Проектная деятельность на уроках химии как средство формирования исследовательских компетенций школьников

Проектная деятельность на уроках химии как средство формирования исследовательских компетенций школьников

Автор: Патенкова Н.Н.
Место работы: МАОУ НМО «ООШ №11» п.Лобва Новолялинского муниципального округа Свердловской области
Должность: учитель химии

Современные образовательные стандарты акцентируют внимание на формировании у 
учащихся не только предметных знаний, но и универсальных учебных действий. Одним 
из наиболее эффективных инструментов достижения этой цели выступает проектная 
деятельность. 
На уроках химии она позволяет:
– связать теоретические знания с практическими навыками;
– развить исследовательский подход к изучению предмета;
– сформировать навыки самостоятельной работы с информацией;
– научить школьников работать в команде;
– повысить мотивацию к изучению химии.

Цель данной статьи - представить методические подходы к организации проектной деятельности на уроках
 химии и продемонстрировать их реализацию на конкретных примерах.

Теоретические основы проектной деятельности в обучении химии

Проектный метод в обучении химии базируется на следующих принципах:

• Проблемного обучения - ученики сталкиваются с реальной задачей, требующей решения.
• Исследовательского подхода - школьники самостоятельно ищут пути решения проблемы.
• Практической направленности — результаты проекта имеют прикладное значение.
• Интеграции знаний — задействуются знания из разных областей (физика, биология, экология).
• Рефлексии — анализ проделанной работы и полученных результатов.

Особенность химических проектов -обязательное сочетание теоретической подготовки с экспериментальной работой, что 
требует особого внимания к технике безопасности и организации лабораторного 
пространства.

Методика организации проектной деятельности

Работа над проектом включает следующие этапы:

• Подготовительный этап (1–2 урока):

– выбор темы проекта;
– постановка цели и задач;
– формирование рабочих групп;
– составление плана работы;
– инструктаж по технике безопасности.

• Поисковоаналитический этап (2–3 недели):

– сбор информации из различных источников;
– изучение теоретического материала;
– планирование экспериментальной части;
– подготовка необходимого оборудования и реактивов.

• Экспериментальный этап (2–4 недели):-
  проведение лабораторных исследований;
  – фиксация результатов;
  – корректировка методики при необходимости.
• Аналитический этап (1–2 недели):

– обработка полученных данных;
– статистический анализ (при необходимости);
– формулировка выводов;
– сопоставление с гипотезой.

• Презентационный этап (1 урок):

– подготовка отчёта (презентация, стендовый доклад, видео);
– публичная защита проекта;
– ответы на вопросы аудитории.

• Рефлексивный этап (0,5–1 урок):

– обсуждение результатов;
– оценка работы групп;
– ыявление перспектив развития проекта.

Примеры проектных работ по химии

1. Проект «Анализ качества питьевой воды в микрорайоне школы» (8–9 класс)

Цель: оценить соответствие качества воды из различных источников санитарным нормам.

• Задачи:

– отобрать пробы воды из 3–4 источников (водопровод, родник, скважина, колодец);

– определить основные показатели качества: pH, жёсткость, содержание ионов Fe2+, Cl−, 
нитратов;

– сравнить полученные данные с нормативами СанПиН 2.1.4.1074-01;

-предложить способы улучшения качества воды.

• Методы исследования:

– титриметрический анализ для определения жёсткости;

– колориметрия для определения ионов железа;

– потенциометрия для измерения pH;

– тестполоски для экспрессанализа.

• Оборудование: pHметр, набор для титрования, фотоколориметр, химические реактивы.
• Продукт проекта: отчёт с таблицами и графиками, карта качества воды микрорайона, рекомендации для жителей.

2. Проект «Исследование состава и свойств косметических средств (на примере шампуней)» (10 класс)

Цель: выявить влияние компонентов шампуней на структуру волос.

• Задачи:

– изучить состав 
3–4 марок шампуней (ПАВ, консерванты, отдушки, ухаживающие добавки);

– провести тесты на пенообразование, pH, смываемость;

– оценить воздействие на искусственные пряди волос (микроскопия до и после);

– сделать выводы о безопасности и эффективности.

• Методы:

– химический анализ состава;

– измерение pH индикаторными бумажками и pHметром;

– микроскопия структуры волос;

– органолептические тесты.

• Продукт: сравнительная таблица свойств шампуней, видеообзор, памятка для потребителей.

3. Проект «Создание натуральных красителей из растительного сырья» (9 класс)

Цель: получить красители из доступного растительного сырья и протестировать их на тканях.

• Задачи:

– выбрать растения с высоким содержанием пигментов 
(луковая шелуха, черника, куркума, шпинат, свёкла);

-экстрагировать пигменты разными способами
 (настаивание, кипячение, экстракция растворителем);

– окрасить образцы хлопчатобумажной ткани;

– проверить стойкость цвета к стирке и воздействию света.

• Методы: экстракция, колориметрия, тестирование устойчивости окраски.
• Продукт: коллекция окрашенных образцов, инструкция по изготовлению натуральных красителей, рекомендации по применению.

4. Проект «Моделирование гальванического элемента» (11 класс)

Цель: собрать работающий источник тока и изучить факторы, влияющие на его характеристики.

• Задачи:

– изготовить элементы с разными парами металлов (Zn–Cu, Al–Cu, Fe–Cu);

– измерить напряжение и силу тока;

– исследовать влияние концентрации электролита (раствор соли/кислоты);

– рассчитать КПД простейших батарей.

• Методы: электрохимические измерения, расчёт ЭДС, анализ данных.
• Оборудование: мультиметр, электроды, растворы электролитов, соединительные провода.
• Продукт: действующая модель гальванического элемента, график зависимости напряжения от параметров, отчёт с расчётами.

Критерии оценки проектных работ

Для объективной оценки проектов рекомендуется использовать следующие критерии (каждый оценивается по 5балльной шкале):

• Актуальность и значимость темы.
• Глубина теоретической проработки.
• Качество экспериментальной части:

– корректность методики;

– аккуратность выполнения;

– достоверность результатов.

• Анализ данных и выводы:

– логичность интерпретации;

– соответствие выводов результатам.

• Оформление отчёта:

– структура;

– наглядность (таблицы, графики, фото);

– грамотность.

• Презентация и защита:

– чёткость изложения;

– умение отвечать на вопросы;

– визуальное сопровождение.

• Командная работа:

– распределение ролей;

– взаимодействие участников.

Итоговая оценка вычисляется как среднее арифметическое баллов по всем критериям.

Проектная деятельность на уроках химии — это мощный инструмент формирования исследовательских компетенций учащихся. Она позволяет:

• сделать процесс обучения более увлекательным и осмысленным;
• связать химические знания с реальной жизнью;
• развить навыки научного мышления;
• подготовить школьников к будущей профессиональной деятельности.

Реализация проектной методики требует от учителя тщательной подготовки, но результаты оправдывают затраченные усилия: повышается мотивация к изучению химии, углубляются знания, формируются важные жизненные навыки.

Перспективы развития проектной деятельности в школьном курсе химии связаны с расширением тематики проектов, привлечением внешних экспертов и интеграцией с другими предметами.

Список литературы

• Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования.
• Полат Е. С. Современные педагогические и информационные технологии в системе образования. — М.: Академия, 2010.
• Хуторской А. В. Методика личностноориентированного обучения. — М.: Владос, 2005.
• СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения».