| МЕТОДИЧЕСКИЙ ЛЕКТОРИЙ |
Формирование умений проводить химический эксперимент
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
Изучение опыта работы учителей химии показывает, что в период освоения новых программ для химического эксперимента нередко отводилось слишком мало учебного времени для того, чтобы сформировать у учащихся определенные практические умения. Химия – наука экспериментальная. Усиление теоретической стороны современного школьного курса не должно означать 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 способствуют самостоятельному осуществлению учащимися химического эксперимента.
Под экспериментом (от лат. experimentum – испытание) понимают наблюдение явления при определенных условиях, позволяющих не только следить за его ходом, но и повторить при соблюдении этих условий.
Публикация произведена при поддержке интернет-магазина товаров для беременных "Время мам". Товары по уходу за ребёнком - подгузники, трусики, пустышки, прорезыватели, товары в роддом - нижнее бельё для рожениц, товары для беременных - одежда, бельё, бандажи, компресионные чулки и колготы. Доступные цены, скидки, гарантия качества. Посмотреть каталог товаров, цены и сделать заказ Вы сможете на сайте, который расположен по адресу: http://vremya-mam.ru/.
Химический эксперимент занимает важное место в обучении химии. Особенность его как средства познания состоит в том, что в процессе наблюдений за демонстрацией опытов и при самостоятельном их выполнении учащиеся не только быстрее усваивают знания о свойствах вещества и химических процессах, но и учатся подтверждать теоретические знания химическими опытами. 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 практических навыков работы по химии, с целью научить их наблюдению за процессом, приемам работы, возбудить интерес к предмету, ознакомить их с видами химической посуды, приборов, веществ и др. Демонстрационный эксперимент применяется также тогда, когда он слишком сложен для самостоятельного выполнения учащимися. Общеизвестны требования к демонстрационному эксперименту: наглядность, простота, надежность, безопасность, необходимость объяснения эксперимента, правильная техника его выполнения.
В процессе демонстрации осуществляются три функции учебного процесса: образовательная, воспитательная и развивающая. Демонстрационный опыт позволяет формировать у учащихся основные теоретические понятия химии, обеспечивает наглядность восприятия химических явлений и конкретных веществ, развивает логическое мышление, раскрывает практическое применение химии. С его помощью можно поставить перед учениками познавательные проблемы, он помогает также закреплению изученного материала.
Ученический эксперимент – это вид самостоятельной работы учащихся. Эксперимент не только обогащает их новыми знаниями, понятиями, умениями, навыками, способствует более глубокому пониманию и усвоению материала, но и является способом проверки истинности приобретенных знаний. 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 с конкретными химическими реактивами, оборудованием, при этом учащиеся работают обычно парами под руководством учителя. Практические занятия, как правило, проводятся в конце изучения темы и служат для закрепления изученного материала, конкретизации знаний, формирования практических умений, совершенствования уже имеющихся умений и навыков учащихся. На практических занятиях 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, выводы;
6) объяснение полученных результатов и составление химических уравнений – составление отчета.
Ученик должен понимать, для чего он делает опыт и что именно он должен сделать, чтобы решить поставленную перед ним задачу или проблему. Он изучает вещества органолептически, а также с помощью приборов или других веществ, например индикаторов; рассматривает детали прибора или сам прибор, собирает, готовится к работе. Выполнение опыта требует владения приемами и манипуляциями, умения наблюдать и замечать особенности хода процесса, отличать важные изменения от несущественных.
После самостоятельного анализа работы учащийся делает выводы на основе соответствующей теоретической концепции. Каждый учащийся должен составить отчет о выполнении эксперимента, который учит точному и краткому формулированию мысли, правильной записи.
 |
Лабораторные опыты.
|
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 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.
В предложенной ниже работе я хочу показать, как происходит последовательное формирование умений проводить химический эксперимент при изучении темы «Электролитическая диссоциация» (на примере некоторых уроков).
Урок «Электролиты и неэлектролиты»
Провожу демонстрационный опыт по изучению электропроводимости растворов и отдельных веществ с ионной, ковалентной сильно- или слабополярной связью. Учеников вовлекаю в объяснение результатов демонстрационных опытов, наблюдения и выводы записываем в таблицу.
Таблица
Проверка электрической проводимости веществ и их растворов
| Вещество | Результаты эксперимента по электропроводности | Вид химической связи в веществе | Электролит или неэлектролит |
| Раствор NaCl | |||
| Раствор HCl | |||
| Раствор NaOH | |||
| Спирт C2H5OH | |||
| Эфир C2H5–O–C2H5 | |||
| Вода (дист.) | |||
| Вода (водопров.) | |||
| Твердый NaCl |
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, оснований и солей ученики проводят простейшие лабораторные опыты по исследованию среды растворов 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, предсказывают реакцию среды и изменения окраски индикатора.
Урок «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, необходимых для протекания одной из реакций ионного обмена – реакции 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 проводившийся ими на предшествующем уроке.
После каждого опыта ученики описывают наблюдения, составляют молекулярные и ионные уравнения осуществляемых реакций. На основании проделанных экспериментов формулируют и записывают обобщающий вывод об условиях протекания реакций обмена до конца.
Урок «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 учащихся: проведению лабораторных опытов по инструкции, 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 ПОМНИ о необходимости соблюдения правил техники безопасности: – будь аккуратен и внимателен; – рационально размести реактивы на подносе; – работай с малыми количествами реактивов; – стеклянные трубочки для набирания растворов ставь в специальный стакан; – после завершения работы приведи в порядок свое рабочее место; – по окончании урока (особенно перед приемом пищи) тщательно вымой 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, с помощью другой трубочки добавьте такое же количество раствора серной кислоты. Что при этом наблюдаете? Составьте уравнения химических реакций в молекулярном, ионном и сокращенном ионном видах. 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 ионные 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, расставьте коэффициенты методом электронного баланса. 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 реакции. Проводя опыты, ученики устно описывают свои наблюдения, на местах и у доски составляя молекулярные и ионные уравнения реакций, а также уравнения окислительно-восстановительных реакций, объясняют возможность их протекания |
Урок «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 опыты учащиеся, следуя инструкции, проводят самостоятельно. Преподаватель контролирует деятельность учеников и оказывает необходимую помощь.
Инструкция по проведению
лабораторных опытов ПОМНИ о необходимости соблюдения правил техники безопасности: – будь аккуратен и внимателен; – рационально размести реактивы на подносе; – работай с малыми количествами реактивов; – стеклянные трубочки для набирания растворов ставь в специальный стакан; – после завершения работы приведи в порядок свое рабочее место; – по окончании урока (особенно перед приемом пищи) тщательно вымой руки с мылом. Опыт 1. В пробирку с помощью стеклянной трубочки налейте небольшое количество (примерно 0,5 мл) раствора гидроксида натрия, с помощью другой трубочки добавьте такое же количество раствора сульфата меди(II). Что при этом наблюдаете? Составьте молекулярные и ионные уравнения реакции. 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, с помощью другой трубочки добавьте такое же количество раствора хлорида железа(III). Что при этом наблюдаете? Составьте молекулярные и ионные уравнения реакции. 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, с помощью другой трубочки добавьте такое же количество раствора серной кислоты. Содержимое пробирки перемешайте. Что при этом наблюдаете? Составьте молекулярные и ионные уравнения реакции. Объясните, почему эта реакция идет до конца. Опыт 4. В пробирку с помощью стеклянной трубочки налейте небольшое количество (примерно 0,5 мл) раствора сульфата меди(II), с помощью другой трубочки добавьте такое же количество раствора хлорида бария. Что при этом наблюдаете? Составьте молекулярные и ионные уравнения реакции. Объясните, почему эта реакция идет до конца. |
Урок «Практическая работа № 1
по теме “Электролитическая диссоциация”»
В процессе изучения курса химии формирование практических умений учащихся происходит постепенно по нарастанию 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 учащиеся проводят простейшие опыты по аналогии, затем по подробной инструкции (причем количество проводимых опытов и уровень их сложности постепенно от урока к уроку возрастают). При выполнении лабораторных опытов учащиеся могут работать парами, помогая друг другу.
На практических занятиях умения получают дальнейшее развитие, ученики выполняют работу по заданию, в котором не указаны способы действий, опыты проводятся индивидуально каждым учеником.
При экспериментальном решении химической задачи ученик должен самостоятельно применить свои знания и умения, выбрать способ решения задачи. Так обеспечивается развитие познавательной деятельности учащихся в процессе выполнения ими химического эксперимента.
Примеры заданий для практической работы
В а р и а н т I.
1. Проделать реакции между растворами:
а) гидроксида калия и серной кислоты;
б) хлорида меди(II) и гидроксида натрия;
в) гидроксида натрия и серной кислоты.
Написать ионные уравнения реакций и дать объяснения.
2. Даны растворы нитрата свинца, карбоната калия, хлорида бария. Каждый раствор исследуйте универсальной индикаторной бумагой и дайте объяснения полученным результатам. Напишите ионные уравнения реакций гидролиза.
3. Пользуясь имеющимися на столе реактивами, получите сульфат бария. Напишите молекулярные и ионные уравнения реакции и дайте объяснения.
В а р и а н т II.
1. Проделать реакции между растворами:
а) карбоната натрия и хлорида цинка;
б) сульфата железа(III) и гидроксида калия;
в) 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 гидролиза.
3. Пользуясь имеющимися на столе реактивами, получите гидроксид алюминия. Напишите молекулярные и ионные уравнения реакции и дайте объяснения.
При выполнении этой практической работы используется дифференциация по степени сложности материала, по скорости выполнения задания, по объему материала.
Так, ученики со слабо сформированными 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, 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 применяться, развиваться и совершенствоваться при изучении дальнейших курсов неорганической, органической и общей химии.