Статья" ОРГАНИЗАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПРИ ФОРМИРОВА-НИИ УМЕНИЙ ПРОВОДИТЬ ХИМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ"
статья по химии на тему

ОРГАНИЗАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ УМЕНИЙ ПРОВОДИТЬ ХИМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

Развитие и образование ни одному человеку не могут быть даны или сообщены. Всякий, кто желает к ним приобщиться, должен достигнуть этого собственными силами, собственным напряжением

А. Дистерверг

Самостоятельной  работе учеников в рамках образования необходимо уделять гораздо больше внимания. Эффективность обучения во многом зависит от того, насколько сильна мотивация учения и на что направлена данная самостоятельная деятельность. Чтобы успешно учиться, необходимо, во-первых, желание это делать, т.е. переживание эмоционального подъема, интерес и отсутствие беспокойства, скуки, однообразия. Во-вторых, необходимо осознание ценности полученных знаний для успешной будущей профессиональной деятельности.

Условия, связанные с мотивацией обучения: переживание эмоционального подъема (бодрость, удивление, интерес, радость, удовольствие); стремление расширить и углубить знания по изучаемой дисциплине; осознание значимости изучаемых дисциплин для формирования профессионально важных качеств.

Современные тенденции повышения эффективности образования обуславливают поиск путей активизации деятельности обучаемых, развития их самостоятельности и инициативы. При новой парадигме образования преподаватель выступает не в традиционной форме распространителя информации, а в роли советчика, консультанта.

Индивидуализации учебной деятельности способствуют: знания реальных учебных возможностей и индивидуальных особенностей ученика, соразмерность учебных задач и реальных его возможностей.

Самостоятельная работа - одна из важнейших частей учебного процесса, направленная на повышение познавательной активности и самостоятельности. Под самостоятельной работой мы понимаем планируемую работу учеников, включаемую в процесс их обучения, выполнение которой осуществляется при методическом руководстве преподавателя. Основными показателями эффективности самостоятельной работы является активность и самостоятельность, проявляющаяся в их познавательной деятельности.

Самостоятельная работа-способ активного, целенаправленного приобретения  учеником новых для него знаний и умений без непосредственного участия в этом процессе преподавателя. Задачей преподавателя является осуществление перевода ученика из пассивного потребителя знаний в активного их творца, умеющего сформулировать проблему, проанализировать пути ее решения, найти эффективное решение, оптимальный результат и доказать его правильность. Активная самостоятельная работа возможна только при наличии серьезной и устойчивой мотивации. Некоторые факторы, влияющие на ее эффективность: полезность выполняемой работы: участие в олимпиадах и научно-исследовательской работе, состязательность в обучении, индивидуализация и дифференциация заданий. Сформированность системы знаний и умений самообразовательной деятельности становится определенным гарантом успешной личности и ее самореализации в современном обществе.

Химик требуется не такой, который только бы  из одного чтения книг понял сию науку, но который собственным искусством в ней прилежно упражнялся.

                               М.В. Ломоносов

ОРГАНИЗАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ УМЕНИЙ ПРОВОДИТЬ ХИМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

Изучение опыта работы учителей химии показывает, что в период освоения новых программ химическому эксперименту нередко отводилось слишком мало учебного времени для того, чтобы сформировать у учащихся определенные практические умения. Химия – наука экспериментальная. Усиление теоретической стороны содержания современного школьного курса не означает ослабления внимания к химическому эксперименту. Напротив, в школьных условиях необходимо вести поиск различных форм экспериментального подтверждения теорий и законов, изучаемых учащимися, а также шире применять приемы и методы обучения, которые соответствуют самостоятельному осуществлению учащимися химического эксперимента.

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

Химический эксперимент занимает важное место в обучении химии. Особенность его как средства познания состоит в том, что в процессе наблюдений и при самостоятельном выполнении опытов учащиеся не только быстрее усваивают знания о свойствах вещества и химических процессах, но и учатся подтверждать знания химическими опытами, а также приобретают умение работать самостоятельно. Через наблюдение и опыт учащиеся познают многообразие природы веществ, накапливают факты для сравнений, обобщений, выводов. Ученик, 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 людей.

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

Раскрытие познавательного значения каждого опыта следует считать важнейшим требованием к химическому эксперименту.  

В программах по химии обозначены обязательные демонстрационные опыты учителя, лабораторные опыты, выполняемые учащимися, раскрыто содержание практических работ.

Демонстрационным называют эксперимент, который проводится в классе учителем, лаборантом или иногда одним из учеников. Этот эксперимент учитель использует в начале курса, когда учащиеся еще не имеют навыков работы по химии, с целью научить их наблюдать процессы, приемы работы, манипуляции. Это делается, чтобы возбудить интерес к предмету, начать формирование практических умений, ознакомить их с видом химической посуды, приборов, веществ и др. Демонстрационный эксперимент применяется тогда, когда он слишком сложен для самостоятельного выполнения учащимися. Общеизвестны требования к демонстрационному эксперименту: наглядность, простота, надежность, безопасность эксперимента, необходимость объяснения эксперимента, правильная техника его выполнения.

В процессе демонстрирования осуществляются три функции учебного процесса: образовательная, воспитывающая 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 применение химии. С его помощью перед учениками ставят познавательные проблемы, выдвигают гипотезы, проверяемые экспериментально. Он помогает также закреплению и применению материала.

Ученический эксперимент-это вид самостоятельной работы. Эксперимент не только обогащает учащихся новыми знаниями, понятиями, умениями, навыками, но и является способом проверки истинности приобретенных или знаний, способствует более глубокому пониманию и усвоению материала. Он позволяет более полно осуществлять принцип политехнизма - связь с жизнью, с практической деятельностью. Ученический эксперимент разделяют на лабораторные опыты и практические занятия. Они различаются по дидактической цели. 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, проводятся в конце изучения темы и служат для закрепления и совершенствования, конкретизации знаний, формирования практических умений, совершенствования уже имеющихся умений и навыков учащихся. На практических занятиях умения совершенствуются, учащиеся выполняют работу самостоятельно, пользуясь инструкцией, чаще проводят опыты индивидуально.

Выполнение ученического эксперимента с точки зрения процесса учения должно проходить по следующим этапам:

1. Осознание цели опыта.

2. Изучение веществ.

3. Сборка или использование готового прибора.

4. Выполнение опыта.

5. Анализ результатов и выводы.

6. Объяснение полученных результатов и составление химических уравнений.

Составление отчета.

Ученик должен понимать, для чего он делает опыт и что он должен сделать, чтобы решить поставленную перед ним проблему. Он изучает вещества органолептических  или с помощью приборов и индикаторов, рассматривает детали прибора или сам прибор.

Выполнение опыта требует владения приемами и манипуляциями, умения наблюдать и замечать особенности хода процесса, отличать важные изменения от несущественных.

После анализа работы, который каждый учащийся должен сделать самостоятельно, он делает вывод на основе соответствующей теоретической концепции. После выполнения опыта учащийся должен составить отчет, который учит точному и краткому формулированию мысли, правильной записи.

Выработке умений и навыков уделяется очень большое внимание на практических занятиях. Уже с самых первых этапов изучения химии закладываются основы практических умений, которые в последующих классах получают развитие и совершенствуются.

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

Инструкция – это ориентировочная основа деятельности учащихся. В ней подробно в письменном виде изложен каждый этап выполнения опытов, оговариваются даже возможные ошибочные действия учащихся и даются указания, как их избежать. В ней содержится информация и о мерах безопасности при выполнении работы. Инструкции к лабораторным опытам и практическим работам должны быть четкими, последовательными. Однако для выполнения работы только письменной инструкции недостаточно, необходим грамотный, четкий показ лабораторных приемов и манипуляций в процессе предварительной подготовки к практической работе.

Я хочу показать, как организую самостоятельную работу суворовцев при поэтапном формирование умений проводить химический эксперимент при изучении темы «Электролитическая диссоциация».

Урок № 1.     Электролиты и неэлектролиты

Провожу демонстрационный опыт по изучению электропроводимости веществ с ионной связью, ковалентной сильнополярной или слабополярной связью .Ученики вовлекаются в объяснение демонстрационных опытов, результаты наблюдений записывают в таблицу:

Проверка электрической проводимости веществ и их растворов

Урок № 2.     Основные положения теории электролитической диссоциации. Диссоциация солей, щелочей,

кислот.

Одна из целей урока – начать формирование умений проводить лабораторные опыты под руководством учителя  .

При  изучении реакций диссоциации  кислот, щелочей и основании ученики проводят простейшие лабораторные опыты по исследованию среды растворов разных кислот, щелочей и солей с помощью универсальной индикаторной бумаги по устным указаниям учителя, описывают наблюдения, определяют среду раствора, составляют уравнения реакции диссоциации, делают вывод об обусловленности реакции среды наличием конкретных ионов, выявляют общие ионы, образующиеся при диссоциации кислот, щелочей. Затем ученикам предлагается более сложный вид химического эксперимента – «мысленный», осуществляемый в уме.: ученики мысленно представляют, какие  процессы происходят в растворах предложенных электролитов, какие ионы образуются, предсказывая реакцию среды и изменения окраски индикатора.

 Урок № 5.      Обратимые и необратимые реакции.

Урок провожу в форме беседы с использованием демонстрационных и лабораторных опытов и организацией самостоятельной работы учеников по составлению уравнений реакций. После знакомства с обратимыми и необратимыми реакциями  провожу демонстрационный опыт по выявлению условий протекания реакции ионного обмена (реакция нейтрализации). После этого ученики, следуя моим указаниям и наблюдая за моими действиями, проводят лабораторные опыты (взаимодействие раствора гидроксида натрия с раствором сульфата меди (II) и взаимодействие раствора карбоната натрия с раствором хлороводородной кислоты). Это уже более сложный вид лабораторного опыта, чем проводимый ими на предшествующем уроке.

После проведения каждого опыта ученики описывают наблюдения, составляют молекулярные и ионные уравнения осуществляемых реакций. На основании проделанных опытов  формулируют и записывают обобщающий вывод о протекании реакции обмена до конца.

Урок № 7

Химические свойства кислот в свете теории электролитической диссоциации и представлений об окислительно-восстановительных реакциях

Повторив уже знакомые ученикам  химические свойства         кислот, рассматриваем эти свойства на новом теоретическом уровне – на основе теории диссоциации. На этом уроке уделяю особое внимание самостоятельной работе  как по проведению лабораторных опытов, так и по отработке умений составлять уравнения реакций.

Если на предыдущем уроке учащиеся проводили лабораторные опыты, следуя моим устным указаниям и наблюдая за моими действиями (работа по аналогии), то проведение лабораторных опытов по инструкции требует гораздо большей самостоятельности. Инструкция по проведению лабораторных опытов приведена ниже.

ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ ОПЫТОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КИСЛОТ

ПОМНИ о необходимости соблюдения правил техники безопасности:

- будь аккуратен и внимателен;

- рационально размести реактивы на подносе;

- работай с малыми количествами реактивов;

- не клади стеклянные трубочки на поднос;

- после завершения работы приведи в порядок свое рабочее место;

- после завершения урока (особенно перед приемом пищи) тщательно помой руки с мылом.

Опыт 1: С помощью универсальной индикаторной бумаги определите среду в растворах азотной и серной кислот.

Опыт 2: В пробирку с помощью стеклянной трубочки налейте небольшое количество (примерно 0,5 мл) раствора хлорида бария, добавьте такое же количество раствора серной кислоты. Что при этом наблюдаете? Составьте уравнения химических реакций в молекулярном, ионном и сокращенном виде. Объясните, почему эта реакция идет до конца.

Опыт 3: Налейте в пробирку небольшое количество раствора карбоната натрия, добавьте такое же количество раствора азотной кислоты. Что при этом наблюдаете? Составьте молекулярное, полное и сокращенное ионное уравнения реакции. Объясните, почему эта реакция идет до конца.

Опыт 4: Осторожно поместите в пробирку гранулу цинка и налейте примерно 1 мл раствора серной кислоты. Что при этом наблюдаете? Составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции (полный электронный баланс).

Опыт 5: В пробирку налейте небольшое количество раствора гидроксида калия, добавьте несколько капель фенолфталеина. Что при этом наблюдаете? Прилейте по каплям раствор хлороводородной кислоты. Какими изменениями сопровождается реакция? Составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции (полный электронный баланс).

Проводя опыты, ученики устно описывают свои наблюдения, на местах и у  доски  составляя  молекулярные и ионные уравнения реакций, а также уравнения ОВР, объясняют возможность протекания реакций.

Урок № 8. Химические свойства солей в свете теории электролитической диссоциации и представлений об окислительно-восстановительных реакциях

Урок провожу в форме беседы с использованием лабораторных опытов учеников. Все опыт учащиеся, следуя инструкции, проводят самостоятельно. Деятельность преподавателя заключается в контроле за их деятельностью и оказанию необходимой помощи.

ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОВЕДЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ ОПЫТОВ

ПРИ ИЗУЧЕНИИ ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СОЛЕЙ

ПОМНИ о необходимости соблюдения правил техники безопасности:

- будь аккуратен и внимателен;

- рационально размести реактивы на подносе;

- работай с малыми количествами реактивов;

- не клади стеклянные трубочки на поднос;

- после завершения работы приведи в порядок свое рабочее место;

- после завершения урока (особенно перед приемом пищи) тщательно помой руки с мылом.

ОПЫТ 1. В пробирку с помощью стеклянной трубочки налейте небольшое количество (примерно 0,5 мл) раствора гидроксида натрия, добавьте такое же количество раствора сульфата меди (2). Что при этом наблюдаете? Составьте молекулярные и ионные уравнения химических реакций . Объясните, почему эта реакция идет до конца.

ОПЫТ 2. В пробирку с помощью стеклянной трубочки налейте небольшое количество (примерно 0,5 мл) раствора гидроксида калия, добавьте такое же количество раствора хлорида железа (3). Что при этом наблюдаете? Составьте молекулярные и ионные уравнения химических реакций . Объясните, почему эта реакция идет до конца.

ОПЫТ 3. В пробирку с помощью стеклянной трубочки налейте небольшое количество (примерно 0,5 мл) раствора карбоната натрия, добавьте такое же количество раствора азотной кислоты. Содержимое пробирки перемешайте. Что при этом наблюдаете? Составьте молекулярные и ионные уравнения химических реакций. Объясните, почему эта реакция идет до конца.

ОПЫТ 4. В пробирку с помощью стеклянной трубочки налейте небольшое количество (примерно 0,5 мл) раствора серной кислоты, добавьте такое же количество раствора хлорида бария. Что при этом наблюдаете? Составьте молекулярные и ионные уравнения химических реакций. Объясните, почему эта реакция идет до конца.

Урок № 12         Практическая работа №1 по теме

                «Электролитическая диссоциация»

В процессе изучения курса химии формирование практических умений учащихся происходит постепенно по нарастающей степени сложности. Формирование умений начинается с демонстрации химического эксперимента учителем. В демонстрационных опытах учитель показывает учащимся образцы химического экспериментирования, иллюстрирует правила работы с химическим оборудованием и реактивами, объясняет правила соблюдения техники безопасности, учит описывать наблюдения, разбирает способы оформления наблюдений и результатов работы.

Далее формирование простейших умений осуществляется при выполнении учениками простейших лабораторных опытов, в ходе которых отрабатываются способы действий. Вначале суворовцы проводят простейшие опыты по аналогии, затем по подробной инструкции (причем, количество проводимых опытов и уровень их сложности постепенно от урока к уроку возрастает), как было показано ранее. При выполнении лабораторных опытов учащиеся могут работать парами, помогая друг другу.

На практических занятиях умения получают дальнейшее развитие, ученики выполняют работу самостоятельно, пользуясь инструкцией, в которой сформулировано задание, что сделать, но не указаны способы действий, опыт проводится индивидуально каждым учеником.

При экспериментальном решении химической задачи ученик должен самостоятельно применить знание и умение, выбрать способ решения задачи. Так обеспечивается развитие познавательной деятельности учащихся в процессе выполнения ими химического эксперимента.

Приведу примеры заданий, используемых в данной практической работе.

Вариант 1

1. Проделать реакции между растворами:

Гидроксида калия и серной кислоты

Хлорида меди (II) и гидроксида натрия

Гидроксида натрия и серной кислоты.  

Написать ионные уравнения реакций и дать объяснения

2. Даны растворы нитрата свинца/11/,  карбоната калия, хлорида калия. Каждый раствор исследуйте универсальной индикаторной бумагой и дайте объяснения полученным результатам. Напишите ионные уравнения реакций.
3. Пользуясь имеющимися на столе реактивами, получите сульфат бария. Напишите молекулярные и ионные уравнения реакции и дайте объяснения.

Вариант 2

1. Проделать реакции между растворами:

Карбоната натрия и хлорида цинка

Сульфата  железа (III) и гидроксида калия

Гидроксида натрия и азотной  кислоты.  

Написать ионные уравнения реакций и дать объяснения

2. Даны растворы хлорида алюминия,  сульфида натрия, хлорида кальция. Каждый раствор исследуйте универсальной индикаторной бумагой и дайте объяснения полученным результатам. Напишите ионные уравнения реакций.
3. Пользуясь имеющимися на столе реактивами, получите гидроксид меди (II). Напишите молекулярные и ионные уравнения реакции и дайте объяснения. 

При выполнении этой практической работы также используется уровневая дифференциация по степени сложности материала, по скорости выполнения задания, по объему материала.

Так, ученики со слабосформированными умениями, невысоким уровнем полученных знаний успевают выполнить первое задание, и, частично, второе. Более подготовленные ученики при выполнении второго задания, кроме ионных уравнений реакций гидролиза,  составляют и молекулярные, объясняют полученные результаты. Как показывает опыт, с третьим заданием справляется лишь небольшая часть учеников, обладающих умениями быстро и правильно проводить опыты, составлять уравнения реакций, описывать наблюдения и правильно оформлять результаты эксперимента, делать выводы по работе. Кроме того, третье задание является экспериментальной задачей, решение которой, как отмечено выше, требует более высокого уровня знаний и умений.

Сформированные при изучении данной темы практические умения продолжают развиваться и совершенствоваться при дальнейшем изучении курса неорганической , органической и общей химии, повышая развивающий эффект обучения.