Выступление на МО: УЧЕНИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ И ЕГО РОЛЬ В ХОДЕ ИЗУЧЕНИЯ ХИМИИ

УЧЕНИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ И ЕГО РОЛЬ В ХОДЕ ИЗУЧЕНИЯ ХИМИИ

Основной целью школьного образования является создание условий для самореализации учащихся, удовлетворения познавательных потребностей каждого ученика, а также подготовка его к творческому индивидуальному труду. Важную роль в этом призван сыграть ученический эксперимент в процессе изучения школьного курса химии.

Систематическое использование эксперимента на уроках химии помогает бороться с формализмом знаний, развивает умение наблюдать факты и явления и объяснять их сущность в свете изучения теорий и законов. Выделяется два вида школьного химического эксперимента: демонстрационный, осуществляемый учителем, и ученический, выполняемый школьниками в виде лабораторных опытов, практических работ или решения экспериментальных задач. В основу данной классификации положена деятельность учителя и учащихся.

Ученический эксперимент является одним из важнейших способов обучения детей основам химии. Его принято разделять 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 знаний, умений и навыков учащихся.

Практические занятия по химии играют ведущую роль в формировании химических умений учащихся. Вначале изучаются некоторые приемы препаративной химии - приобретаются умения работать с нагревательными приборами, инструментами, осваиваются приемы лабораторной техники (нагревание веществ, разделение смесей), изучаются элементарные правила техники безопасности. Затем учащиеся получают простое вещество (на примере кислорода) при разложении сложного и исследуют его свойства. Следующий этап - получение сложного вещества (сульфата меди) и выделение его из раствора, а затем приготовление раствора из сухого вещества. Если все предыдущие работы носили качественный характер, то последняя - количественный. Учащиеся пользуются весами, мерной посудой. И, наконец, экспериментальное решение задач, где от учащихся уже требуется большая самостоятельность. Таким образом, уже в начале изучения химии закладываются основы практических умений, которые в последующих классах получают дальнейшее развитие и совершенствуются.

В школьных программах по химии представлен перечень обязательных работ, которые учащиеся обязаны выполнить лабораторно или практически, а также перечислены умения и навыки, которые необходимо выработать у учащихся в процессе этих работ. Основные требования к выполнению химического эксперимента изложены там же, в учебных программах по химии. Главная их суть - знать правила работы с веществами и простейшим оборудованием, в том числе уметь: обращаться с пробирками, мерными сосудами, лабораторным штативом, спиртовкой или газовой горелкой; растворять твердые вещества, проводить нагревание, фильтрование; обращаться с растворами кислот и щелочей; проверять водород на чистоту; готовить растворы заданной процентной и молярной концентрации; собирать из готовых деталей приборы для получения газов и наполнять ими сосуды методом вытеснения воздуха и воды; распознавать кислород, водород, углекислый газ, растворы кислот и щелочей. Умение применять знания при выполнении химического эксперимента можно считать сформированным, если учащийся может правильно (без существенных ошибок) провести опыты, предусмотренные школьной программой, самостоятельно осуществить необходимые наблюдения, достичь поставленной цели и сделать выводы. Умение следует считать сформированным, если учащийся соблюдает технику безопасности в работе с веществами и приборами, не нарушает правила поведения в кабинете и сохраняет порядок на рабочем месте, а при проведении эксперимента не нуждается в помощи со стороны учителя или товарищей.

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

Инструкция - это ориентировочная основа деятельности учащихся. В ней подробно в письменном (печатном) виде изложен каждый этап выполнения опытов, оговариваются даже возможные ошибочные действия учащихся и даются указания, как их избежать. Инструкция содержит информацию и о мерах безопасности при выполнении работы. Чем младше учащиеся, тем подробнее должна быть инструкция. Однако для выполнения работы только письменной инструкции недостаточно. Необходим грамотный, четкий показ лабораторных приемов и манипуляций в процессе предварительной подготовки к практической работе. Экспериментальные задачи не содержат инструкции, а только условие. Разрабатывать план решения и осуществить его учащиеся должны самостоятельно. Подготовка к практическим занятиям, как правило, носит обобщающий характер. При этом используется материал, изученный в разных разделах темы, фактические знания и опыт учащихся, а также формируются практические умения. За урок до проведения практического занятия необходимо ознакомить учащихся с конструкциями приборов, приемами лабораторной техники, проанализировать цели и содержание работы и увязать это с домашним заданием по анализу инструкции. В зависимости от подготовленности класса нужно показать, как соотносить цели опыта и его результат, на какие вопросы нужно дать ответ, чтобы сделать вывод. На самом практическом занятии в начале урока должна быть проведена краткая беседа о правилах техники безопасности и об узловых моментах работы. На демонстрационном столе размещают в собранном виде все используемые в работе приборы. Очень важно, чтобы работа была выверена во времени, особенно в 8 классах, где учащиеся еще медленно пишут. В начале урока проводится краткая беседа о домашней подготовке к работе, проверяются знание приемов либо при необходимости напоминается нужное; напоминаются правила техники безопасности, даются ответы на вопросы учащихся. До начала работы можно наметить, за кем из учащихся будет вестись дополнительное наблюдение. Заранее готовится тетрадь, где по графам перечислены умения, используемые при выполнении практической работы, и против фамилий этих учеников ставятся соответствующие отметки. Оформить работу учащиеся должны тут же на уроке. В отчет о практической работе обязательно ставится оценка, так как нельзя недооценивать его обучающую роль. Практическая работа, посвященная решению экспериментальных задач, является разновидностью контрольной работы и проводится несколько иначе, чем практическая работа по инструкции. Подготовку учащихся к такой работе можно проводить поэтапно: Сначала задача решается всем классом теоретически. Для этого необходимо проанализировать условие задачи, сформулировать вопросы, на которые нужно дать ответ для получения окончательного результата, предложить опыты, необходимые для ответа на каждый вопрос. Один из учащихся решает задачу у доски теоретически. Учащийся у доски выполняет эксперимент. После этого класс приступает к решению аналогичных задач на рабочих местах. Экспериментальные задачи целесообразно распределять по вариантам, чтобы добиться большей самостоятельности и активности учащихся в процессе работы. Задание каждого варианта должно быть разработано в трех уровнях сложности, чтобы дать ученику возможность выбора задания по своему усмотрению. Оценка за выполнение задания каждого уровня сложности определяется учителем, как и во всех практических работах.

Приложение

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 1. ОБРАЩЕНИЕ С ЛАБОРАТОРНЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ. ИЗУЧЕНИЕ СТРОЕНИЯ ПЛАМЕНИ.

Это занятие является первой самостоятельной экспериментальной работой учащихся в течение целого урока. Порядок проведения его должен быть образцом для последующих практических занятий, и важно добиться организованности учащихся, чтобы они не занимались посторонними делами. Опыты целесообразно проводить звеньями по два человека и следить, чтобы ученики проделывали их поочередно. Учебное оборудование, необходимое для работы, готовится заранее и выставляется на столы учащихся.

На практическую работу отведено два часа. Один урок можно посвятить рассмотрению приемов обращения с лабораторным штативом, спиртовкой или газовой горелкой, изучению строения пламени. Второй урок выделяется для ознакомления учащихся с общим лабораторным оборудованием, правилами работы в кабинете химии. Так как это первая практическая работа, можно ограничиться заданиями одного уровня, но проследить, чтобы все действия с приборами и оборудованием дети выполняли правильно, с соблюдением всех правил техники безопасности.

Изучение пламени важно для того, чтобы учащиеся впоследствии осознанно использовали приемы нагревания. Следует обратить внимание учащихся на то, что в разных частых пламени температура разная, и это можно увидеть, помещая в пламя лучину. Обугливание лучинки в различных частях пламени происходит с различной скоростью, наиболее быстро - во внешней части пламени. Отсюда делается вывод о разной температуре в разных частях пламени и при необходимости помещать нагреваемые предметы в самую горячую его часть - верхнюю. Начинать изучение лучше с пламени свечи - оно менее горячее, чем у спиртовки.

Инструкция к работе

Зажгите свечу и рассмотрите ее пламя. В нем четко видны три части: внутренняя темная, средняя яркая и наружная прозрачная и почти незаметная. Чтобы доказать это, внесите одновременно спички головками во внутреннюю темную и наружную части пламени. Одна из них загорится скорее. Какая?

Можно определить это и по-другому: внесите лучинку в пламя горизонтально, сосчитайте до трех, выньте лучинку из пламени и посмотрите, где она обуглилась сильнее всего. Это те участки, которые были в наружной части пламени. Помните об осторожности: лучинка не должна успеть загореться.

Средняя, самая яркая часть пламени, состоит из раскаленных частичек углерода. Если в эту часть внести холодный предмет, частички углерода осядут на нем, и образуется копоть.

Пламя спиртовки устроено так же и состоит из трех частей: внутренней, самой холодной, средней, самой яркой, и наружной, самой горячей. Поэтому нагревание лучше вести в верхней части пламени.

На следующем уроке учитель знакомит учащихся с наиболее часто применяемым лабораторным оборудованием и способами его использования (пробирка, держатель для пробирки, мерная посуда, склянки с пипетками, фарфоровая чашка, предметное стекло, стеклянная посуда). Желательно, чтобы образцы оборудования имелись на каждом ученическом столе, и чтобы ученики имели возможность повторять некоторые действия учителя. Их следует научить отбирать определенные объемы жидкости с помощью мерной посуды и пипетки, а также научить собирать простейшие приборы для получения газов. Учащиеся должны повторять за учителем все действия, при этом необходимо обратить их внимание на меры предосторожности: как правильно присоединить газоотводную трубку к пробирке, чтобы не поранить руки; как укрепить пробирку в лапке штатива, чтобы не потрескалась пробирка; как определить герметичность прибора.

Обобщая накопленный на практических занятиях опыт, учитель знакомит учащихся с правилами работы в кабинете химии, комментирует каждый пункт, используя имеющиеся таблицы. При выполнении различных операций с предметами оборудования и при выполнении всех последующих опытов эти правила нужно будет постоянно повторять.

Главным затруднением при пользовании лабораторным штативом является незнание учащимися назначения винтов зажима. Поэтому следует четко разобраться, какой винт нужно ослабить при передвижении зажима по стержню штатива, а какой - при укреплении или снимании лапки или кольца.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 2. ОЧИСТКА ПОВАРЕННОЙ СОЛИ. Инструкция к работе: Вам выдана загрязненная песком соль, и ее нужно сделать чистой. Для работы вам понадобятся: стакан для растворения грязной соли; вода в колбе и чистая колба для фильтрования; стеклянная палочка для размешивания раствора; воронка и бумажный кружок-фильтр; фарфоровая чашка для выпаривания раствора; штатив с кольцом, спиртовка и спички. Порядок действий.

1 Высыпьте грязную соль в стакан, прилейте к ней немного воды и размешайте содержимое стакана стеклянной палочкой. Если на дне стакана останутся кристаллы соли, прилейте еще воды и снова размешайте, и так до полного растворения соли.

2 Возьмите листок специальной фильтровальной бумаги, сложите его вдвое и еще раз вдвое, а потом срежьте угол так, чтобы получился сектор круга. Затеи расправьте фильтр так, чтобы он стал похож на небольшой колпачок, у которого одна сторона из трех слоев бумаги, а другая из одного. Этот колпачок нужно вложить в воронку и слегка смочить водой с помощью стеклянной палочки. Фильтр готов. Вместе с воронкой вставьте его в горлышко чистой колбы. Понемногу приливайте мутную жидкость из стакана, где растворена грязная соль. Лить нужно осторожно: тонкую струйку направлять на ту сторону фильтра, где тройной слой бумаги. Если в воронку налить сразу слишком много воды, то фильтр может прорваться, и всю работу с ним можно начинать сначала. Если же все сделано правильно, в колбе будет собираться чистая и прозрачная жидкость. Она состоит из воды и растворенной в ней соли и называется фильтрат. 3 Для выпаривания фильтрата нужно подготовить прибор. На подставку штатива поставьте спиртовку, на стойке его укрепить кольцо для выпарительной чашки на такой высоте, чтобы пламя спиртовки верхней, самой горячей частью касалось чашки. В чашку налейте немного фильтрата и зажгите спиртовку. Вскоре фильтрат закипит, и вода из него начнет испаряться, а на краях чашки появятся белоснежные кристаллы чистой соли. Осторожно подливайте раствор в чашку по мере выпаривания. Когда вся вода испарится, в чашке останется чистая соль. Отчет о проделанной работе. 1 уровень. Нарисуйте прибор для каждого этапа работы: растворение грязной соли в воде, фильтрование, выпаривание. На рисунке обозначьте цифрами детали прибора, а внизу под рисунком напишите, как называется каждая деталь и для чего она служит.

2 уровень. Оформите отчет о работе в таблице

Описание действий

наблюдения

объяснение

1

2

3

Вывод: почему данную смесь удобнее всего было разделять именно таким методом.

3 уровень.

К таблице отчета по 2 уровню дается дополнительное задание: продумать и описать предполагаемый порядок действий по разделению следующих смесей:

речного песка и растительного масла;

древесных опилок, железных стружек и поваренной соли; машинного масла и поваренной соли; толченого мела и пенопластовой крошки.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 3. ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА КИСЛОРОДА

В начале урока нужно проверить, как учащиеся подготовлены к выполнению опытов, предложив некоторым из них рассказать и показать, как они будут получать кислород и собирать его в банку, а также сжигать в нем уголь.

После этого учащиеся приступают к работе. Учитель наблюдает и фиксирует свои наблюдения в карточке, содержащей следующий перечень приемов и операций:

Насыпание в пробирку перманганата калия.

Вкладывание ваты в пробирку.

Закрывание пробирки пробкой с газоотводной трубкой.

Проверка герметичности прибора.

Укрепление пробирки в лапке штатива.

Обращение со спиртовкой или газовой горелкой.

Нагревание пробирки с перманганатом калия.

Проверка выделения кислорода.

Собирание кислорода в банку путем вытеснения воздуха.

Сжигание угля.

Обнаружение углекислого газа.

Порядок и чистота на столе.

Необходимо стремиться к тому, чтобы все ошибки, допущенные учащимися, были исправлены. Только при этом условии может происходить закрепление умений и совершенствование приемов работы. После проведения опытов учащиеся должны составить отчет о работе под руководством учителя. Отчет может быть выполнен в следующих видах:

1 уровень - в виде рисунков с описанием наблюдений, цифровыми пояснениями под рисунками и уравнениями реакций.

2 уровень - в текстовой форме или в виде таблицы - на выбор учащихся.

Рисунок прибора или описание действий

Наблюдения

Объяснения наблюдений

После нагревания перманганата калия тлеющая лучинка у отверстия газоотводной трубки вспыхнула

Выделяется кислород:

2KMnO4 ® K2MnO4 + MnO2 + O2

С + О2 ® СО2

Упрощенным вариантом этой работы или дополнением к ней для учеников 2-3 уровней может быть получение кислорода каталитическим разложением пероксида водорода. В этом случае важно предварительно предупредить детей о необходимости быстро и четко обнаруживать кислород в сосуде тлеющей лучинкой, так как реакция заканчивается довольно быстро. Чтобы не допустить быстрого ухода кислорода из сосуда, лучше проводить этот опыт в небольшой конической колбе с узким горлом: с началом выделения газа тлеющая лучинка вносится внутрь колбы, вспыхивает, затем быстро гасится, и опыт повторяется снова. Элемент занимательности и соревновательности придает подсчет вспышек лучинки за каждым ученическим столом. Пероксид водорода для этого опыта ученики по предложению учителя могут заранее приобрести в аптеке и принести в класс перед практической работой.

Инструкция к работе

Оборудование: пробирка с порошком перманганата калия; рыхлый комочек ваты; пробка с изогнутой газоотводной трубкой; спиртовка, спички, лучинка; штатив с лапкой; 2 стакана.

Соберите прибор для опыта, как показано на рисунке.

Осторожно нагревайте перманганат в пробирке, предварительно обогрев всю пробирку (для чего это делается?). Через 1-2 минуты проверьте, но появился ли в стакане кислород - опустите в стакан тлеющую лучинку.

Виден ли кислород? Есть ли у него цвет, запах?

Нагревая пробирку еще 2-3 минуты, соберите в стакан побольше кислорода. В момент наполнения стакана газом лучинка у верхнего края стакана будет вспыхивать. Затем осторожно уберите этот стакан из-под газоотводной трубки и так же осторожно «перелейте» газ из него во второй стакан. Как доказать, что во втором стакане появился кислород? 5.Составьте в тетради рассказ «Как я получал и изучал кислород».

Задания для 2 уровня

1.Подумайте над вопросами:

а)Для чего в пробирку вставляется вата?

б)Как еще можно получить кислород в лаборатории в)В одинаковых стаканах под крышками находятся кислород, азот, углекислый газ и воздух. Как распознать, где какой газ?

2.Что нужно добавить в колбу, где закончилось выделение кислорода из пероксида водорода: пероксид водорода или диоксид марганца? Почему? Проверьте свои предположения на опыте.

Задания для 3 уровня.

В пробирках без надписей даны два черных порошка: оксид меди и диоксид марганца. Как надежно и быстро определить, где какое вещество?

Какие из веществ, способных выделять кислород при разложении, ни в коем случае не нужно применять для этой цели? Почему? Как можно получить кислород в домашних условиях, не используя реактивов и приборов из школьной лаборатории?