Навчальний хімічний експеримент на уроках хімії (дидактичні функції)

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 + H2О. (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 експериментального процесу 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 є естетика 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]

Страницы: 1, 2, 3, 4