Практическая работа 2 решение экспериментальных задач: §11. Практическая работа 2. Решение экспериментальных задач по теме «Свойства кислот, оснований и солей как электролитов»

Содержание

Практическая работа № 2 Решение экспериментальных задач по теме «Свойства кислот,оснований и солей как электролитов»Вариант 2

Дата____________________

Ученик 9 ____ класса МБОУ СОШ 3 ________________________________

Практическая работа № 2

Решение экспериментальных задач по теме

«Свойства кислот,оснований и солей как электролитов»

Цель: совершенствовать умения решать экспериментальные задачи, навыки работы с реактивами, осуществлять превращения, анализировать результаты опытов.

Оборудование и реактивы: штатив с пробирками, химические стаканы, гранулы цинка, растворы: соляной кислоты, карбоната натрия, хлорида бария, хлорид магния, хлорида кальция, сульфат меди (II).,гидроксида натрия, сульфит натрия, карбонат калия, хлорид железа (III), нитрат цинка(11) , сульфид натрия , серная кислота.

ТБ: 1) аккуратно работать с реактивами и приборами; 2) не смешивать реактивы без согласования с заданием.

Выполнение работы

Вариант 2

Задание 1

Налейте в пробирку 1-2 мл соляной кислоты и опустите в нее магний. Составьте уравнение реакции в молекулярном, ионном и сокращенном виде. Что является окислителем?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 2

В три пробирки налейте раствор хлорида магния. В первую пробирку прилейте раствор фосфата калия, во вторую сульфида натрия, в третью- нитрата калия. Составьте уравнения реакции идущих до конца в молекулярном, ионном и сокращенном виде.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 3

Даны растворы:

1)Сульфита натрия и соляной кислоты

2) Сульфата меди(II) и азотной кислоты

3) Карбоната натрия и серной кислоты

Слейте растворы попарно, осторожно понюхайте и определите какие реакции идут до конца и почему? Составьте уравнения соответствующих реакций в молекулярном, ионном и сокращенном виде.

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 4

Осуществите реакции, соответствующие сокращенным ионным уравнениям:

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 5

Пользуясь растворами получите:

  1. Оксид серы (IV)

Карбонат кальция

Составьте молекулярные ,ионные и сокращенные ионные уравнения соответствующих реакций.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Вывод:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

(оценка)

Урок №14.

Практическая работа №2. Решение экспериментальных задач по теме «Свойства кислот, оснований и солей как электролитов»

Задание №1

Посмотрите опыт как серная кислота взаимодействует с металлами - медью и цинком.

ОПЫТ

Ответьте на вопросы и выполните задания:

1. Почему цинк вступает в реакцию с раствором серной кислоты, а медь нет?

2. Какой газ выделяется при взаимодействии растворов кислот с металлами, стоящими в ряду активности до водорода?

3. Запишите уравнение реакции взаимодействия цинка с серной кислотой в молекулярном, полном и кратком ионном виде.

4.  В  реакции взаимодействия цинка с серной кислотой определите атомы, изменяющие свои степени окисления,  и составьте электронный баланс, в котором укажите переход электронов.  Назовите окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления.

Задание №2

Посмотрите опыт "Взаимодействие соляной кислоты с раствором соли карбоната натрия" 

ОПЫТ

Ответьте на вопросы и выполните задания:

1.   Какой признак реакции можно наблюдать при взаимодействии соляной кислоты с раствором карбоната натрия?

2. Какой газ выделяется в наблюдаемой  реакции?

3. Является ли наблюдаемая реакция обратимой или она протекает до конца и почему?

4. Запишите уравнение реакции взаимодействия  соляной кислоты с раствором карбоната натрия в молекулярном, полном и кратком ионном виде.

Задание №3

Посмотрите опыт "Взаимодействие гидроксида натрия  с соляной кислотой"

ОПЫТ

Ответьте на вопросы и выполните задания:

1. Почему в наблюдаемой реакции фенолфталеин меняет  цвет два раза?

2. Является ли наблюдаемая реакция обмена обратимой или она протекает до конца? Если реакция необратима, то какой признак необратимости  в наблюдаемой реакции проявляется?

3. Как называется реакция обмена между щёлочью и кислотой?

4. Запишите уравнение реакции взаимодействия  соляной кислоты с раствором  гидроксида натрия в молекулярном, полном и кратком ионном виде.

Задание №4

Посмотрите опыт "Качественные реакции на анионы: сульфат (SO42-), карбонат (CO32-), хлорид (Cl-), йодид (I-)"

ОПЫТ

Заполните таблицу

Название опыта

Уравнение  реакции ионного обмена

Качественный признак реакции

 

1.  Качественная реакция на сульфат ион

Закончите реакцию в молекулярном, полном и кратком ионном виде.

H2SO4 + BaCl2

 

Укажите химическую формулу и цвет вещества - осадка

2. Качественная реакция на карбонат ион

Закончите реакцию в молекулярном, полном и кратком ионном виде.

K2CO3 + HCl→

 

Укажите химическую формулу и цвет вещества - газа

3. Качественная реакция на хлорид ион

Закончите реакцию в молекулярном, полном и кратком ионном виде.

NaCl + AgNO3

 

Укажите химическую формулу и цвет вещества - осадка

 4. Качественная реакция на йодид ион

 Закончите реакцию в молекулярном, полном и кратком ионном виде.

KI + Pb(NO3)2

 Укажите химическую формулу и цвет вещества - осадка

 

Практическая работа № 2. Решение экспериментальных задач по теме «Подгруппа кислорода»

Цели урока: на практике закрепить полученные знания по теме.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Выполнение практической работы

Задание № 1.

Отчёт об эксперименте оформите в виде таблицы:


Определяемое вещество

Наблюдения. Что произошло?

Уравнение реакции.

Закончите уравнения в молекулярном, полном и кратком ионном виде. Для ОВР-реакции составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.

Серная кислота – h3SO4

1) Что произошло с лакмусом в кислоте?

2) Что произошло при добавлении цинка к кислоте?

Zn + h3SO4 →

Хлорид бария – BaCl2

Что произошло в пробирке после добавления серной кислоты?

BaCl2 + h3SO4 →

Сульфат натрия – Na2SO4

Что произошло в пробирке после добавления хлорида бария?

BaCl2 + Na2SO4 →

Задание № 2.

Решите следующую экспериментальную задачу: Даны растворы веществ сульфит калия K2SO3, сульфат алюминия Al2(SO4)3 предложите способ распознавания каждого из веществ.

Отчёт оформите в виде таблицы:


Определяемое вещество

Наблюдения. Что произошло?

Уравнение реакции.

Закончите уравнения в молекулярном, полном и кратком ионном виде.

Задание № 3.

Ответьте на вопросы:

1) Почему раствор серной кислоты не вступает в реакцию с медью, а концентрированная кислота реагирует с медью?

2) Отличаются ли продукты взаимодействия концентрированной и разбавленной серной кислоты с цинком? Как и почему?

Закончите уравнения реакции, составьте электронный баланс, укажите окислитель, восстановитель, процессы окисления и восстановления:

Zn + h3SO4 (раствор) →

Zn + h3SO4 (конц) →

Сu + h3SO4 (конц) →

3. Домашнее задание

Повторить п. 9 - п. 13.

Практическая работа «Решение экспериментальных задач по органической химии» 10 класс

Конспект открытого урока .

Практическая работа №4 «Решение экспериментальных задач по органической химии»

Класс:10

УМК: Рудзитис Г.Е., ФельдманФ.Г.

Цель:1)закрепить и применить знания курса химии в области химических свойств кислородосодержащих органических веществ;

2)оценить уровень овладения экспериментальными умениями.

Задачи:

-образовательные:

1)обобщить и систематизировать знания по классам «Кислоты»,»Спирты» через экспериментальные задачи;

2)научить учащихся применять знания по качественному анализу на распознавание органических веществ;

3)закрепить умения по составлению уравнений реакций по качественному распознанию органических веществ;

4)закрепить знания правил поведения в химическом кабинете, при выполнении работы.

-развивающие:

1)развивать умения учащихся выполнять конкретные задачи по органической химии;

2)формировать умения у учащихся извлекать нужную информацию при слушании, умения повторять за учителем практические действия.

-воспитательные:

  1. воспитывать у учащихся аккуратность, четкость при выполнении эксперимента, организации рабочего места;

  2. воспитание навыков сотрудничества и коммуникабельности при работе в группе:

  3. повышение уровня бытовой химической грамотности.

Оборудование: штатив с пробирками, держатель, спиртовка, химический стакан, спички, растворы реактивов: C₂H₂O₄,C₆H₅OH,CH₃COOH,C₂H₅OH, CH₃–(CH₂)₇–CH₌ CH− (CH₂)₇– CH₃– COOH, C₃H₈O₃, таблица «Качественные реакции»

Вид урока: закрепление знаний, умений, навыков.

Форма: урок применения знаний.

Тип урока: практическая работа

Методы: химический эксперимент, словесный, наглядный.

Методы контроля и самоконтроля: устный, письменный, наблюдение.

Методы организации деятельности: репродуктивный, самостоятельная работа, химический эксперимент.

Планируемые результаты:

- знать ПТБ при работе в химическом кабинете, методы и приемы обращения с реактивами, классификацию и качественные реакции органических веществ, их признаки.

-уметь обращаться с лабораторным оборудованием, составлять уравнения реакций, грамотно выстраивать четкую последовательность при качественном определении органического вещества, наблюдать и делать выводы.

Образовательные технологии: беседа, самостоятельная работа, технология практико- ориентированного обучения.

Ход урока:Эпиграф урока «Настоящий химик должен быть и теоретиком , и практиком. М.В.Ломоносов »

1. Организация и мотивация учащихся

2. Актуализация знаний:

(Подготовка учащихся к усвоению материала, актуализация учащимися собственных знаний.)

Сегодня на уроке мы должны применить теоретические знания и умения для решения практических задач. Знаний у вас достаточно, чтобы применять их для решения реальных задач повседневной жизни и доказать, что вы умеете ориентироваться в полученной информации, обращаться с химическими веществами, окружающими вас в быту.

Вспомним ПТБ при работе в кабинете, с органическими веществами. Далее провожу повторный инструктаж.

Объявляю тему, цель урока.

Практическая работа №4 «Решение экспериментальных задач по распознаванию органических веществ».

Открываем учебник на странице 120. Вам предстоит решить практически задачу2 и3 .

Аспект: целеполагание и планирование деятельности

Для успешного решения каждой задачи надо продумать все возможные пути решения, но не забывайте, что у нас практическая работа. Органические вещества имеют специфические свойства: запах, цвет, поэтому один из путей может быть визуальным или органолептическим.

Напоминаю об оформлении практической работы, необходимых записях в тетрадях для практических работ.

Для подтверждения полученных результатов определения органических веществ нам поможет таблица

3. Овладение содержанием учебного материала

Задание: Прочтите внимательно задачу и предложите последовательные шаги по решению данной задачи.

Интересные факты о веществах: все эти вещества находят применение в медицине. Фенол используют для производства препарата от туберкулеза, этиловый спирт для производства настоек, обработки медицинского инструментария, глицерин входит в состав мазей. В пищевой промышленности глицерин под кодом Е-422.

Все вещества в больших концентрациях ядовиты!

Задача №2

Задача: Какие сходства и особенности для веществ: C₆H₅OH, C₂H₅OH, C₃H₈O₃

Модельный ответ к задаче №2

Возможные варианты взаимопревращений:

Дано:

фенол

этиловый спирт

глицерин

Определить-?

Решение: Возможные варианты взаимопревращений

Во все пробирки приливаем FеCL₃ (хлорид железа(III). С фенолом

появится фиолетовое окрашивание с образованием фенолята железа(III)- качественная реакция на фенол . К двум оставшимся растворам приливаем Cu(OH)2 (гидроксид меди (II).

В случае образования раствора темно-синего цвета свидетельствует о образовании комплексного соединения глицерата меди(II) – качественная реакция на глицерин. .

Методом исключения остается этиловый спирт.

Задача №3

Задание: Прочти внимательно задачу №3 и предложи последовательные шаги по решению данной задачи.

Интересные факты о веществах: уксусная кислота –одна из самых древних кислот ,которую удалось выделить и использовать человечеству. В организме человека за сутки образуется до 400 грамм этой кислоты. Щавелевая кислота содержится в щавеле, соли – оксалаты- в ревене, продукты питания с щавелевой кислотой и её солями необходимо включать в рацион питания для полноценного функционирования сердечно - сосудистой системы.

Задача: Какие сходства и особенности для веществ: :

C₂H₂O₄,CH₃COOH, CH₃–(CH₂)₇–CH₌ CH− (CH₂)₇– CH₃– COOH

Модельный ответ к задаче №3

Дано:

Щавелевая кислота

Уксусная кислота

Олеиновая кислота

Определить-?

Решение: Возможные варианты взаимопревращений

Щавелевая кислота среди предложенных веществ является двухосновной, слабой, термически неустойчивой. При нагревании всех образцов, только в случае, где щавелевая кислота, будет выделение углекислого газа CO, который легко доказать с помощью помутнения известковой воды

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3(белый осадок) + h3O.

В две оставшие пробирки с растворами приливаем KMnO₄, перманганат калия, обесцвечивание раствора –качественная реакция на наличие кратных связей в веществе – в нашем случае в олеиновой кислоте.

Методом исключения остается уксусная кислота

4. Рефлексия-отчёт           

Компетентность разрешения проблем (самоменеджмент)         

Оценка собственного продвижения (рефлексия)              

Указывает на сильные и слабые стороны своей деятельности    

Определите сильные и слабые стороны собственного продвижения в изучении темы «Классы кислородсодержащих органических соединений»             

Умею (сильная сторона)      

Не умею (слабая сторона)/ надо повторить

Закрепление знаний

Экспресс – опрос

5. Итог урока и Д/З

Что запомнили? Что поняли? Чему научились? Самооценка, взаимооценка, оформить записи в тетрадях для практических работ.

Решение экспериментальных задач по теме: "Галогены"

Эпиграф к уроку:

 Опыт и наблюдение- таковы величайшие источники мудрости,

доступ к которым открыт для каждого человека.

                                                                (Чаннинг, 1780—1842, американский богослов иписатель)

Цель: закрепить теоретические знания о свойствах соляной кислоты, качественных реакциях на галогенид – ионы; совершенствовать практические навыки в обращении с лабораторным оборудованием и реактивами.

I. Техника безопасности

  1. Хлорная вода должна находиться в плотно закрытом сосуде.
  2. Нитрат серебра оставляет на коже рук черные пятна.
  3. Для выполнения опытов необходимо использовать минимальное количество реактива: сухого вещества – на кончике шпателя, а раствора – не более 1–2 мл.  Однако избыток реактива нельзя вносить или выливать в сосуд, из которого он был взят.
  4. Будьте внимательны! Сегодня мы работаем с соляной кислотой. При попадании на кожу ее необходимо смыть большим количеством воды.

II. Выполнение практической части

Опыт №1. Качественные реакции галогенидов - солей галогенводородных кислот HClHBrHI.

Посмотрите видео – эксперимент

Инструкция к выполнению эксперимента:

  1.  В три пробирки прилейте по 1-2 мл растворов хлорида натрия, бромида натрия и йодида калия.
  2.  В каждую пробирку добавьте несколько капель раствора нитрата серебра
  3.  Что происходит в каждой из пробирок? Как изменился цвет?
  4.  Сделайте вывод.

Оформите отчёт

Цель работы: Научиться распознавать соли – галогениды

Реактивы и оборудование:________________________

Техника безопасности:___________________________

Название опыта Что делали Что наблюдали, выводы Уравнение реакции
Качественная реакция галогенида - соли галогенводородной кислоты HCl     NaCl + AgNO3
Качественная реакция галогенида - соли галогенводородной кислоты HBr     NaBr + AgNO3
Качественная реакция галогенида - соли галогенводородной кислоты HI     KIAgNO3

Опыт №2.  Определение качественного состава соляной кислоты

«Обнаружение хлорид-ионов»

«Действие кислот на индикаторы»

Инструкция к выполнению эксперимента:

Определим наличие водорода в растворе соляной кислоты –

1) В три пробирки прилейте по 1-2 мл раствора соляной кислоты.

2) В первую пробирку добавьте несколько капель лакмуса; во вторую – метилоранжа, а в третью пробирку – фенолфталеин.

3) Что происходит в каждой из пробирок? Как изменился цвет?

4) Сделайте вывод.

Определим наличие хлорид-иона в растворе соляной кислоты –

1) В пробирку прилить 1 -2 мл раствора соляной кислоты

2) Добавить к раствору соляной кислоты раствор нитрата серебра

3) Что наблюдаете?

4) Сделайте вывод.

Оформите отчёт

Цель работы: Подтвердить опытным путём качественный состав соляной кислоты

Реактивы и оборудование:________________________

Техника безопасности:___________________________

Заполните таблицу:

Название индикатора Цвет индикатора в нейтральной среде Цвет индикатора в кислой среде
Лакмус    
Метилоранж    
Фенолфталеин    

Сделайте вывод: как можно доказать наличие водорода в растворе?____________________________________________

Заполните таблицу:

Название опыта Что делали Что наблюдали, вывод Уравнение реакции
Определение хлорид- иона     HCl + AgNO3 →

Сделайте вывод: как можно доказать наличие хлорид-иона в растворе?__________________________________________________________________________

Опыт №3.  Получение хлорида меди (II)

Посмотрите видео – эксперимент: "Взаимодействие хлора с медью"         

Задача: Предложите ещё два различных способа получения хлорида меди (II). Составьте уравнения соответствующих химических реакций.

Практическая работа «Решение экспериментальных задач на распознавание и получение соединений металлов»


Практическая работа «Решение экспериментальных задач на распознавание и получение соединений металлов»
(план – конспект урока химии , 9 класс, О.С.Габриелян)
Место урока: Урок входит в состав блока практических работ, которыми завершается тема «Металлы», проводится после изучения теоретического материала о получении и свойствах металлов главных и побочных подгрупп.
Цель урока: Проверить уровень практических навыков, умение применять теоретические знания в практических ситуациях, закрепить умения осуществлять качественные реакции и оформлять результаты наблюдений.
Задачи урока:
1.Закрепить знания о получении и химических свойствах металлов и их соединений.
2.Совершенствовать навыки работы с химическим оборудованием и реактивами.
3.Совершенствовать навыки проведения эксперимента и оформления его результатов.
4.Совершенствовать умения работать по инструкции, а также осуществлять планирование действий при решении экспериментальных задач.
5. Развивать навыки логического мышления при решении экспериментальных задач.
6.Совершенствовать навыки соблюдения требований безопасного обращения с химическим оборудованием и реактивами.
Тип урока: урок- практикум.
Оборудование: Минилаборатория (набор химических реактивов и оборудования ) на столах учащихся.
ТСО: компьютер, проектор.
Ход урока:
Организационная часть. (3минуты)
( до начала урока учащимся предлагается одеть халаты)
Учитель: Богат и интересен мир металлов. Вы познакомились со строением и свойствами некоторых из них. Сегодня мы попадем в удивительный мир превращений металлов и их соединений. Цель сегодняшнего урока - применить теоретические знания при выполнении практических заданий, показать практические навыки безопасной работы с химическим оборудованием и реактивами.
Нам предстоит выполнить 4 практических задания. Напомните себе их содержание.(На предыдущем уроке учащиеся получили задание ознакомиться со всеми практическими заданиями, были проанализированы цели и содержание каждого. Из предложенных заданий для проведения практической работы были выбраны 4).
2. Повторение правил ТБ. (5 минут)
Учитель: Прежде, чем приступить к выполнению практической работы, мы должны напомнить себе правила техники безопасности при выполнении практических работ. Содержание и порядок выполнения опытов подскажут нам, с какими опасностями мы можем столкнуться при их выполнении. ( с учащимися обсуждается вопрос безопасного обращения с кислотами и щелочами, меры оказания первой помощи при их попадании на одежду и кожу, правили обращения с нагревательными приборами). А теперь вспомним общие правила , которые нам нужно соблюдать при выполнении практических работ. (обсуждаются вопросы содержания рабочего места, количества используемых веществ, обращения с химическим оборудованием, утилизации веществ после проведения опыта, гигиенические вопросы).
Учитель : Напоминаю вам общие требования по выполнению заданий.
( на экран выводится следующая информация)
Общие требования при выполнении химического эксперимента
1.Изучите инструкцию по проведению опыта.
2.Проведите описанный опыт, соблюдая правила техники безопасности.
3.Объясните результаты, полученные при проведении опыта.
4.Сделайте вывод.
5.Оформите отчет.
3.Выполнение практической работы. (2 минуты)
Учитель: Приступаем к выполнению работы. Подготовим тетради для ее оформления. Записываем номер и тему практической работы (записаны на доске : Практическая работа № 2. Получение и свойства соединений металлов.).Учитель: При выполнении заданий будут учитываться навыки выполнения практической работы, соблюдение правил безопасного ее выполнения, а также письменный отчет по каждому из предложенных опытов. Отчет оформляется сразу же после проведения опыта.
Задание 1 (8 минут)
Осуществите следующие превращения:
Fe → FeCI2 → Fe(OH)2
Опишите происходящие с веществами изменения. Напишите уравнения соответствующих реакций. Рассмотрите первое уравнение с точки зрения окисления - восстановления, второе запишите в молекулярной и ионной формах.Объясните изменения, происходящие с конечным продуктом последней реакции. Запишите соответствующее уравнение реакции.
Учитель: Какие знания нам могут пригодиться, чтобы справиться с данным заданием? (железо — элемент побочной подгруппы, имеет несколько степеней окисления, соединения железа окрашены, среди них есть растворимые и нерастворимые).
Приступайте к выполнению задания.
Описание опыта:
В пробирку с железными опилками добавляется раствор соляной кислоты. Наблюдается растворение железа, изменение окраски раствора и выделение газообразного водорода:
Fe0 + 2Н+1Сl-1 = Fe+2Cl-12 + Н20↑
Fe0 - 2е = Fe+2 2 1 восстановитель
2Н+1 +2е = Н20 2 1 окислитель
При добавлении к хлориду железа щелочи выпадает белый осадок.
FeCl2 + 2NaOH = 2NaCl + Fe(OH)2↓
Fe2+ + 2Сl- + 2Na+ + 2ОH- = 2Na+ + 2Сl- + Fe(OH)2↓
Fe2+ + 2ОH- = Fe(ОH)2↓На воздухе гидроксид железа (II) превращается в гидроксид железа(III).
4Fe(OH)2 + 2Н2О + О2 = 4Fe(OH)3
Учитель: Завершаем выполнение первого задания, приступаем к заданию 2. Напомните себе его содержание.
Задание 2 ( 8 минут)
Проведите реакции, подтверждающие качественный состав хлорида кальция. Запишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.
Учитель: Что необходимо знать для выполнения этого опыта? Чем можно воспользоваться, чтобы не допустить ошибок. (знать, какие реакции называются качественными, могут помочь в выполнении заданий таблицы: таблица растворимости и таблица, показывающая качественные реакции на катионы и анионы).
Описание опыта:
Для доказательства качественного состава СаС12 проводятся реакции, характерные для катиона кальция и хлорид-аниона. Для этого раствор СаС12 наливается в 2 пробирки.
В одну из них добавляется раствор карбоната натрия:
Na2CО3 + СаС12 = CaCО3↓ + 2NaCl
2Na+ + СО32- + Са2+ + 2Сl- = СаСО3↓ +2Na+ + 2Сl-
Са2+ + СО32- = CaCО3↓
Наблюдается выделение белого осадка карбоната кальция СаСО3. Данная реакция доказывает наличие катиона кальция.
В другую пробирку приливается раствор нитрата серебра.
СаС12 + 2AgNО3 = Ca(NО3)2 + 2AgCl↓
Са2+ + 2Сl- + 2Ag+ + 2NО3- = Ca2++ 2NО3- + 2AgCl↓
Сl- + Ag+ = AgCl↓Наблюдается выделение белого творожистого осадка. Это - качественная реакция на хлорид-анион.
Учитель: Приступаем к выполнению третьего задания, прочитайте его.
Задание 3 (8 минут)
Получите сульфат железа (II) не менее чем тремя способами. Уравнения реакций ионного обмена запишите в молекулярной и ионной формах, а реакции замещения рассмотрите с точки зрения окисления-восстановления.
Учитель : Что необходимо знать, чтобы осуществить эти превращения? (химические свойства веществ). В результате каких реакций получаются соли?
( при взаимодействии металла с неметаллом, оксида металла с кислотой, основания с кислотой, соли с кислотой. основания с солью , соли с металлом).
Проделайте соответствующие заданию реакции. Каждый способ получения должен проходить в одну стадию. При необходимости воспользуйтесь нагреванием. Твердые вещества берите в небольших количествах.
Описание опыта:
1 способ. В пробирку с железными опилками приливается разбавленный раствор серной кислоты. Наблюдается растворение железа, окрашивание раствора и выделение водорода.
Fe° + h3+1'S04 -» Fe+2S04 + h3°↑
Fe0 - 2е = Fe+2 2 1 восстановитель
2Н+1 +2е = Н20 2 1 окислитель
В результате реакции образуется сульфат железа.
2 способ. В пробирку с раствором медного купороса добавляется железо. Наблюдается изменение окраски раствора, из голубого раствор становится светло-зеленым . В результате реакции выделяется красная медь.
Cu+2SO4 + Fe0 = Fe+2SO4 + Cu0
Fe0 -2е= Fe+2 восстановитель
Cu+2 +2е = Cu0 окислитель
В результате реакции образуется сульфат железа.
3 способ. В пробирку с оксидом железа добавляется серная кислота. При необходимости проводится нагревание. Происходит изменение окраски раствора.
FeО + h3SО4 = FeSО4 + h3О
В результате реакции образуется сульфат железа.
Возможен вариант получения сульфата железа(II) действием на карбонат железа(II) серной кислоты.
Учитель: Последним заданием для вас будет экспериментальная задача. Прочитайте ее.
Задание 4. ( 8 минут)
Экспериментальная задача.
В математике действует правило — «от перемены мест слагаемых сумма не изменяется». Справедливо ли оно для химии? Проверьте это на примере следующего опыта.
Получите гидроксид алюминия по реакции обмена . Для этого вы можете использовать реакцию, уравнение которой
AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl
Проведите эту реакцию в двух вариантах, используя в каждом варианте одинаковые объемы исходных веществ: сначала к раствору одного из исходных веществ (реагенту) прибавляйте по каплям раствор другого реагента, затем поменяйте последовательность введения в реакцию реагентов. Наблюдайте, в каком случае выпадет осадок, а в каком — нет.
Объясните результаты и запишите уравнения проведенных реакций в молекулярной форме.
Учитель: Давайте еще раз вместе обсудим план действий для проведения эксперимента.
(1.Взять две одинаковые пробирки.2. В первую пробирку налить раствор хлорида алюминия.
3. Во вторую пробирку налить такой же объем гидроксида натрия.
4. В первую пробирку добавить несколько капель гидроксида натрия.
5. Во вторую пробирку добавить столько же капель хлорида алюминия.
6. Наблюдать, какие изменения произойдут в пробирках.
7. Найти объяснения изменениям и оформить результаты наблюдений.)Учитель: Приступайте к выполнению задания.
Описание опыта:
В пробирку с раствором хлорида алюминия добавляют по каплям раствор щелочи:
А1С13 + 3NaOH(недостаток) = 3NaCl + Al(OH)3↓
Наблюдают образование белого осадка гидроксида алюминия. Если же добавить еще гидроксид натрия, то образовавшийся гидроксид алюминия провзаимодействует с ним с образованием алюмината натрия и осадок растворится.
В другую пробирку с раствором щелочи добавляют раствор хлорида алюминия. В данном случае, щелочь присутствует в избытке, поэтому А1(ОН)3 вначале не образуется, идет образование алюмината натрия:
А1С13 + 4NaOH (избыток) = NaA1О2 + 3NaCl + 2Н2О
Алюминат натрия растворим, осадка не образуется.
Отсюда можно сделать вывод, что гидроксид алюминия можно получить только первым способом. Объясняется это амфотерными свойствами гидроксида алюминия.
4. Заключительная часть (3минуты)
Учитель:( предлагает сдать тетради, напоминает, как будет оцениваться работа). Оценка за работу будет выставляться с учетом правильности выполнения практической части работы и отчетов по ее выполнению.
( дается краткая информация по результатам наблюдений за действиями учащихся, указываются ошибки, собираются тетради, учащиеся убирают рабочее место, сдают халаты).
Приложения:
Форма отчета о проделанном опыте.
1.Название опыта, номер заданиями.
2. Цель опыта.
3. Порядок выполнения.
4. Результаты наблюдений.
5. Уравнения реакций .
6. Выводы.
Таблица оценки практических умений учащихся.
( наблюдение осуществляется учителем и лаборантом)
№ Фамилия, имя
учащегося Практические умения
Проведение опыта, работа с реактивами Соблюдение порядка на рабочем месте Уборка рабочего места Соблюдение правил техники безопасности Соблюдение дисциплины
1 2 3

«Решение экспериментальных задач». 8 класс.

Практическая работа №7: «Решение экспериментальных задач» Задачи: 1. обобщить   и   систематизировать   знания   по   основным   классам   через экспериментальные задачи; 2. создать   условия   для   развития   у   учащегося   ключевых   компетентностей: компетентность разрешения проблем (самоменеджмент) (аспект – целеполагание и планирование   деятельности   (1,2,3   уровни),   коммуникативный   аспект   – продуктивная   групповая   коммуникация;   умения   анализировать   результаты лабораторных   исследований,   практических   умений   работать   с   реактивами, оборудованием в соответствии с правилами безопасности; 3. воспитывать   бережное   отношение   к   своему   здоровью   и   здоровью   окружающих через соблюдение правил техники безопасности. Мотивация и целеполагание: ­ Для чего вам необходимо выполнять практическую работу? ­ Вспомним, что вы знаете об основаниях? ­ Как классифицируют основания? ­ Как распознать щёлочь в растворе? ­ Можно ли использовать индикаторы для распознавания н/р оснований? ­ Могут ли основания быть опасны для человека? ­ Какая реакция объединяет кислоты и основания? ­ Итак, обобщим, что мы знаем о кислотах, основаниях, солях выполнив практическую работу? Выполнение практической работы: Тест по правилам техники безопасности 1. Пробирка для опыта должна быть чистой так как: А) это эстетично Б) наличие грязи может сказаться на проведении эксперимента В) цвет осадка может измениться Г) не имеет значения 2. Почему избыток вещества (реактива) нельзя сливать (ссыпать) обратно в склянку? 3. Почему избыток вещества (реактива) нельзя сливать (ссыпать) обратно в склянку? А) можно перепутать вещества Б) загрязнить вещество В) запачкать руки Г) трудно открыть пробки 4. Проводить опыты, не предусмотренные инструкцией: А) не разрешается Б) можно с согласия учителя В) можно, если знаешь, что получится 5. При попадании на кожу раствора щелочи необходимо: А) смыть холодной водой Б) обработать 2 % раствором соды В) обработать 2 % раствором уксусной кислоты 6. Как оформляются результаты практической работы: А) на отдельном листочке Б) в тетради для практических работ В) в рабочей тетради 7. Пробирку в пробиркодержателе закрепляют: А) на середине пробирки Б) у отверстия пробирки В) в нижней части пробирки             Г) не имеет значения С   целью   обобщения   химических   свойств   веществ   разных   классов   проведем экспериментальное решение задач, создадим  группы – химиков – исследователей. Каждая группа получает задачу, которую необходимо решить с использованием эксперимента.   И   представить   результаты   своей   работы   в   виде   отчёта,   поможет   вам представить   результаты   ИД.   Каждая   группа   получает   КОЗ.   Перед   началом   работы учащиеся   повторяют   т/б   при   работе   с   кислотами   и   щелочами,   с   нагреванием,   с использованием ИД. Критерии оценки: «5» проведены все реакции,  в карточке записаны шаги по решению задачи, записаны уравнения реакций. «4» проведены все реакции,  в карточке записаны шаги по решению задачи, уравнения с ошибками «3» проведены не все реакции,  уравнения с ошибками или отсутствуют. №1   Компетентностно­ориентированное   задание.  (компетентность   разрешения проблем) Тема: Решение экспериментальных задач по теме «Основные классы неорганических соединений» Аспект: целеполагание и планирование деятельности Стимул:  выполнив   задание,   ты   научишься   экспериментально   подтверждать химические свойства веществ на примере кислот. Задание №1:  Используя имеющиеся реактивы, осуществить превращения согласно схеме. Необходимо провести химические реакции (записать уравнения). Модельный ответ к задаче №1. По   данной   схеме   можно   провести   реакции,   подтверждающие   химические свойства кислот:  ZnCl 2 + h3 → 1) Кислота + металл: Zn + 2HCl  2) Кислота + основной оксид: СuO + 2HCl   CuCl 3) Кислота + щёлочь: NaOH + HCl  4) Кислота + н/р основание: Cu(OH)2 + 2HCl   NaCl + H 2 + h3O → → 2O (использовать индик­р) →  CuCl 2 + 2h3O №2   Компетентностно­ориентированное   задание  (компетентность   разрешения проблем) Тема: Решение экспериментальных задач по теме «Основные классы неорганических соединений». Аспект: целеполагание и планирование деятельности Стимул:  Если   вы   решите   задачу,   то   узнаете,   что   существуют   разные   способы получения одной соли. Задание: Прочти внимательно задачу и предложи последовательные шаги по решению данной задачи. Задача:  Используя имеющиеся реактивы,   экспериментально получите соль  хлорид цинка, запишите уравнения  соответствующих реакций. Модельный ответ к задаче №2 Чтобы получить данную соль необходимо: 1) Определить какой кислотный остаток в составе данной соли – хлорида цинка? 2) Какой кислоте соответствует этот остаток? 3) Данную кислоту использовать для получения соли. Исходя из имеющихся реактивов 1 способ: кислота + металл→ Zn + 2HCl  2 способ: реакция нейтрализации Zn(OH)2 + 2HCl  2 + 2h3O Вывод: Соли можно получать разными способами. 2 + h3  ZnCl  ZnCl → → №3   Компетентностно­ориентированное   задание  (компетентность   разрешения проблем) Аспект: целеполагание и планирование деятельности Стимул:  выполнив задание, ты научишься планировать свою деятельность, а также узнаешь, как практически распознавать кислую среду. Задание: Прочти внимательно задачу и предложи последовательные шаги по решению данной задачи. Задача: Из гидроксида меди (II) получите вещества, относящиеся к разным классам неорганических соединений. Модельный ответ к задаче №3 Чтобы получить вещества разных классов необходимо: 1.   Определить   к   какому   классу   веществ   относится   гидроксид   меди(II).   Основные ЭХОУ – оксиды, классы НКост­ кислоты, Ме(ОН)n – основания, МеКост  ­ соли. неорганических веществ:       2. Гидроксид  меди  (II) ­  Сu(OH)2   это основание,  нерастворимое  в воде,  в состав входят атомы меди. Атомы меди могут быть в составе оксидов, оснований и солей. Как получить оксид и соль из основания? 3. Для нерастворимых оснований характерны реакции разложения и нейтрализации, при этом получаются вещества, относящиеся к классам оксидов и солей: ­ реакция нейтрализации: прилить кислоту  в результате соль и вода: →  CuCl 2 + 2h3O Cu(OH)2 + 2HCl  ­ разложение при нагревании, в результате оксид  и вода: Cu(OH)2  Вывод: Из   н/р   основания   можно   получить   соль   и   оксид,   в   составе   которых имеются   атомы   металла,   входящие   в   состав   основания.   Вещества   генетически взаимосвязаны.  CuO + H 2O → №4   Компетентностно­ориентированное   задание  (   компетентность   разрешения проблем) Аспект: целеполагание и планирование деятельности. Стимул:   Если   вы   решите   задачу,   то   узнаете   о   существовании   генетической взаимосвязи между классами неорганических соединений. Задание: Прочти внимательно задачу и предложи последовательные шаги по решению данной задачи. Задача: Какие взаимопревращения возможны для веществ: Сu; CuO; Cu(OH)2; CuSO4; CuCl2 Модельный ответ к задаче №4 Сu;  CuO;  Cu(OH)2;   CuSO4;   CuCl2 –  все  вещества  содержат  в  составе  атомы   меди, поэтому из одних можно получить другие. 2 → 4  Cu(OH) →  CuCl 2 Возможные варианты взаимопревращений:  CuO→ 1) Сu  →  CuSO 2) CuO  → 3) CuSO4  4) Cu(OH)2  Общая схема взаимопревращений:             Сu  Уравнения взаимопревращений по данной схеме: 1) 2Сu + O2 2) CuO + h3SO4 3) CuSO4 + 2NaOH  4) Cu(OH)2 + 2HCl  Вывод:   Вещества   разных   классов   взаимосвязаны   между   собой,   эта   связь  Cu(OH)  CuCl 2↓ + Na2SO4  CuO  CuSO 2 + 2h3O  Cu(OH)  CuCl 2  CuSO 4 + h3O  2CuO → → → → 4 → → → 2 называется генетической. Рефлексия и подведение итогов: Компетентность разрешения проблем (самоменеджмент).         Оценка собственного продвижения (рефлексия) указывает на сильные и слабые стороны своей деятельности     Определите   сильные   и   слабые   стороны   собственного   продвижения   в   изучении темы «Классы неорганических соединений»: умею (сильная сторона), не умею (слабая сторона)/ надо повторить.

Решение проблем | Введение в психологию

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите стратегии решения проблем
  • Определить алгоритм и эвристику
  • Объясните некоторые общие препятствия на пути к эффективному решению проблем

Люди сталкиваются с проблемами каждый день - обычно с множеством проблем в течение дня. Иногда эти проблемы просты: например, чтобы удвоить рецепт теста для пиццы, все, что требуется, - это удвоить каждый ингредиент в рецепте.Однако иногда проблемы, с которыми мы сталкиваемся, более сложные. Например, предположим, что у вас установлен крайний срок работы, и вы должны отправить распечатанную копию отчета своему руководителю до конца рабочего дня. Отчет чувствителен ко времени и должен быть отправлен в ночное время. Вы закончили отчет вчера вечером, но ваш принтер сегодня не будет работать. Что вы должны сделать? Сначала вам нужно определить проблему, а затем применить стратегию решения проблемы.

СТРАТЕГИИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ

Когда вы сталкиваетесь с проблемой - будь то сложная математическая задача или сломанный принтер, как вы ее решаете? Прежде чем найти решение проблемы, ее необходимо четко определить.После этого можно применить одну из многих стратегий решения проблем, которая, надеюсь, приведет к решению.

Стратегия решения проблем - это план действий, используемый для поиска решения. С разными стратегиями связаны разные планы действий ([ссылка]). Например, известная стратегия - это метод проб и ошибок. Старая поговорка «Если сначала не получится, попробуй, попробуй еще раз» описывает метод проб и ошибок. Что касается сломанного принтера, вы можете попробовать проверить уровень чернил, и если это не поможет, вы можете проверить, не застрял ли лоток для бумаги.Или, может быть, принтер на самом деле не подключен к вашему ноутбуку. При использовании метода проб и ошибок вы продолжите пробовать разные решения, пока не решите свою проблему. Хотя метод проб и ошибок обычно не является одной из самых эффективных по времени стратегий, они широко используются.

Стратегии решения проблем
Метод Описание Пример
Метод проб и ошибок Продолжайте пробовать разные решения, пока проблема не будет решена Перезагрузка телефона, отключение Wi-Fi, отключение Bluetooth, чтобы определить, почему ваш телефон неисправен
Алгоритм Пошаговая формула решения проблем Инструкция по установке нового программного обеспечения на ваш компьютер
Эвристика Общая схема решения проблем Работа в обратном направлении; разбиение задачи на шаги

Другой тип стратегии - алгоритм.Алгоритм - это формула решения проблем, которая предоставляет вам пошаговые инструкции, используемые для достижения желаемого результата (Kahneman, 2011). Вы можете думать об алгоритме как о рецепте с очень подробными инструкциями, которые дают один и тот же результат каждый раз, когда они выполняются. Алгоритмы часто используются в нашей повседневной жизни, особенно в информатике. Когда вы выполняете поиск в Интернете, поисковые системы, такие как Google, используют алгоритмы, чтобы решить, какие записи появятся первыми в вашем списке результатов.Facebook также использует алгоритмы, чтобы решить, какие сообщения отображать в вашей ленте новостей. Можете ли вы определить другие ситуации, в которых используются алгоритмы?

Эвристика - это еще один тип стратегии решения проблем. В то время как алгоритм должен точно соблюдаться для получения правильного результата, эвристика - это общая структура решения проблем (Tversky & Kahneman, 1974). Вы можете думать об этом как о мысленных ярлыках, которые используются для решения проблем. «Эмпирическое правило» - это пример эвристики. Такое правило экономит время и силы человека при принятии решения, но, несмотря на его временные характеристики, не всегда является лучшим методом для принятия рационального решения.В разных ситуациях используются разные типы эвристики, но импульс к использованию эвристики возникает, когда выполняется одно из пяти условий (Pratkanis, 1989):

  • Когда сталкивается со слишком большим количеством информации
  • Когда время на принятие решения ограничено
  • Когда решение неважно
  • Когда есть доступ к очень небольшому количеству информации для использования при принятии решения
  • Когда в тот же момент приходит в голову подходящая эвристика

Работа в обратном направлении - это полезная эвристика, в которой вы начинаете решать проблему, сосредотачиваясь на конечном результате. Рассмотрим следующий пример: вы живете в Вашингтоне, округ Колумбия, и вас пригласили на свадьбу в 16:00 в субботу в Филадельфию. Зная, что межштатная автомагистраль 95 имеет тенденцию к резервированию в любой день недели, вам необходимо соответствующим образом спланировать свой маршрут и время отправления. Если вы хотите быть на свадебной службе к 15:30, а дорога до Филадельфии без движения занимает 2,5 часа, во сколько вам следует выйти из дома? Вы используете обратную эвристику для планирования событий дня на регулярной основе, возможно, даже не задумываясь об этом.

Еще одна полезная эвристика - это практика выполнения большой цели или задачи путем разбиения ее на серию более мелких шагов. Учащиеся часто используют этот распространенный метод для завершения большого исследовательского проекта или длинного школьного эссе. Например, студенты обычно проводят мозговой штурм, разрабатывают диссертацию или основную тему, исследуют выбранную тему, систематизируют информацию в план, пишут черновик, редактируют и редактируют черновик, разрабатывают окончательный вариант, организуют список литературы и корректируют свою работу до сдачи проекта. Большая задача становится менее сложной, если ее разбить на серию небольших шагов.

Ежедневные связи: решение головоломок

Способности решать проблемы можно улучшить с практикой. Многие люди каждый день ставят перед собой задачу решить головоломки и другие умственные упражнения, чтобы отточить свои навыки решения проблем. Головоломки судоку ежедневно появляются в большинстве газет. Как правило, головоломка судоку представляет собой сетку 9 × 9. Простая судоку ниже ([ссылка]) представляет собой сетку 4 × 4. Чтобы решить загадку, заполните пустые поля одной цифрой: 1, 2, 3 или 4.Вот правила. Всего должно быть 10 чисел в каждом поле, выделенном жирным шрифтом, в каждой строке и каждом столбце; однако каждая цифра может отображаться только один раз в поле, строке и столбце, выделенном жирным шрифтом. Решите эту головоломку и сравните свое время с одноклассником.

Сколько времени у вас ушло на решение этой головоломки судоку? (Вы можете увидеть ответ в конце этого раздела. )

Вот еще одна популярная головоломка ([ссылка]), которая бросает вызов вашим навыкам пространственного мышления. Соедините все девять точек четырьмя соединительными прямыми линиями, не отрывая карандаш от бумаги:

Разобрались? (Ответ в конце этого раздела.) Как только вы поймете, как разгадывать эту головоломку, вы не забудете.

Взгляните на логическую головоломку «Загадочные весы» ниже ([ссылка]). Сэм Лойд, известный мастер головоломок, на протяжении всей своей жизни создавал и совершенствовал бесчисленное количество головоломок (Cyclopedia of Puzzles, без даты).


ЛАМНИИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ

Однако не все проблемы решаются успешно. Какие проблемы мешают нам успешно решить проблему? Альберт Эйнштейн однажды сказал: «Безумие повторяет одно и то же снова и снова и ожидает другого результата.«Представьте себе человека в комнате с четырьмя дверьми. Одна дверь, которая всегда была открыта в прошлом, теперь заперта. Человек, привыкший выходить из комнаты через этот конкретный дверной проем, продолжает пытаться выйти через тот же дверной проем, хотя остальные три дверных проема открыты. Человек застрял, но ей просто нужно пройти к другому дверному проему, вместо того, чтобы пытаться выбраться через запертый дверной проем. Ментальная набор, где вы будете упорствовать в подходе к проблеме таким образом, который работал в прошлом, но явно не работает.

Функциональная неподвижность - это тип мысленной установки, при которой вы не можете воспринимать объект, используемый для чего-то другого, кроме того, для чего он был разработан. Во время миссии Apollo 13 на Луну инженерам НАСА из Центра управления полетами пришлось преодолеть функциональную неподвижность, чтобы спасти жизни астронавтов на борту космического корабля. Взрыв в модуле космического корабля повредил несколько систем. Астронавтам угрожала опасность отравиться из-за повышения уровня углекислого газа из-за проблем с фильтрами углекислого газа.Инженеры нашли способ, позволяющий астронавтам использовать запасные полиэтиленовые пакеты, ленту и воздушные шланги, чтобы создать импровизированный воздушный фильтр, который спас жизни астронавтов.

Ссылка на обучение

Посмотрите эту сцену Apollo 13 , где группе инженеров NASA дана задача преодолеть функциональную неподвижность.

Исследователи выяснили, влияет ли культура на функциональную устойчивость.В одном эксперименте людей из группы Шуар в Эквадоре попросили использовать объект не для той цели, для которой объект был изначально предназначен. Например, участникам рассказали историю о медведе и кролике, разделенных рекой, и попросили выбрать среди различных предметов, включая ложку, чашку, ластики и т. Д., Чтобы помочь животным. Ложка была единственным предметом, достаточно длинным, чтобы охватить воображаемую реку, но если ложка была представлена ​​таким образом, чтобы отражать ее нормальное использование, участникам требовалось больше времени, чтобы выбрать ложку для решения проблемы.(Герман и Барретт, 2005). Исследователи хотели знать, влияет ли использование узкоспециализированных инструментов, как у людей в промышленно развитых странах, на их способность преодолевать функциональную неподвижность. Было установлено, что функциональная неподвижность ощущается как в индустриальных, так и в непромышленных культурах (German & Barrett, 2005).

Чтобы принимать правильные решения, мы используем наши знания и рассуждения. Часто эти знания и рассуждения надежны и надежны. Однако иногда на нас влияют предубеждения или другие манипулирующие ситуацией.Например, предположим, что вы и трое друзей хотели снять дом, и у вас общий целевой бюджет составляет 1600 долларов. Риэлтор показывает вам только очень ветхие дома за 1600 долларов, а затем показывает очень красивый дом за 2000 долларов. Можете ли вы попросить каждого человека платить больше за аренду, чтобы получить дом за 2000 долларов? Зачем риэлтору показывать ветхие дома и красивый дом? Риэлтор может оспаривать вашу предвзятость. Смещение привязки возникает, когда вы сосредотачиваетесь на одной части информации при принятии решения или решении проблемы.В этом случае вы настолько сосредоточены на сумме денег, которую готовы потратить, что не можете распознать, какие дома доступны по этой цене.

Предвзятость подтверждения - это тенденция сосредотачиваться на информации, которая подтверждает ваши существующие убеждения. Например, если вы думаете, что ваш профессор не очень хороший, вы замечаете все случаи грубого поведения профессора, игнорируя бесчисленные приятные взаимодействия, в которые он вовлечен ежедневно.Предвзятость в ретроспективе заставляет вас поверить в то, что событие, которое вы только что пережили, было предсказуемым, хотя на самом деле это не так. Другими словами, вы всегда знали, что все будет так, как было раньше. Репрезентативная предвзятость описывает ошибочный образ мышления, при котором вы непреднамеренно стереотипируете кого-то или что-то; Например, вы можете предположить, что ваши профессора проводят свое свободное время, читая книги и участвуя в интеллектуальных беседах, потому что представление о том, что они проводят время за волейболом или посещением парка развлечений, не соответствует вашим стереотипам о профессорах.

Наконец, эвристика доступности - это эвристика, в которой вы принимаете решение на основе примера, информации или недавнего опыта, которые легко доступны вам, даже если это может быть не лучший пример для информирования вашего решения . Предубеждения имеют тенденцию «сохранять то, что уже установлено, - поддерживать наши уже существующие знания, убеждения, отношения и гипотезы» (Aronson, 1995; Kahneman, 2011). Эти предубеждения суммированы в [ссылка].

Краткое изложение предвзятости решений
Смещение Описание
Анкеровка Тенденция сосредотачиваться на одной конкретной информации при принятии решений или решении проблем
Подтверждение Сосредоточен на информации, подтверждающей существующие убеждения
Взгляд в прошлое Убеждение в том, что произошедшее событие было предсказуемым
Представитель Непреднамеренное стереотипное представление о ком-либо или чем-то
Наличие Решение основано либо на имеющемся прецеденте, либо на примере, который может быть ошибочным
Ссылка на обучение

Посетите этот сайт, чтобы увидеть умное музыкальное видео, которое учитель средней школы снял, чтобы объяснить эти и другие когнитивные искажения своим ученикам-психологам.

Удалось ли вам определить, сколько шариков необходимо для балансировки весов в [ссылка]? Тебе нужно девять. Удалось ли вам решить проблемы в [ссылка] и [ссылка]? Вот ответы ([ссылка]).


Сводка

Существует множество различных стратегий решения проблем. Типичные стратегии включают метод проб и ошибок, применение алгоритмов и эвристику. Чтобы решить большую и сложную проблему, часто помогает разбить ее на более мелкие шаги, которые можно выполнить индивидуально, что приведет к общему решению.Препятствиями на пути к решению проблем являются умственная установка, функциональная неподвижность и различные предубеждения, которые могут омрачить навыки принятия решений.

Вопросы для самопроверки

Вопросы о критическом мышлении

1. Что такое функциональная устойчивость и как ее преодоление может помочь вам в решении проблем?

2. Как алгоритм экономит ваше время и энергию при решении проблемы?

Персональный вопрос заявки

3. Какой тип предвзятости вы признаете в процессе принятия собственных решений? Как эта предвзятость повлияла на то, как вы принимали решения в прошлом, и как вы можете использовать свое понимание этого, чтобы улучшить свои навыки принятия решений в будущем?

ответы

1. Функциональная неподвижность возникает, когда вы не видите другого использования объекта, кроме того, для которого он был предназначен. Например, если вам нужно что-то, чтобы удерживать брезент под дождем, но у вас есть только вилы, вы должны преодолеть свое ожидание, что вилы можно использовать только для работы в саду, прежде чем вы поймете, что можете воткнуть их в землю и задрапировать брезент поверх него, чтобы удерживать его.

2. Алгоритм - это проверенная формула для достижения желаемого результата. Это экономит время, потому что, если вы будете точно следовать ему, вы решите проблему без необходимости выяснять, как решить проблему. Это как не изобретать велосипед заново.

Глоссарий

алгоритм стратегия решения проблем, характеризуемая конкретным набором инструкций

смещение привязки ошибочная эвристика, при которой вы сосредотачиваетесь на одном аспекте проблемы, чтобы найти решение

эвристика доступности ошибочная эвристика, в которой вы принимаете решение на основе информации, доступной вам

предвзятость подтверждения ошибочная эвристика, в которой вы сосредотачиваетесь на информации, подтверждающей ваши убеждения

функциональная стабильность Неспособность рассматривать объект как полезный для любого другого использования, кроме того, для которого он был предназначен

эвристический мысленный ярлык, который экономит время при решении проблемы

предвзятость в ретроспективе уверенность в том, что только что произошедшее событие было предсказуемым, хотя на самом деле это не было

мысленный набор постоянно использующий старое решение проблемы безрезультатно

стратегия решения проблем метод решения проблем

предвзятость представителя ошибочная эвристика, при которой вы стереотипируете кого-то или что-то без веского основания для вашего суждения

методом проб и ошибок стратегия решения проблем, при которой предпринимаются попытки нескольких решений, пока не будет найдено правильное

работа в обратном направлении эвристика, в которой вы начинаете решать проблему, сосредотачиваясь на конечном результате

5 Решение проблем, пространственное мышление и использование представлений в науке и технике | Исследования в области образования на основе дисциплины: понимание и улучшение обучения в области естественных наук и инженерии

являются предметом серьезного расследования в DBER. В этом разделе мы выделяем исследования, которые специально изучают стратегии улучшения решения проблем (см. Главу 4 для обсуждения исследований по стратегиям содействия концептуальным изменениям и главу 6 для обсуждения исследований более общих образовательных стратегий).

Физика

В то время как ранние исследования в области физики выявляли различия в способах решения проблем между экспертами и новичками, текущие исследования в области решения физических задач в первую очередь исследуют, как научить студентов решать проблемы экспертами в данной области.С этой целью DBER исследовал эффективность различных типов поддержки для студентов (или строительных лесов), включая следующие:

• с использованием специальной схемы решения проблем (Heller and Heller, 2000; Pólya, 1945; Reif, 1995; Van Heuvelen, 1991),

• разъяснение различных типов проблем (Mestre, 2002; Van Heuvelen, 1995; Van Heuvelen and Maloney, 1999),

• предоставляет примеры решений (Chi et al. , 1989; Ward and Sweller, 1990) и

• изменение формата классной комнаты, чтобы обеспечить больше рекомендаций и взаимодействия (Cummings et al., 1999; Дач, 1997; Hoellwarth, Moelter, and Knight, 2005).

Другие области исследования включают эффективность и использование примеров задач (Cohen et al., 2008), нетрадиционных типов задач (Ogilvie, 2009), компьютерных тренеров (Gertner and VanLehn, 2000; Hsu and Heller, 2009; Reif and Scott, 1999) и кооперативное групповое взаимодействие (Heller, Hollabaugh, 1992; Heller, Keith, and Anderson, 1992). Это исследование проводится в широком диапазоне условий - от ситуаций в небольших исследовательских лабораториях до крупных аудиторных занятий, и комитет охарактеризовал убедительность результатов исследования по этой теме как сильные.

В целом, это исследование показывает, что можно научить студентов навыкам решения физических задач и что тщательно продуманная поддержка оказывается полезной для студентов. Однако отдельные исследования показывают, что выгоды от решения проблем с использованием определенного типа строительных лесов невелики и их трудно измерить. Кроме того, различные типы строительных лесов взаимосвязаны, что затрудняет определение индивидуальных эффектов.

Другое направление исследований в области физического образования показало, что повышение прозрачности символов для учащихся помогает им применять концепции и решать проблемы (Brookes and Etkina, 2007).Например, вместо того, чтобы писать силы как W (вес) или T (натяжение), учащиеся получают выгоду, маркируя каждый

Изучение математики Решение задач с помощью тестовой практики: случайный полевой эксперимент в глобальном масштабе

  • Эбботт, Э. Э. (1909). Об анализе факторов запоминания в процессе обучения. Психологические монографии, 11 , 159–177.

    Google ученый

  • Адезоп, О.О., Тревизан, Д. А., & Сундарараджан, Н. (2017). Переосмысление использования тестов: метаанализ практического тестирования. Обзор исследований в области образования, 87 (3), 659–701.

    Google ученый

  • Агарвал П. К., Карпике Дж. Д., Канг С. Х. К., Рёдигер Х. Л. и МакДермотт К. Б. (2008). Изучение эффекта тестирования с помощью тестов с открытой и закрытой книгами. Прикладная когнитивная психология, 22 (7), 861–876. https: // doi.org / 10.1002 / acp.1391.

    Артикул Google ученый

  • Амрейн, А. Л., и Берлинер, Д. С. (2002). Тестирование с высокими ставками, неопределенность и обучение студентов. Архив анализа образовательной политики, 10 (18). Получено 25 октября с http://epaa.asu. edu/epaa/v10n18/.

  • Андерсон, М. К., Бьорк, Р. А., и Бьорк, Э. Л. (1994). Воспоминание может вызвать забывание: динамика восстановления в долговременной памяти. Журнал экспериментальной психологии: обучение, память и познание, 20 (5), 1063–1087. https://doi.org/10.1037/0278-7393.20.5.1063.

    Артикул Google ученый

  • Эшкрафт, М. Х., и Кирк, Э. П. (2001). Взаимосвязь между рабочей памятью, математической тревогой и успеваемостью. Журнал экспериментальной психологии: Общие, 130 (2), 224–237. https://doi.org/10.1037/0096-3445.130.2.224.

    Артикул Google ученый

  • Эшкрафт, М.Х. и Ридли К. С. (2005). Математическая тревога и ее когнитивные последствия: обзор учебного пособия. В Справочник по математическому познанию (стр. 315–327). Нью-Йорк: Психология Пресс.

    Google ученый

  • Au, W. (2007). Тестирование с высокими ставками и контроль учебного плана: качественный метасинтез. Исследователь в области образования, 36 (5), 258–267.

    Google ученый

  • Барнетт, С.М. и Сеси С. Дж. (2002). Когда и где мы применяем полученные знания? Таксономия для дальнего переноса. Психологический бюллетень, 128 (4), 612–637.

    Google ученый

  • Бейлок, С. Л., и Карр, Т. Х. (2005). Когда сильные люди терпят поражение: рабочая память и «удушье под давлением» в математике. Психологическая наука, 16 (2), 101–105.

    Google ученый

  • Битенбек, Дж.(2014). Практика обучения и когнитивные навыки. Экономика труда, 30 , 143–153.

    Google ученый

  • Бьорк Р. А. (1994). Соображения памяти и метапамяти при обучении людей. В J. Metcalfe & A. Shimamura (Eds.), Metacognition: Знание о знании (стр. 185–205). Кембридж: MIT Press.

    Google ученый

  • Бьорк, Р.А. (1999). Оценка собственной компетенции: эвристики и иллюзии. В D. Gopher & A. Koriat (Eds.), Внимание и производительность XVII: Когнитивное регулирование производительности: взаимодействие теории и применения (стр. 435–459). Кембридж: MIT Press.

    Google ученый

  • Bjork, R.A., & Bjork, E.L. (1992). Новая теория неиспользования и старая теория флуктуации стимулов. В А. Хили, С. Косслине и Р. Шиффрине (ред.), От процессов обучения к когнитивным процессам: Эссе в честь Уильяма К. Эстеса (Том 2, стр. 35–67). Хиллсдейл, штат Нью-Джерси: Эрлбаум.

  • Батлер, А. К. (2010). Повторное тестирование обеспечивает лучшую передачу знаний по сравнению с повторным обучением. Журнал экспериментальной психологии: обучение, память и познание, 36 (5), 1118–1133. https://doi.org/10.1037/a0019902.

    Артикул Google ученый

  • Батлер, А.К., & Родигер, Дж. Л. (2008). Обратная связь усиливает положительные эффекты и снижает отрицательные эффекты тестирования с множественным выбором. Память и познание, 36 (3), 604–616.

    Google ученый

  • Карпентер, С. К. (2009). Сила реплики как модератор эффекта тестирования: преимущества детального поиска. Журнал экспериментальной психологии. Обучение, память и познание, 35 (6), 1563–1569.

    Google ученый

  • Карпентер, С.К. (2012). Тестирование улучшает передачу обучения. Текущие направления в психологической науке, 21 (5), 279–283.

    Google ученый

  • Карпентер, С. К., & Делош, Э. Л. (2006). Плохая поддержка реплик улучшает последующее удержание: поддержка подробного объяснения эффекта тестирования. Память и познание, 34 (2), 268–276. https://doi.org/10.3758/BF03193405.

    Артикул Google ученый

  • Перевозчик, М., И Пашлер, Х. (1992). Влияние извлечения на удержание. Память и познание, 20 (6), 633–642. https://doi.org/10.3758/BF03202713.

    Артикул Google ученый

  • Коберн, К. Э., Хилл, Х. С., и Спиллейн, Дж. П. (2016). Согласованность и подотчетность в разработке и реализации политики: общие основные государственные стандарты и исследования по внедрению. Исследователь в области образования, 45 , 243–251.https://doi.org/10.3102/0013189X16651080.

    Артикул Google ученый

  • Коэн Дж. (1988). Статистический анализ мощности для наук о поведении (2-е изд.). Хиллсдейл, Нью-Джерси: Лоуренс Эрлбаум Ассошиэйтс, издатели.

    Google ученый

  • Коэн, Г. Л., Гарсия, Дж., Апфель, Н., & Мастер, А. (2006). Сокращение разрыва в расовых достижениях: социально-психологическое вмешательство. Science, 313 (5791), 1307–1310.

    Google ученый

  • Crocco, M. S., & Costigan, A. T. (2007). Сужение учебной программы и педагогики в эпоху ответственности: городские педагоги высказываются. Городское образование, 42 (6), 512–535.

    Google ученый

  • Диркс, К. Дж. Х., Кестер, Л., и Киршнер, П. А. (2014). Эффект тестирования для изучения принципов и процедур из текстов. Журнал исследований в области образования, 107 (5), 357–364. https://doi.org/10.1080/00220671.2013.823370.

    Артикул Google ученый

  • Entwistle, N., & McCune, V. (2004). Концептуальные основы инвентаризации стратегии обучения. Обзор педагогической психологии, 16 (4), 325–345.

    Google ученый

  • Фацио, Л. К., Агарвал, П. К., Марш, Э.Дж. И Рёдигер, Х. Л. (2010). Мемориальные последствия тестирования с множественным выбором для немедленных и отложенных тестов. Память и познание, 38 (4), 407–418.

    Google ученый

  • Фоли, А. Э., Хертс, Дж. Б., Боргонови, Ф., Герриеро, С., Левин, С. К., и Бейлок, С. Л. (2017). Связь между тревожностью и успеваемостью по математике: глобальный феномен. Текущие направления в психологической науке, 26 (1), 52–58.

    Google ученый

  • Фундер, Д.К., и Озер Д. Дж. (2019). Оценка величины эффекта в психологическом исследовании: смысл и вздор. Успехи в методах и практиках в психологической науке, 2 (2), 156–168. https://doi.org/10.1177/2515245919847202.

    Артикул Google ученый

  • Хеджес, Л. В., и Ноуэлл, А. (1995). Половые различия в оценках умственных способностей, вариабельности и количестве людей с высокими показателями. Science, 269 (5220), 41–45.

    Google ученый

  • Канг, С. Х. К., Макдермотт, К. Б., и Рёдигер, Х. Л. (2007). Формат теста и корректирующая обратная связь изменяют влияние тестирования на долгосрочное удержание. Европейский журнал когнитивной психологии, 19, (4–5), 528–558. https://doi.org/10.1080/09541440601056620.

    Артикул Google ученый

  • Карпике, Дж. Д. (2012). Активное извлечение на основе обучения способствует осмысленному обучению. Текущие направления в психологической науке, 21 (3), 157–163. https://doi.org/10.1177/0963721412443552.

    Артикул Google ученый

  • Карпике, Дж. Д., & Блант, Дж. Р. (2011). Практика поиска дает больше знаний, чем подробное изучение с концептуальным картированием. Science, 331 (6018), 772–775. https://doi.org/10.1126/science.1199327.

    Артикул Google ученый

  • Karpicke, J.Д. и Рёдигер, Х. Л. (2008). Критическое значение поиска для обучения. Science, 319 (5865), 966–968. https://doi.org/10.1126/science.1152408.

    Артикул Google ученый

  • Керестес, А., Кайзер, Д., Ковач, Г., & Раксмань, М. (2014). Тестирование способствует долгосрочному обучению за счет стабилизации паттернов активации в большой сети областей мозга. Кора головного мозга, 24 (11), 3025–3035. https: // doi.org / 10.1093 / cercor / bht158.

    Артикул Google ученый

  • Лайл, К. Б., Бего, К. Р., Хопкинс, Р. Ф., Хиб, Дж. Л., и Ральстон, П. А. С. (2019). Как объем и интервалы практики поиска влияют на краткосрочное и долгосрочное сохранение математических знаний. Обзор педагогической психологии , 1–19. https://doi.org/10.1007/s10648-019-09489-x.

  • Лайонс, И. М., и Бейлок, С. Л. (2011).Тревога по математике: разделение математики с тревогой. Кора головного мозга, 22 (9), 2102–2110.

    Google ученый

  • Лайонс, И. М., и Бейлок, С. Л. (2012). Когда математика мешает: математическая тревога предсказывает активацию сети боли в ожидании выполнения математики. PLoS One, 7 (10), e48076.

    Google ученый

  • Ма, X., и Джонсон, W. (2008).Математика как критический фильтр: влияние учебной программы на гендерный выбор карьеры. В H. M. G. Watt & J. S. Eccles (Eds.), Гендерные и профессиональные результаты: продольные оценки индивидуальных, социальных и культурных влияний (стр. 55–83). Вашингтон, округ Колумбия, США: Американская психологическая ассоциация.

    Google ученый

  • Мадаус, Г. Ф. (1988). Влияние тестирования на учебную программу. В Л. Н. Таннер (ред.), Критические вопросы в учебной программе: Восемьдесят седьмой ежегодник Национального общества изучения образования (стр.83–121). Чикаго: Издательство Чикагского университета.

    Google ученый

  • Марш, Э. Дж., Рёдигер, Х. Л., Бьорк, Р. А., и Бьорк, Э. Л. (2007). Мемориальные последствия тестирования с множественным выбором. Psychonomic Bulletin & Review, 6 , 194–199.

    Google ученый

  • МакДэниел, М. А., и Фишер, Р. П. (1991). Тесты и отзывы о тестах как источники обучения. Современная психология образования, 16 (2), 192–201. https://doi.org/10.1016/0361-476X(91)-L.

    Артикул Google ученый

  • Макдермотт, К. Б., Агарвал, П. К., Д’Антонио, Л., Рёдигер, Х. Л., и МакДэниел, М. А. (2014). Тесты с несколькими вариантами ответов и с короткими ответами повышают эффективность последующих экзаменов в средних и старших классах школы. Журнал экспериментальной психологии: прикладное, 20 (1), 3–21. https: // doi.org / 10.1037 / xap0000004.

    Артикул Google ученый

  • Макнил, Л. М. (2000). Противоречия школьной реформы: Образовательные затраты на стандартизированное тестирование . Нью-Йорк: Рутледж.

    Google ученый

  • Мияке, А., и Шах, П. (1999). Модели рабочей памяти: механизмы активного обслуживания и исполнительного управления . Издательство Кембриджского университета.

  • Моррис, К. Д., Брансфорд, Дж. Д., и Фрэнкс, Дж. Дж. (1977). Уровни обработки по сравнению с обработкой, соответствующей передаче. Журнал вербального обучения и вербального поведения, 16 , 519–533.

    Google ученый

  • Нельсон, Х. (2013). Больше тестировать, меньше преподавать: во что одержимость Америки тестированием студентов обходится деньгами и потерянным учебным временем . Нью-Йорк: Американская федерация учителей.

    Google ученый

  • Николс, С. Л., и Берлинер, Д. К. (2007). Сопутствующий ущерб: как высокие ставки развращают школы Америки . Кембридж, Массачусетс: издательство Harvard Education Press.

    Google ученый

  • OECD. (2009). Руководство по анализу данных PISA: SPSS (2-е изд.). Париж: Издательство ОЭСР.

    Google ученый

  • OECD.(2010). Стратегии преподавания и изучения математики в PISA . Париж: Издательство ОЭСР.

    Google ученый

  • OECD. (2013). Система оценки и анализа PISA 2012: математика, чтение, естественные науки, решение проблем и финансовая грамотность . Париж: Издательство ОЭСР.

    Google ученый

  • OECD. (2014a). Технический отчет PISA .Париж: Издательство ОЭСР.

    Google ученый

  • OECD. (2014b). Результаты PISA 2012: творческое решение проблем (том V): навыки учащихся в решении реальных проблем . Париж: Издательство ОЭСР.

    Google ученый

  • OECD. (2015). Азбука гендерного равенства в образовании: способности, поведение, уверенность . Париж: Издательство ОЭСР.

    Google ученый

  • Пан, С.К., и Рикард Т. С. (2018). Передача тестового обучения: метааналитический обзор и синтез. Психологический бюллетень, 144 (7), 710–756.

    Google ученый

  • Парк Д., Рамирес Г. и Бейлок С. Л. (2014). Роль выразительного письма в математической тревоге. Журнал экспериментальной психологии: прикладное, 20 (2), 103–111.

    Google ученый

  • Пастёттер, Б., & Bäuml, K.-H. Т. (2014). Практика поиска способствует новому обучению: прямой эффект тестирования. Frontiers in Psychology, 5 , 286. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2014.00286.

    Артикул Google ученый

  • Причард, А. (2013). Способы обучения: теории и стили обучения в классе . Рутледж.

  • Pyc, M. A., & Rawson, K. A. (2009). Проверка гипотезы об усилиях по извлечению: приводит ли большая сложность правильного вспоминания информации к более высокому уровню памяти? Журнал памяти и языка, 60 (4), 437–447.https://doi.org/10.1016/j.jml.2009.01.004.

    Артикул Google ученый

  • Рагхубар, К. П., Барнс, М. А., и Хехт, С. А. (2010). Рабочая память и математика: обзор подходов к развитию, индивидуальных различий и когнитивных подходов. Обучение и индивидуальные различия, 20 (2), 110–122.

    Google ученый

  • Рамалингам, Д., Филпот, Р., & Маккрэй, Б. (2017). Оценка решения проблем PISA 2012. В Б. Чапо и Дж. Функе (ред.), Природа решения проблем: использование исследований для вдохновения обучения 21 века . Париж: Издательство ОЭСР.

    Google ученый

  • Роусон, К. А., Вон, К. Э., и Карпентер, С. К. (2014). Зависит ли польза от тестирования от задержки, и если да, то почему? Оценка гипотезы детального поиска. Память и познание, 43 (4), 619–633.https://doi.org/10.3758/s13421-014-0477-z.

    Артикул Google ученый

  • Рёдигер, Х. Л., Агарвал, П. К., Канг, С. Х. К., и Марш, Э. Дж. (2010). Преимущества тестирования памяти: передовой опыт и граничные условия. В Дж. М. Дэвис и Д. Б. Райт (ред.), Новые рубежи в прикладной памяти . Брайтон: Психология Пресс.

    Google ученый

  • Рёдигер, Х.Л. и Батлер А. С. (2011). Решающая роль практики извлечения в долгосрочном хранении. Тенденции в когнитивных науках, 15 (1), 20–27.

    Google ученый

  • Рёдигер, Х. Л., и Карпике, Дж. Д. (2006). Обучение с помощью тестов с помощью тестов на память улучшает долгосрочное запоминание. Психологическая наука, 17 (3), 249–255. https://doi.org/10.1111/j.1467-9280.2006.01693.x.

    Артикул Google ученый

  • Рорер, Д., Тейлор, К., и Шолар, Б. (2010). Тесты улучшают передачу знаний. Журнал экспериментальной психологии. Обучение, память и познание, 36 (1), 233–239.

    Google ученый

  • Рорер Д., Дедрик Р. Ф. и Штершич С. (2015). Чередование практики улучшает изучение математики. Журнал педагогической психологии, 107 , 900–908.

    Google ученый

  • Ротман, Р.(2011). Что-то общее: общие основные стандарты и следующая глава в американском образовании . Кембридж, Массачусетс: издательство Harvard Education Press.

    Google ученый

  • Рубин Дж. (1981). Изучение когнитивных процессов при изучении второго языка. Прикладная лингвистика, 2 , 117.

    Google ученый

  • Саломон, Г., и Перкинс, Д. Н. (1989).Каменистые дороги к переносу: переосмысление механизмов забытого явления. Психология образования, 24 , 113–142.

    Google ученый

  • Смит, М. Л. (1991). Испытайте: влияние внешнего тестирования на учителей. Исследователь в области образования, 20 (5), 8–11.

    Google ученый

  • Содерстрем, Н. К., и Бьорк, Р. А. (2015). Обучение против производительности: комплексный обзор. Перспективы психологической науки, 10 (2), 176–199.

    Google ученый

  • Сторм, Б. К., и Леви, Б. Дж. (2012). Отчет о ходе ингибирования забывания, вызванного поиском. Память и познание, 40 (6), 827–843. https://doi.org/10.3758/s13421-012-0211-7.

    Артикул Google ученый

  • Шпунар, К. К., МакДермотт, К.Б. и Рёдигер, Х. Л. (2008). Тестирование во время исследования изолирует от накопления проактивных помех. Журнал экспериментальной психологии: обучение, память и познание, 34 (6), 1392–1399. https://doi.org/10.1037/a0013082.

    Артикул Google ученый

  • Томас, А. К., и МакДэниел, М. А. (2007). Отрицательный каскад инконгруэнтной генеративной обработки исследования-теста в памяти и метапонимании. Память и познание, 35 (4), 668–678.

    Google ученый

  • Томпсон, К. П., Венгер, С. К., и Бартлинг, К. А. (1978). Как отзыв способствует последующему отзыву: переоценка. Журнал экспериментальной психологии: обучение и память человека, 4 , 210–221.

    Google ученый

  • Тинкен, К. Х., и Чжао, Ю. (2010). Общие основные национальные стандарты учебной программы: больше вопросов и ответов. Научный и практический журнал AASA, 6 (3), 3–10.

    Google ученый

  • Toppino, T.C., & Ann Brochin, H. (1989). Учимся на тестах: случай истинно-ложных экзаменов. Журнал исследований в области образования, 83 (2), 119–124.

    Google ученый

  • Топпино, Т. К., и Коэн, М. С. (2009). Эффект тестирования и интервал удерживания. Экспериментальная психология, 56, (4), 252–257. https://doi.org/10.1027/1618-3169.56.4.252.

    Артикул Google ученый

  • Toppino, T.C., & Luipersbeck, S.M. (1993). Общность отрицательного эффекта внушения в объективных тестах. Журнал исследований в области образования, 86 (6), 357–362.

    Google ученый

  • Виновскис М. (2008). Из страны, подверженной риску, - чтобы ни один ребенок не остался позади: национальные цели в области образования и создание федеральной политики в области образования . Нью-Йорк, Нью-Йорк: издательство Teachers College Press.

    Google ученый

  • Ватанабэ, М. (2007). Смещенный учитель и государственные приоритеты в контексте высокой подотчетности. Политика в области образования, 21 (2), 311–368.

    Google ученый

  • Вайнштейн, К.Э., Ридли, Д. С., Даль, Т., и Вебер, Э. С. (1989). Помощь студентам в разработке стратегий эффективного обучения. Лидерство в образовании, 46 (4), 17–19.

    Google ученый

  • Уилер М., Эверс М. и Буонанно Дж. (2003). Различные показатели забвения после исследования по сравнению с тестовыми испытаниями. Память, 11 (6), 571–580. https://doi.org/10.1080/09658210244000414.

    Артикул Google ученый

  • Вулдридж, К.Л., Багг, Дж. М., МакДэниел, М. А., и Лю, Ю. (2014). Эффект тестирования с использованием аутентичных учебных материалов: предупреждение. Журнал прикладных исследований памяти и познания, 3 (3), 214–221. https://doi.org/10.1016/j.jarmac.2014.07.001.

    Артикул Google ученый

  • Янг, К. Б., Ву, С. С., и Менон, В. (2012). Психоразвитие основы математической тревожности. Психологическая наука, 23 (5), 492–501.

    Google ученый

  • (PDF) ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ НА РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ В ХИМИИ

    KAMPOURAKIS & TSAPARLIS

    332

    БЛАГОДАРНОСТЬ: Мы благодарим следующих коллег, которые внесли свой вклад в выполнение этой работы: A. Bak

    is , Д. Демсиас, Д. Папатанакос, Д. Стамовласи и И. Хронис. Мы также благодарим доктора Н.

    Рида за редакционную обработку нашей статьи и двух рецензентов за их комментарии и полезные предложения

    .

    КОРРЕСПОНДЕНЦИЯ: Георгиос ЦАПАРЛИС, Университет Янины, факультет химии,

    GR-451 10 Янина, Греция; факс: +30 2651 098798; электронная почта: [email protected]

    ССЫЛКИ

    Alexopoulou, E. & Driver, R. (1996). Обсуждение в малых группах по физике: модели взаимодействия сверстников в

    парах и четверках. Journal of Research in Science Teaching, 33, 1099-1114.

    Диз, У., Рэмси, Л.Л, Валчик, Дж., И Эдди, Д. (2000). Использование демонстрационных оценок по

    улучшает обучение.Журнал химического образования, 77, 1511-1516.

    де Вос, В. и Вердонк, А. Х. (1985). Новый путь к реакциям, Часть I. Журнал химического образования,

    62, 238-240.

    ди Сесса, А. (1993). К эпистемологии физики. Познание и обучение, 10, 105-226.

    Domin, D.S. (1999). Обзор лабораторных стилей обучения. Журнал химического образования, 76,

    543-547.

    Дауэн, К. В. и Фелпс, А. Дж. (1997). Совместное тестирование на основе демонстрации по общей химии:

    Методика более широкой оценки обучения Journal of Chemical Education, 74, 715-719.

    Гейбл, Д.Л., Шервуд, Р.Д., и Енохс, Л. (1984). Решающие задачи химии средней школы

    учащихся. Журнал исследований в области преподавания естественных наук, 21, 211-233.

    Габель Д. (1999). Улучшение учителей и обучения с помощью химии. Исследования в области образования: взгляд в будущее

    . Журнал химического образования, 76, 548-554.

    Геня Дж. (1983). Улучшение навыков решения проблем учащимися - методический подход к подготовительному курсу химии

    .Журнал химического образования, 60, 478-482.

    Хиль-Перес, Д. и Мартинес-Торрегроса, Дж. (1983). Модель решения задач в соответствии с научной методологией

    . Европейский журнал естественнонаучного образования, 5, 447-455.

    Харт, К., Малхолл, П., Берри, А., Лофран, Дж., И Ганстон, Р. (2000). Какова цель этого эксперимента

    ? Или студенты могут чему-то научиться, проводя эксперименты? Journal of Research in

    Science Teaching, 37, 655-675.

    Джонстон, A.H. (1993). Введение. В С. Вуд и Р. Слит, «Творческое решение проблем в химии»

    (стр. Iv-vi). Лондон: Королевское химическое общество.

    Джонстон, A.H. (1997). Преподавание химии - наука или алхимия? (Лекция Брастеда, 1996 г.). Журнал

    химического образования, 74, 262-268.

    Джонстон, А.Х. (2001). Можно ли научить решать проблемы? Университетское химическое образование, 5, 69-

    73.

    Johnstone, A.Х. и Аль-Шуайли А. (2001). Обучение в лаборатории: некоторые мысли из литературы

    . Университетское химическое образование, 5, 42-51.

    Джонстон, А. Х., Хогг, В., Зиан, М. (1993). Модель рабочей памяти для решения задач физики

    . Международный журнал естественно-научного образования, 15, 663-672.

    Джонстон, А. Х. и Леттон, К. М. (1990). Изучение лабораторных работ бакалавриата. Образование

    по химии, 27 (1), 9-11.

    Джонстон, А.H. & Wham, A.J.B. (1982). Требования практической работы. Химическое образование, 19

    (3), 71-73.

    Kautz, C.H., Lovrude, M.E., Herron, P.R.L., & McDermott, L.C. (1999). Исследование понимания студентом

    идеального закона трепа. В R. Duit et al. (ред.), Исследования в естественно-научном образовании -

    Прошлое, настоящее и будущее: Материалы 2-й Международной конференции ESERA, Vol. 1. 83-85.

    Киль, Германия: IPN.

    Керр, Дж. Ф. (1963).Практическая работа в школьной науке: отчет об исследовании природы и

    цели практической работы в школьном преподавании естественных наук в Англии и Уэльсе. Лестер:

    Издательство Лестерского университета.

    Мощный способ улучшить обучение и память

    Джеффри Карпике, доктор философии, доцент кафедры психологии Университета Пердью Джеймса В. Брэдли. Он получил степень бакалавра психологии в Университете Индианы и степень доктора психологии в Вашингтонском университете в Санкт-Петербурге.Луи. Исследование Карпике находится на стыке когнитивной науки и образования с целью определения эффективных стратегий, способствующих долгосрочному обучению и пониманию. Исследование Карпике финансировалось Национальным научным фондом и Институтом педагогических наук Министерства образования США. Карпике был лауреатом премии Джанет Тейлор Спенс за преобразующий вклад в раннюю карьеру от Ассоциации психологических наук, премии Национального научного фонда за карьеру и президентской премии в области ранней карьеры для ученых и инженеров.Сайт автора.


    Фильм «Наизнанку» (2015) погружает нас в сознание своей молодой главной героини, 11-летней девочки по имени Райли, и изображает воспоминания таким образом, который наверняка находит отклик у многих людей. В сознании Райли ее воспоминания - это объекты - шары, окрашенные эмоциями, - которые хранятся в ментальном пространстве, точно так же, как физические объекты хранятся в физическом пространстве. Когда Райли переживает событие и создает новое воспоминание, в ее голове создается новый глобус, катящийся по рампе, как мяч, возвращающийся в боулинг.Когда Райли заново переживает прошлое событие, глобус помещается в проектор, и события воспроизводятся, проецируясь на экран в ее сознании. Когнитивные психологи называют психические процессы, участвующие в создании новых воспоминаний и восстановлении прошлых воспоминаний, кодированием и извлечением соответственно.

    Изображение разума в «Наизнанку» следует за столетиями размышлений о том, как работают разум и память. На протяжении всей истории ученые использовали общую метафору, говоря о памяти: разум - это обширное хранилище или пространство; воспоминания - это объекты, хранящиеся в этом пространстве; и получение воспоминаний сродни поиску и обнаружению объекта в физическом пространстве (Roediger, 1980).Согласно этой точке зрения, чтобы узнать что-то новое, необходимо получить знания «в» ментальном пространстве. Также важно вернуть его «обратно», когда это необходимо, но обучение обычно отождествляется с кодированием новых знаний в памяти. Считается, что извлечение нейтрально для обучения; извлечение информации необходимо для оценки того, что человек узнал, но считается, что процессы извлечения сами по себе не производят обучение.

    Последние достижения в науке об обучении и памяти поставили под сомнение общепринятые представления о том, как происходит обучение.В частности, недавняя работа показала, что извлечение информации имеет решающее значение для надежного, устойчивого и долгосрочного обучения. Каждый раз, когда извлекается память, она становится более доступной в будущем. Извлечение также помогает людям создавать последовательные и интегрированные мысленные представления сложных концепций, такого рода глубокое обучение, необходимое для решения новых проблем и получения новых выводов. Возможно, самое удивительное, что практика извлечения информации дает больше знаний, чем использование других эффективных методов кодирования (Karpicke & Blunt, 2011).Этот подход, который признает центральную роль процессов поиска в обучении и направлен на разработку новых стратегий обучения, основанных на практике поиска, называется обучением на основе поиска.

    Извлечение порождает обучение

    Исследования, проводившиеся в прошлом веке, показали, что извлечение способствует обучению (исторический обзор см. В Roediger & Karpicke, 2006a), но в последнее десятилетие мы вновь стали уделять пристальное внимание изучению преимуществ извлечения информации. для учебы.Это недавнее исследование установило, что повторное извлечение улучшает обучение с использованием широкого спектра материалов в различных условиях и контекстах, а также с учащимися от дошкольного возраста до более позднего взрослого возраста (Balota, Duchek, Sergent-Marshall & Roediger, 2006; Fritz, Моррис, Нолан и Синглтон, 2007).

    Эксперимент по изучению слов иллюстрирует некоторые ключевые моменты обучения на основе поиска. В эксперименте (Karpicke & Bauernschmidt, 2011) студенты выучили список слов на иностранном языке (например,g., словарные слова суахили, такие как «машуа - лодка») в циклах изучения и пробного вспоминания. В ходе учебных испытаний студенты видели словарное слово и его перевод на экране компьютера, а в тестах на запоминание они видели словарное слово и должны были вспомнить и напечатать его перевод. Студенты изучали список словарных слов, затем пытались извлечь весь список, изучили его снова, снова извлекли и так далее, чередуя блоки изучения и поиска.

    В эксперименте было несколько различных условий.В одном случае студенты просто изучали слова один раз, даже не пытаясь их вспомнить. Во втором случае студенты продолжали изучать и запоминать слова, пока не вспомнили их все один раз. После того, как слово было успешно извлечено один раз, оно было «исключено» из дальнейшей практики - ученики больше не видели его во время учебной сессии.

    В других условиях эксперимента изучалось влияние практики повторного извлечения. После того, как слово вспоминалось, компьютерная программа требовала от студентов еще трижды попрактиковаться в извлечении предметов.При одном условии повторного извлечения три попытки отзыва выполнялись немедленно, три раза подряд. Это состояние, называемое практикой массового извлечения информации, похоже на повторение новой части информации снова и снова в голове сразу после того, как вы ее испытали. Наконец, в последнем выделенном здесь условии студенты также практиковались в извлечении слов трижды, но повторные извлечения были распределены на протяжении всего учебного занятия. Например, как только ученик правильно вспомнил перевод машуа, программа перешла к другим словарным словам, но подсказки попрактиковаться в поиске перевода машуа появлялись позже в программе.Таким образом, возможности поиска были распределены на протяжении всего учебного занятия.

    Ключевой вопрос в этом исследовании заключался в том, насколько хорошо студенты будут запоминать словарные переводы слов в долгосрочной перспективе? На Рисунке 1 показана доля переводов, которые студенты запомнили через неделю после начальной учебной сессии. Простое изучение слов один раз, даже не вспоминая их, приводило к крайне плохим результатам (средний уровень запоминания составлял 1 процент, что едва заметно на рисунке). Намного лучше было практиковаться до тех пор, пока каждый перевод не вспоминается один раз.Но как насчет эффектов многократного поиска? Массовое извлечение - повторение переводов сразу три раза - не дало дополнительных результатов в обучении. Повторное извлечение улучшало обучение только тогда, когда повторения были разделены, и действительно, эффекты повторного извлечения были очень большими. В одном эксперименте простые изменения, включающие практику интервального поиска, привели к повышению производительности от почти полного забывания до чрезвычайно хорошего удержания (около 80 процентов правильных) через неделю после первоначального опыта обучения (см. Также Karpicke & Roediger, 2008; Pyc & Rawson, 2010) .

    Рис. 1. Данные Karpicke & Bauernschmidt (2011).

    Практика поиска недооценивается как стратегия обучения

    Если практика поиска является такой действенной стратегией обучения, можно надеяться, что многие учащиеся будут практиковать поиск, чтобы узнать много разных вещей во многих ситуациях. Однако, как отмечалось ранее, поиск обычно не считается важной частью процесса обучения, и, к сожалению, многие учащиеся не практикуют поиск так часто и так эффективно, как могли бы.

    Акцент на получение знаний в памяти проявляется в исследованиях стратегий обучения студентов. В одном из опросов (Karpicke, Butler & Roediger, 2009) студентов попросили перечислить стратегии, которые они используют во время учебы, и расположить их по порядку. Результаты, показанные на Рисунке 2, показывают, что наиболее частой стратегией обучения студентов на сегодняшний день является повторное чтение заметок или учебников. Практика активного поиска сильно отставала от повторяющегося чтения и других стратегий (обзор нескольких стратегий обучения см. В Dunlosky, Rawson, Marsh, Nathan & Willingham, 2013).Множество исследований показали, что пассивное повторяющееся чтение практически не приносит пользы для обучения (Callender & McDaniel, 2009). Тем не менее, повторное чтение было не только самой часто упоминаемой стратегией, но и стратегией, которая чаще всего указывалась студентами как выбор номер один, с большим отрывом.


    Рисунок 2. Использование стратегии обучения студентов. Данные опроса Karpicke, Butler, & Roediger (2009).

    Почему учащиеся чаще не используют практику повторного поиска? Многие студенты рассматривают извлечение информации как «проверку знаний»; они проверяют себя, чтобы увидеть, знают ли они что-либо, а не из-за веры в то, что практика поиска сама по себе поможет им научиться.Это означает, что многие ученики будут использовать стратегию «все готово»: если они могут вспомнить что-то один раз, они считают, что выучили это, поэтому они удаляют это из дальнейшей практики. Многие студенты учатся таким образом, когда регулируют свое обучение (Karpicke, 2009), даже если их долгосрочное обучение не выиграет от повторной практики поиска. Вместо этого стратегия одноразового использования приведет к долгосрочным результатам, аналогичным условию однократного отзыва на Рисунке 1. Есть некоторые свидетельства того, что инструктаж учащихся о преимуществах поиска приводит к тому, что студенты чаще сообщают об использовании практики поиска, когда они учатся. сами по себе (Einstein, Mullet & Harrison, 2012), но лучшие способы повлиять на студентов, чтобы они попрактиковались в поиске, еще предстоит найти.

    Практика поиска способствует осмысленному обучению

    Возможно, еще одна причина, по которой практика поиска не используется более широко, заключается в том, что повторное извлечение может показаться «механическим заучиванием». Механическое обучение - простое запоминание, основанное на повторении - недолговечно, плохо организовано и не поддерживает способность передавать знания, делать выводы или решать новые проблемы. Очевидно, что результат механического обучения не является тем, к чему стремятся студенты и преподаватели. Осмысленное обучение, по сути, противоположно механическому обучению: оно длительное и надежное, связное и хорошо организованное, а также поддерживает передачу, вывод и решение проблем.Фактически, последние десять лет исследований в области обучения на основе поиска твердо установили, что практика поиска способствует осмысленному обучению.

    Обучение на основе поиска может быть более эффективным средством достижения значимого обучения, чем другие популярные стратегии активного обучения. В одном из примеров (Karpicke & Blunt, 2011) студенты изучали учебные тексты на научные темы, используя одну из двух стратегий. В условиях практики поиска студенты читают текст, затем откладывают его в сторону и проводят время, вспоминая и записывая столько, сколько они могли вспомнить из него (Roediger & Karpicke, 2006b).Затем они перечитали текст и вспомнили его во второй раз. Во втором случае студенты создавали концептуальные карты, читая тексты. Концептуальные карты представляют собой схемы узлов и связей, которые требуют от учащихся подумать о реляционной и организационной структуре материалов (Novak, 2013). Студенты потратили одинаковое количество времени на обучение в двух условиях; разница заключалась в том, создавали ли они концептуальные карты или практиковали активное извлечение во время обучения.

    На рис. 3 показаны результаты двух различных заключительных оценок, проведенных через неделю после учебной сессии.В ходе одной оценки студенты ответили на два типа вопросов с краткими ответами, предназначенных для измерения значимого обучения: дословные вопросы, которые оценивают концепции, изложенные непосредственно в текстах, и вопросы вывода, которые требуют от учащихся устанавливать новые связи между концепциями. Что касается другой оценки, заключительная оценка включала создание концептуальной карты, потому что концептуальная карта часто используется для оценки согласованности и интеграции знаний учащихся. На заключительных дословных вопросах и выводах, а также на окончательной оценке концептуальной карты, практика извлечения информации во время обучения дала лучший результат, даже лучше, чем изучение материала путем создания концептуальных карт.


    Рисунок 3. Данные адаптированы из Karpicke & Blunt (2011) (из рисунка 2, панели A и C).

    Несколько дополнительных исследований показали, что практика поиска способствует осмысленному обучению. Практика поиска улучшает усвоение материалов, имеющих отношение к образованию, включая учебные тексты, мультимедийные презентации, материалы, разъясняемые на лекциях в классе, и множество других сложных концепций (Jensen, McDaniel, Woodard & Kummer, 2014; Johnson & Mayer, 2009; Larsen, Butler, Lawson & Roediger, 2013; Lyle & Crawford, 2011; Roediger, Agarwal, McDaniel & McDermott, 2011).Практика поиска также помогает студентам делать выводы, решать новые проблемы и передавать знания (Butler, 2010; Chan, 2009; Hinze & Wiley, 2011; McDaniel, Howard & Einstein, 2009; Smith & Karpicke, 2014). Обучение на основе поиска - эффективный метод улучшения осмысленного обучения.

    Создание учебных заданий на основе поиска

    Возможно, лучшим аспектом обучения на основе поиска является то, что оно бесплатное. Хотя существуют сложные инструменты, которые можно использовать для реализации практики поиска, например, системы кликеров в классе (Roediger et al., 2011) и другие компьютерные обучающие системы (Grimaldi & Karpicke, 2014; Lindsey, Shroyer, Pashler, & Mozer, 2014), практика поиска не требует специального оборудования или технологий. Суть обучения на основе поиска состоит в том, чтобы взять материал, который вы пытаетесь изучить, отложить в сторону и потратить время на активное извлечение информации.

    Существующие учебные мероприятия могут быть преобразованы в учебные мероприятия на основе поиска. Например, ответы на вопросы и прохождение тестов - эффективные способы попрактиковаться в поиске информации.В некоторых случаях учащиеся могут отвечать на вопросы викторин или рабочих листов, ища ответы в своих заметках или книгах, а не пытаясь найти ответы. В одном исследовании напрямую сравнивали этот тип опроса с открытой книгой с условиями с закрытой книгой, в которых студенты должны были искать ответы на вопросы, а не искать их (Agarwal, Karpicke, Kang, Roediger & McDermott, 2008). Ответы на вопросы в условиях открытой книги приводили к большему забвению в течение одной недели, чем попытки получить ответы, закрытая книга и затем изучение ответов.Другими словами, викторины с закрытой книгой, которые требовали практики поиска, были более эффективными, чем викторины с открытой книгой, которые не требовали от учащихся участия в поиске.

    В другом исследовании (Blunt & Karpicke, 2014) изучалась эффективность использования концептуального картирования в качестве практической деятельности по поиску. В эксперименте учащиеся читают тексты на научные темы, а затем создают концептуальные карты с просмотром текстов или без него. Другими словами, некоторые студенты создавали карты во время изучения текстов, тогда как другим студентам приходилось заниматься поиском, чтобы создать свои карты.При тестировании с короткими ответами через неделю после учебной сессии учащиеся показали лучшие результаты, когда они научились, создавая концептуальные карты без просмотра текстов в качестве практического занятия по поиску, чем создавая карты во время изучения текстов. Таким образом, образовательная деятельность может быть улучшена, если она включает обучение на основе поиска.

    Основные моменты об обучении на основе поиска

    В этой статье приведены четыре основных момента, касающихся обучения на основе поиска:

    • Получение информации - это обучающее мероприятие.Практика извлечения информации - это простой и эффективный способ улучшить долгосрочное и содержательное обучение.
    • Некоторые эффективные стратегии обучения, например практика извлечения информации, используются недостаточно. И наоборот, самая популярная стратегия обучения среди студентов - повторное чтение - приводит к очень ограниченному уровню обучения.
    • Практикуясь в поиске, извлекайте более одного раза и разбивайте свои извлечения, а не собирайте их все вместе. Самотестирование как проверка знаний - хорошая идея, но не останавливайтесь только на одном успешном извлечении (одноразовом).Два или три дополнительных извлечения с интервалом будут способствовать долгосрочному обучению.
    • Извлечение может происходить разными способами, и многие существующие действия могут быть преобразованы в учебные действия, основанные на извлечении. Ключевой ингредиент - проводить время, активно извлекая информацию, пытаясь узнать что-то новое.

    Ссылки

    Agarwal, P.K., Karpicke, J. D., Kang, S.H.K., Roediger, H.L., & McDermott, K.B. (2008). Изучение эффекта тестирования с помощью тестов с открытой и закрытой книгами. Прикладная когнитивная психология, 22 (7), 861-876. DOI: 10.1002 / acp.1391.

    Балота, Д.А., Дучек, Д.М., Сержент-Маршалл, С.Д., и Родигер, Х.Л. (2006). Преимущества расширенного поиска по сравнению с равным интервалом? Исследования пространственных эффектов при здоровом старении и ранней стадии болезни Альцгеймера. Психология и старение, 21 (1), 19-31. DOI: 10.1037 / 0882-7974.21.1.19.

    Блант, Дж. Р., и Карпике, Дж. Д. (2014). Обучение с картированием понятий на основе поиска. Журнал педагогической психологии, 106 (3), 849-858. DOI: 10.1037 / a0035934.

    Батлер А.К. (2010). Повторное тестирование обеспечивает лучшую передачу знаний по сравнению с повторным обучением. Журнал экспериментальной психологии: обучение, память и познание, 36 (5), 1118-1133. DOI: 10.1037 / a0019902, 10.1037 / a0019902.supp.

    Каллендер, А.А., и МакДэниел, М.А. (2009). Ограниченные преимущества перечитывания учебных текстов. Современная педагогическая психология, 34 (1), 30-41.DOI: 10.1016 / j.cedpsych.2008.07.001.

    Чан, J.C.K. (2009). Когда возвращение вызывает забывание, а когда - фасилитацию? Последствия для запрета поиска, эффекта тестирования и обработки текста. Журнал памяти и языка, 61 (2), 153-170. DOI: 10.1016 / j.jml.2009.04.004.

    Данлоски, Дж., Роусон, К.А., Марш, Э.Дж., Натан, М.Дж., и Уиллингем, Д.Т. (2013). Улучшение обучения студентов с помощью эффективных методов обучения: перспективные направления когнитивной и педагогической психологии. Психологическая наука в интересах общества, 14 (1), 4-58. DOI: 10.1177 / 152

    12453266.

    Эйнштейн, Г.О., Маллет, Х.Г., и Харрисон, Т.Л. (2012). Эффект тестирования: иллюстрация фундаментальной концепции и изменение стратегии обучения. Преподавание психологии, 39 (3), 190-193. DOI: 10.1177 / 0098628312450432.

    Фриц, С.О., Моррис, П.Е., Нолан, Д., и Синглтон, Дж. (2007). Расширение поисковой практики: эффективное средство обучения детей дошкольного возраста. Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии, 60 (7), 991-1004. DOI: 10.1080 / 17470210600823595

    Гримальди, П.Дж., и Карпике, Д.Д. (2014). Практика управляемого поиска учебных материалов с использованием автоматизированного скоринга. Журнал педагогической психологии, 106 (1), 58-68. DOI: 10.1037 / a0033208.

    Hinze, S.R., & Wiley, J. (2011). Проверка пределов эффектов тестирования с помощью тестов завершения. Память, 19 (3), 290-304. DOI: 10.1080 / 09658211.2011.560121.

    Дженсен, Дж. Л., МакДэниел, М.А., Вудард, С.М., и Куммер, Т.А. (2014). Обучение перед тестом ... или тестирование в качестве преподавателя: экзамены, требующие навыков мышления более высокого уровня, способствуют более глубокому концептуальному пониманию. Обзор педагогической психологии, 26 (2), 307-329. DOI: 10.1007 / s10648-013-9248-9.

    Johnson, C.I., & Mayer, R.E. (2009). Эффект тестирования с мультимедийным обучением. Журнал педагогической психологии, 101 (3), 621-629. DOI: 10.1037 / a0015183.

    Карпике, J.D. (2009). Метакогнитивный контроль и выбор стратегии: решение попрактиковаться в поиске во время обучения. Журнал экспериментальной психологии: Общие, 138 (4), 469-486. DOI: 10.1037 / a0017341.

    Карпике, Дж. Д., и Бауэрншмидт, А. (2011). Раздельное извлечение: абсолютный интервал улучшает обучение независимо от относительного интервала. Журнал экспериментальной психологии: обучение, память и познание, 37 (5), 1250-1257. DOI: 10.1037 / a0023436.

    Карпике, Дж.Д., & Блант, Дж. Р. (2011). Практика поиска дает больше знаний, чем подробное изучение с концептуальным картированием. Science, 331 (6018), 772-775. DOI: 10.1126 / science.1199327.

    Карпике, Дж. Д., Батлер, А. К., и Рёдигер, Х. Л. (2009). Метакогнитивные стратегии в обучении студентов: практикуют ли студенты поиск, когда они учатся самостоятельно? Память, 17 (4), 471-479. DOI: 10.1080 / 09658210802647009.

    Карпике, Дж. Д., и Рёдигер, Х. Л. (2008). Критическое значение поиска для обучения.Наука, 319 (5865), 966-968. DOI: 10.1126 / science.1152408.

    Ларсен, Д.П., Батлер, А.К., Лоусон, А.Л., & Родигер, Х.Л., III. (2013). Важность наблюдения за пациентом: обучение с использованием стандартизированных пациентов и письменных тестов с помощью тестов улучшает клиническое применение знаний. Достижения в области медицинского образования, 18 (3), 409-425. DOI: 10.1007 / s10459-012-9379-7.

    Линдси Р.В., Шройер Дж.Д., Пашлер Х. и Мозер М.С. (2014). Улучшение долгосрочного сохранения знаний учащимися посредством персонализированного обзора. Психологическая наука, 25 (3), 639-647. DOI: 10.1177 / 0956797613504302.

    Лайл, К.Б., и Кроуфорд, Н.А. (2011). Получение необходимого материала в конце лекций повышает успеваемость на экзаменах по статистике. Преподавание психологии, 38 (2), 94-97. DOI: 10.1177 / 0098628311401587.

    Макдэниел, М.А., Ховард, округ Колумбия, и Эйнштейн, Г.О. (2009). Стратегия исследования «читать-читать-повторять»: эффективная и портативная. Психологическая наука, 20 (4), 516-522. DOI: 10.1111 / j.1467-9280.2009.02325.x.

    Новак Дж.Д. (2013). Отображение концепций. В J. Hattie & E.M. Anderman (Eds.), International Guide to Student Achievement (стр. 362-365). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Routledge / Taylor & Francis Group.

    Pyc, M.A., & Rawson, K.A. (2010). Почему тестирование улучшает память: гипотеза эффективности медиатора. Science, 330 (6002), 335. DOI: 10.1126 / science.11.

    Рёдигер, Х.Л. (1980). Метафоры памяти в когнитивной психологии. Память и познание, 8 (3), 231-246.DOI: 10.3758 / bf03197611.

    Roediger, H.L., Agarwal, P.K., McDaniel, M.A., & McDermott, K.B. (2011). Обучение с помощью тестов в классе: долгосрочные улучшения после викторин. Журнал экспериментальной психологии: прикладное, 17 (4), 382-395. DOI: 10.1037 / a0026252.

    Рёдигер, Х.Л., и Карпике, Дж.Д. (2006a). Сила тестирования памяти: фундаментальные исследования и значение для образовательной практики. Перспективы психологической науки, 1 (3), 181-210.DOI: 10.1111 / j.1745-6916.2006.00012.x.

    Рёдигер, Х.Л., и Карпике, Дж.Д. (2006b). Обучение с помощью тестов: сдача тестов на память улучшает запоминание. Психологическая наука, 17 (3), 249-255. DOI: 10.1111 / j.1467-9280.2006.01693.x.

    Смит, М.А., и Карпике, Д.Д. (2014). Практика поиска с помощью тестов с кратким ответом, множественного выбора и гибридных тестов. Память, 22 (7), 784-802. DOI: 10.1080 / 09658211.2013.831454.

    Мнения, выраженные в этой статье, принадлежат автору и не отражают мнения или политику APA.

    Проблемы с горизонтально запущенными снарядами

    Одна из сильных сторон физики - это ее способность использовать принципы физики для предсказания конечного результата движения объекта. Такие прогнозы делаются путем применения физических принципов и математических формул к заданному набору начальных условий. В случае снарядов студент-физик может использовать информацию о начальной скорости и положении снаряда, чтобы предсказать такие вещи, как, сколько времени снаряд находится в воздухе и как далеко снаряд уйдет.Физические принципы, которые необходимо применять, обсуждались ранее в Уроке 2. Используемые математические формулы обычно называются кинематическими уравнениями. Комбинирование этих двух параметров позволяет делать прогнозы относительно движения снаряда. На типичном уроке физики предсказательная способность принципов и формул чаще всего демонстрируется в задачах словесного рассказа, известных как задачи со снарядами.

    В этом курсе мы обсудим два основных типа проблем со снарядами.Хотя общие принципы одинаковы для каждого типа задач, подход будет отличаться из-за того, что задачи различаются по своим начальным условиям. Есть два типа проблем:

    Тип проблемы 1:

    Снаряд запускается с начальной горизонтальной скоростью из возвышенности и следует параболической траектории к земле. К предсказуемым неизвестным относятся начальная скорость снаряда, начальная высота снаряда, время полета и горизонтальное расстояние снаряда.

    Примеры проблем этого типа:

    1. Мяч для пула покидает стол высотой 0,60 метра с начальной горизонтальной скоростью 2,4 м / с. Предскажите время, необходимое для того, чтобы шар для пула упал на землю, и расстояние по горизонтали между краем стола и местом приземления шара.
    2. Футбольный мяч отбрасывается горизонтально с холма высотой 22 метра и приземляется на расстоянии 35 метров от края холма. Определите начальную горизонтальную скорость футбольного мяча.

    Тип проблемы 2:

    Снаряд запускается под углом к ​​горизонтали и поднимается вверх до пика при движении по горизонтали. Достигнув пика, снаряд падает с движением, симметричным его траектории вверх к пику. Предсказуемые неизвестные включают время полета, горизонтальную дальность и высоту снаряда, когда он находится на пике.

    Примеры проблем этого типа:

    1. Футбольный мяч бьет ногой с начальной скоростью 25 м / с под углом 45 градусов к горизонтали.Определите время полета, горизонтальное расстояние и максимальную высоту футбольного мяча.
    2. Прыгун в длину отрывается от земли с начальной скоростью 12 м / с под углом 28 градусов к горизонту. Определите время полета, горизонтальное расстояние и максимальную высоту прыгуна в длину.

    Второй тип проблем будет предметом следующей части Урока 2. В этой части Урока 2 мы сосредоточимся на первом типе проблем, которые иногда называют проблемами снарядов, запускаемых горизонтально.Три общих кинематических уравнения, которые будут использоваться для обоих типов задач, включают следующее:

    d = v i • t + 0,5 * a * t 2

    v f = v i + a • t

    v f 2 = v i 2 + 2 * а • д


    где d = смещение a = ускорение т = время
    v f = конечная скорость v i = начальная скорость

    Уравнения горизонтального движения снаряда

    Приведенные выше уравнения хорошо подходят для движения в одном измерении, но снаряд обычно движется в двух измерениях - как горизонтально, так и вертикально.Поскольку эти две составляющие движения не зависят друг от друга, необходимы две совершенно разные системы уравнений - одна для горизонтального движения снаряда, а другая - для его вертикального движения. Таким образом, три приведенных выше уравнения преобразуются в две системы из трех уравнений. Для горизонтальных составляющих движения уравнения:

    x = v i x • t + 0,5 * a x * t 2


    v f x = v i x + a x • t


    v f x 2 = v i x 2 + 2 * a x • x

    где x = горизонт.смещение a x = горизонт. разгон т = время
    v f x = конечный горизонт. скорость v i x = начальный горизонт. скорость


    Из этих трех уравнений наиболее часто используется верхнее уравнение.Применение концепции снаряда к каждому из этих уравнений также привело бы к заключению, что любой член с x в нем будет сокращаться из уравнения, поскольку x = 0 м / с / с. После того, как это отмена условий топора будет выполнено, единственное уравнение полезности будет:

    x = v i x • t


    Уравнения вертикального движения снаряда

    Для вертикальных составляющих движения три уравнения:

    y = v iy • t + 0.5 * ау * т 2


    v fy = v iy + ay • t


    v fy 2 = v iy 2 + 2 * ay • y

    где y = верт. смещение ау = верт. разгон т = время
    v fy = финальная верт.скорость v iy = начальная верт. скорость

    В каждом из приведенных выше уравнений вертикальное ускорение снаряда составляет -9,8 м / с / с (ускорение свободного падения). Кроме того, для частного случая проблем первого типа (проблемы с снарядами горизонтального запуска) v iy = 0 м / с. Таким образом, любой член с v iy будет сокращаться из уравнения.

    Два набора из трех приведенных выше уравнений представляют собой кинематические уравнения, которые будут использоваться для решения задач движения снаряда.

    Решение проблем со снарядами

    Чтобы проиллюстрировать полезность приведенных выше уравнений при прогнозировании движения снаряда, рассмотрим решение следующей проблемы.

    Пример Шарик для пула оставляет 0.Стол высотой 60 метров с начальной горизонтальной скоростью 2,4 м / с. Предскажите время, необходимое для того, чтобы шар для пула упал на землю, и расстояние по горизонтали между краем стола и местом приземления шара.

    Решение этой проблемы начинается с приравнивания известных или заданных значений к символам кинематических уравнений - x, y, v ix , v iy , a x , a y и t. Поскольку информация по горизонтали и вертикали используется отдельно, целесообразно организовать данную информацию в двух столбцах - один столбец для горизонтальной информации и один столбец для вертикальной информации.В этом случае в постановке проблемы либо дается, либо подразумевается следующая информация:

    Информация по горизонтали Вертикальная информация
    х = ???

    v ix = 2,4 м / с

    a x = 0 м / с / с

    y = -0.60 м

    v iy = 0 м / с

    a y = -9,8 м / с / с

    Как указано в таблице, неизвестной величиной является горизонтальное смещение (и время полета) шара для пула. Решение проблемы теперь требует выбора подходящей стратегии использования кинематических уравнений и известной информации для решения неизвестных величин.Практически всегда такая стратегия требует, чтобы одно из вертикальных уравнений использовалось для определения времени полета снаряда, а затем одно из горизонтальных уравнений использовалось для определения других неизвестных величин (или наоборот - сначала используйте уравнение по горизонтали, а затем по вертикали). Организованный список известных количеств (как в таблице выше) дает подсказки для выбора стратегии. Например, таблица выше показывает, что о вертикальном движении шара для пула известно три величины.Поскольку в каждом уравнении есть четыре переменных, знание трех переменных позволяет вычислить четвертую переменную. Таким образом, было бы разумно, чтобы вертикальное уравнение использовалось с вертикальными значениями для определения времени, а затем горизонтальные уравнения использовались для определения горизонтального смещения (x). Первое вертикальное уравнение (y = v iy • t + 0,5 • a y • t 2 ) позволит определить время. Как только соответствующее уравнение выбрано, физическая проблема трансформируется в проблему алгебры.После подстановки известных значений уравнение принимает вид

    -0,60 м = (0 м / с) • т + 0,5 • (-9,8 м / с / с) • т 2

    Поскольку первый член в правой части уравнения сводится к 0, уравнение можно упростить до

    -0,60 м = (-4,9 м / с / с) • т 2

    Если обе части уравнения разделить на -5,0 м / с / с, уравнение станет

    0,122 с 2 = т 2

    Вычитая квадратный корень из обеих частей уравнения, можно определить время полета .

    t = 0,350 с (округлено от 0,3499 с)

    После определения времени можно использовать горизонтальное уравнение для определения горизонтального смещения шара для пула. Напомним, из приведенной информации, v ix = 2,4 м / с и a x = 0 м / с / с. Первое горизонтальное уравнение (x = v ix • t + 0,5 • a x • t 2 ) затем можно использовать для решения относительно «x». С выбранным уравнением физическая проблема снова превращается в проблему алгебры.После подстановки известных значений уравнение принимает вид

    x = (2,4 м / с) • (0,3499 с) + 0,5 • (0 м / с / с) • (0,3499 с) 2

    Поскольку второй член в правой части уравнения сводится к 0, уравнение можно упростить до

    x = (2,4 м / с) • (0,3499 с)

    Таким образом,

    x = 0,84 м (округлено от 0,8398 м)

    Ответ на указанную проблему заключается в том, что шар для пула находится в воздухе 0,35 секунды и приземляется на горизонтальном расстоянии 0.84 м от края бильярдного стола.

    Следующая процедура резюмирует описанный выше подход к решению проблем.

    1. Внимательно прочтите проблему и перечислите известную и неизвестную информацию в терминах символов кинематических уравнений. Для удобства сделайте таблицу с горизонтальной информацией с одной стороны и вертикальной информацией с другой стороны.
    2. Укажите неизвестное количество, для устранения которого требуется проблема.
    3. Выберите уравнение по горизонтали или вертикали для определения времени полета снаряда.
    4. Определив время, используйте одно из других уравнений, чтобы найти неизвестное. (Обычно, если для определения времени используется горизонтальное уравнение, то для определения окончательной неизвестной величины можно использовать вертикальное уравнение.)

    Одно предупреждение. Использование только четырех- и пятиэтапных процедур для решения физических задач - всегда опасный подход. Проблемы с физикой обычно просто проблемы! Хотя проблемы часто можно упростить, используя короткие процедуры, подобные описанной выше, не все проблемы можно решить с помощью описанной выше процедуры.Хотя шаги 1 и 2, указанные выше, имеют решающее значение для вашего успеха в решении проблем с горизонтально запускаемыми снарядами, всегда будет проблема, которая не подходит для формы . Решение проблем - это не приготовление пищи; это не просто следование рецепту. Скорее, решение проблем требует внимательного чтения, твердого понимания концептуальной физики, критического мышления и анализа и большого количества дисциплинированной практики. Никогда не отделяйте концептуальное понимание и критическое мышление от своего подхода к решению проблем.

    Проверьте свое понимание

    Футбольный мяч отбрасывается горизонтально с холма высотой 22 метра и приземляется на расстоянии 35 метров от края холма. Определите начальную горизонтальную скорость футбольного мяча.


    Мы хотели бы предложить ... Иногда просто прочитать об этом недостаточно.Вы должны с ним взаимодействовать! И это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивных материалов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием либо Turd the Target Interactive, либо нашего симулятора движения снаряда. Вы можете найти их обоих в разделе Physics Interactives на нашем сайте. В интерактивном режиме Turd the Target учащиеся пытаются помешать Birdman решить школьное футбольное поле, точно решая задачу с горизонтально запускаемым снарядом.Симулятор движения снаряда позволяет учащемуся изучать концепции движения снаряда в интерактивном режиме. Измените высоту, измените угол, измените скорость и запустите снаряд.

    случайных экспериментов | Образец пространства | Испытания



    1.3.1 Случайные эксперименты

    До того, как бросить кубик, результат неизвестен. Это пример случайного эксперимента .В частности, случайный эксперимент - это процесс, с помощью которого мы наблюдаем нечто неопределенное. После эксперимент, результат случайного эксперимента известен. Результат является результатом случайный эксперимент. Набор всех возможных результатов называется пространством выборки . Таким образом, в В контексте случайного эксперимента пространство выборки - это наш универсальный набор . Вот некоторые примеры случайных экспериментов и их выборочные пространства:

    • Случайный эксперимент: подбросить монету; пробел: $ S = \ {Heads, Tails \} $ или, как мы обычно пишем, $ \ {H, T \} $.
    • Случайный эксперимент: бросьте кубик; образец пространства: $ S = \ {1, 2, 3, 4, 5, 6 \} $.
    • Случайный эксперимент: понаблюдайте за количеством iPhone, проданных в магазине Apple в Бостон в $ 2015; образец пространства: $ S = \ {0, 1, 2, 3, \ cdots \} $.
    • Случайный эксперимент: понаблюдайте за количеством голов в футбольном матче; образец пространства: $ S = \ {0, 1, 2, 3, \ cdots \} $.

    Когда мы повторяем случайный эксперимент несколько раз, мы называем каждый из них испытанием .Таким образом, испытание это частный спектакль случайного эксперимента. В примере с подбрасыванием монеты каждое испытание будет результат либо орел, либо решка. Обратите внимание, что пространство выборки определяется на основе того, как вы определяете свой случайный эксперимент. Например,


    Пример
    Трижды подбрасываем монету и наблюдаем последовательность орла / решки. Пространство выборки здесь может быть определено как $$ S = \ {(H, H, H), (H, H, T), (H, T, H), (T, H, H), (H, T, T), (T, H , Т), (Т, Т, Н), (Т, Т, Т) \}.

    $

    Наша цель - определить вероятность события . Например, предположим, что мы хотели бы знать вероятность того, что результат броска справедливого кубика будет четным числом. В этом случае наше мероприятие - это множество $ E = \ {2, 4, 6 \} $. Если результат нашего случайного эксперимента принадлежит множеству $ E $, мы говорим, что произошло событие $ E $. Таким образом, событие - это набор возможных результатов. Другими словами, событие - это подмножество выборочного пространства, которому мы назначаем вероятность.Хотя мы еще не обсуждали, как чтобы найти вероятность события, вы можете угадать, что вероятность $ \ {2, 4, 6 \} $ равна $ 50 $ процентов, что совпадает с $ \ frac {1} {2} $ в соглашении теории вероятностей.

    Результат: результат случайного эксперимента.
    Пространство образца: набор всех возможных результатов.
    Событие: подмножество образца пространства.

    Объединение и пересечение: Если $ A $ и $ B $ являются событиями, то $ A \ cup B $ и $ A \ cap B $ также являются событиями.Помня определение объединения и пересечения, мы замечаем, что $ A \ cup B $ встречается, если $ A $ или $ B $ происходят. Аналогичным образом, $ A \ cap B $ возникает, если встречаются и $ A $ , и $ B $. Аналогично, если $ A_1, A_2, \ cdots, A_n $ событий, то событие $ A_1 \ cup A_2 \ cup A_3 \ cdots \ cup A_n $ происходит, если хотя бы одно из Встречается $ A_1, A_2, \ cdots, A_n $.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *