1. Лабораторная работа в стиле ГлобалЛаб.

    Это приватный проект, доступ предоставляется только по приглашению.

    От лабораторных работ к совместным исследовательским проектам

    Сообщение нравится 6 участникам

    НАЧНЕМ С ХИМИИ

    Эта лабораторная работа может относиться к таким темам, как электролиты и электрический ток, диссоциации кислот и щелочей, электропроводность водных растворов и другие. Классический опыт, который лежит в основе демонстрации или лабораторной работы выглядит так – два электрода помещены в банку с дистиллированной воды, к электродам присоединены батарейка и лампочки (как на картинке), но тока нет: лампочка не горит. Если в воду добавить поваренную соль (NaCl) – лампочка зажжётся. Значит цепь замкнулась. Получается, ее замкнула соль, растворенная в воде.

    Благодаря ей ток пошел по воде от одного электрода к другому электроду, потом - по проводу к лампочке, и оттуда ток пошел обратно к батарее... В этом месте обычно учитель вступает с пояснениями… Видите, говорит он, что соль замкнула цепь, потому что поваренная соль NaCl это ионное соединение. Оно диссоциировала – распалась то есть – на положительно заряженный ион (катион) натрия Na+, и отрицательно заряженный ион (анион) хлора Cl-. Эти ионы движутся в растворе каждый к своему полюсу, и потому в воде идет электрический ток. Как-то так…

    В ЧЕМ ИНТРИГА?

    Может ли эта лабораторная и последующее объяснение заинтересовать школьника? И да, и нет… Добавить щепотку соли в воду и увидеть, что лампочка зажглась – интригующе. А потом интрига пропадает: оказывается всем все давно известно… Диссоциация, ионная связь… Остается только не перепутать определения аниона и катиона… Ведь может на ЕГЭ попасться...

    Когда, в каком месте пропала интрига? Как ее сохранить? Можно ли переделать эту рутинную в общем-то лабораторную работу в захватывающий исследовательский проект?

    Мы считаем, что да, можно. Давайте заглянем в лабораторию ученого. Он пытается выявить закономерность между строением химических веществ и их способностью делать воду электропроводной. Проблема имеет практический смысл, например при создании аккумуляторных батарей. Ученый для себя скорее всего так формулирует задачу так: я возьму разные химические вещества (независимая переменная) и изучу, как они изменяют электропроводность воды (зависимая переменна). Я изучу много разных веществ... Скорее всего, одни химические вещества резко повысят электропроводность, другие сделают воду только слега проводящей, а третьи вообще ничего не изменят. Далее все это придется осмыслить…

    А в школе? Описание лабораторной велит «всем как один» добавить в воду две столовые ложки поваренной соли, чтобы потом «все как один» увидели горящую лампочку… и зажмурились. А что дальше? А ничего… Дальше «иди и учи теорию», потому что в такой лабораторной работа нельзя совершить открытие – дизайн не тот. Можно ошибиться, просыпать соль, например, а вот открытие не сделаешь, так как лабораторная создана для того, чтобы проиллюстрировать известную из учебника закономерность!

    ВПЕРЕД В 21 ВЕК

    От такой лабораторной прямо разит конвейерным производством: все делают то же самое следуя командам мастера.Главное – точность, аккуратность и послушание. За них и ставятся отметки.Но мы-то готовим школьников для работы на производстве 21 века, где им надо критически мыслить, творить, видеть и подмечать все новое. Надо переделывать лабораторные под требования 21 века.И поможет в этом платформа ГлобалЛаб! Она позволяет отслеживать работу целого класса или множества классов, когда каждый школьник делает свой вариант лабораторной, а потом, в ходе анализа данных они вместе могут сделать открытие.

    Попробуйте предложить вашим школьникам, которые уже сделали опыт с поваренной солью (NaCl), провести теперь собственный эксперимент, со своим значением независимой переменой – в данном случае добавив в воду «все, что им хочется» (из безопасного, конечно!). Пусть они принесут из дома какой-нибудь «химикат», например, сахар, уксус, лимонную кислоту, яблочный или апельсиновый сок. Дайте им свободу в выборе значения независимой переменой (тип вещества) и пускай они оценят значение зависимой переменой – электропроводности, а данные занесут в анкету ГлобалЛаб

    Тогда окажется, что каждый из них стал обладателем какого-то отличного от других, персонального наблюдения – микро-открытия. Кто-то обнаружит, что сахар, на вид трудноотличимый от соли, не делает воду электропроводной. А что уксус?... И тут мы делаем паузу -- пусть школьник сделает это открытие. Представьте себе как азартно три десятка школьников в вашем классе будут испытывать разные «свои» вещества. К концу урока все данные уже в базе данных ГлобалЛаб – пожалуйста, стройте графики, где каждая точка - это определенное вещество. Вот эта точка на графике —Петин яблочный сок, а эта точка — Васин уксус. Но оказывается, что кроме Васи уксус попробовали Маша и Катя, и Ира, и их данные совпали. А Саша вообще взял и насыпал крахмал. Как вы думаете, сделал крахмал воду электропроводной?

    А какие именно свойства вещества отвечают за его способность сделать воду электропроводной? Чтобы в этом разобраться, школьники заносят в анкету цвет своих веществ, их молекулярный вес, растворимость и – по предложению учителя – константу диссоциации, которую можно найти в любом справочнике. Она показывает насколько легко вещества распадается на ионы. Потом можно всем вместе посмотреть, с чем лучше согласуется способность вещества проводить электрический ток в воде, с его молекулярным весом? Цветом? Константой диссоциации? В такой лабораторной работе школьник чувствует, что открытия делаются вместе, что все результаты важны — и положительное, и отрицательное. Например, Оля налила в воду подсолнечное масло и её результат интересен всем, потому что он поможет сделать вывод о связи между свойствами вещества и их способностью проводить ток.

    ФИЗИКАМ ЛЕГКО

    Описанный пример лежит на стыке физики и химии. Для учителя физики, нам кажется, вообще простор огромный. Давайте рассмотрим простейший пример из механики: наклонная плоскость, по которой скатывается шарик, кирпич, деревяшка — школьник замеряет время, но при этом каждый строит наклонную плоскость со своим углом. А на выходе получится через 40 минут готовая кривая зависимости перемещения от угла наклона. Или же изучение удельного сопротивления или теплопроводности. Каждый школьник может изучить «свой» материал… «свою» длину или толщину.

    Во всех случаях на выходе будет зависимость Y (зависимая переменная) как функция от X(независимая переменная). Y=f(X). A каждый школьник мог бы изучать собственное значение независимой переменной. Вася изучает Y1=f(X1), Коля – Y2=f(X2), а Маша Y3=f(X3), и т.д. А в конце урока инструменты платформы ГлобалЛаб позволяет школьникам построить замечательный по подробности и точности график зависимости Y=f(X).И каждый знает, что он или она внесли вклад в общую копилку открытия какой-либо закономерности. В научном смысле очень важно, что вслед за открытием такой закономерности появляется возможность обсуждения найденной закономерности?

    А ЧТО ДЕЛАТЬ ЛИРИКАМ?

    Хорошо физикам – химикам, А как же биологи и природоведы? Могут ли стать исследовательскими их лабораторные работы? Например по темам вроде «Низшие растения: лишайники, строение и функции»? Да могут. Предложите школьникам запомнить, какие бывают лишайники, а потом, используя платформу ГлобалЛаб, указать на карте типы лишайников, которые они наблюдали. Окажется, что накипные лишайники встречаются везде, даже в центре загазованного города. А листоватые и кустистые формы нежные, чувствительные к качеству воздуха; их можно найти только в глухих местах. Это открытие можно использовать как отправную точку в обсуждении того, что лишайники - это хрупкий симбиоз гриба и водоросли, и что многообразие лишайников указывает на качество воздуха, а потому они служат биоиндикаторами окружающей среды. Если видишь вокруг себя только накипные, похожие на корку лишайники, то воздух, наверное, не очень чистый, а если встречаешь и листоватые, и кустистые формы, то, скорее всего, воздух чистый. И кстати, эта еще и тема ЕГЭ - «Типы лишайников».

    И здесь каждый школьник почувствует, что он внес вклад в общее исследование, ведь никто раньше, кроме него, не наблюдал лишайники на улице, где он живет. Такие «личные открытия», основанные на собственных наблюдениях, порождают важное для исследователя ощущение сопричастности, собственности — «мои данные», – а за ним - чувство ответственности — а не наврал ли я? Вот тут-то и приходит желание, как мы надеемся, повторить эксперимент, продолжить наблюдение, разобраться. Читай – мотивация к учению…

    Борис Семёнович Беренфельд,
    научный руководитель проекта ГлобалЛаб

    В этом обсуждении появились новые комментарии: 1
    Комментариев: 9