Доклад «Химический эксперимент, как одна из активных форм обучения на уроках химии»

Ольгинская школа

Павлодарский район

Доклад

«Химический эксперимент, как одна из активных форм обучения на уроках химии»

(Августовская конференция учителей)

учитель химии и биологии: Павина О.А.

2014-2015 учебный год

Оглавление:

Введение

1. Использование ученического эксперимента в обучении химии

1.1. Вещества хозяйственно-бытового назначения, предлагаемые для организации эксперимента по химии

1.2. Опыты с использованием силикатного клея.

1.3. Применение веществ хозяйственно-бытового назначения на уроках химии.

2. Заключение.

3. Литература.

Введение.

Сегодня в наших сельских школах недостаточно внимания уделяется проведению химического эксперимента, т.к не в каждой школе имеются реактивы для проведения опытов. Поэтому учащиеся имеют нередко лишь формальное представление о химических объектах, подчас не представляя об истинных задачах, стоящих перед химическим знанием, о химических методах исследования. Вследствие этого часть школьников, имеющая потенциальную склонность к деятельности в естественнонаучной области, получают о ней в своей школе неполное, одностороннее представление.

Широкая популяризация химических знаний способствует росту позитивного отношения к предмету и улучшению качества знаний учащихся.

Большинство предлагаемых опытов не требуют специального оборудования и реактивов, поэтому могут быть поставлены в любой школе и даже в домашних условиях. Опыты можно показывать непосредственно на уроках или использовать их во внеклассной работе по химии.

1. Использование ученического эксперимента в обучении химии

Ученический эксперимент - это вид самостоятельной работы. В школьной программе по химии оговорено, какие экспериментальные работы должны быть выполнены.

Эксперимент не только обогащает учащихся новыми понятиями, умениями, навыками, но и является способом проверки истинности приобретенных ими знаний, способствует более глубокому пониманию материала, усвоению знаний. Он позволяет более полно осуществлять связь с жизнью, с будущей практической деятельностью учащихся.

Ученический эксперимент 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 учащихся.

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

- осознание цели опыта;

- изучение веществ;

- сборка или использование готового прибора;

- выполнение опыта;

- анализ результатов и выводы;

- объяснение полученных результатов и составление химических уравнений;

- составление отчета.

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

После анализа работы, который учащийся должен сделать самостоятельно, он делает вывод на основе соответствующей теоретической концепции. Не следует недооценивать роль отчета, который учащиеся составляют немедленно после выполнения опыта. Он учит краткому и точному формулированию мысли, правильной записи .

1.1 Вещества хозяйственно-бытового назначения, предлагаемые для организации домашнего эксперимента по химии

№

Название вещества

Химическое название

Хозяйственно-бытовое назначение

Где можно приобрести

1.

Клей конторский силикатный

Силикат натрия Na₂SiO₄

Склеивание бумаги и картона

Канцелярские товары

2.

Соль поваренная

Хлорид натрия NaCl

Употребление в пищу, консервирование

Продовольственные магазины

3.

Медный купорос

Сульфат меди пятиводный CuSO₄*5H₂O

Дезинфекция, борьба с вредителями и болезнями растений

Садоводческие магазины

4.

Натриевая селитра

Нитрат натрия

NaNO₃

Азотное удобрение

Садоводческие магазины

5.

Калийная селитра

Нитрат калия

KNO₃

Азотное и калийное удобрение

Садоводческие магазины

6.

Аммиачная селитра

Нитрат аммония

NH₄NO₃

Концентрированное азотное удобрение

Садоводческие магазины

7.

Сульфат аммония

Сульфат аммония

(NH₄)₂SO₄

Азотное удобрение

Садоводческие магазины

8.

Кальциевая селитра

Нитрат кальция

Ca(NO₃)₂

Азотное удобрение

Садоводческие магазины

9.

Мочевина

Мочевина, карбамид

(NH₂)₂CO

Азотное удобрение

Садоводческие магазины

10.

Гашеная известь, пушонка

Гидроксид кальция Ca(OH)₂

Средство для побелки, составляющая строительных растворов

Строительные магазины и рынки

11.

Негашеная известь, кипелка

Оксид кальция CaO

Средство для побелки, дезинфекции, составляющая строительных растворов

Строительные магазины и рынки

12.

Гипс, алебастр

Сульфат кальция двуводный или полуводный CaSO₄*2H₂O, CaSO₄*0,5H₂O

Скрепляющий состав или его компонент

Строительные магазины и рынки

13.

Мел

Карбонат кальция CaCO₃

Для учебных нужд или в составе побелок

Магазин канцелярских товаров

14.

Тринатрий фосфат

Техзамещенный фосфат натрия Na₃PO₄

Средство для стирки и уборки

Магазины мыло-моющих и хозяйственных товаров

15.

Стиральная (кальцинированная) сода

Безводный карбонат натрия Na₂CO₃

Средство для стирки и уборки

Магазины мыло-моющих и хозяйственных товаров

16.

Бура техническая

Тетраборат натрия Na₂B₄O₇

Средство для борьбы с бытовыми насекомыми

Хозяйственный магазин

17.

Сода пищевая (питьевая)

Гидрокарбонат натрия NaHCO₃

Средство для мытья посуды, разрыхления теста

Продовольственный магазин. Аптека (в виде таблеток «Бекарбон»)

18.

Разрыхлитель теста карбонат аммония

Карбонат аммония (NH₄)₂CO₃

Средство для разрыхления пресного теста

Продовольственный магазин

19.

Уксусная эссенция

Уксусная кислота 70-80% CH₃COOH

Средство для домашнего консервирования, маринования шашлыков

Продовольственный магазин

20.

Глицерин для наружного или внутреннего применения

Глицерин CH₂OH-CHOH-CH₂OH

Косметическое и дегидратирующее средство

Аптека

21.

Ляпис

Нитрат серебра AgNO₃

Средство для удаления родинок и бородавок, антисептик

Аптека

22.

Марганцовка, перманганат калия

Перманганат калия KMnO₄

Антисептик

Аптека

23.

Английская соль

Сульфат магния MgSO₄

Слабительное средство

Аптека

24.

Магнезия 25%

Противоотечное и гипотензивное средство

25.

Хлористый кальций 10%

Хлорид кальция CaCl₂

В виде внутривенных инъекций - как противовоспалительное и дегидратирующее средство, внутрь - при аллергиях и кожных заболеваниях

Аптека

26.

Аммиак водный

Гидроксид аммония NH₄OH

Для мытья крашеных полов, стирки белья, снятия обморока

Хозяйственный магазин (25% раствор), аптека (10% раствор)

27.

Мирабилит, глауберова соль

Сульфат натрия десятиводный Na₂SO₄*10H₂O

Слабительное средство

Аптека

28.

Борная кислота

Борная (ортоборная) кислота H₃BO₃

Для промывания глаз

Аптека

29.

Глюкоза

Глюкоза C₆H₁₂O₆

В виде 40%, 20%, 10%, 5% растворов для инъекций, в сухом виде для употребления внутрь

Аптека

30.

Хлорная известь

Гипохлорит кальция Ca(ClO)₂

Для грубой дезинфекции

Аптека, магазин мыло-моющих товаров

31.

Отбеливающее средство «Белизна»

Смесь хлорида и гипохлорита натрия NaCl + NaClO

Для стирки, уборки, отбеливания белья, дезинфекции

Магазин мыло-моющих товаров

32.

Сухое горючее

Уротропин технический (гексаметилентетраамин)

Для получения пламени в лаборатории и полевых условиях

Магазин или рынок хозтоваров

33.

Уротропин 40%-ный раствор

Уротропин (гексаметилентетрааамин)

Осмотический диуретик

Аптека

34.

Парафин

Высшие алифатические углеводороды (например, С₃₅Н₇₂)

Парафиновые свечи

Магазин или рынок хозтоваров

35.

Желатин

Желатин, белковое вещество

Для изготовления желе, студней, киселей

Продовольственный магазин

36.

Крахмал

Крахмал, сложный углевод общей формулы (С₆Н₅О₁₀)_n

Для приготовления киселей, клейстера, накрахмаливания белья

Продовольственный магазин

37.

Фенолфталеин, пурген

Фенолфталеин

Раньше использовался как слабительное, сейчас - только как индикатор в лабораториях и ЛПУ.

Аптеки, лечебные учреждения

38.

Этиловый спирт

Этанол C₂H₅OH

Для обработки кожи перед инъекцией

Аптека

39.

Ацетон

Ацетон CH₃-CO-CH₃

Растворитель лакокрасочных изделий

Хозяйственно-строительные магазины и рынки

40.

Перекись водорода

H₂O₂

Для обработки ран, дезинфекции, обесцвечивания

Аптека

41.

Серная кислота

H₂SO₄

В аккумуляторах

Автомагазины и авторынки

42.

Соляная кислота

HCl

Для паяния и травления

Хозяйственные магазины и рынки

43.

Этиленгликоль, антифриз

Этиленгликоль, простейший двухатомный спирт

Как антифриз - снижает точку замерзания воды

Автомагазины и авторынки

44.

Сера

Сера S

Кормовая добавка и средство для лечения кожных заболеваний

Зоомагазины, ветеринарные аптеки

45.

Железо восстановленное в порошке

Железо Fe

Для лечения железодефицитной анемии

В аптеке

46.

Спиртовая настойка йода

Йод I

Для обработки ран

В аптеке

47.

Алюминиевая фольга или пудра

Алюминий Al

Фольга - для запекания или обертки, пудра - для получения краски-серебрянки

В продовольственных, хозяйственных, строительных магазинах

1.2. Опыты с использованием силикатного клея.

А). Морские водоросли (или Совместный гидролиз). В конторский силикатный клей добавить несколько кристалликов медного купороса (или несколько капель его концентрированного водного раствора). Наблюдать появление сине-зеленых причудливых разводов, напоминающих морские водоросли.

Сущность происходящего процесса заключается в совместном гидролизе двух солей: сильного основания и слабой кислоты (силикат натрия) и слабого основания и сильной кислоты (сульфат меди). При их взаимодействии в водном растворе образуется силикат меди, который существует очень коротко и быстро разлагается водой на кремниевую кислоту и гидроксид меди.

Na₂SiO₃ + CuSO₄ → Na₂SO₄ + CuSiO₃

CuSiO₃ + 2H₂O → Cu(OH)₂↓ + H₂SiO₃ ↓

Подобные опыты рекомендовал Д.И.Шкурко в книге «Забавная химия»: правда, автор указывал, что можно осуществить взаимодействие силикатного клея с кристалликами солей меди, железа, кобальта, никеля, алюминия, чтобы получить разноцветные «водоросли». Однако не у всех есть возможность найти в домашних условиях соли этих металлов.

Б) Ищите кислоту на дне. Для опыта потребуется силикатный клей и немного раствора лимонной кислоты (можно использовать разбавленную уксусную кислоту - в концентрации столового уксуса). В пробирку с силикатным клеем добавляется немного кислоты, и тут же на дно выпадет студенистый осадок кремниевой кислоты. Это - самая слабая неорганическая кислота, даже слабее угольной. Она легко вытесняется из силикатов органическими кислотами, и, будучи нерастворимой, выпадает в осадок. Растворить этот осадок можно только добавлением щелочи.

Уравнение реакции:

Na₂SiO₃ + 2CH₃COOH ↔ 2CH₃COONa + H₂SiO₃↓

В). С солью не дружим (или Одноименный катион). В силикатный клей добавить несколько капель насыщенного раствора поваренной соли. Наблюдать постепенное появление белого студенистого осадка. Это - кремниевая кислота, выделившаяся в результате усиления гидролиза силиката натрия.

Присутствие одноименного катиона (натрия из поваренной соли) усиливает процесс гидролиза силиката натрия, доводя его практически до конца - до образования нерастворимой кремниевой кислоты. Как мы можем увидеть из уравнений диссоциации солей в водном растворе, одноименный катион сильного основания (натрия) сдвигает равновесие процесса гидролиза вправо, то есть в сторону образования кремниевой кислоты.

Диссоциация:

Na₂SiO₃ ↔ 2Na⁺ + SiO₃^2-

NaCl ↔ Na⁺ + Cl^-

Гидролиз (общее уравнение):

Na₂SiO₃ + 2HOH ↔ 2NaOH + H₂SiO₃↓

1.3 Применение веществ хозяйственно-бытового назначения на уроках химии.

В учебной деятельности химический эксперимент не только позволяет устанавливать факты, но и служит активным средством формирования многих химических понятий. Например, первоначальное формирование понятия «катализатор» базируется на простом химическом опыте разложения пероксида водорода в присутствии оксида марганца (IV).

В пробирку с 2 мл 10%-го раствора пероксида водорода опускают пять гранул оксида марганца (IV). Начинается интенсивное выделение кислорода, наличие которого проверяют с помощью тлеющей лучинки. Как только тлеющая лучинка перестала воспламеняться, осторожно сливают жидкость из пробирки и вновь добавляют в нее 2 мл исходного раствора пероксида водорода. Снова доказывают наличие кислорода. Опыт повторяют в третий раз.

На основании наблюдений учащиеся приходят к выводу, что оксид марганца (IV) в ходе реакции не расходуется. Затем они самостоятельно формируют определение понятия «катализатор» (вещество, которое изменяет скорость химической реакции, но не расходуется при ее осуществлении).

Эвристическая функция школьного химического эксперимента в развитии учебной деятельности связана, прежде всего, с установлением новых факторов. Уже на первых уроках химии в 8 классе ученики знакомятся с химическими веществами, изучают их свойства, их применение в жизни, узнают много нового, учатся объяснять, например, в 8 классе, добавляя к раствору фенолфталеина несколько капель раствора щелочи, учащийся убеждается в том, что данный индикатор под воздействием щелочи изменяет свою окраску. Фенолфталеин можно заменить пургеном. Приведенный пример - простейший случай установления факта на основе опыта.

Для реализации целей развивающего обучения значительный интерес представляют выводы зависимостей и закономерностей в химии. Например, при изучении скорости химической реакции необходимо так организовать учебный процесс, чтобы учащиеся сами установили зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ. С этой целью им можно предложить провести взаимодействие раствора иодида калия с раствором пероксида водорода в присутствии крахмала.

В три пробирки, содержащие раствор иодида калия с крахмалом, наливают 3%-ный раствор пероксида водорода: в первую пробирку - с исходной концентрацией, во вторую - разбавленный в два раза и в третью - в 4 раза. С помощью часов фиксируют окончание реакции: во второй пробирке реакция протекает в 2 раза медленнее, чем в первой, а в третьей - в 4 раза.

На основании проделанного опыта учащиеся приходят к выводу, что скорость реакции прямо пропорциональна концентрации реагирующих веществ.

При изучении реакций ионного обмена для получения реакции с выпадением осадка можно использовать лимонную кислоту, уксусную кислоту. В пробирку с силикатным клеем добавляется немного кислоты, и тут же на дно выпадет студенистый осадок кремниевой кислоты. Это - самая слабая неорганическая кислота, даже слабее угольной. Она легко вытесняется из силикатов органическими кислотами, и, будучи нерастворимой, выпадает в осадок. Растворить этот осадок можно только добавлением щелочи.

Уравнение реакции:

Na₂SiO₃ + 2CH₃COOH ↔ 2CH₃COONa + H₂SiO₃↓

Реакция с выделением газа получается при использовании карбоната кальция (мел) и раствором уксусной кислоты.

2. Заключение.

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

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

ЛИТЕРАТУРА

1. Назарова Т.С, Грабецкнй А.А., Лаврова В.Н. Химический эксперимент в школе. - М.: Просвещение, 1987.

2. Плетнер Ю.В., Полосин В.С. Практикум по методике преподавания химии. - М.: Просвещение, 1981.

3. Полосин В.С. Школьный эксперимент по неорганической химии. - М.: Просвещение

4.Тарасовская Н.Е., Сыздыкова Г.К. Наглядные пособия и демонстрационный материал в преподавании естественнонаучных дисциплин в гуманитарных и технических вузах //Педагогический вестник Казахстана. - Павлодар, 2007. - № 2. - С. 76-83.

Химия в жизни человека