Исследовательский метод в изучении химии
статья по химии (8, 9, 10, 11 класс)

Исследовательский метод в изучении химии

    Современный учитель химии скорее педагог, чем предметник, так как сегодня нельзя «уходить с головой» в щелочи и кислоты, а учебный предмет химия должен помочь учащимся в реальной жизни. При этом изменяется традиционная роль учителя - проводника, он становится для своих учеников учителем – консультантом. А это органично сочетается с исследовательским методом обучения учащихся.

    Главная цель формирования исследовательской деятельности – помочь учащимся освоить научный способ познания действительности.

Проведенный мною опрос учащихся 8-11 классов показал, что большинство (70 %) желает заниматься исследовательской деятельностью. Как же помочь каждому ребенку реализовать себя на этом поприще?

Я хочу поделиться своим опытом работы по воспитанию юных исследователей.

воспитание творческих способностей

Психологами выявлено, что личность обладает творческим мышлением, если она: способна комбинировать информацию, определять причинно-следственные связи, планировать и выполнять практическую деятельность. Воспитание творческих способностей личности возможно лишь в том случае, если в процессе обучения преобладают творческие задания.

Для своих учащихся разработал различные творческие задания. Например: составить материалы для игры «Четвертый лишний». Учащиеся должны выбрать лишнее и объяснить, почему они так поступили. Так выглядят эти задания:

(задания на слайде)

• «Вода, железо, стул, медь» – 8 класс,
• «СаО + Н2О =, Al + O2 =, С + О2 =, Mg + S =» – 9 класс (ОВР),
• «Н2О, СH4, СаО, СО2» – 10 класс (Хим. связь),
• «С2H4, СH4, С2H6, С5H12» – 11 класс

С большим удовольствием учащиеся всех классов работают над созданием презентаций по разным темам.

Также ребятам 8-9 классов предлагаю составить химические сказки.

Например, при изучении темы «Вода» предлагаю составить сказку о путешествии капельки воды из села Гамалеевка.

Дополнительно можно усложнить задание, предложив учащимся составить доброе путешествие, когда вода в трех состояниях приносит пользу (укрывает посевы от морозов зимой, дает влагу растениям) людям и природе и наоборот (кислотные дожди, щелочные дожди и т.п.)

Учащиеся, имеющие математический склад ума, с удовольствием составляют различные задачи с экологическим содержанием. Например, задача, составленная ученицей 9 класса по теме «Кислород» свидетельствует о ее глубоких знаниях

Текст задачи: «Интенсивность движения автомобильного транспорта по федеральной трассе «Оренбург – Самара» в среднем 1500 автомобилей в сутки. Около 40 % транспорта составляют грузовые автомобили, потребляющие в среднем в 2,5 раза больше топлива, чем легковые автомобили. Протяженность трассы в черте села Гамалеевка составляет 3,5 км. Определите, сколько кислорода и воздуха сгорает за

сутки вблизи трассы, если автомобили в среднем сжигают 0,5 л кислорода за 1 км пути».

исследовательские задания

Исследовательские задания – это творческие задания, при выполнении которых проводится теоретическое и/или экспериментальное исследование проблемы. При выполнении исследовательских заданий учащиеся создают элементы субъективно новых знаний (новых для себя).

Формы заданий могут быть разными: нестандартные задачи или задания, требующие от учащихся самостоятельного сбора данных. Исследовательские задания удачно вписываются в общую структуру учебного процесса.

Так, например, в 9 и 10 классе в теме «Коррозия металлов» уместно предложить следующее задание: Возьмите три стакана и три железных гвоздя. В первый – пустой стакан – положите гвоздь. Во второй стакан налейте воду и опустите гвоздь. В третий стакан налейте кипяченую воду, опустите гвоздь и плотно накройте. Через сутки посмотрите результат и сделайте вывод.

Ребята с удовольствием выполняют такое домашнее исследование.

Практические работы – неотъемлемая часть процесса обучения химии. Выполнение практических работ обеспечивает формирование умений применять теоретические знания на практике, вооружает умениями, такими, как наблюдение, анализ и сопоставление проведенных экспериментов, установление причинно-следственных связей, чтение и анализ статистических материалов и т.п. Практические работы способствуют воспитанию у школьников исследовательских навыков, трудолюбия, развитию самостоятельности, формированию критического мышления.

Так, например, в 8 классе в теме «Чистые вещества и смеси» учащиеся с большим интересом выполняют практическую работу «Очистка поваренной соли», где учащимся необходимо самим предложить способ очистки соли.

Для экономии времени на уроке разрабатываю инструктивные карточки по выполнению практических работ.

Особый интерес у учащихся вызывают практические работы экспериментального характера. Например, в 10 классе это экспериментальные задачи по теме «Вещества и их свойства»

Задание 1. Экспериментально докажите, что выданное вам вещество – серная кислота, хлорид железа III, фосфат натрия, сульфат цинка и др.

Задание 2. Экспериментально определите, какой из металлов – цинк или медь – находится в электрохимическом ряду напряжений до водорода.

Например, в 11 классе в теме «Решение экспериментальных задач» предлагаются такие задания:

Задание 1. Выданы пробирки с: а) этиловым спиртом; б) раствором глицерина; в) раствором уксусной кислоты; г) раствором ацетата натрия. Определите химическим способом каждое из указанным веществ.

Задание 2. Докажите опытным путем, что в спелых фруктах содержится глюкоза.

  Приветствуются и коллективные ученические работы. В 9 классе обычно проводим исследование на тему «Вода и ее потребление в сельском доме». Учащимся предлагается определить, сколько литров воды они потребляют в день. Такая коллективная работа положительно влияет на мотивационную сторону обучения.

При работе с одаренными учащимися целесообразно предложить задания повышенной сложности. Эта система включает в себя:

• задания на группировку объектов;
• задания на поиск причинно-следственных связей, в том числе и на составление причинно-следственных цепочек;
• задания на узнавание веществ, явлений по данным признакам;
• задания проверочного характера на развитие памяти, умение представлять таблицу Менделеева;
• задания на составление, сравнение изученных объектов;
• задания на прогнозирование химических ситуаций.

Задание на группировку объектов

Например, можно предложить такое задание: «Коля и Вова решили укомплектовать свою домашнюю лабораторию оксидами, основаниями, кислотами и солями. Они попросили Стаса купить реактивы и выслать по почте. Стас прислал две посылки с веществами:

А) BaCI2 , CuO, CaSO4 , HNO3 , Вa(OH)2

Б) ZnCI2 , H2SO3 , Fe(OH)2 , KBr, P2O5

Однако Стас забыл подписать класс веществ. Помогите им». Учащиеся называют классы неорганических веществ и дают им определения. Данное задание позволяет выявить уровень знаний учащихся по классификации неорганических веществ.

Задание на поиск причинно-следственных связей, в том числе и на составление причинно-следственных цепочек

Составьте причинно-следственную цепочку из следующих утверждений.

1. Она способна разъедать ткани.
2. Получили оксид серы VI.
3. Образовалась серная кислота.
4. Растворили его в воде
5. Сожгли серу и окислили продукт.

Также позволяет осуществить индивидуальный подход в обучении применение карточек с заданиями, отличающимися по степени сложности.

Задания для учащихся

Задание на узнавание вещества по данным признакам

Например, такое задание: «Это жидкость. В состав молекулы входит водород. Способна взаимодействовать с металлами. Изменяет цвет индикатора метилоранжа на розовый цвет. Дает белый осадок с хлоридом бария».

Задание на сопоставление, сравнение изученных объектов

Например, такие задания: Какой элемент, натрий или калий активнее взаимодействует с водой? И почему? Какая из кислот более сильная: фосфорная или серная? Почему?

«Даны химические элементы аргон, хлор, неон, фтор. Распределите элементы в порядке возрастания атомного радиуса»

Задание на прогнозирование химических ситуаций

Например, можно предложить такое задание: «Подумайте, к каким последствиям приведёт хранение щелочных металлов в школьной химической лаборатории без слоя масла? Почему?»

Учитель проводит опыт «Кораблекрушение», просит учащихся к следующему занятию найти ответ на вопрос: «Что получится при взаимодействии металлического натрия с водой?».

Описание опыта «Кораблекрушение»:

Из бумажного фильтра изготовить кораблик и опустить его в воду. Кусочек металлического натрия, заранее приготовленный, опускаем на борт кораблика (не в воду!!!). И наблюдаем на расстоянии, возможен ожог.

Объяснения опыта. Когда фильтровальная бумага пропитается водой, металлический натрий начнёт вступать в реакцию с водой, кораблик сначала будет плавать, затем вспыхнет (так как идёт выделение энергии при взаимодействии натрия с водой), а потом потонет с кровавым следом (так как в результате реакции образуется щёлочь, а фенолфталеин в щелочной реакции становится малиновым).

исследовательские мини-работы

На этом этапе учитель обучает алгоритму построения исследовательской работы. Затем дети самостоятельно (без руководителя) находят темы для исследований. Главное, чтобы ребенок хорошо понимал: что он делает, зачем, какая проблема решается.

Учащиеся должны «пропустить» через себя все исследование, со всеми трудностями и проблемами. Ведь они уже имеет опыт работы с исследовательскими заданиями. На уроке-конференции каждый ученик может озвучить результаты своего труда. И здесь обязательно нужно поддержать каждого: ведь он выполнял такой труд самостоятельно, он сделал первый шаг в науку.

Такие уроки-конференции являются апогеем исследовательского метода в обучении. Обычно на такие уроки я приглашаю коллег-предметников.

самостоятельные исследовательские работы

Так, ученик 8 класса, занимаясь туризмом, как-то сказал: «Да зачем мне ваша химия? Вот туризм – это класс!» Я же опроверг его высказывание, сказав, что туристу без химии – беда! Так и родилась тема для исследования.

Ученик выполнил учебно-исследовательскую работу по теме «Химия на службе у туриста». В результате работы над проектом он узнал много нового, того, чего мы не проходили в школьном курсе химии. В результате проведенных экспериментов ученик убедился, что химия – это наука, умеющая творить чудеса. И как всякая наука требует к себе серьёзного, ответственного отношения.

Применяя различные методы и средства обучения, был сделан вывод, что на уроках химии наиболее эффективен исследовательский метод.

   Исследовательская деятельность помогает нам развить у школьника следующие ключевые компетентности:

• автономизационную – быть способным к саморазвитию;
• коммуникативную – уметь вступать в общение;
• информационную – владеть информационными технологиями, работать со всеми видами информации;
• продуктивную – уметь работать, быть способным создавать собственный продукт.

Данные компетентности, будучи сформированными у детей, помогут им грамотно войти во взрослую жизнь.

Таким образом, организация исследовательской деятельности учащихся на уроках и на внеклассных занятиях, бесспорно, будет способствовать развитию исследовательских навыков учащихся, их творческих способностей и познавательного интереса, а, следовательно, соответствовать формуле:

ХИМИЯ + ИССЛЕДОВАНИЕ = «УЧЕНИЕ БЕЗ ПРИНУЖДЕНИЯ».

Исследовательский путь познания естественен, соответствует природе человеческого мышления. Поэтому связь между исследовательской направленностью человеческого мышления и воспитанием человека – мыслителя и творца – очевидна. Исследовательская деятельность приоритетным направлением является и во ФГОС.

И роль учителя в этом процессе огромна. Его задача – научить школьников смело и самостоятельно мыслить, считаясь не с расхожими мнениями, не с догмами, принятыми на веру, а с теми данными, которые открывает само исследование в процессе его проведения.