Лабораторная работа на уроках химии как средство формирования навыков исследовательской деятельности учащихся

«Лабораторная работа на уроках химии как средство формирования навыков исследовательской деятельности учащихся»

Гайдай Алёна Владимировна

МАОУ Армизонская СОШ

учитель химии

В интенсивно меняющейся среде современному человеку всё чаще приходится проявлять исследовательское поведение. Поэтому в настоящее время в педагогике и образовательной практике чрезвычайно высок и актуален интерес к природной поисковой активности ребёнка как важнейшему образовательному ресурсу.

Федеральный Государственный образовательный стандарт (ФГОС) общего образования преследует основную цель – формировать познавательный интерес учащихся к учебной деятельности, создавать условия для их саморазвития и непрерывного образования. В связи с этим возникает насущная необходимость увеличить долю самостоятельной работы в образовательном процессе за счет использования новых источников информации на уроках и внеурочной деятельности. Одной из таких форм является учебно-исследовательская работа.

Исследование - это творческий процесс изучения объекта или явления с определенной целью, но с изначально неизвестным результатом.

Каждый из нас по своей природе исследователь. Человеку присущи любопытство, исследовательская активность и исследовательское поведение. Различия между этими понятиями сразу не очевидны, но они во многом определяют степень адаптивности в приспособлении и эффективном взаимодействии организма с изменяющимися условиями окружающей среды.

Целью исследовательской деятельности всегда является самостоятельное получение нового знания об окружающем мире, развитие познавательных интересов, интеллектуальных способностей учащихся; овладение умениями использования информации о современных достижениях в науке; обучение умению формировать тему, цели и задачи исследования, оформления работы; формирования навыков публичного выступления, культуры рассуждения, защиты реферативной работы, ведения дискуссии, чем и отличается от обычной учебной деятельности (объяснительно-иллюстративной).

При исследовательской деятельности нужно учитывать этапы, которые присущи исследованию в науке:

Этап 1. Выбор темы исследования, постановка проблемы, цели, задач, выдвижение гипотезы.

Этап 2. Изучение теории, освоение методики исследования.

Этап 3. Выполнение эксперимента, фиксация полученных данных.

Этап 4. Обработка результатов эксперимента, анализ, обобщение, выводы.

Этап 5. Оценка исследования, представление результатов, рефлексия.

Химия - это наука экспериментально-теоретическая. Изучение веществ и процессов в этой области основано на анализе фактов, полученных в результате эксперимента, и их теоретическом объяснении и обобщении. Если факты можно объяснить на основе уже имеющихся законов и теорий, то они служат подкреплению этих законов и теорий. Но наиболее интересны факты, которые противоречат существующим теориям. И тогда поиск их объяснения приводит к открытию новых законов, созданию новых теорий. Такова логика химических открытий: в сочетании индуктивного (обобщение накопленных фактов) и дедуктивного (применение теорий и законов к объяснению фактов) путей исследования.

Химия - одна из наиболее практико-направленных дисциплин, изучаемых в условиях общеобразовательной школы. Ее преподавание напрямую связано с процессом формирования исследовательской компетенции, поскольку методы, на которых основывается химическая наука (анализ, эксперимент, моделирование и т.д.), во многом совпадают с основными компонентами исследовательской компетенции.

Следовательно, расставляя приоритеты в своей работе, основной задачей учителя химии я ставлю формирование исследовательской компетенции обучающихся в ходе преподавания школьной дисциплины Химия.

Ученическое исследование сочетает в себе использование теоретических знаний и эксперимента, требует умения моделировать, осуществлять мысленный эксперимент, строить план исследования также требует от учащихся максимальной самостоятельности и достаточно много времени для обучения.

Существуют различные исследовательские методы в процессе преподавания химии. К ним относят следующие:

Наблюдение. Это активный метод познавательной деятельности, опирающийся на работу органов чувств. Чтобы быть плодотворным, наблюдение должно отвечать ряду требований:

Моделирование. Сущность метода заключается в том, что при изучении какого-либо явления создается модель, которая служит для учеников объектом рассмотрения. Так, модельные представления используются при изучении объектов микромира. Например, представление электронного облака служит моделью электрона .

Описание. Описание переводит данные эксперимента на язык науки. Используя химические уравнения реакций, учащиеся описывают данные экспериментов. Особенно помогает описание в обучении тогда, когда изучаемые химические процессы необходимо представить во временном аспекте, когда трудно показать экспериментально процессы, идущие годами. Когда формируются представления о сталеварении, о производстве чугуна, стекла, перегонке нефти и др.

Формированию исследовательских умений учащихся способствует учебный эксперимент.

Химический эксперимент является важнейшим методом и главным средством наглядности на уроке. Его используют для проверки истинности выдвигаемых гипотез, для решения учебных проблем. Посредством эксперимента ученики познают вещества и происходящие с ними изменения. Педагогическая ценность эксперимента в том, что в ходе его наблюдения ученик убеждается в том, что сложными химическими процессами можно управлять, что в кажущихся сначала непонятными явлениях нет ничего загадочного. В этом отношении эксперимент как метод обучения выполняет развивающую и воспитывающую функцию.

В школьной программе по химии оговорены все виды химического эксперимента, которые должны быть выполнены в той или иной форме. Различают учебный демонстрационный эксперимент, выполняемый в основном преподавателем на демонстрационном столе, и ученический эксперимент - практические работы, лабораторные опыты, которые проводят учащиеся на своих рабочих местах. Своеобразным видом эксперимента является мысленный эксперимент.

Лабораторные опыты - вид самостоятельной работы, предполагающий выполнение химических опытов на любом этапе урока для более продуктивного усвоения материала и получения конкретных, осознанных и прочных знаний. Кроме того, во время лабораторных опытов совершенствуются экспериментальные умения и навыки, т. к. ученики работают в основном самостоятельно. Выполнение опытов занимает не весь урок, а только часть его.

Лабораторные опыты проводят чаще всего для знакомства с физическими и химическими свойствами веществ, а также для конкретизации теоретических понятий или положений, реже - для получения новых знаний. Последние всегда содержат определенную познавательную задачу, которую учащиеся должны решить экспериментально. Это вносит элемент исследования, активизирующий мыслительную деятельность школьников.

Лабораторные опыты сопровождают изложение учебного материала преподавателем и так же, как и демонстрации, создают у учащихся наглядные представления о свойствах веществ и химических процессах, приучают обобщать наблюдаемые явления. Но в отличие от демонстрационных экспериментов они вырабатывают также экспериментальные умения и навыки. Однако не всякий опыт может быть проведен как лабораторный (например, синтез аммиака и др.). И не всякий лабораторный опыт эффективнее демонстрационного - на проведение многих лабораторных опытов требуется больше времени, причем продолжительность непосредственно зависит от качества сформированных экспериментальных умений и навыков. Задача лабораторных опытов - как можно быстрее познакомить учащихся с изучаемым конкретным явлением (веществом). Применяемая при этом техника сводится к выполнению учениками 2-3 операций, что, естественно, ограничивает возможности формирования практических умений и навыков.

Подготовка лабораторных опытов должна проводиться более тщательно, чем демонстрационных. Это связано с тем, что всякая небрежность и упущение может привести к нарушению дисциплины всего класса.

Нужно стремиться к тому, чтобы лабораторную работу выполнял каждый ученик в отдельности. В крайнем случае, можно допускать, чтобы один комплект оборудования приходился не больше чем на двоих. Это способствует лучшей организованности и активности детей, а также достижению цели лабораторной работы.

После выполнения опытов должен быть проведен их анализ и сделана краткая запись проделанной работы.

Лабораторные опыты по химии могут быть индивидуальными (опыты все учащиеся выполняют индивидуально), групповыми (учащиеся, сидящие за одним столом, выполняют одну и ту же работу, но функции между ними распределены), коллективными (учащиеся, сидящие за разными столами, выполняют разные опыты, а затем докладывают о результатах и делают коллективные выводы). Так как лабораторная работа является частью обычного урока, она должна быть заранее тщательно продумана и технически подготовлена. Лабораторная работа может проводиться перед теоретическим объяснением для создания проблемной ситуации.

Например, ученики проводят следующий эксперимент при изучении темы «Растворы электролитов. Реакции в растворах электролитов» в 9 классе.

Опыт 2. К полученной смеси порошков добавляют воду и сразу наблюдают появление малиновой окраски индикатора. Как объяснить наблюдения? Какова роль воды в этом процессе? Чтобы доказать, что это не единичное явление проводится еще один опыт.

Опыт 3. К сухой соли нитрата серебра добавляют сухую соль иодида калия. Никаких изменений не происходит. При добавлении воды к смеси солей появляется ярко-желтое окрашивание.

После выполнения опытов должен быть проведен их анализ и сделана краткая запись проделанной работы.

Учащиеся заполняют следующую таблицу:

Учащимся непонятны увиденные явления, у них возникают различные предположения: вода является источником ионов водорода и гидроксил ионов, что и влияет на изменение окраски индикатора; индикаторы изменяют цвет в зависимости от кислотности раствора, происходит это потому, что в кислой и щелочной среде молекулы индикатора имеют разное строение Таким образом с помощью эксперимента создается проблемная ситуация на уроке. Далее учитель переходит к объяснению процесса диссоциации, роли воды в нем.

Другим вариантом использования ученического эксперимента может быть проведение его для подтверждения теоретических объяснений учителя. Например, при изучении реакции нейтрализации после рассказа учителя о типе таких реакций проводятся лабораторные опыты:

1) действие раствора серной кислоты на раствор гидроксида натрия;

2) действие раствора серной кислоты на гидроксид меди (II);

3) действие азотной кислоты на гидроксид натрия;

4) действие азотной кислоты на гидроксид меди (II).

Проводя цикл опытов, учащиеся подтверждают возможность взаимодействия кислот и с растворимыми, и с нерастворимыми основаниями, а также то, что реакция нейтрализации является общим свойством различных кислот.

Таким образом, учебно-исследовательская деятельность, способствует выработке следующих знаний и умений:

* самостоятельно объяснять и доказывать новые факты, явления закономерности;

* классифицировать, сравнивать, анализировать и обобщать ранее изученные явления, закономерности;

* проводить эксперименты, выдвигать и обосновывать гипотезы;

* устанавливать причинно-следственные связи и отношения;

* рассматривать одни и те же факты, явления, закономерности под новым углом зрения;

* применять научные методы исследования (теоретического анализа и синтеза, экспериментального, моделирования и т.д.);

* находить несколько вариантов решения, выбирать и обосновывать наиболее рациональный;

* рецензировать и оценивать собственную работу исследовательского характера, а также работы товарищей.