Разработка элективного курса «Этот удивительный мир кристаллов!»

Разработка элективного курса «Этот удивительный мир кристаллов!»

Среди достаточного количества разработанных на сегодняшний день элективных курсов я ознакомилась с курсами различного тематического плана.  Из них наиболее широко распространенными и внедряемыми в школьные программы оказались курсы «Химия и пища», «Химия и медицина»,  «Химия и промышленное производство», «Химия и экология». Однако мной нигде ещё не было встречено элективного курса на тему кристаллохимии, и я решила разработать свой элективный курс именно по этой теме.

Еще в школе, в 8 – 9 классах я очень увлекалась выращиванием кристаллов из пересыщенных растворов. Хотя школу я закончила не очень давно, но, к сожалению, точно не припоминаю какой из учителей химии (их было более трех) сумел меня заинтересовать этими удивительными веществами. А заинтересоваться, поверьте, есть чем. Подумайте, разве Вы никогда не удивлялись и не восхищались правильной формой кристаллических многогранников, их блеском, насыщенным цветом. Вряд ли Вам никогда не были интересны природные минералы, в том числе и драгоценные камни. Разве Вы никогда не задумывались, почему люди издавна их ценят так высоко? А эти огромные природные пещеры сталактитов и сталагмитов, попадая в которые человек начинает ощущать себя частью природы – искусного мастера и художника. Вот и я, будучи еще ребенком, попала в их власть и, изучая их подробнее, лишь открываю новые и интересные факты, структуры, закономерности. Учитель химии Л.Г. Катаева (средняя школа № 97 г. Оренбург) пишет: «Кристаллы являются элементами неживой природы, но над людьми они имеют магическую власть, притягивая снова и снова наши взоры, и заставляют все больше и больше удивляться их правильной структурой» [5].

Почему же эти структуры привлекают внимание человека? Я думаю не только из-за красивой формы и окраски. Если отвечать на этот вопрос с философской точки зрения, то человеку всегда было свойственно стремление к прекрасному. Он пытается окружить себя красивыми вещами, старается совершать красивые поступки, занимается самосовершенствованием. Это объясняет его восхищение совершенными структурами правильной геометрической формы, какими и являются природные кристаллы. Известно, что наиболее приятной для человека является созидательная деятельность, поэтому от самостоятельного выращивания кристаллов он получает больше удовольствия, чем просто от любования природными минералами. Приобщать ребенка к красоте окружающего мира значит не только обучать его, но и заниматься его эстетическим воспитанием. Для успешного изучения химии как научной дисциплины  школьному учителю необходимо заинтересовать учащихся предметом. Этому может способствовать изучение элективного курса по теме кристаллохимии. Чтобы деятельность учителя была успешной, ему не следует сразу браться за сложные лабораторно-практические работы, так как при неуспешном их выполнении все его старания будут напрасны. Начинать следует с элементарного, самого простого, но понятного и интересного. Мною был разработан примерный элективный курс «Этот удивительный мир кристаллов!», который может быть использован для изучения в классах с углубленным изучением химии.

                     Пояснительная  записка

Несмотря на то, что в последнее время в школе происходит сокращение учебных планов естественных дисциплин биологические, химические и физические знания по-прежнему составляют основу для формирования научного мировоззрения учащихся. Они позволяют ребенку быстро ориентироваться в любой жизненной ситуации, определяют его рациональное поведение и бережное отношение к природе. Учащийся, выбирая профильный класс, хочет удовлетворить свои познавательные интересы в области занимательной для него дисциплины. Именно элективные курсы позволяют удовлетворить эти познавательные интересы, посредством привлечения дополнительной информации о значении химии в жизни общества, о связи её с другими науками, о практическом использовании химических технологий.

Данный элективный курс расширяет и углубляет базовый компонент химического образования, обобщает информацию химического, физического и биологического характера. Он позволяет полнее учесть интересы и профессиональные намерения старшеклассников и сделать обучение более интересным. Программа курса разработана на основе обязательного минимума содержания  химического   образования   для    средних   общеобразовательных учреждений.

Целью данного элективного курса как одного из составляющих профильного обучения является развитие познавательного интереса и творческих способностей у учащихся в соответствии с их индивидуальными склонностями и потребностями, воспитание ценностного отношения к учебе и образования в целом, самореализация личности, помощь в выборе пути продолжения образования и профессиональной деятельности.

Данная цель реализуется за счет разрешения следующих задач:

- знакомство с природными минералами с точки зрения химии, физики, биологии;

- знакомство с ролью природных и искусственных драгоценных камней в промышленности и жизни человека;

- знакомство с влиянием различных кристаллических веществ на здоровье человека;

- формирование у учащихся умений критически осмысливать информацию химического содержания;

- формирование умения отстаивать свою точку зрения;

- овладение основами научных методов изучения веществ и химических реакций, прогнозированием результатов химического эксперимента, навыками решения качественных и количественных задач;

- формирование и развитие коммуникативных навыков, которые способствуют развитию умений работать в группе, вести дискуссию.

На основе содержания курса раскрываются мировоззренческие идеи:

- материальное единство вещей природы;

- обусловленность свойств веществ их составом;

- знание законов химии дает возможность управлять химическими превращениями веществ;

- познание сущности химических превращений современными научными методами;

- развитие науки под влиянием требований практики и влияние науки на успехи практики.

В процессе обучения учащиеся приобретают следующие конкретные умения:

- наблюдать и изучать явления и свойства веществ;

- описывать результаты наблюдений;

- отбирать необходимые данные при работе с литературой;

- обсуждать результаты эксперимента, участвовать в дискуссии, делать соответствующие выводы;

- отбирать необходимые данные при работе с литературой;

- проводить химический эксперимент.

Основное содержание курса представляет собой расширенный углубленный вариант раздела «Строение веществ» учебника О.С. Габриеляна «Химия 11 класс» и включает:

- изучение строения веществ с химической и физической точки зрения;

- информацию  о многообразии   строения    природных  кристаллических веществ;

- сведения об искусственном получении минералов и кристаллов, используемых человеком;

- информацию о законах образования и методах изучения кристаллических веществ.

Содержание данного курса качественно отличается от обязательного для изучения тем, что последний представлен односторонне и поверхностно.

В процессе  изучения  курса возможны  следующие  виды  деятельности учащихся:

- анализ литературных источников о природных минералах и разнообразии кристаллических модификаций элементов;

- устные сообщения учащихся с последующей дискуссией;

- составление коллекции «Мир кристаллов»;

- выполнение домашних экспериментов по выращиванию кристаллов;

- самостоятельное заполнение таблиц (Сходства и различия кристаллических структур), решение кроссвордов (Свойства кристаллов);

- составление    и   заполнение  дневников для   лабораторно-практических занятий.

Доля самостоятельности учащихся при изучении курса следующая: они могут выбирать литературу из предложенного списка, по которой они будут готовить собственные доклады. Темы и вопросы к докладам будут предложены учителем. Ученики получают зачет при условии:

- выполнения и отчета по всем домашним экспериментам;

- выполнения и отчета по всем лабораторно-практическим занятиям;

- участия и подготовки к конференциям, дискуссиям, семинарским занятиям;

- составления лабораторно-практического дневника;

- содействия в составлении общей коллекции «Мир кристаллов».

Большая роль в изучении курса принадлежит химическому эксперименту, который является источником знаний, служит основой для выдвижения и проверки гипотез, средством закрепления знаний и умений.

Элективный курс «Этот удивительный мир кристаллов!» рассчитан на 34 часа, из них 10 часов отводится на изучение нового материала, 8 на закрепление полученных знаний, 13 на лабораторно-практические занятия, 1 час на экскурсию, 1 час резервного времени. Учитель-предметник может изменить установленный порядок изучения вопросов и время, выделенное на их изучение. Он также может дополнить курс своими лабораторными и семинарскими занятиями. В программе курса предусмотрено формирование навыков проведения опытов, культуры обращения с веществами. В курсе могут быть предусмотрены домашние химические эксперименты, целью которых является развитие познавательных интересов учащихся. При изучении данного материала главным является развитие творческой самостоятельности, познавательного интереса, приобретение навыков в работе с литературой.

В преподавании курса предусмотрена экскурсия по залам минералогии  музея им П. В. Алабина или выставочного зала «Радуга». Эта экскурсия будет проводиться за счет учебного времени.

Профильное обучение в старших классах призвано обеспечить высокую степень готовности к продолжению обучения в ВУЗах, поэтому в процессе изучения данного курса рекомендуется использовать следующие методы и формы обучения:

- обзорные и установочные лекции;

- самостоятельное изучение дополнительной литературы;

- учебные тематические конференции;

- написание и защита докладов, семинары, лабораторные занятия, учебно-исследовательские экскурсии, школьные научно-практические конференции [6]. Помимо изложения интересных фактов и закономерностей этот курс предлагает учащимся вспомнить то, что они проходили ранее по предмету и расширить свои знания по следующим темам: кристаллические модификации химических элементов, пути образования и структуры кристаллических тел, кристаллогидраты и т.д. Это внесет неоценимый вклад в их знания по предмету. Данный курс состоит из трех разделов:

1. Кристаллы в природе и науке.

2. Строение кристаллических веществ.

3. Закономерности роста кристаллов.

Первый раздел знаком учащихся с природными минералами, кристаллическими веществами, их применением в науке и повседневной жизни. Второй раздел содержит большое количество новой для учащихся информации, связанной с закономерностями строения, методами исследования, кристаллическими модификациями и свойствами кристаллических веществ. При этом рассмотрение таких сложных вопросов как законы кристаллографии, оптические и физические свойства кристаллов упрощено и сведено до минимума. Третий раздел содержит информацию о практическом выращивании кристаллов. В нём рассматриваются явления, сопровождающие рост кристаллов, методы выращивания и влияние примесей на форму и рост кристаллов.

Курс по такой химической отрасли как кристаллохимия имеет ряд особенностей. Они выражаются в том, что курс по этой дисциплине изучается студентами в ВУЗах, и предполагает достаточно большое количество времени, затраченного на изучение закономерностей роста и симметрии кристаллов. В школьных условиях мы такой возможности не имеем и, поэтому сложные математические расчеты  и теоремы в программу курса не включаем. Наибольшее количество часов курса уделено лабораторным занятиям. Их проведение также имеет свою особенность. Для получения результатов (выращивания кристаллов) необходимо определенное время, поэтому учащиеся оформляют результаты экспериментов на следующих лабораторных занятиях. В планировании курса это предусмотрено.

Деятельность учащихся включает разработку моделей кристаллических структур. Их учитель может использовать как наглядные средства обучения. Создание общей коллекции кристаллов способствует сплоченности учащихся, развитию их коммуникативных способностей.

Программа элективного курса «Этот удивительный мир кристаллов!»

       11 класс.  34 часа в учебный год, 1 час в неделю.

                          Раздел I. Кристаллы в природе и науке (4 часа).

Тема 1. Кристаллы в природе.

Природные минералы: классификация минералов по наличию кристаллических модификаций, разновидности различных минералов.

Способы образования природных минералов: магматическое образование минеральных пород, способ поверхностной кристаллизации из насыщенных растворов, атмосферная кристаллизация.

Драгоценные камни: распространение, химический состав, цвет.

Свойства драгоценных камней: хорошая отражательная способность, твердость, блеск, разнообразие цветовых эффектов.

Кристаллические вещества в растениях, кристаллы в организме животных и человека, образование микроорганизмами кристаллических веществ, патологии, связанные с кристаллизацией веществ во внутренних органах человека.

Тема 2. Роль кристаллов в науке и жизни человека.

Кристаллы на службе у человека:

Использование кристаллов в промышленных и научных целях: радиотехнике, оптической аппаратуре, электроаппаратуре, полупроводниках (диодах, триодах, транзисторах),  шарикоподшипниках, ЭВМ;