Методика использования интерактивных таблиц на уроках химии (стр. 2 из 6)
Т.у. благодаря разнообразию тематики, табличной форме построения материала, богатству изобразительных средств располагают большими педагогическими возможностями, широко и эффективно применяются в учебной работе школы.
1.2. Таблицы математические
Таблицы математические (Т.М.), одно из важнейших вспомогательных вычислительных средств. Обычно Т. м. представляют собой совокупность значений к.-л. функции y = f(х1,..., хп ) для некоторых значений переменных. Запоминаемая в детстве таблица умножения y=х1*x2(где х1 , x2= 1, 2, ..., 9), таблицы тригонометрических функций, таблицы логарифмов — примеры математических таблиц. Т. м. употребляются всюду, где приходится иметь дело с расчётами: в математике, физике, химии, астрономии, технике, экономике и т. д.
Для непрерывно меняющихся переменных Х1,..., Хп функции y = f(Х1,..., Хп) в таблицу включаются значения (ответы) У1,...,Ух лишь при некоторых значениях (х1,..., хп )1, (х1,..., хп )N; для нахождения f(х1,..., хп ) в случае, если (х1,..., хп ) не включено в таблицу, необходимо проводить интерполяцию. Каждая Т. м. характеризуется степенью точности (числом верных знаков или значащих цифр в табличных ответах), диапазоном изменения аргументов, шагом (разностью между соседними табличными значениями аргументов) [10]. При создании таблицы (табулировании) функции у = f(xi,..., хп) решаются два основных вопроса:
а) конструкция таблицы, т. е. выбор диапазона переменных х1,..., хп , выбор тех значений переменных, для которых приводятся ответы, размещение материала, вопрос о пользовании готовыми таблицами и т. д.;
б) вычисление значений f(xi, ..., хп).
Задача б) не является специально табличной; специфика состоит в необходимости тщательной проверки большого цифрового материала (как при вычислении, так и при типографских корректурах).
При конструировании таблицы решается задача размещения на приемлемом объёме необходимого числа ответов. Диапазон изменения переменных определяется как из практических потребностей, так и из того, сколь легко вне его можно вычислить функцию с принятой в таблице точностью. Шаг по переменным выбирается таким, чтобы интерполяция приемлемого порядка давала нужное число верных знаков. В таблицах массового применения допускается обычно только линейная интерполяция, в таблицах, имеющих более узкое назначение,- квадратичная (более высокий порядок нежелателен и встречается реже). Необходимые при этом вспомогательные величины (разности функций и пр.) обычно включаются в таблицу.
Т. м. появились уже в раннем периоде развития математики. Так, в Вавилоне ещё за 2000 лет до н. э. были широко распространены таблицы произведений натуральных чисел, таблицы чисел вида 1/n, п2, n3, и3 + п2 и др. Эти таблицы применялись для различных вычислений и позволяли вавилонским математикам решать довольно сложные вычислит, задачи. Первые таблицы трансцендентных функций появились в Др. Греции в связи с развитием астрономии и накоплением ею обширного материала наблюдений, требовавшего математической обработки. Начало больших работ по составлению таблиц в Европе относится к XVв. Развитие естествознания в эпоху Возрождения побудило европейских математиков и астрономов к созданию в XV- XVII вв. всё более полных и точных таблиц тригонометрических функций. С развитием науки, торговли и мореплавания быстро возрастает число выпускаемых таблиц. XVIII в. дал значительно больше Т. м., чем XV в. В XIX в. не только увеличилось количество выпускаемых Т. м.. но и значительно расширился охватываемый ими класс функций. В приложениях математики важную роль стали играть т.н. специальные функции; появились таблицы эллиптических функций, гиперболических функций, гамма-функций, цилиндрических функций и др. В вычислении таблиц принимали участие крупнейшие математики: Л. Эйлер, А. Лежандр, К. Гаусс и др.
В XX в. вычислено и издано в несколько раз больше Т. м., чем за весь предшествующий период, в основном различных специальных функций, некоторые из них вычислены с весьма большой точностью (15—30 знаков).
1.3. О таблицах по химии
Касательно методики обучения химии, Грабецкий А.А. [1] выделяет учебные таблицы из средств на печатной основе, то есть из материальных моделей. Наиболее распространенные в школах средства обучения включают учебные таблицы, содержащие систематизированные числовые или другие данные по основополагающим вопросам курса химии, химическим производствам, применению веществ в жизни человека; справочные и инструктивные данные, в том числе используемые при выполнении химических экспериментов. Учебные таблицы так же служат для наглядного изображения взаимосвязи между предметами и явлениями, например: связь между различными классами химических соединений (неорганических и органических); связь между химическими элементами и их соединениями и др.
По дидактическому назначению таблицы можно подразделить на пособия для формирования основных понятий, законов и теорий химии, представлений о важнейших свойствах веществ; умений и навыков химического эксперимента (инструктивные); представлений о химических производствах; для решения задач [2].
По характеру предъявления их учащимся различают таблицы для работы со всем классом в течение всего учебного года или полного курса химии- таблицы постоянного использования (Периодическая таблица химических элементов Д.И. Менделеева, таблица растворимости солей в воде), в течение нескольких месяцев, недель или одного урока – таблицы эпизодического использования.
Таблицы могут быть представлены в окончательном виде или быть сборными – динамическими. Последние требуют от учителя или учащихся целенаправленных действий для воссоздания изучаемого явления, процесса в целом (динамическая модель для демонстрации процесса диссоциации веществ).
Таблицы, используемые в одной или нескольких темах курса химии, например инструктивные таблицы, таблицы по строению атома, то есть демонстрируемые эпизодически, затем длительное время могут экспонироваться в кабинете химии. Таким образом, информация, представленная ими лучше воспринимается учащимися.
Все таблицы по способу их использования на уроке можно разделить на раздаточные и демонстрационные. Раздаточные т. служат для индивидуальной работы учащихся. Демонстрационные т. применяют для работы со всем классом. Некоторые т. используются в течение изучения всего курса химии или в течение урока, другие- при изучении одной или нескольких тем программы (табл.1).
Достоинство любой таблицы определяется прежде всего скоростью и точностью восприятия учащимися её основного содержания.
Изучение обеспечения школ учебными таблицами по химии в Москве, Челябинске, Ашхабаде, Небит-Даге показало, что, как правило, в химических кабинетах нет полного комплекта необходимых таблиц и учителя вынуждены пользоваться самодельными таблицами [12]. Самодельные таблицы в большинстве случаев плохо скомпонованы, перегружены материалом. Содержат большое количество надписей. Всё это приводит к тому, что многие такие таблицы, хотя и содержат материал, не наглядны, трудно воспринимаются учащимися.
Самая главная таблица на уроке химии - Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева. Все известные формы периодической системы можно свести к двум типам: геометрические (графические) и клеточные. Известно, что первая попытка графического изображения классификации элементов принадлежит Гинрихсу (1856 г.). В настоящее время известно свыше 60 геометрических форм периодической системы [13]. Наиболее распространённой является спиральная со следующими разновидностями:
· Плосткостные (Баумгауэр, Стоней, Эрдман, Жанет, Кларк)
· Эксцентрические (Гиббс, Шалтенбранд, Эммерсон)
· Пространственные (Крукс, Содди, Райс)
· Пирамидальные (Шпринг)
· Сочленённые (Ноддер, Кипп).
Из различных форм отмечу: круговые (Виик, Ридберг, Грин и Джексон, Шееле), цилиндрические (де Шанкуртуа, Ширмайзен, Гаркинс и Холл), Гиперболоидные (В.Я. Курбатов), с использованием тригонометрических функций (Ф. Флавицкий), шарообразные (Фриенд) и др.
Сам же Д.И. Менделеев в своих работах периодическую систему изображал в трёх клеточных вариантах: коротком, полудлинном и длинном. Это зависело от того, какой из периодов системы взять за основу: короткий, полудлинный и длинный.
Короткий (8-клеточный) вариант системы впервые использовал Ньюлендс, основываясь на законе октав. Свои варианты восимиклеточной формы периодической системы предложили Н. Нечаев, Браунер, Баур, Мэн-Смит, Ф. Шмякин, С Щукарев и др.
Полудлинную (18-клеточную) форму системы предложил впервые Д.И. Менделеев, взяв в основание четвёртый или пятый период, состоящий из 18 элементов. Известны смешанные варианты таблиц, в которых малые периоды строятся на основе 8-клеточной формы, а все последующие – на основе 18-клеточной формы. Например, к ним относятся варианты Ричардса, Адамса, Мэргери, А. Антипова, Б.В. Некрасова и др.
Длиннопериодные (32-клеточные) формы системы являются отображением естественной систематики всех четырёх (s-, p-, d- и f-) элементов. Весомый вклад по данному направлению внесли работы Бэйли, Бассета, Томсена, Старека, Бора-Томсена, Вернера, Жаннета и др.
1.4. Электронные таблицы.
Достаточно часто информационные модели представляются в виде таблиц (табл. 3).
Таблица 3
В языках программирования для такого представления служат массивы. Табличные расчеты предполагают относительно простые формулы, по которым производятся вычисления, и большие объемы исходных данных. Для этих целей созданы электронные таблицы (табличные процессоры) — прикладное программное обеспечение общего назначения, предназначенное для обработки различных данных, представимых в табличной форме.