Методика работы учителя химии
в школе полного дня

Выступление на Третьем Московском
педагогическом марафоне учебных предметов
8 апреля 2004 г.

Окончание. Начало см. в № 31/2004

Спецкурс по химии для 8–9 классов

Идейный вдохновитель публикуемых разработок Г.М.Чернобельская Фото Е.Крылова

На современном этапе развития образовательной системы происходит ее реорганизация с целью индивидуализации процесса обучения. Сегодня проблема решается путем перехода старшей школы к профильному обучению. Существует много вопросов: каким образом будет осуществляться этот переход, каково будет содержание профильного обучения и т.д. Однако жесткое профилирование имеет ряд минусов. Некоторые педагоги высказывают мнение, что ученики 9-го класса еще не могут осознанно выбрать свой профиль. Чтобы осознанно подойти к выбору дальнейшего профиля, а возможно, и будущей профессии, мы предлагаем ввести в курс основной школы элективные курсы, которые позволили бы учащимся раскрыть свои способности.
Мы проанализировали содержание существующих факультативов для основной школы и пришли к выводу, что систематические курсы по химии, сопутствующие основному школьному курсу, фактически не разработаны. Многие факультативы имеют узкую специализацию («Химия в сельском хозяйстве», «Химия металлов» и т.д.).
Прежде чем перейти к обсуждению структуры и содержания спецкурса по химии для учащихся
8–9-х классов, кратко укажем на основные психологические особенности школьников данного возраста.

В общении происходит смещение акцента на сверстников. Значимость общения с взрослыми (учителем) снижается.
Наблюдается резкое снижение интереса к изучению учебных предметов, но в то же время появляется потребность в самостоятельной деятельности, в результате которой учащиеся приобретают новые знания.
У подростков выявляется стремление увидеть практическое значение знаний. Именно в этом возрасте школьники чаще всего задают вопрос: «Зачем это надо знать?»

Следуя основным психолого-педагогическим принципам обучения и воспитания, учитывая перечисленные особенности и главную образовательную задачу (выбор профиля), мы предлагаем следующее построение спецкурса.
1. Курс вводится с 8-го класса и рассчитан на 2 года (1 ч в неделю).
2. Реализация курса возможна как на базе школы полного дня, так и в обычных учебных учреждениях во внеурочное время (за счет школьного компонента).
3. Курс состоит из двух частей: теоретической (расширение и углубление химических знаний) и практической (развитие экспериментальных умений и навыков).
4. Логическим завершением спецкурса является экспериментально-теоретическая работа по химии элементов. Успешно выполненные работы по согласованию с администрацией школы представляются к защите в качестве выпускного экзамена по химии в 9-м классе.
В 8-м классе ребята приобретают знания, умения, навыки по работе с лабораторным оборудованием, реактивами, дополнительной научной литературой и справочными материалами.
В 9-м классе школьники получают право самостоятельно выбрать тему своей экспериментально-теоретической работы, сделать подборку тематической литературы, выполнить химический эксперимент (при наличии необходимого оборудования и реактивов).
Формы проведения занятий спецкурса различные – индивидуальные и групповые. Используемые методы – беседа, лекции, семинары, практические работы, выступления на уроках и т.д.
Тематика предлагаемых практических работ по усмотрению учителя может быть изменена в зависимости от оснащенности кабинета химии оборудованием и реактивами. Для поиска учащимися дополнительной информации рекомендуется заранее составить список литературы, которая имеется в школьной библиотеке и кабинете химии.
В связи с большим разнообразием школьных учебников и программ по химии становится невозможным разработать единый спецкурс. Мы предлагаем следующую программу.

Программа спецкурса по химии для средних общеобразовательных школ

8 класс (34 ч)

Раздел 1. Методы химии

1. Практические методы. Наблюдение. Эксперимент. Постановка и описание опытов. Фиксирование результатов (лабораторный журнал).
2. Теоретические методы. Поиск и объяснение закономерностей, гипотезы, моделирование, теория. Представление результатов (словесное описание, таблицы, графики, схемы и т.п.). Справочная химическая литература и работа с ней.

Раздел 2. Химическая лаборатория

1. Химическая лаборатория. Общие правила поведения в лаборатории. Техника безопасности и оказание первой медицинской помощи.
2. Химическая посуда. Стеклянная посуда (общего назначения – пробирки, колбы, химические стаканы, воронки; специального назначения – капельные и делительные воронки, колба Вюрца, прямой и обратный холодильник, колба Бунзена), фарфоровая посуда для работы с веществами (чашки, ступки, стаканы, тигли), металлическая посуда и посуда из других материалов.
3. Вспомогательное оборудование. Крепежное (пробиркодержатель, лабораторный штатив), нагревательное (спиртовка, электроплитка, водяная баня, сушильный шкаф), соединительное оборудование (стеклянные и резиновые трубки, пробки, переходники, соединения на шлифах).
4. Измерительное оборудование. Мерная посуда (мерные цилиндры, мензурки, мерные пробирки, мерные колбы и т. п.), правила работы и измерения объемов. Глазомерная оценка объема.
Весы. Правила взвешивания веществ. Приблизительная оценка массы.
Термометры. Правила работы с термометрами.
5. Реактивы. Общие правила работы с твердыми сыпучими веществами и растворами. Классификация по степени опасности (нейтральные вещества, едкие, ядовитые, огнеопасные, взрывоопасные). Правила хранения веществ в соответствии со степенью опасности. Правила техники безопасности. Оказание первой помощи.
6. Физические свойства веществ. Агрегатное состояние, цвет, запах, твердость, плотность, температуры кипения и плавления (связь с агрегатным состоянием), температура возгонки (сублимации), теплопроводность, электропроводность (понятие относительной шкалы величин на примере электропроводности).
7. Домашняя лаборатория. Правила организации лабораторной работы в домашних условиях.

Практическая часть.

Практическая работа 1. Очистка вещества от водонерастворимых примесей (любые хорошо растворимые в воде вещества, содержащие нерастворимые примеси).
Практическая работа 2. Описание физических свойств веществ (твердых и жидких).
Практическая работа 3. Определение температуры плавления веществ.

Раздел 3. Количественные отношения в химии

1. Расчеты по молекулярной формуле вещества. Нахождение массовой доли элементов в сложном веществе (на примере кристаллогидратов). Установление молекулярной формулы вещества по массовым долям элементов (усложненные варианты с использованием линейных уравнений).
2. Решение расчетных задач по уравнению химической реакции. Вычисление массы и количества вещества продукта реакции или реагента по известным массе или количеству вещества других участников реакции.

Раздел 4. Газообразное состояние вещества

1. Кислород. Получение в лаборатории и способы его собирания. Химические свойства – взаимодействие с простыми и сложными веществами. Горение веществ на воздухе и в чистом кислороде. Понятие о скорости химической реакции. Катализ.
2. Водород. Получение в лаборатории и способы его собирания. Химические свойства – взаимодействие с простыми и сложными веществами.
3. Закон Авогадро. История открытия закона. Значение закона для развития атомно-молекулярного учения. Математическое доказательство первого (молярный объем газов) и второго (относительная плотность одного газа по другому) следствий закона.
4. Решение расчетных задач. Усложненные типовые задачи по выводу молекулярной формулы вещества. Нахождение массы и объема газообразного вещества с использованием уравнения химической реакции.

Практическая часть.

Практическая работа 4. Получение кислорода и изучение его химических свойств.
Практическая работа 5. Получение водорода. Химические свойства водорода.

Раздел 5. Вода. Растворы

1. Растворы. Растворители. Процесс растворения. Физическая теория растворов (В.Ф.Оствальд). Химическая теория растворов (Д.И.Менделеев). Понятие о сольватах и гидратах. Кристаллосольваты и кристаллогидраты, их названия и свойства. Тепловые явления при растворении. Водные и неводные растворы.
2. Растворимость веществ. Ненасыщенные, насыщенные и пересыщенные растворы. Классификация веществ по растворимости: растворимые, малорастворимые и нерастворимые. Зависимость растворимости от природы вещества, растворителя и температуры. Моделирование температурной зависимости, температурный коэффициент (понятие о математическом моделировании процессов, экстраполяция и интерполяция). Зависимость растворимости газов от давления и температуры.
3. Приготовление растворов. Характеристики содержания вещества в растворах – массовая доля и молярная концентрация. Приготовление растворов с заданной массовой долей и молярной концентрацией (из чистых веществ, кристаллогидратов и других растворов).
4. Расчетные задачи. Усложненные задачи на приготовление растворов с заданной массовой долей или молярной концентрацией. Задачи на смешивание растворов. Решение расчетных задач по уравнению химической реакции с использованием массовой доли и молярной концентрации растворенного вещества.

Практическая часть.

Практическая работа 6. Растворение – физико-химический процесс (тепловые эффекты, изменение окраски веществ при растворении).
Практическая работа 7. Приготовление растворов веществ с заданной массовой и молярной концентрацией (из твердых сыпучих веществ и концентрированных растворов кислот).
Практическая работа 8. Выращивание кристаллов из насыщенных растворов различных веществ.

Раздел 6. Классы неорганических соединений

1. Классификация сложных веществ. Генетическая связь между классами неорганических соединений. Генетический ряд металлов. Генетический ряд неметаллов.
2. Оксиды, основания, кислоты, соли. Классификация, номенклатура, физические и химические свойства (исключая специфические химические свойства кислот-окислителей), способы получения. Амфотерность веществ.
3. Расчетные задачи. Задачи с использованием стехиометрических схем.

Практическая часть.

Практическая работа 9. Получение нерастворимых гидроксидов из растворов предложенных веществ.
Практическая работа 10. Осуществление ряда превращений по заданной стехиометрической схеме.

9 класс (34 ч)

Раздел 1. Строение вещества

1. Состав и строение атома. Делимость атома. Планетарная модель атома. Расчет числа нуклонов (протонов, нейтронов) и электронов в атоме. Изотопы. Расчет изотопного состава природных элементов.
2. Строение электронной оболочки. Модель атома по Н.Бору. Электронные оболочки (слои, уровни). Емкость электронного уровня. Заполнение электронных оболочек (с использованием периодической системы). Валентные возможности атомов на примере элементов s-, p-, d-электронных семейств. Свойства атомов в зависимости от электронного строения. Правило октета: достройка электронной оболочки атома до оболочки инертного газа. Электроотрицательность. Металлические и неметаллические свойства элементов в зависимости от строения атома и электроотрицательности. Прогноз валентных свойств элемента. Высшая и низшая валентность. Степень окисления. Определение степени окисления элементов в соединении. Понятие об ионах.
3. Химическая связь. Электронная природа химической связи. Характеристики химической связи: длина и прочность связи. Типы химической связи. Механизмы образования химической связи – обменный и донорно-акцепторный. Ковалентная связь. Полярность ковалентной связи. Ионная связь. Металлическая связь. Электронные формулы атомов и электронные схемы образования соединений.
4. Строение вещества. Кристаллическое и аморфное состояние вещества. Кристаллическая решетка. Типы кристаллических решеток – атомная, молекулярная, ионная, металлическая (структурные частицы решетки, характер связи между ними, энергия разрыва связи, прочность решетки, физические свойства веществ с данным типом решетки). Прогноз свойств вещества по его составу и строению.

Раздел 2. Теория электролитической диссоциации

1. Электролитическая диссоциация. Механизм электролитической диссоциации. Степень электролитической диссоциации. Константа диссоциации. Взаимосвязь степени и константы диссоциации. Закон разбавления Оствальда.
2. Основные классы неорганических соединений в свете теории электролитической диссоциации. Химические свойства амфотерных оксидов: реакции с кислотами и кислотными оксидами, реакции с основными оксидами и основаниями (в расплаве и растворе с образованием гидроксокомплексов). Амфотерные гидроксиды – диссоциация, физические и химические свойства: реакции с кислотами и кислотными оксидами, основаниями и основными оксидами (при сплавлении и в растворе).
3. Комплексные соединения. Понятие о комплексных соединениях. Координационная теория А.Вернера (комплексный ион, центральный ион, лиганды, ионы внешней сферы, координационное число). Диссоциация комплексных соединений. Образование и разрушение комплексов. Классификация комплексов.

Практическая часть.

Практическая работа 1. Комплексные соединения (получение и свойства).

Раздел 3. Качественный анализ

1. Основные понятия. Предмет, методы и задачи аналитической химии. Классификация катионов и анионов по аналитическим группам. Качественные реакции.
2. Качественные задачи. Решение качественных задач на определение веществ (анализ растворов веществ, твердых сыпучих веществ).

Практическая часть.

Практическая работа 2. Идентификация растворов веществ.
Практическая работа 3. Определение растворов веществ без использования вспомогательных реактивов.

Раздел 4. Количественные задачи

1. Основные типы расчетных задач. Задачи на избыток и недостаток реагирующего вещества (лимитирующий реагент), выход продукта реакции, примеси, смеси веществ (двух- и трехкомпонентные). Решение расчетных задач с использованием системы линейных уравнений.

Раздел 5. Химия элементов

1. Окислительно-восстановительные реакции. Важнейшие окислители и восстановители. Классификация окислительно-восстановительных реакций. Специфические свойства кислот-окислителей. Электролиз.
2. Экспериментально-теоретические работы по химии элементов. Выполнение индивидуальных экспериментально-теоретических работ по химии элементов.

Практическая часть.

Практическая работа 4. Окислительные свойства азотной и серной кислот.
Практическая работа 5. Поведение перманганат-ионов в различных средах.

Методические рекомендации

8 класс

Раздел 1. Ученики 8-го класса уже знакомы со многими методами экспериментальных наук. На занятиях спецкурса необходимо рассмотреть особенности эксперимента по химии. Желательно не только рассказать и обсудить со школьниками методы науки, но и поставить демонстрационный эксперимент (например, разложение малахита). Образовательная задача опыта заключается в том, чтобы на практике показать, каким образом происходит постановка эксперимента, оформление результатов и т. д.
Раздел 2. При работе с химической посудой и вспомогательным оборудованием учащиеся выполняют различные манипуляции (взвешивают вещества, измеряют объемы). Главная задача – научить работать с оборудованием и познакомить с основами техники безопасности.
Раздел 3. Сначала разбирается решение типовой задачи. Затем учитель предлагает каждому ученику индивидуальные задачи на карточках по нарастанию сложности. В случае затруднения учащийся может получить консультацию. Рекомендуется выдавать индивидуальные карточки с задачами для решения дома. На последующем занятии учитель проверяет выполнение заданий. Задачи, вызвавшие затруднения, разбираются.
Раздел 4. Основное внимание уделяется эксперименту. Необходимо научить школьников различным методам сбора газообразных веществ и работы с ними. Привести примеры «переливания» газов из одного сосуда в другой (например, оксид азота(IV), полученный реакцией меди с концентрированной азотной кислотой).
Раздел 5. Обучить технике приготовления растворов с использованием понятий «массовая доля растворенного вещества» и «молярная концентрация». На основании математических расчетов показать, как готовят растворы веществ из кристаллогидратов.
Раздел 6. Обратить внимание на генетическую связь между классами неорганических соединений (отработать на цепочках превращений и экспериментально). Если по программе не изучается понятие «амфотерность», то в рамках данного спецкурса это необходимо сделать, чтобы показать условность деления веществ на классы.

9 класс

Раздел 1. О строении вещества упоминается в школьной программе 8-го класса, поэтому изучение данного раздела мы предлагаем провести в виде семинарских занятий. При подготовке к семинару учащиеся самостоятельно подбирают литературу. При необходимости учитель может проконсультировать школьников по отдельным вопросам.
Раздел 2. Мы считаем, что к этому времени теория электролитической диссоциации уже изучена в общем курсе химии. На теоретическом занятии учитель объясняет только тему «Комплексные соединения». Весь оставшийся материал ребята прорабатывают самостоятельно. Затем проводится семинарское занятие.
Раздел 3. Некоторые элементы знаний по качественному анализу ребята уже приобрели в теме «Электролитическая диссоциация». Учитель лишь дополняет данный раздел основными понятиями (аналитические группы катионов и анионов). При решении качественных задач необходимо показать, что на практике обычно проводится анализ смесей (растворов или твердых веществ). Качественный анализ ученик выполняет индивидуально, что обычно требует двух или более занятий.
Раздел 4. В зависимости от уровня подготовленности учащихся уровень сложности задач может быть различным. Некоторые уже самостоятельно разобрались в типовых задачах, другие – нет. Возникает необходимость дифференцированно подбирать задачи (одним – усложненные по школьному уровню, другим – олимпиадные). Если сильный ученик будет постоянно решать достаточно легкие задачи, со временем у него может пропасть интерес к таким заданиям. Педагог должен грамотно подойти к работе с каждым учеником.
Раздел 5. Экспериментально-теоретические работы по химии элементов имеют различный характер. При выполнении задания ученику дается больше свободы. Ответственность каждого за результат своей работы, возможность самостоятельно выбрать тему эксперимента имеет большое образовательное и воспитательное значение. Направление работ может носить обобщающий характер по химии какого-либо элемента, прикладное значение (в быту, сельском хозяйстве и т.д.). Прежде чем предоставить отчет о проделанной работе, учащиеся получают индивидуальные консультации, согласуют с учителем экспериментальную часть. Результаты работ можно продемонстрировать на школьных конференциях, в классе, а если есть возможность, то на городских конкурсах.

А.С.ЗВЯГИН,
аспирант Московского педагогического
государственного университета

Дифференцированная рабочая тетрадь
в школе полного дня

Современная средняя школа – постоянно и активно развивающийся организм. Учитель и педагогический коллектив ежедневно и ежечасно погружены в решение конкретных, актуальных задач обучения, развития и воспитания своих учеников. Посмотрите, как химия входит в учебный цикл.
Ученикам 8-х классов поначалу показывают так нравящиеся им химические опыты, и все кажется очень легким и доступным. На первых уроках они «тянут руки». Однако постепенно накапливаются трудности, непонятные вопросы – валентности, коэффициенты – и учебный пыл, не успев разгореться, быстро угасает. Как же сохранить хрупкий, едва возникший познавательный интерес?
Решением этой проблемы может стать использование дифференцированной рабочей тетради на печатной основе.
Почему мы выбрали именно дифференцированную рабочую тетрадь? В этом сказалось стремление отказаться от уравниловки. Одинаковые задания для всех ставят слабых учеников в затруднительное положение. Наблюдения на уроках показывают, что особенно страдают девочки, стараясь изо всех сил все выполнить. Мальчики часто просто не выполняют заданий, если нет на это сил. Но больше всего от уравниловки страдают сильные ученики. Они способны сделать больше, но привыкают работать налегке и постепенно теряют свои способности.
Отметим, что вводить дифференцированные рабочие тетради в учебный процесс нужно постепенно. Учащиеся не привыкли к данному виду работы.
Рабочая тетрадь состоит из трех частей – А, В и С (схема).

Схема

Структура рабочей тетради

Часть А – это задания, связанные с воспроизведением теоретического учебного материала. Задания части А должен выполнить и усвоить каждый ученик.
Часть В содержит задания трех уровней. Первый уровень – задания, направленные на воспроизведение знаний. Второй уровень – задания на применение знаний в сходной ситуации. Третий уровень – задания на применение знаний в новой, нестандартной ситуации. Выполнять задания каждого уровня следует последовательно. Нельзя выполнять задания второго уровня, не пройдя первый уровень.
Часть С – задания для самоконтроля тестового типа. Ученик может выполнить эти задания и выставить себе оценку. В том случае, если он хочет получить более высокую оценку, ему нужно заново проработать учебный материал.
В рабочую тетрадь включены и лабораторные работы. Они также представлены тремя уровнями и рассчитаны на применение знаний, умений и навыков, полученных учащимися ранее.
Время для выполнения заданий у всех одинаковое, но каждый ученик передвигается от уровня к уровню со своей скоростью. Работа завершается по сигналу учителя до звонка с урока.
Проблема дисциплины на уроке тесно связана с занятостью учащихся выполнением заданий. В тетради приводится большое количество заданий. Благодаря этому лучшие ученики, склонные к химии, могут выполнить значительно больше заданий, чем они выполняли на обычных уроках.
Тетрадь для учебной работы позволит развивать самостоятельность учащихся.
Главное достоинство такого подхода – полная занятость всех учеников, самостоятельно переходящих от уровня к уровню.
Поскольку задания в тетради дифференцированные, возникает вопрос, как разделить учащихся на группы. Существует множество различных способов. С некоторыми из них можно познакомиться в журнале «Химия в школе», 2004, № 3.
По каждому разделу темы: «Классификация и номенклатура» и «Химические свойства» – составлена памятка для поэлементного анализа ответов учащихся (табл. 1).

Таблица 1

Поэлементный анализ ответов учащихся на задания по разделу
«Химические свойства кислот»

Набранные учеником баллы мы подразделяем на четыре уровня усвоения знаний: недопустимый, низкий, средний и высокий, которые соответствуют привычным оценкам: «2», «3», «4» и «5».
В табл. 2 показан перевод набранных учащимися баллов в оценку.

Таблица 2

Соотношение рейтинговых баллов с
пятибалльной системой оценивания*

* по разделу «Химические свойства кислот».

Наблюдая за учениками экспериментальных классов, мы замечали, что работают они на уроке с интересом и увлеченно. При заключительном обсуждении их активность всегда более высокая, чем в контрольных классах. Мы проверили заинтересованность учащихся процессом приобретения знаний в контрольных и экспериментальных классах путем оценки времени и сравнения его с истинным (табл. 3).

Таблица 3

Оценка учащимися времени усвоения новых знаний

Для учеников контрольных классов при усвоении нового материала время шло медленнее, они переоценили время на 20%. В процессе работы учеников экспериментальных классов с дифференцированной рабочей тетрадью время шло на 25% быстрее.
Наш практический опыт показывает эффективность занятий с дифференцированной рабочей тетрадью и целесообразность ее использования в учебном процессе.

Р.В.ШИЛЕНКОВ,
аспирант Московского педагогического
государственного университета,
учитель школы № 18
(г. Мичуринск, Тамбовская обл.)