в одной или нескольких темах курса химии, например инструктивные таблицы, таблицы по строению атома, то есть демонстрируемые эпизодически, затем длительное время могут экспонироваться в кабинете химии. Таким образом, информация, представленная ими лучше воспринимается учащимися.

Все таблицы по способу их использования на уроке можно разделить на раздаточные и демонстрационные. Раздаточные т. служат для индивидуальной работы учащихся.Демонстрационные т. применяют для работы со всем классом. Некоторые т. используются в течение изучения всего курса химии или в течение урока, другие- при изучении одной или нескольких тем программы (табл.1).

Достоинство любой таблицы определяется прежде всего скоростью и точностью восприятия учащимися её основного содержания.

Изучение обеспечения школ учебными таблицами по химии в Москве, Челябинске, Ашхабаде, Небит-Даге показало, что, как правило, в химических кабинетах нет полного комплекта необходимых таблиц и учителя вынуждены пользоваться самодельными таблицами [12]. Самодельные таблицы в большинстве случаев плохо скомпонованы, перегружены материалом. Содержат большое количество надписей. Всё это приводит к тому, что многие такие таблицы, хотя и содержат материал, не наглядны, трудно воспринимаются учащимися.

Самая главная таблица на уроке химии - Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева. Все известные формы периодической системы можно свести к двум типам: геометрические (графические) и клеточные. Известно, что первая попытка графического изображения классификации элементов принадлежит Гинрихсу (1856 г.). В настоящее время известно свыше 60 геометрических форм периодической системы [13]. Наиболее распространённой является спиральная со следующими разновидностями:

• Плосткостные (Баумгауэр, Стоней, Эрдман, Жанет, Кларк)

• Эксцентрические (Гиббс, Шалтенбранд, Эммерсон)

• Пространственные (Крукс, Содди, Райс)

• Пирамидальные (Шпринг)

• Сочленённые (Ноддер, Кипп).

Из различных форм отмечу: круговые (Виик, Ридберг, Грин и Джексон, Шееле), цилиндрические (де Шанкуртуа, Ширмайзен, Гаркинс и Холл), Гиперболоидные (В.Я. Курбатов), с использованием тригонометрических функций (Ф. Флавицкий), шарообразные (Фриенд) и др.

Сам же Д.И. Менделеев в своих работах периодическую систему изображал в трёх клеточных вариантах: коротком, полудлинном и длинном. Это зависело от того, какой из периодов системы взять за основу: короткий, полудлинный и длинный.

Короткий (8-клеточный) вариант системы впервые использовал Ньюлендс, основываясь на законе октав. Свои варианты восимиклеточной формы периодической системы предложили Н. Нечаев, Браунер, Баур, Мэн-Смит, Ф. Шмякин, С Щукарев и др.

Полудлинную (18-клеточную) форму системы предложил впервые Д.И. Менделеев, взяв в основание четвёртый или пятый период, состоящий из 18 элементов. Известны смешанные варианты таблиц, в которых малые периоды строятся на основе 8-клеточной формы, а все последующие – на основе 18-клеточной формы. Например, к ним относятся варианты Ричардса, Адамса, Мэргери, А. Антипова, Б.В. Некрасова и др.

Длиннопериодные (32-клеточные) формы системы являются отображением естественной систематики всех четырёх (s-, p-, d- и f-) элементов. Весомый вклад по данному направлению внесли работы Бэйли, Бассета, Томсена, Старека, Бора-Томсена, Вернера, Жаннета и др.

1.4. Электронные таблицы

Достаточно часто информационные модели представляются в виде таблиц (схема 1).

В языках программирования для такого представления служат массивы. Табличные расчеты пред­полагают относительно простые формулы, по которым производятся вычисления, и большие объемы исходных данных. Для этих целей созданы электронные таблицы (табличные процессоры) — прикладное программное обеспечение общего назначения, предназначенное для обработки различных данных, представимых в табличной форме.

Электронная таблица (ЭТ) позволяет хранить в табличной форме большое количество исходных данных, результатов, а также связей (алгебраических или логических соотношений) между ними. При изменении исходных данных все результаты автоматически пересчитываются и за­носятся в таблицу. Электронные таблицы не только автоматизируют расчеты, но и являются эффективным средством моделирования различных вариантов и ситуаций. Меняя значения исходных данных, можно следить за изменением получаемых результатов и из множества вариантов решения задачи выбрать наиболее приемлемый.

Известные табличные процессоры: "АБАК", "Ваитаб-86", "Суйерплан", Muftiplan, SuperCalc, QuattroPro, Excel, Lotus 1-2-3 и др. Принципиальных различий в них нет, отличаются лишь интерфейсом и сервисными возможностями [14].

Табличный процессор - это средство информационных технологий, позволяющее решать целый комплекс задач:

• выполнение вычислений. Многие расчеты выполняются в табличной форме, особенно в области делопроизводства и бухгалтерии. В школе можно с помощью ЭТ разработать формы для решения многих вычислительных задач;

• математическое моделирование – подбор параметров, анализ зависимостей, планирование;

• использование электронных таблиц в качестве базы данных. Некоторые операции ма­нипулирования данными, свойственные реляци­онным СУБД, реализованы ЭТ. Это поиск информации по заданным условиям и сортировка информации.

При работе с табличными процессорами создаются документы, которые называют электронными таблицами. Такие таблицы можно про­сматривать, изменять, записывать на носители внешней памяти для хранения, распечатывать на принтере. Рабочим полем табличного процессора является экран дисплея, на котором электронная таблица представляется в виде прямо­угольника, разделенного на строки и столбцы. Строки нумеруются сверху вниз. Столбцы обозначаются слева направо. На экране виден не весь документ, а только часть его. Документ в полном объеме хранится в оперативной памяти, а экран можно считать окном, через которое пользователь имеет возможность просматривать таблицу. Минимальным элементом электронной таблицы, над которым можно выполнять те или иные операции, является такая клетка, которую чаще называют ячейкой. Каждая ячейка имеет уникальное имя (идентификатор), которое составляется из номеров столбца и строки, на пе­ресечении которых располагается ячейка. Нумерация столбцов обычно осуществляется с помощью латинских букв (поскольку их всего 26, а столбцов значительно больше, то далее идет такая нумерация — АА, АВ,.... AZ, ВА, ВВ, ВС...), а строк — с помощью десятичных чисел, начиная с единицы. Возможны имена (или адреса) ячеек В2, С265, АО11 и т.д. (табл.1).

Таблица 1

	А	В	С	D
1				D1
2		770 ₸ - Сатып алу Материал ұнаса әріптестеріңізбен бөлісіңіз Ватсапта бөлісу Телеграммда бөлісу Фейсбукта бөлісу Сілтемені көшіру Ашық сабақ, ҚМЖ, көрнекілік, презентация жариялап табыс табыңыз! Материалдарыңызды сатып, ақша табыңыз. (kaspi Gold, Halyk bank) Соңғы бір жылда: 45 000 000 ₸ Авторлар тапқан ақша Толығырақ Ресми байқаулар тізімі Республикалық байқауларға қатысып жарамды дипломдар алып санатыңызды көтеріңіз! Тізімді көру Материал іздеу Сіз үшін 400 000 ұстаздардың еңбегі мен тәжірибесін біріктіріп, ең үлкен материалдар базасын жасадық. Төменде пәніңізді белгілеп, керек материалды алып сабағыңызға қолдана аласыз Барлығы 663 959 материал жиналған Пән Жүктелуде... Бағыт Жүктелуде... Сынып Жүктелуде... Іздеу Осы аптаның ең үздік материалдары Педагогтардың біліктілігін арттыру курстары Аттестацияда (ПББ) 100% келетін тақырыптармен дайындаймыз Аттестацияда (ПББ) келетін тақырыптар бойынша жасалған тесттермен дайындалып, бізбен бірге тестілеуден оңай өтесіз Өткен жылы бізбен дайындалған ұстаздар 50/50 жинап рекорд жасады Толығырақ