Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования) | Мир педагогики и психологии №09 (62) Сентябрь 2021

Разработка системы творческих химических задач по теме: «Железо»

Фарус Оксана Анатольевна
канд. химич. наук, доцент кафедры химии и методики преподавания химии, Оренбургский государственный педагогический университет, РФ, г. Оренбург, farusok@yandex.ru

Аннотация: Данная статья посвящена проблеме разработки системы творческих задач по основным темам школьного курса химии. Актуальность данной проблемы обусловлена необходимостью развития творческих способностей обучающихся, что позволит им в дальнейшем творчески подходить к решению каких-либо возникающих проблем. В статье представлена система творческих задач по теме «Железо». Данная система творческих задач может быть использована как на уроках, так и во внеурочной деятельности.
Ключевые слова: творчество, творческая задача, химическое образование, система творческих задач.

Farus Oksana Anatolyevna
Cand. PhD, assistant professor of the Department of Chemistry and Methods of Teaching Chemistry, Orenburg State Pedagogical University, Russia, Orenburg

Abstract: This article is devoted to the problem of developing a system of creative tasks on the main topics of the school chemistry course. The relevance of this problem is due to the need to develop the creative abilities of students, which will allow them to creatively approach the solution of any emerging problems in the future. The article presents a system of creative tasks on the topic "Iron". This system of creative tasks can be used both in the classroom and in extracurricular activities.
Keywords: creativity, creative task, chemical education, system of creative tasks.

На сегодняшний день в школьном химическом образовании наметился ряд проблем. Первая связана с сокращением часов по данной дисциплине, а вторая обусловлена уменьшением интереса обучающихся к химии как школьному предмету. Одной из причин уменьшения интереса является сложность изучаемого материала и необходимость использования особой логики мышления. Обучающиеся не могут в полной мере усвоить новый более сложный материал, справиться с трудностями при решении более сложных задач. Чтобы способствовать более качественному усвоению знаний на каждом этапе урока, необходимо создавать стимул для развития творческих способностей. Поскольку развитие творческих способностей содействует более успешному усвоению знаний [1, 4].

В образовательной организации на уроках химии школьника знакомят с основами химии с химическими понятиями, правилами, а также учат составлять химические формулы. Обучающиеся учатся решать типовые задачи, цель которых сводится к тому, чтобы в определённый момент применять уже имеющиеся знания в области химии. Но развитие творческого мышления происходит не у всех детей, а только у небольшой части, которые обладают определенными задатками для изучения химии. Большинство учеников заучивают разные определения, химические формулы, а также алгоритмы решения задач. В результате происходит развитие памяти, но не мышления. В случае, когда задание сформулировано нестандартно, обучающиеся испытывают большие затруднения в его решении, что, с одной стороны, побуждает их к поиску правильного ответа, а с другой - способствует более прочному закреплению изучаемого материала [5].

Химия одна из немногих дисциплин в учебно-образовательном процессе, которая в школьном курсе позволяет использовать творческие задачи. Применение таких заданий способствует развитию мыслительных способностей и нестандартному подходу к их решению. Существуют различные способы внедрения нестандартных заданий в школьных курс химии, например, творческие задачи разного уровня, кроссворды, кластеры, таблицы и т.д. Выработка привычки к поиску другого варианта решения, играет большую роль в будущей работе и творческой деятельности. С другой стороны внедрение творческих задач в школьный курс химии требует от учителя наличия навыков решения, разработки и поиска задач такого типа [2, 3].

Система творческих задач представляет собой совокупность задач по определенным темам и к определенному блоку урока. Система творческих задач должна отвечать ряду требований:

1. Полнота – система творческих задач должна состоять из всех тем школьной программы. В каждой химической творческой задаче должны быть прописаны все условия, текст задачи должен быть доступен ученикам.
2. Наличие ключевых задач – задачи должны быть сгруппированы в отдельные группы по различным темам школьной программы на уроках химии.
3. Связность – всю совокупность творческих задач можно представить в виде пирамиды. В узлах пирамиды – ключевые задачи, выше них – вспомогательные и дополнительные, ниже располагаются – обобщение и следствие.
4. Возрастные трудности на каждом уровне – система творческих задач состоит из определенных подсистем. На каждой подсистеме трудности при решении творческих задач возрастают.
5. Целевая ориентация – для каждой творческой задачи есть определенное место в школьной программе.
6. Целевая достаточность - в системе творческих задач должны быть задачи для работы и дома и в классе на уроках химии, а также задачи для группового и самостоятельного решения.
7. Психологическая комфортность – система творческих задач должна включать задачи для письменного и устного решения, также система задач может включать графические задачи.

Система творческих задач должна содержать и расчетные задания, которые ученики должны решать как письменно, так и устно. Учитель в процессе образовательной деятельности должен создавать свою собственную систему творческих задач на основе тематического планирования и по разным блокам урока. Применять творческие задачи в образовательном процессе на уроках химии следует не так часто, иначе у школьников пропадает интерес к изучению химии.

Проведенный анализ научной литературы выявил отсутствие структурированных, объемных открытых источников, которые содержали достаточный объем творческих задач по химии. Именно эта проблема определила необходимость разработки банка творческих задач.

Тема «Металлы» в школьном курсе химии является ключевой, поскольку из 118 открытых в настоящее время элементов более 85 являются металлическими. Среди такого большого количества металлов наибольшую практическую ценность имеет железо. Важнейшая биологическая роль данного металла и большое число способов его применения определяет возможность внедрения в рамках темы «Железо» системы творческих задач.

Разработанная система творческих задач включает в себя 10 задач различных типов (рис. 1).

Рисунок 1. Система творческих задач по теме «Железо»

Задачи закрытого типа по теме «Железо»

• Железная руда чаще всего используется в металлургическом производстве. В качестве сырья железную руду используют при производстве металлических изделий и конструкций. Железную руду используют при производстве чугуна. В железной руде содержится примерно 59% железа, а при обогащенной руде содержание железа может достигать до 98%. Рассчитайте, какое количество массы обогащенной железной руды понадобится для выплавки 2-х  тон, если содержание оксида железа (II) составляет от 12 до 15%.

Задачи открытого типа по теме «Железо»

• На континенте вечного льда существует загадочное явление «Кровавый водопад» Он был обнаружен ученым,  путешественником Гриффитом Тейлором  в 1911 году. Из ледника под названием «Тейлор» с периодичностью вытекает жидкость, которая имеет цвет ржавчины. Причиной кровавых водопадов являются обитающие там  микроорганизмы, которые приспособились к жизни без воздуха. Какой микроэлемент придает цвет ржавчины? Какая химическая реакция при этом протекает?
• Молодая девушка решила помыть свой автомобилю, а на улице мороз примерно – 25^оС. Сразу после того, как она выехала с мойки, у ее автомобиля лопнула задняя фара. На следующий день повредилась  краска на кузове машины. Внешний вид машины стал невзрачным, а так же по всей машине появлялись рыжие пятна. Что произошло с машиной и почему? Что бы вы предложили сделать, чтобы исправить положение?
• Согласно литературным источникам у рабочего завода в Карелии в 1714 году было обнаружено заболевание сердце. Однажды он нашел источник минеральной воды на одном из болот, где добывают железную руду. Вода из данного источника так ему понравилась, что он пил ее 3 дня и «исцелился». Таким образом, был открыт первый в России источник железистых минеральных вод. Постройте прогноз недостатка железа в организме? Предложите способы, которые помогут избежать недостатка железа в организме.
• Железная колонна высотой семь метров и весом в шесть с половиной тонн,  которая входила в состав входящая в состав архитектурного ансамбля Кутб-Минара, расположенного примерно в 20 километрах южнее Старого Дели, известна тем, что тысячу лет назад, колонна смогла избежать коррозию металла. Подумайте, и скажите, почему железная колонна смогла избежать коррозии? Напишите уравнения реакций химической коррозии железных труб.
• Железо содержится в природных водах в виде соединения гидрокарбоната железа (III). Как можно объяснить явление, что накипь на стенках чайника никогда не бывает белого цвета.

Творческие задания проблемно-поискового типа «Железо».

• Представьте такую ситуацию, что вы учитель химии, и вы обнаружили в школьной химической лаборатории реагенты, которые не имеют распознавательных знаков. Один из реагентов имеет розовую окраску. Предположительно это могут быть вещества хлорид кобальта (II), бромная вода и хлорид железа (III) и желтая кровяная соль. Подумайте, и предложите способ, с помощью которого можно распознать эти вещества. Напишите уравнения всех реакций.
• Для маленьких детей любой металл – «железо». Как бы вы объяснили малышу, что металлы бывают разными и что их нельзя называть одним словом «железо». Нарисуйте схему опыта, которым можно сопроводить ваше объяснение.
• Составьте любую расчетную задачу, взяв за основу любое из химических свойств железа. Чтобы усложнить условие задачи, используйте понятие о массовой доле растворенного вещества или о массовой доле выхода продукта.
• Составьте гиф-анимацию на тему «Производство чугуна»

Таким образом, система творческих заданий представляет собой упорядоченное множество взаимосвязанных творческих заданий, сконструированных на основе иерархически выстроенных методов творчества и ориентированных на познание, создание, преобразование и использование в новом качестве объектов, ситуаций, явлений, направленных на развитие креативных способностей младших школьников в учебном процессе.

1. Гузанова С.В. Урок в современной школе / С.В. Гузанова // Молодой ученый.– 2017.- № 38. – С. 67-75.
2. Мамедяров Д.М. Вакилов Ш.М. Составление задач как способ развития творческого мышления / Д.М. Мамедяров, Ш.М. Вакилов. – М.: Просвещение, 2008. – 228 с.
3. Оржековский П.А., Давыдов В.Н., Богомолова Н.В. Экспериментальные творческие задания (IX и X классы, продвинутая программа) / П.А . Оржековский, В.Н. Давыдов, Н.В. Богомолова // Химия в школе. – 2019. – № 2. – С. 57-60.
4. Трухина М.Д. Познавательные задачи по химии: педагогический и методический аспекты / М.Д. Трухина // Наука и школа. – 2015. – №5. – С. 82-89.
5. Фарус О.А. Опыт применения ситуационных задач с нанохимическим содержанием на уроках химии / О.А. Фарус //Modern Science. – 2019. – 10-1. – С.311-314.