Дополнительная профессиональная программа повышения квалификации

Приложение 4.2

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МЭИ»

(ФГБОУ ВО «НИУ «МЭИ»)

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор –

проректор по учебной

работе «НИУ «МЭИ»

_________________

м. п.

«___» __________

20__ г.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПРОГРАММА

ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ

Химия
в инженерных классах

Москва, 2015

1.  ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОГРАММЫ

1.1.  Цель реализации программы

Цель: повышение квалификации преподавателей средней школы путем формирования у слушателей профессиональных компетенций, необходимых для планирования специализированного образовательного процесса для группы, класса и/или отдельных контингентов обучающихся с выдающимися способностями и/или особыми образовательными потребностями на основе имеющихся типовых программ и собственных разработок с учетом специфики состава обучающихся, уточнения и модификации планирования, а также для руководства проектной деятельностью в инженерных классах.

Программа является преемственной к основной образовательной программе высшего образования направления подготовки 44.04.01 – Педагогическое образование (уровень магистратуры). Программа повышения квалификации основана на профессиональном стандарте «Педагог (педагогическая деятельность в дошкольном, начальном общем, основном общем, среднем общем образовании) (воспитатель, учитель)» (рег. № 1; приказ Минтруда России № 000н от 01.01.2001).

1.2.  Планируемые результаты освоения программы

Программа направлена на освоение (совершенствование) следующих профессиональных компетенций:

Виды деятельности	Профессиональные компетенции	Практический опыт	Умения	Знания
ВД1. Педагогическая деятельность по реализации программ основного и среднего общего образования	ПК-1. Способность формировать образовательную среду и использовать профессиональные знания и умения в реализации задач инновационной образовательной политики	Разработка (обновление) программ дисциплин	– применять современные образовательные технологии, включая информационные, а также цифровые образовательные ресурсы; – проводить учебные занятия, опираясь на достижения в области педагогической и психологической наук, возрастной физиологии и школьной гигиены, а также современных информационных технологий и методик обучения.	– основы общетеоретических дисциплин в объеме, необходимом для решения педагогических, научно-методических и организационных управленческих задач
ПК-2. Способность анализировать результаты научных исследований, применять их при решении конкретных научно-исследовательских задач в сфере науки и образования, самостоятельно осуществлять научное исследование	Проведение научно-исследовательских работ	– способность организовывать самостоятельную деятельность обучающихся, в том числе исследовательскую; – осуществлять контрольно-оценочную деятельность в образовательном процессе	– программы и учебники по преподаваемому предмету; – правила по охране труда и требования к безопасности образовательной среды
СПК-1. Определение на основе анализа учебной деятельности обучающегося оптимальных (в том или ином предметном образовательном контексте) способов его обучения и развития.	Разработка (обновление) программ дисциплин, в том числе для индивидуального обучения	– планировать и осуществлять учебный процесс в соответствии с основной общеобразовательной программой; – разрабатывать рабочую программу по предмету, курсу на основе примерных основных общеобразовательных программ и обеспечивать ее выполнение	– методы и технологии поликультурного, дифференцированного и развивающего обучения
СПК-2. Организация олимпиад, конференций, турниров в школе.	Организация и проведение олимпиад, конференций, турниров	– разрабатывать и реализовывать проблемное обучение, осуществлять связь обучения по предмету (курсу, программе) с практикой, обсуждать с обучающимися актуальные события современности; – использовать современные способы оценивания в условиях информационно-коммуникационных технологий; – владеть методами убеждения, аргументации своей позиции.	– современные педагогические технологии реализации компетентностного подхода с учетом возрастных и индивидуальных особенностей обучающихся
ВД2. Развивающая деятельность	ПК-3. Способность руководить исследовательской работой обучающихся	Разработка и реализация индивидуальных образовательных маршрутов, индивидуальных программ развития	– разрабатывать и реализовывать индивидуальные образовательные маршруты, индивидуальные программы развития и индивидуально-ориентированные образовательные программы с учетом личностных и возрастных особенностей обучающихся	– педагогические закономерности организации образовательного процесса; – теории и технологии учета возрастных особенностей обучающихся
СПК-3. Развитие у обучающихся познавательной активности, самостоятельности, инициативы, творческих способностей	Формирование детско-взрослых сообществ	– оценивать образовательные результаты: формируемые в преподаваемом предмете предметные и метапредметные компетенции, а также осуществлять мониторинг личностных характеристик; – формировать детско-взрослые сообщества	– законы развития личности и проявления личностных свойств, психологические законы периодизации и кризисов развития; – закономерности формирования детско-взрослых сообществ, их социально-психологические особенности и закономерности развития детских и подростковых сообществ

1.3.  Требования к уровню подготовки поступающего на обучение, необходимому для освоения программы

Лица, желающие освоить дополнительную профессиональную программу, должны иметь или получать среднее профессиональное или высшее профильное образование.

Наличие указанного образования должно подтверждаться документом государственного или установленного образца или академической справкой о прохождении обучения, при этом документ выдается после предоставления соответствующего подтверждающего документа о получении соответствующего образования.

Желательно иметь стаж работы (не менее 1 года), связанной с педагогической деятельностью.

1.4.  Общая трудоемкость программы

Нормативная трудоемкость обучения по программе составляет 72 академических часа, включая все виды аудиторной и внеаудиторной (самостоятельной) учебной работы слушателя.

1.5.  Форма обучения

Форма обучения – очная с частичным отрывом от работы.

1.6.  Режим занятий

При любой форме обучения учебная нагрузка устанавливается не более 40 часов в неделю, включая все виды аудиторной и внеаудиторной (самостоятельной) учебной работы слушателя.

1.7.  Выдаваемый документ

При успешном выполнении учебного плана и итоговой аттестации, выдается Удостоверение о повышении квалификации установленного образца.

2.  СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

2.1.  Учебный план

№	Наименование дисциплин, разделов и тем	Общая трудоемкость, ак. ч.	Очные занятия	СРС, ак. ч.	Форма контроля
Всего, ак. ч.	Из них
Лекции, ак. ч.	Семинары, практические и лабораторные занятия, ак. ч.
1.	Введение. Особенности преподавания химии в инженерных классах. Цели. Задачи. Проблемы реализации обучения	7	2	2		5
2.	Знакомство с цифровой лабораторией и программой «Химия-практикум»	9	4		4	5
3.	Технологические характеристики водных растворов и воды. Водородный показатель среды. Расчеты рН. Электропроводность. Жесткость воды. Современные методы умягчения.	12	7	3	4	5	Тест
4	Гидролиз солей и буферные растворы в живых и неживых системах. Расчеты рН.	10	5	3	2	5	Тест
5	Окислительно-восстановительные процессы и химические источники тока. Разработка программ проектных работ или элективного курса.	11	6	3	3	5	Тест
6	Процессы и практическое применение электролиза. Разработка тем и программ проектных работ или элективного курса.	11	5	3	2	6	Тест
7	Коррозия металлов и способы защиты в технике.	9	4	2	2	5	Тест
4.	Итоговая аттестация	3	3				Зачет
	Всего:	72	36	16	17	36	3

3.  Дисциплинарное содержание программы

Содержание лекций

1. Введение. Особенности преподавания химии в инженерных классах.

(2 часа).

Традиционные и инновационные методы преподавания химии в инженерных классах. Компетентностный подход к обучению. От углубленного изучения некоторых разделов к проектно-исследовательской деятельности учащихся. Усиление межпредметной и инженерно-прикладной составляющей. Внедрение цифровых лабораторий в школьный практикум. Возможности цифровых лабораторий для постановки межпредметных элективных курсов и организации проектной деятельности. Организация совместных проектно-исследовательских работ с вузами.

2. Технологические характеристики водных растворов и воды. Водородный показатель среды. Расчеты рН (3 часа).

Концентрация растворов. Растворимость. Электропроводность и солесодержание. Водородный показатель среды рН. Шкала рН. Метод рН-метрии для исследования свойств растворов. Алгоритмы расчета рН растворов сильных и слабых кислот и оснований. Жесткость воды. Методы определения жесткости. Методы снижения жесткости в технике и в быту.

3. Гидролиз солей и буферные системы (3 часа).

Типы гидролизующихся солей и реакция среды. Степень гидролиза и константа гидролиза. Алгоритмы расчета рН растворов солей. Буферные растворы в живых и неживых системах. Определение буферной емкости. Разработка тем и программ проектных работ, например, «Регуляторы кислотности пищевых продуктов», «Буферные системы крови» и др.

4. Окислительно-восстановительные процессы и химические источники тока (3 часа).

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР). Метод электронно-ионного баланса при составлении ОВР.

Особенности электрохимических реакций. Электродные потенциалы. Водородная шкала потенциалов. Типы электрохимических систем. Гальванический элемент. Аккумуляторы. Топливные элементы. Процессы на аноде и катоде в ХИТ. ЭДС ХИТ. Расчеты по уравнению Нернста для электродов и ГЭ. Разработка тем и программ проектных работ или элективного курса «Химические источники тока».

5. Электролиз: процессы и практическое применение (3 часа).

Катодные и анодные процессы при электролизе. Последовательность процессов. Получение гальванических покрытий. Размерная обработка металла. Оксидирование алюминия. Расчеты по законам Фарадея.

6. Коррозия металлов и способы защиты (2 часа).

Химическая и электрохимическая коррозия. Механизм электрохимической коррозии. Скорость коррозии. Пассивация металлов. Основные методы защиты металлов от коррозии в технике: легирование, защитные покрытия, уменьшение агрессивности среды, электрохимическая защита.

Содержание лабораторно-практических занятий

1.Знакомство с цифровой лабораторией и программой «Химия-практикум» (4 часа).

Ознакомление с основными цифровыми датчиками и принципом их работы - датчиками температуры, электропроводности, оптической плотности, рН, объема жидкого реагента, редокс-потенциала, электрохимического потенциала, напряжения, тока. Ознакомление с компьютерной программой «Химия-практикум», которая управляет датчиками и обеспечивает первичный сбор информации. Знакомство с основными принципами сохранения информации и компьютерной обработки данных. Получение простейших калибровочных зависимостей.

2.Исследование растворов сильных и слабых электролитов методами кондуктометрии и рН-метрии. Определение жесткости воды методом комплексонометрии. Умягчение воды методом ионного обмена. (4 часа)

Получение зависимостей электропроводности и рН растворов сильных электролитов от концентрации. Определение концентрации раствора кислоты по калибровочной кривой.

Получение зависимостей электропроводности и рН растворов слабых электролитов от концентрации. Определение степени диссоциации и константы диссоциации слабого электролита по измеренному рН.

Определение жесткости воды методом комплексонометрического титрования. Умягчение воды методом ионного обмена.

3.Исследование гидролиза солей или буферных растворов методом рН-метрии (2 часа)

Определение константы гидролиза и степени гидролиза соли методом рН-метрии

Приготовление буферных растворов заданной концентрации и рН. Определение буферной емкости методом рН-метрического титрования.

4. Гальванический элемент (2 часа)

Измерение ЭДС с помощью датчика электрохимического потенциала. Получение зависимости ЭДС гальванического элемента от концентрации потенциалопределяющих ионов.

5. Электролиз водных растворов солей (2 часа)

Электролиз водного раствора сульфата щелочного металла на частично растворимых электродах. Расчеты масс и объемов превращенных веществ по закону Фарадея. Определение выхода кислорода по току.

6. Электрохимическая коррозия железа (2 часа)

Моделирование коррозии углеродистой стали. Модель микрогальванического элемента. Изучение влияния поляризации на скорость коррозии. Роль перекиси водорода как окислителя.

3.1.  Календарный учебный график

Календарный учебный график прохождения дисциплин

№ Дисциплины (темы) по учебному плану	Месяцы
1-й месяц	2-й месяц
1,2
3,4
5,6
7, итоговая аттестация

4.  Организационно-педагогические условия

Рекомендуемая литература

- основная литература:

1. Коровин. химия. М: Издательский центр «Академия». 14-е изд., 2013.

2. , , Удрис химия. Лабораторный практикум. М: КНОРУС, 2015.

3. , Удрис лабораторный практикум. М.: Издательство МЭИ, 2014.

4. , Удрис пособие «Химия в инженерных классах».

- дополнительная литература:

1. Краткий справочник физико-химических величин. 12-е изд. / под ред. и . – М.: АРИС», 2010.

2. Общая химия. Теория и задачи: Учебное пособие. / Под ред. и . - СПб: Издательство «Лань», 2014.

- Электронные образовательные и Интернет-ресурсы:

1. Электронный (Microsoft Power Point) конспект слайд-лекций по химии, МЭИ (ТУ)» 2012 г., (http://dot. mpei. ru/do).

2. Электронный учебно-методический комплекс «Химия». Авторы: , , М. А.,, МЭИ (ТУ)» 2007 г. (http://dot. mpei. ru/do), включающий: электронный учебник с демонстрациями, электронный конспект лекций по курсу "Химия», комплект электронных лабораторных работ, сборник задач для самостоятельного решения с разобранными примерами.

- Лицензионное программное обеспечение:

Microsoft Word, Microsoft Excel

4.1.  Материально-технические условия реализации программы

Наименование специализированных аудиторий, кабинетов, лабораторий	Вид занятий	Наименование оборудования, программного обеспечения
1	2	3
Аудитория	лекции	компьютер, мультимедийный проектор, экран, доска
лаборатория	Практические и лабораторные занятия	Цифровое оборудование, химическая посуда, реактивы, компьютеры

4.2.  Кадровые условия

При реализации дисциплин привлекаются преподаватели из числа штатных научно-педагогических работников кафедры Химии и Электрохимической энергетики.

5.  ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ ПРОГРАММЫ

5.1.  Формы аттестации

Текущий контроль слушателей при освоении Программы осуществляется путем проведения промежуточных тестов по разделам.

Итоговая аттестация обучающихся проводится в виде защиты разработки проектной работы или элективного курса.

5.2.  Оценочные материалы и иные компоненты

Цель обучения достигается через чтение лекций, проведение практических и лабораторных занятий и сдачу итоговой аттестации. Знания, полученные в процессе обучения, позволят слушателям успешно работать в сфере педагогики, в частности, при ведении проектной деятельности в инженерных классах.

Профессиональные задачи слушателей состоят в усвоении теоретических знаний, приобретении практических навыков и освоении компетенций в объеме учебной программы.

Для промежуточного контроля результатов образования проводятся тестирование по темам:

1. Тест «Вода и растворы электролитов»;

2. Тест «Химические источники тока»;

3. Тест «Электролиз»;

4. Тест «Коррозия металлов»;

Примечание: Варианты тестов, вопросы зачетной работы приведены в методическом пособии «Химия в инженерных классах».

В процессе итоговой аттестации оценивается способность слушателей выполнять функции специалистов работающих в области педагогики, в частности, при ведении проектной деятельности в инженерных классах.

Перечень примерных проектных работ предлагаемых как зачет итоговой аттестации:

1. Исследование жесткости различных вод и эффективности действия умягчителей и фильтров.

2. Комплексы в медицине и нанотехнологии.

3. Можно ли победить коррозию? Коррозионно-активные и коррозионно-пассивные добавки.

4. Методы защиты от коррозии в быту и промышленности.

5. Растворение – физический процесс или химическая реакция?

6. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов.

7. Кривые охлаждения. Определение температуры замерзания различных смесей.

8. ЭДС бытовых источников тока. Сколько проживет батарейка?

9. Водород - топливо будущего.

10. Вода - экологичное топливо.

6.  СОСТАВИТЕЛИ ПРОГРАММЫ

Доцент кафедры ХиЭЭ, к. х.н., доцент ; Доцент кафедры ХиЭЭ, к. х.н., доцент

Доцент кафедры ХиЭЭ, к. х.н., доцент ,

Доцент кафедры ХиЭЭ, к. х.н., доцент