УДК 37

Применение кейс – технологии в изучении органической химии

Рахматулина Марта Маратовна – учитель химии средней общеобразовательной школы № 15 Василеостровского района; бакалавр факультета Химии, студент магистратуры направления Фундаментальной и прикладной химии Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена.

Аннотация: В статье рассматриваются возможность применения кейс–технологии при изучении учащимися 10 класса органической химии.

Подробно приводятся и рассматриваются этапы работы с кейсом на уроке. В статье также используется конкретный пример кейса на одну из важнейших тем органической химии среди учащихся: «Спирты». Представленный кейс является авторской разработкой и направлен как на развитие у учащихся мышления и стимулирование познавательного интереса, так и на формирование у них бережного отношения к своему здоровью. Также кейс-технологию рекомендуется использовать для лучшего понимания и осознания среди учащихся важности органической химии, на изучение которой в программе 10 класса выделяется совсем мало времени.

Ключевые слова: кейс–технология, технология обучения, системно–деятельностный подход, проблемная ситуация, органическая химия.

В настоящее время количество часов, выделяемых на изучение предмета химии в старших классах для общеобразовательных учреждений, крайне мало (всего один час в неделю). Более того, в рамках программы учащиеся вынуждены изучать в основном лишь теорию, так как в большинстве школ практически нет органических реактивов. Однако, с помощью применения современных технологий и методов, благодаря которым учащиеся смогут в полной мере самосовершенствоваться и удовлетворять свой познавательный интерес, можно компенсировать отсутствие практической стороны изучения предмета и сделать органическую химию понятной и интересной, а также связанной с окружающим учащихся миром.

Также, как отображено в Федеральном государственном образовательном стандарте, методологической основой обучения является системно–деятельностный подход, который нацелен на развитие личности. [1] А для получения всесторонне развитой личности учебный процесс в школе должен быть организован таким образом, чтобы обеспечить выпускнику всестороннее (общекультурное, личностное, познавательное) развитие, а главное, вооружить его способностью к обучению, мышлению и анализу.

Именно поэтому, комбинируя все выше рассмотренные проблемы для улучшения качества изучения химии в 10 классе предлагается использовать одну из самых эффективных технологий обучения предмету – кейс–технологию.

Кейс – технология — это технология, предполагающая обучение действием. Более того, суть данной технологии отображена в ее названии: от английского «case» - случай, дело. Данное значение предполагает, что в основе этого метода используется описание конкретных ситуаций и случаев, что близко к правде. Кейс представляет собой описание конкретной реальной ситуации, подготовленное по определенному формату и предназначенное для обучения учащихся анализу разных видов информации, ее обобщению, навыкам формулирования проблемы и выработки возможных вариантов ее решения в соответствии с установленными критериями. [2]

Данная технология ориентирована на подходе «создания успеха». Для него характерна активизация учащихся, стимулирование их успеха, подчеркивание достижений участников. При этом в отличие от других технологий обучения кейс-метод можно представить систему, использующую и опирающуюся на другие технологии с целью достижения лучшего результата. Таким образом, кейс – технология:

  1. Является разновидностью исследовательской аналитической технологии (включает в себя анализ и проведение исследования предложенной ситуации).
  2. Использует технологии развивающего обучения (прибегает к индивидуальному, групповому и коллективному развитию с формированием личностных качеств обучающихся).
  3. Использует технологию коллективного обучения (подразумевает работу в группах или небольших командах со взаимным обменом информацией).
  4. Является разновидностью проектной технологии (предусматривает формирование проблемы и путей ее решения при рассмотрении кейса). [3]

При этом, использование кейса в обучении имеет свои особенности: во-первых, данная технология ориентирована на практическую ситуацию, из-за чего у нее нет однозначного ответа на проблемный вопрос (в этом случае могут иметь смысл сразу несколько ответов и гипотез учащихся) [4], во-вторых акцент образовательной деятельности делается в большей степени не на овладении готовым знанием, а на его выработке общими усилиями учащихся и учителя, и, наконец, в-третьих, роль учителя при использовании данной технологии заключается лишь в направлении дискуссии в правильном направлении при помощи проблемных вопросов, а также во включении всех учащихся группы в процесс анализа кейса и в работу с проблемной ситуацией. [5]

Цель данной статьи:

Выявить ценность, возможность и целесообразность использования кейс – технологии на уроках изучения органической химии, а также рассмотреть на конкретном примере разработанного кейса ход работы, особенности, преимущества и недостатки при работе с использованием данной технологии.

Рассмотрим конкретный пример применения кейс-метода во время урока с целью закрепления и более глубокого понимания изучаемой темы. Для этого специально был разработан пример кейса, который можно использовать на уроке по теме: «Спирты». При этом для проведения данного урока необходимо было выполнить некоторые приготовления, а именно: составление проблемной ситуации и задании для кейса, а также составление учителем хода и целей, к которому должны прийти учащиеся в процессе обсуждения и работы с задуманной проблемой.

После завершения всех приготовлений учитель проводит запланированный урок.

Построить данный урок можно по следующему плану:

Первый этап при работе с помощью кейс – метода – это ознакомление с сюжетом – инцидентом, описанном в кейсе.

Текст предлагаемого для этого кейса:

В сентябре 2001 года эстонский город Пярну и его окрестности потрясла чудовищная по своим масштабам трагедия массового отравления граждан одним веществом. Все началось с того, что 6 сентября 2001 года двое работников AS Baltfet украли на заказ десять бочек с этого вещества, а затем оно под видом другого было продано реализатору подпольного алкоголя. 9 сентября рано утром в пярнускую полицию поступило сообщение, что в общежитии умерла 58-летняя женщина. Затем в полицию стали поступать новые сообщения о погибших и отравившихся как в Пярну, так и по всему уезду.

Врач скорой помощи Кюльвар Манд вспоминал, что в тот день к семи-восьми часам вечера врачи получили ценную информацию от одного из пострадавших, находившегося в сознании. «Мы узнали, что след ведет к сети по продаже нелегального алкоголя,» – говорил Манд.

За период с 9 по 10 сентября 2001 года, эстонский город Пярну стал известен как место самого массового отравления данным веществом в истории современной Европы. В результате употребления этого вещества 68 человек погибли, четыре десятка их собутыльников стали инвалидами II степени (потеряв зрение и/или пережив острое поражение мозга и нервной системы), 3 человека стали инвалидами I степени. Большая часть выживших страдала потерей зрения, острыми поражениями ЦНС и поражениями мозга.

Вторым этапом при работе с кейсом является выявление проблематизации разбираемого в тексте инцидента и формулирование с помощью диалога проблемы, т.е. учащиеся приходят в ходе групповой дискуссии к обнаружению противоречия в сюжете, определение того, в чем его «причина» и формулируют общими усилиями формулировку проблемы. Например, у учащихся могут возникнуть такие вопросы: почему изменение одного важного компонента привело к такой трагедии или какими свойствами и эффектом обладает данное вещество в отличие от своего аналога и т.д.

На третьем этапе после выявления и формулирования проблемы учащимся предлагается поработать в малых группах. Командная работа подтолкнет учащихся к активному обсуждению проблемы и активному выдвижению внутри своих групп гипотез о причинах возникновения данной ситуации. Также на данном этапе для более продуктивной работы рекомендуется раздать каждой команде стимулирующие вопросы к разбираемой ситуации. Это поможет учащимся более эффективно и продуктивно проработать и разобрать данную ситуацию, а также направит их мыслительную активность в правильное направление.

Примеры разработанных вопросов для учащихся:

  1. Отравление каким веществом привело к этой трагедии?
  2. Какое вещество реализатор подпольного алкоголя думал, что покупает? Почему он не заметил разницы между этими двумя веществами?
  3. Почему принятие этого вещества во внутрь с течением времени вызывает слепоту, вредно влияет на нервную систему, а в дальнейшем и вовсе может привести к смерти? Приведите уравнение протекающей в результате этого реакции окисления.
  4. Появление каких симптомов могут символизировать об отравлении этим веществом?
  5. Что способно служить действенным противоядием в случае отравления этим веществом и почему?
  6. Каким способом получают данное вещество в промышленности? С чем связано данное ему тривиальное название?

Четвертым этапом работы с предложенным кейсом является презентация решения предложенных вопросов и выявленной проблемы каждой командой учащихся, в ходе которой учащиеся совместно с учителем устанавливают истину и приходят к правильным ответам на поставленные перед ними вопросы.

Примерные ответы, которые должны получиться у учащихся в результате проведения совместного проведения анализа предложенной учителем ситуации:

  1. Вещество, которое привело к данной трагедии, — это метанол.
  2. Реализатор подпольного алкоголя думал, что покупает этанол. Он не заметил разницы между двумя этими веществами, так как по запаху и вкусу они неотличимы друг от друга, из-за чего то и дело происходят случаи употребления метанола внутрь по ошибке вместо этанола.
  3. Токсичность метанола заключается в том, что при попадании в организм он с течением времени окисляется сначала до ядовитого формальдегида, который и вызывает слепоту, а также вредно влияет на нервную систему и вступает в реакции с белками (т. е. происходит так называемый летальный синтез), а затем уже происходит окисление и до муравьиной кислоты. Таким образом метиловый спирт относится к высокотоксичным соединениям и приводит к таким последствиям из-за того, что превращается в гораздо более опасное вещество- формальдегид.

Уравнение реакции окисления метанола до формальдегида и муравьиной кислоты:

Рисунок1 [6]

Метанол формальдегид муравьиная кислота

  1. Хоть внешне, по запаху и по эффекту опьянения метиловый спирт не отличается от этилового. Однако, если продукты распада этанола полностью выводятся нашим организмом, при переизбытке вызывая лишь похмелье, то метанол действует по-другому. При отравлении метанолом могут наблюдаться: головокружение, головная боль, тошнота, постоянная рвота, желудочные спазмы и рези, посинение кожи, потеря зрения, кома.
  2. Действенным противоядием в случае отравления метиловым спиртом может служить этиловый спирт. В инструкциях врачей скорой помощи также есть указания, что при признаках отравления этанолом вводить внутривенно этиловый раствор. 10%-ый раствор этилового спирта следует ввести по каплям в вену или же дать выпить 30–40% раствор спирта с расчетом приблизительно 1–2 грамма такого раствора на 1 кг веса пострадавшего. Использование этанола в качестве противоядия становится возможным, так как он способен конкурировать с этанолом за связь с ферментом – алкогольдегидрогеназа. При этом значительно снижается образование формальдегида и муравьиной кислоты, а метанол выводится из организма в неизменном виде.
  3. Метанол в промышленности получают из синтез-газа на медь-цинковом оксидном катализаторе при температуре — 250 °C и давлении — 7 Мпа. [7]

СО + 2Н2 = СН3ОН

Ранее метанол получали сухой перегонкой древесины без доступа воздуха, отсюда и закрепилось за ним название – «древесный спирт».

Заключительным пятым этапом работы с предложенным инцидентом становится рефлексия хода решения кейса, оценка трудности и важности данной проблемы. При этом учащиеся делятся впечатлениями и делают выводы по предложенной теме (в данном случае по теме: «Спирты»).

Таким образом, разработка и внедрение кейсов в изучение органической химии является крайне важным как для компенсации дефицита практики в рамках программы, так и для более глубокого понимания предмета и формирования познавательного интереса среди учащихся. Однако, несмотря на все преимущества данной технологии, ее внедрение не всегда целесообразно и возможно. Данный процесс предполагает большую затрату времени и длительную подготовку для составления и продумывания учителем проблемных ситуаций, поэтому использование кейс-метода невозможно на постоянной основе. Но при этом использование данного приема в работе с крайне важными темам (такими, как «Спирты» и т.д.) являются крайне важными для формирования универсальных учебных действий и развития мыслительной активности в области химии у обучающихся.

Список литературы

  1. Приказ Министерства просвещения РФ от 31 мая 2021 г. № 287 «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования».
  2. Толочина О. Г. Кейс-технологии как один из инновационных методов образовательной среды [Электронный ресурс] // Социальная сеть работников образования nsportal.ru. - 2013. - URL: http://nsportal.ru/
    vuz/pedagogicheskie-nauki/library/keys-tehnologii-kak-odin-iz-innovacionnyh-metodov-obrazovatelnoy (дата обращения 07.11.2021).
  3. Долгоруков, А.М. Метод case-study как современная технология профессионально-ориентированного обучения [Электронный ресурс] // Социальная сеть работников образования nsportal.ru. - 2013. -URL: http://www.vshu.ru/lections.php?tab_id=3&a=info&id=2600] (дата обращения 05.11. 2021).
  4. Прищепа Т.А. Лекции на тему: «Кейс-метод, кейс-технология». 11-12 Лекция. 2013 г.
  5. Барнс, Л.Б., Кристенсен, Р.К., Хансен, Э.Дж. Преподавание и метод конкретных ситуаций: учебник, ситуации и дополнительная литература. – Москва: Гардарики, 2000. – 502 стр.
  6. Интерактивный мультимедиа учебник Органической химии. Базовый, профильный уровни. Контрольные вопросы. Тесты для ЕГЭ. Учебные игры: сайт orgchem.ru [Электронный ресурс]. URL: https://orgchem.ru/chem4/link_v4.htm (дата обращения: 06.01.2024)
  7. Техническая библиотека: сайт neftegaz.ru [Электронный ресурс]. URL: https://neftegaz.ru/tech-library/energoresursy-toplivo/141799-metanol/?ysclid=lr2n4ddj1d952833369 (дата обращения: 06.01.2024)