Статья по теме «Химический эксперимент на уроках химии»
Л.М. Иванова, учитель МБОУ «Лицей имени А.Г. Баженова», г. Черногорск Р.Х.
Тема: Химический эксперимент на уроках химии
«Химический эксперимент – важнейший метод и средство обучения химии».
Проведение эксперимента обычно связано с выдвижением гипотезы. Привлечение к этой работе учащихся развивает их мышление, заставляет применять имеющиеся знания для формулировки гипотезы, а в результате ее проверки ребята получают новые знания. Химический эксперимент открывает большие возможности как для создания и разрешения проблемных ситуаций, так и для проверки правильности выдвинутой гипотезы. Следовательно, эксперимент положительно влияет на умственное развитие учащихся, а учитель имеет возможность управлять процессами мышления, обучения и усвоения знаний.
Химический эксперимент способствует развитию:
повышает интерес к химии, т. к. в процессе его выполнения учащиеся убеждаются не только в практическом значении такой работы, но и имеют возможность творчески применять свои знания.
умственную активность учащихся, его можно рассматривать как критерий правильности полученных результатов, сделанных выводов.
Основными видами учебного химического эксперимента являются.
Как очистить соль если она содержит нерастворимые примеси.
Цель : формирование у учащихся понятий химической науки и умений наблюдать.
Лабораторные опыты . Дидактическая цель лабораторных опытов состоит в приобретении новых знаний, т.к. они проводятся при изучении нового материала.
Выполняя лабораторные опыты и практические работы, учащиеся самостоятельно исследуют химические явления и закономерности и на практике убеждаются в их справедливости, что способствует сознательному усвоению знаний. Иногда при проведении этих опытов проявляется творческий подход – применение знаний в новых условиях, это позволяет повторить, закрепить, углубить, расширить и систематизировать знания из разных разделов химии. Кроме того, у школьников формируются экспериментальные умения и навыки в обращении с реактивами и оборудованием. Все это способствует улучшению теоретических знаний и политехнической подготовке учащихся.
Цель: изучение нового материала.
3Практические работы . Практические работы обычно проводятся в конце изучения темы, и их целью является закрепление и систематизация знаний, формирование и развитие экспериментальных умений учащихся.
Цель: формирование и развитие интереса учащихся к химии.
Цель: показать на экране такие явления, которые в натуральном виде могут быть опасны, протекают длительно во времени, требуют особого оборудования и т.д.
Давайте с вами побудем в роли учащихся 8 класса.
Эксперимент выполняет эвристическую и обобщающую функции.
Пример №1: на моем демонстрационном столе находятся различные физические тела: химический стакан, воронка, пробирка, колбы
— гвоздь, ножницы, ложечка для сжигания веществ, щипцы
— Что общего у этих предметов? (они сделаны из стекла, из железа)
— Что такое вещество?
С веществами происходят различные изменения, например вода испаряется, стекло плавится, гниение растительных остатков и т.д.
Все эти изменения веществ можно отнести к физическим или химическим явлениям.
Мы с вами сейчас разберем признаки химических явлений.
Проведем с вами лабораторный опыт «Изучение признаков химических реакций»
Перед проведением опытов повторим правила по тб безопасности.
В химический стакан №1 добавьте 2-3 капли раствора кислоты.
Что наблюдаете? Назовите первый признак хим. реакций.( главным признаком при взаимодействии соды и лимонной кислоты является выделение газа. Однако более наблюдательные ученики могут отметить и другой признак: растворение твёрдого вещества соды в лимонной кислоте).
Для закрепления результатов опыта учащимся можно предложить ответить на вопросы:
Где в домашних условиях мы встречаемся с подобным признаком реакции?
В химический стакан №2 добавьте 1 каплю раствора фенолфталеина. Что наблюдаете?
Далее в этот раствор добавьте 2-3 капли раствора кислоты.
Что наблюдаете? Назовите второй признак хим. реакций.
В химический стакан №3добавьте 1-2 капли раствора нитрата серебра.
Что наблюдаете? Назовите третий признак хим. реакций.
Очень важно анализировать результаты экспериментов, чтобы получить четкий ответ на поставленный в начале опыта вопрос, установить все причины и условия, которые привели к получению данных результатов.
Систематическое использование на уроках химии эксперимента помогает бороться с формализмом в знаниях, развивает умения наблюдать факты и явления и объяснять их сущность в свете изученных теорий и законов; формирует и совершенствует экспериментальные умения и навыки; прививает навыки планировать свою работу и осуществлять самоконтроль; воспитывает уважение и любовь к труду. Эта работа способствует общему воспитанию, всестороннему развитию личности, готовит к деятельности на современном производстве.
« Ни одна наука не нуждается в эксперименте в такой степени как химия.
Ее основные законы, теории и выводы опираются на факты.
Поэтому постоянный контроль опытом необходим.»
1.Полосин В.С., Прокопенко В.Г. Практикум по методике преподавания химии – М.: Просвещение, 1989.
2.Полосин В.С. Школьный эксперимент по неорганической химии – М.: Просвещение, 1970.
3.Кирюшкин Д.М. Опыт исследования взаимодействия слова и наглядности в обучении – М.: Изд-во АПН, 1980
4. Хомченко Г.П., Платонов Ф.П., Чертков И.Н. Демонстрационный эксперимент по химии – М.: Просвещение, 1978.
Что такое химический эксперимент
Современная система образования нацелена на удовлетворение социального заказа, требования которого к качеству и результатам образования стремительно повышаются, что обусловлено постоянными изменениями общества, производства и технологий. В качестве основного направления развития общего образования в данном контексте является интегрированность, междисциплинарность и метапредметность результатов образования [1]. Особое значение придается практико-ориентированному характеру образования: все теоретические знания, которые получает ученик, должны быть связаны с практикой и жизнью. Кроме того, важное значение имеет характер образования: востребованы исследовательские, проектные навыки, способности экспериментировать, а не просто знать заученную информацию.
Предметная область «Естественные науки» в данном процессе занимает особое положение. Безусловно, сегодня наиболее востребованы специалисты и исследования в области естественных наук, техники. Вместе с тем именно учебные предметы, входящие в данную предметную область обладают самым мощным потенциалом в обеспечении практико-ориентированного характера обучения и направлены на формирование целостной картины естественнонаучного познания [2]. Химия как естественнонаучная дисциплина по своей природе экспериментальная наука.
Вместе с тем наблюдается противоречие: признавая актуальность опытно-экспериментального характера химии в естественнонаучном познании природы, ввиду не всегда достойного финансирования в современных школах в целях экономии подменяется процесс истинного экспериментирования виртуальными экспериментами и видеозаписями экспериментов [3].
В этом отношении изучение важности химического эксперимента как метода научного познания в разрезе предметной области «Естественные науки» представляется, бесспорно, актуальным.
Цель исследования: определить значимость и методические особенности организации химического эксперимента для формирования целостной картины естественнонаучного познания природы у школьников.
В связи с поставленной целью были определены задачи исследования:
1. Проанализировать сущность и виды химического эксперимента.
2. Определить технологию учебно-познавательной деятельности учащихся на уроках химии, направленную на формирование естественнонаучных знаний.
3. Провести исследовательскую работу по формированию экспериментальных умений и навыков у учащихся посредством химического эксперимента как основного критерия сформированности целостной естественнонаучной картины мира.
Материалы и методы исследования
Исследование основано на комплексе теоретических и практических методов. Осуществлен анализ психолого-педагогической, научно-методической литературы в контексте исследования; изучен, обобщен и систематизирован опыт по проблеме школьного химического эксперимента; разработана методика формирования экспериментальных умений и навыков у учащихся посредством химического эксперимента; в рамках педагогического эксперимента использованы практические методы: эксперимент, использование диагностических карт.
Результаты исследования и их обсуждение
Опытно-экспериментальная работа была нацелена на решение следующей исследовательской проблемы: формирование экспериментальных умений и навыков у учащихся посредством химического эксперимента.
Работа была проведена на базе МБОУ «СШ № 24 г. Ельца» в объёме 18 ч. Контрольная группа – группа учащихся 8А класса в количестве 22 человека. Экспериментальная группа – группа учащихся 8Б класса в количестве 25 школьников.
На формирующем этапе опытно-экспериментальной работы осуществлялось внедрение серии химических экспериментов в образовательную деятельность в рамках учебного предмета «Химия», на стадии контрольного этапа мы диагностировали те изменения, которые произошли в ходе проведения формирующего этапа.
Особенности опытно-экспериментальной работы отразились в том, что уроки химии в контрольной группе велись без применения метода химического эксперимента, в экспериментальной группе – с применением данного экспериментального метода.
На основании изученной литературы и обобщения опыта педагогов нами была представлена модель, отражающая этапы овладения учащимися экспериментальными умениями в процессе изучения химии [4, 5]. В рамках формирующего этапа исследования разработана серия уроков с обязательным применением химического эксперимента. В качестве примера приведем первые три из них. Первый был на тему «Химические свойства солей», на котором использовался метод демонстрационного эксперимента. Целью данного урока было не только повышение уровня знаний о солях при изучении их химических свойств, но и активизация познавательной деятельности учащихся. Демонстрационный эксперимент не просто метод познания химических явлений, но и неопровержимое доказательство объективности естественнонаучного знания. Школьники наглядно убеждаются в возможности управления химическими процессами, в их подчинении естественным законам.
Второй урок был посвящен теме «Гидролиз солей», проведенный с помощью проблемного эксперимента, целями которого было, во-первых, расширить представления учащихся о химических свойствах солей на примере взаимодействия их с водой (гидролиз солей), а во-вторых, формировать практические умения школьников работать с реактивами. Ученикам предложена проблемная ситуация: в растворах одних солей не происходит изменение цвета индикатора (лакмуса), а в растворах других солей происходит, причем по-разному. Школьники под контролем учителя сами формулируют гипотезу о том, с чем это может быть связано. По окончании опыта формулируются выводы. Таким образом, проблемный эксперимент выполняет ещё одну важную функцию – корректирующую, которая проявляется в исправлении ошибок обучающихся. На данном уроке школьники убедились, что не все соли подвергаются гидролизу, а изменение окраски зависит от того, как именно образована соль.
Третий урок – это практическая работа на тему «Очистка загрязненной поваренной соли» – самостоятельный учебный эксперимент. Цель урока – не только научить ребят проводить разделение смесей, очистку веществ и фильтрование, то есть совершенствование практических навыков, а также развитие умения рационально использовать время, воспитание самоорганизации и самостоятельности. Проводя лично химические опыты, дети на практике убеждаются в справедливости химических явлений, в их связи с биологическими и физическими процессами, что способствует сознательному усвоению знаний и формированию целостной естественнонаучной картины мира.
В качестве диагностирующего инструментария определения уровня овладения мировоззренческими знаниями мы выбрали критерии, определяющие сформированность компонентов экспериментальных умений и навыков (организационные, технические, измерительные, интеллектуальные). Мы основывались на том, что научное мировоззрение определяют не только предметные знания, но и практические умения их применить [6]. Для этого была использована диагностическая карта, согласно которой можно проанализировать уровень сформированности компонентов экспериментальных умений и навыков – высокий, средний, низкий, которые определялись полнотой выполнения основных действий в практической и лабораторной работе по определенным критериям.
Проверка динамики уровня сформированности экспериментальных умений и навыков проводилась по специально разработанным к каждому уроку экспериментальным заданиям, которые выполняются с использованием реального лабораторного оборудования и только на основе анализа письменного отчёта учащегося о ходе и результатах выполнения практического или лабораторного задания. Таким образом, оценка результата эксперимента складывается из двух составляющих – наблюдение самого учителя за ходом работы и анализ оформленной лабораторной или практической работы [7] (рис. 1).
Рис. 1. Критерии диагностики уровня сформированности компонентов экспериментальных умений и навыков
Рис. 2. Динамика уровня сформированности компонентов экспериментальных умений и навыков у учащихся экспериментальной группы
Рис. 3. Динамика уровня сформированности компонентов экспериментальных умений и навыков у учащихся контрольной группы
На контрольном этапе проходила интерпретация результатов исследования, сформулированы выводы. На рис. 2 и 3 представлены эмпирические данные о сформированности экспериментальных умений и навыков у учащихся контрольной и экспериментальной групп на констатирующем и контрольном этапах опытно-экспериментальной работы.
Как видно из данных рисунков, динамика сформированности экспериментальных умений и навыков как основы естественнонаучного познания у учащихся экспериментальной группы значительно превышает динамику сформированности данных компонентов у школьников контрольной группы. Так, в экспериментальной группе наблюдается рост уровня сформированности интеллектуальных умений и навыков на 54 %, в контрольной группе динамика составила 6 %. Отмечается рост уровня сформированности измерительных умений и навыков у экспериментальной группы на 60 % и отсутствие данного роста у контрольной группы. Динамика уровня сформированности технических умений и навыков у учащихся экспериментальной группы составила 60 %, у учащихся контрольной группы – 6 %. Существенных изменений не наблюдается относительно организационных умений и навыков: динамика этого компонента у респондентов экспериментальной группы составляет 5 %, у контрольной группы – 3 % [8, с. 39].
Приведём результаты корреляции данных экспериментальной и контрольной групп, используя t-критерий Стьюдента. Для сравнения средних величин форсированности интеллектуальных, измерительных и технических умений и навыков мы применили формулу
где М1 – средняя арифметическая экспериментальной группы, М2 – средняя арифметическая контрольной группы), m1 – средняя ошибка первой средней арифметической, m2 – средняя ошибка второй средней арифметической. Далее, зная количество учеников в каждой группе (n1 и n2), мы нашли число степени свободы f по следующей формуле:
Критическое значение t-критерия Стьюдента для уровня значимости (p), равное 0,005 при данном значении степени свободы, определили по таблице и сравнили критическое и рассчитанное значения критерия.
Анализ результатов эксперимента показал, что уровень интеллектуальных, измерительных и технических умений и навыков учащихся экспериментальной группы достоверно (р
Химический эксперимент как источник познания и средство обучения химии
ХИМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ КАК ИСТОЧНИК ПОЗНАНИЯ И СРЕДСТВО ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ
Актуальность: в программе по химии значительная роль отведена химическому эксперименту, в процессе выполнения которого обучающиеся учатся наблюдать, анализировать, делать выводы, обращаться с оборудованием и реактивами. Химический эксперимент знакомит обучающихся не только с самими явлениями, но и методами химической науки. Он помогает вызвать интерес к предмету, научить наблюдать процессы, освоить приемы работы, сформировать практические навыки и умения.
Цель работы: наглядно доказать, что химический эксперимент является эффективным средством формирования интереса к предмету.
Анализ исследований и публикаций
Анализ литературы показал, что опыты, позволяющие реализовать проблемный подход к обучению, мало разработаны, причем как в содержательном аспекте, так и в методическом плане. Такие опыты не рассматриваются в качестве самостоятельной формы химического эксперимента. Мало исследован также и вопрос о влиянии эксперимента с проблемным содержанием на процесс обучения.
Основной материал исследований
Сущность химического эксперимента
В связи с усилением теоретической направленности общеобразовательного курса химии возросла роль эксперимента, поэтому опыты должны не только вызывать интерес к наблюдаемому явлению, но и послужить отправным началом к раскрытию тайн природы, привитию интереса к предмету. Наблюдаемые явления обучающиеся должны понимать, т. к. только при этом можно добиться глубоких, а не формальных знаний [2].
1.2 Организация экспериментальной деятельности обучающихся
Эксперимент как метод научного исследования давно и прочно занимает ведущее место среди методов естественных наук. В обучение также давно внедрены различного рода лабораторные и практические работы. В последнее время существенную роль начинают играть разнообразные формы организации исследовательской деятельности обучающихся в рамках различных программ, конкурсов и научных обществ.
1.3 Виды химического эксперимента
Выделяют следующие типы химического эксперимента: демонстрационный опыт, лабораторный опыт, лабораторная работа, практическая работа, лабораторный практикум и домашний эксперимент.
Рис. 1 Виды химического эксперимента
1.4 Организация обучения выполнению химического эксперимента обучающимися
Для этого необходимо учитывать рекомендации к методике выполнения опыта, заранее подбирать реактивы и оборудование. В случае если опыт не получается, необходимо установить причину неудачи, устранить ее. Если опыт не удался во время демонстрации на уроке, необходимо провести его повторно, приучая и обучающихся анализировать условия постановки и проведения химического эксперимента. Этим воспитываются внимание к условиям проведения и признакам реакции и убеждения, что для достижения цели работы необходимо точно исполнять инструкцию, быть аккуратным и последовательным в своих действиях.
Экспериментальный характер химии проявляется, прежде всего, в том, что каждое научное понятие должно логически вытекать из поставленной задачи и обосновываться практически. Познание начинается с ощущения и восприятия конкретных предметов, явлений, процессов, фактов и переходит затем к обобщению и абстрагированию. Химическое понятие – это обобщенные знания о существенных признаках химических явлений и процессов, которые формируются на основе их восприятия. Их анализ дает возможность найти существенные, присущие им всем черты и на этой основе установить химические закономерности. Используя различные виды химического эксперимента, преподаватель учит конкретизировать теоретические знания, находить общее в единичном, конкретном. Химический эксперимент помогает обучающимся наполнить усваиваемые ими химические понятия живым, конкретным содержанием, увидеть в отдельных фактах общие закономерности [7].
В процессе бучения химии эксперимент является своеобразным объектом обучения, методом исследования, источником и средством нового знания. Следовательно, для него характерны три основные функции:
познавательная, потому что он важен для усвоения обучающимися основ химии, постановки и решения практических проблем, выявления значения химии в современной жизни;
воспитывающая, потому что он способствует формированию научного мировоззрения, а также важен для ориентации студентов на соответствующие профессии;
развивающая, поскольку он служит для приобретения и совершенствования общенаучных и практических умении и навыков.
Кроме того, химический эксперимент играет важную роль в успешном решении учебно-воспитательных задач при обучении химии:
— как единственное средство доказательства гипотезы, вывода;
— как единственное средство для формирования совершенствования практических навыков;
— как важное средство для развития, совершенствования и закрепления теоретических знаний;
— как метод проверки знаний и умений обучающихся;
Химический эксперимент развивает мышление, умственную активность обучающихся, его можно рассматривать как критерий правильности полученных результатов, сделанных выводов. Очень 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.
Химический эксперимент проводится в несколько этапов:
первый – обоснование постановки опыта,
второй – планирование и проведение,
третий – оценка полученных результатов.
Очень важно анализировать результаты экспериментов, чтобы получить четкий ответ на поставленный в начале опыта вопрос, установить все причины и условия, которые привели к получению данных результатов. Кроме того, правильно организованный эксперимент воспитывает сознательную дисциплину, развивает творческую инициативу, бережное отношение к собственности.
На своих занятиях преподаватель использует те виды химического эксперимента, которые предусмотрены программой: демонстрационный эксперимент, лабораторные опыты, практические работы. Но при этом старается обновлять содержание химического эксперимента через усиление его практического (бытового) направления. Химический эксперимент бытового характера имеет ряд преимуществ в сравнении с традиционным экспериментом. При его использовании реактивы являются доступными и преимущественно безопасными. Использование средств бытовой химии, лекарственных препаратов, пищевых продуктов, частично решает проблему дефицита химических реактивов. Эксперимент бытового характера способствует созданию жизненных ситуаций, для реализации которых студенты мобилизируют свои знания, умения, опыт. Такой эксперимент формирует навыки экологически грамотного поведения в быту и окружающей среде.
Систематическое использование на уроках химии эксперимента помогает бороться с формализмом в знаниях, развивает умения наблюдать факты и явления и объяснять их сущность в свете изученных теорий и законов; формирует и совершенствует экспериментальные умения и навыки; прививает навыки планировать свою работу и осуществлять самоконтроль; воспитывает уважение и любовь к труду. Эта работа способствует общему воспитанию, всестороннему развитию личности, готовит к деятельности на современном производстве.
В процессе разработки проблемно-развивающих экспериментов и апробации их в учебном процессе установлено, что подобные эксперименты: учат формулировать проблему, формируют практические навыки принятия решения; делают обучающихся активными участниками процесса обучения, а потому полученные знания сохраняются надолго и успешно используются; повышают учебную мотивацию для получения удовлетворения от реализации своего творческого потенциала