МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Львівський національний університет імені Івана Франка
Хімічний факультет
Кафедра неорганічної хімії
Курсова робота
на тему:
«
Навчальний хімічний експеримент на уроках хімії (дидактичні функції) »
Виконала: студентка IV курсу
групи ХМХ-43
Урись Мар'яна Богданівна
Перевірив: Миськів М.Г.
ЛЬВІВ-2010
ЗМІСТ
1. Вступ
2.Шкільний навчальний хімічний експеримент, його роль та функції
2.1 Демонстраційний експеримент(демонстрації)
2.1.1 Основні вимоги щодо проведення демонстраційного хімічного експерименту
2.2 Лабораторні досліди
2.3 Практичні роботи і практикуми
2.4 Експериментальні задачі з хімії
3. Хімічний експеримент як засіб розвитку логічного мислення
4. Хімічний експеримент як засіб формування в учнів аналітичного мислення
5.Компетентнісний підхід до учнівського хімічного експерименту
6. Естетика шкільного кабінету хімії
7. Проблеми з організацією та проведенням експерименту
8. Висновок
9. Додатки
10. Використана література
1. ВСТУП
Хімія – експериментально-теоретична наука, тому при вивченні її основ важливу роль відіграє хімічний експеримент – складова частина навчально-виховного процесу. Якщо подумки простежити історичний шлях хімічної науки, то можна переконатися в тому, що в її розвитку провідне місце належить експерименту. Усі вагомі теоретичні відкриття в хімії є результатом узагальнення численних експериментальних фактів. Експеримент — найважливіший шлях здійснення зв'язку теорії з практикою при навчанні хімії, перетворення знань в переконання.
Відомо, що хімічний експеримент виконує різні дидактичні функції, використовується в різних формах і поєднується з різними методами й засобами навчання. Він являє собою систему, в якій діє принцип поступового підвищення самостійності учнів: від демонстрації явищ через проведення фронтальних лабораторних дослідів під керівництвом учителя до самостійної роботи під час виконання практичних робіт і розв’язку експериментальних задач, домашнього експерименту.
Метою даної роботи є розкрити дидактичні функції шкільного хімічного експерименту, показати його важливе значення у вивченні науки хімії.
Пізнання природи речовин досягається за допомогою хімічного експерименту, він розкриває взаємозв’язки і взаємозалежності між ними. Ефективність уроку з хімії в повній мірі залежить від організації хімічного експерименту, бо саме він є джерелом знань і критерієм істинності. Хімічний експеримент є засобом набуття міцних знань, формування стійкого інтересу до предмета, виховання кращих людських рис. Хімічний експеримент сприяє формуванню системи наукових понять і уявлень проречовини та процеси, удосконаленню і закріпленню теоретичних знань, розвитку практичних умінь і навиків, зацікавленості знаннями й активним мисленням. Знайомить школярів з деякими прийомами науково-хімічного дослідження, підвищує рівень засвоєння теоретичного матеріалу, розвиває спостережливість, пізнавальну активність, виступає психологічним інструментом впливу і розвитку мотивації до вивчення хімії. Тому вчені, педагоги, методисти, вчителі завжди приділяли значну увагу проблемам шкільного хімічного експерименту.
Метою шкільної хімічної освіти є здобуття учнями загальноосвітнього мінімуму хімічних знань. Проте свідоме засвоєння хімічних знань можливе лише за умови поєднання теорії з практикою, підкріпленою експериментами. Необхідно вести пошук різних форм підтвердження теорій і законів, що вивчаються учнями, експериментальним шляхом, а також ширше застосовувати прийоми і методи навчання, які відповідають самостійному здійсненню учнями хімічного експерименту.
Хімічний експеримент слід розглядати як процес, що включає в себе дві активно діючі сторони — учитель й учень. У даному зв'язку хімічний експеримент у процесі навчання хімії можна розглядати як творчу діяльність учителя спрямовану на «озброєння» школярів певною системою знань, умінь і навичок. У першому випадку учень виступає як об'єкт, на котрий впливають, в другому — як суб'єкт, що зв'язує обидва види діяльності. Тільки так учень у змозі проникнути у суть хімічних явищ і процесів, засвоїти їх на рівні загальних закономірностей, провідних ідей, теорій і використовувати отримані знання для подальшого пізнання предмету хімії. Внутрішній взаємозв'язок діяльності вчителя й учня у процесі проведення хімічного експерименту дозволяє організувати вивчення хімії не на рівні описового ознайомлення з явищами і процесами» а на рівні оволодіння їх сутністю, пояснення причинно-наслідкових зв'язків між ними з позиції сучасної хімічної науки.
2. ШКІЛЬНИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ХІМІЧНИЙ ЕКСПЕРИМЕНТ, ЙОГО РОЛЬ ТА ФУНКЦІЇ
Шкільний хімічний експеримент
відіграє важливу роль у розв’язуванні навчально-виховних завдань. Зокрема, він є початковим джерелом знань, пов’язує теорію з практикою, доводить правильність теоретичних положень, сприяє формуванню практичних умінь і навичок учнів, розвитку, вдосконаленню і закріпленню знань. Він розкриває інтерес учнів до вивчення хімії і формує їх науковий світогляд. Дослід (експеримент) ― один із засобів, методів демонстрування та виконання лабораторно-практичних робіт. Вивчення хімії неможливе без використання цього спеціального засобу навчання, який класифікується як наочно-практичний.
Поняття «шкільний хімічний експеримент» можна розглядати як дидактичну систему, основною метою якої є набуття учнями практичного досвіду, засвоєння нових вмінь та навичок, формування діяльнісного підходу до засвоєння й закріплення знань.[1]
Навчальний експеримент з хімії – це не тільки метод пізнання, а й одночасно метод навчання, розвитку і виховання учнів, який застосовується для досягнення різної мети: повторення пройденого матеріалу, формування нових понять з хімії, прищеплення і закріплення знань і вмінь, перевірки їх засвоєння учнями. Крім того, навчальний експеримент організовують для розвитку логічного і діалектичного мислення учнів, їх інтересу, виховання ініціативи, творчої самостійності, акуратності, навичок роботи в колективі тощо.[2]
Як слушно зазначає Н.М. Буринська, «навчальний хімічний експеримент — це відтворення на уроках за допомогою хімічних реактивів, матеріалів, спеціального посуду і приладів хімічних явищ в умовах, найбільш зручних для їх вивчення. Навчальний експеримент допомагає вчителю: а) повніше розкривати перед учнями ідею розвитку хімії (генетичний зв'язок речовин, переходи між класами різних сполук, синтези складних речовин з простих, обумовленість протікання реакцій зовнішніми умовами тощо); б) показувати залежність хімічних властивостей речовин від їх будови та характер взаємного впливу атомів у молекулах (особливо під час вивчення органічної хімії), а учням наочно спостерігати прояв хімічних законів; в) розвивати хімічне мислення школярів, загально навчальні вміння: г) успішно здійснювати політехнічне навчання, демонструвати застосування хімічних знань у виробництві, теоретичних положень на практиці; д) озброювати учнів практичними уміння і навичками лабораторного характеру. Отже, під час вивчення хімії навчальний експеримент одночасно служить і джерелом знань, і методом навчання, виховання, розвитку учнів, і головним засобом наочності».[3]
Як вказує М.В. Дорофєєв, хімічний експеримент — важливий метод пізнання хімії, який розкриває логіко-смислову структуру судження, його форми і способи реалізації .[4]
П.І. Беспалов розглядає хімічний експеримент як важливий дидактичний принцип, який виконує в залежності від поставлених цілей різноманітні функції, зокрема, дослідницьку, евристичну, корегуючу, узагальнюючу, виховну, розвиваючу, навчальну.[5]
Б.В. Мартиненко відмічає, що хімічний експеримент — верховний суддя всіх теоретичних положень, відповідно, він має бути у повазі як в наукової практики, так і в навчанні. Відмова від експерименту особливо небезпечна тим, що різко знижується інтерес школярів до вивчення хімії. [1]
На думку Е.Г. Злотнікова, хімічний експеримент — джерело знань про речовини і хімічні реакції — важлива умова активізації пізнавальної діяльності учнів, виховання стійкого інтересу до предмета, формування діалектико-матеріалістичного світогляду, а також уявлень про практичне застосування хімічних знань.[4]
За своєю дидактичною суттю навчальний хімічний експеримент є складним, суперечливим явищем. Навчальний експеримент може мати різне призначення залежно від дидактичної мети уроку: набування нових знань, закріплення, удосконалення і застосування знань і умінь, облік їх і оцінювання, але в першу чергу виходять з його пізнавального та виховного значення.
Для хімічного експерименту характерні такі три основні функції:
- пізнавальна – для засвоєння основ хімії, вирішення практичних проблем, виявлення значення хімії в сучасному житті,
- виховна - для формування матеріального світогляду, впевненості, ідейної необхідності праці,
- розвиваюча – для накопичення і поглиблення загальнонаукових і практичних вмінь і навичок.[6]
Крім уже зазначених функцій, шкільний хімічний експеримент виконує наступні: евристичну, корегувальну, узагальнюючу та дослідницьку.
Евристична функція пов'язана, насамперед, зі встановленням нових фактів. Хімічний експеримент дозволяє не лише встановити факти, але й є активним засобом формування багатьох хімічних понять.
Корегувальна функція шкільного хімічного експерименту дозволяє долати труднощі при засвоєнні теоретичних знань, виправляти помилки учнів, вносити поправки у процес набуття експериментальних умінь та навичок, здійснювати контроль набутих знань. Учнівські досліди з хімії можна використовувати для формування правильних суджень та виправлення хибних.
Виправлення помилок є одним із методів розвитку вірного мислення учнів, загалом їх успішної розумової діяльності. У практичній діяльності школярів існує також велика вірогідність помилок, пов'язаних з порушенням правил техніки безпеки. Тому у подібних ситуаціях необхідно провести спеціальний корегуючий експеримент, який демонструє можливі наслідки при невірному проведенні реакції.
Узагальнювальна функція хімічного експерименту пов'язана з утворенням передумов для побудови різних типів емпіричних узагальнень. У найпростішому випадку з серії хімічних дослідів можна зробити простий узагальнюючий висновок. Але при викладанні хімії іноді виникають такі ситуації, коли узагальнення, здійснене на основі експерименту, доповнюється та уточнюється за допомогою теорії. При узагальненні на базі експерименту важливо не лише подавати хімічні знання, але й формувати загальні правила роботи в лабораторії. Експериментальні вміння школярів є також своєрідними узагальненнями.
Дослідницька функція забезпечує найвищий рівень освіти учнів. Вона пов'язана з розвитком дослідницьких умінь та навичок школярів з аналізу і синтезу речовин, конструювання приладів, установок; освоєння доступних для школи методів науково-дослідної роботи.[6]
За допомогою шкільного хімічного експерименту вчитель може вирішити безліч завдань, зокрема активізувати мислення учнів та задовольнити їх природну допитливість і дослідницький інтерес. Для цього необхідно:
1) сформувати в учнів навички роботи з хімічними реактивами та хімічним посудом;
2) навчити їх самостійно аналізувати й відтворювати потрібну інформацію;
3) виробити системний аналітичний підхід, необхідний для подальшої діяльності.
Формування в учнів умінь проводити хімічний експеримент починається з виховання стійкої уваги, здатності спостерігати за демонстраційним експериментом, що проводить вчитель, осмислювати послідовність дій, прогнозувати кінцевий результат. На уроках хімії, завдяки експериментальному характеру цієї науки, можна створити всі умови для розвитку самостійного творчого мислення школярів, збудження в них інтересу до дослідництва.[7]
Про роль експерименту в навчанні хімії М.В.Ломоносов писав: «Хімії ніяким чином навчитися неможливо, не бачачи самої практики, не беручись за хімічні операції». А російський мислитель-демократ Д.І.Писарєв відзначав, що вчитися хімії за книжкою, без лабораторії ― це все одно, що зовсім не вчитися.[1]
Шкільний хімічний експеримент є своєрідним наочним посібником. Так, вивчаючи теорію електролітичної дисоціації, учням можна продемонструвати досліди з сірчаною кислотою. І вони переконаються, що після взаємодії цинку з концентрованою сірчаною кислотою водень не утворюється. Якщо ж додати води, то почнеться інтенсивне виділення водню. В даному випадку цей дослід є ілюстрацією ролі води в електролітичній дисоціації. В учнівському експерименті відбувається поєднання розумової діяльності з практичною. Водночас виконання дослідів дає змогу познайомити учнів з методами дослідження в хімічній науці.
Творча участь у дослідженні підвищує інтерес учня до навчання і активізує його мислення.[7]
Виконуючи хімічний експеримент, учні переконуються, що теорії чи гіпотези не виникають випадково. А створюються на основі фактів. Вони усвідомлюють, що хімічний експеримент є не тільки методом перевірки гіпотез, а є джерелом знань. Світоглядну спрямованість мають досліди, які підтверджують взаємозв’язок речовин і явищ.
Шкільний хімічний експеримент ― один із засобів навчання, що підвищує якість знань учнів. Він мобілізує увагу, ілюструє пояснення вчителя, підтверджує правильність теоретичних знань. Забезпечує взаємозв’язок теорії з практикою. [6]
У праці « Експеримент з органічної хімії» Л.О.Цвєтков виокремлює такі завдання шкільного експерименту:
а) забезпечити наочне ознайомлення з речовинами;
б) демонструвати взаємоперетворення речовин при хімічних реакціях;
в) допомагати розкрити ідею розвитку речовин;
г) показувати на конкретних фактах залежність хімічних властивостей речовин від їхньої будови та взаємного впливу атомів;
д) формувати практичні вміння і навички при роботі з речовинами й приладами.[1]
Значення шкільного експерименту у вивченні хімії визначає чинна програма. Він є джерелом знань, основою для висунення і перевірки гіпотез, засобом закріплення знань і вмінь, способом контролю якості засвоєння матеріалу і сформованості вмінь.
Оскільки шкільний хімічний експеримент ― це система, то її основними компонентами є:
- демонстрації;
- лабораторні досліди;
- практичні роботи;
- практикуми.
Як окремий вид учнівського експерименту деякі автори розглядають домашній експеримент
, який з певних причин майже не згадується у сучасній методичній літературі.(Дод.А)
Розглянемо кожний з видів шкільного хімічного експерименту в порядку зростання дидактичного навантаження у напрямку формування самостійності його виконання.
2.1 Демонстраційний експеримент(демонстрації)
Демонстрації відносять до групи словесно-наочних методів навчання, особливістю яких є поєднання слова вчителя з експериментом. Демонстрації за Цвєтковим — початковий етап, на якому формується спостережливість. Їх проводить учитель перед цілим класом(також може проводити учень). Проводяться головним чином при викладі нового матеріалу і дозволяє за невеликий проміжок часу зробити наочними важливі висновки або узагальнення з області хімії, навчити виконувати лабораторні досліди, окремі прийоми й операції. Для самоосвіти це означає формувати способи дій. [1]
До нього звертаються, коли: 1)учні в достатній мірі не володіють технікою виконання дослідів; 2)технічне оснащення досліду складне для учнів; 3) за умовами техніки безпеки учням не дозволяється працювати з такими реактивами. Демонстраційний хімічний експеримент повинен бути безпечним, простим, супроводжуватися необхідними поясненнями.[8]
Д.М.Кірюшкін і В.С.Полосін визначають чотири форми поєднання слова вчителя з експериментом.
1.Учитель демонструє дослід, здійснюючи словесний супровід. Учні , спостерігаючи, отримують навчальну інформацію.
2.Засобами слова вчитель керує спостереженнями учнів і, опираючись на їхні знання, веде школярів до з’ясування, усвідомлення та формування зв’язків, яких вони не можуть самостійно виявити у процесі сприйняття.
3. Учитель подає «готові» знання про явище чи об’єкт, що вивчається, а потім проводить експеримент, яким підтверджує своє пояснення.
4. Учитель дає повне пояснення явищ і зв’язків між ними, опираючись на знання, які учні отримали під час спостережень.[6]
Демонстрації здійснюють двома методами: ілюстративним і дослідним. При ілюстративному методі вчитель називає ознаки перебігу хімічних реакцій, пояснює на що акцентувати увагу під час спостереження. Використовуючи дослідний метод, учитель формує навчальні цілі, підводить учнів до самостійної відповіді на поставлене запитання. У процесі спостережень за перебігом реакцій, учні здобувають нові знання, роблять висновки.
Отже, враховуючи форми поєднання слова вчителя, демонстрації та методів її проведення, можна стверджувати:
а) перша і друга форми є складовими дослідного методу, оскільки розвивають мислення, а відтак забезпечують глибокі та міцні знання учнів;
б) третя і четверта форми входять до складу ілюстративного методу, який у методичній літературі називають методом «готових» знань. [8]
Методика демонстраційного експерименту визначає умови доцільності демонстрацій. До них належать: складність матеріалу, в якому демонстрації полегшують сприйняття; готовність учнів до спостережень та здатність виявити ознаки реакцій тоді, коли їх важко сприймати; мінімальні затрати часу при досягненні максимального впливу демонстрації на учнів.
2.1.1 Основні вимоги щодо проведення демонстраційного хімічного експерименту
У багатьох працях з хімії, зокрема у такій, як «Методика навчання хімії», значне місце відведено техніці виконання демонстрацій, або інакше кажучи, застосуванню дидактичних засобів та прийомів, за допомогою яких забезпечується ефективність, доступність сприйняття та певний емоційний стан учня. Ефективність досліду забезпечується при умові дотримання таких вимог щодо його проведення: а)наочність; б)безпечність; в) простота; г) надійність; д) необхідність пояснення; е) короткочасність; є) необхідність повторення; ж) дотримання техніки безпеки. Оскільки хімія, як навчальний предмет, формує елементи знань із загальнолюдської культури, то до вищезгаданих вимог необхідно додати: змістовність, переконливість, естетичність, емоційність.[1]
Коротко охарактеризуємо кожну з вимог.
Наочність
демонстрації полягає в тому, що демонстровані явища та зміни повинен побачити кожен учень класу, оскільки, з точки зору психології, найефективніше у цьому процесі працює зоровий канал інформації. Тому необхідно обирати засоби і прийоми для найсприйнятливішого вираження суті досліду, а саме: кількість реактивів, приладів, засобів підсилення, зокрема, застосування екрану, підставки. Штативи, на яких закріплюють прилади, мають бути повернуті стрижнем до вчителя, а лівою стороною – до учнів. Терези ставлять завжди лицьовою стороною до класу. На столі вчителя нічого не повинновідволікати увагу учнів. Учителю слід ретельно продумати жести, аби його рухи не заважали спостерігати за тим, що відбувається. [1]
На кожній склянці, в якій зберігаються реактиви, має бути етикетка з його точною назвою і формулою. Щоб етикетки не псувалися, їх покривають безбарвним лаком, парафіном або липкою прозорою плівкою. Якщо речовини взаємодіють з повітрям, то банки закривають гумовими пробками, а якщо розкладаються під впливом світла, то їх зберігають у темних матеріальних банках.
Не слід використовувати для демонстрування дослідів побутовий посуд, закривати хімічні склянки з реактивами жмутком вати, тримати пробірку під час нагрівання згорнутим папірцем. Усе це знижує культуру демонстраційного експерименту і перешкоджає естетичному вихованню учнів під час навчання хімії. З метою забезпечення наочності демонстраційного експерименту доцільно користуватися схематичними малюнками приладів, зображуючи тільки зовнішні контури. Такі малюнки супроводжують пояснювальними підписами, хімічними формулами, рівняннями реакцій. На малюнках використовують позначення цифрами або буквами, а назви, формули, рівняння виписують окремо. Малюнки вчителя мають бути насамперед графічно грамотними. При цьому доцільно застосовувати геометричну проекцію (зображення в розрізі). Для виконання малюнка потрібні трафарети лабораторного посуду, які обводять крейдою. Великий емоційний вплив на учнів мають зовнішні, яскраві ефекти демонстраційного експерименту. Вони добре запам'ятовуються і разом з тим сприяють засвоєнню виявлених закономірностей.
Безпечність
демонстрації чи будь-якого іншого виду експерименту забезпечується дотриманням правил безпеки, використанням реактивів відповідної концентрації, маси чи об'єму, правильним поводженням з легкозаймистими, леткими та отруйними речовинами. Основною гарантією безпеки є висока технічна грамотність учителя. Досліди проводять у чистому посуді з відомими речовинами. Досліди, які супроводжуються спалахами, вибухами, розбризкуванням речовин, потрібно проводити на певній відстані від учнів. Під час демонстрування таких дослідів між демонстраційним столом і учнями встановлюють захисний екран з товстого скла. Кількість реактивів, що беруться для дослідів, повинна бути такою, яка вказана в інструкціях. Досліди з отруйними речовинами необхідно проводити під витяжною шафою.
Простота
експерименту полягає у доступності відображених ним явищ, розуміння суті хімічних процесів, використаних приладів та обладнання. Класичним прикладом простих і разом з тим наукових є досліди, описані М.Фарадеєм у його книзі « Історія свічки».
Надійність
виражається успіхом у проведенні досліду. Успіх забезпечується попередньою підготовкою вчителя, який проектує демонстрацію, враховуючи пояснення, умови проведення, хронометраж. Спостереження показують, що вчитель, у якого досліди не вдаються, швидко втрачає авторитет в учнів. Якщо дослід не вдався, вчитель має пояснити причини невдачі і повторити його. Якщо дослід складний, то його необхідно обов’язково показати на наступному уроці.
Необхідність пояснення
є складовою надійності експерименту. Кожний дослід учитель повинен докладно пояснювати, мова має бути яскравою, образною та хімічно грамотною.
Пояснення акцентує увагу учнів на змінах, що відбуваються, на хімізмі процесів, результаті дослідження.
Необхідність повторення
демонстрації забезпечує формування стійких асоціацій, що сприяють утриманню інформації в пам'яті. Окрім цього, повторення виконує дидактичну функцію: учні набувають знань, на основі яких формують вміння самостійно виконувати чи продемонструвати дослід.
Короткочасність
забезпечує проведення демонстрації з мінімальними затратами часу.
Дотримання техніки безпеки та техніки проведення експерименту
– обов’язкова вимога до будь-якого виду шкільного експерименту. Вона взаємопов’язана з безпечністю, надійністю, необхідністю повторення. Техніка виконання дослідів має бути досконалою. Кожний дослід краще проробляти попередньо, до уроку, з метою відпрацювання техніки проведення, визначення тривалості, з'ясування оптимальних умов його виконання. Як зазначав Дж. Тиндаль, мистецтво експериментування не є природним даром, воно виробляється.
Найхарактернішими вимогами можна назвати змістовність, переконливість, естетичність, емоційність демонстрації. [1]
Змістовність
виражає зміст досліду, за допомогою якого повніше й достовірніше пізнається суть явища, умовні механізми його здійснення.
Переконливість
підтверджує змістовність досліду, оскільки забезпечує правильність та теоретичну обґрунтованість дослідження певного змісту.
Емоційність
– це наслідок дії досліду на психіку учнів, спосіб зацікавлення, що стимулює бажання самостійно виконувати досліди.
Естетичність
забезпечує виховну функцію хімічного експерименту. Вона полягає у відборі приладів чи обладнання, гарно оформлених, чистих, уміло за компонованих один відносно одного та у поєднанні з підставкою, столом, фоном. Сюди ж відносять раціональність виконання,здійснення вмілого керівництва увагою учнів, що є найважливішою умовою їхньої пізнавальної діяльності. Під час демонстрування досліду вчитель навчає дивитися і бачити навіть знайомий предмет (явище) з різних точок зору, переключати увагу з деталі на деталь. Така властивість уваги називається переключенням. Здатність переключатися з об’єкта на об’єкт навчає учнів швидко переходити від одного виду діяльності до іншого. Посуд для дослідів має бути чистим, реактиви — заздалегідь перевіреними. Охайність, прагнення підтримувати чистоту виховуються в учнів і чітким порядком у лабораторному господарстві. Чистий хімічний посуд, який розмішений у шафах у певному порядку, реактиви із чітко написаними етикетками, прозоре скло витяжної шафи — все це допомагає виховувати в учнів охайність, привчає до організованості, стає наочним прикладом справжньої культури праці.[9]
Ефективність
експерименту досягається завдяки таким умовам: справність приладів, певний порядок розміщення їх та реактивів на демонстраційному столі; чистота посуду; чітка послідовність окремих операцій під час виконання досліду; використання яскраво забарвлених речовин, розчинів, реакцій зі зміною забарвлення, спалахами, вибухами тощо; обов'язкове додержання правил техніки безпеки.
Учні з цікавістю спостерігають такі досліди: горіння заліза, сірки, фосфору в кисні, вибух гримучої суміші в пробірці, взаємодію натрію з водою чи гліцерином, забарвлені розчини тощо.
Важливим чинником розвитку інтересу до хімічного експерименту є використання елементів зацікавлення. Назвемо найважливіші способи, як зацікавити учнів: 1) проблемний експеримент (експеримент-загадка, дослід з несподіваним результатом тощо); 2) введення елементів гри; 3) імітація художньої творчості (хімічна «фотографія»); моделювання виробничих і природних процесів («вогнегасник», «вулкан», «фонтан» тощо).
Необхідною умовою ефективності демонстраційних дослідів є їх органічне включення в урок. Вони мають бути тісно пов’язані з навчальним матеріалом.[1]
Дотримуючись вимог проведення демонстрації, враховуючи основні завдання та дидактичну функцію, слід пам’ятати, що виконуваний учителем експеримент не забезпечує учіння, оскільки учні не виконують його самі і відповідно, не набувають практичних умінь та навичок.[10]
Другою складовою системи шкільного хімічного експерименту є учнівський експеримент
.
Саме він на практиці ознайомлює учнів з деякими прийомами науково-хімічних досліджень. Методисти і дидакти розглядають учнівський експеримент « як ефективний метод формування системи наукових понять» та метод навчання прийомів раціонального мислення. [11]
Учнівський експеримент включає:
- лабораторні досліди;
- практичні роботи;
- практикуми.
Усі ці види хімічного експерименту учні виконують самі. Розглянемо кожний із них зокрема.
2.2 Лабораторні досліди
Лабораторні досліди
– короткочасний експеримент, який учні виконують під керівництвом учителя або за інструкціями підручника безпосередньо на уроці. Лабораторні досліди – вид самостійної роботи, що припускає виконання хімічних дослідів на будь-якому етапі уроку для більш продуктивного засвоєння матеріалу й одержання конкретних уявлень і міцних знань.[1]
Лабораторні досліди можна розглядати як проміжний етап між демонстраціями і практичними роботами для формування самостійної діяльності учнів, спрямованої на оволодіння знаннями, практичними уміннями і навиками. Такі дидактичні цілі даного виду експерименту.[11]
При організації та проведенні лабораторних дослідів застосовують ілюстративний та дослідний методи, суть яких подана при описі демонстрацій.
Важливим є питання: коли і який метод застосувати?
У деяких методичних посібниках стверджується, що при першому ознайомленні учнів з лабораторними дослідами доцільно застосовувати ілюстративний метод. Коли учитель пояснює хід роботи, він вказує, на які зміни звернути увагу, який результат передбачається. Увага учнів концентрується на основному, їм пропонується запам’ятати послідовність дій, характерні ознаки. Учні вчаться користуватися реактивами, приладдям, дотримуватися правил безпеки. Однак, щоб сформувати діяльнісний підхід до виконання дослідів, самостійність у їх проектуванні за розподілом навчальних дій, короткочасністю(7-10хв.), спостереженнями, вмінням узагальнити та зробити висновки, доцільніші застосувати дослідний метод. Суть цього методу така ж , як при демонстрації, за винятком того, що учні самі виконують досліди: підбирають реактиви, обладнання, спостерігають за ознаками, складають звіт про виконання.
У шкільній практиці застосовують дві форми проведення лабораторних дослідів: фронтальну та групову. Фронтальна форма забезпечує виконання однакових дослідів усіма учнями класу. При цьому формуються вміння встановлювати відомі факти та виявляти нові, знаходити взаємозв’язки між складом, будовою та властивостями, закономірності перебігу хімічних реакцій.[1]
При груповій формі, кожна група виконує різні завдання, різної складності, які обов’язково обговорюються після закінчення дослідження.
Г.М.Чернобельська вважає, що досліди, які мають однакове завдання, але їх виконує кожен учень зокрема, називають індивідуальними. Групова форма полягає у тому, що учні , сидячи за одним столом, виконують одну роботу, але функції між ними розподілені. Якщо ж учні сидять за різними столами, виконують різні досліди, але результат доводять до відома цілого класу та обговорюють його – така форма є колективною.
Успіх лабораторного досліду залежить від підготовки до нього, а саме:
- від підбору реактивів, що попередньо перевірені;
- від підбору та розстановки обладнання, його надійності та функціональності;
- від розподілу обов’язків між учнями;
- від керівництва (усний чи письмовий інструктаж);
- від спостережень за діяльністю учнів та її корекції.[6]
Засвоєння методів проведення лабораторних дослідів дає підстави стверджувати, що учні готові до самостійного виконання практичних робіт і практикумів.
2.3 Практичні роботи і практикуми
Практичні роботи і практикуми – довготривалий експеримент, що пропонується навчальною програмою після опрацювання й вивчення учнями цілого розділу чи курсу. Вони включають ширше коло питань, ніж лабораторні досліди. Практична робота сприяє закріпленню отриманих знань в нових ситуаціях і розвитку інтелектуальних умінь (аналізувати, порівнювати, узагальнювати, робити висновки), а також формуванню й удосконаленню експериментальних умінь і навичок. Практичну роботу учень виконує самостійно, що сприяє підвищенню дисципліни, зібраності й відповідальності.[1]
Практичні роботи проводять на базі вивченого матеріалу, який пропонується учням для повторення перед виконанням роботи. Дидактична ціль практичних робіт та практикумів – узагальнення та систематизація матеріалу, контроль та оцінка практичних умінь та навиків учнів. Тому при виконанні практичних робіт і практикумів учень повинен моделювати власну діяльність: за самостійно складеним планом визначити послідовність дій відповідно до поставленої мети, передбачити результати досліджень, провести досліди, спостереження, зробити висновки.
Практичну роботу вчитель починає з актуалізації знань, з техніки експерименту даної роботи. Кілька учнів інформують про хід роботи, обладнання, послідовність виконуваних операцій, хімізм процесів. Потім вчитель дає настанови щодо послідовності роботи та проводить інструктаж з техніки безпеки. Ця підготовча робота повинна займати небагато часу. Під час експерименту та складання звіту про виконану роботу учням дозволяється користуватися інструкціями. Якщо значна частина учнів допускає типові помилки, учитель припиняє роботу і пояснює учням, як їх усунути. Крім цього, вчитель спостерігає за роботою певної групи учнів з тим, щоб оцінити їх вміння і навички. Після виконання досліду кожний учень у зошиті для практичних занять складає звіт. У ньому записують дату, тему практичної роботи, послідовність виконання досліду, рівняння реакцій, результати досліду, висновки, роблять малюнки приладів.
Отже, практична робота, практикум – це найскладніший вид самостійної роботи учня, на виконання якої витрачається більше сил і часу, ніж на будь-яку іншу самостійну роботу.
Під час виконання практичної роботи чи практикуму учень самостійно повинен визначити план власних дій, зокрема:
- усвідомити мету роботи і коротко її сформулювати;
- скласти план проведення досліджень й окреслити шляхи досягнення результату;
- вміти передбачити результат дослідження та після його виконання зіставити передбачуване із спостереженнями;
- осмислити спостереження, дати їх пояснення, зробити висновки;
оформити письмовий звіт про виконану роботу.[4]
Щоб підняти ефективність учнівського експерименту, полегшити підготовку вчителя та учня до його організації та проведення, зекономити час у багатьох регіонах України створені та знайшли широке застосування зошити для практичних та лабораторних робіт з хімії з друкованою основою. Вони стали своєрідним алгоритмом дій вчителя та
2.4 Експериментальні задачі з хімії
Експериментальні задачі – це завдання практичного характеру, відповіді на які учні знаходять у процесі спостережень за дослідами.[1]
На відміну від лабораторних робіт і практичних занять експериментальні задачі учні розв’язують самостійно без додаткових інструкцій вчителя.
За своїм змістом експериментальні задачі можуть бути:
а) на спостереження та пояснення явищ,
б) на добування розчинів,
в) на проведення характерних реакцій,
г) на розпізнавання речовин.
Експериментальні задачі з хімії можна розв’язати методами: аналітико-синтетичним, гіпотез, і проб. Але здебільшого експериментальні задачі з хімії розв’язуються аналітико-синтетичним методом.
За таким методом учні спочатку визначають хід розв’язання, дають йому всебічне обґрунтування. Робота над задачею розбивається на окремі етапи, кожний з яких підтверджується рівняннями реакцій.
Вибір методу розв’язання задач залежить від наявності в учнів теоретичних знань та практичних умінь.
Експериментальні задачі поглиблюють знання з хімії та сприяють розвиткові логічного мислення, змушують учнів порівнювати, осмислювати, аналізувати.[10]
3. ХІМІЧНИЙ ЕКСПЕРИМЕНТ ЯК ЗАСІБ РОЗВИТКУ ЛОГІЧНОГО МИСЛЕННЯ
Хімія — це експериментальна наука, і саме через хімічний експеримент можна навчити дитину мислити. Сучасний педагогічний процес має бути спрямований на засвоєння дитиною найрізноманітніших прийомів, методів, способів мислення, тобто учень має володіти технологією проведення відповідних розумових дій. Вже після кількох вступних уроків треба намагатись формувати в учня вміння дедуктивного мислення.[10]
Аналізуючи температуру спиртів, доходять дедуктивного висновку, що серед спиртів немає газів. Це в свою чергу створює проблемну ситуацію. Чому? Адже з попередньо вивчених тем учні знали, що кожний гомологічний ряд починався газами, а з 5-го — рідинами. Аналіз будови молекули спирту дозволяє дійти висновку про полярність хімічного зв’язку в ОН-групі, а також про можливість виникнення водневих зв’язків, а отже, зменшення відстані між молекулами і, як наслідок, — відсутність газоподібного стану серед спиртів за звичайних умов. Дедуктивний метод важливий і при аналізі демонстраційного досліду учнями. [10]
Демонстраційний експеримент має носити навчальний і розвивальний характер, а не просто бути засобом створення ефектності уроку. Так, при вивченні теми « Альдегіди» демонструється дослід « Окиснення етанолу купрум(II)оксидом. Проаналізувавши побачене, учні роблять висновки: на початку досліду мідна дротина була чорною – це оксидна плівка(Сu). Після занурення в спирт вона стала рожевою. Отже, відбулася реакція відновлення, бо мідь має рожевий колір. Але якщо речовина відновилася, то інша мусить окислитись. Логічно – це етиловий спирт.(Дод.Б)
4. ХІМІЧНИЙ ЕКСПЕРИМЕНТ ЯК ЗАСІБ ФОРМУВАННЯ В УЧНІВ АНАЛІТИЧНОГО МИСЛЕННЯ
Уміння міркувати. Готуючи учнів до розв'язування експериментальних задач, варто звернути увагу на розвиток уміння міркувати. Наприклад, при розв'язуванні задачі про те, щоб із магній оксиду добути магній хлорид, міркування учнів можуть бути такими: для того щоб від магній оксиду перейти до магній хлориду потрібно використати складну речовину, яка містить, Хлор і реагує з оксидом; оскільки магній оксид має основні властивості, а магній хлорид є сіллю хлоридної кислоти, то такою речовиною може бути лише хлоридна кислота, тому що основні оксиди реагують із кислотами.[12]
Після цього учні пишуть рівняння реакції(1) між магній оксидом і хлоридною кислотою, підписуючи під кожною формулою речовин їх агрегатний стан та колір:
MgO + 2HCl =MgCl2
+ H2
О. (1)
Порошок Безбарвна Безбарвний розчин
білого кольору рідина
Потім учні (за допомогою вчителя) з'ясовують, чи потрібно нагрівати суміш, в якому вигляді необхідно одержати сіль (у вигляді розчину чи кристалів) та як виділити сіль із розчину.
Перед виконанням дослідів учитель наголошує на тому, скільки потрібно взяти магній оксиду (на дні пробірки, шпатель, лопатку тощо) та хлоридної кислоти (крапель, мілілітрів).
Лише після повного обговорення експериментальногопроцесу учні приступають до виконання задачі.
Уміння відбирати реактивні проби. Формування вмінь відбирати реактивні проби розглянемо на прикладі задачі на розпізнавання речовин.[12]
Задача.У трьох пронумерованих пробірках містяться розчини лугу і кислоти та дистильована вода.| Дослідним шляхом визначте кожну речовину
Рекомендації.
Для розв'язування даної експериментальної задачі потрібно показати учням:
• як відбирати проби з пробірок, відливаючи невеликі порції в чисті пробірки;
• як працювати з пробами по черзі;
• як вести чіткі записи плану роботи.
Наприклад:
Розчин пробірки 1 + лакмус → розчин синього кольору => луг.
Розчин пробірки 2 + лакмус → розчин фіолетового кольору => вода.
Розчин пробірки З + лакмус → розчин червоного кольору =:> кислота.
Уміння вибирати раціональний спосіб розв'язування.
Учнів слід навчити вибирати раціональний спосіб розв'язування експериментальних задач. Як приклад розглянемо розв'язування задачі на розпізнавання речовин.(Дод.В) [12]
Уміння аналізувати задачі, складати плани розв 'язування та звіти. Під час розв'язування експериментальних задач можна використовувати алгоритми. При цьому в учнів формуються вміння аналізувати задачі, складати плани розв'язування та звіти.(Дод. Г.) [12]
5. КОМПЕТЕНТНІСНИЙ ПІДХІД ДО УЧНІВСЬКОГО ХІМІЧНОГО ЕКСПЕРИМЕНТУ
Аналіз навчальних програм з хімії, зміст лабораторних дослідів і практичних робіт, описаних у підручниках, а також у методичній літературі з питань експериментальних умінь, дає підстави виділити такі три групи компетенцій. [13]
Ι. Організаційні. 1. Планування експерименту. 2. Підбір реактивів та обладнання. 3. Підготовка форми звіту. 4.Раціональне використання часу, засобів, методів і прийомів під час виконання роботи. 5. Здійснення самоконтролю. 6. Утримання робочого місця в чистоті й охайності. 7. Самостійність у роботі.
ΙΙ. Технологічні. 1. Користування лабораторним посудом, обладнанням і реактивами. 2. Складання приладів з готових деталей. 3. Проведення хімічних операцій
ΙΙΙ. Інтелектуальні. 1. Уточнення мети і визначення завдань експерименту, 2. Висунення гіпотези. 3. Використання здобутих знань. 4. Опис спостереження за процесами й явищами. 5. Аналіз результатів експерименту. 6. Узагальнення і висновки на підставі експерименту.[13]
Процес формування експериментальних умінь і навичок поділяють на три ступені.
1.Підготовчий, або аналітичний, ступінь. Ознайомлення з правилами роботи, виділення й осмислення кожної операції. Саме на цьому ступені спостерігається найбільше помилкових дій.
2.Синтетичний ступінь. Окремі операції зливаються в одне ціле, виникає потреба координації дій. Учні, знаючи певні правила роботи, правильно виконують ті чи інші операції, але роблять це з великим напруженням свідомості, їхні дії ще не доведено до автоматизму.
3.Заключний ступінь. Унаслідок багаторазових операцій дії стають автоматичними, робота виконується спокійно.
Найуспішніше експериментальні навички з хімії формуються за таких умов.
•на початковому етапі окремі навички слід розчленувати надрібні операції;
•учитель пояснює черговість виконання усіх операцій і показує, як це робити;
•учитель перевіряє, чи правильно учні зрозуміли його пояснення;
•іноді пояснення корисно доповнити малюнками, щоб уточнити окремі деталі виконуваної роботи.
Отже, оволодіння учнями кожної дії відбувається під керівництвом учителя. Зазвичай виконання тих чи інших операцій він пояснює під час демонстраційного експерименту й проведення лабораторних дослідів. Удосконалення експериментальних умінь і навичок учнів відбувається в процесі виконання лабораторних дослідів і практичних занять.
Експериментальні вміння та навички з хімії не зводяться лише до проведення хімічних експериментів. Учні повинні знати, як використовувати набуті на уроках хімії знання й уміння в повсякденному житті. Досягти цього можна завдяки мотивації навчання, розкриттю практичної значущості здобутих знань та вмінь. Наприклад, уміння готувати розчини з певною масовою часткою розчиненої речовини стане в пригоді в побуті під час консервування овочів, цими вміннями скористаються і лаборанти хімічного аналізу. Лабораторні досліди щодо денатурації білка можна використати під час надання першої домедичної допомоги людині, яка отруїлася солями важких металів, органічними розчинниками, кислотами тощо. їй дають випити розчин білка курячого яйця — він зв'язує отруйні речовини.
Уміння виявляти Карбон, Гідроген, Хлор в органічних сполуках потрібні лаборантам хімічного аналізу, експертам біохімічних та криміналістичних лабораторій.
Отже, набуті експериментальні уміння будуть для учня компетентнісними, якщо він уміє їх мобілізувати, застосувати в практичній ситуації.
Ось деякі методичні прийоми використання хімічного експерименту з метою розкриття його практичного значення. [2]
1.Неповна демонстрація дослідів. Учитель виставляє склянки з вихідними речовинами та продуктами реакцій. Учні повинні розповісти про дослід без його виконання, написати рівняння і зазначити застосування продуктів реакції.
2.Елементи пошуково-дослідницької роботи під час розв'язування експериментальних задач. З метою підсилення практичної спрямованості таких задач до їх змісту доцільно включати відомості про речовини, які використовують у побуті, сільському господарстві, виробляють на регіональних підприємствах. Наприклад, під час розв'язування експериментальних задач у 10 класі учням можна запропонувати розпізнати за характерними ознаками аміачну селітру й амофос (їх використовують у сільському господарстві як мінеральні добрива).
Можна проводити досліди з речовинами ужиткового характеру. Наприклад, на етикетці до засобу для чищення «Туалетне каченя» у флаконі білого кольору зазначено, що він містить хлорид-ну кислоту і потребує особливо обережного поводження. Як можна виявити кислоту в його складі'1
Як довести, що це саме хлоридна кислота?
3.Рольові ігри. Такий прийом використання хімічного експерименту сприяє глибокому і свідомому застосуванню наукових знань у виробничих процесах. Так, підчас проведення рольової гри на тему «Виробництво амоніаку» співробітник хімічної лабораторії пропонує провести експериментальне дослідження. учні розв’язують запропоновані задачі шляхом уявного експерименту.
4.Використання тестових завдань. Таким завданням може бути, наприклад: позначте характерну ознаку взаємодії альдегіду з купрум(ІІ)гідроксидом:
А. виділення металу;
Б. утворення розчину синього кольору,
В. утворення осаду червоного кольору,
Г. поява запаху.
5. Використання творчих задач-малюнків. Перед учнями стоїть завдання: складіть прилад, за допомогою якого можна довести, що під час згорання водню витрачається кисень повітря. Намалюйте його та опишіть дослід.[2]
Оскільки навчальна компетентність розглядається як інтегрований компонент навчальних досягнень учнів, то її рівень сформованості також визначається за 12-бальною шкалою. Для характеристики рівнів компетентності у проведенні експериментів використовують такі параметри:
• виконання експерименту учнем:
- під керівництвом учителя;
- за консультацією вчителя;
- самостійно;
• опис дослідів:
- фрагментарний;
- неповний;
- повний;
- з елементами творчості;
• розумові операції;
- уміння аналізувати;
- уміння порівнювати;
- уміння встановлювати причинно-наслідкові зв’язки;
- уміння робити висновки.
Чотири рівні компетентності учнів:
- початковий рівень – учень знає правила техніки безпеки під час виконання дослідів, виконує лише окремі досліди під керівництвом учителя, описує їх фрагментарно;
- середній рівень – учень складає прилади під керівництвом учителя, самостійно виконує окремі хімічні досліди згідно з інструкцією, описує їх без спостережень;
- достатній рівень – учень самостійно виконує досліди згідно з інструкцією, інколи звертається за консультацією до вчителя, описує спостереження, робить висновки, але неповні, необґрунтовані;
- високий рівень – учень самостійно виконує хімічний експеримент, раціонально використовує обладнання та реактиви, робить поетапні спостереження, складає звіт, що містить обґрунтовані висновки. [13]
хімічний експеримент педагогічний викладання
6.
ЕСТЕТИКА ШКІЛЬНОГО КАБІНЕТУ ХІМІЇ
Важливим у досягненні вчителем дидактичних цілей єестетика шкільного кабінету хімії.[9]
Оснащення кабінету хімії та умови роботи в ньому мають бути такими, щоб забезпечувати вчителеві й учням: 1) мінімальні психофізіологічне навантаження, стомлювання та напруження під час виконання різноманітних робіт; 2) зручні робочі пози і раціональні прийоми роботи; 3) зручність у роботі під час використання різноманітних засобів навчання; 4) дотримання санітарно-гігієнічних і естетичних норм та правил техніки безпеки.
Важливо, щоб хімічний кабінет був добре освітлений, чистий, затишний. Усе в ньому своїм зовнішнім виглядом має позитивно впливати на естетичні почуття учнів, щоб вони відчували себе не лише в діловій обстановці, айв обстановці, яка викликає відчуття краси, інтерес до хімічної науки.
Щоб інтер'єр кабінету хімії сприяв успішний трудовій діяльності учнів і вчителя, треба гармонійно поєднувати оформлення експонованих матеріалів із забарвленням стін, підлоги, кольором та оздобленням меблів.
У приміщенні хімічної лабораторії мають бути лише ті навчальні посібники, які застосовуються майже на кожному уроці, а також портрети вчених-хіміків. До таких посібників належать насамперед довідкові таблиці (періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва, розчинність солей, кислот і основ у воді, електрохімічний ряд напруг металів, ряд електронегативностей хімічних елементів), інструктивні матеріали і таблиці, які допомагають виконувати окремі хімічні операції.
7. ПРОБЛЕМИ З ОРГАНІЗАЦІЄЮ ТА ПРОВЕДЕННЯМ ЕКСПЕРИМЕНТУ
На сьогоднішній день у школах існують проблеми з організацією та проведенням учнівського експерименту, який найчастіше виконується як ілюстративний, і не сприяє розвитку мислення, експериментальних умінь і навиків. [2]
Серед таких причин: зміна послідовності вивчення тем та окремих понять, зміна функцій теоретичних знань, нестача реактивів і обладнання, виявлені недоліки в знаннях та вміннях учнів. Ці недоліки полягають у:
- неглибокому засвоєнні учнями основних понять, законів, теорій хімії, вчення про хімічні зв’язки, хімічну реакцію, генетичні зв’язки, властивості речовин, їх добування і застосування;
- відсутності осмисленого розуміння періодичного закону;
- не аргументованості теорії будови органічних речовин;
- невмінні пояснювати, узагальнювати, встановлювати причинно-наслідкові зв’язки, виділяти головне, здійснювати перенесення знань, передбачати можливі хімічні реакції та їх ознаки.
Усі перераховані недоліки суттєво впливають на формування практичних умінь і навичок учнів. Окрім цього, важливо зазначити, що підготовка до організації та проведення лабораторних дослідів та практичних робіт трудомістка і вимагає затрат часу на чітке планування, зокрема, на:
а) визначення мети та основних завдань експерименту, продумування форм та способів його проведення;
б) підготовку інструктивних карток і варіантів завдань, усного чи письмового інструктажу з техніки безпеки;
в) добір реактивів та обладнання для кожного з варіантів завдань і перевірка їх на придатність;
г) продумування методів керівництва роботою учнів впродовж уроку;
д) перевірку та оцінювання.
У практиці роботи молодих учителів іноді зустрічається підхід до шкільного хімічного експерименту, який можна назвати «демонстрація-практична робота». Він базується на тому, що вчитель демонструє досліди, а учні у зошитах для практичних занять оформлюють їх результати. Це можна назвати фальшивою практичною роботою, від якої слід відмовитися. Нерідко одна форма експерименту замінюється іншою, наприклад, лабораторні досліди - демонстраціями і навпаки. На жаль, сьогодні ще зустрічається „крейдяний" підхід, коли вчитель заміняє демонстраційні досліди записами формул і рівнянь реакцій. Таким чином, аналіз стану викладання хімії свідчить про те, що в шкільній та вузівській практиці існує чимало недоліків, пов'язаних з організацією і проведенням шкільного хімічного експерименту, які викликані зміною співвідношення між учнівським та демонстраційним експериментом, їх змістом, завданнями, функціями та метою. [4]
8. ВИСНОВОК
Експеримент повинен стати невід'ємною частиною уроку хімії. Школярі мають знати для чого проводять той чи інший дослід, яке теоретичне значення він має, яке положення підтверджує, на яке запитання допомагає відповісти. Дуже важливо аналізувати результати експерименту, щоб отримати чітку відповідь на поставлене запитання, встановити всі причини й умови, котрі привели до одержання даних результатів. Крім того, правильно організований експеримент виховує свідому дисципліну, розвиває творчу ініціативу, формує бережливе відношення до природи і здоров'я людини.
Використовуючи різні види хімічного експерименту, вчитель навчає школярів конкретизувати теоретичні знання, знаходити загальне в одиничному, робити відповідні висновки. Хімічний експеримент допомагає учням наповнити хімічні поняття, що вивчаються, живим конкретним змістом, побачити в окремих фактах загальні закономірності. Якщо ж експеримент має таке важливе значення в хімічній науці, то і при вивченні основ цієї дисципліни у школі та вузі йому має належати чільне місце. Формування уявлень і понять про речовини і їх перетворення в курсі хімії, а на основі цього і теоретичних узагальнень, не можливе без цілеспрямованого спостереження за цими речовинами і без хімічного досліду. У цей же час для пояснення сутності процесів і явищ, які відбуваються в ході виконання хімічного експерименту, від учнів вимагається глибоке знання законів і теорій. Виконувати експеримент можливо лише спираючись на отримані знання. Теоретична основа досліду сприяє його розумінню й осмисленню. Проведення експерименту пов'язано з висуненням гіпотези. Залучення до цієї роботи учнів розвиває їх мислення, спонукає застосовувати набуті знання для формулювання гіпотези, а в результаті її перевірки школярі отримують нові знання. Крім того, хімічний експеримент відіграє першорядну роль у формуванні умінь і навиків експериментування. Таким чином, тільки у тісному взаємозв'язку експерименту і теорії в навчально-виховному процесі можна досягти високої якості знань учнів з хімії.
Хімічний експеримент сприяє розвитку самостійності школярів, підвищує інтерес до вивчення хімії, так як у процесі його виконання учні переконуються не тільки в практичному значенні такої роботи, але й мають можливість творчо застосовувати свої знання. Хімічний експеримент розвиває мислення, розумову активність школярів; його можна розглядати як критерій правильності одержаних результатів та сформульованих висновків. У розумовому розвитку людини провідна роль належить теорії, але в гармонійному поєднанні з експериментом, практикою.
Таким чином, шкільний хімічний експеримент — це багатокомпонентна, багатофункціональна педагогічна система, що пов'язує між собою діяльність учителя та учнів, навчальний матеріал, методи, мету і завдання навчання.
Звичайно можуть виникати і певні труднощі із використанням хімічного експерименту, які насамперед пов’язані з нестачою реактивів і обладнання, некомпетентністю вчителя. Проте, ці проблеми можна вирішити. Майбутні учителі повинні оволодіти новими методиками проведення хімічних дослідів, приладами та обладнаннями, які б цілком задовольняли вимогам науковості, наочності, надійності, доступності, точності, економічності, екологічності та безпеки.
9. ДОДАТКИ
Додаток А
Домашній експеримент
Домашній експеримент – вид самостійної роботи, що виконується без контролю з боку вчителя, але з безумовним дотриманням техніки безпеки. Його виконання привчає самостійно планувати й організовувати експеримент, застосовувати отримані знання , вміння й навички в нових ситуаціях та вміння представляти результати власного спостереження або дослідження.
Експеримент в домашніх умовах учні виконують за завданням вчителя. Його навчально-виховне значення полягає в розвитку інтересу учнів до хімії, розширенні їхнього кругозору. Зміст експерименту визначається насамперед темою або розділом, що вивчається на уроках, характером навчального матеріалу. Тематика дослідів дає можливість учням ознайомитися з хімічними процесами живої і неживої природи, які зустрічаються у виробництві та побуті. Для проведення дослідів у домашніх умовах вибирають доступні реактиви(можна придбати в аптеці чи спеціалізованих магазинах) і матеріали (розчинів йоду, нашатирного спирту, оцту, лимонної кислоти, спирту медичного, питної соди, калій перманганату тощо). Бажано, щоб вони використовувались у кількох дослідах, були безпечними. Організація домашніх дослідів потребує від учителя великої педагогічної майстерності. Учитель ознайомлюється з відповідною методичною літературою. Визначає тематику дослідів, добирає такі, які не потребують складного обладнання. Для початку можна використати досліди, які наведені в шкільних підручниках. Їх вчитель виконує сам, щоб з’ясувати, з якими труднощами можуть зіткнутися учні. Форми контролю за виконанням дослідів вдома можуть бути різні: фронтальна бесіда, короткі письмові звіти учнів, схематичні кольорові малюнки, рівняння реакцій речові докази(добуті речовини, прилади).
При проведенні домашніх хімічних експериментів перевага надається тим, які можна застосувати у повсякденному житті:
- виведення плям іржі за допомогою лимонної кислоти чи кухонної солі;
- добування крохмалю з картоплі;
- чищення одягу чи речей домашнього вжитку різними розчинниками;
- зберігання харчових продуктів;
- використання питної соди як мийного засобу та розпушувача тощо.
Деякі результати домашніх експериментів можна використати і на уроках. При оцінюванні роботи учнів практикую створення ситуації успіху у навчанні.
Обов'язковими вважаю методи самоконтролю, взаємоконтролю, зокрема взаємодопомоги та консультації. Досвід показує, що завдяки цьому поліпшується якість знань учнів з різними можливостями, підвищується їхня активність, розвиваються навички самостійного здобуття знань, формуються дослідницькі якості, більшість учнів намагається одержати додаткові завдання та отримати по дві оцінки. Форми контролю за виконанням дослідів вдома можуть бути різні: фронтальна бесіда, короткі письмові звіти учнів, схематичні кольорові малюнки, рівняння реакцій речові докази(добуті речовини, прилади).
Приклади домашніх дослідів.
Дослід 1. Виявлення крохмалю за допомогою йоду.
1. Візьміть скибку свіжого білого хліба або розрізану картоплину.
2.Капніть на них спиртовим розчином йоду з домашньої аптечки.
3.Що спостерігається?
4.Зробіть висновок.
Дослід 2. Властивості шампуню.
1.Опустіть краплю шампуню на індикаторний папірець (лакмусовий червоний).
2.Як змінився колір індикатора?
3.Зробіть висновок
Додаток Б
Для пояснення суті досліду можна застосувати графічні малюнки, важливі деталі обвести кольоровою крейдою. Наприклад: у пробірках 1, 2, 3 дано сульфатну, хлоридну і нітратну кислоти. Визначити кожну з трьох запропонованих речовин:
BaCl2
1 2 3 1 2 3
H2
SO4
HCl HNO3
BaSO4
↓ ?
↓ H2
SO4
AgNO3
2 3
? HCl, HNO3
AgCl↓ ↓
↓ HNO3
HCl
На дедуктивному методі ґрунтуються всі практичні роботи, особливо розв’язування експериментальних задач. Розв’язувати такі задачі можна навчити, складаючи дві таблиці.
Перша таблиця підготовча: учні теоретично продумують розв'язок задачі; друга — наслідок проведеного експерименту.
Наприклад:
У трьох пробірках під номерами є розчини глюкози, сахарози і гліцерину. Визначити кожну іззапропонованих речовин .
У пробірки №1,2,3 доливаємо Сu(ОН)2
і нагріваємо. В пробірці № 2 оранжевий осад, отже в пробірці № 2 глюкоза:
С6
Н12
O6
+ 2Сu(ОН)2
СН2
ОН—(СНОН)4
— + Сu2
O + 2Н2
O
Відділивши пробірку № 2 від 1 і 3, додамо до кожної Н2
SO4
і нагріємо. Нейтралізуємо лугом і додамо Сu(ОН)2
. В пробірці № 3 з'явився оранжевий осад. Отже, тут сахароза, бо при її гідролізі утворюється глюкоза, яка дає з Сu(ОН)2
оранжевий Сu2
О. За методом виключення розуміємо: в пробірці № 1 гліцерин.
При вивченні теми «Хімічні властивості металів» можна поставити проблему: довести на практиці, що метали є відновниками.
Пропонується схема:
хімічна реакція → відновник + окисник
метал (?)
Якісною характеристикою активності металів є їх реакції витіснення. На дошці виконано малюнок, який допомагає зрозуміти суть демонстраційного експерименту.
Fe Cu Cu
CuSO4
FeSO4
AgNO3
Демонструється хімічний експеримент за дані схемою. Учні аналізують експеримент:
•У пробірці № 1 на сірій пластинці червоний наліт. Це мідь. Отже, залізо — більш активний метал, бо витісняє мідь з розчину її солі:
Fе + СuСl2
= Сu + FеСl2
• У пробірці № 2 змін не відбулось. Отже, мідь — менш активний метал, ніж залізо.
• У пробірці № 3 чорний наліт на червоній ній пластинці. Це срібло:
Сu + 2АgNО3
= 2Ag + Сu(NО3
)2
.
Отже, мідь — більш активний метал, ніж срібло, бо витісняє його з розчину солі. Учні доповнюють ці рівняння записом переходу електронів від більш активного металу до менш активного.
Далі можна запропонувати учням самостійно закінчити можливі рівняння реакції, проектуючи запис через графопроектор:
ZnCl2
+ Рb=...;
РbСl2
+ Zn = ...;
FеСl3
+Na = …
Учні, як правило, закінчують усі реакції, хоча не всі з них відбуваються реально. Для цього створюється проблемна ситуація: демонструється взаємодія натрію з водою в чашці Петрі, що проектується на екран через графопроектор. Учні доходять висновку, що натрій не зможе витіснити залізо з розчину його солі, бо сам прореагує з водою.
Якщо учні володітимуть навичками дедуктивного мислення, тобто вміннями передбачати властивості конкретної речовини, знаючи загальні властивості певної групи речовин, то хімія буде постійно цікавим предметом, а учні одержуватимуть задоволення від навчання.
Додаток В
Задача. У чотирьох пронумерованих пробірках містяться розчини алюміній сульфату, амоній хлориду, натрій сульфату, натрій карбонату. Дослідним шляхом визначте кожну речовину.
Рекомендації
. Для розв'язування задачі учні можуть вибирати різні способи, виходячи з наявних у речовинах катіонів та аніонів і користуючись при цьому таблицею «Розчинність основ, кислот та содей у воді»:
Спосіб 1.
1.Щоб визначити солі Алюмінію та амонію, діють лугом (при нагріванні).
2.Щоб визначити сульфат та карбонат натрію, діють сіллю Барію.
3.Щоб розпізнати натрій карбонат, на одержані осади ВаSO4
і ВаСО3
діють хлоридною кислотою.
Під час розв'язування задачі було використано З реактиви і проведено три нагрівання.
Спосіб 2.
1.Щоб визначити амоній хлорид (за відсутності ■ ознак реакції), діють сіллю Барію на проби.
2.Щоб визначити карбонат, діють кислотою (хлоридною або нітратною) на осади, що утворилися, один з яких розчиниться з виділенням карбон(ІV) оксиду.
3.Щоб визначити Алюміній і натрій сульфат, що залишилися, діють лугом, у результаті чого Алюміній випадає в осад у вигляді Аl(ОН)3
.
Висновок
. Під час розв'язування задачі було використано тільки З реактиви, як і в першому способі, але беї нагрівання. Отже, більш раціональним буде другий спосіб.
При цьому план розв'язування задачі складають у вигляді таблиці.
Додаток Г
Алгоритм розв'язування експериментальних задач на спостереження і пояснення явищ.[12]
1.Прочитайте уважно умову задачі.
2.Проаналізуйте її (що дано, що потрібно знайти).
3.Напишіть формули сполук, зазначених в умові задачі: визначте їх клас.
4.Зазначте потрібні реактиви та обладнання.
5. Виконайте дослід практично, опишіть хід його виконання, запишіть рівняння відповідних хімічних реакцій та зазначте їх ознаки.
Задача.
До розчину натрій карбонату додайте кілька крапель розчину кальцій хлориду. Опишіть, ознаки перебігу реакцій.
Дано: розчини натрій карбонату NaCO3
і кальцій хлориду СаСl2
належать до класу сполук — сіль.
Обладнання і реактиви: штатив із пробірками.
Визначити: ознаки перебігу реакцій.
Розв'язування
1.У пробірку наливаю розчин натрій карбонату об'ємом 1 мл.
2.Додаю такий же об'єм розчину кальцій хлориду.
3.Спостерігаю, що випадає білий осад.
4.Записую рівняння реакції:
Na2
CO3
+ CaCl2
= CaCO3
+ 2NaCl.
Алгоритм розв'язування експериментальних задач на проведення характерних реакцій
1.Прочитайте уважно умову задачі.
2.Проаналізуйте її (що дано, що потрібно знайти).
3.Запишіть формулу речовини, зазначеної в умові задачі, визначте її клас.
4.Зазначте реакції, характерні для даного класу сполук.
5.Зазначте досліди, які слід проробити, щоб підтвердити властивості речовин.
6.Виконайте досліди практично, опишіть хід роботи, запишіть рівняння відповідних хімічних реакцій та зазначте їх ознаки.
Задача.Проробіть реакції, характерні для натрій карбонату.
Дано: натрій карбонат; клас сполук — сіль; солі взаємодіють із активними металами, лугами, солями, кислотами.
Обладнання і реактиви: Na2
CO3
, HCl, Са(ОН)2
, MgSO4
: штатив із пробірками.
Визначити: реакції, характерні для Na2
CO3
.
Розв'язування
1.У три пробірки наливаю безбарвний розчин натрій карбонату об'ємом 1 мл.
2.У першу пробірку додаю З-4 краплі хлоридної кислоти. Виділяються бульбашки безбарвного газу:
3.
Na2
CO3
+ 2НСl= 2NaCl + H2
O + CO2
↑.
4.У другу пробірку додаю рівний об'єм вапняної води. Випадає білий осад:
5.
Na2
CO3
+ Са(ОН)2
= СаСО3
↓+ 2NaOН.
6.У третю пробірку додаю розчину магній сульфату об'ємом 0,5 мл. Випадає осад білого кольору:
Na2
CO3
+ MgSO4
= MgCO3
↓+ Na2
SO4
.
10. ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Савчин М. Шкільний хімічний експеримент як система та його дидактичне забезпечення// Педагогічна Думка. – 2003.– № 1-2.– С.36-44.
2. Книш Л.А. Застосування хімічного експерименту при вивченні хімії // Хімія. – 2004. – №4/52/. – С. 2-6.
3. Буринська Н.М. Хімія, 7кл.:підруч. для загальноосвіт. навч. закл./Н.М.Буринська. – К.:Ірпінь: ВТФ «Перун», 2007. – 112с.
4. Куленко О.А. Шкільний хімічний експеримент в умовах реформування навчально-виховного процесу з хімії // Хімія.– 2009.– №7.– С.36-39.
5. Беспалов П.И. Как сделать безотходным школьный химический кабинет / П.И.Беспалов.А.А., Гамаюнова // Химия в школе.– 2000.– №5.– С.31-33.
6. Хімічний експеримент: Теорія і практика. – К: Шкільний світ, 2008 – Спеціальний номер газети « Хімія» – 2008.– №1 / 541/.– С.48.
7. Симоненко С. Шкільний хімічний експеримент як основа розвитку творчої діяльності учнів // Хімія. – 2008. – №13 /553/.– С.22-24.
8. Коник М. Демонстраційний експеримент у системі засобів навчання /на прикладі вивчення хімії // Матеріали звітних наукових конференцій кафедри педагогіки. – Л. 2005. – Вип. 4, С. 20-24.
9. Грабовий А. Естетика шкільного хімічного експерименту// Біологія і хімія в школі. – 2007.– №1. – С.17-20.
10. Гаврилюк І. Хімічний експеримент як засіб розвитку логічного мислення учнів // Хімія. – 2006. – №11 /479/. – С.11-17.
11. Романенко Ю., Олійник М. Технологія моніторингу навчання: Хімічний експеримент // Біологія і хімія в школі.– 2006.– №3.– С.43-45.
12. Йосипенко Л. Хімічний експеримент: формування в учнів системного аналітичного мислення // Хімія. – 2010. – № 9 /621/.– С.11-22.
13. Грабовий А. Компетентнісний підхід до учнівського хімічного експерименту // Біологія і хімія в школі. – 2006. – №4. – С.13-15.