МЕТОДИКА ХИМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ

Продолжение. См. № 27–28, 30, 31/2003

Глава 2.
Вопросы организации
химического эксперимента

Качество и эффективность химического эксперимента зависят от подготовки и организации его преподавателем, подготовленности учащихся и помощи лаборанта.

§ 2.1.
Подготовка химического
эксперимента преподавателем

Необходимость подготовки эксперимента преподавателем определяется учебно-воспитательными задачами, которые предъявляются к эксперименту содержанием предмета химии и методикой его преподавания.
Эффективность обучения химии тесно связана с общим планированием учебного материала. Основные задачи, которые решаются в процессе планирования, – это оптимизация учебного процесса, определение объема учебного материала, подбор заданий на урок и на дом; выделение времени на проведение лабораторных опытов и практических занятий, решение экспериментальных и расчетных задач; контроль знаний, умений и навыков учащихся; закрепление и повторение материала.
Преподаватель химии должен уметь планировать эксперимент по всей теме и для конкретного урока, методически правильно его применять, отбирать варианты опытов, руководить познавательной деятельностью учащихся, анализировать и оценивать свою деятельность при проведении демонстраций и деятельность учащихся при выполнении ими самостоятельно экспериментальной работы.
Химический эксперимент планируется. Для этого в начале учебного года в перспективном плане в соответствии с учебной программой устанавливается последовательность проведения демонстраций, лабораторных опытов, практических занятий и решения экспериментальных задач по темам и их связь с теоретическими занятиями; определяются перечень экспериментальных умений и навыков, которые должны приобрести учащиеся, и дидактические средства, позволяющие достичь поставленных целей; устанавливаются внепрограммные виды химического эксперимента, имеющего профессиональную направленность и значение для внеклассной работы.
До начала изучения темы проводится тщательный и детальный анализ учебного материала для четкого определения, во-первых, объема знаний, которыми должен владеть сам преподаватель, и, во-вторых, видов эксперимента, позволяющих как можно лучше формировать и совершенствовать умения и навыки на каждом уроке при изучении данной темы.
Перспективное и тематическое планирование в комплексе необходимо для наиболее рациональной и своевременной подготовки к этим занятиям.
Зная предварительно сроки проведения эксперимента, преподаватель имеет возможность заблаговременно подготовить к урокам оборудование, учебные пособия и др.
Подготовка к уроку зависит от типа урока и поставленной дидактической цели. Вначале преподаватель уточняет учебно-воспитательные задачи урока и продумывает методику его проведения. Чтобы химический эксперимент обеспечивал прочные и глубокие знания, необходимо предусмотреть, какие экспериментальные умения и навыки будут приобретены учащимися, с помощью каких приемов можно добиться понимания ими наблюдаемых химических превращений. Преподавателю рекомендуется просмотреть соответствующую методическую литературу, наметить вопросы, которые помогут выявить теоретические знания учащихся по теме, выделить моменты, на которых следует сосредоточить внимание, т. к. они способствуют приобретению умений и навыков и облегчают восприятие учебного материала в дальнейшем.
Преподавателю нужно продумать, на каком этапе урока, в какой последовательности, с какими реактивами и приборами провести опыты, определить их место во время занятия в зависимости от значения поставленных задач, а также форму записи полученных результатов (рисунок, таблица, уравнение реакции и т. д.).
Очень важно перед уроком репетировать технику выполнения каждого демонстрационного опыта, проверять наличие и качество реактивов, а также убедиться в наглядности работы прибора и происходящих явлений, т. к. неполадки, обнаруженные в процессе проведения урока, отражаются не только на дисциплине учащихся, но и на достижении поставленной цели. В необходимых случаях следует заменять реактивы, исправлять приборы либо использовать другую подходящую аппаратуру.
Например, для сжигания газов этилена, ацетилена и других необязательно иметь прямую газоотводную трубку с оттянутым концом. Можно использовать газоотводную трубку под прямым углом, имея в виду, что струя газов в этом случае будет достаточной для поддерживания равномерного горения газов. Известковую воду, которая от неправильного или длительного хранения приходит в негодность, вполне можно заменить баритовой водой (раствор Ва(ОН)₂), свойства которой даже при длительном хранении не претерпевают никаких изменений. Если в кабинете по какой-либо причине отсутствует фенолфталеин, то его можно заменить пургеном (слабительное средство), в состав которого входят фенолфталеин и сахар. Пурген действует аналогично чистому фенолфталеину. Вместо нитрата серебра можно использовать ляпис и т. д.
В других случаях отсутствующие реактивы можно получить разными способами из веществ, имеющихся в наличии в кабинете. Для такого рода работы рекомендуется привлекать учащихся. Это помогает преподавателю, развивает интерес школьников к более углубленному изучению химии.
При подготовке к эксперименту рекомендуется также использовать карточки, в которые вносят все необходимые данные об опыте: названия приборов, реактивов, принадлежностей отмечаются на одной стороне, а рисунок прибора, схема установки – на другой. Для лучшей сохранности и продления срока использования карточки можно поместить их в целлофановый конверт либо выполнить на двух страницах тетрадного листа и затем наклеить на картон или плотную бумагу.
Эти карточки предназначены для лаборанта, готовящего эксперимент (демонстрации, лабораторные опыты, практические занятия и экспериментальные задачи), а преподаватель проверяет его работу.
В некоторых случаях целесообразно иметь два одинаковых прибора, один из которых в разобранном виде используют для объяснения его устройства, а другой, собранный, – для демонстрации его в действии.
Нужно также показывать учащимся, в каком физическом состоянии находятся вещества, из которых приготовлены их растворы. Это относится к таким наиболее часто употребляемым веществам, как гидроксид натрия, гидроксид кальция, индикаторы, хлорид бария и др. Такое неоднократное сопоставление дает возможность учащимся не забывать, что все основания и соли при обычных условиях – твердые вещества. Но в повседневной практике их чаще используют в виде растворов определенной концентрации.
Приборы, которые были показаны во время демонстрации, не разбирают, а используют при опросе учащихся на последующих уроках.
Изучение физических свойств простых веществ и важнейших соединений элементов предполагает знакомство с их важнейшими признаками. Для этого преподавателю необходимо иметь комплекты раздаточного материала на каждый стол. Образцы веществ с названиями и указанным составом помещают в картонные коробки, их раздают по ходу урока, когда необходимо ознакомить с ними учащихся, и сразу после этого убирают. Жидкие или твердые вещества в виде кристаллов (или порошка) соответственно наливают или насыпают в банки, склянки или пробирки и в таком виде выдают учащимся для знакомства с их внешними признаками.
Для опроса по таким темам, как «Азот и фосфор», «Углерод и кремний», «Металлы» и другим, хорошо иметь тематические коллекции образцов веществ и минералов без надписей их названий.
Необходимо заранее познакомить учащихся с перечнем названий практических работ, которые они будут выполнять на последующих уроках, чтобы ребята могли заблаговременно подготовиться. На уроке, предшествующем практическому занятию, преподаватель сообщает тему, цель и содержание работы, указывает страницы в учебнике для повторения теоретического материала. Учащиеся дома внимательно знакомятся с предписанием к занятию, продумывают ход работы и отчет о ее выполнении. В случае каких-либо затруднений рекомендуется обратиться к тексту учебника, записям в тетради.
Перед выполнением работы преподаватель предлагает учащимся еще раз внимательно ознакомиться с ее содержанием, повторить ход выполнения.
Во время беседы преподаватель сначала проверяет степень подготовки к практическому занятию: насколько эксперимент осмыслен теоретически. Он уточняет цель и содержание предстоящей работы, порядок выполнения отдельных ее элементов, технику безопасности, форму и содержание отчета.
Учащимся предоставляется возможность выполнять опыты самостоятельно, а преподаватель лишь наблюдает за ходом работы и вмешивается, если учащийся допускает грубую ошибку или не справляется с заданием. При обходе в кабинете учащихся (в первую очередь слабоуспевающих) преподаватель дает необходимые указания. Но помощь должна оказываться в такой форме, чтобы учащиеся учились самостоятельно преодолевать затруднения, делать анализ своих ошибок, исправлять их, проявлять инициативу.
Письменные отчеты, составляющиеся по ходу выполнения работы, должны содержать рисунок прибора, записи наблюдений, объяснения результатов, ответы на вопросы, инструкции, выводы.
Если работа небольшая по объему или учащиеся имеют устойчивый навык в оформлении отчета, то необходимо требовать составления отчета на данном уроке. В тех случаях, когда учащиеся не успевают оформить отчет о проделанной работе, можно разрешить сдать черновые записи. Преподаватель проверяет и подписывает эти записи, а на следующем уроке возвращает учащимся для окончательного оформления дома. Составление отчета в домашних условиях следует разрешать в исключительных случаях и только отдельным учащимся.

Зарисовка приборов или оборудования необходима, когда рисунок раскрывает особенность или сущность данного опыта, а также упрощает запись. Например, при получении аммиака отверстие газоотводной трубки должно быть направлено вверх (рис. 1). Это дает возможность удобнее и полнее собрать аммиак в пробирки, т. к. относительная плотность его почти в два раза меньше воздуха. При получении оксида углерода(IV) отверстие газоотводной трубки направлено вниз, т. к. относительная плотность его в 1,5 раза больше воздуха (рис. 2). Такое положение трубки позволяет больше собрать оксида углерода(IV) и лучше изучить его свойства.

Из этих примеров видно, что в обоих случаях наблюдается тесная взаимосвязь между физическими свойствами газов и особенностью их получения, что должно быть отображено в отчете с помощью рисунка.
Подведение итогов практических занятий нужно проводить на следующем уроке. Зачитываются (частично или полностью) лучшие работы, проводится анализ типичных ошибок, лучшие рисунки демонстрируют через эпидиаскоп, некоторых учащихся опрашивают устно и т. д.
Преподаватель химии в средних школах сталкивается с необходимостью самому составлять содержание экспериментальных задач по темам курса химии, а в вечерних средних школах еще и с производственным содержанием. Это вызвано тем, что такие задачи в учебниках отсутствует, а также тем, что в вечерних средних школах обучаются рабочие разных профессий.
При подборе экспериментальных задач преподавателю необходимо соблюдать следующие требования:

• задачи должны охватывать весь учебный материал по курсу химии;
• содержание задач должно учитывать различный уровень подготовки учащихся и индивидуальные особенности их развития;
• задачи должны способствовать не только повышению качества знаний по химии и усовершенствованию экспериментальных умений и навыков, но и улучшению профессиональной подготовки рабочих;
• время, отводимое на решение задач, должно быть строго лимитировано;
• условия задач должны быть четко сформулированы.

В экзаменационные билеты по химии обязательно включают лабораторные опыты и экспериментальные задачи, цель которых проверить наличие экспериментальных умений и навыков учащихся.
Примеры опытов и задач для каждого билета готовит преподаватель.
Эффективность проведения уроков с химическим экспериментом во многом зависит от того, как учтены современные требования научной организации труда (НОТ), эргономики, техники безопасности и эстетики при оборудовании рабочего места преподавателя.
Преподаватель химии, он же заведующий химическим кабинетом, отвечает за организацию всей работы по оснащению своего кабинета новым оборудованием и приспособлениями. Под его руководством составляется список необходимого оборудования и инвентаря на текущий и последующие годы. Для устранения неисправностей оборудования и изготовления новых пособий при кабинете целесообразно создать кружок и привлечь учащихся к участию в его работе.

В.Я.ВИВЮРСКИЙ