Использование алгоритмики при изучении химии

Изучение любого естественнонаучного предмета и особенно химии практически невозможно представить себе без понятий “алгоритм” и “алгоритмизация”. Прочное усвоение теоретических знаний и приобретение практических навыков должно происходить путем формирования системы взаимодействия анализ-логика.
Работа будет полезна преподавателям по химии в вузах. Обсуждается один из способов запоминания нового материла обучающимися – запоминание с помощью изучения алгоритмов.
Целью работы является рассмотрение алгоритмических предписаний при изучении химии в вузе как в аудиторные часы, так и в часы самостоятельной подготовки. В основе представленной работы лежит необходимость решения основной задачи преподавателя – упрощение представления теоретического и практического материала обучающимся
В упрощенном виде курс химии можно представить следующим образом: характеристика химических элементов, описание свойств веществ, правила номенклатуры-составление уравнений химических реакций, их описание-решение задач и выполнение эксперимента. Химия станет проще для понимания, если обучающиеся будут видеть логическую схему и будут последовательно осваивать ее этапы.
Для “запуска” процесса алгоритма обучающиеся должны не только корректно использовать базовые понятия (моль, молярная масса, количество вещества и т.д.), но и оперировать алгебраическими действиями, что немало важно при решении задач. В помощь обучающимся существуют справочные пособия, такие как [1], где доступно и просто разбираются алгоритмы решения задач и схемы выполнения многих заданий.
В отличие от неорганической, физической и аналитической химии более сложным является составление алгоритмов для решения задач при изучении курса органической химии, где важным требованием является умение построить различные структуры, соответствующие данной молекулярной формуле, умение отнести их к тому или иному классу соединений, дать грамотное название.
Рассмотрим наиболее известный алгоритм составления возможных изомеров алканов (изомерия углеродного скелета) на примере C6H14:
1. Расположить все 6 атомов углерода в одну цепочку (изомер 1);
2. Укоротить углеродную цепь на один атом углерода, но ввести метильный радикал у второго атома углерода (изомер 2);
3. Сместить метильную группу к третьему атому углерода (изомер 3);
4. Снова укоротить углеродную цепочку и расположить два метильных радикала у одного и того же атома углерода (изомер 4);
5. Расположить метильные радикалы у соседних атомов углерода (изомер 5) (алгоритм приведен в упрощенном виде).
Алгоритм намного усложнится при составлении изомеров для веществ, содержащих кратные связи, функциональные группы и т.д. Однако, несмотря на различные исходные данные принцип последовательных действий в алгоритме составления изомеров остается тем же и позволяет учащимся самим варьировать предлагаемые к рассмотрению преподавателем алгоритмы.
Алгоритмизацию процесса обучения можно производить несколькими способами. Это может быть ознакомление с алгоритмами в готовом виде для их заучивания с последующей отработкой и закреплением на примерах, а также вывод алгоритма, что более ценно в дидактическом отношении, но требует больших затрат.
К сожалению, обучение алгоритмам может привести к стандартизации мышления. Однако в большинстве случаев алгоритмизация иллюстрирует наиболее простой и рациональный способ выполнения задания, но, ни в коем случае, не приводит к подавлению творческих способностей, так как нестандартный подход к решению задач позволяет решить задачи “с изюминкой”. Основная роль алгоритмизации процесса обучения – это отработка последовательных действий и навыков.
Теоретический материал в курсе химии поддается пошаговой обработке. В таком случае зачастую говорят не о следовании алгоритму, а о следовании алгоритмическим предписаниям, выполнение которых позволяет обучающему самостоятельно находить пути решения задач.
У введения алгоритмики в процесс обучения есть несомненные преимущества. Использование алгоритмов позволяет осуществлять непрерывную обратную связь обучающиеся-преподаватель. Алгоритмизированное обучение создает возможность индивидуального подхода к обучающимся в условиях массового обучения. Особенно это важно при проведении практических занятий, при подготовке к выполнению курсовых работ, где большая роль отводится поэтапному решению задач.
Отчасти обучение алгоритмам может привести к стандартизации мышления, однако, это не совсем так. В большинстве случаев алгоритмизация иллюстрирует наиболее простой и рациональный способ выполнения задания, но, ни в коем случае, не приводит к подавлению творческих способностей, так как нестандартный подход к решению задач позволяет решить задачи “с изюминкой’. Основная роль алгоритмизации процесса обучения – это отработка последовательных действий, навыков
В процессе обучения деятельность преподавателя по алгоритмизации деятельности обучающихся заключается в том, что необходимо
– выделить условия, необходимые для осуществления обучающих действий;
– выделить сами обучающие действия;
– определить способ связи обучающих и учебных действий.
Алгоритмизация обучения увеличивает удельный вес самостоятельной работы обучающихся. Овладение алгоритмами предполагает, прежде всего, понимание сущности алгоритма, его этапов, умение представить алгоритм в виде блок-схем. Алгоритмизированное обучение строится на основе разработки соответствующих моделей мыслительных процессов, последовательных действий, обеспечивающих успешное решение учебных задач. Усвоение информации идет путем последовательного выполнения одной за другой логически взаимосвязанных операций. Необходимо отметить, что данная концепция может быть реализована при преподавании также и других дисциплин в образовательном учреждении.

Рекомендуем посмотреть:

Внеклассное мероприятие по химии для 8 класса Конспект урока химии 9 класс. Кислородные соединения углерода Кроссворд с ответами по анатомии для учащихся 8 класса Создание авторских учебных пособий по химии

Похожие статьи:

Конспект интегрированного урока по ОБЖ и химии в 11 классе

Методическая разработка урока химии 9 класс

Конспект урока химии для 9 класса

Конспект урока химии для 10 класса по теме «Изучение метанола и этанола»

Практические работы по химии 9 класс