МЕТОДИКА
ХИМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ

Продолжение. См. № 27–28, 30, 31, 36, 38, 39, 40, 43, 45/2003;
5, 8, 11, 17, 19/2004

§ 4.3. Методика формирования и усовершенствования
экспериментальных умений и навыков

Прочность и осознанность знаний по химии возрастает, если химический эксперимент осуществляют сами ученики. Для его проведения необходимо владеть целым рядом умений и навыков, отсутствие которых мешает учащимся сосредоточить внимание на сущности происходящих химических явлений, т. к. им приходится больше заниматься техникой проведения опытов.
Овладение экспериментальными умениями и навыками необходимо не только для успешного усвоения содержания курса химии, но и при продолжении образования в вузах и для будущей производственной деятельности. Наиболее важны из них следующие:
обращение с посудой, приборами, реактивами;
проведение таких операций, как нагревание, растворение, собирание газов и др.;
наблюдение химических явлений и процессов и правильное объяснение их сущности;
составление письменного отчета о проделанной работе;
пользование справочной литературой.
Прочные умения и навыки прививаются при систематических упражнениях и повторении их в процессе практических занятий, выполнения лабораторных опытов и решения экспериментальных задач, при своевременном предупреждении и исправлении ошибок.
Преподаватель, чтобы управлять процессом усовершенствования и развития умений и навыков, должен сам четко представлять путь и методику их формирования. Для этого ему необходимо постоянно внимательно знакомиться с программой по химии. В ней есть перечень практических умений и навыков, которые учащиеся должны приобретать по мере изучения курса химии.
Проверять уровень владения практическими умениями и навыками следует начинать сразу после первых практических занятий. Например, после знакомства учащихся с лабораторным оборудованием преподаватель на следующих уроках проверяет, как они усвоили умения и навыки. На одном из уроков проверяются умения и навыки зажигать и гасить горелку или спиртовку, на другом – укреплять пробирки в лабораторном штативе, на третьем – пользоваться держателем для пробирок, нагревать жидкость в пробирке, одновременно закрепляется навык обращения с горелкой и спиртовкой и т.д. Такой контроль занимает очень мало времени, т.к. проводится фронтально и по заданию (команде) преподавателя.
Методика контроля тоже несложная. Например, до урока на ученические столы ставят для каждого ученика лабораторный штатив с лапкой и кольцом и одну пробирку. На уроке всем ребятам по заданию преподавателя одновременно необходимо выполнить следующие задания: укрепить пробирку в штативе; укрепить пробирку в нижнем, среднем и верхнем положении штатива; укрепить пробирку в среднем положении штатива так, чтобы она находилась горизонтально, вверх донышком, вниз донышком; освободить пробирку из штатива. Аналогичным образом укрепляется в разных положениях металлическое кольцо в штативе.
На фоне всего класса преподавателю хорошо видны те ученики, которые не владеют или плохо владеют этими умениями и навыками. Естественно, что такие учащиеся пытаются своевременно выполнить задания преподавателя, но у них действия выполняются медленно и неточно, т.к. сначала они наблюдают, как эти приемы делают их товарищи, а затем стараются повторить их сами. Чтобы избежать в дальнейшем повторения ошибок в обращении с лабораторным штативом, к демонстрационному столу целесообразно вызвать троих учащихся для отработки только что выполненных действий.
Опираясь на уже имеющиеся у школьников умения и навыки, преподаватель добивается их совершенствования и развития в процессе обучения химии. Если обнаружится, что учащиеся недостаточно прочно владеют необходимыми умениями и навыками, то преподаватель в своей ежедневной работе предусматривает меры по их формированию и отработке. Это несколько усложняет работу преподавателя при подготовке эксперимента и во время его проведения, но время и труд, затраченные на привитие или восстановление необходимых умений и навыков, не пропадут даром – в дальнейшем ребята смогут не только в более быстром темпе выполнять различные опыты, но и уделять больше времени правильному раскрытию их сущности.
Значительную помощь в этом оказывает демонстрационный эксперимент, в ходе которого ученики под руководством преподавателя учатся наблюдать, выделять существенное в опыте и правильно объяснять увиденное. Преподаватель при этом акцентирует внимание на тех приемах и операциях, которые еще недостаточно отработаны или совсем не сформированы, но которые будут нужны на одном из ближайших занятий.
После того как одни ученики приобрели, а другие усовершенствовали необходимые умения и навыки проведения простейших опытов, можно при устном опросе требовать от них выполнения того или иного опыта.
Большое значение в совершенствовании и закреплении умений и навыков имеет индивидуальное выполнение опытов учащимися в ходе проведения всех видов эксперимента. При самостоятельном выполнении опытов, в которых встречаются уже известные ученикам приемы и операции, они быстрее и прочнее закрепляются и совершенствуются.
Важную роль играет также правильная организация практических занятий, лабораторных опытов и экспериментальных задач. Необходимо добиваться, чтобы учащиеся понимали, почему на этих занятиях нужны идеальный порядок и дисциплина. К нарушителям следует принимать самые строгие меры, вплоть до отстранения таких учащихся от выполнения опытов, учитывая, что эта работа им очень нравится.
Наиболее эффективно умения и навыки формируются при соблюдении следующих условий:
· сочетание устного комментирования хода выполнения опыта с его наглядным показом;
· объяснение сущности явлений, происходящих при выполнении опыта;
· уточнение необходимости эксперимента и предупреждение возможных ошибок;
· контроль со стороны преподавателя и оказание дифференцированной помощи учащимся.
Рассмотрим методику формирования и усовершенствования тех умений и навыков, которые необходимы для сознательного, прочного и глубокого усвоения курса химии.

Обращение с растворами и их приготовление
При выполнении демонстрационных опытов преподаватель сам аккуратно берет, открывает, отливает, приливает и закрывает склянки, экономно расходует реактивы. Использование склянок объемом 12–15 см³, во-первых, приучает учащихся экономить реактивы, во-вторых, их удобно хранить в химическом кабинете, и, в-третьих, на ученических столах они не занимают много места.
Очень важно постоянно следить, насколько правильно учащиеся нагревают пробирки, укрепляют их в лабораторном штативе и в держателе для пробирок. Иногда можно научить их заменять то или другое оборудование, реактивы. Так, при отсутствии держателя для пробирок можно воспользоваться полоской бумаги. Это вырабатывает смекалку, умение находить выход из создавшегося положения.
Необходимо постоянно приучать учащихся пользоваться реактивами в твердом состоянии. Тогда они будут понимать, что многие растворы, которые они используют в своей работе, приготовлены из твердых реактивов. Для этого на ученические столы следует выставлять соли и основания одного и того же названия в твердом состоянии и их растворы. В процессе работы можно предложить ребятам приготовить самостоятельно растворы из имеющихся на столах реактивов. Поскольку строго определенной концентрации раствора не требуется, то при его приготовлении нужно следить лишь за тем, чтобы учащиеся отсыпали из банки небольшое количество вещества, пользовались шпателем или специальной ложкой, правильно растворяли его, слегка ударяя пробирку о палец левой руки. При решении экспериментальных задач на распознавание веществ необходимо предлагать учащимся эти вещества только в твердом виде.
Приготовление растворов можно связать с использованием мерной посуды. Например, для качественного определения многоатомных спиртов, альдегидов, глюкозы и белков можно выдать раствор, содержащий 20% едкого натра, и предложить учащимся, используя мерные цилиндры или мензурки, разбавить его в два раза. Ученики добавляют воду в раствор щелочи, помешивая его стеклянной палочкой с резиновой трубкой на конце или слегка покачивая цилиндр в руке, а затем доводят раствор по мениску.
Умения и навыки обращаться с растворами дают возможность значительно успешнее овладевать техникой составления сложных реактивов и проверкой их годности, приготовления сложных растворов и др.

Распознавание веществ
Cледует продолжать формировать умения и навыки определять вещества по физическим и химическим свойствам. Из физических свойств наиболее важны цвет, плотность, агрегатное состояние, запах и т. д. Для того чтобы учащиеся хорошо различали вещества по цвету, надо в химическом кабинете (или в коридоре на стенде) поместить в пробирках в твердом и растворенном виде вещества, которые имеют характерный цвет и часто используются в опытах. Например, перманганат калия, хлорид железа(III), медный купорос, йод, желтая и красная кровяная соль, растворы индикаторов в кислой, нейтральной и щелочной средах и др.
Экспериментальные задачи, в содержание которых включается распознавание веществ по физическим свойствам, учащиеся решают с большим интересом. Однако у них часто возникают разного рода затруднения, т. к. решение таких задач требует хороших знаний физических свойств веществ. Например, предлагается установить по физическим свойствам, в какой из пробирок находятся фенол, фенолформальдегидная смола и сахар. Учащиеся распознают эти вещества, используя их неодинаковую окраску. Сахар – белого цвета, свежеприготовленный фенол из-за окисления кислородом воздуха всегда имеет слабо-розовую окраску (при длительном стоянии на воздухе окраска сгущается до коричневой), а фенолформальдегидная смола – желто-золотистого цвета (цвет янтаря).
При определении вещества по запаху следует соблюдать большую осторожность. Учащиеся должны знать, что вдыхание только незначительного количества вещества не наносит организму вреда.
Рассмотрим такой пример. По характерным физическим свойствам необходимо определить, в какой из пробирок находятся глицерин, этиловый спирт и бензол. Отдельные учащиеся предлагают это сделать по запаху. Действительно, кроме глицерина, бензол и этиловый спирт имеют специфический запах. Но, поскольку не все имеют одинаковое обоняние, можно предложить учащимся подумать, какие другие физические свойства этих веществ следует использовать для их распознавания. В частности, учащиеся предлагают узнать эти вещества по их растворимости в воде. Однако и глицерин, и этиловый спирт хорошо растворяются в воде. Поэтому окончательно различить эти вещества можно только по их плотности. Добавляя тонкой струйкой подкрашенную фуксином воду по стенкам пробирок, учащиеся наблюдают следующую картину: в пробирке, где находится глицерин, вода будет над ним; в пробирке с этиловым спиртом вода, опускаясь на дно, равномерно смешивается с ним; в пробирке с бензолом вода окажется под слоем бензола. При встряхивании пробирок там, где находится бензол, картина не изменится, а в других пробирках получится однородный раствор.
По агрегатному состоянию учащимся можно предложить распознать глюкозу и ледяную уксусную кислоту. Сначала ребята удивляются тому, что уксусная кислота имеет игольчатые кристаллы, находящиеся в растворе кислоты. Но специфический запах неоспоримо свидетельствует о том, что в пробирке уксусная кислота.
При проведении реакций между растворами электролитов следует обращать внимание на характерную окраску образующихся осадков, специфический запах газов и изменение окраски индикаторов в зависимости от среды.
Задачи на определение исходных веществ по окраске имеющихся осадков дают возможность не только разнообразить их условия, но и заставляют учащихся чаще использовать знания о физических свойствах. Например, в трех пробирках имеются осадки различной окраски: в одной – белый творожистый, в другой – желтоватый, в третьей – желтый осадок. Надо определить по окраске осадков, какие исходные вещества находились в пробирках и какой реактив был использован для их распознавания. После обсуждения учащиеся приходят к выводу, что в пробирках находились соли галогеноводородных кислот. В первой пробирке – хлорид натрия, во второй – бромид натрия, а в третьей – йодид натрия. Для их распознавания был взят лишь один реактив – нитрат серебра.
Умения и навыки распознавания веществ, полученные на уроках химии, могут служить основой для формирования и развития более сложных действий, таких, как умение делать анализы растворов, концентратов, отходов, удобрений, кислот, солей и др.

В.Я.ВИВЮРСКИЙ