Навчальний хімічний експеримент на уроках хімії (дидактичні функції)

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 повинно відволікати 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 учня в процесі виконання й оформлення роботи з використанням експерименту.

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.

Страницы: 1, 2, 3, 4