В.Я.ВИВЮРСКИЙ

МЕТОДИКА
ХИМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ

Продолжение. См. № 27–28, 30, 31, 36, 38, 39, 40, 43, 45/2003;
5, 8, 11, 17, 19, 21, 24, 27-28/2004

§ 4.5. Контроль и учет экспериментальных
умений и навыков

Эффективность управления процессом формирования экспериментальных умений и навыков зависит от их контроля и учета. Во время выполнения лабораторных опытов, когда учащиеся отрабатывают небольшое количество операций и приемов, можно наблюдать за работой 10–12 человек. На практических занятиях следует более тщательно контролировать эту работу и наблюдать не более чем за 6–8 учащимися.

При наблюдении за учениками следует обращать внимание на:

• умение пользоваться реактивами, посудой и другим оборудованием;
• работу с приборами (сборка, проверка их на герметичность, закрепление в штативе, использование в опытах);
• выполнение различных операций (наливание и насыпание веществ, растворение твердых, жидких и газообразных веществ, измельчение и смешивание твердых веществ, собирание газов и др.);
• распознавание веществ по физическим свойствам, характеру горения и качественным реакциям.

Наряду с этим необходимо проверять, как они понимают цель опыта, умеют ли составлять план, какие вещества и приборы нужно использовать для его проведения, при каких условиях будет протекать химический процесс и как выразить его соответствующими уравнениями реакций, умеют ли анализировать опыты, делать обобщения и выводы. Важно также осуществлять контроль за соблюдением учениками техники безопасности при обращении с реактивами, нагревательными приборами, химической посудой, а также за чистотой рабочего места, бережным отношением к оборудованию и экономным расходованием реактивов, за рациональным использованием времени на проведение отдельных приемов и операций, за дисциплиной.
Известно, что установить тщательное наблюдение за работой каждого ученика во время практических занятий и оценить фактический уровень умений и навыков не представляется возможным. Опыт показывает, что в процессе обучения химии при проверке и оценке практических работ наблюдаются две крайности: либо выставляются отметки за практические работы всем учащимся только на основании письменного отчета, либо они вовсе не выставляются, т.к. считается, что эти отметки не соответствуют действительному уровню знаний, умений и навыков. Еще более нетерпим встречающийся недостаток, когда задерживается объявление отметок, что ведет к снижению их воспитательного значения. Объективность отметки возрастает при сочетании устной (фронтальной и индивидуальной) и письменной проверок, а также наблюдений преподавателя как за группой, так и за отдельными учениками на разных этапах выполнения операций практической работы.
Устная фронтальная проверка – совместное обсуждение, проводимое всем классом перед началом практической работы или при подведении итогов с целью выявления понимания учащимися теоретических вопросов работы.
Устная индивидуальная проверка – беседа с отдельными учениками до начала или после практической работы.
Письменная проверка – это контроль в виде письменных отчетов учащихся в тетрадях.
Рассмотрим методику осуществления этой системы контроля на примере практической работы по теме «Определение минеральных удобрений».
До начала работы можно предложить ученикам ответить на следующие вопросы.

1. Какие элементы более всего нужны для питания растений?
2. Откуда поступают в растения углерод, водород, азот, калий и фосфор и в каком преимущественно виде?
3. Почему для повышения плодородия почвы вносят в основном вещества, содержащие азот, калий, фосфор и известь?
4. Какие различают макроудобрения?
5. Какие азотные, фосфорные и калийные удобрения имеют наибольшее значение?
6. Какие удобрения относятся к аммиачным, нитратным?
7. Какое значение имеет азот, фосфор и калий для растений?
8. Как влияют азотные, фосфорные и калийные удобрения на рост, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур?
9. Каков состав, химическая формула, пита-
тельная ценность и физические свойства (внешний вид, цвет, гигроскопичность и растворимость в воде) азотных, фосфорных и калийных удобрений?
10. Какие характерные реакции используются для распознавания удобрений, в состав которых входят катионы Na⁺, К⁺, , Са²⁺ и анионы Сl^–, , , ? Cоставьте соответствующие уравнения реакций.
11. Какое значение имеет производство и применение удобрений с высоким содержанием питательных веществ?
12. Какие удобрения называются уравновешенными и как их можно получить?
13. В чем преимущество комплексных удобрений перед простыми?
14. В чем преимущество гранулированных удобрений перед порошковыми?
15. В чем преимущество жидких удобрений перед порошковыми?
16. В чем преимущество аммиачных удобрений перед нитратными?
17. Какие меры применяются для улучшения плодородия солонцов?
18. Почему производство натриевой, калиевой и кальциевой селитр не осуществлено в промышленности в широком масштабе?

Задание предлагается как общеклассное. Но оно успешнее выполняется, если учитывается общий уровень знаний и индивидуальные особенности развития учащихся. Поэтому тем ученикам, которые серьезно интересуются химией, можно предложить ответить на все вопросы, а остальные отвечают на первые десять (последние восемь вопросов могут быть предложены учащимся по выбору).
Для учащихся, которые серьезно интересуются не только химией, но и биологией, можно предложить еще дополнительные задания.

1. Какие существуют виды местных органических и минеральных удобрений?
2. Какие существуют примерные нормы внесения азотных, фосфорных и калийных удобрений и от каких условий это зависит?
3. В какой период жизни растений в почву вносят азотные, фосфорные и калийные удобрения?
4. Как действуют азотные, фосфорные и калийные удобрения на почву?
5. Под какие культуры вносят в основном азотные, фосфорные и калийные удобрения?
6. Какие существуют способы внесения азотных, фосфорных и калийных удобрений и от чего это зависит?
7. Как подготавливают удобрения для внесения в почву и для подкормки?
8. Какие условия следует соблюдать при хранении и транспортировке удобрений?

Как правило, учащиеся успешно отвечают на эти вопросы.
Опыты по определению удобрений в ходе этой работы каждый ученик выполняет самостоятельно. Это достигается за счет использования как можно большего количества названий удобрений и их комбинаций. Так, при наличии в лаборатории девяти наименований удобрений можно составить три варианта задач, из которых в свою очередь можно составить девять вариантов различных комбинаций задач. Следовательно, при наличии в классе 27 учащихся один и тот же вариант будет выполнять лишь каждый третий.
До проведения практической работы преподаватель беседует с отдельными учениками, чтобы определить, насколько они готовы к ее выполнению. Тем из них, которые показали хорошие знания, выставляются отметки в тетрадь учета практических умений и навыков.
В начале урока преподаватель в ходе фронтальной беседы выявляет подготовленность всего класса к проведению работы и оценивает знания тех учащихся, которые активно участвовали в процессе обсуждения вопросов. После этого преподаватель внимательно наблюдает за группой из 6–8 человек (зависит от индивидуальных особенностей и практического опыта преподавателя). В эту группу желательно включать тех учащихся, которые еще ничем не проявили себя при подготовке к работе или имеют еще недостаточно прочные экспериментальные умения и навыки. Все замеченные недостатки отмечаются в тетради учета умений и навыков.
При проведении практической работы следует обращать внимание на осуществление учащимися самоконтроля, который помогает им не только убедиться в том, что работа закончена, но и судить о качестве ее выполнения.
Критерии, применяемые для самоконтроля в работе по определению удобрений, могут быть следующие:
ионы Na⁺, К⁺, Са²⁺ – окрашивание пламени горелки или спиртовки соответственно в желтый, розово-фиолетовый и кирпично-красный цвета;
– выделение аммиака, который обнаруживают по запаху, по изменению окраски влажной индикаторной бумаги, по образованию «дыма» при внесении стеклянной палочки, смоченной в концентрированной летучей кислоте;
– выделение бурого газа NО₂ или горение тлеющего древесного уголька в расплаве соли;
Сl^–, , – выделение осадков: для первых двух ионов белого цвета, а для третьего – желтого цвета.
В конце урока подводится итог выполненной работы. Очень важно выяснить, как учащиеся понимают сущность проведенных опытов, умеют ли делать выводы. Их ответы на вопросы желательно разобрать и обсудить. Это позволит исправить неверные представления, типичные ошибки, внести дополнения, изменения.
Только после этого ребята приступают к оформлению письменного отчета в тетради по определенному регламентированному плану или по схеме, в которую проще вносить нужные коррективы, изменения. По мнению учащихся, схема дает больше простора, свободы мыслям, т.к. она не сковывает их индивидуальные возможности.
Письменные отчеты преподаватель проверяет и выставляет за них отметки. При этом обращает внимание в первую очередь на грамотность химического языка (правильность составления формул, уравнений реакций, названия веществ, определения условий и признаков реакций), на умение проанализировать опыт и кратко его описать, сделать общий вывод.
Таким образом, в процессе подготовки и проведения практической работы, а также проверки письменного отчета у преподавателя накапливаются первые отметки, которые были выставлены при индивидуальном опросе, беседе до начала работы, вторые – при устном фронтальном опросе и в конце занятия, третьи – при групповом наблюдении на практическом занятии и, наконец, четвертые – за письменный отчет. Взятые вместе они дают возможность преподавателю выставить объективную оценку за практическую работу.
Главным критерием при выставлении отметки являются, конечно, практические умения и навыки, которые учащиеся показали при выполнении данной работы. Если же преподаватель сомневается в объективности оценки того или другого ученика, он может проверить его индивидуально на одном из последующих уроков, чтобы убедиться в правильности своих предположений. Для этого преподаватель вызывает его к демонстрационному столу и предлагает выполнить ту или иную операцию, тот или иной опыт из практической работы. Такая повторная проверка, во-первых, заставляет школьников более серьезно относиться к подготовке работы, принимать активное участие в ее выполнении и обсуждении, а во-вторых, дает возможность преподавателю выставить дополнительные оценки.

После изучения тем или разделов программы, когда завершается формирование сходных по типу практических умений и навыков, можно также провести их проверку с помощью контрольных лабораторных работ. Если учащиеся знают, что такая проверка осуществляется систематически, то они более сознательно и с большей ответственностью относятся к приобретению и совершенствованию умений и навыков во время выполнения текущих лабораторных опытов, более внимательно следят за демонстрацией опытов преподавателем, вникают в их сущность. Контрольные лабораторные работы позволяют преподавателю определить, насколько была эффективной методика обучения экспериментальным умениям и навыкам, выявить пробелы в их формировании, наметить пути устранения этих пробелов.
В содержание контрольных лабораторных работ включаются все выполненные лабораторные опыты. Учащимся следует сообщить о лабораторных опытах, которые будут включены в контрольную работу, а также о том, какие будут проверяться экспериментальные умения и навыки.
Опыты на контрольной работе выполняются индивидуально. Из имеющихся на столе реактивов и оборудования ребята самостоятельно выбирают все необходимое для выполнения опытов. Учащиеся самостоятельно составляют план проведения опытов, перечисляют используемые реактивы и оборудование, выполняют опыты, составляют отчет, отвечают на вопросы, выявляющие степень их практической подготовленности, заставляющие внимательно относиться к оборудованию и его характеристике.
В тех случаях, когда реактивов и оборудования недостаточно, можно делить класс пополам – одна часть учащихся пишет письменную контрольную работу, а другая – выполняет контрольную лабораторную работу. На следующем уроке группы меняются заданиями.
В качестве примера рассмотрим методику проведения контрольной лабораторной работы по теме «Теория электролитической диссоциации».
Преподаватель готовит карточки, в которых содержатся задания по выполнению опытов. Такие карточки-задания получает каждый ученик. Например, понимание степени диссоциации электролитов и зависимость от нее их активности при химических реакциях можно проводить с помощью следующих заданий.
Опыт 1. Испытайте универсальной индикаторной бумагой растворы уксусной кислоты с ее массовой долей 0,8 (80%) и 0,1 (10%). Что наблюдается? Как объяснить разную степень интенсивности окраски универсальной индикаторной бумаги?
Опыт 2. В две пробирки опустите одинаковые массы цинка и прилейте в каждую из них 5 см³ раствора кислоты с массовой долей 0,1 (10%): в одну – соляной кислоты, в другую – уксусной кислоты. Что наблюдается? Как объяснить различную скорость течения хаотических реакций?

Взаимодействие цинка с кислотами

Преподаватель наблюдает за работой учащихся и фиксирует в тетради наличие или отсутствие тех или иных экспериментальных умений и навыков. Например, наблюдение можно вести по представленной ниже форме.

Итоговая отметка выставляется не только по результатам письменного отчета, но и по данным наблюдения преподавателем уровня экспериментальных умений и навыков.
Иногда проверку экспериментальных умений и навыков по теме или разделу можно проводить после уроков. Ее целесообразнее осуществлять в конце первого полугодия и в конце учебного года, когда у школьников уже хорошо сформированы экспериментальные умения и навыки. Для такой проверки отбирается группа учащихся в количестве 6–8 человек. Хорошо успевающие ученики могут быть освобождены от этой проверки.
После уроков на специально и заранее подготовленных местах с необходимым оборудованием и реактивами учащиеся выполняют те или иные опыты (операции). Они выполняют все задания одновременно под руководством преподавателя – он называет ту или иную операцию или прием, а учащиеся самостоятельно ее выполняют. Во время работы хорошо видно не только качество выполнения задания, но и время, которое затрачивает на это каждый ученик. А время – показатель осознанности усвоения и степени отработанности того или иного умения или навыка.
Например, преподаватель говорит учащимся: «Соберите и укрепите прибор». Затем делает паузу, в течение которой они должны показать, что умеют правильно вставлять газоотводную трубку в пробирку, проверять прибор на герметичность и укреплять его в лабораторном штативе. Только после выполнения всеми учащимися данной операции преподаватель переходит к следующей.

Естественно, что для получения более полной картины об имеющихся у учащихся экспериментальных умениях и навыках наряду с вышеописанным приемом контроля их действий следует предоставлять ребятам возможность выполнять опыт самостоятельно до конца. В этих случаях единая для всех последовательность выполнения операций нарушается, т.к. каждый ученик начинает выполнять ту операцию, которую он считает в данный момент наиболее целесообразной, логически оправданной. В таких условиях проявляется большая самостоятельность учеников, а паузы во время работы показывают, как быстро вспоминает ученик то или иное необходимое действие, чтобы добиться конечного результата.
Очень часто учащиеся, хорошо зная теоретический и фактический материал, обнаруживают недостаточную подготовку в области химического эксперимента. Этого можно избежать, если увеличить число опытов, которые ребята могут выполнять на уроке в ходе проверки знаний. При опросе они должны уметь не только устно отвечать на поставленные вопросы, но и проводить несложные химические опыты. Это могут быть качественные реакции на катионы и анионы, на органические вещества и др. Систематическое сопровождение устного изложения демонстрацией соответствующих опытов входит в привычку, и ребята успешно справляются с экспериментальными задачами и опытами на выпускных экзаменах. Опрос с выполнением опытов может проводиться как в процессе изучения темы, так и при повторении и обобщении пройденного материала.
К занятиям, где при контроле используется эксперимент, следует тщательно готовиться. Преподаватель подбирает несложные опыты, исходя из содержания темы и учитывая подготовку учащихся, а также имеющееся в кабинете оборудование. При повторении материала подбираются характерные, типичные опыты. Подготовленные реактивы и оборудование выставляются на демонстрационный стол. Если химический кабинет занят, то опрос проводится в обычной аудитории.
Опрос проводится следующим образом: трое ребят вызываются для выполнения опытов и трое – для подготовки к ответу на теоретические вопросы. Затем учащиеся меняются заданиями. При хорошей организации на опрос шести учеников требуется не более 15 мин.
В качестве примеров можно привести следующие опыты:

• получить сульфат бария двумя способами;
• получить оксид меди(II) двумя способами;
• провести два опыта, подтверждающие способность формальдегида окисляться.

Эффективность обучения химии с использованием эксперимента зависит от наличия постоянных обратных связей. Учет экспериментальных умений и навыков – это итог работы не только учащихся, но и преподавателя. Наиболее важна для учета умений и навыков контролирующая функция, но она не должна быть основной. Главная роль обратной связи состоит в оказании помощи учащимся, в руководстве и совершенствовании организации и методики проведения химического эксперимента. Контроль оказывает многоплановое воздействие на личность в целом, поэтому он должен быть непрерывным, простым и объективным.