Химический эксперимент как одно из средств предпрофильной подготовки учащихся

Блюммер  Любовь  Александровна,  учитель химии в школе №7 г. Якутск

Химический эксперимент как одно из средств предпрофильной подготовки учащихся

Концепции профильного обучения придает большое значение предпрофильной подготовке, его совершенствованию как предварительному этапу введения профильного обучения. Общественный запрос на профилизацию  школы показал, что совершенствование предпрофильной подготовки предполагает  значительно более широкое и постоянное включение в процесс развития е разнообразных форм вне рамок и внутри самой школы. Развитие педпрофильной подготовки особенно важно в связи с тем, что это отвечает желанию значительно большинства учеников  старших профильных классов. В общеобразовательных учреждениях должен быть проведен значительный объем работ по обеспечению предстоящего выбора учащимися профилей обучения по организации предпрофильной подготовки.  

Основой для предпрофильной подготовки учащимися является организация учебной деятельности таким образом, чтобы сформировать положительное отношение школьников к учебе, которое переходит в образовательную потребность. Для формирования этой потребности основной задачей учителя является повышение мотивации учащихся. Это возможно при условии, если деятельность, которой занимается ученик, ему интересна. Интересный предмет  - это предмет, ставший «сферой целей» учащихся в связи с тем или иным побуждающим его мотивом.

Для создания глубокого интереса учащихся к предмету, для развития их познавательной активности необходимо поиск необходим поиск дополнительных средств, стимулирующих развитие активности, самостоятельности, личной инициативы и творчества учащихся.

Необходимым условием сознания образовательного пространства, способствующего самоопределению учащегося, является введение предпрофильной подготовки через организацию курсов по выбору.  Учащиеся  могут заинтересоваться химией, если им предложить для обсуждение проблемы, касающиеся роли  химии в решении жизненно важных вопросов, происходящие более глубокого осознать процессы, происходящие в окружающем мире.

Коллектив школы №7 , планируя организацию предпрофильной подготовки, разработал программы элективных курсов по предметам от двух до четырех курсов. Предлагаем программу курса по химии «значение неорганических веществ». Программа рассчитана на 7 часов из них 2 часа – экскурсии. Включает вопросы:

-химические явления и признаки химических реакций;

-неорганические вещества в живой природе;

-роль азота, фосфора и их соединений;

- окислительно - восстановительные реакции в окружающей среде;

-анализ без реактивов;

Основой для преподавания является школьный химический эксперимент. При подборе и проведению того или иного эксперимента мы используем следующие приемы и средства.

-вводим экспериментальные задачи, отражающие ситуации производственно характера, конкретные аналитические проблемы;

-используем экспериментальные задачи, усиливающие показ практической значимости изученных теорий, понятий для овладения профессией.

Занятие:  «Химические явления и признаки химических реакций».

Учащиеся узнают при проведении лабораторных опытов:

a) взаимодействие  раствора соды и нитрата кальция (выпадение осадка);

b)растворение оксида железа (III) или гидроксида железа (III) в соляной кислоте (растворение твердого вещества);

c) Разложение карбоната меди (изменение цвета);

d)взаимодействие гидрокарбоната натрия с уксусной или лимонной кислотой (выделение газа)

e)прибавление к раствору щелочи раствора фенолфталеина (появление окрашивания), к полученному окрашенному раствору приливаем соляную кислоту (исчезновение окраски).

При проведении лабораторных опытов учащиеся узнают , как можно уничтожить следы ржавчины с поверхности железных предметов или как дома приготовить себе лимонад. Объясняем, почему медные и бронзовые вещи темнеют на воздухе, как можно очистить от накипи.

Для закрепления материала учащимися предлагаем следующие упражнения:

1) в пробирках находятся в твердом состоянии гидроксиды металлов: натрия, алюминия. Как можно различить их?

2) какое вещество «гасят» водой, хотя оно и не горит? Составьте уравнение этой реакции.

3)при хранении оксида кальция в открытой банке масса его увеличивается, а при хранении оксида железа(III) масса не увеличивается. Объясните эти явления?

Указываем на то, что умение опознавать вещества по их характерным признакам играет большую роль в повседневной жизни и практической деятельности человека. Эти умения основаны на развитии внимания, наблюдательности и любознательности человека.

Подводя итоги, отмечаем, что химия – это наука о веществах и их превращениях. Человек, познавая все новые и новые вещества и используя химические превращения, научился управлять химическими реакциями. Исходя из потребности запросов практики, ученые создают многие ценные и необходимые вещества, в том числе пластмассы, синтетические волокна и каучуки, сплавы, минеральные удобрения, лекарства для человека и животных. Вот почему глубокие и прочные знание по химии необходимы для специалистам – химикам (инженерам – технологам, аппаратчикам, лаборантам химических лабораторий и др.),  медицинским работникам, работникам сельского хозяйства, сферы обслуживания и общественного питания.

Занятие: «неорганические вещества в живой природе»

Школьники знакомятся с биогенными элементами – углеродом , азотом, водородом , кислородом , серой , фосфором. Обращаем внимание учащихся на то, что все эти элементы расположены в малых периодах и имеют небольшие размеры атомов, следовательно, образуют прочные химические связи. Подчеркиваем также наличие в живых организмах кальция, магния, натрия, калия, хлора и других элементов. Выясняем расположение их периодической системе, радиусы атомов, заряды ядер, характер химических связей в соединениях и значение для живых организмов. Кратко поясняем роль этих элементов для животных и растений. Восстанавливаем в памяти учащихся сведение о физико-химических свойствах воды и ее биологической роли.

На этом занятии закрепляются умения и навыки расчетов для приготовления  растворов определенной процентной концентрации. Учащиеся выполняют задания:

А. приготовить раствор 200г 2% раствора натриевой селитры для подкормки комнатных растений.

В. Приготовить 150 г 1% раствора медного купороса для опрыскивания ягодных кустарничков.

Обращаю внимание учащихся на практическое значение приготовление растворов определенной процентной концентрации, которые широко применяются в химических лабораториях на производстве, в медицине (приготовление лекарств в аптеке), в практике сельскохозяйственного производства.

Для более активного восприятия материала учащиеся делают небольшие сообщения «роль воды в природе», «значение воды в жизни растений и животных» и т.д. Опираясь на межпредметную связь  биологии и химии, отмечаем, что, поскольку растения извлекают питательные вещества из почвенных растворов, вода является растворителем веществ, которые всасываются корнями и придвигаются во сне органы и клетки растения. Химические реакции в живых клетках растения. Химические реакции в живых клетках протекают только растворах, поэтому жизнь растений и животных без воды невозможна. При недостатке воды растения утрачивают способность использовать элементы питания, даже если их в почве достаточно. Вода регулирует все жизненные процессы, протекающие в организмах растений и животных. Недостаток воды задерживает процесс фотосинтеза, тормозит рост и развитие растений. Поэтому важное значение в сельском хозяйстве имеют агротехнические приемы, позволяющие сохранить влагу в почве. Эти сведения должны учитывать в своей работе все специалисты сельского хозяйства.

На этом занятии  уместно решать задачи биохимического содержания. Приведем примеры задач:

1)в состав артериальной крови входит 9 мл кислорода на каждый 100 мл крови, в состав венозной -2 мл соответственно. Круговорот крови составляет 5 л в минуту. Сколько кислорода кровь приносит тканям за 1 минуту, за 1 час, за сутки?

2) в кишечном соке содержится 0,7% карбоната натрия. Суточное количество сока, выделяемое человеком, составляет 1,8 кг. Сколько карбоната натрия вырабатывается в организме человека в сутки?

3)кровь составляет 8% от общего веса человека. Эритроциты крови содержат 0,46% калия и 0,08% натрия. Сколько граммов натрия и калия содержит эритроциты крови человека, имеющего массу 60 кг, если известно, что 100г крови содержит 5,5млн. эритроцитов?

4)кровь на 55% состоит из плазмы. Содержание калия и натрия в плазме составляет 0,02 и 0,33%. Определите в граммах содержания натрия и калия в плазме крови вашего организма.

Занятие «анализ без реактивов».

Есть такой способ исследования, который не требует ни реактивов, ни лабораторного оборудования. Он называется органолептическим. Это- анализ с помощью органов чувств. Исследуем таким образом яблоки, рассмотрим их понюхаем и попробуем на вкус, а потом попытаемся сделать кое-какие выводы.

Для начала возьмем незрелое яблоко и откусим от него небольшой кусочек. Наши вкусовые клетки сразу же сигнализируют: яблоко кислое. Значит, в нем есть кислоты. Конечно, органические. Но какие? Может быть, муравьиная, уксусная или масляная? Но они летучи и резко пахнут. Понюхаем разрезанное яблоко – никакого резкого запаха. Значит, по данным нашего анализа, этих кислот в яблоке нет, а есть другие, нелетучие – например, яблочная и лимонная. Они содержатся во многих плодах – недозрелой рябине, клюкве, малине, смородине, крыжовнике, в лимонах…

Теперь исследуем спелое яблоко, то есть понюхаем и попробуем его на вкус. Первое, что отличает его от незрелого, - аромат. Фруктовый запах – это показатель спелости плодов. А образует такой аромат сложные эфиры. Но откуда они взялись?

В плодах идёт анаэробное дыхание – без участия кислорода. При этом в клетках распадаются сахара, образуя углекислый газ и спирт. А при взаимодействии спирта с кислотами клетки как раз образуются сложные эфиры.

И ещё вы, конечно, заметили, что яблоко стало сладким. Значит, в нём много  сахара, а это – основной продукт фотосинтеза. Он образуется под действием солнечной энергии из углекислого газа и воды. Этот сложный химический процесс, в котором обязательно участвует зеленое вещество – хлорофилл, сводится к уравнению…

Ну а теперь возьмем перезревшее яблоко. Оно стало мягким, мучнистым и, к сожалению, не очень вкусным. Вообще-то чем спелее яблоко, тем оно должно быть ароматнее, только, почему же мы ощущаем аромат? Разрежем яблоко на мелкие кусочки, положим в эмалированную кружку, нальём полстакана воды и прокипятим. Когда раствор остынет, получится кашица. Она вкусна, сладка и ароматна. Значит, в перезревшем плоде есть и кислоты, и сахар, и эфиры. Так почему же яблоко до кипячения не было вкусным? Это связано с мягкостью яблока. В перезревшем плоде клетки легко отделяются одна от другой. Когда мы жуём такое яблоко, клетки разъединяются, и наши зубы не разрушают их. Клеточный сок так и остается внутри, и мы не ощущаем сладкого вкуса и аромата. При кипячении клетки повреждаются, и клеточный сок, содержащий сахара, кислоты и эфиры, освобождается.      

Работа курсов заканчивается конференцией «Химия в жизни» и викториной. Особо отличившимся учащимся выдают сертификаты – направление для обучения в профильном химико-биологическом классе.

Все работы, связанные с обыденной жизнью очень нравятся школьникам, расширяют и углубляют их знания, способность анализировать определенные явления. В частности они получают ясное представление о взаимосвязи химии и биологии, приобретают навыки работы с химическими веществами, посудой и оборудованием. При активности участий в химическом эксперименте у учащихся возбуждается интерес к химии как к науке, развивается логическое мышление. Как верно подметил Л.Н. Толстой: «Ум человеческий только тогда понимает обобщение, когда он сам его сделал или проверил».