Современный химический эксперимент в условиях введения обновленного ФГОС СОО.
учебно-методический материал по химии (10 класс)

Современный химический эксперимент в условиях введения обновленного ФГОС СОО.

Единственный путь, ведущий к познанию,

 - это деятельность.

Б.Шоу

Важнейшая задача современной школы – органическое сочетание обучения, воспитания и развития. Химия как учебный предмет средней школы вносит существенный вклад в ее решение. Ведущее место в преподавании химии занимает школьный химический эксперимент. Это основной и специфический метод обучения, который непосредственно знакомит с химическими явлениями и одновременно развивает познавательную деятельность обучающихся.

Химическое образование на всех этапах базируется на основных дидактических принципах обучения (научности, системности, систематичности, доступности, связи теории с практикой, наглядности и других) в сочетании с использованием эффективных подходов к обучению: системно-деятельностного, личностно-ориентированного, компетентностного, социально ориентированного и культурологического.

Изучение химии происходит по двум важнейшим направлениям: теория и практика.

Практика, химический эксперимент – это отличительная особенность химии, осуществляющая взаимосвязь теоретического материала с реальными химическими процессами. В школе теория подкрепляется эффектными демонстрационными опытами, иллюстрирующими химическую сущность протекающих процессов и явлений.

Познание начинается с удивления. Удивление, вызванное новым, ведет к развитию любознательности с последующим формированием у обучающихся устойчивого интереса к предмету.

Действительно, химия и есть та наука, которая вызывает живой интерес у обучающихся. Но нередко школьники приходят в кабинет химии с вопросом: «А сегодня мы будем химичить?», т.е. для них интересен только сам эксперимент, без объяснения химического явления и значения этого эксперимента для жизни человека.

Оснащение общеобразовательных школ современным аналоговым и цифровым оборудованием является материальной базой реализации Федерального государственного образовательного стандарта. Это открывает новые возможности в урочной и внеурочной, деятельности и является неотъемлемым условием формирования высокотехнологичной среды школы, без которой сложно представить не только профильное обучение, но и современный образовательный процесс в целом. Разрастается поле взаимодействия ученика и учителя, которое распространяется за стены школы в реальный и  виртуальный социум. Использование учебного оборудования становится средством обеспечения этого взаимодействия, тем более в условиях обучения предмету на углублённом уровне, предполагаемом профилизацией обучения.

В рамках национального проекта «Образование» стало возможным оснащение школ современным оборудованием центра «Точка роста». Внедрение этого оборудования позволяет качественно изменить процесс обучения   химии. Появляется возможность количественных наблюдений и опытов для получения достоверной информации о химических процессах и объектах. На основе полученных экспериментальных данных обучаемые смогут самостоятельно делать выводы, обобщать результаты, выявлять закономерности, что способствует повышению мотивации обучения школьников.

Эксперимент является источником знаний и критерием их истинности в науке. Концепция современного образования подразумевает, что в учебном эксперименте ведущую роль должен занять самостоятельный исследовательский ученический эксперимент. В Федеральном государственном образовательном стандарте (ФГОС) прописано, что одним из универсальных учебных действий, приобретаемых учащимися должно стать умение «проведения опытов, простых экспериментальных исследований, прямых и косвенных измерений с использованием аналоговых и цифровых измерительных приборов». 

Учебный эксперимент по химии, проводимый на традиционном оборудовании, без применения цифровых лабораторий, не может позволить в полной мере решить все задачи в современной школе. Это связано с рядом причин:

• традиционное школьное оборудование из-за ограничения технических возможностей не позволяет проводить многие количественные исследования;

• длительность проведения химических исследований не всегда согласуется с длительностью учебных занятий;

 • возможность проведения многих исследований ограничивается требованиями техники безопасности и др.

Цифровая лаборатория полностью меняет методику и содержание экспериментальной деятельности и решает вышеперечисленные проблемы. Широкий спектр датчиков позволяет учащимся знакомиться с параметрами химического эксперимента не только на качественном, но и на количественном уровне. Цифровая лаборатория позволяет вести длительный эксперимент даже в отсутствие экспериментатора, а чистота их измерений неподвластна человеческому восприятию.

В  процессе формирования экспериментальных умений ученик обучается представлять информацию об исследовании в четырёх видах:

 • в вербальном: описывать эксперимент,

 • в табличном: заполнять таблицы данных,

• в графическом: строить графики по табличным данным, что даёт возможность перехода к выдвижению гипотез о характере зависимости между величинами в виде математических уравнений.

Представление информации об опыте занимает довольно большой промежуток времени. В  7―8 классах этот процесс необходим, но в старших классах можно было бы это время потратить на решение более важных задач. В этом плане цифровые лаборатории существенно экономят время. Это время можно потратить согласно ФГОС на формирование исследовательских умений учащихся, которые выражаются в следующих действиях:

 • определение проблемы;

• постановка исследовательской задачи;

• планирование решения задачи;

• построение моделей;

• выдвижение гипотез;

• экспериментальная проверка гипотез;

• анализ данных экспериментов или наблюдений;

• формулирование выводов.

Последние годы у учащихся наблюдается низкая мотивация изучения естественно-научных дисциплин и как следствие падение качества образования. Поставляемые в школы современные средства обучения, в рамках проекта «Точка роста», активизируют познавательную деятельность обучающихся, позволяют добиться высокого уровня усвоения учебного материала, устойчивого роста познавательного интереса школьников.

Материально-техническая база центра «Точка роста» включает в себя цифровые лаборатории и  наборы классического оборудования для проведения химического практикума.

В комплекте цифровых лабораторий «Химия» содержатся мультидатчики и монодатчики, позволяющие измерять следующие показатели: водородный показатель водных сред, концентрации нитрат-ионов и хлорид-ионов, электропроводность, влажность, освещённость, температуру окружающей среды, температуру растворов и твёрдых тел.

Данный комплект оборудования обеспечивает реализацию эксперимента с цифровым оборудованием практически по всем темам курса химии в средней школе.

В нашей школе кабинет «Точка роста»  «Химия и биология» был оборудован в 2022 году. Был сделан современный ремонт кабинета. Завезена новая красивая  мебель, мультимедийный проектор.  Получили три комплекта цифровых химических лабораторий и ноутбуки c   программным обеспечением Releon.

В течение двух лет мы с обучающимися осваиваем данную лабораторию. Хочется отметить, что данное оборудование довольно просто и удобно в обращении.

Использую его  в демонстрационном эксперименте, если этот эксперимент опасен для выполнения учащимися или имеющийся прибор представлен в единственном экземпляре. Для наглядности и удобства данный эксперимент можно вывести на экран через мультимедийный проектор.

Используя температурный датчик, провожу демонстрационные эксперименты «Свойства изомеров», «Изучение температуры кипения одноатомных спиртов», «Определение тепловых эффектов растворения веществ в воде». По результатам эксперимента на мониторе компьютера выстраиваются графики, что наглядно демонстрирует свойства вещества.

Используя датчик рН среды растворов провожу демонстрационный эксперимент «Изучение силы карбоновых кислот», «Гидролиз этилацетата в присутствии раствора щелочи», «Влияние одноименных ионов на смещение химического равновесия», «Определение рН растворов солей», «Влияние температуры на степень гидролиза солей».

В урочное и внеурочное время используем данное оборудование при выполнении лабораторных опытов,  химических экспериментов и экспериментов экологического содержания.

Ряд лабораторных опытов можно проводить в виде демонстрационного эксперимента или в виде лабораторной работы. Такие работы для базового уровня провожу демонстрационно, т.к. время ограниченно. А для профильного уровня ребята сами проводят лабораторные опыты с использованием цифрового оборудования.

В 10 классе с датчиком высокой температуры выполняются работы: «Изучение температуры кипения одноатомных спиртов»,  в 11 классе «Определение теплоты реакции нейтрализации», «Закон Гесса» , «Определение теплоты осаждения сульфата бария».

С датчиком рН в 10 классе проводим лабораторные опыты:  «Определение среды растворов аминокислот», «Влияние жесткой воды на мыло», в 11 классе: «Влияние одноименных ионов на смещение химического равновесия», «Определение рН растворов солей», «Влияние температуры на степень гидролиза солей».

В результате выполнения лабораторных работ обучающиеся получают возможность для формирования личностных, метапредметных результатов (регулятивных, познавательных, коммуникативных) и предметных результатов.

Ни у кого не вызывают сомнений важность своевременного обнаружения одаренного ребенка и дальнейшего развития его способностей.

Развитию общей одаренности школьников может способствовать целенаправленная организация исследовательской деятельности. Исследовательская деятельность имеет творческий характер, и в то же время это один из способов индивидуализации обучения. Непосредственное, длительное по времени общение ученика и учителя в рамках этой работы позволяет учителю лучше узнать особенности ума, характера, мышления школьника и в результате предложить ему ту тему, которая для него интересна, значима и на которую он будет тратить свое личное время.

Исследовательская деятельность, как никакая другая, позволяет обучающемуся с признаками одаренности реализовать свои возможности, продемонстрировать весь спектр своих способностей, раскрыть таланты, получить удовольствие от проделанной работы.

В курсе внеурочной деятельности «Увлекательная химия» для учащихся 7-9 классов мы проводим химические опыты и эксперименты по изучению окружающей среды с использованием цифровой лаборатории.

За эти два года возросло количество учащихся, которые увлеклись проектной и исследовательской деятельностью. Свои работы они защищают на школьных конференциях. Ребята с лучшими работами успешно защищают честь школы на муниципальных и республиканских конкурсах. Так в прошлом учебном году ученица 8 класса Ербягина Алина провела исследование с применением цифровой лаборатории на тему «Анализ воды родника Баражюль» и успешно выступила на муниципальном этапе Всероссийского конкурса исследовательских работ имени Вернадского. Ученица 8 класса Федорович Арина с работой «Изучение загрязненности почвы и воды в местах утилизации отходов нашего села» заняла призовое место на этом же конкурсе. В ходе исследовательской работы также использовалась цифровая лаборатория  Releon.

Но иногда нет реактивов и оборудования для проведения того или иного эксперимента. Тогда мы начинаем выстраивать связи с другими образовательными учреждениями, например, с Центром по работе с одаренными детьми «Альтаир-Хакасия». Весной 2023г наша ученица Федорович Арина успешно прошла конкурсный отбор на «Мартовскую научную образовательную смену», где успешно продемонстрировала навыки проектной и исследовательской работы. Сейчас мы с Ариной планируем продолжить сотрудничество с «Альтаиром» и исследовать эфирные масла различных видов полыни.

Исследовательская работа – это не только условие успешной самореализации творческой личности, но и возможность общения с единомышленниками. Работа, выполненная в научной лаборатории, способствует повышению самооценки сельского ребенка, приобретению опыта выступления перед публикой, умений четко излагать свои мысли, анализировать, обобщать, делать выводы.

Таким образом, в результате проектной и исследовательской работы, обучающиеся овладевают базовыми исследовательскими действиями: владеть основами методов научного познания веществ и химических реакций; владеть навыками самостоятельного планирования и проведения   эксперимента, совершенствовать умения наблюдать за ходом процесса, самостоятельно прогнозировать его результат, формулировать обобщения и выводы; составлять обоснованный отчёт о проделанной работе; применять различные методы познания.

Конечно, за два года полностью освоить  цифровую лабораторию нам не удалось.

Причины этому:

1. Это проблема с нехваткой химических реактивов.
2. Цифровая лаборатория Releon укомплектована минимально. Т.е. для выполнения более сложных опытов требуются другие датчики и оборудование, которое уже должно  образовательное учреждение приобретать самостоятельно.

Тем не менее, использование оборудования «Точка роста»  при выполнении опытов позволяет создать условия:

• для расширения содержания школьного химического образования;

• для повышения познавательной активности обучающихся в естественно-научной области;

• для развития личности ребёнка в процессе обучения химии, его способностей, формирования и удовлетворения социально значимых интересов и потребностей;

• для работы с одарёнными школьниками, организации их развития в различных областях образовательной, творческой деятельности.

Использование в учебном процессе практических работ исследовательского характера дает возможность создавать на уроке проблемные ситуации, способствует мотивации для обобщения учебного материала, расширяет возможности для индивидуального и дифференцированного подхода к обучению, повышает творческую активность, позволяет расширять кругозор обучающихся. Очень важно придавать им прикладную направленность, тем самым создавать условия для выработки у обучающихся умений применять полученные знания при решении реальных задач естественно-научной грамотности.