Программа практического курса внеурочной деятельности по

химии для учащихся 10 классов

КОРОЛЕВА АНАСТАСИЯ КОНСТАНТИНОВНА

магистрант 3 курса естественно-географического факультета,

ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный педагогический

университет имени И.Н. Ульянова», г. Ульяновск

ГУСЕВА ИРИНА ТИМУРОВНА

кандидат педагогических наук, доцент кафедры «Биология и химия»,

ФГБОУ ВО «Ульяновский государственный педагогический

университет имени И.Н. Ульянова», г. Ульяновск

Практические курсы, проводимые вне рамок уроков, занимают значимое

место в современной образовательной среде. Они создают условия для

расширения познавательных интересов школьников, помогают им осваивать

новые умения и накапливать ценный опыт. Подобные занятия открывают

доступ к тем направлениям знаний, которые в обычном учебном расписании

представлены

недостаточно

раскрыты.

Кроме

того,

учащиеся

могут

самостоятельно выбирать наиболее интересные для них темы и углублённо

работать с выбранным материалом [3].

В

данной

статье

рассматривается

организация

дополнительной

образовательной программы по химии для школьников 10 классов. Химия как

наука занимает важное место в современном мире, содействуя решению

вопросов, связанных с промышленностью, наукой, здоровьем человека и

продовольственной безопасностью. Поэтому качество преподавания этого

предмета имеет особое значение. Существуют различные методические

подходы и технологии. Один из таких подходов - это организация практических

курсов, которые позволяют сделать обучение более результативным [5].

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Наименование программы:

практический курс «Экспериментальная

химия: от теории к практике»

Класс: 10 (профильный)

Объем курса: 18 часов (2 часа в неделю)

Актуальность и концепция курса: данный практический курс призван

преодолеть разрыв между теоретическими знаниями и их практическим

применением.

Его

концепция

строится

на

принципе

«обучение

через

исследование».

Курс не дублирует школьную программу, а углубляет и

систематизирует знания через выполнение целостных, практически значимых

экспериментов, охватывающих ключевые разделы химии: аналитическую,

физическую, органическую, биохимию [4].

Цель

курса:

формирование

целостного

естественнонаучного

мировоззрения и развитие компетенций исследовательской деятельности у

учащихся через овладение комплексом экспериментальных методов химии.

Отличительные особенности курса:

1.

Практико-ориентированность: каждое занятие включает лабораторный

эксперимент или анализ, результат которого имеет ясную практическую

интерпретацию

(качество

продукта,

экологический

параметр,

исследование закона природы).

2.

Межпредметность:

интегрируются знания и методы математики

(построение графиков, расчеты), биологии (ферментативные процессы).

3.

Проектный характер:

курс логически завершается самостоятельной

мини-исследовательской работой, позволяющей применить освоенные

методы для решения конкретной проблемы.

4.

Акцент на безопасность: формируется высокая культура безопасного

труда при работе с химическими веществами и оборудованием.

Формы организации деятельности:



Демонстрационный эксперимент (вводное занятие).



Лабораторный практикум (основная форма).



Работа в малых группах (проектная деятельность, анализ товаров).

2



Мини-лекция (теоретическое введение к эксперименту).



Публичная защита проекта (итоговое занятие).

Обеспечение курса:



Материально-техническое:

химическая

лаборатория

с

вытяжным

шкафом, базовый набор посуды и оборудования, набор реактивов.



Информационное:

инструкции к лабораторным работам, справочные

таблицы, доступ к научно-популярным ресурсам для работы над

проектом.

Система оценивания: оценка носит формирующий и критериальный

характер. Итоговая аттестация проводится на основе защиты мини-проекта.

Критерии

включают:

качество

планирования

эксперимента,

технику

выполнения, глубину анализа результатов, ясность выводов, оформление

презентации и ответы на вопросы.

ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Предметные результаты:

Учащийся будет знать/понимать:



факторы, влияющие на скорость химических реакций и положение

химического равновесия (концентрация, температура, катализатор);



классические качественные реакции на важнейшие функциональные

группы органических соединений;



способы измерения pH;



особенности ферментативного катализа.

Учащийся будет уметь:



планировать и проводить химический эксперимент в соответствии с

поставленной задачей и правилами ТБ;



работать с основной лабораторной посудой и оборудованием;



готовить растворы заданной концентрации;

3



регистрировать и обрабатывать результаты эксперимента: составлять

таблицы, строить графики.

Метапредметные результаты:

Регулятивные УУД:



составлять

план

и

последовательность

действий

для

проведения

исследования;



осуществлять контроль и коррекцию своей деятельности по ходу

эксперимента;



оценивать результаты своей работы, выделяя успехи и затруднения.

Познавательные УУД:



проводить наблюдение и эксперимент под руководством учителя и

самостоятельно (в проекте);



выдвигать гипотезы для решения учебно-исследовательской задачи;



осуществлять

анализ,

синтез,

сравнение,

классификацию

экспериментальных данных;



строить логическое рассуждение, включающее установление причинно-

следственных связей (например, «свойство → применение», «изменение

условия → смещение равновесия»).

Коммуникативные УУД:



организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность в

рабочей группе;



грамотно и аргументированно излагать свои мысли в устной (защита

проекта) и письменной форме (оформление отчета);



использовать средства наглядности (таблицы, графики, фото) для

презентации результатов.

Личностные результаты:



формирование целостного научного мировоззрения, основанного на

понимании взаимосвязи теории и эксперимента;

4



воспитание ответственного отношения к соблюдению норм и правил

безопасного труда;



осознание роли химии в решении практических задач повседневной

жизни, промышленности и защиты окружающей среды [1].

Разработанная нами программа практического курса по химии рассчитана

для учащихся 10 классов и состоит из 9 лабораторных занятий (табл. 1).

Таблица 1

Учебно-тематический план

№

Кол-во

часов

Тема

Основные

понятия и методы

Формируемые

умения

(практические и

исследовательские)

1

2

Вводное занятие. Химия как

искусство: зрелищные и

безопасные опыты

Зрелищные и

безопасные опыты:

«Фараоновы змеи»,

«Дым без огня»,

изменение цвета

«химических

часов»

Навыки безопасной

работы. Умение

наблюдать и

фиксировать

признаки реакций,

соблюдение ТБ.

2

2

Влияние концентрации,

температуры и катализатора

на скорость химической

реакции

Скорость хим.

реакции, энергия

активации, правило

Вант-Гоффа. Метод

фиксации времени.

Измерение скорости

по изменению

интенсивности

окраски. Построение

и анализ графиков.

3

2

Изучение химического

равновесия. Принцип Ле

Шателье

Химическое

равновесие,

константа

равновесия,

принцип Ле

Шателье.

Наблюдение

смещения

равновесия.

Прогнозирование

направления

смещения.

5

4

2

Определение pH растворов

Водородный

показатель,

произведение воды.

Калибровка и работа

с электронным pH-

метром.

5

2

Качественный анализ

органических соединений.

Функциональная

группа,

качественные

реакции в орг.

химии.

Умение подбирать

реактив для

идентификации

группы.

6

2

Хроматографический метод

разделения и анализа.

Хроматография,

подвижная и

неподвижная фаза,

коэффициент Rf.

Приготовление

хроматографической

камеры. Нанесение

пробы. Расчет Rf и

интерпретация

хроматограмм.

7

2

Ферментативный катализ.

Фермент, каталаза,

активный центр,

денатурация.

Постановка

биологического

эксперимента.

8

2

Сравнительный анализ

потребительских товаров.

Экспресс-анализ,

жесткость воды,

качественные

реакции.

Адаптация

лабораторных

методов для решения

бытовых задач.

Критический анализ

состава товаров.

9

2

Итоговое занятие. Защита

мини-исследовательских

проектов.

Структура

исследования: цель,

гипотеза, методика,

результаты,

выводы.

Планирование и

проведение

самостоятельного

эксперимента.

Обработка данных.

Презентация и

защита результатов.

18

Итого

6

Содержание практического курса «Экспериментальная химия: от

теории к практике» (9 занятий)

Занятие 1. Вводное занятие. Химия как искусство: зрелищные и

безопасные опыты

Знакомство с целями и структурой курса. Подробный инструктаж по

технике

безопасности

в

химической

лаборатории.

Демонстрация

преподавателем серии эффектных и безопасных опытов: «Фараоновы змеи» из

глюконата кальция, «Химический хамелеон» (восстановление перманганата

калия), получение неньютоновской жидкости из крахмала. Обсуждение

наблюдаемых явлений для создания мотивации и первичного понимания

предсказуемости химических процессов.

Занятие 2. Влияние концентрации, температуры и катализатора на

скорость химической реакции

Экспериментальное изучение законов химической кинетики. На примере

реакции между серной кислотой и иодидом калия учащиеся исследуют, как

концентрация реагентов, температура и катализатор влияют на скорость

процесса. Визуальная фиксация момента реакции с помощью крахмала.

Занятие 3. Изучение химического равновесия. Принцип Ле Шателье

Практическое

исследование

динамического

равновесия

в

реакции

образования комплексного иона тиоцианата железа (III). Учащиеся наблюдают

смещение равновесия при изменении концентрации реагентов и продуктов, а

также при изменении температуры. Наглядное изменение интенсивности

красно-оранжевой окраски интерпретируется с позиций принципа Ле Шателье.

Занятие 4. Определение pH растворов.

Знакомство с понятием pH и способами его измерения. Практическая

работа по измерению pH различных веществ (напитки, растворы соды, моющие

средства) с помощью универсального индикатора или pH-метра.

Занятие 5. Качественный анализ органических соединений

7

Проведение

классических

химических

реакций,

позволяющих

обнаруживать в органических веществах важнейшие функциональные группы.

Учащиеся выполняют три опыта: обесцвечивание бромной воды (обнаружение

кратной связи), реакция «серебряного зеркала» с глюкозой (обнаружение

альдегидной

группы)

и

образование

ярко-синего

глицерата

меди

(II)

(обнаружение

многоатомных

спиртов).

Навык

описания

наблюдаемых

изменений и формулирования выводов.

Занятие 6. Хроматографический метод разделения и анализа

Освоение метода бумажной хроматографии. Практическая работа по

разделению сложной смеси – пигментов зеленого листа или красителей,

входящих в состав цветных чернил. Учащиеся готовят хроматографическую

камеру, наносят пробу, наблюдают за разделением компонентов по мере

подъема растворителя. Расчет коэффициента подвижности (Rf) для каждого

выделенного вещества.

Занятие 7. Ферментативный катализ

Исследование свойств биологических катализаторов – ферментов. На

примере фермента каталазы, содержащегося в кусочках сырого картофеля,

изучается влияние температуры и кислотности среды (pH) на скорость

ферментативной реакции разложения пероксида водорода. Качественная или

простейшая количественная оценка активности фермента в разных условиях.

Занятие 8. Сравнительный анализ потребительских товаров

Прикладное занятие, на котором химические методы используются для

анализа реальных продуктов. Работа организуется по группам. Одна группа

определяет содержание карбонат-ионов в чистящих средствах (сода, средства

для ванн). Вторая группа определяет общую жесткость разных образцов воды

(водопроводной, бутилированной). Третья группа с помощью йодокрахмальной

пробы проверяет пищевые продукты на наличие недобросовестных добавок

крахмала.

8

Занятие

9.

Итоговое

занятие.

Защита

мини-исследовательских

проектов

Проведение

заключительного

занятия

в

формате

научной

мини-

конференции. Учащиеся представляют результаты самостоятельных мини-

исследований, выполненных по выбранным темам. Темы проектов связаны с

пройденным материалом и формат защиты включает краткую презентацию и

ответы на вопросы. Подведение итогов курса.

Рекомендации к использованию программы

1.

Организационно-кадровые условия:



курс рекомендуется для реализации в 10 классах (универсальный,

естественнонаучный или химико-биологический профиль) в объеме 18 часов (2

часа в неделю);



учитель должен обладать устойчивыми практическими навыками работы

в химической лаборатории и опытом руководства проектными работами.

Желательно прохождение курсов повышения квалификации по современным

методам школьного химического эксперимента;



оптимальный

размер

группы

–

12-15

человек

для

обеспечения

индивидуального подхода и соблюдения правил безопасности.

2. Материально-технические условия: стационарная химическая

лаборатория с исправной приточно-вытяжной вентиляцией, противопожарным

щитом и аптечкой. Базовый набор стеклянной химической посуды из расчета 1

комплект на 2-3 учащихся и комплект реактивов.

3. Методические рекомендации:

Адаптация содержания: при дефиците оборудования для занятия можно

использовать виртуальную лабораторную работу или предоставить учащимся

готовый набор данных для выполнения расчетов.

Дифференциация: для учащихся, проявляющих повышенный интерес,

рекомендуется расширить проектную часть. Можно предложить им более

9

сложные темы исследований, связанные с экологическим мониторингом или

материаловедением.

Межпредметные связи:

целесообразно привлекать знания из курсов

биологии (при изучении ферментов), математики (при обработке данных и

построении графиков). Это усиливает практическую значимость курса.

Модульность:

программа

имеет

модульную

структуру.

При

необходимости

(например,

при

сокращенном

объеме

часов)

возможно

сокращение или исключение 1-2 занятий без ущерба для целостности

восприятия курса, с сохранением вводного и итогового занятий.

Безопасность: перед каждым занятием, связанным с новым видом работ

(работа с кислотами, нагревание), необходимо проводить целевой инструктаж с

записью в соответствующем журнале.

4.

Оценочные процедуры:

Основной акцент при оценивании следует делать на формирующее

оценивание: наблюдение за техникой эксперимента, анализ лабораторных

отчетов, содержащих таблицы, графики и выводы.

Итоговая оценка выставляется на основе критериальной оценки защиты

мини-проекта. Рекомендуемые критерии: актуальность и четкость постановки

задачи, корректность методики, качество проведения эксперимента, глубина

анализа, оформление презентации, ответы на вопросы [2].

Программа является гибкой и может быть успешно адаптирована к

ресурсам и условиям конкретной образовательной организации, сохраняя свою

главную цель – развитие исследовательской компетентности и практического

мышления учащихся.

Список использованных источников

1. Баранова А.В., Кисляков А.В. Моделируем внеурочную деятельность

обучающихся. М.: Просвещение, 2013. 96 с.

10

2. Григорьев Д.В., Степанов П.В. Внеурочная деятельность школьников.

Методический конструктор. М.: Просвещение, 2010. 223 с.

3.

Евладова Е.Б. Внеурочная деятельность: взгляд сквозь призму ФГОС //

Воспитание школьников. 2012. № 3. С. 15-26.

4.

Кутьев В.О. Внеурочная деятельность школьников. М.: Просвещение,

1983. 234 с.

5.

Худотеплова Е.Н. Формы организации внеурочной деятельности

подростка, как одна из составляющих учебной успешности // II международная

научная конференция: «Проблемы и перспективы развития образования».

Пермь: Меркурий, 2012. С. 32-34.

11