Пахомов Юрій Дмитрович
Вчитель хімії, Івано-Франківської загальноосвітньої школи І-ІІІ ступенів №24 Івано-Франківської міської ради
ЛЕПБУК «ТАЄМНИЦІ ВОДИ» З ТЕХНОЛОГІЄЮ ДОПОВНЕНОЇ РЕАЛЬНОСТІ, ЯК STEM ПРОЕКТ ПРИ ВИВЧЕННІ ТЕМИ «ВОДА» З ХІМІЇ У 7 КЛАСІ
зміст |
|
Вступ |
|
Використання лепбуку з технологією доповненої реальності у школі |
|
Опис розробки |
|
Матеріали для заповнення лепбуку |
|
Посилання на електронну версію лепбуку |
|
Список використаних літературних джерел |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВСТУП
Сьогодні розвиток інформаційно-комунікаційних технологій дає можливість модернізувати навчальний процес в загальноосвітній школі, використовуючи різноманітні тренди сучасної освіти. Нові методики викладання мають ураховувати сучасні вимоги до застосування інформаційних технологій 2. Використання інформаційно-комунікативних технологій (ІКТ) у викладанні дозволяє інтенсифікувати освітній процес, прискорити передачу знань і досвіду, а також підвищити якість навчання й освіти 2, 4. Використання ІКТ в навчальному процесі дає можливість вчителю доступно пояснити теоретичний матеріал, підвищити інтерес учнів до навчання, краще утримати їх увагу. Сучасними трендами ІКТ в освіті є віртуальна реальність (ВР, VR) та доповнена реальність (AR) в поєднанні з мобільним навчанням.
Використання даної технології є особливо ефективним у поєднанні з лепбуком, оскільки сприяє розвитку творчості, уяви, може використовуватись одночасно групою дітей (в тому числі за участю дорослого як партнера), має дидактичні властивості.
Лэпбук – новітній спосіб організації навчальної діяльності з дошкільниками і молодшими школярами. Це гра, творчість, пізнання і дослідження нового, повторення і закріплення вивченого, систематизація знань і просто цікавий вид колективної діяльності вчителя, батьків і дитини. При цьому лепбук – це не просто витвір. Це заключний етап самостійної дослідницької роботи, яку дитина виконувала у ході вивчення даної теми. Щоб заповнити цю папку, дитині потрібно виконати певні завдання, провести спостереження, вивчити представлений матеріал [1]. Створення лепбука допоможе закріпити і систематизувати вивчений матеріал, а розглядання папки в подальшому дозволить швидко освіжити в пам’яті пройдені теми. Він допомагає дитині та вчителю по своєму спільному бажанню організувати інформацію з вивченої теми і краще зрозуміти та запам’ятати матеріал. Це гарний спосіб для повторення пройденого [7].
Мета роботи. Створення лепбуку з технологією доповненої реальності «Таємниці води», що відповідає навчальній програмі 7-го класу, предмет «ХІМІЯ» який в парі із мобільним додатком LiCo.STEM дозволить учню легко та цікаво освоїти нові знання, та допоможе вчителю спланувати цікавий STEAM урок .
Актуальність проекту. Вода – найцінніша речовина. Останнім часом «проблема води» стає однією з найважливіших у колі болючих екологічних проблем. З кожним днем зростає потреба людства у воді, а основне джерело її надходження — річки, які, на жаль, міліють, пересихають, забруднюються. Життя річкам України дають джерела, кількість яких на сьогоднішній день поменшала, особливо в останні посушливі літа. Також варто зазначити, що якість води у джерелах та річках – погіршала. Причиною цього є промислові викиди, забруднення навколишнього середовища, та планети в цілому. Для того щоб краще зрозуміти роль води в нашому житті, вивчити її різноманіття та властивості, розвинути екологічну грамотність у школярів і навчити бережливо ставитись до найбільшого «скарбу» Землі ми створюємо лепбук «Таємниці води», щоб в подальшому демонструвати його друзям-одноліткам і в такий спосіб поширювати знання про важливість цієї речовини та водночас розвивати та пропагувати екологічне мислення у своєму оточенні.
Стислий опис: Учні отримують завдання створити спільними зусиллями створити лепбук «Таємниці води». Вчитель зазначує пункти які повинен містити лепбук, а учні діляться на групи які будуть шукати аналізувати інформацію по певному з пунктів.
Пункти: 1.Цікаві факти; 2.Образ в мистецтві (книги, загадки, прислів’я, фільми); 3.Будова молекули води, її агрегатні стани та їх особливості; 4.Вода у природі, її види; 5.Вміст води в живих організмах, водний баланс, причини та наслідки його порушення; 6.Методи очистки води.
Після підбору, аналізу та презентації групами дослідженого ними питання провести аналіз води із школи чи колодязю поблизу (запах, мутність, рН, твердість та вміст хлору), провести необхідні розрахунки та зробити висновки. Відвідати очисні споруди міста. Після цього учасники проекту здійснюють верстку лепбуку, роблять дизайнерські правки та здійснюють розрахунки вартості витратних матеріалів для майбутнього лепбуку.
ВИКОРИСТАННЯ ЛЕПБУКУ З ТЕХНОЛОГІЄЮ ДОПОВНЕНОЇ РЕАЛЬНОСТІ У ШКОЛІ
Сьогодні система освіти зазнає суттєвих змін 8. Важливим аспектом освіти є формування у дитини вміння «вчитися самому». Сучасній дитині необхідно не стільки багато знати, скільки послідовно і доказово мислити, проявляти розумову активність 8. Зміст і методи навчання у школі спрямовані на розвиток уваги, пам'яті, творчої уяви, на вироблення вміння порівнювати, виділяти характерні властивості предметів, узагальнювати їх за певною ознакою, отримувати задоволення від знайденого рішення. Коли дитина сама діє з об'єктами, вона краще пізнає навколишній світ, тому пріоритет в роботі з дітьми слід віддавати практичним методам навчання 8.
У зв'язку з цим перед нами педагогами стоїть завдання пошуку нових нестандартних форм взаємодії з вихованцями. На зміну традиційному приходить продуктивне навчання, яке спрямоване на розвиток творчих здібностей, формування у учнів інтересу до творчої діяльності. Одним з перспективних методів, які сприяють вирішенню даної проблеми, є лепбук 8.
Лепбук (англ. «lapbook» – книга на колінах) – це книга або папка будь-якої форми та з будь-якої теми, з вкладеними у неї оформленими у оригінальний спосіб різноманітними мінікнижками, віконечками, малюнками, іграми 8. Лепбук відповідає всім вимогам до предметно-розвиваючого середовища. Він інформативний, багатофункціональний, сприяє розвитку творчості, уяви, може використовуватись одночасно групою дітей (в тому числі за участю дорослого як партнера), має дидактичні властивості. Крім того є засобом художньо-естетичного розвитку дитини, залучає її до світу мистецтва. Процес створення лепбука дозволяє дитині бути учасником всього процесу, на будь якому з його етапів 8.
У наш час перед педагогом постає проблема – навчити дитину ставити перед собою цілі і завдання, знаходити способи їх вирішення, а головне знаходити потрібну інформацію для вирішення поставленого питання серед величезної кількості джерел інформації 8. Всім нам відомо, що краще запам'ятовується те, що цікаво, емоційно забарвлене. Саме для того, щоб вивчене залишилось в пам'яті дитини, щоб вона могла навчитися користуватися тими знаннями, які отримала на заняттях, щоб вона захотіла самостійно розширити свої знання з даного питання доцільно використовувати лепбук 8.
У поєднанні з технологією доповненої реальності лепбук дає можливість покращити усвідомлення теоретичного матеріалу, деталізувати та ілюструвати його, що сприятиме підвищенню пізнавальної діяльності та розвитку творчого мислення. Метою використання таких технологій є побудова навчальної діяльності на основі взаємодії дорослих з дітьми, орієнтованої на інтереси і можливості кожної дитини; розвиток допитливості, пізнавальної мотивації та навчальної активності; розвиток уяви, творчої ініціативи, у тому числі мовленнєвої; можливість вибору дітьми матеріалів, видів роботи, учасників спільної діяльності; створення умов для участі батьків у спільній навчальній діяльності.
Переваги використання 8:
Єдиний «недолік»: для виготовлення лепбука потрібен час, фантазія, зусилля та відсутність ліні 8.
Опис розробки
Для ефективного вивчення даної теми доцільно запропонувати учням виконати колективний проект на тему «ТАЄМНИЦІ ВОДИ» із використанням лепбуку з доповненою реальністю.
Даний проект дозолить об’єднати і узагальненні раніше одержані знання при вивченні природознавства. Також виконання учнями завдань даного проекту дозволить їм цілісно сприйняти вивчений матеріал та усвідомити неподільність знань на окремі предмети шкільної освіти.
Складові STEM-проекту, зміст діяльності учнів |
|
S (науки) |
Хімія (вивчають властивості та будову молекули води, ознайомлюються із методом її очистки, проводять аналіз води), Фізика/Природознавство - (вивчають агрегатні стани води та їх особливості), Математика (виконують розрахунки вартості матеріалів), Біологія (вивчають вміст води в живих організмах, водний баланс, причини та наслідки його порушення), Георгафія (Вода у природі, водні ресурси України та світу) |
T (технології) |
Інформатика – шукають інформацію в мережі Інтернет. Підбирають зображення для оформлення лепбуку. За допомогою графічного редактора створюють лепбук. |
R (читання +письмо) |
Українська література, Зарубіжна література, Українська мова – підбирають книги, загадки, прислів’я, в яких описано чи згадано воду в будь якому із її агрегатних станів. Підписують картинки та заповнюють таблиці. |
E (інжиніринг) |
Трудове навчання - визначають необхідні матеріали та конструюють лепбук, вирізають всі необхідні складові та вклеюють їх в друковану основу. |
A (мистецтво) |
Мистецтво – розробляють ескізи майбутнього лепбуку, Підбирають зображення для оформлення лепбуку. Оформлюють готовий лепбук. |
M (математика) |
Досліджують ринок поліграфічних послуг, здійснюють розрахунки вартості витратних матеріалів та послуг поліграфії для майбутнього лепбуку, виконують креслення та розраховують розміри графічних складових, що повинні будуть вклеїтись у лепбук. |
Макет розробленого за даною тематикою лепбука приведено розділі 3
У лепбуку приведено інформацію про:
Для більш глибокого розуміння теми "Вода" пропоную застосовувати леппбук «Таємниці води» із безкоштовним мобільним додаток LiCo.STEM, який можна завантажити з загальнодоступного ресурсу Google Play Market.
Додаток у парі із лепбуком дає можливість побачити майже справжні молекули води, льоду, пари просто у себе на столі. Такий спосіб сприймання інформації краще засвоюється і дозволяє більш детально зрозуміти структуру молекули води у різних агрегатних станах.
Для формування практичних навичок під час вивчення даної теми учням пропонується виконати такі експерименти: дослідження поверхневого натягу, капілярного ефекту та методів очистки води.
Досліди візуалізуються на телефоні чи планшеті за допомогою мобільного додатку (на платформі Android) для візуалізації хімічної будови води та відтворення відеоматеріалів лабораторних дослідів, які можна використати вчителю та учням для ефективної підготовки до вивчення тем природничого циклу та проведення лабораторних дослідів в початковій школі. У розробленому лепбуку об’єкти, відтворювані за технологією AR мають відповідну помітку , про що є вказівка на звороті лепбука.
При наведенні мобільного пристрою з встановленою програмою на малюнок з спеціальним позначенням "AR" Ви зможете побачити вигляд молекули води у різних агрегатних станах (пара, рідина, лід), а також відтворити відео цікавих дослідів з водою. Відео створені з чітким поясненням всіх дій.
Додаток LiCo.STEM допоможе розвинути практичні навички у виконані таких експериментів: дослідження поверхневого натягу, капілярного ефекту та методів очистки води за допомогою логічних та послідовних відео інструкцій.
У разі наведення на зображення (рис. 1-2) мобільного телефону чи планшету із завантаженим мобільним додатком, рисунок «оживає».
На рис. 3-4 приведено приклади розроблених «маркерів» до рекомендованих лабораторних дослідів теми «Вода», розміщених на лепбуку.
МАТЕРІАЛИ ДЛЯ ЗАПОВНЕННЯ ЛЕПБУКУ
1. Аномальні фізичні властивості води
1. Вода – єдина речовина на Землі, яка за загальних умов може перебувати одночасно в трьох агрегатних станах: пара, рідина, лід 3.
2. Вода має найменшу леткість у порівнянні з гідридними сполуками (гідридами) елементів, що знаходяться в одній групі з Оксигеном H2S, H2Se, H2Te,хоча повинна була б бути найбільшою,бо чим легший елемент підгрупи,тимбільша леткість його гідриду. Це явище має велике значення для фізіології клітин. Завдяки низькій леткості води клітини зберігають воду, а різні матеріали – вологість 3.
3. Вода має аномально високі температури кипіння (tкип.) та замерзання (tзам.). Всім відомо, що вода кипить при 100oC, а замерзає при 0oC. Проте, якщо порівняти залежність цих параметрів для усіх гідридних сполук елементів підгрупи Оксигену (H2S, H2Se, H2Te) відносно до їх молекулярної маси, то встановлено, що ця залежність – прямо пропорційна: зі збільшенням молекулярної маси сполук температура кипіння і температура замерзання їх збільшуються, тобто графіки залежності температури кипіння і температури замерзання всіх гідридних сполук H2S, H2Se, H2Te від їх молекулярної маси–лінійні,і якщо ці лінії проекстраполювати до молекулярної маси Н2О, то отримаємо відповідні значення температур кипіння і замерзання прогнозованої води: мінус 66°С і мінус 87°С, що не відповідає дійсності 3.
4. Усі речовини при замерзанні стискаються, тобто їх густина збільшується, і тільки вода розширюється (густина зменшується). Найвища густина води за температури 3,98°С. Завдяки цій особливості води лід легший за рідку воду, і тому замерзання водойм відбувається не з дна, а з поверхні, що зберігає флору і фауну неушкодженою 3.
5. Вода має найбільшу теплоємність серед усіх твердих і рідких (окрім амоніаку) речовин (4,18 кДж/кг·К). Вона в п’ять разів вища, ніж у піску і майже в десять разів вища, ніж у заліза. Завдяки високій теплоємності воду використовують як теплоносій у теплосиловому та комунальному господарстві, а також як охолоджувач у разі необхідності зниження температури 3.
6. Вода має найбільшу теплопровідність з усіх рідин (2,34 Вт/м·К). Теплопровідність – це фізична величина, яка показує, наскільки добре речовина переносить тепло. Теплопровідність води в 4 рази вища, ніж теплопровідність будь-якої рідини та майже в 24 рази, ніж повітря. Тому воду найчастіше використовують як теплоносій 3.
7. Вода має найбільшу величину поверхневого натягу (до 72 мН/м при 25ºС) з усіх рідин (більша – тільки в ртуті), який характеризує ступінь зчеплення молекул води одна з одною. Цей параметр визначає ступінь засвоєння води організмом, зумовлює відомі капілярні властивості води, її переміщення в стеблинах рослин, переміщення крові в судинах і капілярах 3.
8. Діелектрична проникність ε води надзвичайно велика, й дорівнює 81 (у льоду при t = –5°С εл = 73), тоді як у більшості інших речовин вона становить 2-–8, і лише у деяких досягає 27-35 ( спирти). Ця властивість води зумовлює виняткові властивості води як розчинника. Вода – найкращий розчинник на Землі 3.
9. Аномально поводить себе і в’язкість води. Переважно з підвищенням тиску в’язкість речовин збільшується, а з підвищенням температури – зменшується. В’язкість води при підвищенні тиску і температури від 0 до 30°С зменшується, із подальшим зростанням тиску досягає мінімального значення, і лише потім збільшується 3.
2. Біологічні аномалії води
Не менш дивовижними, ніж фізичні аномалії води, є аномалії біологічних властивостей води 3:
3. Вплив води на здоров’я і життєдіяльність людини
Біологічна вода – це вода, що міститься в живих організмах і рослинах, в яких в середньому її знаходиться 80 %. Загальна маса живої речовини біосфери близько 1 400 млрд тонн, відповідно маса біологічної води становить 1 120 млрд тонн, або 1 120 км3.Для багатьох організмів вода є середовищем їхнього життя. Обмін речовин без неї неможливий; майже всі хімічні, фізіологічні та колоїдні процеси ворганізмі, а саме асиміляція, дисиміляція, дифузія, ресорбція, осмос та інше протікають у водних розчинах або за обов’язкової участі води 3.
Вода – найкращий розчинник. Організм людини на 60-75% (за масою), а мозок – на 85% складається з води, рослинний світ – на 70-95%. Втрата води людиною значно небезпечніше за голодування. Без їжі людина може прожити до місяця, без води – 5-6 діб. Втрата 1% води визиває жагу, 5% води – підвищення температури тіла, 10% води – приводить до самоотруєння організму (судоми, відмовляють нирки), більше 21% води – до смерті. Роль води в життєдіяльності людини важко переоцінити. Вода – транспортний засіб для циркулюючих у тілі клітин крові, найважливіший розчинник речовин (вітамінів, білків, мінералів, вуглеводів, кисню тощо), сполучний матеріал, що зв’язує тверді частини клітин для формування їх мембран або захисного бар’єру навколо клітин. Вода зберігає всі слизові оболонки вологими, регулює температуру тіла, забезпечує змазку суглобів, виводить шлаки і токсини, розріджує кров і не дає їй згортатися в процесі циркуляції. Вода – головний регулятор енергії й осмотичного балансу в організмі, захищає ДНК від пошкоджень, значно підвищує ефективність імунного механізму спинного мозку 3.
4. Хімія гідросфери та її склад
Хімічний склад гідросфери наближається до середнього складу морської води. Гідросфера перебуває у безперервній взаємодії з атмосферою, земною корою та біосферою. Тобто загалом у поняття «гідросфера» включаються всі вільні води Землі, котрі не зв’язані хімічно й фізично з мінералами земної кори, тобто можуть рухатися під впливом сили тяжіння і тепла. Під впливом сонячної енергії та сил гравітації води можуть перетворюватись, переходячи з рідкого стану в твердий або пару. Гідросфера міцно пов’язана з іншими оболонками Землі (рис. А.1) 3.
Океан займає 71% поверхні Землі, його середня глибина 4 км, маса води 1,5×1018 т. Запаси води в гідросфері становлять майже 1,5 млрд км3, тобто 0,025% усієї маси Землі.
Морська вода ‒ найпоширеніша на Землі речовина, непридатна для пиття та технологічного використання. Хімічний склад морської води дуже схожий на склад людської крові ‒ містить ті ж хімічні елементи й приблизно в тих же пропорціях. Це ‒ один з доказів того, що предки людей, як і інших ссавців, колись жили в морі. Середня солоність океанічних вод становить 350/00 (тобто в 1 дм3 океанічної води міститься 35 г солей). Найсолоніша вода в Мертвому морі ‒ 260 0/00 (людина вільно лежить на поверхні цієї води, не занурюючись в неї), у Чорному морі — 18 0/00, Азовському ‒ 12 0/00 3.
Прісна вода на планеті становить лише 2% від її загальної кількості, причому 85% її зосереджено в льодовикових щитах Гренландії й Антарктиди, айсбергах і гірських льодовиках. Лише близько 1% прісної води ‒ це річки, прісноводні озера й деяка частина підземних вод; саме ці джерела й використовуються людством для своїх потреб. У даний час обсяг придатних для використання прісних вод становить 0,3% загального запасу гідросфери (приблизно 4 млн км3). Крім того, значна частина прісної води практично не використовується через свою недоступність – води льодовиків і основної частини підземних вод.
Вода в атмосфері – це головним чином водяна пара та її конденсат (крапельки води й крижані кристали).
6. Цікаві факти
ПОСИЛАННЯ НА ЕЛЕКТРОННУ ВЕРСІЮ ЛЕПБУКУ
Лепбук «ТАЄМНИЦІ ВОДИ» з технологією доповненої реальності можна завантажити за посиланням:
Список використаних літературних джерел