Применение схем-конспектов на уроках химии

Глава 1. Опорные схемы-конспекты по химии

Схемоконспект или конспект-схема может рассматриваться как частный случай фреймовой модели. Лучше запоминаются те образы, которые раскрыты со всех сторон и на всех уровнях . Это относится к любому объекту изучения. Так, образ самолета воспринимается на первом уровне глубины проникновения в образ как его внешнее описание (фюзеляж, крылья), на втором уровне - взаимодействие с окружающей средой (подъемная сила, скорость), на третьем уровне воспринимаются процессы и явления, происходящие в двигателе, турбине, крыле. В.М. Каган выделяет пять уровней глубины и связывает их определенным образом в конспект-схему. По периметру схемы располагаются блоки, отражающие: внешнее описание объекта изучения; взаимодействие его с окружающим миром; внутренние механизмы, процессы, гипотезы; применение теории в практике. В центре схемы расположен блок с указанием на нерешенные в данной области проблемы. Расположение блоков в конспект - схеме изображено на рисунке 1.

Рис. 1. Структура конспект-схемы рассматриваемой темы

В блоки А, Б, В заносится то, что студент должен знать, а в блок Г и Д - то, что он должен уметь. Стрелки показывают связи между частями. На блок нерешенных проблем (часть Д в центре) оказывают влияние все части, то есть проблемы могут быть на любом уровне глубины.

Специфика содержания учебного предмета и учебные цели его изучения помогают преподавателю разработать собственную структуру схемоконспекта. Например, в курсе «Методика преподавания строительных дисциплин» изучаются частные методики изложения отдельных строительных предметов. Рассмотрим конспект-схему методики изучения спецтехнологии каменных работ, представленную на рисунке 2. Часть А - это знакомство с учебной программой и возможные типы ООД. Часть Б - методические особенности изложения основных теоретических вопросов, выделение основных понятий и связей между ними. Часть В - обобщение и систематизация темы, выходной контроль. Часть Г - возможности активизации мышления и создание проблемных ситуаций. Часть Д (центр) - «эмблема» предмета и место для реализации творчества студентов.

Конспект-схемы можно эффективно использовать для проведения практических занятий. Тогда наполнение основных блоков несколько меняется с учетом усиления самостоятельной работы студентов, а также специфика предмета. На рисунке 3 приведена примерная структура конспект-схемы практического занятия, которая может использоваться на предметах, связанных с расчетом и конструированием конструкций, процессов, аппаратов.

Рис. 3. Конспект-схема изучения спецтехнологии каменных работ

Рис. 5. Примерная структура конспект-схемы практического занятия

В.М. Каган справедливо замечает, что свертывание материала в конспект-схему - наиболее сложный и трудный этап, так как на одном развернутом листе нужно наглядно разместить материал целой темы. Выделить из всего целостного отобранного содержания самое главное, чтобы сконцентрировать на нем внимание, это значит: выделить предмет мысли, разделить информацию на логические части, рассортировать материал (отделить главное от второстепенного), найти смысловые опорные пункты, произвести группировку материала в виде записи, схемы, модели и т. д. [26].

Наполнение блоков возможно по принципу ассоциативного опорного конспекта, либо в виде краткого отображения узловых моментов темы.

8. Опорный конспект или лист опорных сигналов (Л.О.С.) - это построенная по специальным принципам визуальная модель содержания учебного материала, в которой сжато изображены основные смысловые вехи изучаемой темы, а также используются графические приемы повышения мнемонического эффекта. Его можно считать качественно новым этапом в схематизации учебного материала, который не отрицает, а развивает схему. Он в большей степени, чем любая схема учитывает психологические особенности восприятия информации, поскольку не приемлет жесткую структуру. В обычной схеме информация не кодируется, а материал представлен словесно простым предложением или полным понятием. Лишь иногда можно наблюдать схемы, максимально приближенные к опорным конспектам, например схема круговорота воды в природе изобразительно соответствует содержанию заложенной в ней информации. Еще в большей степени опорный конспект отличается от конспекта, даже очень краткого, в обычном понимании этого слова. При традиционном конспектировании трудно преодолеть желание включить в конспект побольше материала, поподробнее расшифровать содержание каждого пункта. В опорно-ассоциативном конспекте этого приходится решительно избегать. Опорный конспект должен быть немногословным и предельно сжатым. Каждый символ, слово или знак отражают лишь самое главное. Часто сигнальные опоры - это только намек на то, что нужно рассказывать. Дальше мысль должна следовать сама, выстраивая цепочки слов, фраз, новых мыслей.

Понятие опорный конспект связано с именем педагога-новатора В.Ф. Шаталова, который впервые начал применять, и дал обоснование ассоциативных опорных конспектов. Опорный конспект - это система опорных сигналов в виде краткого условного конспекта. Идея опоры - главная суть данного конспекта. Кроме подлежащих усвоению единиц информации и различных связей между ними, в опорный конспект вводятся знаки, напоминающие о примерах, опытах, привлекаемых для конкретизации абстрактного материала. Шрифт и цвет указывают иерархию целей по уровню значимости. Составление опорно-ассоциативных конспектов - это сжатие полной информации до очень малых размеров с использованием ассоциаций, цвета, шрифта, символики, с выделением главного. Эпизоды и детали становятся в ряде случаев опорными пунктами для усвоения событий и явлений. Они запечатлеваются в памяти как бы в роли «носителей» фактов, становятся своего рода сигналами, вызывающими в памяти стоящие за ними основные явления, понятия или процессы.

При отборе материала следует предусматривать возможные затруднения студентов в усвоении отдельных наиболее сложных положений, установить рациональную логическую и дидактическую структуру материала, определить вопросы, которые студенты могут рассмотреть самостоятельно, продумать способы использования средств обучения, определить содержание и формы контроля знаний и умений. Все это в той или иной степени находит отражение в опорном конспекте.

Основными требованиями к составлению опорного конспекта, по мнению В.Ф. Шаталова, являются: лаконичность, структурность, унификация, автономность блоков, использование привычных ассоциаций и стереотипов, непохожесть, простота. Остановимся подробнее на этих требованиях.

Лаконичность ограничивает содержание в опорном конспекте печатных знаков, их должно быть не более 400. Под печатным знаком понимается точка, цифра, стрелка, буква, но не слово, которое уже представляет собой опорный сигнал. В конспекте находит отражение лишь самое главное в этой теме, изложенное с помощью символов, схем, формул, ассоциаций.

Структурность предполагает использование приема укрупнения дидактических единиц знания. Материал излагается цельными блоками (связками) и содержит 4 - 5 связок. Структура их расположения должна быть удобной и для запоминания, и для воспроизведения, и для проверки.

Унификация, то есть использование единой символики по одному предмету. Бывает удобно ввести определенные знаки-символы для обозначения ключевых или часто повторяющихся слов;

Автономность обеспечивает возможность воспроизводить каждый блок в отдельности, мало затрагивая другие блоки. В то же время все блоки между собой связаны логически.

Привычные ассоциации и стереотипы. При составлении опорного конспекта следует подбирать ключевые слова, предложения, ассоциации, схемы. Иногда удачный образ позволяет оживить в памяти рассказ по ассоциации. Например, у В.Ф. Шаталова надпись в конспекте «Молодой стрелок» означает, что речь идет об отдаче ружья при выстреле, в результате чего сильно пострадало плечо неопытного стрелка;

Глава 2. О составлении опорных сигналов при обобщении знаний

Одна из актуальных задач обучения — вовек рациональных путей обобщения учебного материала. Обобщение позволяет выделить главное во все увеличивающемся потоке информации, способствует систематизации знаний, развитию мыслительной деятельности учащихся.

Опорный сигнал — это образный план излагаемого материала, система взаимосвязанных ключевых слов, условных знаков, рисунков и других зрительных опор для мысли. Информацию, представленную в сжатой, образной форме в виде емких, но в то же время простых сигналов) каждый ученик может вслед за учителем легко свертывать и развертывать. Эта операция активизирует мыслительную деятельность, способствуя пониманию и более прочному запоминанию изучаемого материала за счет подключения к произвольной памяти непроизвольной. Так как ОС построен в той же логике, что и предшествующий рассказ учителя, то по нему даже слабоуспевающий учащийся может воспроизвести материал, рассмотренной на уроке.

Обобщающий ОС может включать содержание целой темы и отдельных ее разделов в виде блоков информации, расположенных в определенной последовательности, позволяющей установить логические связи между ними. По мнению психологов, это обеспечивает целостность, логичность и обозримость информации, особенно важные при обобщении/

Опорные сигналы в течение многих лет успешно использует при обучении математике, физике, астрономии и истории донецкий учитель В. Ф. Шаталов [2]. Накоплен некоторый опыт составления и применения ОС также учителями химии — последователями В. Ф. Шаталова.

Известно, что познавательная деятельность включает непосредственное восприятие изучаемого материала, осмысление и запоминание его, применение знаний на практике. Эти процессы протекают эффективнее при сочетании слухового восприятия объяснения учителя со зрительным восприятием различных средств наглядности, одним из которых и является опорный сигнал. При составлении ОС необходимо учитывать, что к условиям оптимальной организации зрительного объекта относят определенное число его элементов, гармоничное сочетание упорядоченности и неупорядоченности, определенности и неопределенности их [7]. Остановимся подробнее на каждом из этих условий.

Число объектов (в данном случае блоков конспекта) должно быть небольшим (не более семи). При увеличении числа их (раздражителей) уровень возбудимости в соответствующих участках зрительного анализатора уменьшается, а в связи с этим ухудшается и восприятие изучаемого материала.

Переутомление нервной системы может быть вызвано и воздействием неупорядоченных, хаотичных объектов, впрочем, так же, как и чрезмерно упорядоченных (обычных таблиц, диаграмм, нередко перегруженных цифровыми и текстовыми данными). Баланс упорядоченности и хаотичности в ОС достигается сочетанием четкого деления учебного материала на смысловые блоки и строгой логики расположения информации внутри них с произвольной геометрической формой и размерами блоков.

Важно учитывать, что главным стимулом умственных усилий школьника служит не столько конечная цель обучения — овладение знаниями, сколько сам характер умственного труда с его интеллектуальными затруднениями, разрешение которых вызывает положительные эмоции, способствующие активизации мыслительной деятельности [8]. Интеллектуальные затруднения на ОС могут быть созданы при использовании условных знаков, образов, привлекающих внимание учащихся.

Основные этапы составления ОС:

1. Анализ учебной программы по данной теме. Отбор основного содержания ее, структурирование на разделы (выделение блоков информации),

2. Вычленение опорных понятий (знаний) в каждом блоке, изображение их в сжатой, образной форме в виде общепринятых или специально придуманных простых и емких знаков (символов, рисунков), с которыми ассоциируется содержание понятий. При этом не следует увлекаться деталями, усложнять рисунки. Наоборот, лучше придать им простые очертания. Главное условие: краткость, наглядность, минимум текстовой информации. Новые термины целесообразно записывать полностью.

3. Компоновка закодированных понятий в блоки. Выбор геометрической формы для оформления каждого блока. Отдельные блоки информации должны быть обведены четким контуром и отличаться друг от друга не только формой (обычно неправильной), но и размерами.

4, Размещение блоков информации на плакате в логической последовательности в соответствии с их содержанием. Между блоками должно оставаться достаточное пространство, что способствует более четкому зрительному вычленению их.

5, Решение цветовой гаммы ОС. Необходимо, чтобы блоки отличались друг от друга цветом. Если ОС выполнен в черно-белом варианте (например, черным на белом фоне), то затем можно тонировать фон каждого блока.

В качестве примера рассмотрим структуру двух обобщающих ОС².

I. Кислород. Оксиды

Основное содержание ОС в соответствии с программой VII класса: кислород — химический элемент (химический знак, относительная атомная масса, валентность, распространение в природе); кислород — простое вещество (химическая формула, физические и химические свойства, оксиды); получение и биологическая роль кислорода, его применение.

Исходя из содержания, можно выделить следующие блоки ОС: 1- Кислород — химический элемент; 2. Получение кислорода; 3. Физические свойства кислорода; 4. Химические свойства кислорода. Оксиды. 5. Применение кислорода,

В блоке I опорного плаката изображен химический знак кислорода; цифры внутри него (16, 49, II) соответственно обозначают относительную атомную массу, распространенность в природе и валентность элемента в соединениях.

Стрелки от химического знака указывают, на формулы сложных веществ, в состав которых входит кислород, и формулу простого вещества 0_>2>, крупно написанную в центре ОС и связанную с блоками: 2. Получение кислорода; 3. Физические свойства кислорода; 4. Химические свойства кислорода.

Химический знак кислорода во всех блоках выделен жирным шрифтом.

В блоке 2 схематично даны сведения о способах получения кислорода в лаборатории (разложение кислородсодержащих веществ) и в промышленности. Изображение зеленого листа напоминает о роли растений в круговороте кислорода в природе.

Изучая физические свойства кислорода, школьники должны усвоить, что кислород при обычных условиях — газ без цвета, вкуса и запаха, немного тяжелее воздуха, растворимость кислорода в воде невелика. В соответствии с этим в блоке 3 написано слово «газ» и далее перечеркнутые буквы Ц, В, 3 (газ без цвета, вкуса, запаха). Ниже показаны способы собирания кислорода в лаборатории, основанные на его плотности и малой растворимости в воде, достаточной, однако, для поддержания в ней жизни, о чем напоминает изображение рыбки.

В блоке 4 выделены опорные понятия «окисление», «оксиды». Схемы взаимодействия кислорода с простыми и сложными веществами, а также формулы оксидов представлены в общем виде.

Обобщение знаний учащихся о применении кислорода целесообразно проводить на основе красочной схемы, помещенной в учебнике. В связи с этим нет необходимости включать в ОС соответствующий блок,

П. Типы кристаллических решеток

Главная цель опорного плаката — акцентировать внимание учащихся на причинно-следственной связи между строением вещества и его свойствами. Свойства веществ в твердом состоянии зависят от типа кристаллической решетки (прежде всего от того, какие частицы находятся в ее узлах), что, в свою очередь, обусловлено типом химической связи в данном веществе. Эта важнейшая мысль подчеркивается длинной красной стрелкой, внутри которой написано «Химическая связь». Стрелка направлена к фрагменту кристаллической решетки, а от него — к слову «Свойства». От главной стрелки отходят более мелкие к четырем блокам, соответствующим типам кристаллических решеток: ионной, молекулярной, атомной, металлической. В каждом блоке сохраняется одинаковая логическая последовательность: тип химической связи тип кристаллической решетки, свойства вещества. Блоки имеют различную форму, размеры и цвет и окаймлены четким контуром.

Для описания свойств веществ используются образы, ассоциации, жизненный опыт учащихся. Так, электропроводность твердого вещества, раствора или расплава обозначена отклоняющейся стрелкой гальванометра, для диэлектриков изображение гальванометра перечеркнуто; летучесть веществ отмечена рисунком воздушных шаров, пластичность и блеск металлов — изображением подковы и золоченого купола церкви (запись мм» напоминает слова учителя о том, что золото можно прокатывать в фольгу такой толщины), прочность некоторых веществ с атомной кристаллической решеткой — изображением кирпичной кладки.

Глядя на ОС, ребята сами могут сказать, что из молекул (мельчайших нейтральных частиц вещества, участвующих как единое целое в тепловом движении) состоят только вещества с молекулярным типом кристаллической решетки, в узлах которой находятся отдельные молекулы или их ассоциаты. Для остальных веществ весь кристалл в целом является единой гигантской макромолекулой.

По нему же можно проводить актуализацию знаний о кристаллических решетках перед изучением темы «Металлы», и далее весь ОС будет полезен при заключительном повторении и обобщений курса химии. Способы выполнения ОС могут быть различными. Их выбирает учитель по своему усмотрению: в виде рисунка на сдвоенном листе ватмана, откидном крыле доски или кодопленке.

В целях активизации мышления учащихся полезно вовлечь их в процесс создания обобщающего ОС. На первом этапе для этого целесообразно использовать предварительно выполненные на отдельных листах (или кодопленках) готовые блоки, которые на глазах учащихся и с их помощью можно скомпоновать в опорный плакат на магнитной или фланелевой доске. При этом осмысливаются логические связи между разделами темы. В дальнейшем можно поручить учащимся не только компоновать ОС из готовых блоков, но и составлять их. Например, предложить в качестве домашнего задания обобщить материал одного или нескольких уроков в виде небольшой схемы. Наиболее удачные работы полезно обсудить в классе и использовать их впоследствии при составлении обобщающего ОС.

Опорные схемы (конспекты) и особенно совместное конструирование их с учащимися способствуют выработке у них навыков обобщения и логического мышления, знания становятся более осмысленными, прочными.

Глава 3. Методические разработки по теме: Урок по теме: «Строение атома. Химическая связь»

Цели:

обобщить и повторить знания учащихся по данной теме;
выявить степень усвоения материала,
уметь составлять электронные формулы атомов, схемы видов химической связи,
решать творческие задания.

Оборудование:

периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева;
портрет Д. И. Менделеева;
карточки с заданиями, играми;
опросный лист;
табло с названиями конкурсов, игр.

Кто хочет съесть ядро ореха, должен расколоть его скорлупу.

Плавт

Старайся дать уму как можно больше пищи.

А. Толстой

Ход урока

Подготовка к уроку начинается за неделю до смотра. Учащиеся знакомятся с основной частью смотра, указывается, что необходимо повторить по учебнику и тетради.

Домашнее задание к этому уроку

Составить кроссворд и красиво его оформить.
Приготовить 1–2 сообщения из рубрики “В мире занимательной химии” и “Знаешь ли ты?”

УЧИТЕЛЬ. Добрый день, ребята! Сегодня на уроке мы повторим и закрепим знания по теме строение атома, химическая связь. На нашем уроке разделим класс на три группы (по рядам), они будут соревноваться в конкурсах. За каждое выполненное задание команда получает по одному баллу. Конкурсы оценивает жюри. Баллы заносят в опросный лист.

Конкурс “химические понятия”

Учащиеся пишут химический диктант – учитель читает определение понятий по теме, а ученики на листках записывают по порядку названия терминов. После окончания диктовки ассистенты собирают работы и сдают их на проверку членам жюри.

Задания.

Сложная элетронейтральная система, состоящая из протонов, нейтронов, электронов.

(Атом)

Разновидности одного и того же химического элемента, имеющие одинаковый заряд ядра, но разное число нейтронов.

(Изотоп)

Совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.

(Химический элемент)

Заряженные частицы, образующиеся при присоединении или отдачи электронов атомами.

(Ионы)

Способность атомов химического элемента притягивать к себе общие электронные пары, участвующих в образовании химической связи.

(Электроорицательность).

Химическая связь, образующаяся при взаимодействии атомов одного и того же элемента-неметалла.

(Ковалентная неполярная связь)

Знаменитый английский физик, разработавший планетарную модель атома.

Конкурс капитанов

К доске вызываются “сильные” ученики представители каждой из команд и выполняют задание по карточкам.

Задание № 1.

Напишите электронную формулу и постройте энергетическую диаграммы для следующих атомов: Li, N, Cl.
Укажите положение этих элементов в Периодической системе химических элементов Д. И Менделеева.

Задание № 2.

Определите тип химической связи и запишите схему ее образования для веществ формулы, которых N_>2>, LiCl, Ca.

Задание № 3.

Укажите знаком “—> ” ослабление металлических свойств и усиление неметаллических в следующих пятерках элементов. Объясните, на каком основании расставлялись знаки.

Конкурс «Аналитики»

УЧИТЕЛЬ. Для химика очень важно уметь логически мыслить. Вам предлагаются следующие задания.

Задание первой команде.

Пергамент Элюара.

Зная о высоких ценах на археологические находки, Жан Элюар, владелец антикварной лавки в Париже, решил разбогатеть. Он нанес на старинный пергамент фрагменты Периодической системы химических элементов, а затем состарил его. Затем инсценировал находку пергамента в песках у одной из египетских пирамид в присутствии толпы американских туристов. Однако эксперт, приглашенный оценить манускрипт, объявил его грубой фальшивкой.

Чем руководствовался эксперт, делая свое заключение? В чем была ошибка Жана Элюара?

Ответ. Впервые символы химических элементов ввел в употребление И. Я. Берцелиус в 1814 г. Цифры перед символами – порядковые номера были введены намного позже, неизвестно каким образом обозначали жрецы Древнего Египта известные им металлы и неметаллы.

Задание для второй команды.

На записи в тетради одного не очень аккуратного ученика, при проведении лабораторного опыта, попала кислота, и часть текста была испорчена. Восстановите пропавшие слова.

Ответ. Атом состоит из ядра и электронной оболочки. Число электронов в электронной оболочке равно числу протонов, а также равно номеру элемента. Число энергетических уровней определяется номером периода. Число внешних электронов определяется номером группы для элементов главных подгрупп.

Задание для третьей команды.

В начале XX столетия геологи зашифровывали на картах места открытия руд ценных металлов при помощи координат химических элементов в Периодической системе. Арабской цифрой указывали номер периода, а римской – номер группы. Кроме того, в записях были еще буквы русского алфавита – А и Б. На одной из старых карт нашли обозначения: 4VIБ, 4VIIIБ2, 6IБ, 6IIБ. Расшифруйте записи геологов.

Ответ. Координаты 4VIБ в Периодической системе означают 4-й период и VIБ – группу, элемент хром; 4VIIIБ2 – никель; 6IБ – золото; 6IIБ – ртуть.

Конкурс “Кто лучше заполнит таблицу”

УЧИТЕЛЬ. Сейчас мне хотелось бы увидеть, как вы умеете заполнять таблицы. Таблицу заполняет каждый участник команды индивидуально. По окончании отведенного времени все сдают заполненные таблицы членам жюри, которые определяют общую сумму правильных ответов. Кроме того, каждый участник получает свою оценку за таблицу.

Задание № 1.

Используя понятие о простом и сложном веществе, определите, какие из формул соответствуют простым и сложным веществам и поставьте в таблице буквы “С” и “П” соответственно.

Формула вещества	Поваренная соль NaCl	Вода H_>2>O	Озон O_>3>	Мел CaCO_>3>	Медь Cu	Оксид цинка (II) ZnO	Хлор CL_>2>	Соляная кислота HCL
Буквы	( С )	( С )	( П )	( С )	( П )	( С )	( П )	( С )

Примечание. В скобках здесь и далее в таблицах приведены ответы.

Задание № 2.

Вы должны определить в каких предложениях идет речь об элементах (Э), а в каких о веществах (В).

Предложения	Ответ
1. Медь входит в состав медного купороса	( Э )
2. Рыба дышит кислородом, растворенным в воде	( В )
3. Железо входит в состав ржавчины	( Э )
4. Сера не смачивается водой	( В )
5. Оксид меди (II) состоит из меди и кислорода	( Э )
6. Железо во влажном воздухе ржавеет	( В )

Задание № 3.

Конкурс «Химических ребусов»

В клетках изображены химические символы, под которыми стоят одна или несколько цифр. Чтобы прочесть зашифрованное слово, надо заменить эти цифры буквами из названия изображенного над цифрами символа. А буквы берутся из каждого слова в порядке стоящих под ним цифр.

Ответ. Ионная связь возникает между ионами.

УЧИТЕЛЬ. Ребята, наш урок – смотр знаний подошел к концу. Скажите, как вы себя чувствовали на уроке? На каких этапах урока вам было трудно? Какой вид работы вам был наиболее интересен?.

Литература

1. Зорина Л. Я. Слово учителя в учебном процессе Серия «Педагогика и психология», М.: Знание, 1984, № 3, 2. Шаталов В. Ф. Куда и как исчезли тройки. М.: Просвещение, 1979; Педагогическая проза. М.: Просвещение, 1980.

3. Лысенко С. М. Использование на уроках опорных конспектов при изучении химической связи//Химия в школе, 1978. № 5. С. 29.

4. Воронцов А. В. Применение схем-конспектов при обобщении и закреплении знаний учащихся//Химия в школе. 1978. № 4. С. 22.

5. Троицкая Е. В., Перовская Л. Т. Как мы используем схемы-конспекты на уроках химии//Химия в школе. 1Р80. № 1. С. 29.

6. Чертков И. Н. Как воспитывает и обучает учащихся учитель Л;- В. Махова Химия в школе. 1986. № 2. С. 24.

7. Ганзен В. А. Восприятие целостных объектов. Л.: Изд-во ЛГУ, 1974. С. 114—121.

8. Груденов Я. И. Психолого-дидактические основы усвоения учебного материала // Химия в школе, 1985, № 4. С, 20.