Применение алгоритмов при обучении химии

Разделы: Химия, Общепедагогические технологии


Алгоритмы сопровождают человека в форме различных правил и инструкций повсюду. Правила дорожного движения, кулинарный рецепт, инструкция по использованию электробытовых приборов — все это алгоритмы.

Алгоритмический подход - это обучение учащихся какому-либо общему методу решения посредством алгоритма, выражающего этот метод.

Элементы алгоритмизации всегда использовались в учебном процессе, т. к. они позволяют управлять учебно-познавательной деятельностью ученика и оценивать его знания. В то же время алгоритмы лишают учащихся возможности творческого подхода к решению поставленной задачи, что не позволяет рассматривать процесс алгоритмизации в качестве самостоятельной системы обучения. Алгоритмы, или “памятки”, удобно использовать при решении задачи сравнения тех или иных явлений.

Последнее время основным вопросом для обсуждения являются стандарты второго поколения. Новые социальные запросы определяют цели образования как общекультурное, личностное и познавательное развитие обучающихся, обеспечивающие такую ключевую компетенцию образования как “научить учиться”. Важнейшей задачей современной системы образования является формирование совокупности “универсальных учебных действий”, обеспечивающих компетенцию “научить учиться”, а не только освоение учащимися конкретных предметных знаний и навыков в рамках отдельных дисциплин.

Достижение данной цели становится возможным благодаря формированию системы универсальных учебных действий. Возникновение понятия “УУД” связано с изменением парадигмы образования: от усвоения знаний, умений и навыков к развитию личности. Универсальные учебные действия - это способность субъекта к саморазвитию и самосовершенствованию путем сознательного и активного присвоения нового социального опыта. Через алгоритмический подход в процессе обучения у обучающихся формируются УУД, что приводит к развитию личности в системе образования.

Понятие алгоритма возникло в математике. Под ним обычно понимают точное общепонятное предписание о выполнении в заданной последовательности (в каждом конкретном случае) простых операций (шагов) для решения задач определ?нного типа. В настоящее время существует множество определений данного термина, но суть заключается в следующем:

Алгоритм – конечная последовательность точно сформулированных правил или действий, приводящих к решению поставленной цели (ожидаемому результату).

Цель – повышение качества обученности по предмету. Поставленная цель предполагала решение ряда проблем, для которых необходимо было подобрать эффективные действия, в алгоритме приводящие к решению проблем и к конечному результату по достижению поставленной цели.

Проблема: Не все дети в классе могут воспринимать и запоминать изучаемый материал на слух.

Для решения этой проблемы нужно записывать план деятельности и больше использовать наглядности.

Представленные мной алгоритмы использую на уроках при объяснении нового материала и закреплении изученного материала.

Как это происходит:

1. Дается готовый алгоритм при объяснении изучаемого материала с четким пояснением всех действий.

2. Наработка и отработка по данному алгоритму умений и навыков (учитель >сильные ученики > через домашнее задание).

3. Проверка знаний, умений (самостоятельная работа).

Применение алгоритмов усвоения званий и умений способствует:

• различению учащимися содержательной и операционной сторон изучаемых знаний, выделению из процесса овладения метапредметными универсальными учебными действиями: интеллектуальными умениями ориентировочной основы;

• овладению обобщенными знаниями о видах учебной деятельности;

• совершенствованию видов творческих письменных работ (составление плана, конспекта, характеристики химического элемента, вещества, рецензии др.) и общеучебных интеллектуальных умений (наблюдение, чтение, классификация, обобщение, сравнение, конкретизация, самоконтроль);

• развитию основных процессов мыслительной деятельности у школьников (анализ, синтез, абстрагирование, обобщение);

• усвоению переноса интеллектуальных умений из одной ситуации в другую, способствующего эффективности обучения.

В современной школе чрезвычайно важна учебно-познавательная компетенция. Это совокупность компетенций ученика в сфере самостоятельной познавательной деятельности, включающей элементы логической, методологической, общеучебной деятельности. Сюда входят способы организации целеполагания, планирования, анализа, рефлексии, самооценки, т.е. определять цели и порядок работы, самостоятельно планировать свою учебную деятельность и учиться, устанавливать связи между отдельными объектами, применять освоенные способы в новых ситуациях, осуществлять самоконтроль.

Составляющими учебно-познавательных компетенций являются умения. Прежде всего, это общеучебные умения - универсальные для многих школьных предметов способы получения и применения знаний, в отличие от предметных умений, которые являются специфическими для той или иной учебной дисциплины. Общеучебные умения можно разделить на:

- учебно-организационные;

- учебно-интеллектуальные;

- учебно-информационные;

- учебно-коммуникативные

Данная технология предполагает следующее: для обеспечения личностно-деятельностного характера усвоения знаний организовывается учебный процесс с соблюдением установленного порядка действий, соответствующего некоторой жестко определенной последовательности алгоритмов и приводящего к достижению запланированного результата. Использование данной технологии на уроках ведет к формированию основных ключевых компетенций. Таким образом, целью моей работы является применение компетентностного подхода в обучении на уроках химии через формирование предметных, информационных компетенций и компетенции личностного самосовершенствования обучающихся на основе применения различных педагогических технологий, в частности технологии Шаталова.

Несмотря на то, что интеллектуальные умения стихийно формируются при изучении различных школьных предметов, анализ знаний и умений учащихся 8 класса показывает, что они в большинстве своём не умеют анализировать, сравнивать, обобщать, не могут объяснить суть логического приёма, указать рациональную последовательность действий. Возникает необходимость на уроках химии обращать особое внимание на формирование и развитие приёмов как эмпирического, так и теоретического мышления, знакомить учащихся с их сутью, вычленять составляющие их действия.

Алгоритм – основа для овладения способами добывания и применения знаний. Для безошибочного выполнения действий учащиеся должны усвоить систему ориентиров и указаний, представленную в форме алгоритма. Такие алгоритмы способствуют формированию у учащихся основных приёмов логического мышления.

Работа проводится по плану:

1. формирование знаний о приёме;

2. формирование умений приёмом по аналогии и в сходных условиях;

3. развитие умений пользоваться приёмом самостоятельно и в различных связях.

Отработка приёмов умственных действий осуществляется на конкретных примерах. Так, задача сравнения возникает каждый раз, когда вводятся новые объекты изучения: химические элементы, вещества, реакции и т.д. Таким образом, ученик преодолевает репродуктивный уровень и переходит к более высокому – продуктивному уровню.

Алгоритм – объект самостоятельной деятельности. К важным факторам рационализации обучения относится структурирование материала, свёртывание действий, развитие способности мыслить свёрнутыми структурами. Их использование способствует интеграции частных умений и их обобщение в целостную систему.

Применение алгоритмов усвоения званий и умений способствует:

• различению учащимися содержательной и операционной сторон изучаемых знаний, выделению из процесса овладения метапредметными универсальными учебными действиями: интеллектуальными умениями ориентировочной основы;

• овладению обобщенными знаниями о видах учебной деятельности;

• совершенствованию видов творческих письменных работ (составление плана, конспекта, характеристики химического элемента, рецензии др.) и общеучебных интеллектуальных умений (наблюдение, чтение, классификация, обобщение, сравнение, конкретизация, самоконтроль);

• развитию основных процессов мыслительной деятельности у школьников (анализ, синтез, абстрагирование, обобщение);

• усвоению переноса интеллектуальных умений из одной ситуации в другую, способствующего эффективности обучения.

Таким образом, признавая эффективность алгоритмов, нельзя преувеличивать их значение. Алгоритмы можно рассматривать только как рекомендации к их творческому применению. Только в этом случае использование алгоритмов может облегчить сотрудничество учащихся и учителя, повысить его результативность.

Личный опыт показывает высокую эффективность применения алгоритмов в обучении химии.

Литература

  1. Вивюрский В.В. Учись приобретать и применять знания по химии: Книга для учащихся. - М.: ВЛАДОС, 1999. – 120с.
  2. Ершова А.П. Основы информатики и вычислительной техники – М.: Просвещение,1986.
  3. Пак М. Алгоритмы в обучении химии: Кн. Для учителя. – М.: Просвещение, 1993. - 63с.
  4. Петрова Н.С. Использование алгоритмических предписаний при решении расчетных задач Ж-л. Химия в школе – 1982, №4.
  5. ФГОС второго поколения. Примерные программы по учебным предметам. Химия 8-9 классы. Просвещение
  6. http://festival.1september.ru/
  7. http://chemistry.turovoschool.edusite.ru/

Приложение

Алгоритм решения задач на вычисление массы (объема) продукта реакции, если одно из исходных веществ дано в избытке

  1. Запись краткого условия задачи.
  2. Запись уравнения реакции.
  3. Надписание над формулами веществ в уравнении реакции данных условия задачи.
  4. Определение мольных отношений, молярных масс (М), масс веществ (m) и подписание их под формулами веществ, с которыми необходимо вести расчеты.
  5. Определение массы вещества, которое расходуется в реакции полностью, т.е. в недостатке.
  6. Определение массы, количества или объема искомого вещества.
  7. Запись ответа задачи.

Алгоритм решения задач на вычисления, связанные с использованием понятия “выход продукта реакции”

  1. Запись краткого условия задачи.
  2. Запись уравнения реакции.
  3. Надписание над формулами веществ в уравнении реакции данных условия задачи.
  4. Определение мольных отношений, молярных масс (объемов) и масс (объемов) веществ и запись их под формулами веществ, с которыми необходимо вести расчеты.
  5. Определение теоретического выхода искомого вещества по уравнению реакции.
  6. Вычисление массовой доли практического выхода продукта в процентах от теоретически возможного.
  7. Запись ответа задачи.

Алгоритм решения задач на вычисление массы (объема) продукта реакции, если исходное вещество содержит примеси

  1. Запись краткого условия задачи.
  2. Определение массы чистого вещества, исходя из содержания массовой доли (%) примесей в исходном материале.
  3. Запись уравнения реакции.
  4. Надписание над формулами веществ в уравнении реакции данных условия задачи.
  5. Определение молярных отношений, молярных масс (М), масс веществ (m), молярных объемов (Vm) и объемов (V) и подписание их под формулами веществ, с которыми необходимо вести расчеты.
  6. Определение объема (или массы) искомого вещества.
  7. Запись ответа задачи.

Алгоритм решения задач на нахождение молекулярной формулы вещества по относительной плотности и массовой доле элемента в соединении

  1. Запись краткого условия задачи.
  2. Нахождение относительной молекулярной массы искомого вещества.
  3. Нахождение простейшей формулы искомого вещества.
  4. Нахождение относительной молекулярной массы по простейшей формуле искомого вещества.
  5. Сравнение относительных молекулярных масс, найденных по истинной и простейшей формуле искомого вещества.
  6. Нахождение истинной формулы искомого вещества.
  7. Запись ответа задачи.

Алгоритм решения задач на нахождение молекулярной формулы вещества по массе (объему) продуктов сгорания

  1. Запись краткого условия задачи.
  2. Нахождение относительной молекулярной массы искомого вещества.
  3. Нахождение массы искомого вещества.
  4. Нахождение масс элементов в исходном веществе.
  5. Определение, входит ли еще какой-либо элемент в состав искомого вещества. Если входит, то определяют его массу.
  6. Определение простейшей формулы искомого вещества.
  7. Определение истинной формулы искомого вещества.
  8. Запись ответа задачи.

4.03.2015