Использование демонстрационного эксперимента на уроках химии при формировании познавательного интереса

Денисова Татьяна Александровна

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЕМОНСТРАЦИОННОГО ЭКСПЕРИМЕНТА НА УРОКАХ ХИМИИ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ПОЗНАВАТЕЛЬНОГО ИНТЕРЕСА

Введение……………………………………………………………………….. ...3

Глава 1. Теоретические аспекты проблемы учебного химического эксперимента…………………………………………………………………….5

§1.1. Сущность химического эксперимента………………………………...5

§1.2. Функциональное значение химического эксперимента……………...7

§1.3. Формы школьного химического эксперимента……………………….8

§1.4. Использование виртуального и мультимедийного эксперимента на уроках химии…………………………………………………………………….14

§1.5. Требования к эксперименту…………………………………………..16

Глава 2. Методика использования демонстрационного эксперимента в учебном процессе……………………………………………………………….19

§2.1. Место демонстрационного эксперимента в учебном процессе……19

§2.2. Формы демонстрационного эксперимента…………………………..21

§2.3. Требования и методические рекомендации к использованию демонстрационных экспериментов на уроках химии………………………...23

§2.4. Методика разработки и реализации учебной ситуации использования на уроке удаленного демонстрационного эксперимента в режиме on-line или в записи на CD-ROM …………………………………………………………..25

Глава 3. Проверка эффективности предлагаемой методики использования демонстрационного эксперимента в учебном процессе..27

§3.1 Результаты анализа первоначального этапа педагогического эксперимента…………………………………………………………………….27

§3.2. Результаты анализа второго этапа педагогического эксперимента...30

Заключение ……………………………………………………………………..34

Библиография ………………………………………………………………….35

Приложения

Введение

Химик требуется не такой, который

только бы из одного чтения книг понял сию

науку, но который собственным искусством

в ней прилежно упражнялся.

М.В.Ломоносов.

Химический эксперимент занимает важное место в обучении химии. Особенность его как средства познания состоит в том, что в процессе наблюдений за демонстрацией опытов и при самостоятельном их выполнении учащиеся не только быстрее усваивают знания о свойствах вещества и химических процессах, но и учатся подтверждать теоретические знания химическими опытами. Через наблюдение и опыт учащиеся познают многообразие природы веществ, накапливают факты для сравнений, обобщений, выводов. Ученик, проводящий опыты и наблюдающий химические превращения в различных условия, убеждается, что сложными химическими процессами можно управлять, что в явлениях нет ничего таинственного, они подчиняются естественным законам, познание которых обеспечивает возможность широкого использования химических превращений в практической деятельности людей.

Эксперимент – важнейший путь осуществления связи теории с практикой при обучении химии, путь превращения знаний в убеждения.

Однако в современных программах для химического эксперимента нередко отводится слишком мало учебного времени для того, чтобы сформировать у учащихся определенные практические умения. Химия – наука экспериментальная. Усиление теоретической стороны современного курса химии не должно означать ослабления внимания к химическому эксперименту. Напротив, необходимо вести поиск различных форм экспериментального подтверждения теорий и законов, изучаемых учащимися, а также шире применять приемы и методы обучения, которые способствуют самостоятельному осуществлению учащимися химического эксперимента.

Противоречие между важностью химического эксперимента в учебном процессе и невозможностью осуществлять его в необходимом объеме определили актуальность нашего исследования.

Объект исследования – учебно-воспитательный процесс по химии в профессиональном колледже с активным применением учебного демонстрационного эксперимента.

Предметом исследования является влияние использующегося демонстрационного эксперимента на познавательную активность учащихся.

Целью исследования является подтверждение эффективности использования демонстрационного эксперимента в учебно-воспитательном процессе по химии.

В соответствии с целью исследования была выдвинута рабочая гипотеза: если использовать демонстрационный эксперимент на уроках химии, то можно ожидать активизацию познавательной деятельности учащихся и повышения уровня знаний по предмету.

Для достижения поставленной цели исследования и проверки выдвинутой рабочей гипотезы необходимо было решить следующие задачи:

1. проанализировать психолого-педагогическую и методическую литературу по исследуемой проблеме;

2. изучить состояние проблемы в практике школы;

3. отобрать опыты для демонстрационного эксперимента;

4. внедрить демонстрационный эксперимент в учебно-воспитательный процесс с целью выявления его эффективности.

Практическое значение:

1. Отобран опытный демонстрационный материал для уроков органической и общей химии.

2. Разработана картотека демонстрационных опытов.

3. Разработаны перспективно-тематические планы с указанием демонстрационных экспериментов.

Методологической основой нашего исследования явились работы педагогов, методистов В.Н.Верховского, В.В.Фельдта, К.Я.Парменова, В.В.Левченко и М.А.Ивановой, В.С.Полосина, Д.М.Кирюшкина, Л.А.Цветкова, И.Н.Черткова, И.А.Черняка и др..

Апробация работы. Практическое внедрение и проверка предложенной методической системы осуществлены в МБОУ гимназия г.Урай в 2014-2015 учебном году

В исследовании приняли участие учащиеся 10 классов базового уровня подготовки.

Задачи исследования, логическая последовательность их решения определили следующую структуру работы:

Введение.

Глава 1. Теоретические аспекты проблемы учебного химического эксперимента по химии.

Глава 2. Методика использования демонстрационного эксперимента в учебном процессе.

Глава 3. Проверка эффективности предлагаемой методики использования демонстрационного эксперимента в учебном процессе.

Заключение.

Приложения.

Глава 1. Теоретические аспекты проблемы учебного химического эксперимента.

В данной главе была поставлена задача рассмотрения основных теоретических аспектов изучаемой проблемы, таких как сущность, функциональное значение и различные формы учебного химического эксперимента. Для решения данной задачи нами была использована психолого-педагогическая, методическая литература, журнальные и газетные статьи.

§1.1. Сущность химического эксперимента.

Химия – экспериментальная наука. Большинство химических знаний получено посредством искусственно осуществляемых процессов, а именно – путем экспериментов. При этом опыты ставят в специальной аппаратуре, проводят в короткие сроки в строго определенных повторяемых условиях. Обучение химии, как экспериментальной науке, должно быть наглядным и основанным на химическом эксперименте.

В методике обучения химии проблема эксперимента исследована обстоятельно и нашла свое отражение в трудах известных методистов: В.Н.Верховского, В.В.Фельдта, К.Я.Парменова, В.В.Левченко и М.А.Ивановой, В.С.Полосина, Д.М.Кирюшкина, Л.А.Цветкова, И.Н.Черткова, И.А.Черняка и др..

Фундаментальный вклад в технику химического эксперимента внес В.Н.Верховский, разработавший технику и методику демонстрационного и ученического эксперимента. Вопросы значения и роли учебного эксперимента в преподавании химии рассмотрены К.Я.Парменовым. Он различал технику эксперимента и методику его включения в учебный процесс, обратил внимание на одно из важнейших условий правильного применения демонстраций – на подготовленность учащихся к наблюдениям опытов и умелое руководство учителя этими наблюдениями.

Важный вклад в эффективность различных способов применения химического эксперимента внес В.С.Полосин, который разработал методику комплексного использования химического эксперимента в сочетании с другими средствами обучения.

Техника и методика химического эксперимента по органической химии разработана Л.А.Цветковым, И.Н.Чертковым, И.А.Черняком, Ю.В.Плетнером. Весьма актуально исследование Ю.В.Сурина, посвященное развивающему обучению – проблемным опытам.

Изучению особенностей деятельности учащихся при наблюдении ими веществ, предметов и явлений посвящены работы Д.М.Кирюшкина. Не утратили своего значения выводы Д.М.Кирюшкина об особенностях сочетаний химического эксперимента со словом учителя. Они известны в методике химии как четыре формы сочетания слова и наглядности, где эксперимент занимает ведущее место. Более подробно данные формы будут рассмотрены нами во второй главе .

В толковом словаре С.И.Ожегова можно найти следующее определение: эксперимент – «это научный опыт».

В методической литературе можно встретить такие определения.

Эксперимент (от лат. experimentum – испытание) -- это наблюдение явления при определенных условиях, позволяющих не только следить за его ходом, но и повторить при соблюдении этих условий.

Химический эксперимент – источник знания о веществе и химической реакции – важное условие активизации познавательной деятельности учащихся, воспитания устойчивого интереса к предмету, формирования представлений о практическом применении химических знаний.

Под понятием "натурный учебный химический эксперимент" подразумевается средство обучения химии в виде специально организованных и проводимых опытов с веществами (реактивами), включаемых учителем в учебный процесс с целью познания, проверки или доказательства учащимися известного науке химического факта, явления или закона, а также для усвоения обучающимися определенных методов исследования химической науки.

Эксперимент можно разделить на научный и учебный.

Эксперимент позволяет выделить и изучить наиболее существенные стороны объекта или явления с помощью различных приборов, инструментов, технических средств в заданных условиях. Эксперимент может быть повторен исследователем в случае необходимости. Это в значительной мере определяет основную функцию научного эксперимента: получение достоверных данных об окружающей действительности. Учебный эксперимент отличается от научного тем, что результаты его известны, условия его проведения подобраны так, что в процессе проведения опытов или их наблюдения учащиеся должны обнаружить известные признаки реакции и прийти к ожидаемым результатам.

Учебный химический эксперимент следует рассматривать, прежде всего, как дидактический инструмент для достижения главных целей обучения. С помощью химического эксперимента в школе можно учить детей наблюдать явления, формировать понятия, изучать новый учебный материал, закреплять и совершенствовать знания, формировать и совершенствовать практические умения и навыки, способствовать развитию интереса к предмету, формировать мировоззрение учащихся и естественнонаучную картину мира в их сознании; осуществлять трудовое, нравственное, экологическое воспитания и т.д.

Учебный эксперимент технически более прост и , как правило, ограничен во времени.

Как видно из определений, эксперимент является своеобразным объектом изучения, методом исследования, источником и средством нового знания.

Особенности и многообразие химических явлений, а, следовательно, и учебного химического эксперимента позволяют использовать его буквально во всех формах и на всех этапах учебно-воспитательного процесса.

При объяснении нового материала эксперимент помогает иллюстрировать изучаемую тему не только соответствующими химическими явлениями, но и конкретным практическим применением, в результате учащиеся более осознанно воспринимают теоретические основы химии.

Использование эксперимента при закреплении новой темы позволяет учителю выявить, как усвоен новый материал, и наметить методику и план дальнейшего изучения данного вопроса.

Применение домашнего эксперимента способствует привлечению учащихся к самостоятельной работе с использованием не только учебников, но и дополнительной, справочной литературы.

С целью текущего, а также итогового контроля и учета практических знаний одним из средств также является химический эксперимент в виде практических занятий учащихся и решения экспериментальных задач. С помощью эксперимента можно оценить многие качества учащихся, начиная от уровня знания теории до практических умений учеников.

Большие возможности в обучении и воспитании школьников заложены в применении учебного эксперимента на факультативах, в рамках профильного обучения и во внеклассных занятиях. Здесь ученикам предлагаются более усложненные эксперименты, в том числе с более выраженной политехнической направленностью.

Эффективность эксперимента зависит от: постановки конкретной цели и задачи, которые должны быть решены при помощи опыта; построения рационального плана наблюдения; умения фиксировать результаты наблюдения; умения анализировать и обобщать полученные данные; наличия и рационального отбора инструментов и средств, с помощью которых учитель стимулирует и управляет наблюдением учащихся. Поэтому организация целенаправленного наблюдения, формирование навыка наблюдения, умения осмысливать результаты наблюдений и сохранять в памяти переработанную информацию составляют одну из важнейших задач химического эксперимента.

§ 1.2Функциональное значение химического эксперимента.

В процессе обучения химии эксперимент является, во-первых, своеобразным объектом изучения, во-вторых, методом исследования, в-третьих, источником и средством нового знания. Эти особенности химического эксперимента характеризуют многоплановость его использования, практическую значимость, отражают различные его стороны и функции в учебном процессе:

1)познавательную,

2) воспитывающую,

3) развивающую.

Познавательная функция химического эксперимента заключена в том, что он важен для усвоения учащимися основ химии, постановки и решения практических проблем, выявления значения химии в современной жизни.

Важнейшая особенность химического эксперимента как средства познания состоит в том,

что в процессе наблюдений за демонстрацией опытов и при самостоятельном их выполнении учащиеся не только быстрее усваивают знания о свойствах вещества и химических процессах, но и учатся подтверждать теоретические знания химическими опытами. Ученик, проводящий опыты и наблюдающий химические превращения в различных условия, убеждается, что сложными химическими процессами можно управлять, что в явлениях нет ничего таинственного, они подчиняются естественным законам, познание которых обеспечивает возможность широкого использования химических превращений в практической деятельности людей.

Эксперимент – важнейший путь осуществления связи теории с практикой при обучении химии, путь превращения знаний в убеждения.

Раскрытие познавательного значения каждого опыта следует считать важнейшим требованием к эксперименту.

В познавательном отношении химический эксперимент можно разделить на две группы:

1. непосредственно познавательный – эксперимент, который дает учащимся знания об изучаемом предмете (например, опыты, характеризующие химические свойства веществ).

2.вспомогательные познавательные опыты – эксперимент, подтверждающий объяснения учителя, делает их наглядными, косвенно раскрывает сущность изучаемого вопроса.

А.Д.Смирнов по познавательному значению разделил школьные опыты на следующие группы:

1. Опыты, являющиеся отправным источником познания свойств веществ, условий и механизма протекания химических реакций. Выполнение таких опытов связано с постановкой и решением вопросов проблемного характера, а выводы из наблюдений выступают как обобщения, правила, определения, закономерности и т.д.

2. Опыты, познавательное значение которых состоит в подтверждении или отрицании высказанной гипотезы. Обобщенные выводы из таких опытов помогают решать фундаментальные вопросы в школьном курсе химии, например вопрос о генетической связи между классами химических соединений и т.п.

3. Опыты, иллюстрирующие выводы и заключения, сделанные на основе изучения теоретических положений. Познавательное значение их определяется степенью убедительности и результатов.

4. Опыты, совершенствующие и закрепляющие знания учащихся о свойствах веществ и их превращениях. Познавательное значение их определяется степенью самостоятельности выполнения.

5. Опыты, познавательное значение которых на данной ступени имеет косвенный характер (примеры химических превращений без раскрытия сущности процессов)

6. Контрольно-проверочные опыты и экспериментальные задачи. Их познавательное значение для учащихся выражается в элементах самоконтроля.

Особо следует подчеркнуть роль учебного химического эксперимента в формировании познавательного интереса у учеников как мотива познавательной деятельности, поскольку им определяются и направляются все психические процессы учения: восприятие, память, мышление, внимание и др.

Велика значимость применения химического эксперимента при использовании учителем метода проблемного изложения материала. Деятельность педагога здесь заключается в постановке проблемы и раскрытии доказательного пути её решения через постановку эксперимента. При этом важно, чтобы ученики сами пришли к выводу о необходимости постановки соответствующих опытов, приняли бы участие в их разработке и проведении. И эксперимент здесь может выступать как важнейший метод доказательства истинности или ложности выдвинутых гипотез.

Воспитывающая функция химического эксперимента заключена в том, что он способствует формированию научного мировоззрения школьников, убежденности и потребности в необходимости труда, а также важен для ориентации школьников на соответствующие профессии. Выступая как метод познания явлений, эксперимент служит неопровержимым доказательством объективности научных знаний о природе, свидетельством доступности мира познанию человека, основанием возможности целенаправленного преобразования природы.

Развивающая функция химического эксперимента заключена в том, что он служит для приобретения и совершенствования общенаучных и практических умений и навыков. В их числе навыки в обращении с учебным оборудованием, веществами, в получении и распознавании веществ; формирование интереса учащихся к изучению химии, развитие у них наблюдательности, пытливости, инициативы, стремления к самостоятельному поиску, совершенствованию знаний и применению их на практике.

Химический эксперимент развивает мышление, умственную активность учащихся. Часто эксперимент становится источником формируемых представлений, без которых не может протекать продуктивная мыслительная деятельность. В умственном развитии ведущую роль играет теория, но в единстве с экспериментом, с практикой.

Использование химического эксперимента позволяет учащимся овладевать практическими умениями и навыками, установленными образовательными стандартами как обязательные, в том числе: технические (обращение с реактивами, работа с оборудованием, сборка приборов и установок из готовых деталей и узлов, выполнение химических операций, соблюдение правил техники безопасности); измерительные (измерение температуры, плотности и объёма жидкостей и газов, взвешивание, обработка результатов измерений); конструкторские (изготовление приборов и установок, их ремонт, усовершенствование и графическое оформление).

§1.3. Формы школьного химического эксперимента

В практике обучения химии традиционно принято деление химического эксперимента на демонстрационный, осуществляемый учителем, и ученический, выполняемый школьниками.

Демонстрационные опыты – необходимый вид химического эксперимента.

Основная цель демонстрационных опытов – это развитие наблюдательности, формирование новых знаний и понятий химии. Ключевые достоинства демонстрационных опытов – их наглядность, возможность своевременно направлять внимание учащихся на главное звено процесса, экономия времени и реактивов. Однако этот вид эксперимента не дает возможность формирования у учащихся специальных навыков.

Именно демонстрации позволяют формировать у учащихся основные теоретические понятия химии, обеспечивают наглядное восприятие химических явлений и конкретных веществ, дают возможность развивать логическое мышление учащихся, вскрывают практическое применение химии. С помощью демонстрационных опытов перед учащимися ставят познавательные проблемы, выдвигают гипотезы, проверяемые экспериментально.

Демонстрационный эксперимент, таким образом, подводит учащихся к правильным теоретическим выводам и обобщениям, поэтому при изложении нового материала ему отводится большая роль. Он помогает также закреплению и применению знаний. Необходимо отметить и то, что демонстрационный эксперимент самый экономный по времени по сравнению с другими видами школьного химического эксперимента.

Педагогические требования, предъявляемые к демонстрационному эксперименту: показывая опыт, нужно прежде всего видеть его внутреннее содержание, а не внешний эффект; необходимо заинтересовать тем, чему он учит; опыт учит учащихся наблюдению, он должен быть наглядным, убедительным и безопасным.

Более подробно виды и методика использования демонстрационных экспериментов, а также требования к ним рассмотрены нами во второй главе.

Ученический эксперимент – это вид самостоятельной работы учащихся. Эксперимент не только обогащает их новыми знаниями, понятиями, умениями, навыками, способствует более глубокому пониманию и усвоению материала, но и является способом проверки истинности приобретенных знаний. Он позволяет более полно осуществлять принцип политехнизма – связь с жизнью, с практической деятельностью. Ученический эксперимент разделяют на лабораторные опыты и практические занятия.

Они различаются по дидактической цели. Цель лабораторных опытов – приобретение новых знаний, изучение нового материала. В них первоначально отрабатываются способы действий с конкретными химическими реактивами, оборудованием, при этом учащиеся работают обычно парами под руководством учителя. Лабораторные опыты проводятся фронтально или группой в процессе изучения, закрепления и проверки нового материала под руководством учителя. Как самостоятельный вид учебного химического эксперимента лабораторные опыты имеют важное значение в обучении химии. Самые яркие демонстрации не заменяют в познавательном отношении опытов, выполняемых учащимися, хотя они более просты по оформлению и меньше рассчитаны на воздействие внешним эффектом. Меньший по масштабу эффект по сравнению с демонстрацией компенсируется тем, что ученик выполняет опыт сам, совершенствует практические навыки и умения, получает результат.

Практические занятия предусмотрены программами общеобразовательной школы как обязательный вид учебного эксперимента. Практические занятия – это такая форма учебной работы, когда выполнение учащимися химических опытов является основным содержанием урока. Они самостоятельно выполняют химические опыты в течении 1-2 уроков после изучения темы или раздела программы. Целью практических занятий является не только совершенствование и закрепление, но и проверка умений и навыков химического экспериментирования и обращения с веществами. В процессе практических занятий учащиеся приобретают новые и применяют известные им ранее знания для решения задач по получению и распознаванию веществ, разделению смесей, созданию условий для протекания реакций и др.

Успешное проведение практического занятия может быть обеспечено, только в том случае, если учащиеся к нему подготовлены и имеют все необходимое для работы оборудование. Опыты учащиеся выполняют парами, в некоторых случаях индивидуально по инструкциям, помещенным в учебнике химии или отдельно изданным картам-инструкциям. После выполнения опытов каждый учащийся оформляет отчет в предложенной или произвольной форме.

Выполнение ученического эксперимента с точки зрения процесса учения должно проходить по следующим этапам:

1. осознание цели опыта;

2. изучение веществ;

3. сборка или использование готового прибора;

4. выполнение опыта;

5. анализ результатов, выводы;

6. объяснение полученных результатов и составление химических уравнений – составление отчета.

Ученик должен понимать, для чего он делает опыт и что именно он должен сделать, чтобы решить поставленную перед ним задачу или проблему. Он изучает вещества органолептически, а также с помощью приборов или других веществ, например индикаторов; рассматривает детали прибора или сам прибор, собирает, готовится к работе. Выполнение опыта требует владения приемами и манипуляциями, умения наблюдать и замечать особенности хода процесса, отличать важные изменения от несущественных.

После самостоятельного анализа работы учащийся делает выводы на основе соответствующей теоретической концепции. Каждый учащийся должен составить отчет о выполнении эксперимента, который учит точному и краткому формулированию мысли, правильной записи.

Выработке умений и навыков уделяется очень большое внимание на практических занятиях. Уже с самых первых этапов изучения химии закладываются основы практических умений, которые в последующих классах получают развитие и совершенствуются.

Практические занятия бывают двух видов: проводимые по инструкции и экспериментальные задачи.

Инструкция -- это ориентировочная основа деятельности учащихся. В ней подробно в письменном виде изложен каждый этап выполнения опытов, оговариваются даже возможные ошибочные действия учащихся и даются указания, как их избежать. В ней содержится информация о мерах безопасности при выполнении работы. Инструкции к лабораторным опытам и практическим работам должны быть четкими, последовательными. Однако для выполнения работы только письменной инструкции недостаточно, необходим грамотный, четкий показ лабораторных приемов и манипуляций в процессе предварительной подготовки к практической работе.

Качественно новой ступенью развития ученического эксперимента являются практикумы, которые предполагают дальнейшее развитие интереса учащихся к химии, возбуждения желания углубить и расширить свои знания по этой учебной дисциплине. При выполнении практикума учащиеся в большей степени проявляют самостоятельность в ответах на вопросы: «Как? Почему? Каковы результаты?»

Для осмысления проделанной работы и оформления результатов в виде отчета учащиеся нередко привлекают справочную литературу по химии.

Современный практикум охватывает более широкий круг вопросов, требующих дополнительной подготовки учащихся, планирования проведения опытов с учетом состояния и использования современной учебно-материальной базы для эксперимента.

Для современного практикума могут быть предложены четыре группы работ.

Первая группа предусматривает ознакомление с основными приемами работы в химической лаборатории: проведение химических операций с веществами, изготовление различных приборов. Цель работы: совершенствование навыков монтажа приборов, навыков проведения различных операций, развитие интереса к химии. При проведении этой работы учащиеся выполняют простейшие стеклодувные работы : сгибание стеклянной трубки под определенным углом с целью последующего использования изготовленной газоотводной трубки для монтажа приборов и другие операции.

Вторая группа работ связана с получением и различными способами собирания газов.

Третья группа работ посвящена способам очистки веществ (перегонке воды, очистка воды от примесей масла и нефтепродуктов). Цель этих работ – закрепление и совершенствование навыков монтажа приборов и умений работать с этими приборами.

Четвертая группа работ посвящена получению различных веществ и изучению их свойств: получение солей всеми возможными в лаборатории способами; сравнение степени активности галогенов, получение хлороводорода и соляной кислоты с использованием специализированных приборов. Эти опыты будут способствовать отработке навыков техники безопасности при работе с токсичными веществами.

Все описанное выше представлено нами в схеме №1

Схема 1

К

Учебный химический эксперимент

Формы эксперимента

(по участникам выполнения)

лассификация учебного химического эксперимента

Существуют также другие классификации учебного химического эксперимента.

В зависимости от количества взятых для опыта реактивов и размеров химической посуды учебный химический эксперимент подразделяют на макроэксперимент и микроэксперимент, эксперимент с малым количеством реактивов.

Микроэксперимент (микрометод) в виде капельных реакций и микроскопического исследования осадков широко применяется в аналитической химии. Он обладает рядом очевидных достоинств: упрощается ход анализа; быстрее получается искомый результат, что имеет особенно большое значение в работе клинических, санитарно-гигиенических химико-технологических лабораторий; меньше расходуются реактивы; достигается бóльшая чувствительность и т. д.

Однако в школьных условиях применение микроэксперимента в большинстве случаев нецелесообразно. В первую очередь это относится к демонстрационным опытам, проведение которых в виде капельных реакций не имеет смысла, так как учащиеся не смогут наблюдать ни ход реакции, ни ее результаты. Кроме того, использование микроэксперимента предполагает наличие в достаточном количестве (для всех учеников) специального оборудования: микропипеток, планшеток для проведения реакций и т.д.

На наш взгляд, на практических занятиях и при проведении лабораторных опытов следует использовать методики с использованием малых количеств реактивов, а демонстрационные опыты нужно осуществлять в виде макроэксперимента, чтобы обеспечить хорошую видимость его всеми учащимися.

В связи с тем, что показать в школе некоторые реакции невозможно, учителя при изучении химии прибегают к так называемому "мысленному эксперименту" – учащиеся представляют в уме, без наблюдения на опыте, те или иные процессы, характеризующие свойства веществ, их получение и т. д., и в уме прогнозируют те результаты, к которым тот или иной опыт может привести. Данный вид эксперимента в отличии от реального называют "виртуальным экспериментом". В толковых словарях русского языка и словарях иностранных слов слово "виртуальный" значит "несуществующий, но возможный", "возможный, который может проявиться при определенных условиях".

Виртуальный эксперимент рекомендуется проводить в тех случаях, когда исходные вещества недоступны, реакции протекают длительно во времени, сопровождаются выделением опасных веществ, требуют сложного оборудования и т.д. Кроме того, виртуальные опыты полезны перед проведением реальных процессов, чтобы убедиться в том, что ученики полностью осознают ход предстоящего опыта. В любом случае, виртуальные опыты основаны на представлениях воображения, и, чтобы они были ближе к фактическим явлениям, необходимо предварительно формировать у учащихся соответствующие представления памяти. Особой формой виртуального химического эксперимента являются опыты, которые можно конструировать и "проводить" с помощью компьютерных программ (Chem. Lab., Виртуальная химическая лаборатория и др.).

Более подробно виртуальный эксперимент с использованием компьютерных программ описан нами в §1.4.

По месту проведения можно выделить школьный, домашний и полевой учебный химический эксперимент.

Умелая организация домашнего химического эксперимента способствует развитию интереса учащихся к химии, расширению их кругозора, более осознанному усвоению химических знаний. Оказывая помощь ученикам в организации домашних лабораторий, учителю необходимо поставить в известность родителей, чтобы избежать нежелательных последствий при проведении опытов в домашних условиях.

В качестве полевых опытов можно рекомендовать качественные реакции на содержание отдельных элементов в объектах внешней среды. Необходимые для этого химические реактивы и посуду укладывают в специальные пеналы или коробочки, позволяющие переносить или транспортировать их без всякого риска и ущерба. В каждую укладку помещают инструкцию по технике анализа, карандаш и чистый лист бумаги для оформления работы.

Кроме того, особую роль в школе должны играть занимательные опыты.

Занимательные опыты можно изредка проводить на уроках, но чаще использовать на внеклассных занятиях с целью формирования и развития интереса учащихся к химии. Однако нельзя ни в коем случае превращать химические опыты в фокусы, даже при демонстрации их в младших классах. Поэтому, применяя учебный химический эксперимент во внеклассной работе, необходимо широко использовать все виды эксперимента, включая и полевые опыты.

В общем виде классификацию учебного химического эксперимента можно представить в виде схемы №2.

Схема № 2 Классификация учебного химического эксперимента

ЛАБОРАТОРНЫЕ ОПЫТЫ

ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ УЧАЩИХСЯ

ДЕМОНСТРАЦИОН-
НЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

Цель: изучение нового материала.

• Действие индика-торов на кислоты и основания.

• Цветные реакции на

белки.

Цель: закрепление и совершенствование знаний, формирование и совер-шенствование практических умений и навыков.

Эксперимент, проводимый по инструкции

• Получение оксида углеро-да (IV) и опыты с ним.

• Получение этилового эфира уксусной кислоты.

• Получите оксид меди тремя способами и докажите, что это вещество – оснóвный оксид.

• Докажите на опыте, что в состав полиэтилена входят углерод и водород.

Экспериментальная задача

ПОЛЕВОЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

ВИРТУАЛЬНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

ДОМАШНИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

УЧЕБНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

Цель: формировать понятия химии; научить наблюдать явления.

Мультимедиа эксперимент

• Получение алмазов из графита.

• Получение и свойства фенола.

Имитационные опыты

• Замена бром-ной воды на иодную.

• Замена формальдегида глюкозой в реакции сереб- ряного зеркала.

ЗАНИМАТЕЛЬНЫЕ ОПЫТЫ

Цель: способствовать развитию интереса к предмету и более осознанному усвоению научных знаний.

Цель: способствовать развитию интереса к предмету и более осознанному усвоению научных знаний.

Цель: сделать химические опыты безопаснее, дешевле и нагляднее; развить мышление учащихся.

Цель: формирование и развитие интереса учащихся к химии.

• Получение бездымного пороха.

• Извержение вулкана.

• Самовозгорание
  спиртовки.

• Разложение оксида ртути или бертолетовой соли.

• Синтез органических
  соединений.

Химия в
быту

Получение веществ

Изучение свойств веществ

• Экспресс-анализ почвы и воды в полевых условиях.

• Опыты с крахмалом.

• Опыты с сахаром.

• Получение индикаторов.

• Получение крахмала.

• Свойства поваренной соли, уксуса, соды и т.д.

§1.4. Использование виртуального и мультимедийного эксперимента на уроках химии

Во всех сферах образования ведутся поиски способов интенсификации и быстрой модернизации системы подготовки, повышения качества обучения с использованием компьютерных технологий. Возможности компьютерных технологий как инструмента человеческой деятельности и принципиально нового средства обучения привели к появлению новых методов и организационных форм обучения.

Для внедрения информационных технологий в процесс образования Государственная Дума и Совет Федерации приняли Национальную доктрину образования до 2025 года и концепцию модернизации российского образования на период до 2010г.

В рамках федеральной целевой программы «Развитие единой образовательной информационной среды (2001-2005гг.) в июне 2004г. подведены итоги открытого конкурса «Создание электронных средств учебного назначения для общего и профессионального образования» на поставку мастер-дисков для нужд образовательных учреждений Российской Федерации.

Среди дисков – победителей конкурса по разработке и созданию учебной литературы нового поколения на электронных носителях для общеобразовательной школы, поступивших в образовательные учреждения, был диск «Химия (8-11 класс). Виртуальная лаборатория». В отличие от предыдущих программных продуктов он имеет ряд интересных особенностей, которые в целом направлены на повышение мотивации детей при обучении химии.

Электронное издание «Химия (8-11 класс). Виртуальная лаборатория» предназначено для использования в текущем учебном процессе полного среднего общего образования при подготовке учащихся во время занятий в компьютерных классах, а также во время аудиторных занятий (демонстрации). Кроме этого, обеспечивается возможность использования электронного издания (ЭИ) для самостоятельной работы учащихся (дома, в библиотеке, медиацентре).

Рассматриваются пять тем: «Оборудование химической лаборатории и приемы работы с ним», «Свойства неорганических веществ», «Химические реакции», «Атомы и молекулы». В каждой из тем выполняются лабораторные работы, тесты по технике безопасности. Контроль полученных знаний осуществляется с помощью итоговых тестов.

Помощь при выполнении лабораторных работ и работе с ЭИ можно получить, нажав на знак вопроса в нижнем левом углу экрана или у Химика (фигурка там же)

Таблица №1

Использование материалов электронного издания

Материал ЭИ	Количество уроков с использованием ЭИ к общему количеству уроков, %
	8 класс	9 класс	10 класс	11 класс
Коллекции	89	69	90	89
Демонстрационный эксперимент	19	42	52	28
Лабораторные опыты	22	35	58	44
Занимательный материал	16	9	-	-
Творческие задания (по материалам диска)	20	16	2	-
Задачи	-	13	14	9

В состав ЭИ «Химия (8-11 класс). Виртуальная лаборатория» включены следующие разделы.

Лаборатория

В данный раздел входит более 150 химических опытов, предусмотренных для проведения и демонстрации в программе школьного химического образования. Химические опыты проводятся в виртуальной лаборатории, которая включает необходимое химическое оборудование (пробирки, колбы, штативы и др..) и химические реактивы. Состав химического оборудования и химических реактивов, предоставленных учащимся, определяется в соответствии с проводимым химическим опытом.

Для визуализации химического оборудования и химических процессов использованы средства 3D-графики и анимации, а также цифровое видео. В случае необходимости предусмотрена возможность проведения необходимых измерений виртуальными измерительными приборами и изменение параметров проводимых опытов. Предусмотрена возможность демонстрации в специальном окне увеличенных изображений происходящих химических процессов.

В ходе каждой лабораторной работы учащийся проводит наблюдения ( в виде виртуальных фотографий), обрабатывает и обобщает полученные результаты опытов в «Лабораторном журнале». При заполнении «Лабораторного журнала» используется специальная программа «Редактор химических формул»

На всех этапах выполнения лабораторной работы программой осуществляется контроль за действиями учащихся и даются соответствующие комментарии и рекомендации в виде текста или реплик педагогического агента – персонажа Химик. При проведении эксперимента учащийся получает пошаговые инструкции к выполнению опыта, предусмотрено также их выполнение с различными параметрами.

Результаты выполнения лабораторной работы учащихся хранятся в индивидуальном файле, который доступен учителю для просмотра и оценки.

Конструктор молекул.

В данном разделе представлена часть «Виртуальной лаборатории», в которой работы выполняются с помощью «Конструктора молекул».

«Конструктор молекул» позволяет учащимся самостоятельно моделировать молекулы органических и неорганических веществ из предоставленного набора атомов химических элементов. Это дает возможность глубже понять пространственное строение молекул и прогнозировать свойства веществ.

На основе «Конструктора молекул» выполняется ряд лабораторных работ.

Тесты

В данном разделе ЭИ представлены средства для тестирования знаний учащихся, полученных в результате выполнения лабораторных работ. Это набор контрольных заданий. Предусмотрена возможность использования семи различных мультимедиаформ для записи контрольных заданий.

После выполнения контрольных заданий проводится подсчет полученных баллов и составляется перечень допущенных ошибок. Результаты тестирования по каждому ученику записываются в индивидуальные файлы, которые доступны для просмотра и учителю, и учащемуся.

Задачи

Раздел предназначен для выработки навыков в решении расчетных задач по химии. Он содержит 49 типовых задач, расположенных по каждому разделу в порядке возрастания сложности. Это позволяет учащемуся с недостаточной исходной подготовкой постепенно освоить их решение. Раздел охватывает все основные виды расчетных задач из школьного курса химии и представляет особую ценность при самостоятельной подготовке учащихся к занятиям и экзаменам.

Информационно-справочные материалы

В данном разделе содержится дополнительная иллюстративная информация, необходимая для проведения лабораторных работ, решения задач и усвоения учебного материала в пределах, предусмотренных стандартом химического образования. Доступ к информации возможен из всех разделов электронного издания и осуществляется по системе меню и гиперссылок.

В этот раздел включены:

• Коллекция – тематические материалы, содержащие различные мультимедиакомпаненты(фото, видео, анимации, графики, формулы, учебные тексты);

• Информация об ученых-химиках (55 биографий);

• Хрестоматия;

• Таблицы и другие справочные материалы по химии (12 химических таблиц);

• Ссылки на ресурсы Интернет.

При анализе компонентов ЭИ и с учетом перспективно-тематического планирования, в целом ЭИ «Химия (8-11 класс). Виртуальная лаборатория» можно использовать на 40% уроков химии на 1-2 курсах.

В качестве средства повышения мотивации изучения предмета ЭИ может использоваться на всех этапах урока:

1. на занятиях в качестве дополнительного иллюстративного материала;

2. для самостоятельной творческой работы учащихся;

3. на виртуальных практических занятиях в компьютерном классе (в случае невозможности проведения реальной лабораторной работы)

Использование ЭИ на уроках химии помогает учителю в визуализации учебного материала, особенно при формировании основных понятий, необходимых для понимания микромира (строение атомов, молекул), таких важнейших химических понятий, как «химическая связь», «электроотрицательность», при проведении реакций с ядовитыми веществами (галогены), длительных по времени химических опытов (гидролиз нуклеиновых кислот) и т.д.. К тому же в условиях виртуальной лаборатории можно провести практические работы, которые нельзя осуществить по тем или иным причинам (например, использование реактивов 1, 2 группы опасности) в реальной школьной лаборатории. Все это повышает интерес у учащихся к предмету и, как следствие, приводит к улучшению качества знаний.

§1.5.Требования к эксперименту

За последние десятилетия в школьном преподавании химии существенно менялись программы, учебники и учебные пособия, а также различные подходы к использованию химического эксперимента в процессе обучения, но в методической литературе школьный химический эксперимент и по сей день рассматривается в свете общих требований, разработанных ещё в 40-е годы прошлого века В.Н.Верховским и К.Я.Парменовым.

К общим требованиям относятся:

• Наглядность, выразительность опытов – это первое и основное требование к эксперименту. Даже самое яркое изображение на таблице или экране не заменит реального опыта, так как учащиеся должны сами наблюдать и изучать явления.

• Кратковременность опытов – это является особенностью прежде всего демонстрационных опытов, которые должны быть выполнены учителем в кратчайшие сроки, пока происходит объяснение на уроке или повторение изученного ранее материала. Но это справедливо также и для ученических экспериментов. Замечено, что опыты, которые проводятся в течении нескольких занятий, становятся неинтересными для учащихся. Поэтому в методике обучения химии признаются нецелесообразными все опыты, выполнение которых отнимает много времени.

• Убедительность, доступность, достоверность – третье требование к экспериментам. Химические опыты должны быть доступными для восприятия и всегда убедительными, не должны давать повода учащимся для неправильных толкований. Для учебных целей целесообразны эксперименты, отличающиеся быстрым возникновением ожидаемой реакции, а также возможностью отчетливо охарактеризовать продукты реакции и отличить их от исходных веществ. Так, например, не имеет учебного значения опыт, при котором из реакционной массы, содержащей жидкую фазу, отгоняется такая жидкость, для которой не может быть доказана ее идентичность с ожидаемым продуктом реакции и обнаружено ее отличие от исходных веществ

• Безопасность выполняемых опытов.

Сегодня стало очевидной необходимость современной оценки значимости химического эксперимента в обучении химии, его влияния на качество и результаты обучения, особенно на развитие познавательных интересов учащихся, а также совершенствования общих требований к школьному химическому эксперименту. В.С.Полосин и Н.В.Коршунова предложили авторский подход к оценке качества химических экспериментов, выполняемых на уроке учителем и выделили ряд критериев, которыми целесообразно руководствоваться учителю для анализа качества имеющихся в его распоряжении описаний опытов.

• Актуальность(А) опыта для конкретной ситуации на уроке. Содержательная сторона опыта должна соответствовать познавательным целям, выдвигаемым учителем. С помощью опыта учитель либо ставит познавательную задачу, либо наглядно иллюстрирует учебный материал. Необходимость использования данного эксперимента диктуется логикой урока.

• Экологическая грамотность (ЭГ) при постановке эксперимента. В настоящее время недостаточно употреблять термин «безопасность эксперимента», подразумевающий предупреждение получения травм, ожогов и т.п. Необходимо включать умение рационально использовать химические реактивы: брать для опыта минимальные количества исходных веществ, грамотно утилизировать продукты реакции или использовать их в последующих опытах.

• Прикладная направленность (ПН). Важно укреплять через химический эксперимент связь изучения химии с жизнью человека. Для этого следует шире использовать в качестве объектов изучения пищевые продукты, средства бытовой химии и т.п. (например, определять кислотность молока, творога, хлеба, почвы; устранять и определять жесткость воды; получать и распознавать минеральные удобрения; правильно пользоваться продуктами переработки нефти и каменного угля; изучать моющие средства)

• Техническая простота (ТП). Нельзя забывать, что сложность самих приборов и их сборки, несущественные детали опытов отвлекают внимание учащихся от химической сущности эксперимента. Однако это не означает, что все опыты должны быть простыми с химической точки зрения. Важно умело создавать проблемные ситуации, заранее четко продумывая учебные цели опыта и вопросы, предъявляемые учащимся тогда эксперимент будет способствовать развитию их умственной деятельности.

• Наглядность (Н). В обучении химии принцип наглядности требует, чтобы все формируемые у учащихся представления были основаны на восприятиях, получаемых непосредственно из наблюдения изучаемых веществ и химических процессов. Поэтому крайне важно, чтобы опыт сопровождался ясно выраженными признаками реакции (изменение цвета, выделение газа, выпадение осадка, появление запаха и т.д.). Демонстрационный опыт следует проводить с достаточным количеством реактивов в больших пробирках с использованием химического штатива, оборудованного подсветкой и цветными экранами.

• Время, затрачиваемое на подготовку опыта учителем (В₁), и время, необходимое для постановки опыта на уроке (В₂), - важные показатели, позволяющие рационально планировать работу. Если эксперимент очень трудоемкий и кропотливый, то лучше подобрать новый вариант, требующий меньших затрат времени.

• Надежность (Над). Если эксперимент не всегда хорошо воспроизводится, то лучше от него отказаться и заменить другим, более надежным вариантом.

• Формирование познавательного интереса (ПИ). Химический эксперимент должен вызывать интерес к предмету. И дело здесь не только во внешних эффектах. Многие, даже малоинтересные варианты эксперимента можно сделать эффективными с познавательной точки зрения, если использовать активные методы обучения. Тогда эксперимент становится источником приобретения знаний, особенно при проблемном обучении.

Используя перечисленные выше критерии, учитель может выбрать тот или иной эксперимент уже не интуитивно, а используя коэффициент качества эксперимента(К_э). Он представляет собой сумму всех перечисленных критериев, принятых за единицу, и равен 9:

К_э = А + ЭГ + ПН + ТП + Н + В₁ + В₂ + Над + ПИ.

Если приведенный в методической литературе или разработанный учителем вариант эксперимента лучше приведенного в учебнике по отдельным критериям, то каждый из них нужно увеличить на 0,5 балла, а если хуже – уменьшить. По полученным значениям К_э можно сравнивать эффективность различных опытов. Когда К_э1 = К_э2, предпочтение следует отдать тому варианту, у которого более высокие показатели по критериям А, Н, ПИ, В₁, В₂.

Таким образом, пользуясь предложенной формулой, можно учесть множество требований к школьному химическому эксперименту, объединив качественно разнородные требования через количественную величину – коэффициент качества эксперимента, и снизить долю субъективности при выборе вариантов эксперимента.

Глава 2. Методика использования демонстрационного эксперимента в учебном процессе.

В данной главе была поставлена задача описания методики использования демонстрационного эксперимента и одного из его видов – удаленного мультимедийного эксперимента на уроках химии

§2.1. Место демонстрационного эксперимента в учебном процессе.

Демонстрационный эксперимент – это форма учебного химического эксперимента, при которой опыт выполняется учителем, лаборантом или специально подготовленным учеником для всеобщего обозрения всех учащихся в классе; один проводит опыт, остальные наблюдают за ходом процесса.

Основная цель демонстрационных опытов - создания у учащихся определенных представлений о веществах, химических явлениях и процессах с последующим формированием химических понятий. Однако демонстрации опытов не вырабатывают у учащихся требуемых экспериментальных умений и навыков, поэтому должны дополняться лабораторными опытами и практическими занятиями.

Демонстрационный эксперимент используется в следующих случаях:

• Когда учащиеся, особенно на первых этапах обучения, не владеют в достаточной мере техникой выполнения опытов, а потому не в состоянии выполнять их самостоятельно; например, при изучении реакции разложения в 8 классе рекомендуется поставить опыт разложения воды электрическим током, а поскольку учащиеся еще не знакомы с прибором для электролиза, не знают его назначения, не умеют собирать и испытывать газы, поэтому и не могут выполнить опыт самостоятельно;

• Когда техническое оснащение опыта сложно для учащихся или отсутствует соответствующее оборудование в достаточном количестве, например, таким опытом является каталитическое окисление аммиака;

• Когда отдельные лабораторные опыты заменяются демонстрационными в целях экономии времени и в случае недостаточного количества реактивов; не следует пользоваться демонстрационным опытом как преимущественным, а тем более единственным видом учебного химического эксперимента;

• Когда по внешнему эффекту и убедительности демонстрация превосходит опыт, выполняемый учениками, например, взрыв смеси водорода с кислородом в посуде большего объема (в банке) гораздо убедительнее, чем взрыв в пробирке:

• Когда по условиям техники безопасности учащимся запрещено использование некоторых веществ (брома, перманганата калия в твердом виде и др.), опыты представляют некоторую опасность для учащихся.

Демонстрационный эксперимент как метод обучения появился практически одновременно с началом преподавания систематического курса химии. В системе методов организации и осуществления учебно-познавательной деятельности учащихся, классифицируемых по источнику передачи и восприятия учебной информации, демонстрационный эксперимент относится к наглядным методам обучения.

По отношению к двум другим ведущим методам этой группы — словесным и практическим, демонстрационный эксперимент занимает особое место: он никогда не используется как уединенный метод, но всегда в сочетании со словесным (лекция, объяснение, беседа), а также с другими средствами наглядности (рисунки, таблицы, экранные пособия).

Как вспомогательное средство демонстрационный эксперимент применяется в практических методах обучения.

Необходимость сочетания слова учителя с показом химических явлений и закономерностей объясняется тем, что в демонстрационном эксперименте даже показ одного из химических процессов всегда сопровождается обилием чувственно воспринимаемых деталей. Главное и второстепенное, существенное и случайное, объект наблюдения и вспомогательные детали предстают перед учеником одновременно. Требуется направляющее слово учителя, которое концентрирует внимание на главном, существенном в объекте наблюдения. Слово учителя не только руководит зрительным восприятием, но и помогает учащимся делать выводы, формулировать заключения. Наконец, слово учителя кодирует зрительные образы в понятия.

В методике химии сочетание химического эксперимента со словом учителя известны как четыре формы сочетания слова и наглядности, определенные Д.М.Кирюшиным, где эксперимент занимает ведущее место. Остановимся кратко на характеристике этих форм.

Первая форма характеризуется тем, что учитель руководит наблюдениями учеников, воспринимающих свойства наблюдаемого объектах. Например, при изучении свойств соляной кислоты учитель с помощью наводящих вопросов предоставляет учащимся, которые прежде ничего не знали о соляной кислоте, возможность самим описать ее физические свойства.

Вторая форма характеризуется тем, что учитель посредством слова руководит наблюдениями демонстрируемых предметов и процессов и , базируясь на имеющихся у учащихся знаниях, ведет их к выявлении. Таких связей между явлениями, которые не могут быть обнаружены при непосредственном восприятии. Например, при изучении химических свойств соляной кислоты учитель демонстрирует опыт – взаимодействие натрия с концентрированной соляной кислотой, в результате которого учащиеся должны узнать, что: а)натрий реагирует с соляной кислотой; б) происходит реакция замещения водорода кислоты натрием; в) в результате реакции выделяется водород и образуются кристаллы хлорида натрия; г) химическую реакцию можно выразить уравнением:

2HCL + 2Na = 2NaCL + H₂↑

Эти знания ученики должны получить, наблюдая за признаками реакции демонстрируемого опыта. Но они наблюдали лишь внешние признаки, а объяснить их с точки зрения атомно-молекулярной теории не могли, хотя необходимые знания у них были. Они знали, что при взаимодействии натрия с водой выделяется водород, что в состав молекулы хлороводорода также входит водород, что поваренная соль состоит из двух элементов: натрия и хлора, поваренная соль – белое кристаллическое вещество. Необходимо было эти знания актуализировать в памяти обучающихся.

Наблюдения учащихся были лишь отправным моментом в приобретении знаний, а дальше учитель руководит их мыслительной деятельностью для выявления связей наблюдаемых явлений с тем, что им уже известно, но не может быть воспринято из опыта.

Функции слова учителя в этой форме сочетания слова и наглядности гораздо сложнее, чем в первой форме. Теперь недостаточно одних указаний, что наблюдать, нужно установить связи с теми знаниями, которые были приобретены учащимися раньше, и обеспечить логическую связь результатов опыта.

Первая и вторая форма сочетания слов и наглядности относятся к исследовательскому методу демонстрации средств наглядности.

Третья форма характеризуется тем, что сведения о непосредственно воспринимаемых объектах учащиеся приобретают сначала со слов учителя, а затем показ этих средств наглядности служит подтверждением или конкретизацией к словесным сообщениям.

Например, при изучении хлороводорода учитель рассказывает об опыте, который учащиеся наблюдали при изучении химической активности хлора (взаимодействие хлора с водородом), акцентируя внимание на продукте реакции, и о тех выводах, которые были сделаны на основе эксперимента, а затем демонстрирует опыт, обращая внимание на образование «дымящего газа».

Четвертая форма характеризуется тем, что сначала учитель сообщает сведения о таких свойствах, процессах, закономерностях, которые не могут быть познаны учащимися непосредственным восприятием, а затем демонстрирует средства наглядности (опыт). Например, прежде чем показать опыт взаимодействия натрия с соляной кислотой, учитель пишет уравнение реакции, которая должна произойти, и рассказывает, какие вещества должны получиться и по каким признакам их можно узнать.

Третья и четвертая форма сочетания слова и наглядности входят в состав иллюстративного метода демонстрации средств наглядности.

Учебный опыт является средством «сознательного наблюдения». В одном случае опыт можно поставить в конце логического ряда объясняемых на уроке положений и при его помощи ответить на определенные вопросы. Так осуществляется дедуктивный подход к проведению учебного эксперимента. В другом случае опыт можно принять за отправную точку и заняться разрешением вопросов, возникших при наблюдении явлений. Это характеризует индуктивный подход к проведению учебного эксперимента. Какой бы подход не был избран, экспериментальное обучение всегда должно представлять собой нечто гармонически целое, в котором слово и опыт являются неотделимыми друг от друга.

§2.2. Формы демонстрационного эксперимента.

В современной методической литературе, посвященной школьному химическому эксперименту описываются три формы применения демонстрационного эксперимента в учебном процессе: иллюстративный эксперимент, учебный исследовательский эксперимент и проблемный эксперимент.

Иллюстративный эксперимент – это такая форма применения химического эксперимента в обучении, при которой эксперимент становится иллюстрацией к объяснению учителя, т.е. формой практического доказательства правильности сведений, сообщаемых учителем. Эксперимент в иллюстративной форме чаще всего проводится после ознакомления учащихся с изучаемым материалом и объяснения его с теоретической точки зрения. Перед проведением опыта разбирают и составляют уравнения реакции. При такой форме эксперимента учащиеся получают готовые знания, почти не участвуя в процессе их выработки.

При изучении свойств серной кислоты, например, учитель может сказать: "Серная кислота в водном растворе обладает свойствами типичными для неорганических кислот и реагирует с металлами, основными оксидами, кислотами, солями". Затем проводится соответствующий демонстрационный эксперимент. Алгоритм такого варианта сочетания слова и наглядности можно выразить так: "Факты таковы …, а теперь посмотрите, как это выглядит".

Исследовательский эксперимент – это такая форма применения химического эксперимента в обучении, при которой учащиеся, получив познавательную задачу, активно применяют свои знания и умения. Они обдумывают как провести эксперимент, чтобы достичь поставленной цели, какие взять вещества, как сконструировать прибор, какие операции и в какой последовательности провести. Затем во время опыта, который проводится по определенному плану, они наблюдают за его ходом и анализируют полученные данные, объясняют их с теоретической точки зрения, делают выводы. Эксперимент (демонстрация опыта) предшествует словесному обсуждению увиденного.

Например, при изучении физических свойств веществ, применяется алгоритм: "Посмотрите и назовите (перечислите)", то есть учитель демонстрирует образец изучаемого вещества или выдает ученикам раздаточный материал, например, образцы алюминия, и просит перечислить физические свойства металла, определяемые непосредственно органами чувств (агрегатное состояние, цвет, запах и др.). Этот же прием можно использовать также при повторной демонстрации однотипных свойств веществ одного класса, например, при показе действия фенолфталеина на раствор KOH, если до этого демонстрировался опыт с раствором NaOH.

При изучении более сложных вопросов, которые, однако, могут быть относительно легко поняты учениками, может использоваться алгоритм: "Посмотрите; расскажите, что видели; объясните данное явление". Например, при изучении понятий гидролиза солей учитель демонстрирует действие индикатора на различные соли. Ученики видят, что индикатор окрашивает растворы солей различным образом, и отмечают, что среда растворов различна. Учитель просит объяснить внешние признаки опыта, то есть раскрыть суть явления, создав тем самым проблемную ситуацию Естественно, учащиеся не всегда могут ответить на поставленный учителем вопрос. Сущность гидролиза разъясняется учителем далее в ходе беседы.

Проблемный эксперимент – это такая форма применения химического эксперимента в обучении, которая даёт возможность создать и организовать проблемную ситуацию, вызывая интерес учащихся к поиску причин наблюдаемого явления.

Когда проведен нестандартный оригинальный или неожиданный по наблюдаемым результатам эксперимент, то он своим содержанием или необычным направлением сразу создает проблемную ситуацию. После осознания проблемы учащиеся непроизвольно включаются в поисковую деятельность, которая требует от них нового , оригинального подхода или нового, неизвестного им ранее способа решения проблемы. Поисковая мыслительная деятельность учащихся при этом может быть различной: анализ фактов, возникновение догадки, выдвижение гипотез, сопоставление новых данных с известными теориями, обобщение, получение нового знания. Дальнейшие исследования, к которым побуждает проблемный эксперимент, могут носить также различный характер – теоретические изыскания или исследовательский эксперимент.

Следовательно, проблемный и исследовательский эксперимент – понятия различные. Проблемный эксперимент ставит проблему в процессе обучения ( путем создания противоречий, введения элементов неожиданности и несоответствия), а исследовательский эксперимент направлен на её решение.

Проблемный эксперимент как самостоятельная форма химического эксперимента может применяться на различных этапах процесса обучения: при изучении нового материала, совершенствования знаний, обобщения, повторения, закрепления или контроля знаний. Проблемные опыты можно не только включать в содержание уроков, но и применять на факультативных, кружковых занятиях, а также при индивидуальной работе с учащимися.

Разнообразная экспериментальная работа учащихся может содержать проблемные элементы или сложные экспериментальные задания, а также отличаться по объему и уровню проблематичности в зависимости от характера работы, степени подготовленности учащихся, оснащения химической лаборатории и других факторов. Систематическое использование проблемных экспериментов в обучении при разумном их сочетании с традиционными экспериментальными работами учащихся – эффективное средство обучения и развития учащихся. Такие результаты достигаются потому, что при отсутствии заданной инструкции и при минимальной помощи со стороны учителя учащиеся могут проявить свои творческие способности и самостоятельность в максимальной степени.

В качестве примера рассмотрим эксперимент по взаимодействию щелочного металла лития с раствором сульфата меди (II).

Демонстрация учителем опыта взаимодействия лития с раствором этой соли дает возможность установить образование в результате реакции водорода и осадка черного цвета, по предположению учащихся оксида меди. На доске выполняется следующая предварительная запись для характеристики первого опыта:

Li + CuSO₄ →H₂↑ + CuO (Э пробл.).

Раствор

Данный результат вступает в противоречие с представлениями учащихся о взаимодействии металлов с растворами солей и создает проблемную ситуацию.

Само собой разумеется, что каждый вид учебного химического эксперимента имеет свои определенные цели и особенности исполнения. Демонстрационные опыты по химии могут проводиться в виде натуральных процессов или реакций; в виде имитационных опытов, когда одни вещества с целью большей безопасности, наглядности и экономичности заменяются другими; в виде мультимедиа-эксперимента, те есть показа опытов по телевизору, с помощью кинопроектора или компьютера. Методика использования последнего рассмотрена нами в § 2.4.

§2.3. Требования и методические рекомендации к использованию демонстрационных экспериментов на уроках химии.

К демонстрационным экспериментам, как и другим видам учебного эксперимента предъявляются определенные требования:

- безопасность, как для экспериментатора, так и для наблюдателей;

- наглядность, возможность увидеть все детали и моменты опыта всеми учениками,;

- надежность;

- выразительность;

- эмоциональность;

- убедительность;

- быстрое и простое исполнение;

- сочетание со словом учителя.

В связи с этими требованиями можно выделить ряд методических рекомендаций.

Учитель несет ответственность за безопасность учащихся, поэтому в кабинете должны находиться средства пожарной безопасности, вытяжной шкаф для проведения работ с вредными и пахучими веществами, средства для оказания первой помощи. Реактивы для проведения опытов должны быть проверены заранее, посуда для эксперимента должна быть чистой. При проведении опасных опытов следует использовать защитный экран.

Для того, чтобы эксперимент был наиболее безопасен, нами были разработаны инструкции по охране труда, которые представлены в приложении №.

Эксперимент является наглядным средством обучения.

Методика работы со средствами обучения включает в себя способы предъявления наглядных пособий, выступающие в качестве весьма важных условий, обеспечивающих успешность познавательной деятельности обучаемых.

На это обращал внимание ещё Я.А.Коменский: « надо теперь найти способ или метод представлять предметы чувствам таким образом, чтобы от них получалось прочное впечатление. Чтобы видеть что-либо правильно, необходимо следующее: 1) поставить соответствующий предмет перед глазами, 2)но не вдали, а на надлежащем расстоянии, 3) и при том не сбоку, но прямо перед глазами, 4) лицевая сторона предмета должна быть не отвернута или перевернута, но обращена прямо к глазам, 5) так, чтобы сперва можно было осмотреть предмет в целом, 6) а затем осмотреть каждую часть в отдельности, 7) и при этом по порядку от начала до конца, 8) и останавливаться на каждой части до тех пор, 9) пока все не будет различено до конца».

На эффективность эксперимента влияют размеры прибора, освещенность, использование фоновых экранов и другое. Было установлено, что на фоне белого экрана лучше различаются цвета газов, растворов и осадков, а контуры стеклянных предметов лучше видны на черном фоне. Можно использовать сравнительные растворы.

Для демонстрации опытов с изменением цвета растворов, образованием осадков следует применять демонстрационные пробирки, стаканы. При демонстрации опытов с образованием капель воды целесообразно использовать дополнительные средства, обеспечивающие хорошую видимость: проекцию на экран, подсвет. Демонстрационный эксперимент следует проводить в колбах, стаканах или больших пробирках, чтобы химическое явление можно было наблюдать с любой точки класса. Демонстрация единичных предметов с учительского стола обеспечивает наглядность в том случае, если их размеры не менее 20 см. Существует много приемов увеличения наглядности демонстрируемых объектов.

Например, при установке аппаратуры, предназначенной для демонстрации, изготовлении самодельных схем и рисунков на доске, на уроках целесообразно учитывать следующие правила: правило замкнутости (замкнутые фигуры воспринимаются лучше, чем открытые), правило хорошей формы ( прямоугольные, треугольные, круглые формы воспринимаются лучше, чем фигуры необычной формы), правило близости (сходные формы следует удалять друг от друга), правило однородности (похожие формы образуют хорошо впечатляющую фигуру), правило гладкого перехода кривизны.

Демонстрировать приборы следует на определенной высоте: при удалении учащихся от стола учителя на 8 м лучшая видимость бывает в том случае, если прибор демонстрируется примерно на высоте 155 см от пола (в кабинетах химии демонстрационный стол размещен на подиуме) или 40 см от поверхности стола.

На демонстрационном столе не должно быть ничего лишнего. Учитель не должен заслонять какими-либо предметами оборудование и посуду, которыми он оперирует, от взглядов учеников.

Оборудование для демонстрации эксперимента не должно содержать лишних деталей, чтобы внимание обучаемых не отвлекалось от химического процесса. Не следует слишком увлекаться эффектными опытами, так как менее эффектные опыты перестанут вызывать интерес.

Опыт всегда должен удаваться, и с этой целью техника эксперимента перед его проведением должна быть тщательно отработана; все этапы проведения эксперимента должны быть продуманы; недопустима небрежность в оформлении опыта, необходимо заранее предусмотреть возможные неудачи при проведении опыта и подготовить для таких случаев запасные детали оборудования и реактивы. Все что необходимо для опыта должно быть у учителя под рукой. Каждый опыт, даже если он освоен и неоднократно проводился, проверяют до урока. В случае неудачи, необходимо выяснить ее причину, и повторить опыт на этом или следующем уроке. По этому поводу дал ценную методическую рекомендацию известный ученый и педагог И.А.Каблуков: «В случае неудачи поставленного опыта, я старался тут же разъяснить слушателям причину неудачи, и в некоторых случаях неудавшийся опыт был поучительнее удавшегося»

По возможности опыты нужно повторять неоднократно, чтобы учащиеся их лучше запомнили, иначе через некоторое время однократно полученные представления сотрутся из памяти школьников.

Любой опыт должен сочетаться словом учителя, так как только чувственные восприятия сами по себе не могут гарантировать выработку правильных представлений у учащихся. В процессе наблюдений они могут обратить свое внимание не на главные признаки предмета или явления, а на второстепенные или случайно сопутствующие и получить в результате неполное, нечеткое и даже искаженное представление об изучаемом объекте. Более правильным отображением реального мира, более адекватным ему восприятие становится тогда, когда к ощущениям прибавляется деятельность мышления, в данном случае направляемая словом учителя.

Учитель обязан указывать ученикам, что и как они должны наблюдать в процессе эксперимента. Если преподавателю важно, чтобы учащиеся правильно воспринимали то, что он им показывает, он должен заранее организовать процесс наблюдения, предварительно подготовить к нему учащихся и затем помогать правильному восприятию в процессе эксперимента.

Как правило, демонстрационные эксперименты не должны быть длительными. Средняя продолжительность лабораторного опыта и отдельной демонстрации не должна превышать 5-6 мин урока, а при выполнении практических работ – 15-20 мин. Затягивание времени опыта сверх приведенных норм снижает интерес к эксперименту, нарушает ритм и структуру урока, не позволяет оформить результаты проведенного исследования.

Если не удается подобрать опыт непродолжительный по времени, то лучше всего продемонстрировать учащимся на уроке несколько промежуточных стадий эксперимента и его конечный результат.

Возникающие при ожидании результата эксперимента паузы нужно использовать для организации диалога со школьниками, выяснения условий проведения эксперимента и признаков химических реакций.

§2.4. Методика разработки и реализации учебной ситуации использования на уроке удаленного демонстрационного эксперимента в режиме on-line или в записи на CD-ROM

Для разработки учебной ситуации с использованием демонстраций опытов, записанных на CD-ROM, учителю необходимо выявить умение учащихся самостоятельно работать с компьютером в диалоговом режиме, пользоваться CD-ROM (открывать нужные кадры, останавливать кадр и т.п.).

Известно, что на этапе прогнозирования, учитель оценивает все возможные варианты проведения урока в целом или отдельных его этапов. Для того, чтобы принять решение об использовании на уроке электронной версии химических опытов, необходимо убедиться в ее преимущественном характере. Сравнительный анализ двух вариантов демонстрации химических опытов: реального (в условиях школьного специализированного кабинета химии) и компьютерного (в условиях обычного кабинета, оснащенного компьютерами, или кабинета информатики) показывает, что второй вариант выгодно отличается от первого прежде всего экономичностью, надежностью и адаптивностью. Во-первых, исключаются временные затраты, необходимые для подготовки опыта. Во-вторых, исключаются незапланированные ситуации, которые могут возникнуть в процессе реального проведения опыта. В-третьих, обеспечиваются для всех учащихся одинаковые условия просмотра опыта. В-четвертых, компьютерный вариант позволяет индивидуализировать процесс наблюдения за ходом опыта, т.е. у учащегося появляется возможность при необходимости повторить просмотр опыта, остановить кадр для более детального рассмотрения отдельных его фрагментов и т.п.

Целесообразность использования компьютерного варианта демонстрации опытов конкретизируется через постановку педагогических задач. Учитель химии ставит следующие задачи:

• образовательные: отрабатывать умения самостоятельно пользоваться электронными учебными пособиями; самостоятельно проводить наблюдения с последующими выводами;

• развивающие: развивать самостоятельную активность, наблюдательность;

• воспитывающие: формировать отношение к компьютеру как учебному средству, позволяющему оптимизировать процесс познания.

Отдав предпочтенье электронной версии демонстрации опытов, учителю необходимо определить место работы с компьютером в структуре урока.

Следующий шаг разработки учебной ситуации связан с ожидаемыми результатами. Опираясь на логико-психологическую подструктуру урока, элементы которой жестко детерминированы общей логикой усвоения, учитель химии предполагает, что демонстрация опыта будет способствовать формированию у учащихся правильного представления о физических и химических свойствах веществ, способах выявления этих свойств. Результаты просмотра опытов будут отражены в выводах, сделанных учащимися.

На этапе планирования учителю предстоит ответить на следующие вопросы:

• Как подготовить учащихся к демонстрации опытов?

• В какой форме организовать наблюдение учащихся?

• Как активизировать их познавательную деятельность?

• Сколько времени потребуется учащимся для работы с компьютером?

• Как обеспечить востребованность результатов наблюдений?

Например, для урока «Физические и химические свойства серной кислоты», составляя программу своих действий, учитель химии может запланировать следующее:

1. Ознакомление учащихся с процессом получения серной кислоты, ее физическими и химическими свойствами. Назначение опыта - наглядная демонстрация химических свойств серной кислоты.

2. Наблюдение за ходом опыта организуется как самостоятельная работа с компьютером.

3. С целью активизации познавательной деятельности учитель ставит перед учащимися учебные задачи - внимательно пронаблюдать за изменениями, происходящими с веществами в ходе опыта, внимательно прослушать комментарий преподавателя, демонстрирующего опыт, записать в тетрадях уравнение реакций и свой вывод; сравнить собственные выводы с выводами, представленными на экране после показа опыта.

4. С учетом индивидуального подхода к организации просмотра опыта учитель отводит на эту работу 5 минут, полагая, что этого времени будет вполне достаточно для того, чтобы каждый ученик мог в удобном для него режиме проработать учебный материал.

5. Результаты просмотра опытов, представленные в виде уравнений реакций и выводов, служат основой для выполнения учащимися следующих заданий.

Реализация учебной ситуации использования CD-ROM с демонстрацией опытов осуществляется в соответствии с конспектом урока и включает в себя следующую последовательность действий учителя.

1. Подготовку учащихся к восприятию опытов - сообщение необходимой учебной информации.

2. Сообщение условий демонстрации опыта (будет представлена электронная версия демонстрации опыта, которая даст возможность каждому учащему самостоятельно регулировать процесс его просмотра).

3. Проведение инструктажа о правильной работе с CD-ROM (о поиске требуемого опыта, способах повторного просмотра опыта или остановки кадра).

4. Постановка учебных задач (самостоятельно просмотреть опыт, записать уравнения реакций, остановить просмотр, самостоятельно сделать вывод, включить дальнейший просмотр опыта, сравнить свои выводы с выводами, представленными на кадре после опыта).

5. Оказание педагогической помощи отдельным учащимся.

6. Проверка самостоятельной работы учащихся (в виде взаимопроверки или фронтального опроса).

7. Актуализация результатов самостоятельной работы в следующем этапе урока

Глава 3. Проверка эффективности предлагаемой методики использования демонстрационного эксперимента в учебном процессе

В данной главе была поставлена задача описания экспериментально-методического исследования, которое было осуществлено нами в 2014-2015 учебные годы. Основная цель исследования заключалась в доказательстве эффективности использования демонстрационного эксперимента на уроках химии. Для осуществления эксперимента были поставлены и решались следующие задачи:

1. Изучение состояния вопроса использования учебного эксперимента в практике школы.

2. Изучение отношения учащихся к учебному эксперименту.

3. Апробирование различных видов демонстрационного эксперимента на уроках химии.

4. Установление влияния демонстрационного эксперимента на познавательную активность учащихся.

§3.1 Результаты анализа первоначального этапа педагогического эксперимента

Для изучения состояния вопроса использования учебного эксперимента в практике школы и отношения учащихся к учебному химическому эксперименту, нами было проведено исследование по плану:

1. Наблюдение и беседы с учителями;

2. анкетирование учителей и учащихся;

3. проверка знаний учащихся в процессе эксперимента.

В проводимом нами опросе принимали участие учителя химии г. Урай, п.Чантырья и п.Мулымья Кондинского района. Результаты исследования на основании анализа анкет, бесед и наблюдений, приведены нами в таблице №2

Таблица № 2

Результаты анализа анкет и опроса учителей.

Вопросы анкет учителей	%ответов учителей
	да	нет	другое
1. Используете ли вы демонстрационный эксперимент на уроках химии? 2. Считаете ли вы, что демонстрационный эксперимент повышает активность детей в учебном процессе? 3. Испытываете ли вы трудности при подготовке и проведении демонстрационного эксперимента? 4. Имеет ли преимущества данный вид эксперимента над другими? 5. Есть ли отрицательные стороны у демонстрационного эксперимента? 6. Повышается ли интерес к предмету с использованием демонстрационного эксперимента? 7. Есть ли необходимость заменить реальный эксперимент виртуальным и мультимедийным? 8. Хотели бы вы проводить демонстрационные эксперименты чаще?	50 70 60 50 40 80 20 90	40 10 40 20 40 20 60 10	10 20 - 30 10 - 20

Проанализировав результаты анкет, можно сделать вывод о разных позициях учителей по ряду вопросов и об однозначности толкования по другим позициям. Так например, учителя практически единодушны, в том что демонстрационный эксперимент повышает интерес к химии и усиливает активность учащихся на уроках. Большинство учителей также считает, что нет острой необходимости вместо реального химического эксперимента предлагать учащимся виртуальный или мультимедийный, гораздо важнее разумно использовать сочетание этих двух видов эксперимента.

Мнения учителей разошлись по вопросу, касающемуся отрицательных сторон демонстрационного эксперимента (40% -«за» и 40% - «против») и по вопросу о преимуществах данного эксперимента над другими.

По результатам анкеты, учителям были дополнительно заданы такие вопросы.

Какие трудности вы испытываете при подготовке и проведении демонстрационных экспериментов? Среди ответов выделяются следующие:

-- не могу подобрать опыт к уроку (40%);

-- не хватает реактивов или посуды (100%);

-- не знаю методику опытов (20%);

-- боюсь проводить сложные опыты, боюсь, что не получатся (10%);

-- много времени уходит на подготовку опыта (30%);

-- не успеваю, не хватает времени на уроке (80%).

На вопрос «Какие положительные моменты несет в себе демонстрационный эксперимент?» были получены такие ответы:

-- активизирует внимание;

-- помогает экономить реактивы;

-- высокая степень наглядности;

-- делает урок запоминающимся;

-- помогает наладить дисциплину и др..

На вопрос «Какие недостатки есть у демонстрационного эксперимента?» были даны такие ответы:

-- нет недостатков (40%);

-- занимает много времени на уроке;

-- часто не получается;

-- ученики запоминают лишь внешний эффект опыта, а не его суть и др..

На начальном этапе исследования нами также был проведен опрос учащихся, результаты которого представлены в таблице № 3. В опросе приняли участие 64 человека.

Таблица № 3

Результаты анализа анкет учащихся

Вопросы анкет учителей	%ответов учителей
	да	нет	другое
1. Часто ли в школе вам показывали опыты на уроках химии? 2. Нравятся ли вам уроки, на которых показывают опыты? 3. Понятнее ли становится материал урока, когда он проиллюстрирован опытом?	22 96 60	82 4 34	6 - 6

Для проведения эксперимента были взяты 10 классы, изучающие химию 1 раз в неделю на базовом уровне

§3.2. Результаты анализа второго этапа педагогического эксперимента.

В ходе второго этапа эксперимента в экспериментальной классе на каждом уроке раздела «Кислородсодержащие органические соединения» использовался демонстрационный эксперимент, а в контрольной группе использовалось все тоже самое, но не было экспериментальной части.

В общей сложности в ходе исследования было проведено 10 урока, 3 из которых составили лабораторные занятия, 1 – контрольная работа. На 6 уроках в экспериментальном классе использовался демонстрационный эксперимент. В таблице № 5 представлен поурочный план раздела «Кислородсодержащие органические соединения» с перечнем демонстрационных опытов.

Таблица № 5

Демонстрационные опыты к урокам раздела «Кислородсодержащие органические соединения»

Тема урока	Содержание урока	Демонстрационные опыты
Одноатомные спирты. Химические свойства и получение этанола. Многоатомные спирты. Л.Р. Свойства спиртов Инструктаж по технике безопасности Фенол. Каменный уголь. Альдегиды: получение, свойства, применение. Карбоновые кислоты. Химические свойства уксусной кислоты Л.Р. Свойства альдегидов и карбоновых кислот. Инструктаж по технике безопасности Сложные эфиры и жиры. Общая характеристика углеводов. Свойства и применение глюкозы. Полисахариды. Л.Р. Качественные реакции на углеводы. Инструктаж по технике безопасности Контрольная работа по теме «Кислородсодержащие органические соединения»	Общая характеристика и классификация спиртов. Строение молекул спиртов. Изомерия спиртов и их номенклатура. Физические и химические свойства спиртов. Влияние спиртов на организм человека. Многоатомные спирты. Общая характеристика глицерина и этиленгликоля. Лабораторное занятие «Химические свойства одноатомных и многоатомных спиртов» Общая характеристика фенолов и ароматических спиртов. Общая характеристика альдегидов. Общая характеристика и классификация карбоновых кислот. Предельные одноосновные карбоновые кислоты. Получение и физические свойства карбоновых кислот. Химические свойства карбоновых кислот. Важнейшие представители карбоновых кислот. Мыла как соли высших карбоновых кислот. Строение сложных эфиров. Реакция этерификации. Жиры как сложные эфиры, их классификация и свойства. Биологическая роль жиров. Применение сложных эфиров. Классификация углеводов. Глюкоза. Сахароза. Крахмал. Химические свойства глюкозы. Гидролиз	качественная реакция на спирты (йодоформная проба) взаимодействие спиртов с активными металлами. физические свойства спиртов взаимодействие этанола с борной кислотой. окисление этанола (тест на алкоголь) свертывание белка под действием спирты качественная реакция на многоатомные спирты. взаимодействие глицерина с натрием. полное окисление спиртов (волшебная палочка) взаимодействие фенола со щелочью. окисление альдегидов оксидом серебра (реакция «серебряного зеркала» окисление альдегидов гидроксидом меди. получение уксусного альдегида окислением этилового спирта оксидом меди(2) Взаимодействие карбоновых кислот с металлами Кристаллизация уксусной кислоты (ледяная кислота) получение уксусной кислоты .Взаимодействие карбоновых кислот с щелочами. Взаимодействие карбоновых кислот с солями. «Пламя над пробиркой» (горение уксусной кислоты) Взаимодействие олеиновой кислоты с перманганатом калия. Взаимодействие карбоновых кислот с основными оксидами. Получение мыла. Свойства мыла Опыт с аспирином Синтез этилацетата. Свойства полиэтилентерефталата (ПЭТ) Взаимодействие глюкозы с гидроксидом меди Реакция серебряного зеркала Гидролиз сахарозы и крахмала Определение крахмала в продуктах питания

Помимо усваиваемых знаний, в группах отслеживались следующие моменты:

-- активность учащихся (число задаваемых вопросов, выходы к доске, устные ответы, рассуждения и др..);

-- дисциплина;

-- интерес к предмету и др..

В ходе исследования нами были отмечены следующие моменты:

1.В экспериментальной группе на уроках наблюдалось улучшение дисциплины, поскольку демонстрационный эксперимент проводился только при этом условии.

2. Поскольку вопрос дисциплины на уроках не поднимался, то, как следствие, изучалось большее количество учебного материала.

3. В экспериментальной группе возросло число задаваемых вопросов, рассуждений, т.е. увеличилась познавательная активность.

4. Улучшились отношения с учителем.

5. Улучшилось умение «видеть» химический эксперимент, точно описывать наблюдения, формулировать выводы.

6. По ходу исследования появилась возможность постановки проблемного эксперимента.

7. В экспериментальной группе по сравнению с контрольной, хоть и незначительно, но повысился уровень знаний. Это было установлено в результате проведенной контрольной работы по завершении темы.

Приводим пример вариантов контрольной работы.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО ХИМИИ (СПО)

ПО ТЕМЕ

«КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИЕ ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ»

1В.

1. Составьте формулы спирта, альдегида и карбоновой кислоты, у которых

34 атома углерода.

2. Дайте определения следующим понятиям: сложные эфиры, фенолы, мыла.

3. Опишите физические свойства, распространение в природе и применение карбоновых кислот.

4. Напишите уравнения реакций взаимодействия:

А) пропанола с фтороводородом;

Б) муравьиной кислоты и оксида кальция;

В) гидрирования этаналя;

Г) реакцию «серебряного зеркала» для бутаналя.

2В.

1. Составьте формулы спирта, альдегида и карбоновой кислоты, у которых

28 атома углерода.

2. Дайте определения следующим понятиям: карбоновые кислоты, жиры, многоатомные спирты.

3. Опишите физические свойства, распространение в природе и применение спиртов.

4. Напишите уравнения реакций взаимодействия:

А) этанола с пропановой кислотой;

Б) уксусной кислоты и гидроксида магния;

В) гидратации метаналя;

Г) реакцию «серебряного зеркала» для пропаналя.

Кроме того, на втором этапе эксперимента учащимся экспериментальной группы был задан ряд вопросов относительно демонстрационного эксперимента.

На вопрос «Чем вам помог демонстрационный эксперимент?», были получены такие ответы:

А) интереснее учиться;

Б) быстрее идет время на уроке;

В) все становится понятным;

Г) лучше запоминается;

Д) ничем.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что демонстрационный эксперимент эффективно формирует познавательный интерес, прививает любовь к химии, делает ее более понятной и доступной.

Заключение.

При написании данной работы нами была поставлена цель подтвердить эффективность использования демонстрационного эксперимента в учебно-воспитательном процессе по химии.

Для этого нами была проанализирована педагогическая и методическая литература по теме исследования, определены формы учебного эксперимента, его функции, место демонстрационного эксперимента в учебном процессе, основные требования к нему. Были отобраны опыты к демонстрационному эксперименту, составлена картотека.

Было проведено исследование отношения учителей и учеников к демонстрационным экспериментам, которое показало, что учителя понимают важность использования демонстрационных экспериментов в процессе преподавания химии, но не всегда имеют возможность осуществлять их на уроках. Среди причин указывают на нехватку времени на уроках, отсутствие необходимых приборов и реактивов, а также на пробелы в методике проведения эксперимента.

Отношение учеников к любым опытам, в том числе и демонстрационным, положительное. Учащиеся отмечают, что уроки с демонстрационными опытами интересны, более понятны, лучше воспринимаются.

Нами был проведен педагогический эксперимент по выявлению влияния демонстрационного эксперимента на познавательную активность учащихся. Эксперимент проводился в два этапа:

1. начальный, когда обучение велось традиционно;

2. обучающее-контролирующий, когда в контрольной группе обучение велось без изменений, а в экспериментальной группе с использованием демонстрационного эксперимента.

По результатам эксперимента был сделан вывод, что использование демонстрационного эксперимента в учебно-воспитательном процессе способствует не только активизации познавательной деятельности, но и повышает уровень знаний учащихся по химии.

Таким образом, демонстрационный эксперимент должен являться неотъемлемой частью процесса преподавания химии. И важнейшая задача для учителя – систематически повышать свой уровень мастерства в области экспериментальной химии.

Библиография

1. Амирова А.Х.Формирование умений проводить химический эксперимент. Химия. (Изд. Дом Первое сентября), №16,2008.

2.Бодина О.Г. «Химия (8-11 класс). Виртуальная лаборатория» -- одно из средств интенсификации процесса обучения химии Химия. №19, 2007 Изд. Дом 1 сентября, с.34-38

1. Верховский В.Н., Смирнов А.Д. Техника химического эксперимента: Пособие для учителей. В 2 т. Т.1.—М.: Просвещение,1973.

2. Габриелян О.С., Ватлина Л.П. Химический эксперимент в школе. 10 класс : учебно-метод. Пособие.—М.: Дрофа, 2005.

3. Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Настольная книга учителя: Химия.10 класс.—М.: Дрофа,2004.

4. Журин А.А. Лабораторные опыты и практические работы по химии./Учебное пособие. 8-11 классы.- М.: Аквариум, 1997

5. Зазнобина Л.С. О наглядности: история в контексте преподавания химии. Химия в школе. №1, 1997, с.62-66.

6. Леонова О.Н. Методика использования образовательных ресурсов на электронных носителях. Химия (ИД «Первое сентября»), 2005,№8, с.13-21.

7. Назарова Т.С., Грабецкий А.А.,Лаврова В.Н.Химический эксперимент в школе.—М.: Просвещение, 1987.-(Библиотека учителя химии)

8. Общая методика обучения химии. В 2 ч. Ч.1/Под ред. Цветкова Л.А.—М.: Просвещение,1981.

9. Общая методика обучения химии в школе /Р.Г.Иванова, Н,А. Городилова, Д.Ю.Добротин и др.; подред. Р.Г.Ивановой.—М.:Дрофа,2008

10. Ольгин О.М. Опыты без взрывов.М.: Химия, 1995.

11. Полосин В.С., Коршунова Н.В.Чтобы не ошибиться при выборе эксперимента. Химия в школе. №5,1997, с.60-62.

12. Полосин В.С., Прокопенко В.Г. Практикум по методике преподавания химии. М.: Просвещение, 1989.

13. Сурин Ю.В. Проблемный эксперимент как одна из форм химического эксперимента. Химия в школе. №10, 2007, с. 57-61.

14. Учебное электронное издание: Химия (8-11 класс). Виртуальная лаборатория.(2CD+методическое пособие).Лаборатория систем мультимедиа, МарГТУ, 2004

15. Хомченко Г.П. и др.Демонстрационный эксперимент по химии. Пособие для учителей.М.: Просвещение,1978

16. Чернобельская Г.М., Боровских Т.А. Пропедевтика методической подготовки будущих учителей химии. Химия в школе.№3,1997, с.55-58.

11