Статья на тему: «Эксперименты и опыты на уроках химии»

Эксперименты и опыты на уроках химии

Аннотация. В статье представлены обобщенные сведения об использовании активных форм обучения на уроках химии. Предложены возможные нетрадиционные методы обучения.

Ключевые слова: нетрадиционные формы, эксперимент, демонстративные опыты, элективный метод.

Актуальность статьи. Особая роль при изучении химии отводится химическому эксперименту. Химический эксперимент всегда являлся основным средством обучения химии. Однако в последнее время в школьном химическом эксперименте произошли некоторые принципиальные изменения: стали доступны видеозаписи экспериментов; программы для проведения имитационных экспериментов (при котором учащиеся «проводят реакции» на экране монитора); усилилось внимание технике безопасности проведения химического эксперимента; и с точки зрения материально технического оснащения школ культура школьного химического эксперимента в значительной мере деградировала. Поэтому возник вопрос о необходимости химического эксперимента и о возможности его замены имитациями и видеозаписями. Однако каждому учителю химии следует ответить для себя на такие вопросы:

• в какой мере нужен реальный химический эксперимент?

• можно ли его заменять имитациями или видеозаписями

(и если да, то в какой мере)?

Если же реальный химический эксперимент все же необходим, то

• на какие аспекты обучения химии эксперимент влияет, а на какие—нет?

При обсуждении этих вопросов следует помнить, что вопрос выбора между химическим экспериментом, имитацией эксперимента, видеозаписями или полным отсутствием химического эксперимента зависит от финансового обеспечения. Производители имитационных программ и видеозаписей так или иначе продвигают свои продукты, производители оборудования для реального химического эксперимента—свои.

Цель статьи: обеспечение усвоения каждым учеником знаний и умений, необходимых для использования в повседневной и трудовой деятельности, так и для получения дальнейшего химического образования.

   Традиционные методы обучения потеряли свою актуальность на соврменном этапе развития общества, на первый план выдвигаются активные формы обучения. Основная задача внедрения активных форм обучения — воспитание конкурентоспособной, самостоятельной в решении жизненных проблем, творческой личности. Говоря о поисках путей совершенствования процесса обучения, необходимо иметь в виду не только систему совершенствования методов сообщения новых знаний, но и совершенствование методики формирования у детей различных умений и навыков. 
Изучение процесса усвоения знаний схематически может быть представлен как путь от восприятия и понимания учебного материала к активной его переработке в сознании учащихся и превращению усвоенных знаний в личное достояние ученика, т.е. убеждения. Благодаря блоку познавательных (когнитивных) способностей ученики смогут выстраивать индивидуальную траекторию в конкретных образовательных областях, в учебных предметах. К познавательным способностям относятся: эмоционально-образные, логические, смысловое видение, способности задавать вопросы, высказывать прогнозы, формулировать гипотезы, конструировать правила. 
Главный принцип развития познавательных способностей — первичность познания реальности, а не изучение готовых «знаний» о ней. Самостоятельное изучение одного и того же реального образовательного объекта приводит к получению индивидуальных образовательных траекторий. Уровень прохождения перечисленных этапов различен и определяется возрастом, подготовленностью, индивидуальными особенностями. Формирование познавательной активности возможно при условии, что деятельность, которой занимается ученик, ему интересна. 

Интересный учебный предмет – это учебный предмет, ставший «сферой целей» учащихся в связи с тем или иным побуждающим его мотивом. 

     Следовательно, высокая познавательная активность возможна только на интересном для ученика уроке, когда ему интересен предмет изучения.

И наоборот, «воспитать у детей глубокий интерес к знаниям и потребность в самообразовании – это означает пробудить познавательную активность и самостоятельность мысли, укрепить веру в свои силы».

Любой педагог, пробуждая интерес к своему предмету, не просто осуществляет передачу опыта, но и укрепляет веру в свои силы у каждого ребенка независимо от его способностей. Следует развивать творческие возможности у слабых учеников, не давать остановиться в своем развитии более способным детям, у всех воспитывать силу воли, твердый характер и целеустремленность при решении сложных заданий. Все это и есть воспитание творческой личности в самом широком и глубоком понимании этого слова. Но для создания глубокого интереса учащихся к предмету, для развития их познавательной активности необходим поиск дополнительных средств, стимулирующих развитие общей активности, самостоятельности, личной инициативы и творчества учащихся.

     Задача учителя состоит в том, чтобы обеспечить не общую активность в познавательной деятельности, а их активность, направленную на овладение ведущими знаниями и способами деятельности.

     Активизация учения есть, прежде всего, организация действий учащихся, направленных на осознание и разрешение конкретных учебных проблем. Формирование учебной деятельности, как способа активного добывания знаний, является одним из направлений развития личности обучаемого.

Степень активности школьников является реакцией на методы и приемы работы учителя. Активными методами обучения следует называть те, которые максимально повышают уровень познавательной активности школьников, побуждают их к старательному учению.

     В школьной практике и в методической литературе принято делить методы обучения на стандартные и нестандартные, на те, которые используют на уроке и на те, которые используют во внеурочное время.

     Нестандартные формы и методы позволяют сделать химию  более доступной и увлекательной, привлечь интерес учащихся.

В литературе выделяют следующие нетрадиционные формы уроков:

1. урок – конференция;

2. урок – соревнование;

3. урок – игра;

4. урок – викторина;

5. урок – диспут;

6. урок – конкурс;

7. урок - аукцион знаний;

8. урок творчества;

9. урок – турнир;

10. урок – спектакль;

11. смотр знаний;

12. урок – зачет;

13. урок – путешествие;

14. урок – диалог;

15. урок – интервью;

16. урок – тренажер;

17. урок – экскурсия;

18. мозговая атака;

19. урок – лекция;

20. урок – консультация;

21. уроки взаимообучения;

22. урок – аукцион;

23. урок – творческий отчет;

24. уроки – фантазии;

25. уроки – суды;

26. уроки – концерты;

27. интегральные уроки;

28. урок-мастерская.

Такие формы и методы повышают эффективность обучения, предполагают творческий подход со стороны учителя и ученика.

Приведём некоторые примеры таких активных форм обучения.

Роль учителя — в основном сопровождающая, он вооружает учеников технологией деятельности и соответствующими способами работы. Например, при написании исследовательской работы по химии перед учащимися учитель ставит следующие исследовательские задачи. 
Определение содержания примесей в снеговой воде. 
1. Продумайте ход эксперимента, составьте план работы вашей. 
2. Распределите обязанности внутри группы (руководитель, лаборанты, младшие научные сотрудники) 
3. Составьте список и приготовьте все необходимое оборудование. 
4. Заведите лабораторный журнал и заполните 
5. Сформулируйте цель вашего эксперимента 
6. Оформите отчет 
7. Подготовьте сообщение и выступите с ним на итоговой конференции 
Задания для 1 группы. «Исследования снеговой воды, взятой рядом со школой». 
Задания 2 группы. «Исследование снеговой воды, взятой в парке». 
Задания для 3 группы «Исследование снеговой воды, взятой у проезжей части дороги». 

При изучении химии в 8 классе учащимся предлагается задание: 
1. Заполни таблицу 
Польза химии. Вред химии 
2. Сделай вывод о значении химии в жизни человека (дискуссия) 
Дискуссия на уроке 
Плюсы дискуссии: 
• ученик вовлекается в активную познавательную деятельность, учится четко формулировать вопрос, ясно выражать свои мысли, защищать свое мнение, выслушивать точки зрения других; 
• в процессе взаимодействия происходит интеллектуальное взаимообогащение; 
• учащиеся учатся разделять с учителем лидерство в группе и принимать на себя ответственность 
Дискуссия, проведенная по определенным правилам, напрямую влияет на уровень активизации обучения и учит ребят учиться. 
Технология активного обучения предполагает такую организацию учебного процесса, при которой невозможно неучастие в познавательном процессе, каждый участник либо имеет определенное ролевое задание, либо от его деятельности зависит качество выполнения познавательной задачи. Эта технология включает в себя методы, стимулирующие, познавательную деятельность обучающихся, вовлекающие каждого участника в мыслительную и поведенческую активность. 

При проведении деловой игры «Оперативное совещание по загрязнению реки», планируемый результат: закрепить знания о свойствах воды, охране окружающей среды, развить творческие способности, практические навыки, формировать исследовательские навыки. Педагогическая суть деловой игры — активизировать мышление учащихся, повысить самостоятельность будущего специалиста, внести дух творчества в обучение, подготовить к профессиональной практической деятельности. 
При подаче материала в такой форме усваивается около 90% информации. Активность учащихся проявляется ярко, носит продолжительный характер и «заставляет их быть активными»

Чтобы решить проблему самореализации учеников при изучении химии, необходимо предлагать ученикам задания не только репродуктивного характера, но и продуктивной деятельности. Именно такие задания направлены на приращение личностного опыта и творческую самореализацию учащихся, такие задания не имеют правильных ответов и результат, который получает ученик в ходе их выполнения, является личностно-креативным, поскольку выступает своеобразным продуктом его творческого самовыражения. 
Использование творческих заданий с нестандартными формулировками, которые отличаются от общепринятых не только необычным условием, но и нетрадиционными способами решения, способствуют развитию познавательной активности. Особенности таких задач, необычная формулировка, связь с жизнью, межпредметные связи вызывают интерес учащихся, способствуют развитию любознательности, интеграции знаний, побуждают использовать дополнительную литературу, способствуют повышению интереса к учебе в целом. 

Сформированность умений выполнять различные по уровню сложности эвристические задания и задачи способствует формированию познавательных продуктов личностных умений и умений применять интеллектуальные решения. 
Сегодняшний арсенал активных методов обучения весьма разнообразен. К ним относятся проблемные лекции, обучающие алгоритмы, анализ конкретных ситуаций, деловые игры, тематические дискуссии, способы развития мыслительных способностей, интереса к учебной работе, творчества, инициативы. Новая цель обучения понимается, исходя из привычного смысла хорошо знакомых задач воспитания и развития, решать которые очень удобно средствами формирования познавательного интереса. 
В их основе лежит активность не только ученика, но и учителя. Готовить на уроке субъекта, творчески активную личность, можно, изменив отношение учителя к смыслу его учебной деятельности, и, соответственно к ученикам, изменив модель деятельности преподавателя от организатора, информатора, консультанта до соорганизатора, партнера, консультанта. Возникает необходимость отслеживать эффективность образовательного процесса, при этом учителю необходимо учитывать уровни обученности учащихся и уровни сложности заданий. 
Репродуктивный уровень знаний — это знание фактов, явлений, действий их воспроизведение без существенных изменений. 
Конструктивный уровень знаний — это знания, добытые в результате комбинирования, переконструирования знаний первого уровня. 
Творческий уровень знаний — это знания и умения, которые приобретены в ходе самостоятельной поисковой и творческой деятельности учащихся. 
Использование схемы для определения уровня активности учащихся на уроке: 

    Оживляют урок различные командные химические соревнования. Кроме активизации работы учащихся, соревнования несут и воспитательную нагрузку: ребята сопереживают успехам своих товарищей. Мы часто используем викторины. 

Викторина - это игра, во время которой учащиеся отвечают на вопросы. Выигрывает тот, кто дает больше правильных ответов. В начале урока викторину можно провести при отработке навыков, в середине урока - при проверке усвоения нового материала, в конце урока - при проверке знаний и умений учащихся. Хорошо организованная викторина способствует активизации умственной деятельности школьников на уроках. Вопросы викторины в некоторых случаях заранее записываются на листах бумаги или на закрытой доске. Ответ на вопрос учащиеся дают сразу. При оценке учитывается не только правильность, но и быстрота ответа. Отвечают ученики поочередно из каждой команды. В конце викторины подвожу итог, учитывая число решенных заданий, качество их обоснований, оригинальность решений.

Очень любят ученики уроки – турниры. Подготовка к уроку – турниру проводится заранее. Класс разбивается на команды, каждая выбирает название, девиз, капитана. Дается творческое домашнее задание: составить задачу для команды соперников, чтобы она отражала основные вопросы изучаемой темы.

     Ещё одной, часто применяемой формой зачёта, является тестирование. Оно обеспечивает не только объективную оценку знаний и умений учащихся, но и эффективную обратную связь в учебном процессе, выявляет факт усвоения знаний, что необходимо для получения реальной картины того, что уже сделано в ходе учебного процесса и что предстоит сделать. Естественно, прежде чем применять тесты на уроке, необходимо определиться в целях изучения данной темы и конкретного урока. Анализ подготовки и результатов таких уроков показывает не только упрочение знаний учащихся, совершенствование их умений обобщать и систематизировать материал, но и изменение их отношения к математике. Доминирующими для них становятся сам процесс приобретения знаний и его содержание, а не только оценка.

     Практика показала, что если использование нестандартных форм уроков носит не случайный, а систематический характер, тесно связанный с изучаемым материалом, то на фоне такой деятельности ученики легче будут понимать теоретический материал, способы решения примеров и задач. Они выполняют познавательные и воспитательные функции. На них ученики применяют приобретенные знания, открывают новые приемы решений и рассуждений, привлекаются к работе слабые школьники. Такая работа способствует развитию логического мышления, тренирует смысловую и образную память, активизирует мыслительную деятельность. Это позволяет разносторонне развиваться личности учащихся, способствует выработке умения аргументировано доказывать свою точку зрения, отстаивать свою позицию, прислушиваться к мнению других, развивает чувства взаимопомощи и взаимоуважения, формирует осознанные нормы поведения, учит внимательности, терпимости и самообладанию сообразительности и скорости мышления. Учащиеся преображаются на глазах, с огромным удовольствием показывают свои знания и умения.

Эксперимент на уроке химии

Полученные учениками теоретические знания на уроках помогает лучше понять и усвоить такой метод как - химический эксперимент. Ученики расширяют содержание тем, развивают самостоятельность, повышают интерес к химии, развивают мышление, умственную активность. Химический эксперимент является одним из критерий правильности полученных данных и сделанных выводов. Одной из причин отставания в учебе названы затруднения перехода от наглядных образов к беспредметным понятиям. Систематическое проведение химических экспериментов способствует как повышению успеваемости по химии, так и организует навык самостоятельного и активного овладения знаниями. Химический эксперимент хорошо использовать в качеств методического приема или способа познания, или как средство наглядности применения теоретических знаний учащихся.

В процессе изучения химии огромную роль играет именно химический эксперимент. Он должен быть составной частью учебного процесса.

В школьном химическом образовании присутствие химического эксперимента нужно указывать в программе по химии и в тематическом планировании на год (лабораторные опыты, презентации по темам химии, практические занятия и эксперименты).

Химический эксперимент выполняет различные обучающие функции в разных формах и взаимодействует с разными способами и средствами обучения.

Химический эксперимент проходит в несколько этапов:

• первый этап – подтверждение необходимости опыта,

• второй этап – составление и проведение работы,

• третий этап – анализ и оценка полученных результатов.

Теоретические знания полученные ранее и необходимые для проведения химического опыта способствуют его пониманию. В проведение химического эксперимента необходимым элементом является живая деятельность ученика или его личное участие в проведение эксперимента, или наблюдение, выдвижение теорий, обоснование выводов. К проведению школьного эксперимента предъявляются разработанные технические и методические требования.

Демонстративные опыты

Проводятся с целью наглядного представления у учеников определенных представлений о химических явлениях, веществах и процессах с последующим пониманием химических понятий. Демонстративный опыт чаще проводит учитель из-за:

• сложности проведения опыта для учеников;

• ученики не владеют техникой для проведения данного опыта;

• лабораторные опыты не оказывают нужного результата;

• в руки учеников невозможно предоставить необходимое количество реактивов и оборудования;

• опыты представляют немалую опасность для здоровья учеников.

Главное правило химического эксперимента – это его безопасность для всех участвующих в его проведении. К другим правилам относят:

• наглядность - возможность увидеть и не упустить все моменты и детали эксперимента всеми учениками;

• надежность эксперимента;

• выразительность опыта;

• эмоциональность;

• убедительность эксперимента;

• быстрое и простое выполнение опыта;

• четкость и минимализм приборов.

Перед уроком, на котором будет проводиться эксперимент, учитель обязательно должен провести этот опыт один, чтобы разработать методику его проведения и проверить качество используемых реактивов. Если опыт прошел неудачно на уроке, то учитель должен объяснить ученикам причину и повторить опыт на другом уроке. Проводя эксперимент учитель должен руководствоваться специальной методической литературой по химии и технике безопасности проведения опытов в образовательном учреждении.

Ученический эксперимент на уроках химии

Ученические эксперименты делятся на - лабораторные опыты и практические работы. Приобретение новых знаний и изучение нового материала является целью лабораторных опытов. Закрепление и совершенствование знаний, умений и навыков являются целью практических занятий.

Экспериментальная химическая задача рассматривается как пример проблемной ситуации, решение которой просит от ученика не только теоретических, но и практических действий на основании знаний теорий, законов и методов химии. Решение этих задач идет на закрепление и увеличение знаний, расширение химического кругозора. Это определяет не только наличие у учащихся теоретических знаний, но и применением соответствующих навыков проведения химического эксперимента.

Практические занятия делятся на два вида:

• практические работы;

• экспериментальное решение задач.

Экспериментальные задачи классифицируются:

• получение и свойства веществ;

• получение веществ в чистом виде – одна из основных задач химического эксперимента.

По способу получения вещества - этот тип экспериментальных задач подразделяют на варианты:

• получение веществ химическим путем;

• получение веществ выделением их из смесей.

В ходе этого эксперимента решаются разные варианты задач:

1. задачи по приготовлению растворов - требует от ученика знаний по теоретическому расчету количества растворителя и растворенного вещества, а так же и специальных навыков работы с реактивами, весами, химической посудой и оборудованием;

2. задачи на распознавание и идентификацию ионов, веществ, функциональных групп, смесей - подразумевают применение знаний и навыков по распознаванию веществ.

3. задачи на выполнение определенных химических реакций - наблюдение, описание и объяснение данных химических явлений.

4. комбинированные задачи - включают несколько заданий (пример: необходимо получить данное вещество, опознать его и проделать специальные химические реакции).

Элективный метод «Решения задач по химии»

Элективный (специальный) курс «Решение задач по химии» ориентирован на выпускные классы учеников имеющих высокий уровень знаний по химии и повышенный интерес к данному предмету.

Цель: повысить знания о методах решения расчетных задач, овладеть последовательностью решения задач разного уровня сложности.

Задачи:

• предоставить возможность ученикам реализовывать интерес к химии и применению знаний о веществах при решении расчетных задач;

• развивать самостоятельность и творчество при решении задач;

• обучить основным подходам к решению нестандартных химических задач, выбору наиболее рациональных способов расчета;

• подготовить учащихся к олимпиаде и выпускным экзаменам;

• помочь сознательному выбору профессии.

В конце курса ученик сможет решать задачи входящие в школьную программу, а так же задачи используемые на олимпиадах по химии. Программа этого курса построена в строго определенной последовательности:

1. во-первых – рассмотрение и изучение методов решения расчетных задач,

2. во-вторых – решение разных типов расчетных задач с помощью этих методов.

Помимо традиционных методов проведения занятий приветствуется мозговой штурм, коллективный поиск, урок-состязание, урок-творчество.

Методы работы включают коллективный способ занятий, групповую форму обучения, индивидуальную, сочетание групповой и индивидуальной форм обучения, а также дифференцированное обучение.

Программа курса представляется особо интересной. При малом количестве часов, отведенных на изучение химии, расширяет возможность совершенствования умений учеников решать расчетные задачи различного уровня сложности - углубляет знания. В процессе занятий применяется сочетание постоянного внешнего контроля с самоконтролем и взаимоконтролем. В конце курса проводится итоговый контроль (групповой или индивидуальный). Результат признается удовлетворительным, если учащиеся выполнили не менее 70% заданий, оценка «хорошо» — не менее 85% заданий, оценка «отлично» — 95-100% заданий.

• Метод решения расчетных задач включает в себя:

1. метод определения формул неорганических и органических веществ;

2. метод поэтапного расчета;

3. прямой алгебраический метод;

4. метод решения с использованием систем уравнений;

5. метод пропорционального расчета.

• Типы расчетных задач включают в себя:

• классы неорганических соединений (оксиды, основания, кислоты, соли);

• массовая доля элемента в соединении;

• задачи на определение формул неорганических веществ;

• классификация органических соединений;

• задачи на определение формул органических соединений;

• химические свойства классов неорганических соединений;

• расчеты по уравнениям химических реакций;

• расчеты по уравнениям химических реакций, когда один из реагентов дан в избытке;

• массовая доля растворенного вещества;

• растворимость;

• задачи на растворы;

• расчеты по уравнениям химических реакций, когда один из реагентов содержит примеси;

• выход химической реакции;

• использование системы математических уравнений при решении расчетных химических задач;

• задачи на смеси;

• химическое равновесие;

• тепловой эффект химической реакции;

• расчеты по термохимическим уравнениям;

• задачи на определение скорости химической реакции;

• электролиз растворов и расплавов солей;

• задачи на электролиз;

• комбинированные задачи.

Основные химические формулы для решения задач

Ученики применяют правила нахождения в химической лаборатории, приемы работы, совершенствуют навыки обращения с реактивами, химической посудой, приборами. От учеников требуется тщательный и постоянный учет проведенных работ, наблюдений. Всю проделанную работу ученики должны записать в рабочую тетрадь по форме, разработанной учителем. В отчет должны входить условия выполнения реакций, уравнения проведенных химических реакций в молекулярном, ионном и сокращенном ионном видах, для окислительно-восстановительных реакций — схемы электронно-ионного баланса. В отчетах должны быть указаны наблюдения и выводы учеников. В описание работ по количественному анализу включают химическую сущность метода, краткий ход анализа, расчеты. Учитель проверяет правильность оформления записей в рабочих тетрадях и отчетах по выполнению индивидуальных контрольных заданий, разбирает ошибки. Особенностью курса является его практическая направленность. Большое внимание в курсе уделено изучению тех веществ, которые окружают школьников в повседневной жизни.

У учеников при решении расчетных химических задач возникают затруднения, связанные именно со спецификой химической науки. Затруднения вызваны тем, что химические расчеты требуют использования особой величины, «количество вещества», и ее единицы – моля. Важно учитывать, что для понимания этой величины очень мало объяснений, что не предусматривает принцип реализации доступности. Эти отстраненные понятия труднодоступны для учеников, так как они не имеют сходства в других, предшествующих химии предметах. Более рационален физико-математический путь решения, когда все расчеты производят сначала в буквенных выражениях, а потом подставляются числовые значения. Доминирование сложных задач не мотивирует, а, наоборот, снижает уровень мышления и не приносят пользы. Эта ситуация ставит перед учителем свою задачу – оптимально подобрать адекватные задачи, решение которых принесет ученикам удовлетворение от преодоления трудностей.

Выводы: химический эксперимент выполняет роль источника знаний, средством закрепления знаний и умений, методом контроля усвоения учебного материала и сформированности умений и навыков.

Химический эксперимент в средней школе — уникальная возможность развития в мышлении школьника способностей к анализу, синтезу, конкретизации, обобщению и систематизации нового учебного материала и, как следствие, формирования в сознании субъекта учебно-познавательной деятельности осмысленной им стройной конструкции химической картины мира.

Литература: 
1. Николаева Л.С., Лесных Л.И. Использование нетрадиционных форм занятий. // Специалист. 1992. — № 2. С. 5-6. 
2. Педагогическое творчество в школе./под ред. В.Ф. Кривошеева. — М. 1992 
3. Бедерханова В.П., Бондарев П.Б. Педагогическое проектирование в инновационной деятельности. — Краснодар, 2000. 352 с. 
4. Гин А. Приемы педагогической техники. — «Вита-Пресс». М. — 1999. 
5. Данилова А.Г. Как организовать и провести урок-исследование. / Химия в школе. — 1999, № 7. — С. 21-24. 
6. Штемплер Г.И. Химия на досуге. — М.: Просвещение, 1993

Заявка

на участие в Республиканской электронной научно – практической конференции

«Качество естественно – математического образования: проблемы, реалии, перспективы»