STEM подходът в обучението по химия: модел за повишаване на практическите умения при изучаване на метали и неметали

Настоящата статия представя резултатите от педагогически експеримент, проведен в 7.клас, с цел повишаване на практическите умения на учениците по Химия чрез STEM подход. Експериментът включва разработване и прилагане на иновативен модел на обучение по темите „Метали и техни съединения“ и „Неметали и техни съединения“. Чрез използването на лабораторни опити, междупредметни връзки и активни ученически дейности се наблюдава повишаване на успеваемостта и мотивацията.

Увод

STEM подходът (Science, Technology, Engineering, Mathematics) предлага съвременен и ефективен модел за преподаване на природни науки, включително Химия. В основата му стои интегрирането на теоретични знания с практическа дейност, което развива критическото мислене, уменията за решаване на проблеми и научното любопитство у учениците. Изследването, представено в тази статия, цели да оцени ефекта от прилагането на STEM модел при изучаването на темите „Метали и техни съединения“ и „Неметали и техни съединения“.

Методология на изследването

Експериментът обхвана 25 ученици от 7.клас. Проведени бяха два теста:

• Тест №1 (входно ниво) – по тема „Алкални метали и техни съединения“
• Тест №2 (изходно ниво) – по тема „Халогени и техни съединения“

В междинния период се приложи STEM модел с практически опити, работа по проекти, използване на електронни ресурси и интердисциплинарни връзки.

Резултати от педагогическия експеримент

 

Метали. Натрий и негови съединения

Тест – 7.клас

Име:………………………………………………….. клас:………………. №………….

Прочетете внимателно задачите от 1. до 14. и оградете буквата пред правилния отговор.

1. Коя комбинация от физични свойства се отнася за простото вещество натрий?

А) има метален блясък, провежда електричен ток, може да се реже с нож;

Б) има метален блясък, провежда електричен ток, крехко е и при удар лесно се

троши;

В) не провежда топлина и електричен ток, не се разтваря във вода;

Г) има остър мирис, добре се разтваря във вода, не провежда електричен ток.

 

2. В кой ред са изброени вярно химични взаимодействия, характерни за простото вещество натрий?

А) Взаимодейства с хлор, водород и калий;

Б) Взаимодейства с кислород, сяра и вода;

В) Взаимодейства с натриева основа, водород и кислород;

Г) Взаимодейства със солна киселина, динатриев оксид и вода.

 

3. С кое уравнение е изразен процес неутрализация?

А) NaOH + HCl → NaCl + H₂O В) Na₂O + CO₂ → Na₂CO₃

Б) 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H2 Г) К₂O + 2HCl → 2КCl + H₂O

 

4. Реакция химично заместване е записана с уравнение:

А) 2Na + Cl₂ → 2NaCl В) CsOH → Cs+ + OH–

Б) 4Li +O₂ → 2Li₂O Г) 2K + HCl → 2KCl + H₂↑

 

5. Кое свойство НЕ е характерно за алкалните основи?

А) взаимодействие с киселини; В) взаимодействие с други основи;

Б) дисоциация; Г) взаимодействие с СО_2.

 

6. В кой ред са записани съответно формулите на калцинирана сода и на сода

каустик?

А) Na₂CO₃, КOH В) NaHCO₃, K₂CO₃

Б) Na₂CO₃, KCl Г) Na₂CO₃, NaOH

 

7. Кое твърдение най-вярно отразява въздействието на натриевия хлорид върху човешкия организъм?

А) Не оказва вредно въздействие, независимо от количеството му;

Б) Уврежда зрението, бъбреците и сърцето, когато се използва в количества над

допустимите;

В) Дори и в най-малки количества е вреден;

Г) Предизвиква зависимост, когато се използва в количества над допустимите.

 

8. Кое от дадените вещества има следните свойства: взаимодейства с вода, с

въглероден диоксид и с киселини?

А) K₂O В) K₂S

Б) KCl Г) KOH

 

9. По кое свойство могат да се разпознаят водни разтвори на NaOH и на Ca(OH)₂?

А) взаимодействие със солна киселина;

Б) промяна на цвета на фенолфталеин;

В) взаимодействие с въглероден диоксид;

Г) промяна на цвета на лакмус.

 

10. В кой ред веществата са дадени в последователността: основен оксид, метал, основа, неметал?

А) K₂O, NaCl, Cl₂, Cs В) CO₂, S, CsOH, Li

Б) Na₂O, Rb, KOH, Cl₂ Г) Li₂O, Na, HCl, S

 

11. За химичните съединения А и Б е известно, че оцветяват пламъка на спиртна лампа съответно във виолетово и в жълто. Кои са тези съединения?

А) RbCl, KCl В) KCl, CsCl

Б) LiCl, NaCl Г)KCl, NaCl

 

12. При коя двойка алкални метали е означено правилно сравнението на тяхната химична активност?

А) K > Na В) K > Rb

Б) Li > Na Г) Na > Cs

 

13. Дадено е следното непълно химично уравнение: А + СО₂ → Б + Н₂О.

Неизвестните вещества А и Б в него са съответно:

А) 2Na, NaOH В) 2NaOH, Na₂CO₃

Б) NaOH, NaCl Г) Na₂O, Na₂CO₃

 

14. Въз основа на реакцията 2Na₂O₂ + 2CO₂ → 2Na₂CO₃ + O₂↑, натриевият пероксид Na₂O₂ се използва за:

А) торене на почвата;

Б) обогатяване на въздуха с кислород в затворени пространства;

В) направата на фойерверки;

Г) получаване на сапун.

 

Напишете решенията на задачи 15. и 16.

15. KCl е вещество с важно практическо приложение. Предложете четири начина за неговото получаване. Подкрепете предложенията си с химични уравнения.

 

16. Дадени са следните вещества: Li₂O, H₂O, HCl, LiOH, LiCl, CO₂, H₂SO₄.

А) Между кои от веществата може да протече процес неутрализация? Изразете възможните реакции с химични уравнения.

Б) Запишете наименованията на продуктите на реакциите.

 

Диаграма, която представя относителната честота от тест №1

След прилагането на иновационната методика чрез STEM подхода се проведе Тест №2. Учениците показаха повишени резултати. Значителна част от тях преминаха от оценки 3 към 4 и 5. Анализът показа увеличение на отличните оценки с 16%.

Изводи

Прилагането на STEM модел в учебния процес води до:

• Повишаване на интереса и мотивацията на учениците;
• По-добро усвояване на понятия чрез лабораторна и проектна дейност;
• Повишена успеваемост и резултати от тестове;
• Активно участие и самостоятелно търсене на решения;
• По-добро разбиране на връзките между Химията и други науки (Физика, Биология, технологиите).