Технология обучения экспериментальной деятельности
на уроках химии.
В настоящее время перед современной школой ставится проблема повышения уровня самостоятельности учебного труда школьников в процессе обучения, вооружение их умениями самостоятельно приобретать новые знания из разных источников информаций. Острота проблемы, её значимость определяются основными требованиями реформы школы, и состоянием данной проблемы в школьной практике.
Химия - наука экспериментальная и химический эксперимент в обучении позволяет ближе ознакомить учащихся не только с самими явлениями, но и с методами химической науки. Главной задачей учителя является оптимальный выбор методов обучения так, чтобы они наилучшим образом обеспечивали образование, воспитание и развитие учащихся. Наиболее важным путем освоения учащимися новых знаний, умений, навыков я считаю самостоятельную работу. И используемые в настоящее время методы обучения многообразны.
В учебном процессе применяют демонстративный метод, лабораторные опыты, практические занятия, тематические практикумы, иллюстративный эксперимент и учебный исследовательский эксперимент.
Словесно-наглядные методы могут обеспечить первые два этапа, которые проходит познавательная деятельность учащихся. Важнейшим из словесно-наглядных методов обучения является использование демонстрационного химического эксперимента. Главным источником знаний является практическая деятельность обучающихся.
В практике своей работы я придаю существенное значение правильному выбору темы для самостоятельного изучения, так как считаю, что не всякий вопрос программы обучающиеся могут усвоить без предварительного объяснения.
Я хочу показать на примере, как я организую самостоятельную работу учащихся при изучении карбоновых кислот в 10 классе. В начале занятия я знакомлю учащихся с составом, строением, общими свойствами гомологического ряда кислот, их функциональной карбоксильной группой, генетической связью кислот с альдегидами, а затем провожу инструктаж, в ходе которого разъясняю цель и значение работы, сообщаю последовательность и методику изучения нового материала, проверяю наличие на каждом столе задания-инструкции по организации самостоятельного изучения темы.
Цель самостоятельной работы указана в инструкционной карточке.
Карточка - рекомендации учащимся к самостоятельному изучению химических свойств карбоновых кислот
Испытайте раствор уксусной кислоты индикатором и составьте уравнение электролитической диссоциации.
Наличие каких химических свойств можно предположить у исследуемой кислоты по аналогии с неорганическими кислотами?
Среди выданных веществ найдите те, с которыми кислота будет реагировать.
Даны: Магний, едкий натр, оксид меди, карбонат натрия.
На основании проведенных вами опытов какой вывод можно сделать о подвижности атома водорода в кислотах по сравнению со спиртами?
3. Прочтите на стр. 107-108 учебника с целью проверки выполненной работы и выводов.
Запишите молекулярные и ионные уравнения реакций.
4. Выполните упражнение № 16 на стр. 113 (авторы Г.Е.Рудзитис, Ф.Г.Фельдман). После краткой вводной беседы учащиеся знакомятся с инструкцией к самостоятельной работе и обдумывают задания. Затем выясняю, все ли поняли, что им нужно усвоить на уроке, и как они должны выполнять работу. Учащиеся приступают к изучению нового материала под непосредственным руководством учителя. Во время работы я отчетливо вижу группу учащихся, которые самостоятельно овладевают новыми знаниями, другие нуждаются в незначительной помощи, а третьи требуют детальной помощи. Поэтому для учителя очень важно внимательно наблюдать за работой класса и заранее предусмотреть все возможные затруднения, тактично и своевременно оказать необходимую дифференцированную помощь тем учащимся, которые по каким-либо причинам не имеют необходимого запаса опорных знаний и умений.
Для того чтобы развить у учащихся чувство времени, в ходе урока предупреждаю их за сколько времени они должны выполнить работу.
Учебный процесс - управляемое педагогическое явление. На уроках химии управлению обучением и воспитанием способствуют многие факторы: четкое планирование и эффективное проведение урока, умелое сочетание и применение методов и приёмов работ, использование различных средств наглядности и, прежде всего химического эксперимента. Однако учителю в процессе урока важно знать, как воспринимает понятия каждый ученик, как он реагирует на указания учителя, как мыслит. Для этого необходимо видеть обратную связь. Например: в 8 классе изучая кислоты, соли, основания, я предлагаю составлять формулы веществ на настольном планшете из карточек и давать им названия. Проверяя у каждого составленную формулу, я имею возможность дать дополнительное пояснение, а также привлечь учащихся, которые сразу хорошо поняли задание и могут помочь разобраться другим. Более эффективные пути развития экспериментальных умений учащихся: дифференцированный подход, сочетание индивидуальной работы с работой группы учащихся с назначенными консультантами и их участие в подготовке и проведении практических занятий.
Одним из дополнительных путей формирования экспериментальных умений может служить более широкое применение ученического демонстрационного эксперимента, в частности при закреплении изучаемого материала, или при опросе.Например: чтобы доказать, что в состав воды и кислот входит водород, я предлагаю учащимся 8 класса две пробирки (воду и раствор кислоты) и прошу доказать это на опыте. Соблюдая правила осторожности, учащийся опускает в воду кусочек кальция и подносит горящую лучину. Смешанный с воздухом водород издаёт сильный звук, доказывающий выделение газа-водорода. Затем учащийся опускает в раствор кислоты цинк…и тоже проверяет выделившийся газ горящей лучиной, результат тот же.
Изучая состав воздуха я предлагаю опыты: горящие свечи накрыть стеклянными колбами различающихся объёмами. Из-за разной продолжительности горения свечи дети легко могут объяснить наличие разного объема кислорода в сосудах, который расходуется на горение свечи.
Особенно важно применять ученический демонстрационный эксперимент на начальном этапе изучения химии. Изучая химические соединения (простые и сложные вещества) в 8 классе я предлагаю детям приготовить смесь порошков железа и серы, затем прошу поднести к смеси магнит: железо притягивается к магниту. Прошу получить прежнюю смесь и нагреть её в пламени спиртовки. Наблюдая расплавление смеси, они ощущают резкий запах выделившегося газа; и образовавшуюся массу, которую невозможно разделить магнитом или водой. Учащиеся сами могут объяснить, что атомы железа и серы соединились и получилось новое другое вещество, которое обладает другими свойствами. Это сложное вещество - химическое соединение – сульфид железа.
Изучая типы химических реакций в 7 классе, учащиеся проводят опыты:
1опыт: Нагревают медную пластинку в пламени огня, затем стеклышком соскабливают черный налет-оксид меди. Вопрос: Что произошло с медью? Медь соединилась с кислородом воздуха. Тип реакции – соединения.
2 опыт: Нагревая зелёный порошок – малахит, они убеждаются в том, что вещество малахит разлагается на три вещества: оксид меди, воду и углекислый газ, от которого известковая вода стала мутной. Тип реакции – разложение.
3 опыт: В раствор сульфата меди опускают железный гвоздь. Гвоздь покрывается красным налетом. Вопрос: что произошло в этой реакции? Дети отвечают, что атомы железа вытеснили атомы меди.
В другую пробирку с раствором соляной кислоты опустили гранулы цинка и получили газ - водород. Этот тип реакций назвали реакциями замещения.
Тип реакции обмена наблюдают при взаимодействии раствора серной кислоты с оксидом меди и при этом убеждаются в том, что реакция будет проходить эффективнее и быстрее при нагревании. Наблюдая за результатами химических реакций учащиеся сами называют типы реакций, делают свои выводы, после чего мы приступаем к составлению уравнений проделанных реакций с дополнительным пояснением. После этого они без затруднений определяют типы всех реакций, уравнения которых записывают.
Ученический эксперимент – это вид самостоятельной работы обучающихся. Его разделяют на лабораторные опыты и практические занятия. Они различаются по дидактической цели. Цель лабораторных опытов – приобретение новых знаний, изучение нового материала. Практические занятия обычно проводятся в конце изучения темы и служат для закрепления и совершенствования, конкретизации знаний, формирования практических умений, совершенствования уже имеющихся умений и навыков у учащихся.
Выполнение ученического эксперимента с точки зрения процесса учения должны проходить по следующим этапам:
Осознание цели опыта.
Изучение веществ.
Сборка прибора или использование готового.
Выполнение опыта.
Анализ результатов и выводы.
Объяснение полученных результатов и составление химических уравнений.
Составление отчёта.
Ученик должен понимать, для чего он делает опыт и что он должен сделать, чтобы решить поставленную перед ним проблему.
Выполнение опыта требует владения приёмами и манипуляциями, умения наблюдать и замечать особенности хода процесса, отличать важные изменения. На основании своих наблюдений, анализ которых он должен сделать самостоятельно, он делает вывод. Не следует недооценивать составленный отчёт. Он учит кратко и точно формулировать мысли, более чётко продумывать, учит писать, мыслить.
Отчёт должен быть написан в классе немедленно после выполнения опыта. Иначе психологический процесс формирования действий окажется незавершённым и прервётся. Организация лабораторных опытов может быть индивидуальной, групповой, коллективной. Успех лабораторного опыта на уроке зависит от его подготовки. Необходимо перед началом работы обратить особое внимание на требования техники безопасности.
Значительно большее внимание уделяется умениям и навыкам на практических занятиях, которые делятся на два вида: проводимые по инструкции и экспериментальные задачи. Инструкция – это та самая ориентировочная основа деятельности учащихся, о которой говорилось ранее, с учётом сформированности практических умений. Подготовка к ней должна быть проведена на предыдущем уроке.
Практическая работа, посвящённая решению экспериментальных задач, носит характер экспериментальной контрольной работы и проводится несколько иначе, чем практическое занятие по инструкции. На практическом занятии экспериментальные задачи целесообразно распределять по вариантам, чтобы добиться большей самостоятельности и активности в процессе работы. И так группа словесно – наглядно – практических методов обучения реализуется учителем через организацию самостоятельной работы.
Система словесно – наглядно – практических методов обучения.
Основной путь реализации
Самостоятельная работа
Групповая
Коллективная
Индивидуальная
Программированные практикумы – это специально разработанная инструкция к практической работе, пользуясь которой обучаемый не только может выполнить экспериментально опыт, но и получить указания по организации наблюдения, по его осмыслению. В школьном учебнике также в описании практических работ имеются элементы программированного обучения.
Например: учащимся предлагаю поместить в одну пробирку карбонат натрия, а в другую карбонат магния и прилить в обе пробирки соляной кислоты.
1.В чём сходство признаков реакций в обеих пробирках?
2.Что происходит с горящей лучиной и почему?
Учащиеся легко дают правильный ответ и составляют уравнения данных реакций.
Или…
В 9 классе, изучив соли угольной и кремниевой кислот, я предлагаю две соли - карбонат и силикат натрия и прошу их определить, используя только один реактив.
Учащиеся приливают раствор соляной кислоты к растворам этих солей и определяют их. Так как соли карбонаты, реагируя с кислотами, выделяют углекислый газ, а соли силикаты образуют не растворимую в воде кремниевую кислоту.
Легко и с большим интересом учащиеся выполняют тестовые задания, построенных по принципу выбора ответа из серии предложенных веществ. Например:
Какие из перечисленных ниже элементов располагаются в малых периодах?
а) Азот, б) калий, в) цинк, г) бор, д) ванадий.
2. Какой из перечисленных ниже элементов имеет высший оксид состава ЭлО?
а) Вольфрам. б) бериллий, в) иттрий, г) натрий, д) углерод.
Варианты тестов нужно использовать различные. Учащиеся получают программированные пособия и самостоятельно с ними работают, на что расходуется немного времени. Программированное обучение – это один из видов самостоятельной работы, которые учитель может использовать в сочетании с другими видами, формами и методами работы в процессе обучения,
так как оно имеет также свои положительные стороны.
Одной из важных сторон обучения химии является решение расчетных задач. Существенную роль играют задачи в организации поисковых ситуаций, в которых на основе задач, особенно качественных, легко организовать проблемное обучение.
Особенность любой химической задачи в том, что она всегда конкретна, но решается на основе полученных знаний законов, теорий, фактов.
Процесс решения задачи – это восхождение от абстрактного к конкретному.
В методологическом аспекте – это переход от абстрактного мышления к практике, связь частного с общим. Задача – это не самоцель, а средство обучения, способствующее прочному усвоению знаний. Классифицируются задачи по типу решений: качественные, расчетные и экспериментальные.
Трудные задачи, требующие творческого подхода, следует давать для самостоятельного решения только сильным учащимся и в классе такую задачу объяснять не следует. Её можно использовать в виде индивидуального задания или на внеклассных занятиях. Решение задач учащимися – это вид самостоятельной работы, успешно выполняющий образовательную, воспитывающую и развивающую функции. Особенно важно, что решение задач формирует умение рационально мыслить, выполняет разные дидактические функции на уроках химии. Задачи можно использовать для закрепления или контроля знаний, умений, а также в случае обучения учащихся решению задач нового типа – как изучение нового материала. Выбирая задачу, учитель прежде всего имеет в виду дидактическую цель, которая должна быть достигнута.
При проведении семинара – практикума по теме «Углеводы» я в конце урока провожу практическую работу. Одной группе предлагаю проделать реакцию взаимодействия глюкозы с гидроксидом меди (II), написать уравнение соответствующей реакции и объяснить. (Описание лабораторного опыта № 9 на стр. 138, Учебник Х класса авторы Г.Е.Рудзитис, Ф.Г.Фельдман).
Второй группе предлагаю проделать реакции взаимодействия крахмала с йодом и с раствором иодида калия. Составить уравнения реакций и объяснить результаты реакций. (Описание лабораторного опыта № 11 на стр.139, Учебник Х класса).
Третьей группе предлагаю заполнить таблицу физических свойств глюкозы, сахарозы и крахмала (хим.формула, агрегатное состояние, цвет, запах, растворимость, гигроскопичность, реактив для определения и молекулярная масса).
Затем консультанты сообщают результаты своих работ. Следующая работа с тестами по теме «Углеводы» 3 варианта по десять вопросов. Учащиеся успешно и с большим интересом справляются с этими работами.
Используя различные формы химического эксперимента на уроках химии, можно достичь желаемого результата, так как продуманная организация, выбор доступных методик и актуальных объектов сделает учебную экспериментальную работу учащихся важным фактором воспитания у них самостоятельности, а также поднятия их творческой активности.
11
