Особенности преподавания химии в средней школе с использованием химического эксперимента

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ Учреждение образования

«Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины»

Биологический факультет Кафедра химии ОСОБЕННОСТИ ПРЕПОДОВАНИЯ ХИМИИ В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХИМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА Курсовая работа Исполнитель:

студентка группы Би-31 ______________ Ковшарова Татьяна Александровна Научный руководитель:

______________ Пантелеева Светлана Михайловна Гомель2013

СОДЕРЖАНИЕ Введение

1 Обзор литературы

1.1 Сущность химического эксперимента

1.1.1 Организация экспериментальной деятельности учащихся

1.2 Виды химического эксперимента

1.2.1 Демонстрационный химический эксперимент валеологической направленности

1.2.2 Организация обучения по выполнению химического эксперимента учащимися

1.3 Формирование экспериментальных умений у учащихся 8 класса

1.4 Функциональное применение проблемного химического эксперимента в интенсивном обучении химии

1.5 Химический эксперимент как средство формирования здорового образа жизни у школьников

1.6 Внеклассная работа. Занимательные опыты на уроках химии Заключение

Список использованных источников

Введение

Темой курсовой работы явилось изучение особенностей преподавания химии в средней школе с использованием химического эксперимента.

Актуальность: в школьной программе значительная роль отведена химическому эксперименту, в процессе выполнения которого учащиеся обучаются умению наблюдать, анализировать, делать выводы, обращаться с оборудованием и реактивами. Химический эксперимент знакомит учащихся не только с самими явлениями, но и методами химической науки. Он помогает вызвать интерес к предмету, научить наблюдать процессы, освоить приемы работы, сформировать практические навыки и умения.

Цель курсовой работы: проработка литературных источников по вопросу применения химического эксперимента при обучении.

Практическая значимость и область применения: накопление материала, применяемого в педагогической практике при преподавании химии с использованием химического эксперимента; определение классификаций химического эксперимента; нахождение преимуществ каждого вида химического эксперимента из представленных классификаций.

1. Обзор литературы

1.1 Сущность химического эксперимента Химия — наука экспериментальная, поэтому химический эксперимент органично вплетается в ткань всего школьного курса. Хорошо подобранные опыты позволяют наглядно отразить связь теории и эксперимента и на практике убедиться в действенности законов химической науки и возможности научного предвидения. Использование химического эксперимента в обучении позволяет ознакомить учащихся не только с самими явлениями, но и методами химической науки. Кроме того, химический эксперимент как источник приобретения эмпирических знаний служит надежным средством превращения знаний в убеждения, а, следовательно, способствует формированию мировоззрения.

В связи с усилением теоретической направленности школьного курса химии возросла роль эксперимента, поэтому опыты должны не только вызывать интерес к наблюдаемому явлению, но и послужить отправным началом к раскрытию тайн природы, привитию интереса к предмету. Наблюдаемые явления учащиеся должны понимать, т. к. только при этом можно добиться глубоких, а не формальных знаний.

При подготовке к проведению химического эксперимента необходимо учитывать, усвоению какого учебного материала может помочь опыт; какие важные законы и теоретические положения, основные химические понятия должны быть подготовлены, повторены, углублены, расширены и применены в опыте; какие практические умения и навыки будут развиваться с помощью опыта; каким образом опыт будет помогать развитию умственных способностей учащихся; реализации каких воспитательных задач может способствовать опыт. При этом большое значение приобретает способ подачи химического опыта, предлагающий соответствующий культурологический экскурс, например исторической, экологической и практической направленности.

Исторический экскурс позволяет моделировать или реконструировать ранее открытые явления при помощи опыта. Учитель и учащиеся превращаются в участников процесса открытия, они воспроизводят историческую реальность. Таким образом, достигается понимание учащимися того, что достижения современной химической науки — это результат длительного исторического пути ее развития.

Химический эксперимент с экологической направленностью способствует формированию у учащихся экологической культуры, которая является основой бережного отношения к природе в целом.

Практическая направленность химического эксперимента позволяет осознать пользу знаний в химии в повседневной жизни и способствует формированию устойчивого интереса к предмету.

Учебный химический эксперимент — метод обучения, специфика которого состоит в отражении неотъемлемого компонента науки. Важнейшая особенность химического эксперимента как средства познания состоит в том, что при наблюдении и самостоятельном выполнении опытов учащиеся имеют возможность наглядно ознакомиться не только с конкретными объектами химической науки, но и с процессами качественного изменения веществ. Это способствует познанию многообразия природы веществ, накапливанию фактов для сравнений, обобщений, выводов и осознанию возможности управления сложными химическими процессами.

Под экспериментом (от лат. «experimentum» — «испытание») понимают наблюдение исследуемого явления при определенных условиях, позволяющих следить за ходом этого явления и повторять его при соблюдении этих условий.

Химический эксперимент занимает важное место в обучении химии. При выполнении опытов учащиеся не только быстрее усваивают знания о свойствах веществ и химических процессах, но и учатся поддерживать знания химическими опытами, а также приобретают умения работать самостоятельно. Учащийся, проводящий опыты и наблюдающий химические превращения в различных условиях, убеждается, что сложными химическими процессами можно управлять, что в явлениях нет ничего таинственного, они подчиняются естественным законам, познание которых обеспечивает возможность широкого использования химических превращений в практической деятельности человека.

Эксперимент — важнейший путь осуществления связи теории с практикой при обучении химии, превращения знаний в убеждения.

Результаты большинства химических опытов, применяемых на уроках, обычно не противоречат существующим закономерностям и служат подтверждением определенных теоретических положений. Поэтому раскрытие познавательного значения каждого опыта — основное требование к химическому эксперименту [3,4].

1.1.1 Организация экспериментальной деятельности учащихся Эксперимент как метод научного исследования давно и прочно занимает ведущее место среди методов естественных наук. В школьное обучение также давно внедрены различного рода лабораторные и практические работы. В последнее время существенную роль начинают играть разнообразные формы организации исследовательской деятельности учащихся в рамках различных программ, конкурсов и научных обществ.

У большинства школьников не формируется отношение к эксперименту как к методу, а их экспериментальная деятельность носит частный и ограниченный характер. Это связано с недостаточной организацией экспериментальной деятельности учащихся. Зачастую экспериментальная работа с ними либо ведется в рамках более крупных проектов, либо направлена на решение прикладных задач. Роль учащихся сводится к лаборантской функции. Понимая и признавая всю важность такого рода работы и как мотивирующего фактора к дальнейшим научным исследованиям, и как обучающего фактора акцент в школьном обучении должен быть перенесен на целенаправленное формирование обобщенной экспериментальной деятельности учащихся в целом.

Первый шаг на пути формирования любой деятельности — выделение полного объективного содержания этой деятельности.

Функция эксперимента заключается в решении исследовательской задачи, которая формулируется в виде проблемы, направленной на установление факта несоответствия, противоречия между известным и неизвестным. По определению философского словаря, для решения проблемы выдвигается «гипотеза — научное допущение или предположение, истинное, значение которого неопределенно». Гипотеза может рассматриваться как догадка или как вероятное знание. Значит, гипотеза как часть эксперимента возникает не из данного конкретного эксперимента, а из другой конкретной деятельности — наблюдений, теоретической деятельности. Гипотеза возникает как ответ на проблему.

Гипотеза выступает необходимым элементом движения познания к достоверной теории. С выдвижением гипотезы связано решение любой научной проблемы. Переход от одной теории к другой также осуществляется посредством гипотезы. Гипотеза возникает в ответ на необходимость нового объяснения каких-то фактов, явлений.

В экспериментальной деятельности можно выделить три этапа: 1) подготовка к воспроизведению явления; 2) воспроизведение явления; 3) обработка результатов.

Очевидно, что центральная часть эксперимента — воспроизведение явления, т. е. объективного события.

Рассмотрим центральную часть эксперимента — его проведение, или то, что называют экспериментом в узком смысле этого слова. По сути, это и есть воспроизведение изучаемого явления в чистом виде. Однако остается не совсем понятным, что же конкретно воспроизводится. На основании знания о составных частях эксперимента можно предположить, что воспроизводятся объект исследования, условия его существования и отношения между ними. Приведенные понятия — не общепринятые, существуют их синонимы. Деятельность исследователя во время проведения эксперимента сводится к контролю функционирования материальной базы эксперимента, осуществлению отношений между объектом исследования и условиями его существования, протоколированию хода эксперимента.

По окончании эксперимента на основании протоколов проводится заключительный этап экспериментального исследования, или эксперимента в широком смысле слова. Заключительный этап эксперимента состоит из следующих операций: приведения результатов к определенной форме, математическому и аналитическому анализу результатов, выводов и обсуждения результатов.

Достижение цели эксперимента напрямую зависит от того, как подготовлен эксперимент, т. е. от стадий, предшествующих проведению эксперимента.

Экспериментальная деятельность начинается с этапа планирования эксперимента. Под планированием эксперимента в данном случае понимается разработка программы эксперимента.

Разработка программы эксперимента начинается с анализа гипотезы с целью определения объекта исследования, условий его существования и их отношений. На основе анализа формулируются задачи конкретного экспериментального исследования, которые могут заключаться в установлении зависимостей, расчете количественных характеристик, разработке новых методик, обнаружении неизвестных объектов, свойств и процессов.

На основании задач эксперимента разрабатывают методику его проведения.

Экспериментальный метод как общий естественнонаучный метод решения исследовательских задач не может быть усвоен без понимания значения человеческой деятельности лежащей в его основе. Экспериментальная деятельность имеет свою собственную структуру, которая может быть как целью, так и содержанием учебного процесса. Формирование обобщенной экспериментальной деятельности позволит определить, какие предметные, методологические и философские знания при этом необходимы, раскроет учащимся один из способов решения естественнонаучных задач.

1.2 Виды химического эксперимента Выделяют следующие типы школьного химического эксперимента: демонстрационный опыт, лабораторный опыт, лабораторная работа, практическая работа, лабораторный практикум и домашний эксперимент.

По характеру воздействия на мышление учащихся, методики организации школьный химический эксперимент может осуществляться в исследовательской и иллюстративной форме.

Иллюстративный метод называют иногда методом готовых знаний: учитель сначала сообщает то, что должно получиться в результате опыта, а затем иллюстрирует сказанное демонстрацией, или изучаемый материал подтверждается проведением лабораторного опыта.

Исследовательским называют метод, в результате которого учащимся предлагается подобрать реактивы и оборудование для проведения опыта, спрогнозировать результат, выделить главное в наблюдениях и самостоятельно сделать вывод. Учитель проводит опыт как бы под руководством учащихся, выполняя предложенные экспериментальные действия, комментирует правила безопасности проведения эксперимента, задает уточняющие вопросы.

На первом этапе изучения химии, иллюстративный метод проведения демонстрационных опытов оказывается более эффективным, чем исследовательский. В этом случае учащиеся испытывают меньше затруднений при последующем описании наблюдений, формулировании выводов. Однако использование иллюстративного метода не должно ограничиваться только грамотным комментарием учителя. Более прочными у учащихся будут знания, полученные в результате эвристической беседы, построенной учителем в ходе демонстрации. По мере роста готовности школьников к самостоятельному наблюдению в процессе изучения химии возможно увеличение доли исследовательского метода при проведении демонстраций. Правильный выбор формы организации эксперимента является показателем педагогического мастерства учителя.

Школьный химический эксперимент можно разделить на демонстрационный, когда эксперимент показывает учитель, и ученический, выполняемый учащимися.

Наиболее распространенным и сложным в преподавании является проведение демонстрационных опытов, в которых наблюдаются предметы и процессы.

Демонстрационным называют эксперимент, который проводит в классе учитель, лаборант или иногда один из учащихся. Этот эксперимент учитель использует в начале курса с целью научить учащихся наблюдать за процессами, приемами работы, манипуляциями. Это вызывает у учащихся интерес к предмету, начинает формировать у них практические умения, знакомит с химической посудой, приборами, веществами и т. д. Затем демонстрационный эксперимент применяют тогда, когда он слишком сложен для самостоятельного выполнения учащимися.

В школе используют демонстрационный эксперимент двух типов:

Демонстрации, когда объекты демонстраций ученик наблюдает непосредственно. В этом случае показывают вещества и проводят с ними различные химические операции, например, нагревание, сжигание, или демонстрируют опыты в сосудах большого размера — стаканах, колбах и др.

2. Опосредованные демонстрации используются в тех случаях, когда происходящие процессы мало заметны или слабо воспринимаются органами чувств. В этих случаях химические процессы воспроизводятся с помощью различных приспособлений. Так, плохо видимые химические реакции проецируют на экран, используя графопроектор, процессы электролитической диссоциации обнаруживают при помощи пробников, плотность растворов определяют при помощи ареометров.

Следует умело использовать эти два вида демонстраций, не преувеличивать значения одного из них, например нельзя все опыты показывать только проецированием на экран, так как в этом случае учащиеся не будут непосредственно видеть вещества и происходящие процессы. Следовательно, не приобретут о них конкретных представлений. Иногда оказывается целесообразным комбинированный прием с привлечением непосредственных и опосредованных демонстраций, когда показывают хорошо видимые операции в стеклянной посуде, а отдельные, плохо видимые детали проецируют на экран. Или при опосредованной демонстрации на демонстрационный стол (или столы учащихся) выставляют взятые и полученные вещества, а процессы между ними проецируют на экран.

Дидактический эффект демонстрационных опытов зависит от таких факторов, как техника проведения опыта и создание оптимальных условий наглядности того, что хочет показать и доказать учитель, т. е. достижения цели эксперимента.

Требования к демонстрационному эксперименту:

безопасность эксперимента;

соблюдение условия определенного расстояния от объектов наблюдения до наблюдателя, условий освещения, объемов веществ, размеров и формы посуды, приборов;

сочетание демонстрации опыта с комментарием учителя.

Последнее требование играет главную роль в демонстрации, когда учитель посредством комментария руководит наблюдением за ходом эксперимента. Проведение эксперимента учителем может быть осуществлено как чисто иллюстративным методом, так и частично-исследовательским.

Таким образом, в процессе демонстрирования осуществляется три функции учебного процесса: образовательная, воспитательная и развивающая. Демонстрационный опыт позволяет формировать у учащихся основные теоретические понятия химии, обеспечивает наглядное восприятие химических явлений и конкретных веществ, развивает логическое мышление, раскрывает практическое значение химии. С его помощью перед учащимися ставят познавательные проблемы, выдвигают гипотезы, проверяемые экспериментально. Он способствует закреплению и дальнейшему применению изучаемого материала.

Ученический эксперимент — это вид самостоятельной работы. Он не только обогащает учащихся новыми знаниями, понятиями, умениями, но и доказывает истинность приобретенных ими знаний, что обеспечивает более глубокое понимание и усвоение материала. Он позволяет более полно осуществлять принцип политехнизма — связь с жизнью, с практической деятельностью.

Ученический эксперимент подразделяют на два вида: 1) лабораторные опыты, проводимые учащимися в процессе приобретения новых знаний; 2) практические работы, которые учащиеся проделывают после прохождения одной — двух тем.

Лабораторные опыты имеют обучающий и развивающий характер и их роль в изучении химии наиболее важна.

Цель лабораторных опытов — приобретение новых знаний, изучение нового материала. В них первоначально отрабатываются способы действий, при этом учащиеся работают обычно парами.

Практические занятия, как правило, проводят в конце изучения темы с целью закрепления, конкретизации знаний, формирования практических умений и совершенствования уже имеющихся умений учащихся. На практических занятиях они проводят опыты самостоятельно, пользуясь инструкцией, чаще индивидуально.

Проведение практических работ позволяет учащимся применить полученные знания и умения в самостоятельной работе, сделать выводы и обобщения, а учителю — оценить уровень сформировавшихся знаний и умений учащихся. Практическая работа является своеобразным итогом, завершающим этапом при изучении тем и разделов.

К практическим работам учащиеся обязательно готовятся и самостоятельно продумывают эксперимент. Во многих случаях практические работы проводятся в виде экспериментального решения задач, в старших классах — в виде практикума, когда после прохождения ряда тем практические работы проводятся на нескольких уроках. Умело использованный химический эксперимент имеет большое значение не только для достижения поставленных образовательных и воспитательных задач в преподавании химии, но и для развития познавательных интересов учащихся. Если учитель свободно владеет химическим экспериментом и применяет его для приобретения учащимися знаний и умений, то учащиеся с интересом изучают химию. При отсутствии химического эксперимента на уроках химии знания учащихся по химии могут приобрести формальный оттенок — резко падает интерес к предмету.

Ученический эксперимент с точки зрения процесса учения должен проходить по следующим этапам: 1) осознание цели проведения опыта; 2) изучение предложенных веществ; 3) сборка или использование готового прибора; 4) выполнение опыта; 5) анализ результатов и выводы; 6) объяснение полученных результатов и использование химических уравнений; 7) составление отчета.

Каждый учащийся должен понимать, для чего он проделывает опыт и как надо решить поставленную перед ним задачу. Он изучает вещества органолептически или с помощью приборов и индикаторов, рассматривает детали прибора или весь прибор. Выполняя опыт, учащийся овладевает приемами и манипуляциями, наблюдает и замечает особенности хода процесса, отличает важные изменения от несущественных. Проделав опыт, он должен составить отчет.

На практических занятиях большое внимание обращается на выработку практических умений, так как их основы закладываются с самых первых этапов изучения химии, а в последующих классах они получают развитие и совершенствуются.

Практические занятия бывают двух видов: проводимые по инструкции и экспериментальные задачи.

Инструкция — это ориентировочная основа деятельности учащихся. В ней подробно изложен каждый этап выполнения опытов, даются указания, как избежать ошибочных действий, и содержится информация о мерах безопасности при выполнении работы. Инструкции к лабораторным опытам и практическим заданиям должны быть четкими, последовательными. Однако при выполнении работы одной письменной инструкции недостаточно, учителю необходимо грамотно и четко показывать лабораторные приемы и манипуляции в процессе предварительной подготовки учащихся к практической работе.

Экспериментальные задачи не содержат инструкций, а включают только условия. Разрабатывать план решения и осуществлять его учащиеся должны самостоятельно.

Подготовка к практическим занятиям носит обобщающий характер. При этом используется материал, изученный в разных разделах темы, и также формируются практические умения. На предыдущих уроках учитель использовал приборы, которыми учащиеся будут пользоваться на практическом занятии, рассматривались условия и особенности проведения опыта и т. д.

В начале практического занятия необходимо провести краткую беседу о правилах безопасности и об узловых моментах работы. На демонстрационном столе размещают в собранном виде все используемые в работе приборы.

Практическое занятие, посвященное решению экспериментальных задач, — разновидность контрольной работы, поэтому его проводят несколько иначе, чем практическое занятие по инструкции.

Подготовку учащихся к решению экспериментальных задач можно проводить поэтапно.

1. Сначала весь класс решает задачу теоретически. Для этого необходимо проанализировать условие задачи, сформулировать вопросы, на которые нужно дать ответы для получения окончательного результата, предложить опыты, необходимые для ответа на каждый вопрос.

2. Один из учащихся решает задачу теоретически у доски.

3. Учащийся у доски выполняет эксперимент. После этого класс приступает к решению аналогичных задач на рабочих местах.

Экспериментальные задачи целесообразно распределять по вариантам, чтобы добиться большей самостоятельности и активности учащихся в процессе работы.

При экспериментальном решении химических задач предусматривается самостоятельное применение умений учащихся проводить химические опыты для приобретения знаний или подтверждения предположений. Так обеспечивается развитие их познавательной деятельности в процессе выполнения химического эксперимента.

1.2.1 Демонстрационный химический эксперимент валеологической направленности Проведение демонстрационного химического эксперимента валеологической направленности состоит из нескольких этапов:

Подготовительный этап направлен на выбор тематики валеологического эксперимента и объектов для демонстрации: веществ, с которыми учащиеся могут столкнуться в повседневной жизни (вода, продукты питания, витамины, доступные лекарственные вещества, продукты бытовой химии, косметика), и процессов с их участием (пищеварение, воздействие на белковые растворы внешних факторов и др.). Демонстрационный эксперимент предварительно тщательно планируется, а ход его выполнения отрабатывается.

Организационный этап, на котором определяется место (классный кабинет или кабинет химии), время проведения демонстрационного эксперимента (на уроке, на внеклассных мероприятиях, во время предметных недель) и формируется группа его исполнителей (экспериментатор и помощники). Особый интерес данная форма работы вызывает у младших школьников, когда эксперимент им демонстрируют старшеклассники.

3. Операционный этап, включающий все стадии выполнения демонстрации, в ходе которой экспериментатор комментирует все свои действия, называет вещества, которые используется для проведения опыта, обращаются к аудитории с вопросами прогностического характера:

Как вы считаете, что сейчас произойдет?

Что мы будем наблюдать?

В ходе такого интерактивного взаимодействия со школьниками у них формируются более устойчивые валеологические знания, коммуникативные умения, происходит развитие познавательного интереса, творческой активности.

4. Аналитический этап, на котором реализуется смыслообразующий потенциал демонстрационного эксперимента валеологической направленности. После завершения опытов проводится обсуждение наблюдаемых процессов, в ходе которого учащиеся отвечают на вопросы аналитического характера:

Как вы считаете, почему так произошло?

Где вы можете встретиться с этими веществами, процессами?

Что нового вы сегодня узнали?

Как полученные сегодня знания могут вам пригодиться в повседневной жизни?

После обсуждения результатов эксперимента школьники совместно с учителем или старшеклассниками делают выводы о том, как полученная в ходе наблюдения за экспериментом информация может быть использована в повседневной жизни.

В табл. 1 представлено содержание демонстрационного эксперимента по различным валеологическим направлениям.

Таблица 1 — Виды демонстрационного химического эксперимента валеологической направленности.

Проведение химических вечеров здоровьесберегающей направленности, выполнение валеологических проектов с участием начальной ступени должно стать традицией в каждой школе нашей республики. Может быть, тогда наше подрастающее поколение сможет в недалеком будущем говорить о том, что белорусы — это самая здоровая нация [8,9].

1.2.2 Организация обучения по выполнению химического эксперимента учащимися Достичь развития познавательной деятельности учащихся в процессе выполнения ими химического эксперимента, несомненно, сложнее, чем сформировать у них умения пользоваться химическим языком. Учитель должен постоянно совершенствовать свое мастерство по технике и методике выполнения школьного химического эксперимента, чтобы действительно показывать учащимся образцы действий.

Для этого необходимо учитывать рекомендации к методике выполнения опыта, заранее подбирать реактивы и оборудование. В случае если опыт не получается, необходимо установить причину неудачи, устранить ее. Если опыт не удался во время демонстрации на уроке, необходимо провести его повторно, приучая и учащихся анализировать условия постановки и проведения химического эксперимента. Этим воспитываются внимание к условиям проведения и признакам реакции и убеждения, что для достижения цели работы необходимо точно исполнять инструкцию, быть аккуратным и последовательным в своих действиях.

В дальнейшем, организуя обучение учащихся по выполнению химического эксперимента, учителю необходимо учитывать некоторые общие положения.

1. Планировать на уроках время надо не только для первоначального формирования практических умений учащихся, но и для совершенствования действий, а также для контроля за качеством сформированности этих умений.

2. При опросе, повторении материала и на обобщающих уроках следует выставлять на демонстрационный стол реактивы и приборы, которыми учащиеся пользовались при выполнении лабораторных опытов и практических заданий и которые они видели во время демонстрационного эксперимента учителя, чтобы они могли мысленно представить ранее проведенные опыты.

3. На практических занятиях больше внимания следует обращать на формирование практических умений учащихся, соблюдение ими правил безопасности, правил работы с веществами и приборами, а не только оформлению отчетов о работе.

4. Следует совершенствовать практические умения учащихся и стремится к достижению их познавательной активности. С этой целью надо чаще предлагать им проводить демонстрационные несложные химические опыты, повторяя ранее выполненные ими лабораторные опты, экспериментально решенные задачи или домашние практические задания.

В учебных программах по химии дан перечень умений учащихся, которые необходимо выработать у них в процессе проведения химического эксперимента. Однако разовое выполнение опытов не дает возможности сформировать умение. Этим объясняется то, что нередко даже учащиеся старших классов испытывают затруднения в проведении отдельных опытов, так как они не знают условий или признаков реакций, устройства и назначения широко используемых в школьной химической лаборатории химических приборов или правил работы с ними. Например, они не умеют получить нерастворимые в воде гидроксиды или отфильтровать раствор, не проверяют приборы для собирания газа на герметичность, используют слишком большое количество реактивов, не учитывают правила безопасности и правила работы с химическими реактивами и т. п.

На формирование практических умений, а тем более на их развитие необходимо время. Изыскать его возможно, если осуществлять формирование практических умений учащихся поэтапно, распределяя эту работу по годам обучения. В течение одного года следует развивать и совершенствовать умения, необходимые для выполнения химического эксперимента определенного вида.

Так, учащиеся VIII класса должны знать правила работы с конкретными веществами; назначение химической посуды, простейших приборов и оборудования и правила безопасности при обращении с ними: правила работы в химическом кабинете, на рабочем месте; правила оформления наблюдений при проведении химического эксперимента и экспериментальном решении задач.

Они должны уметь использовать по назначению химическую посуду (пробирки, стаканы, фарфоровые чашки, ступки, мерная посуда, колбы), оборудование (нагревательные приборы, металлические штативы, весы и разновесы) и соблюдать правила работы с веществами и приборами; растворять вещества, нагревать, смешивать, фильтровать; обращаться с кислотами, щелочами, готовить растворы с определенной массовой долей вещества; собирать приборы для получения газов из готовых деталей и предложенного оборудования и наполнять сосуды газами вытеснением воздуха и воды, доказывать, что собраны именно эти газы; выполнять предусмотренные программой лабораторные опыты, оформлять наблюдения и результаты химического эксперимента, делать обобщающие выводы, распознавать вещества с помощью качественных реакций, решать качественные задачи экспериментально.

Полученные знания и выработанные умения учащихся по выполнению химического эксперимента получают дальнейшее развитие в IX классе.

Учащиеся IX класса должны уметь собирать приборы для получения газов, получать в них газы, проверять наличие собранного газа и демонстрировать его свойства; выполнять практические задания по инструкции и оформлять отчеты по ним; проводить демонстрационно предусмотренные программой лабораторные опыты; решать задачи экспериментально, подтверждая свои знания химическими опытами; определять ионы с помощью качественных реакций; распознавать важнейшие минеральные удобрения.

Учащиеся X и XI классов должны знать правила работы с изученными приборами, оборудованием и органическими веществами, уметь выполнять индивидуально лабораторные опыты и практические задания, решать задачи экспериментально и распознавать с помощью предусмотренных программами качественных реакций органические вещества, а также наиболее распространенные пластмассы и химические волокна.

Для запоминания способов практических действий в течение учебного года следует предлагать учащимся аналогичные упражнения по каждому виду химического эксперимента. Переход от одного вида химического эксперимента к другому (как в течение одного учебного года, так и на протяжении всех лет обучения) следует рассматривать как задания различной степени трудности, так как при выполнении лабораторных опытов и практических заданий, а тем более в процессе мысленного или демонстрационного ученического эксперимента учащиеся совершенствуют действия различной сложности и требующие разной степени самостоятельности.

Таблица 2 — Показатели сформированности умений осуществлять химический эксперимент и соответствующие им уровни развития этих умений

Для определения уровня сформированности практических умений у учащихся, к которым отнесены выполнение лабораторных опытов и практических заданий, осуществление эксперимента демонстрационно и мысленно, оформление его в устной и письменной форме, можно воспользоваться таблицей.

Практические умения Ш (высшего) уровня означают действия наибольшей сложности и требуют большей самостоятельности в процессе выполнения любого вида химического эксперимента.

Основное отличие умений II уровня (среднего) от умений Ш уровня состоит в неполноте выполнения и оформления эксперимента.

Практические умения I (низкого) уровня отличаются от умений II уровня сложностью. Возможно допущение отдельных существенных ошибок в ходе эксперимента и его оформлении.

Отсутствие практических умений — 0 (нулевой) уровень — проявляется в несамостоятельности действий, наличии существенных практических и логических ошибок. При этом без посторонней помощи цель эксперимента не достигается.

Химический эксперимент должен быть средством приобретения знаний, а не только иллюстрацией к теоретическим положениям.

Учителю химии необходимо овладеть не только техникой и методикой демонстрационного эксперимента, но и ученическим экспериментом. Иногда могут не удаваться самые простые опыты, когда не соблюдается необходимая концентрация реагирующих веществ в растворах или не учитываются условия проведения химических реакций. Вот почему следует до тонкости изучить простые пробирочные опыты, чтобы руководить в классе проведением ученического эксперимента, оказывать помощь учащимся.

1.3 Формирование экспериментальных умений у учащихся 8 класса Наиболее важным для формирования экспериментальных умений у учащихся является курс 8 класса. Содержание этого курса насыщено заданиями, которые требуют проведения химического эксперимента.

Основная задача курса — ознакомление учащихся с понятиями вещество, химическая реакция, химическое оборудование; развитие этих понятий, выработка умений проведения простейшего химического эксперимента, элементарных исследований веществ и их свойств. Содержание заданий химического эксперимента должно быть подобрано таким образом, что позволило бы использовать иллюстративный и частично-исследовательский методы.

Систему построения химического эксперимента в 8 классе по формированию основных понятий посредством проведения лабораторных опытов и практических работ выглядит следующим образом.

I. Вещество Лабораторные опыты Лабораторный опыт 1. «Изучение физических свойств различных веществ».

Понятие «вещество» начинает формироваться уже с первого урока химии при выполнении лабораторного опыта «Изучение физических свойств различных веществ». Он является как бы стартовым для проведения химического эксперимента, подтверждая формулировку «Химия — это наука о веществах…». Выполнение опыта предваряется демонстрацией различных химических веществ, при которой в результате беседы с учащимися с привлечением их жизненного опыта определяются некоторые основные свойства веществ: запах, агрегатное состояние, блеск, растворимость в воде, твердость. Другие свойства — электропроводность, теплопроводность, растворимость газов в воде, температура кипения, плавления, плотность — требуют особого оборудования и могут быть также продемонстрированы на уроке. Так, например, во время беседы о физических свойствах, изучаемых с помощью приборов, можно провести опыты по измерению плотности жидкостей при помощи ареометра. Учащимся следует показать, как определять запах неизвестного газа или жидкости, ознакомить с другими правилами проведения работ и поведения в кабинете химии для обеспечения безопасности выполнения лабораторного опыта.

Выполнение лабораторного опыта может быть проведено для закрепления изученного материала. Поставив перед учащимися цель — изучить свойства предложенных веществ, учитель должен познакомить их с оборудованием и веществами, размещенными на ученических столах, обсудить порядок проведения работы. Описание порядка проведения опыта имеется в учебном пособии. Далее учащиеся работают самостоятельно при постоянном контроле учителя. Для выполнения опыта потребуется примерно 15 минут. Учитывая то, что это первая ученическая экспериментальная работа, следует обратить внимание на составление отчета о ее проведении. Заполнение таблицы позволит сделать отчет с минимальными затратами времени. Несколько подробнее предлагается составить отчет в тетради на печатной основе, использование которой не только экономит время, но и позволяет четко определить перечень общих физических свойств веществ (агрегатное состояние, запах, плотность относительно воды, растворимость), сформулировать вывод о результатах наблюдений.

Практические работы Практическая работа 1. «Приемы обращения с простейшим оборудованием. Правила поведения и работы в химическом кабинете. Разделение однородной и неоднородной смеси».

На уроке должны быть решены такие учебные задачи, как: а) закрепление знаний о чистых веществах и смесях; б) приобретение умений выполнять действия, связанные с процессами нагревания, фильтрования (выпаривания); в) обучение умению применять полученные знания на практике. Учащиеся производят разделение твердых растворимых в воде веществ от нерастворимых (растворимых твердых веществ от растворителя — воды), применяя знания о свойствах различных веществ.

Чтобы практические действия учащихся были осмысленными, необходимо определить основные этапы выполнения работы, указав на их описание в учебном пособии. Занятия могут быть проведены в индивидуальной, парной или групповой форме. Учащиеся могут выполнить предложенные действия по разделению неоднородной смеси воды и песка методом фильтрования. В этом случае им можно предложить разделить однородную смесь соли и воды методом выпаривания. Таким образом можно достичь максимальной индивидуализации обучения проведению химического эксперимента. Первая практическая работа всегда является событием для учащихся, поэтому, обнаружив оборудование на учебном столе, они начинают активно знакомиться с ним, спешат приступить к активным действиям, плохо слушая объяснения учителя. Очень важно на первой же работе четко организовать класс: дать указание приступать к практическим действиям только с разрешения учителя. Учитель и лаборант в ходе самостоятельной работы учащихся должны внимательно следить за действиями учащихся, оценивать практические умения.

II. Химические реакции (явления).

Ознакомление с химическими реакциями начинается уже с первого урока, когда учитель предлагает учащимся посмотреть химические явления при демонстрации нескольких эффектных химических реакций. На данном этапе важно, чтобы учащиеся отметили общую картину превращения одних веществ в другие, заинтересовались химией как предметом, обучающим умению проводить такие превращения веществ.

Лабораторные опыты Лабораторный опыт 1. «Действие кислот на индикаторы».

Проведение данного лабораторного опыта позволит развить представления учащихся о свойствах конкретных веществ — кислот, закрепить знания о признаках химических реакций, умение обращаться с химическими веществами.

Отчет по данному лабораторному опыту не требует составления уравнений протекающих реакций, однако при его выполнении учащиеся должны провести шесть небольших исследований: действие двух кислот (серной и соляной) на три индикатора — лакмус, метилоранж, универсальный индикатор (индикаторная бумага). Для более рационального использования учебного времени учитель может предложить учащимся выполнить опыт по вариантам, например: первый вариант исследует действие соляной кислоты на индикаторы, а второй — серной. Затем учащиеся обмениваются результатами исследований и отмечают общее свойство кислот — изменять окраску индикаторов.

Отчет о результатах опыта лучше представить в виде сводной таблицы, в тетрадях на печатной основе можно предложить раскрасить рисунки.

Ш. Лабораторное оборудование.

Под лабораторным оборудованием, необходимым для успешного эксперимента, подразумевается химическая посуда, нагревательные приборы, лабораторный штатив, приборы. Ознакомление с оборудованием начинается с первого урока. Учитель демонстрирует учащимся основное оборудование кабинета, говоря о его назначении, при подготовке к проведению практической работы 1.

Практическая работа 1. «Приемы обращения с простейшим оборудованием. Правила поведения и работы в химическом кабинете. Разделение однородной и неоднородной смеси».

Выполнение данной работы позволяет учащимся не только познакомиться с важнейшим оборудованием, но и выполнить некоторые практические операции: зажигание и гашение спиртовки, нагревание воды, измерение объема жидкости, использование фильтра для разделения смеси. В ходе работы необходимо не просто познакомить учащихся с оборудованием, но выработать умение распознавать и правильно называть нагревательные приборы, измерительную посуду и посуду для проведения химических реакций.

1.4 Функциональное применение проблемного эксперимента в интенсивном обучении химии химический эксперимент обучение В процессе обучения химии школьный эксперимент выполняет ряд важнейших функций: эвристическую, корректирующую, обобщающую и исследовательскую.

Перечисленные функции химического эксперимента проявляются при выполнении опытов проблемного характера. Именно проблемный эксперимент дает возможность не только устанавливать новые факты, но также исправлять ошибки в знаниях учеников, уточнять и корректировать понимание учащимися отдельных вопросов курса химии. В процессе выполнения проблемных опытов ученики довольно часто приходят к выводам обобщающего характера, а также развивают свои исследовательские умения и навыки.

В обучении химии проблемный эксперимент может осуществляться как демонстрационным способом, так и в процессе выполнения учениками некоторых лабораторных опытов и практических занятий. Принципиальное отличие ученических опытов проблемного характера от обычных лабораторных работ заключается в том, что проблемные опыты проводятся не по заданной инструкции, а имеют творческий характер. Ведь хорошо известно, что выполнение лабораторных опытов по инструкции значительно снижает степень самостоятельности учащихся и затрудняет учет их индивидуальных особенностей. Решение же доступных для учеников экспериментальных проблем побуждает к проявлению самостоятельности, развивает творческие способности.

Ученики, наблюдая проблемный эксперимент, поставленный учителем, или выполняя его самостоятельно, учатся выдвигать гипотезы, составлять план исследования, проводить обработку полученных результатов и формировать выводы.

Таким образом, систематическое и целенаправленное использование проблемных экспериментов на уроках химии может служить эффективным средством обучения и развития учащихся.

Не каждый опыт может быть использован на уроке для создания проблемной ситуации. Выделяют основные требования к тем опытам, с помощью которых можно ставить и решать различные учебные проблемы, а именно: содержание опытов должно опираться на известные ученикам явления и закономерности; проведению проблемных опытов должен предшествовать показ других опытов, подводящих к пониманию проблемы; опыт, с помощью которого ставится проблема, должен вызывать интерес, возбуждая любознательность учеников.

Большую ценность для формирования творческих способностей учащихся представляют лабораторные опыты проблемного характера. Выполняя их самостоятельно, ученики убеждаются в том, что именно эксперимент является главным источником химических знаний, средством подтверждения или опровержения выдвигаемых гипотез. Оперируя данными самостоятельно проведенного эксперимента, теоретически его осмысливая, ученики значительно углубляют свои знания по химии и приобретают навыки творческого подхода к решению проблем.

Пример организации и проведения проблемного лабораторного эксперимента в 9 классе.

Опираясь на ряд напряжений металлов, ученики составляют следующее уравнение реакций:

3AgNO3 + Fe = Fe (NO3)3 + 3Ag.

К данному моменту учащиеся уже освоили весь теоретический материал школьного курса неорганической химии, имеют достаточные навыки в проведении лабораторных опытов. Поэтому перед учениками может быть поставлен следующий проблемный вопрос: может ли серебро взаимодействовать с раствором нитрата железа (Ш)? Ученики, как правило, отвечают отрицательно. Свой ответ они мотивирует тем, что серебро в ряду напряжений находится правее железа и не может его вытеснять из раствора соли. Кроме того, они вспоминают о малой химической активности серебра, указывая на то, что серебро не окисляется кислородом, не взаимодействует с растворами соляной и серной кислот.

С целью выяснения отношения серебра к раствору нитрата железа (Ш) учитель предлагает провести лабораторий эксперимент. Для этого на столы учеников выдаются пробирки с очень тонким слоем серебра на стенках, которые обычно остаются в кабинете химии после проведения реакции «серебряного зеркала» в 10 классе. В эти пробирки ученики должны прилить 3−5 мл 1 М раствора нитрата железа (Ш). Довольно быстро начинается процесс растворения серебра, и через 3−5 минут ученики убеждаются в том, что стенки пробирки полностью освобождаются от зеркального налета.

Проделанный опыт ставит учащихся в тупик, так как противоречит их предположениям о возможности протекания данной реакции. Создается проблемная ситуация, в основе которой — противоречие между экспериментом с неожиданными результатами и представлениями учащихся об отношении металлов к растворам солей. Ученикам предлагается выдвинуть гипотезу, объясняющую результаты опыта, и дать ее теоретическое обоснование.

Для того чтобы гипотеза была выдвинута правильно, учитель должен предложить ученикам актуализировать знания о свойствах ионов и, в частности, о высокой окислительной способности иона Fe3+ в растворе. Вспомнив данный материал, ребята могут выдвинуть следующую гипотезу: растворение серебра происходит потому, что ионы Fe3+, имея высокий заряд и небольшой радиус, окисляют атомы серебра, восстанавливаясь при этом до ионов Fe2+.