Алгоритмічний підхід при вивченні хімії

Размещено на http://www.allbest.ru/

Алгоритмічний підхід при вивченні хімії

Людмила Анатоліївна Котляревська

здобувач вищої освіти природничо-географічного факультету

Сумський державний педагогічний університет імені А.С. Макаренка, Україна

Науковий керівник: Юлія Володимирівна Харченко

кандидат хімічних наук, доцент

Сумський державний педагогічний університет імені А.С. Макаренка, Україна

Анотація

У статті розглянуто питання використання алгоритмічних приписів при вивченні шкільного курсу «Хімія» як одного із ефективних методів організації навчання учнів із низькими початковими та середніми навчальними досягненнями. Розглянуті приклади алгоритмів розв'язування деяких завдань з органічної хімії.

Ключові слова: алгоритмічні приписи, алгоритми, навчання хімії, органічна хімія, задача.

Summary

Title (in English): Algorithmic approach to studying chemistry

The article examines the issue of using algorithmic prescriptions when studying the school course "Chemistry" as one of the effective methods of organizing the education of students with low primary and secondary educational achievements. Considered examples of algorithms for solving some problems in organic chemistry.

Keywords: algorithmic prescriptions, algorithms, teaching chemistry, organic chemistry, task.

Ключова мета природничо-освітньої освіти - дати учням знання, які дозволять їм жити і проявляти себе як свідомі громадяни, які здатні самостійно приймати рішення щодо важливих сучасних наукових проблем, або як професіонали в наукових галузях [1]. Тому хімічна освіта має бути спрямована на те, щоб допомогти учням розвинути здатність вирішувати проблеми, отримати концептуальне розуміння хімії; та сформувати ключові та предметні компетентності [2]. Однак навчання, яке дозволяє учням бути науково грамотними, потребує більшого, ніж просто полегшення та заохочення запам'ятовувати факти. Свідоме і успішне навчання потребує розуміння матеріалу, а не механічного запам'ятовування, та формування уміння вирішувати як прості завдання, так і підвищеної складності. Дослідження, які проводяться в галузі хімічної освіти в Україні і у всьому світі, на жаль, показали, що учні завершуючи вивчення курсу хімії, не мають сформованих навичок розв'язання проблем та адекватного концептуального розуміння необхідного змісту хімії [2, 3]. І особливі труднощі під час навчальної діяльності виникають у учнів, що мають початковий та середній рівень навчальних досягнень. Таким учням через низку причин важко дається успішне засвоєння хімічних знань, що негативно позначається на формуванні практичних умінь та навичок.

Метою проведеного нами дослідження є визначення можливостей використання алгоритмічних приписів для навчання учнів із початковим та середнім рівнем навчальних досягнень.

Дослідження проводили на базі ЗЗСО міста Гребінка Полтавської області під час вивчення навчального предмету «Хімія» у 10 класі.

Одним із дидактичних підходів для організації навчання учнів із початковим і середнім рівнем досягнень є використання під час вивчення хімії алгоритмічних приписів [4]. Як загалом розуміють поняття "алгоритм"? В. Я. Вів'юрський визначає його як жорстке керівництво для виконання конкретних дій або діяльності, яке обов'язково має призводити до досягнення наперед визначеної мети і запланованих результатів [5]. У сфері освіти педагоги часто використовують термін "навчальний алгоритм". Цей термін описує послідовність конкретних кроків або операцій мислення, які відкривають сутність та структуру мислення учня під час розв'язування навчальних завдань. Навчальний алгоритм служить практичним орієнтиром для розвитку навичок та уявлень в галузі хімії. Його характерними особливостями є варіативність умов, багатозначність та можливість отримання різних загальних результатів, а також оптимальність при розв'язанні завдань.

Алгоритмічні інструкції або як їх ще називають - алгоритмічні приписи, мають достатньо широке використання під час вивчення хімії [2, 6], зокрема в таких випадках: а) при складанні реакцій різних типів на основі аналогії; б) при розв'язуванні різних типів розрахункових завдань; в) при складанні хімічних формул на основі валентності атомів елементів; г) для характеристики хімічних елементів на основі їхнього розташування в періодичній системі; ґ) для опису властивостей речовин; д) під час порівняння фізичних та хімічних властивостей речовин; е) для встановлення причинно-наслідкових зв'язків між зарядом ядра атома та його будовою, а також між будовою речовини та її властивостями; є) під час проведення лабораторних та практичних робіт; ж); при виконанні домашніх експериментів; з) при складанні структурних формул речовин.

Так, під час вивчення теми «Вуглеводні» для характеристики основних представників гомологічних рядів відповідних класів учням можна запропонувати використовувати з цією метою такий алгоритм: клас сполук, назва, якісний і кількісний склад, тип зв'язків, види ізомерії, фізичні властивості, способи отримання, хімічні властивості, використання та біологічне значення. Такий алгоритм дозволяє дати речовинам всебічну характеристику та перейти до розрахунків на основі формули та властивостей. М. М. Савчин пропонує нетрадиційний підхід при реалізації подібних вправ, який заключається у моделюванні завдання у вигляді дерева знань, у якому корінь і стовбур є речовиною, а листочки на дереві розкривають певні ознаки [3]. Цей самий алгоритм можна подати у вигляді схеми, яка включає окремі блоки (рис. 1).

Рис .1. Алгоритмічна схема

Для розв'язування розрахункових задач, пов'язаних із виведенням формули органічної речовини, наприклад, вуглеводню, за масовими частками елементів та відносною густиною речовини, учням можна запропонувати використовувати наступний алгоритм (рис. 2).

Таким чином, учням можна запропонувати розбити розв'язування задачі на 8 етапів:

1. Прочитати і визначити умову задачі та що потрібно знайти чи обчислити.

2. Записати скорочену умову.

3. Визначити молекулярну масу речовини за відносною густиною.

4. Знайти кількісне співвідношення атомів Карбону у речовині.

5. Знайти кількісне співвідношення атомів Гідрогену у речовині.

6. Скласти найпростішу формулу речовини.

7. Записати істину формулу речовини.

8. Записати відповідь до задачі.

Рис. 2. Алгоритм розв'язування задачі

Результати опитування учнів показали, що використання алгоритмічних приписів дозволяє їм краще зорієнтуватися щодо порядку дій під час розв'язування розрахункових задач і створює своєрідну ситуацію успіху, адже учні самостійно досягали результату.

Висновки

алгоритмічний підхід вивчення хімія

Таким чином, використання алгоритмів дозволяє навчати учнів з різними індивідуальними здібностями та потребами, а також з різним рівнем знань. Це пояснюється тим, що будь-який алгоритм надає можливість виконувати завдання різної складності. Окрім того можна організовувати діяльність учнів, рухаючись від репродуктивного відтворення до самостійного створення ними алгоритмів, що сприяє розвитку їх творчих здібностей. В цьому полягає розвивальна роль алгоритмічного підходу. Водночас використання алгоритмів полегшує роботу з учнями, які мають низький рівень навчальних досягнень. Адже завдання, засновані на алгоритмах, стимулюють почуття задоволення від власних досягнень, підвищуючи інтерес до предмета «Хімія» та навчання загалом.

Список використаних джерел:

[1] Price, J. F. & McNeill, K. L. (2013). Toward a lived science curriculum in intersecting figured worlds: an exploration of individual meanings in science education. J. Res. Sci. Teach., 50(5), 501-529. Retrieved from https://doi.org/10.1002/tea.21084.

[2] Nyachwaya, J.M., Warfa, A.R.M., Roehrig, G.H. & Schneider, J.L. (2014). College chemistry

students'use of memorized algorithms in chemical reactions. Chemistry Education Research and Practice, 15(1), 81 -93. Retrieved from

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/RP/c3rp00114h.

[3] Савчин, М. М. (2015). Використання алгоритмів у курсі хімії як засіб та метод

формування предметних компетентностей учнів. Наукові записки Вінницького державного педагогічного університету імені Михайла Коцюбинського. Серія:Педагогіка і психологія, № 44, 324-328. Вилучено з:

http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nzvdpu_pp_2015_44_76.

[4] Котляревська Л., Харченко Ю. В. Алгоритмічні приписи як засіб формування умінь та навичок з хімії. Актуальні проблеми дослідження довкілля: Матеріали Х Міжнародної наукової конференції (с. 302-304). 25-27 травня, 2023, Суми: Сумський державний педагогічний університет імені А. С. Макаренка.

[5] Вівюрскій, В. Я. (1979). Використання алгоритмічних приписів при складанні хімічних формул. Хімія в школі, №36, 42 - 45.

[6] Блажко, О. А. (2006). Використання алгоритмічних приписів у навчанні хімії в основній школі. Біологія і хімія в школі, № 2, 44 - 46.

Размещено на Allbest.ru