Использование интернет-технологий в школьном курсе химии

   Один  из наиболее востребованных ресурсов – « Я иду на урок химии» http://him.1september.ru/urok/ издательского дома «Первое сентября». Здесь собраны статьи, посвященные преподаванию химии в школе. Приведены методические рекомендации практически по всем занятиям школьного курса. Сайт представляет практический интерес для учителей при подготовке занятий.

   Помимо  этого в Сети представлено достаточно большое количество ресурсов, направленных только на специалиста. Одним из них является портал журнала «Наука и техника» http://n-t.ru/ri/, в котором собрана крупная коллекция научно-популярной литературы. Преподавателю-химику есть из чего выбирать. Например «Популярная библиотека химических элементов» http://n-t.ru/ri/ps/, в которой собраны сведения по всем химическим элементам, история их открытия, разнообразные курьезные ситуации, связанные с химическими элементами. Этор ресурс может стать прекрасным дополнением к учебным пособиям 8-9 классов. Примерно такая же тематика и у «Превращения элементов» Б. Казакова http://n-t.ru/ri/kz/pe.htm Однако книга более углублена в историю химии и алхимию. Прекрасным дополнением к материалам 8-11 классов служит ресурс «Среди запахов и звуков» М. Плужникова, С. Рязанцева http://n-t.ru/ri/pl/zz.htm. На страницах этой книги можно найти информацию о запахах различных соединений и их формировании. Для занятий по неорганической химии качественным дополнением станет раздел «Химия вокруг нас» http://n-t.ru/ri/кк/hm.htm , где описываются вещества, с которыми человек сталкивается ежедневно. Вода, спички, карандаши и бумага, а также многое другое представлено в этой книге, с новой и иногда с неожиданной стороны. Еще один интересный раздел нежелателен для прочтения школьниками, «Яды вчера и сегодня» http://n-t.ru/ri/gd/yd.htm. Здесь описаны примеры бытовых ядов, опасность химических веществ, используемых в практических занятиях и приведены некоторые «исторические» отравляющие вещества. Не забыли авторы и о литературных героях – отравителях и отравленных. Интересная и полезная страничка для преподавателя и взрослого образованного человека.

   Наибольшее  распространение имеют англоязычные сайты но, рекомендовать их детям, видимо, не стоит. Особый интерес эти страницы представляют зачастую для преподавателя, неплохо владеющего иностранным языком. Сайт http://chemcases.com/ подойдет для учителей 10 – 11, и особенно будет интересен для профильных естественнонаучных  классов. Ресурс содержит подробную информацию о действии различных веществ на организм человека и окружающую среду. Химия алкоголя и пути проникновения лекарств, химия выхлопных газов и способы получения менее вредного углеводородного сырья способны превратить пространные объяснения «ненужного» материала в увлекательные занятия. Связь химии и повседневной жизни способна значительно увеличить интерес учащихся к предмету. Так же представлена химия кремния, и показан химизм высоких технологий, базирующихся на соединениях кремния.  Ресурс интересен, но требует навыков работы в Сети и хорошего знания английского языка.

   Достаточно  прост и универсален ресурс http://www.reciprocalnet.org/ edumodules/commonmolecules/index.html. Основная его направленность – визуализация разнообразных структур от кристалла поваренной соли до громоздких биохимических молекул, таких как ДНК и белки. Интересен так же раздел «Минералы и драгоценные камни», в котором представлены и изображения минералов и в некоторых случаях приведены их структурные модели. Английский язык здесь крайне прост и не требует глубоких знаний. Для работы с порталом необходимо лишь установить специализированное программное обеспечение для просмотра трехмерных моделей.

   Ресурс http://micro.magnet.fsu.edu/ представляет собой краткий справочник для преподавателя профильного химико-биологического класса. Здесь приведена информация о различных биологически значимых веществах: аминокислоты, фармацевтические препараты, микроэлементы и многие другие.

Интерактивный справочник http://www.krugosvet.ru/cMenu/23_00.htm прекрасное подспорье при подготовке к занятиям. В нем собрана подробная информация обо всех веществах школьного курса, с описанием свойств и историей их открытия или синтеза. Материал представлен в алфавитном порядке, что упрощает поиск необходимой информации.

   Иной  тип сетевых ресурсов – страницы методических объединений. Объемный и  полезный материал учителя смогут найти  по адресу: http://center.fio.ru/method/items.asp?id=10000755 Московского центра Федерации Интернет - образования. Станицу «Химия» курирует Л. Ю. Аликберова. На ней приведено много аннотированных ссылок на разные ресурсы в Сети, сводка новых поступлений с адресами ресурсов, ссылки на сайты по истории химии, методике преподавания химии в школе, олимпиадные задания, химические программы разного уровня, и ссылки на занимательные странички. 

4. Сетевые ресурсы для проведения классных занятий

   Наибольший  интерес для проведения компьютерного  занятия представляет ресурс «Открытая химия» от фирмы «Физикон» http://www.college.ru/ chemistry/course/design/index.htm. По своей сути это интерактивный учебник для 8-11 классов, весь материал которого качественно проиллюстрирован. В сетевой версии, в отличие от лазерного диска, анимированные модели не работают (они только играют роль иллюстраций). Некоторые работающие модели находятся по адресу: http://www.college.ru/chemistry/applets/a_content.htm. Учебник универсален и может быть задействован  в различных темах.

   Прекрасным  симулятором потенциометра для  различных растворов можно воспользоваться на странице http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/101/kits/ conductivitysimulation3.html. С его помощью можно проиллюстрировать такую сложную и абстрактную тему как «Коррозия» или «электролитическая диссоциация». На этом же портале находиться интерактивная страница, посвященная химическому равновесию http://antoine.frostburg.edu/chem/senese/ 101/kits/kit_chemical_equation.html, где можно составить материальный баланс химического процесса. Этот раздел интересен при изучении окислительно-восстановительных реакций. Ресурс англоязычный, но знание языка для работы вообще не требуется.

   Материал  о геометрии молекул и валентных углах в Сети можно найти на станице, принадлежащей МГУ http://www.chem.msu.su/rus/Chemistry3D/School/ и Самарскому госуниверситету http://www.chemistry.ssu.samara.ru/album.htm. Здесь приведены основные молекулы из курса органической химии. Для демонстрации молекул необходимо установить дополнительное программное обеспечение для просмотра VRML моделей (Cosmo Player).

   При  проведении занятий по теме «Периодический закон» можно воспользоваться азербайджанской страницей http://chemistry.aznet.org/chemistry/ link08.htm, где приведены ссылки на большое количество качественных периодических таблиц разного вида. Практически все таблицы интерактивны и содержат подробные сведения о химических элементах. Все таблицы адаптированы для школьников: содержат  алхимическую символику элемента и информацию полезную либо интересную для школьника.

   Портал  Chemistry Experiments and Exercises составленный D. N. Blauch

http://www.chm.davidson.edu/ChemistryApplets/ является незаменимым ресурсом при проведении занятий по темам «Строение атома», «Гибридизация атомных орбиталей», «Образование химической связи» и при решении задач по теме «Количества вещества». Этот ресурс содержит трехмерные модели атомных и гибридных орбиталей, в том числе и d^mspⁿ-гибридные. Присутствуют разделы, в которых можно совмещать атомные или гибридные орбитали и образовывать химическую связь, отслеживая изменения энергии системы. В разделе газовые законы приведены модели, с помощью которых можно рассчитать любой параметр газа, или количество вещества в системе. В разделе химическое равновесие можно посмотреть действие принципа Ле-Шателье – Брауна. К недостаткам можно отнести необходимость устанавливать программное обеспечение для просмотра VRML моделей (Cosmo Player) и виртуальную машину Java.

   Т.о. на настоящий момент в сети Интернет можно найти материал или ресурсы для проведения и подготовки урока химии практически по любой теме. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Проведение  Интернет - занятий  (обсуждение результатов)

1. Выбор темы урока и ресурсов

   Для проведения Интернет – занятия мной были выбраны темы, которые вызывают наибольшие затруднения в понимании, а также темы, с помощью которых можно увеличить интерес школьников химии. Для учащихся 8 класса наибольшую сложность представляет периодический закон и структура периодической таблицы. Для этой тематики я подобрал ресурсы, содержащие как классические периодические таблицы, так и таблицы, имеющие причудливый вид, на которых можно проследить историю развития мысли о периодизации свойств химических элементов. Например, на портале http://chemistry.aznet.org/chemistry/link08.htm я нашел несколько периодических таблиц классического вида. Выбор был обусловлен их простотой и наглядностью, а также доступностью материала для понимания в случае англоязычной таблицы http://www.chemsoc.org/viselements/pages/pertable_j.htm.

«Нетрадиционные» периодические таблицы были взяты мной со станицы http://chemlab.pc.maricopa.edu/periodic/stowetable.html, где приведены циркулярные, трехмерные таблицы и таблица элементов, составленная Менделеевым. В дополнение к этому материалу на компьютеры была установлена интерактивная спиральная периодическая таблица. На этих моделях удалось продемонстрировать общие закономерности изменения свойств химических элементов. Особенный акцент был сделан на элементы побочных подгрупп: были продемонстрированы варианты таблиц, где эти элементы находились в отдельных группах.

   Для учащихся 10 классов обычно затруднение представляет  теория гибридных орбиталей. Для этого урока был выбран наиболее интерактивный ресурс http://www.chm.davidson.edu/ChemistryApplets/, где представлены трехмерные интерактивные модели атомных орбиталей. Урок начинается с энергии и геометрии подуровней. Было введено такое понятие как «атомная орбиталь» и продемонстрировано отличие термина «орбита» и «орбиталь». От геометрии «чистых» орбиталей я перешел к выравниванию по энергии и форме. Для создания целостной картины органической и неорганической химии упомянул гибридизацию с участием d-орбиталей, то есть гибридизацию в химии переходных элементов.

   В 11 классе я провел урок на тему «Строение  атома», привлекая сайт http://www.chm.davidson.edu/ChemistryApplets/. Подробный рассказ о современной теории строения атома был лишен каких-либо формул, а для пояснения о том, как именно рассчитывались энергии уровней и подуровней, была упомянута квантовая химия. На примере трехмерных моделей можно продемонстрировать, почему старые теории строения атома несостоятельны.

2. Особенности интернет-химии

   Достаточно  большая трудность – задействовать  внимание ученика на занятии в течение 30 – 40 минут. При самостоятельной работе учащегося с сетевым ресурсом  его заинтересованность начинает угасать уже через 15 – 20 минут, после чего он начинает переходить на страницы ресурса, посвященные другой тематике. Наилучшая форма для таких занятий – это изложение с демонстрацией, либо урок – лекция. Эти формы проведения занятия позволяют поддерживать интерес школьников к теме в течение длительного времени. Постоянное комментирование действий учащихся позволяет им лучше понять различные аспекты темы, и позволяет с меньшими затратами времени объяснить материал. При проведении компьютеризированных занятий также необходимо учесть различный уровень владения компьютером. Нужно ориентироваться на менее подготовленных школьников, при возможности уделяя им дополнительное внимание. 
 
 
 
 

3. План-конспект урока химии

(для  учащихся 11-го класса) 

    1 Тема урока: “Строение атома, электронные конфигурации атома и  атомные орбитали”.

    2 Цели урока: 

          а)  образовательная: углубление  знаний о строении атома, введение  понятий энергетический уровень,  атомная орбиталь;

          б)  развивающая: развитие пространственного  воображения (на примере атомных  орбиталей), сопоставление атомных  орбиталей различных энергетических  уровней и подуровней одного  энергетического уровня.

          в)  воспитательная: формирование  представлений о природе атомов.

    3 Оборудование: компьютеры с установленным программным обеспечением (Internet Explorer, Cortona VRML Client), пакет с трехмерными моделями электронных орбиталей «Chemistry Experiments and Exercises».