§2.1 Школьный химический эксперимент: виды, требования, техника выполнения. Химия для детей: интересные опыты Эксперимент «Волшебная палочка»

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины»

Биологический факультет

Кафедра химии

ОСОБЕННОСТИ ПРЕПОДОВАНИЯ ХИМИИ В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ХИМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА

Курсовая работа

Исполнитель:

студентка группы Би-31 ______________ Ковшарова Татьяна Александровна

Научный руководитель:

Пантелеева Светлана Михайловна

Гомель2013

Введение

1 Обзор литературы

1.4 Функциональное применение проблемного химического эксперимента в интенсивном обучении химии

1.5 Химический эксперимент как средство формирования здорового образа жизни у школьников

1.6 Внеклассная работа. Занимательные опыты на уроках химии

Заключение

Список использованных источников

Введение

Темой курсовой работы явилось изучение особенностей преподавания химии в средней школе с использованием химического эксперимента.

Актуальность: в школьной программе значительная роль отведена химическому эксперименту, в процессе выполнения которого учащиеся обучаются умению наблюдать, анализировать, делать выводы, обращаться с оборудованием и реактивами. Химический эксперимент знакомит учащихся 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 курсовой работы: проработка литературных источников по вопросу применения химического эксперимента при обучении.

Практическая значимость и область применения: накопление материала, применяемого в педагогической практике при преподавании химии с использованием химического эксперимента; определение классификаций химического эксперимента; нахождение преимуществ каждого вида химического эксперимента из представленных классификаций.

1. Обзор литературы

1.1 Сущность химического эксперимента

Химия - наука экспериментальная, поэтому химический эксперимент органично вплетается в ткань всего школьного курса. Хорошо подобранные опыты позволяют наглядно отразить связь теории и эксперимента и на практике убедиться в действенности законов химической науки и возможности научного предвидения. Использование химического эксперимента в обучении позволяет ознакомить учащихся не только с самими явлениями, но и методами химической науки. Кроме того, химический эксперимент как источник приобретения эмпирических знаний служит надежным средством превращения знаний в убеждения, а, следовательно, способствует формированию мировоззрения .

В связи с усилением теоретической направленности школьного 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 учащиеся должны понимать, т. к. только при этом можно добиться глубоких, а не формальных знаний .

При подготовке к проведению химического эксперимента необходимо учитывать, усвоению какого учебного материала может помочь опыт; какие важные законы и теоретические положения, основные химические понятия должны быть подготовлены, повторены, углублены, расширены и применены в опыте; какие практические умения и навыки будут развиваться с помощью опыта; каким образом опыт будет помогать развитию умственных способностей учащихся; реализации каких воспитательных задач может способствовать опыт. При этом большое значение приобретает способ подачи химического опыта, предлагающий соответствующий культурологический экскурс, например исторической, экологической и практической направленности.

Исторический экскурс позволяет моделировать или реконструировать ранее открытые явления при помощи опыта. Учитель и учащиеся превращаются в участников процесса открытия, они воспроизводят историческую реальность. Таким образом, достигается понимание учащимися того, что достижения современной химической науки - это результат длительного исторического пути ее развития.

Химический эксперимент с экологической направленностью способствует формированию у учащихся экологической культуры, которая является основой бережного отношения к природе в целом.

Практическая направленность химического эксперимента позволяет осознать пользу знаний в химии в повседневной жизни и способствует формированию устойчивого интереса к предмету .

Учебный химический эксперимент - метод обучения, специфика которого состоит в отражении неотъемлемого компонента науки. Важнейшая особенность химического эксперимента как средства познания состоит в том, что при наблюдении и самостоятельном выполнении опытов учащиеся имеют возможность наглядно ознакомиться не только с конкретными объектами химической науки, но и с процессами качественного изменения веществ. Это способствует познанию многообразия природы веществ, накапливанию фактов для сравнений, обобщений, выводов и осознанию возможности управления сложными химическими процессами .

Под экспериментом (от лат. «experimentum» - «испытание») понимают наблюдение исследуемого явления при определенных условиях, позволяющих следить за ходом этого явления и повторять его при соблюдении этих условий.

Химический эксперимент занимает важное место в обучении химии. При выполнении опытов учащиеся не только быстрее усваивают знания о свойствах веществ и химических процессах, но и учатся поддерживать знания химическими опытами, а также приобретают умения работать самостоятельно. Учащийся, проводящий опыты и наблюдающий химические превращения в различных условиях, убеждается, что сложными химическими процессами можно управлять, что в явлениях нет ничего таинственного, они подчиняются естественным законам, познание которых обеспечивает возможность широкого использования химических превращений в практической деятельности человека.

Эксперимент - важнейший путь осуществления связи теории с практикой при обучении химии, превращения знаний в убеждения .

Результаты большинства химических опытов, применяемых на уроках, обычно не противоречат существующим закономерностям и служат подтверждением определенных теоретических положений. Поэтому раскрытие познавательного значения каждого опыта - основное требование к химическому эксперименту .

1.1.1 Организация экспериментальной деятельности учащихся

Эксперимент как метод научного исследования давно и прочно занимает ведущее место среди методов естественных наук. В школьное обучение также давно внедрены различного рода лабораторные и практические работы. В последнее время существенную роль начинают играть разнообразные формы организации исследовательской деятельности учащихся в рамках различных программ, конкурсов и научных обществ.

У большинства школьников не формируется отношение к эксперименту как к методу, а их экспериментальная деятельность носит частный и ограниченный характер. Это связано с недостаточной организацией экспериментальной деятельности учащихся. Зачастую экспериментальная работа с ними либо ведется в рамках более крупных проектов, либо направлена на решение прикладных задач. Роль учащихся сводится к лаборантской функции. Понимая и признавая всю важность такого рода работы и как мотивирующего фактора к дальнейшим научным исследованиям, и как обучающего фактора акцент в школьном обучении должен быть перенесен на целенаправленное формирование обобщенной экспериментальной деятельности учащихся в целом.

Первый шаг на пути формирования любой деятельности - выделение полного объективного содержания этой деятельности.

Функция эксперимента заключается в решении исследовательской задачи, которая формулируется в виде проблемы, направленной на установление факта несоответствия, противоречия между известным и неизвестным. По определению философского словаря, для решения проблемы выдвигается «гипотеза - научное допущение или предположение, истинное, значение которого неопределенно». Гипотеза может рассматриваться как догадка или как вероятное знание. Значит, гипотеза как часть эксперимента возникает не из данного конкретного эксперимента, а из другой конкретной деятельности - наблюдений, теоретической деятельности. Гипотеза возникает как ответ на проблему.

Гипотеза выступает необходимым элементом движения познания к достоверной теории. С выдвижением гипотезы связано решение любой научной проблемы. Переход от одной теории к другой также осуществляется посредством гипотезы. Гипотеза возникает в ответ на необходимость нового объяснения каких-то фактов, явлений.

В экспериментальной деятельности можно выделить три этапа: 1) подготовка к воспроизведению явления; 2) воспроизведение явления; 3) обработка результатов.

Очевидно, что центральная часть эксперимента - воспроизведение явления, т. е. объективного события.

Рассмотрим центральную часть эксперимента - его проведение, или то, что называют экспериментом в узком смысле этого слова. По сути, это и есть воспроизведение изучаемого явления в чистом виде. Однако остается не совсем понятным, что же конкретно воспроизводится. На основании знания о составных частях эксперимента можно предположить, что воспроизводятся объект исследования, условия его существования и отношения между ними. Приведенные понятия - не общепринятые, существуют их синонимы. Деятельность исследователя во время проведения эксперимента сводится к контролю функционирования материальной базы эксперимента, осуществлению отношений между объектом исследования и условиями его существования, протоколированию хода эксперимента.

По окончании эксперимента на основании протоколов проводится заключительный этап экспериментального исследования, или эксперимента в широком смысле слова. Заключительный этап эксперимента состоит из следующих операций: приведения результатов к определенной форме, математическому и аналитическому анализу результатов, выводов и обсуждения результатов.

Достижение цели эксперимента напрямую зависит от того, как подготовлен эксперимент, т. е. от стадий, предшествующих проведению эксперимента.

Экспериментальная деятельность начинается с этапа планирования эксперимента. Под планированием эксперимента в данном случае понимается разработка программы эксперимента.

Разработка программы эксперимента начинается с анализа гипотезы с целью определения объекта исследования, условий его существования и их отношений. На основе анализа формулируются задачи конкретного экспериментального исследования, которые могут заключаться в установлении зависимостей, расчете количественных характеристик, разработке новых методик, обнаружении неизвестных объектов, свойств и процессов.

На основании задач эксперимента разрабатывают методику его проведения.

Экспериментальный метод как общий естественнонаучный метод решения исследовательских задач не может быть усвоен без понимания значения человеческой деятельности лежащей в его основе. Экспериментальная деятельность имеет свою собственную структуру, которая может быть как целью, так и содержанием учебного процесса. Формирование обобщенной экспериментальной деятельности позволит определить, какие предметные, методологические и философские знания при этом необходимы, раскроет учащимся один из способов решения естественнонаучных задач .

1.2 Виды химического эксперимента

Выделяют следующие типы школьного химического эксперимента: демонстрационный опыт, лабораторный опыт, лабораторная работа, практическая работа, лабораторный практикум и домашний эксперимент.

По характеру воздействия на мышление учащихся, методики организации школьный химический эксперимент может осуществляться в исследовательской и иллюстративной форме.

Иллюстративный метод называют иногда методом готовых знаний: учитель сначала сообщает то, что должно получиться в результате опыта, а затем иллюстрирует сказанное демонстрацией, или изучаемый материал подтверждается проведением лабораторного опыта.

Исследовательским называют метод, в результате которого учащимся предлагается подобрать реактивы и оборудование для проведения опыта, спрогнозировать результат, выделить главное в наблюдениях и самостоятельно сделать вывод. Учитель проводит опыт как бы под руководством учащихся, выполняя предложенные экспериментальные действия, комментирует правила безопасности проведения эксперимента, задает уточняющие вопросы.

На первом этапе изучения химии, иллюстративный метод проведения демонстрационных опытов оказывается более эффективным, чем исследовательский. В этом случае учащиеся испытывают меньше затруднений при последующем описании наблюдений, формулировании выводов. Однако использование иллюстративного метода не должно ограничиваться только грамотным комментарием учителя. Более прочными у учащихся будут знания, полученные в результате эвристической беседы, построенной учителем в ходе демонстрации. По мере роста готовности школьников к самостоятельному наблюдению в процессе изучения химии возможно увеличение доли исследовательского метода при проведении демонстраций. Правильный выбор формы организации эксперимента является показателем педагогического мастерства учителя .

Школьный химический эксперимент можно разделить на демонстрационный, когда эксперимент показывает учитель, и ученический, выполняемый учащимися .

Наиболее распространенным и сложным в преподавании является проведение демонстрационных опытов, в которых наблюдаются предметы и процессы .

Демонстрационным называют эксперимент, который проводит в классе учитель, лаборант или иногда один из учащихся. Этот эксперимент учитель использует в начале курса с целью научить учащихся наблюдать за процессами, приемами работы, манипуляциями. Это вызывает у учащихся интерес к предмету, начинает формировать у них практические умения, знакомит с химической посудой, приборами, веществами и т.д. Затем демонстрационный эксперимент применяют тогда, когда он слишком сложен для самостоятельного выполнения учащимися .

В школе используют демонстрационный эксперимент двух типов:

Демонстрации, когда объекты демонстраций ученик наблюдает непосредственно. В этом случае показывают вещества и проводят с ними различные химические операции, например, нагревание, сжигание, или демонстрируют опыты в сосудах большого размера - стаканах, колбах и др.

2. Опосредованные демонстрации используются в тех случаях, когда происходящие процессы мало заметны или слабо воспринимаются органами чувств. В этих случаях химические процессы воспроизводятся с помощью различных приспособлений. Так, плохо видимые химические реакции проецируют на экран, используя графопроектор, процессы электролитической диссоциации обнаруживают при помощи пробников, плотность растворов определяют при помощи ареометров.

Следует умело использовать эти два вида демонстраций, не преувеличивать значения одного из них, например нельзя все опыты показывать только проецированием на экран, так как в этом случае учащиеся не будут непосредственно видеть вещества и происходящие процессы. Следовательно, не приобретут о них конкретных представлений. Иногда оказывается целесообразным комбинированный прием с привлечением непосредственных и опосредованных демонстраций, когда показывают хорошо видимые операции в стеклянной посуде, а отдельные, плохо видимые детали проецируют на экран. Или при опосредованной демонстрации на демонстрационный стол (или столы учащихся) выставляют взятые и полученные вещества, а процессы между ними проецируют на экран .

Дидактический эффект демонстрационных опытов зависит от таких факторов, как техника проведения опыта и создание оптимальных условий наглядности того, что хочет показать и доказать учитель, т.е. достижения цели эксперимента.

Требования к демонстрационному эксперименту:

безопасность эксперимента;

соблюдение условия определенного расстояния от объектов наблюдения до наблюдателя, условий освещения, объемов веществ, размеров и формы посуды, приборов;

сочетание демонстрации опыта с комментарием учителя.

Последнее требование играет главную роль в демонстрации, когда учитель посредством комментария руководит наблюдением за ходом эксперимента. Проведение эксперимента учителем может быть осуществлено как чисто иллюстративным методом, так и частично-исследовательским .

Таким образом, в процессе демонстрирования осуществляется три функции учебного процесса: образовательная, воспитательная и развивающая. Демонстрационный опыт позволяет формировать у учащихся основные теоретические понятия химии, обеспечивает наглядное восприятие химических явлений и конкретных веществ, развивает логическое мышление, раскрывает практическое значение химии. С его помощью перед учащимися ставят познавательные проблемы, выдвигают гипотезы, проверяемые экспериментально. Он способствует закреплению и дальнейшему применению изучаемого материала.

Ученический эксперимент - это вид самостоятельной работы. Он не только обогащает учащихся новыми знаниями, понятиями, умениями, но и доказывает истинность приобретенных ими знаний, что обеспечивает более глубокое понимание и усвоение материала. Он позволяет более полно осуществлять принцип политехнизма - связь с жизнью, с практической деятельностью .

Ученический эксперимент подразделяют на два вида: 1) лабораторные опыты, проводимые учащимися в процессе приобретения новых знаний; 2) практические работы, которые учащиеся проделывают после прохождения одной - двух тем .

Лабораторные опыты имеют обучающий и развивающий характер и их роль в изучении химии наиболее важна .

Цель лабораторных опытов - приобретение новых знаний, изучение нового материала. В них первоначально отрабатываются способы действий, при этом учащиеся работают обычно парами.

Практические занятия, как правило, проводят в конце изучения темы с целью закрепления, конкретизации знаний, формирования практических умений и совершенствования уже имеющихся умений учащихся. На практических занятиях они проводят опыты самостоятельно, пользуясь инструкцией, чаще индивидуально .

Проведение практических работ позволяет учащимся применить полученные знания и умения в самостоятельной работе, сделать выводы и обобщения, а учителю - оценить уровень сформировавшихся знаний и умений учащихся. Практическая работа является своеобразным итогом, завершающим этапом при изучении тем и разделов .

К практическим работам учащиеся обязательно готовятся и самостоятельно продумывают эксперимент. Во многих случаях практические работы проводятся в виде экспериментального решения задач, в старших классах - в виде практикума, когда после прохождения ряда тем практические работы проводятся на нескольких уроках. Умело использованный химический эксперимент имеет большое значение не только для достижения поставленных образовательных и воспитательных задач в преподавании химии, но и для развития познавательных интересов учащихся. Если учитель свободно владеет химическим экспериментом и применяет его для приобретения учащимися знаний и умений, то учащиеся с интересом изучают химию. При отсутствии химического эксперимента на уроках химии знания учащихся по химии могут приобрести формальный оттенок - резко падает интерес к предмету .

Ученический эксперимент с точки зрения процесса учения должен проходить по следующим этапам: 1) осознание цели проведения опыта; 2) изучение предложенных веществ; 3) сборка или использование готового прибора; 4) выполнение опыта; 5) анализ результатов и выводы; 6) объяснение полученных результатов и использование химических уравнений; 7) составление отчета.

Каждый учащийся должен понимать, для чего он проделывает опыт и как надо решить поставленную перед ним задачу. Он изучает вещества органолептически или с помощью приборов и индикаторов, рассматривает детали прибора или весь прибор. Выполняя опыт, учащийся овладевает приемами и манипуляциями, наблюдает и замечает особенности хода процесса, отличает важные изменения от несущественных. Проделав опыт, он должен составить отчет.

На практических занятиях большое внимание обращается на выработку практических умений, так как их основы закладываются с самых первых этапов изучения химии, а в последующих классах они получают развитие и совершенствуются.

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

Инструкция - это ориентировочная основа деятельности учащихся. В ней подробно изложен каждый этап выполнения опытов, даются указания, как избежать ошибочных действий, и содержится информация о мерах безопасности при выполнении работы. Инструкции к лабораторным опытам и практическим заданиям должны быть четкими, последовательными. Однако при выполнении работы одной письменной инструкции недостаточно, учителю необходимо грамотно и четко показывать лабораторные приемы и манипуляции в процессе предварительной подготовки учащихся к практической работе.

Экспериментальные задачи не содержат инструкций, а включают только условия. Разрабатывать план решения и осуществлять его учащиеся должны самостоятельно.

Подготовка к практическим занятиям носит обобщающий характер. При этом используется материал, изученный в разных разделах темы, и также формируются практические умения. На предыдущих уроках учитель использовал приборы, которыми учащиеся будут пользоваться на практическом занятии, рассматривались условия и особенности проведения опыта и т. д.

В начале практического занятия необходимо провести краткую беседу о правилах безопасности и об узловых моментах работы. На демонстрационном столе размещают в собранном виде все используемые в работе приборы.

Практическое занятие, посвященное решению экспериментальных задач, - разновидность контрольной работы, поэтому его проводят несколько иначе, чем практическое занятие по инструкции.

Подготовку учащихся к решению экспериментальных задач можно проводить поэтапно.

1. Сначала весь класс решает задачу теоретически. Для этого необходимо проанализировать условие задачи, сформулировать вопросы, на которые нужно дать ответы для получения окончательного результата, предложить опыты, необходимые для ответа на каждый вопрос.

2. Один из учащихся решает задачу теоретически у доски.

3. 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.

При экспериментальном решении химических задач предусматривается самостоятельное применение умений учащихся проводить химические опыты для приобретения знаний или подтверждения предположений. Так обеспечивается развитие их познавательной деятельности в процессе выполнения химического эксперимента .

1.2.1 Демонстрационный химический эксперимент валеологической направленности

Проведение демонстрационного химического эксперимента валеологической направленности состоит из нескольких этапов:

Подготовительный этап направлен на выбор тематики валеологического эксперимента и объектов для демонстрации: веществ, с которыми учащиеся могут столкнуться в повседневной жизни (вода, продукты питания, витамины, доступные лекарственные вещества, продукты бытовой химии, косметика), и процессов с их участием (пищеварение, воздействие на белковые растворы внешних факторов и др.). Демонстрационный эксперимент предварительно тщательно планируется, а ход его выполнения отрабатывается.

Организационный этап, на котором определяется место (классный кабинет или кабинет химии), время проведения демонстрационного эксперимента (на уроке, на внеклассных мероприятиях, во время предметных недель) и формируется группа его исполнителей (экспериментатор и помощники). Особый интерес данная форма работы вызывает у младших школьников, когда эксперимент им демонстрируют старшеклассники.

3. Операционный этап, включающий все стадии выполнения демонстрации, в ходе которой экспериментатор комментирует все свои действия, называет вещества, которые используется для проведения опыта, обращаются к аудитории с вопросами прогностического характера:

Как вы считаете, что сейчас произойдет?

Что мы будем наблюдать?

В ходе такого интерактивного взаимодействия со школьниками у них формируются более устойчивые валеологические знания, коммуникативные умения, происходит развитие познавательного интереса, творческой активности.

4. Аналитический этап, на котором реализуется смыслообразующий потенциал демонстрационного эксперимента валеологической направленности. После завершения опытов проводится обсуждение наблюдаемых процессов, в ходе которого учащиеся отвечают на вопросы аналитического характера:

Как вы считаете, почему так произошло?

Где вы можете встретиться с этими веществами, процессами?

Что нового вы сегодня узнали?

Как полученные сегодня знания могут вам пригодиться в повседневной жизни?

После обсуждения результатов эксперимента школьники совместно с учителем или старшеклассниками делают выводы о том, как полученная в ходе наблюдения за экспериментом информация может быть использована в повседневной жизни.

В табл. 1 представлено содержание демонстрационного эксперимента по различным валеологическим направлениям.

Таблица 1 - Виды демонстрационного химического эксперимента валеологической направленности.

Тематическое направление демонстрационного эксперимента	демонстрационных	Основные выводы по эксперименту
Биохимические	*Защитное действие фер-	*В живых организмах
процессы, протекающие в организме человека	ментов растений от пероксидных соединений. *Расщепление крахмала под действием слюны. *Образование фосфатных и оксалатных (щавелевокислых) камней в организме.	есть защита от вредного воздействия опасных веществ, но возможности организма ограничены, поэтому свое здоровье необходимо беречь: избегать попадания вредных веществ внутрь и на поверхность кожи. *Чрезмерное употребление продуктов, содержащих фосфаты и щавелевую кислоту, способствуют образованию малорастворимых соединений в организме.
Негативное воздействие внешних факторов на биологические объекты	*Денатурация белка под действием спирта, тяжелых металлов, при нагревании. *Обнаружение свинца в растениях, растущих вдоль автомобильных дорог. *Действие азотной кислоты на белок. *Действие концентрированного раствора щелочи на шелковую (шерстяную) нить. *Действие избытка соды на соляную кислоту (содержится в желудке).	*На наш организм вредно влияют алкогольные напитки, растворы тяжелых металлов, перегревание (тепловой удар). *Кислоты и щелочи едкие вещества, которые при попадании на кожу или в организм человека вызывают химический ожог. *Борьба с повышенной кислотностью с использованием соды вызывает отрицательное побочное воздействие.
Положительное воздействие внешних факторов на биологические объекты	*Защитное действие витамина С (замедление разрушения клеток яблока).	*Витамины необходимы организму.
Формирование культуры обращения с химическими веществами	*Кислоты - на кухне, щелочи - в быту: не встречаются, но растворы некоторых веществ, имеют щелочную среду.	*Обращаться с едкими веществами необходимо очень аккуратно.
	*Обнаружение кислот и щелочей с помощью черничного варенья, сока капусты. *Реакция нейтрализации. *Лекарства в аптеке - внимание: опасность (йод травит железо; пероксид - белеет ткань, волосы, кожа; аспирин - повышает кислотности среды).	*При пропадании едких веществ на кожу необходимо промыть место ожога большим количеством воды и нейтрализовать (кислоту - раствором соды, щелочь - слабым раствором борной кислоты). * «Лекарство от яда отличается только дозой».
Исследовательский демонстрационный эксперимент	*Изменение окраски природных индикаторов в кислотных и щелочных растворах. *Определение кислотно-основного характера среды. *Обнаружение крахмала в продуктах.	*Окраска природных красителей зависит от кислотности среды, что позволяет использовать их в качестве индикаторов.
Занимательный химический эксперимент биологической и медицинской направленности	*Химическая хирургия (исцеление раны). *Приготовление несъедобных продуктов (молока, сиропа, мармелада). *Выращивание силикатных водорослей.	*В пищу можно принимать продукты, только если вы уверены в их качестве. *Химические знания могут быть полезными для проведения интересных

Проведение химических вечеров здоровьесберегающей направленности, выполнение валеологических проектов с участием начальной ступени должно стать традицией в каждой школе нашей республики. Может быть, тогда наше подрастающее поколение сможет в недалеком будущем говорить о том, что белорусы - это самая здоровая нация .

1.2.2 Организация обучения по выполнению химического эксперимента учащимися

Достичь развития познавательной деятельности учащихся в процессе выполнения ими химического эксперимента, несомненно, сложнее, чем сформировать у них умения пользоваться химическим языком. Учитель должен постоянно совершенствовать свое мастерство по технике и методике выполнения школьного химического эксперимента, чтобы действительно показывать учащимся образцы действий.

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 учащихся 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.

В дальнейшем, организуя обучение учащихся по выполнению химического эксперимента, учителю необходимо учитывать некоторые общие положения.

1. Планировать на уроках время надо не только для первоначального формирования практических умений учащихся, но и для совершенствования действий, а также для контроля за качеством сформированности этих умений.

2. При опросе, повторении материала и на обобщающих уроках следует выставлять на демонстрационный стол реактивы и приборы, которыми учащиеся пользовались при выполнении лабораторных опытов и практических заданий и которые они видели во время демонстрационного эксперимента учителя, чтобы они могли мысленно представить ранее проведенные опыты.

3. На практических занятиях больше внимания следует обращать на формирование практических умений учащихся, соблюдение ими правил безопасности, правил работы с веществами и приборами, а не только оформлению отчетов о работе.

4. Следует совершенствовать практические умения учащихся и стремится к достижению их познавательной активности. С этой целью надо чаще предлагать им проводить демонстрационные несложные химические опыты, повторяя ранее выполненные ими лабораторные опты, экспериментально решенные задачи или домашние практические задания.

В учебных программах по химии дан перечень умений учащихся, которые необходимо выработать у них в процессе проведения химического эксперимента. Однако разовое выполнение опытов не дает возможности сформировать умение. Этим объясняется то, что нередко даже учащиеся старших классов испытывают затруднения в проведении отдельных опытов, так как они не знают условий или признаков реакций, устройства и назначения широко используемых в школьной химической лаборатории химических приборов или правил работы с ними. Например, они не умеют получить нерастворимые в воде гидроксиды или отфильтровать раствор, не проверяют приборы для собирания газа на герметичность, используют слишком большое количество реактивов, не учитывают правила безопасности и правила работы с химическими реактивами и т. п.

На формирование практических умений, а тем более на их развитие необходимо время. Изыскать его возможно, если осуществлять формирование практических умений учащихся поэтапно, распределяя эту работу по годам обучения. В течение одного года следует развивать и совершенствовать умения, необходимые для выполнения химического эксперимента определенного вида.

Так, учащиеся VIII класса должны знать правила работы с конкретными веществами; назначение химической посуды, простейших приборов и оборудования и правила безопасности при обращении с ними: правила работы в химическом кабинете, на рабочем месте; правила оформления наблюдений при проведении химического эксперимента и экспериментальном решении задач.

Они должны уметь использовать по назначению химическую посуду (пробирки, стаканы, фарфоровые чашки, ступки, мерная посуда, колбы), оборудование (нагревательные приборы, металлические штативы, весы и разновесы) и соблюдать правила работы с веществами и приборами; растворять вещества, нагревать, смешивать, фильтровать; обращаться с кислотами, щелочами, готовить растворы с определенной массовой долей вещества; собирать приборы для получения газов из готовых деталей и предложенного оборудования и наполнять сосуды газами вытеснением воздуха и воды, доказывать, что собраны именно эти газы; выполнять предусмотренные программой лабораторные опыты, оформлять наблюдения и результаты химического эксперимента, делать обобщающие выводы, распознавать вещества с помощью качественных реакций, решать качественные задачи экспериментально.

Полученные знания и выработанные умения учащихся по выполнению химического эксперимента получают дальнейшее развитие в IX классе.

Учащиеся IX класса должны уметь собирать приборы для получения газов, получать в них газы, проверять наличие собранного газа и демонстрировать его свойства; выполнять практические задания по инструкции и оформлять отчеты по ним; проводить демонстрационно предусмотренные программой лабораторные опыты; решать задачи экспериментально, подтверждая свои знания химическими опытами; определять ионы с помощью качественных реакций; распознавать важнейшие минеральные удобрения.

Учащиеся X и XI классов должны знать правила работы с изученными приборами, оборудованием и органическими веществами, уметь выполнять индивидуально лабораторные опыты и практические задания, решать задачи экспериментально и распознавать с помощью предусмотренных программами качественных реакций органические вещества, а также наиболее распространенные пластмассы и химические волокна.

Для запоминания способов практических действий в течение учебного года следует предлагать учащимся аналогичные упражнения по каждому виду химического эксперимента. Переход от одного вида химического эксперимента к другому (как в течение одного учебного года, так и на протяжении всех лет обучения) следует рассматривать как задания различной степени трудности, так как при выполнении лабораторных опытов и практических заданий, а тем более в процессе мысленного или демонстрационного ученического эксперимента учащиеся совершенствуют действия различной сложности и требующие разной степени самостоятельности.

Таблица 2 - Показатели сформированности умений осуществлять химический эксперимент и соответствующие им уровни развития этих умений

Уровни развития умений.	Показатели сформированности умений осуществлять химический эксперимент.
Ш (высший)	Овладение всеми видами эксперимента: лабораторным, практическим, демонстрационным и мысленным. Осознание цели эксперимента (изучена инструкция или условие задачи, установлен порядок работы, правильно отодраны реактивы, оборудование, собраны приборы). Эксперимент проведен с учетом правил безопасности и правил работы с веществами, приборами. Цель эксперимента достигнута. Установлены необходимые взаимосвязи при постановке опытов, проведении наблюдении и отражены в выводах. Оформление эксперимента (устное, письменное и «мысленное») в различных сочетаниях с практическими действиями осуществлено полно, правильно, т. е. без существенных ошибок. Рабочее место в порядке.
II (средний)	Овладение умениями выполнять практические задания и отдельные виды демонстрационного эксперимента. Взаимосвязь при постановке опытов между наблюдениями и формулирование выводов осуществлены правильно. Допустимо относительно неполное оформление эксперимента и незначительные ошибки в ходе эксперимента.
I (низкий)	Овладение только умением выполнять лабораторные опыты. Взаимосвязь при постановке опытов между наблюдениями и выводами выявлена неполно. Допущены существенные ошибки в ходе эксперимента, при объяснении решения или оформлении работы, которые исправляются с помощью учителя.
0 (нулевой)	Неумение выполнять даже лабораторные опыты. Допущены логические ошибки в ходе эксперимента. Цель работы не достигнута. Неумение оформить работу без помощи учителя.

Для определения уровня сформированности практических умений у учащихся, к которым отнесены выполнение лабораторных опытов и практических заданий, осуществление эксперимента демонстрационно и мысленно, оформление его в устной и письменной форме, можно воспользоваться таблицей.

Практические умения Ш (высшего) уровня означают действия наибольшей сложности и требуют большей самостоятельности в процессе выполнения любого вида химического эксперимента.

Основное отличие умений II уровня (среднего) от умений Ш уровня состоит в неполноте выполнения и оформления эксперимента.

Практические умения I (низкого) уровня отличаются от умений II уровня сложностью. Возможно допущение отдельных существенных ошибок в ходе эксперимента и его оформлении.

Отсутствие практических умений - 0 (нулевой) уровень - проявляется в несамостоятельности действий, наличии существенных практических и логических ошибок. При этом без посторонней помощи цель эксперимента не достигается .

Химический эксперимент должен быть средством приобретения знаний, а не только иллюстрацией к теоретическим положениям.

Учителю химии необходимо овладеть не только техникой и методикой демонстрационного эксперимента, но и ученическим экспериментом. Иногда могут не удаваться самые простые опыты, когда не соблюдается необходимая концентрация реагирующих веществ в растворах или не учитываются условия проведения химических реакций. Вот почему следует до тонкости изучить простые пробирочные опыты, чтобы руководить в классе проведением ученического эксперимента, оказывать помощь учащимся .

1.3 Формирование экспериментальных умений у учащихся 8 класса

Наиболее важным для формирования экспериментальных умений у учащихся является курс 8 класса. Содержание этого курса насыщено заданиями, которые требуют проведения химического эксперимента.

Основная задача курса -- ознакомление учащихся с понятиями вещество, химическая реакция, химическое оборудование; развитие этих понятий, выработка умений проведения простейшего химического эксперимента, элементарных исследований веществ и их свойств. Содержание заданий химического эксперимента должно быть подобрано таким образом, что позволило бы использовать иллюстративный и частично-исследовательский методы.

Систему построения химического эксперимента в 8 классе по формированию основных понятий посредством проведения лабораторных опытов и практических работ выглядит следующим образом.

I. Вещество

Лабораторные опыты

Лабораторный опыт 1. «Изучение физических свойств различных веществ».

Понятие «вещество» начинает формироваться уже с первого урока химии при выполнении лабораторного опыта «Изучение физических свойств различных веществ». Он является как бы стартовым для проведения химического эксперимента, подтверждая формулировку «Химия - это наука о веществах...». Выполнение опыта предваряется демонстрацией различных химических веществ, при которой в результате беседы с учащимися с привлечением их жизненного опыта определяются некоторые основные свойства веществ: запах, агрегатное состояние, блеск, растворимость в воде, твердость. Другие свойства - электропроводность, теплопроводность, растворимость газов в воде, температура кипения, плавления, плотность - требуют особого оборудования и могут быть также продемонстрированы на уроке. Так, например, во время беседы о физических свойствах, изучаемых с помощью приборов, можно провести опыты по измерению плотности жидкостей при помощи ареометра. Учащимся следует показать, как определять запах неизвестного газа или жидкости, ознакомить с другими правилами проведения работ и поведения в кабинете химии для обеспечения безопасности выполнения лабораторного опыта.

Выполнение лабораторного опыта может быть проведено для закрепления изученного материала. Поставив перед учащимися цель - изучить свойства предложенных веществ, учитель должен познакомить их с оборудованием и веществами, размещенными на ученических столах, обсудить порядок проведения работы. Описание порядка проведения опыта имеется в учебном пособии. Далее учащиеся работают самостоятельно при постоянном контроле учителя. Для выполнения опыта потребуется примерно 15 минут. Учитывая то, что это первая ученическая экспериментальная работа, следует обратить внимание на составление отчета о ее проведении. Заполнение таблицы позволит сделать отчет с минимальными затратами времени. Несколько подробнее предлагается составить отчет в тетради на печатной основе, использование которой не только экономит время, но и позволяет четко определить перечень общих физических свойств веществ (агрегатное состояние, запах, плотность относительно воды, растворимость), сформулировать вывод о результатах наблюдений.

Практические работы

На уроке должны быть решены такие учебные задачи, как: а) закрепление знаний о чистых веществах и смесях; б) приобретение умений выполнять действия, связанные с процессами нагревания, фильтрования (выпаривания); в) обучение умению применять полученные знания на практике. Учащиеся производят разделение твердых растворимых в воде веществ от нерастворимых (растворимых твердых веществ от растворителя - воды), применяя знания о свойствах различных веществ.

Чтобы практические действия учащихся были осмысленными, необходимо определить основные этапы выполнения работы, указав на их описание в учебном пособии. Занятия могут быть проведены в индивидуальной, парной или групповой форме. Учащиеся могут выполнить предложенные действия по разделению неоднородной смеси воды и песка методом фильтрования. В этом случае им можно предложить разделить однородную смесь соли и воды методом выпаривания. Таким образом можно достичь максимальной индивидуализации обучения проведению химического эксперимента. Первая практическая работа всегда является событием для учащихся, поэтому, обнаружив оборудование на учебном столе, они начинают активно знакомиться с ним, спешат приступить к активным действиям, плохо слушая объяснения учителя. Очень важно на первой же работе четко организовать класс: дать указание приступать к практическим действиям только с разрешения учителя. Учитель и лаборант в ходе самостоятельной работы учащихся должны внимательно следить за действиями учащихся, оценивать практические умения.

II. Химические реакции (явления).

Ознакомление с химическими реакциями начинается уже с первого урока, когда учитель предлагает учащимся посмотреть химические явления при демонстрации нескольких эффектных химических реакций. На данном этапе важно, чтобы учащиеся отметили общую картину превращения одних веществ в другие, заинтересовались химией как предметом, обучающим умению проводить такие превращения веществ.

Лабораторные опыты

Лабораторный опыт 1. «Действие кислот на индикаторы».

Проведение данного лабораторного опыта позволит развить представления учащихся о свойствах конкретных веществ - кислот, закрепить знания о признаках химических реакций, умение обращаться с химическими веществами.

Отчет по данному лабораторному опыту не требует составления уравнений протекающих реакций, однако при его выполнении учащиеся должны провести шесть небольших исследований: действие двух кислот (серной и соляной) на три индикатора - лакмус, метилоранж, универсальный индикатор (индикаторная бумага). Для более рационального использования учебного времени учитель может предложить учащимся выполнить опыт по вариантам, например: первый вариант исследует действие соляной кислоты на индикаторы, а второй - серной. Затем учащиеся обмениваются результатами исследований и отмечают общее свойство кислот - изменять окраску индикаторов.

Отчет о результатах опыта лучше представить в виде сводной таблицы, в тетрадях на печатной основе можно предложить раскрасить рисунки.

Ш. Лабораторное оборудование.

Под лабораторным оборудованием, необходимым для успешного эксперимента, подразумевается химическая посуда, нагревательные приборы, лабораторный штатив, приборы. Ознакомление с оборудованием начинается с первого урока. Учитель демонстрирует учащимся основное оборудование кабинета, говоря о его назначении, при подготовке к проведению практической работы 1.

Практическая работа 1. «Приемы обращения с простейшим оборудованием. Правила поведения и работы в химическом кабинете. Разделение однородной и неоднородной смеси».

Выполнение данной работы позволяет учащимся не только познакомиться с важнейшим оборудованием, но и выполнить некоторые практические операции: зажигание и гашение спиртовки, нагревание воды, измерение объема жидкости, использование фильтра для разделения смеси. В ходе работы необходимо не просто познакомить учащихся с оборудованием, но выработать умение распознавать и правильно называть нагревательные приборы, измерительную посуду и посуду для проведения химических реакций .

1.4 Функциональное применение проблемного эксперимента в интенсивном обучении химии

химический эксперимент обучение

В процессе обучения химии школьный эксперимент выполняет ряд важнейших функций: эвристическую, корректирующую, обобщающую и исследовательскую .

Перечисленные функции химического эксперимента проявляются при выполнении опытов проблемного характера. Именно проблемный эксперимент дает возможность не только устанавливать новые факты, но также исправлять ошибки в знаниях учеников, уточнять и корректировать понимание учащимися отдельных вопросов курса химии. В процессе выполнения проблемных опытов ученики довольно часто приходят к выводам обобщающего характера, а также развивают свои исследовательские умения и навыки.

В обучении химии проблемный эксперимент может осуществляться как демонстрационным способом, так и в процессе выполнения учениками некоторых лабораторных опытов и практических занятий. Принципиальное отличие ученических опытов проблемного характера от обычных лабораторных работ заключается в том, что проблемные опыты проводятся не по заданной инструкции, а имеют творческий характер. Ведь хорошо известно, что выполнение лабораторных опытов по инструкции значительно снижает степень самостоятельности учащихся и затрудняет учет их индивидуальных особенностей. Решение же доступных для учеников экспериментальных проблем побуждает к проявлению самостоятельности, развивает творческие способности.

Ученики, наблюдая проблемный эксперимент, поставленный учителем, или выполняя его самостоятельно, учатся выдвигать гипотезы, составлять план исследования, проводить обработку полученных результатов и формировать выводы.

Таким образом, систематическое и целенаправленное использование проблемных экспериментов на уроках химии может служить эффективным средством обучения и развития учащихся .

Не каждый опыт может быть использован на уроке для создания проблемной ситуации. Выделяют основные требования к тем опытам, с помощью которых можно ставить и решать различные учебные проблемы, а именно: содержание опытов должно опираться на известные ученикам явления и закономерности; проведению проблемных опытов должен предшествовать показ других опытов, подводящих к пониманию проблемы; опыт, с помощью которого ставится проблема, должен вызывать интерес, возбуждая любознательность учеников .

Большую ценность для формирования творческих способностей учащихся представляют лабораторные опыты проблемного характера. Выполняя их самостоятельно, ученики убеждаются в том, что именно эксперимент является главным источником химических знаний, средством подтверждения или опровержения выдвигаемых гипотез. Оперируя данными самостоятельно проведенного эксперимента, теоретически его осмысливая, ученики значительно углубляют свои знания по химии и приобретают навыки творческого подхода к решению проблем.

Пример организации и проведения проблемного лабораторного эксперимента в 9 классе.

Опираясь на ряд напряжений металлов, ученики составляют следующее уравнение реакций:

3AgNO3 + Fe = Fe(NO3)3 + 3Ag.

К данному моменту учащиеся уже освоили весь теоретический материал школьного курса неорганической химии, имеют достаточные навыки в проведении лабораторных опытов. Поэтому перед учениками может быть поставлен следующий проблемный вопрос: может ли серебро взаимодействовать с раствором нитрата железа (Ш)? Ученики, как правило, отвечают отрицательно. Свой ответ они мотивирует тем, что серебро в ряду напряжений находится правее железа и не может его вытеснять из раствора соли. Кроме того, они вспоминают о малой химической активности серебра, указывая на то, что серебро не окисляется кислородом, не взаимодействует с растворами соляной и серной кислот.

С целью выяснения отношения серебра к раствору нитрата железа (Ш) учитель предлагает провести лабораторий эксперимент. Для этого на столы учеников выдаются пробирки с очень тонким слоем серебра на стенках, которые обычно остаются в кабинете химии после проведения реакции "серебряного зеркала" в 10 классе. В эти пробирки ученики должны прилить 3-5 мл 1 М раствора нитрата железа (Ш). Довольно быстро начинается процесс растворения серебра, и через 3-5 минут ученики убеждаются в том, что стенки пробирки полностью освобождаются от зеркального налета.

Проделанный опыт ставит учащихся в тупик, так как противоречит их предположениям о возможности протекания данной реакции. Создается проблемная ситуация, в основе которой - противоречие между экспериментом с неожиданными результатами и представлениями учащихся об отношении металлов к растворам солей. Ученикам предлагается выдвинуть гипотезу, объясняющую результаты опыта, и дать ее теоретическое обоснование.

Для того чтобы гипотеза была выдвинута правильно, учитель должен предложить ученикам актуализировать знания о свойствах ионов и, в частности, о высокой окислительной способности иона Fe3+ в растворе. Вспомнив данный материал, ребята могут выдвинуть следующую гипотезу: растворение серебра происходит потому, что ионы Fe3+, имея высокий заряд и небольшой радиус, окисляют атомы серебра, восстанавливаясь при этом до ионов Fe2+.

Подобные документы

Концепция профильного обучения и место учебного предмета "Химия" в ней. Изучение химии на профильном уровне и организация школьного химического эксперимента по органической химии. Школьный химический эксперимент: виды, требования, техника выполнения.

дипломная работа , добавлен 14.07.2012


Сущность познавательного интереса школьников. Использование демонстрационного эксперимента в школьном курсе химии. Использование демонстрационного эксперимента в режиме on-line или в записи на CD-ROM. Подготовка и показ демонстрационных опытов.

курсовая работа , добавлен 04.02.2013


Проверка знаний, умений и навыков - составная часть учебного процесса. Цели и требования к проверке. Виды, методы проверки и использование наглядности, химического эксперимента и индивидуальных заданий. Выпускной экзамен - заключительная проверка.

курсовая работа , добавлен 16.01.2009


Понятие, классификация, систематизация и структура методов обучения. Общие и словесные методы обучения химии. Использование демонстрационного и ученического эксперимента в обучении химии. Связь словесно-наглядных методов со средствами наглядности.

курсовая работа , добавлен 04.01.2010


Психолого-педагогические основы применения технических средств при обучении химии. Методические рекомендации к проведению занятий с использованием программы Microsoft Power Point. Проведение педагогического эксперимента: констатирующий и формирующий вид.

дипломная работа , добавлен 17.11.2010


Образовательные функции методологии науки в школьном обучении. Система методологических знаний и умений в средней школе. Структура физического знания. Методология школьного эксперимента. Порядок и инструменты контроля знаний и умений учащихся по физике.

курсовая работа , добавлен 24.02.2011


Разноуровневость и ее место в школьном образовании. Химический эксперимент и его роль в школьном изучении химии. Индивидуализация (в определенных пределах) процесса обучения, учитывая индивидуальные особенности учащихся. Уровни обученности учащихся.

курсовая работа , добавлен 16.01.2009


Схема построения педагогического эксперимента. Определение оптимального числа промежуточных исследований. Классификация педагогического эксперимента, методические особенности его проведения. Специфика построения схемы многофакторного эксперимента.

реферат , добавлен 12.11.2009


Структура программы внутришкольного эксперимента. Прогнозирование при подготовке эксперимента. Разработка и выбор конкретных методов исследования. Этапы подготовки к проведению эксперимента и оценка его результатов. Критерии оценки ожидаемых результатов.

реферат , добавлен 10.12.2012


Приемы и средства активизации познавательной деятельности на уроках физики. Разработка планов-конспектов мероприятий по изучению явлений и эффектов, используемых на современной сцене. Место демонстрационного эксперимента в системе методов обучения физике.

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение средней общеобразовательной школы № 1 «Образовательный центр» п.г.т. Стройкерамика муниципального района Волжский Самарской области

Тема: « Химический эксперимент как средство формирования интереса к химии»

Учитель химии

Люкшина Наталия Александровна

Введение

Химия является наукой теоретически-экспериментальной. Поэтому в процессе её изучения важнейшим методом является эксперимент как средство получения конкретных представлений и прочных знаний.

Занимательные опыты, являясь частью эксперимента, прививают любовь к химии, формируют интерес к предмету в дополнительное от занятий время, способствуют более успешному усвоению химии, углублению и расширению знаний, формированию навыков самостоятельной творческой работы, привитию практического опыта работы с химическими реактивами и оборудованием.

Демонстрационные опыты, обладая элементом развлекательности, способствуют развитию у учащихся умений наблюдать и объяснять химические явления. Химический эксперимент – важнейший метод и главное средство наглядности на уроке. Эксперимент – сложный и мощный инструмент познания. Широкое применение эксперимента в обучении химии – одно из важнейших условий осознанных и прочных знаний учащихся по химии. Химический эксперимент является важнейшим способом осуществления связи теории с практикой путем превращения знаний в убеждения.
Основная цель этого доклада - с первых уроков пробудить у учащихся интерес к химии и показать, что эта наука является не только теоретической.

Химический эксперимент на основе творческой самостоятельной деятельности помогает знакомить учащихся с основными методами химической науки. Это происходит в том случае, когда учитель часто использует его так, чтобы он напоминал процесс исследования в химической науке, что особенно хорошо осуществляется в тех случаях, когда эксперимент является основой проблемного подхода в обучении химии. В этих случаях опыты помогают подтвердить или отвергнуть выдвинутые предположения, как это бывает в научных исследованиях по химии. Одна из задач этого доклада состоит в том, чтобы показать, какими интересными могут оказаться даже самые элементарные сведения из школьного курса химии, если только приглядеться к ним повнимательнее. Я проводила демонстрационные опыты во время уроков в восьмых классах. Как свидетельствует опрос учащихся, проведенная работа вызвала интерес к изучению химии. Во время проведения экспериментов школьники начинали логически мыслить и рассуждать. Проводя эту работу, я поняла, что химический эксперимент это стержень, на котором держится химическое образование. Движение к истине начинается с удивления, а оно для большинства школьников возникает именно в процессе эксперимента, когда проводящий опыты, будто волшебник, превращает одни вещества в другие, наблюдая поразительные изменения в их свойствах. В этих случаях опыты помогают подтвердить или отвергнуть выдвинутые предположения, как это бывает в научных исследованиях по химии. Увлечение химией практически всегда начинается с опытов, и не случайно едва ли не все знаменитые химики с детства любили экспериментировать с веществами, благодаря чему в химии было сделано много открытий, о которых можно узнать только из истории.

На протяжении всей истории существования химии как экспериментальной науки доказывались или опровергались разные теории, проверялись различные гипотезы, получались новые вещества и выявлялись их свойства. В настоящее время химический эксперимент по-прежнему является основным инструментом проверки достоверности знания. Химический эксперимент всегда проводится с конкретной целью, он четко планируется, для его проведения подбираются специальные условия, необходимое оборудование и реактивы.

Особое значение имеет вопрос о месте эксперимента в процессе обучения. Учебный опыт является средством обучения. В одном случае опыт можно поставить после объяснения и при его помощи ответить на определенные вопросы.Эксперимент должен подвести учащихся к пониманию важнейших закономерностей химии.

В процессе обучения химии эксперимент является,

во-первых, своеобразным объектом обучения,

во-вторых, методом исследования,

в-третьих, источником и средством нового знания.

Следовательно, для него характерны три основные функции:

познавательная, потому что он важен для усвоения учащимися основ химии, постановки и решения практических проблем, выявления значения химии в современной жизни;

воспитывающая, потому что он способствует формированию научного мировоззрения школьников, а также важен для ориентации школьников на соответствующие профессии;

развивающая, поскольку он служит для приобретения и совершенствования общенаучных и практических умении и навыков.

Обучение химии в школе должно быть наглядным и основанном на химическом эксперименте.

Реальный и виртуальный эксперимент должны взаимно дополнять друг друга. Виртуальный химический эксперимент возможен в случаях работы с ядовитыми реактивами.

Теоретические часть опыта

Химия – наука экспериментальная. Латинское слово «эксперимент» означает «проба», «опыт». Химический эксперимент – источник знания о веществе и химической реакции – важное условие активизации познавательной деятельности учащихся, воспитания интереса к предмету. Даже самое яркое изображение на экране не заменит реального опыта, так как учащиеся должны сами наблюдать и изучать явления.

Наглядность, выразительность опытов – это первое и основное требование к эксперименту.

Кратковременность опытов – это второе требование к эксперименту.

Убедительность, доступность, достоверность – это третье требование к эксперименту.

Обязательно очень важное требование – безопасность выполняемых опытов. В кабинете химии есть стенд с правилами техники безопасности, которые нужно строго соблюдать.

Путем наблюдения и проведения опыта учащиеся познают многообразную природу веществ, накапливают факты для сравнений, обобщений, выводов.

В познавательном отношении химический эксперимент можно разделить на две группы:

1. Познавательный эксперимент , который дает учащимся знания об изучаемом предмете (например, опыты, характеризующие химические свойства веществ).

2. Наглядный эксперимент , подтверждающий объяснения учителя.

Познавательные опыты по значению можно разделить на следующие группы:

Опыты, являющиеся отправным источником познания свойств веществ, условий и механизма протекания химических реакций. Выполнение таких опытов связано с постановкой и решением вопросов проблемного характера, а выводы из наблюдений выступают как обобщения, правила, определения, закономерности и т.д.

Опыты, познавательное значение которых состоит в подтверждении или отрицании высказанной гипотезы. Обобщенные выводы из таких опытов помогают решать фундаментальные вопросы о школьном курсе химии, например, вопрос о генетической связи между классами химических соединений и т.п.

Опыты, иллюстрирующие выводы и заключения, сделанные на основе изучения теоретических положений.

Опыты, совершенствующие выводы и закрепляющие знания учащихся о свойствах веществ и их превращениях.

Опыты, познавательное значение которых на данной ступни имеет косвенный характер (примеры химических превращений без раскрытия сущности процессов).

Контрольно-проверочные опыты и экспериментальные задачи. Их познавательное значение для учащихся выражается в элементах самоконтроля.

В том случае, если эксперимент применяется для создания проблемных ситуаций или для решения проблемных задач, он должен быть ярким и запоминающимся, неожиданным для учащихся и убедительным, он должен поражать воображение и сильно влиять на эмоциональную сферу. При такой организации и выполнении химического эксперимента учащиеся глубоко вникают в существо опытов, задумываются над результатами и пытаются ответить на вопросы, возникающие в ходе эксперимента.

Правильно поставленный эксперимент и четкие выводы из него – важнейшее средство формирования научного мировоззрения учащихся.

Кроме того, химический эксперимент играет важную роль в успешном решении учебно-воспитательных задач при обучении химии:

Как первоначальный источник познания явлений;

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 учащихся;

Как средство формирования интереса учащихся к изучению химии, развития у них наблюдательности, пытливости, инициативы, стремления к самостоятельному поиску, совершенствованию знаний и применению их на практике.

Важное учебно-воспитательное значение имеет школьный химический эксперимент для политехнической подготовки учащихся.

В практике обучения химии традиционно принято деление химического эксперимента на демонстрационный, осуществляемый учителем, и ученический, выполняемый школьниками.

Демонстрационные опыты – необходимый вид эксперимента. Он используется в следующих случаях:

когда учащиеся, особенно на первых этапах обучения, не владеют в достаточной мере техникой выполнения опытов, а потому не в состоянии выполнить их самостоятельно;

когда техническое оснащение опыта сложно для учащихся или отсутствует соответствующее оборудование в достаточном количестве;

когда отдельные лабораторные опыты заменяются демонстрационными в целях экономии времени и в случае недостаточного количества реактивов;

когда по внешнему эффекту и убедительности демонстрация превосходит опыт, выполняемый учениками;

когда по условиям техники безопасности учащимся запрещено использование некоторых веществ (брома, перманганата калия в твердом виде и др.).

Основное требование ко всякому химическому опыту – это требование полной безопасности его для учащихся.

Учитель отвечает за несчастный случай и морально, и юридически. Поэтому предварительная проверка опытов и соблюдение всех требований по технике безопасности обязательны для всех работающих в химическом кабинете. Основной гарантией безопасности демонстрационных опытов является высокая техническая грамотность учителя, вооруженного надлежащими навыками по технике безопасности.

Ученический эксперимент принято делить на лабораторные опыты, практические занятия, домашние опыты.

Дидактическая цель лабораторных опытов состоит в приобретении новых знаний, так как они проводятся при изучении нового материала. Практические работы обычно проводятся в конце изучения темы, и их целью является закрепление и систематизация знаний, формирование и развитие экспериментальных умений учащихся. По форме организации лабораторные опыты: 1) индивидуальные, 2) групповые, 3) коллективные. Оформление результатов опытов следует вести в рабочих тетрадях.

Практические занятия бывают:

проводимые по инструкции,

экспериментальные задачи.

Практические занятия – сложный вид урока. Опыты учащиеся выполняют парами по инструкции в учебниках.

Учителю нужно вести наблюдение за всем классом, корректировать действия учащихся. После выполнения опытов каждый учащийся оформляет отчет по форме.

Экспериментальные задачи не содержат инструкций, в них есть только условия. Подготовка к решению экспериментальных задач проводится поэтапно. Сначала задачи решают всем классом теоретически. Затем ученик проводит эксперимент. После этого класс приступает к выполнению аналогичных задач на рабочем месте.

Домашний эксперимент является одним из видов самостоятельной работы, имеющий большое значение как для развития интереса к химии, так и для закрепления знаний и многих практических умений и навыков.

Схема Классификация учебного химического эксперимента

Учебный химический эксперимент

Демонстрационный

Ученический

Лабораторные опыты

Практические занятия

Практикумы

Домашние опыты

Исследовательский

Иллюстративный

Помимо исследовательской работы в виде домашних заданий существует и внеурочная исследовательская деятельность.

Внеурочная исследовательская деятельность учащихся может быть представлена следующими формами участия в ней школьников: школьное НОУ; олимпиады, конкурс проектная деятельность; интеллектуальные марафоны; научно-исследовательские конференции различной направленности; факультативы, курсы по выбору, элективные курсы; экзаменационные работы.

Исследовательская работа возможна и эффективно только на добровольной основе, как и всякое творчество. Поэтому тема научного исследования должны быть: интересна учащемуся, увлекательна для него; выполнима; оригинальна (в ней необходим элемент неожиданности, необычности);доступна; должна соответствовать возрастным особенностям учащихся.

Учебно-исследовательская деятельность способствует: развитию интереса, расширению и актуализации знаний по предмету, развитию представлений о межпредметных связях; развитию интеллектуальной инициатив созданию предпосылок для развития научного образа мышления; освоению творческого подхода к любому виду деятельности; обучению информационным технологиям и работе со средствами коммуникации; получению предпрофессиональной подготовки; содержательной организации свободного времени детей. Наиболее распространенной формой защиты исследовательской работы является творческая модель защиты.

Творческая модель защиты предполагает:

Оформление стенда с документами и иллюстративными материалами по заявленной теме, их комментарий;

Демонстрация видеозаписей, слайдов, прослушивание аудиозаписей, представление фрагмента основой части исследования;

Выводы по работе, сделанные в виде презентации результатов;

Научная работа должна быть:

Исследовательской;

Актуальной;

Иметь практическую значимость для самого автора, школы.

Творческие находки и методические достижения учителя

Роль химии в решении экологических проблем огромна. В своей работе применяю методы активного обучения: нетрадиционные уроки, элективные курсы, экологические проекты, семинары, конференции. Экологизация химического эксперимента предусматривает экспериментальную проверку чистоты пищевых продуктов и служит основой для создания проблемных ситуаций.

2010-2011учебный год

В 2010 году я получила грамоту победителя 1 место районной научно-практической конференции от МОУ ДОД ЦВР муниципального района Волжский Самарской области в 11 классе

ОГЛАВЛЕНИЕ

Функции и формы школьного химического эксперимента
Требования к учебному оборудованию, предназначенному для постанов ки химических опытов
Функции школьного химического эксперимента
Формы школьного химического эксперимента
Требования к учебному оборудованию для школьного химического эксперимента

Постановка демонстрационных опытов
Оборудование для демонстрационных опытов,
Специализированные приборы, аппараты, установка
1. Приборы для демонстрации опытов с вредными для здоровья веществами без вытяжных устройств
2. Набор для демонстрации опытов по электрохимии
3. Приборы для демонстрации опытов с использованием электри ческого тока высокого напряжения
4. Пьезоэлектрический источник высокого напряжения
5. Прибор для демонстрации зависимости скорости химической ре акции от различных условий
6. Приборы для получения галоидоалканов и сложных эфиров
7. Оборудование для проецирования опытов и предметов на экран
8. Приставка к графопроектору для демонстрации количественных опытов
9. Измерительные приборы
10. Электронагревательные приборы
11. Комплект электроснабжения кабинета химии КЭХ-10

Демонстрационные опыты в типовых приборах и установках
Синтез хлороводорода п получение соляной кислоты
Получение оксида серы (IV) и окисление его до оксида серы
Синтез аммиака
Каталитическое окисление аммиака
Получение аммиачной селитры
Взаимодействие железа с водой
Изучение электрохимического ряда напряжений металлов
Коррозия металлов и защита от коррозии
Каталитическое разложение пероксида водорода
Крекинг керосина

Демонстрационный эксперимент в специальных приборах и установка
Иллюстрация закона сохранения массы веществ
Определение содержании кислорода в воздухе
Перегонка жидкости
Синтез воды
Диффузия газов через пористый сосуд
Адсорбция
Электролиз воды и водных растворов
Определение электрической проводимости веществ
Наблюдение за движением ионов
Опыты в электрических разрядах
Получение озоиа
Получение оксидов азота из воздуха
Разложение метана в искровом разряде
Изучение тепловых явлений
Зависимость скорости химической реакции от условий
Опыты с токсичными веществами
Получение галондоалкапов и сложных эфиров
Количественные опыты, проецируемые на экран

Техника и методика ученического эксперимента

Характеристика оборудования для ученического эксперимента 103
Лабораторные опыты и практические занятия 113

Тема 1. Первоначальные химические понятия
Практическое занятие. Ознакомление с лабораторным оборудоаани см. Правила техники безопасности при работе в химическом каби
поте
Практическое занятие. Приемы обращения с вом н нагревательными приборами
Лабораторная работа. Рассмотрение веществ ческимн свойствами
Практическое занятие. Очистка загрязненной

Тема 2. Кислород, оксиды, горение
Практическое занятие. Получение и свойства кислорода

Тема 3. Водород, кислород, соли
Лабораторная работа. Получениеводорода и изучение его свойств
Практическое занятие. Реакция обмена между оксидом меди (11) и серной кислотой 136

Тема 4. Вода, растворы, основания 138
Лабораторный опыт. Электролизводы
Практическое занятие. Приготовление раствора с определенной массовой долей рас: зоренного вещества и заданной молярной концентрацией 139

Тема 5. Обобщение сведений о важнейших классах неорганических соединений 141
Решение экспериментальных задач по теме: Обобщение сведений о важнейших классах неорганическихсоединений

Тема 8. Галогены 142
Лабораторный опыт. Вытеснение галогенов друг другом из растворов их соединений
Практическое занятие. Получение соляной кислоты н опыты с ней 143 Практическое занятие. Решение экспериментальных задач по теме «Галогены» 146

Тема 1. Электролитическая диссоциация
Лабораторные опыты. Испытание веществ на электрическую проводимость
Лабораторный опыт. Движение ионов в электрическом поле
Практическое занятие. Решение экспериментальных задач по теме «Электролитическая диссоциация»

Тема 2. Подгруппа кислорода
Лабораторный опыт. Получение и свойства озона.
Практическое занятие. Решение экспериментальных задач по теме «Подгруппа кислорода»

Тема 3. Основные закономерности химических реакций. Производство серной кислоты 155
Лабораторная работа. Зависимость скорости химических реакций от условий

Тема 4. Подгруппа азота
Лабораторные опыты. Ознакомление с азотными и фосфорными удобрениями.
Практическое занятие. Получение аммиака и опыты с ним, Озна комление со свойствами водного раствора аммиака Практическое занятие. Определение минеральных удобрений Практическое занятие. Решение экспериментальных задач по теме «Подгруппа азота»

Тема 5. Подгруппа углерода
Практическое занятие. Получение оксида углерода и изучение его свойств
Распознавание карбонатов

Тема 6. Общие свойства металлов
Лабораторный опыт. Электролиз растворов хлорида меди (П) и иодида калия
Лабораторный опыт. Электрохимическая коррозия металлов Практическое занятие. Решение экспериментальных задач по разделам «Щелочные металлы. Кальций»
Практическое занятие. Железо и его соединения Практическое занятие. Решение экспериментальных задач по темам 6, 7, 8

Тема 2. Предельные углеводороды
Практическое занятие. Качественное определение углерода, водоро да и хлора в органических веществах

Тема 3. Непредельные углеводороды
Практическое занятие. Получение этилена и опыты с ним

Тема 6. Спирты и фенолы
Практическое занятие. Синтез бромэтапа из спирта

Тема 7. Альдегиды и карбоновые кислоты
Практическое занятие. Получение и свойства карбоновых кислот Практическое занятие. Решение экспериментальных задач па распознавание органических веществ

Тема 8. Сложные эфиры. Жиры
Практическое занятие. Синтез уксусно-этилового эфира Практическое занятие Решение экспериментальных задач на полученпе н распознавание органических веществ

Тема 12. Синтетические высокомолекулярные вещества и полимерные материалы па их основе
Лабораторные опыты. Опыты с образцами термопластичных полимеров
Практическое занятие. Распознавание пластмасс
Лабораторные опыты. Отношение синтетических волокон к растворам кислот и щелочей
Практическое занятие. Распознавание волокон
Практические занятия. Решение экспериментальных задач по пройденному курсу

Общая химии

Тема 2. Строение вещества
Лабораторные опыты. Получение и свойства комплексных соодн неннй меди, цинка, алюминия, серебра п железа
Практикум
Работа 1. Определение эквивалентной массы цинка
Работа 2. Определение молярной массы оксида углерода (IV)
Работа 3. Умягчение воды с помощью ионитов
Работа 4. Гндролиз солен
Работа 5. Исследование реакционной способности металлов полумикрометодом
Работа 6. Изготовление гальванического элемента 206
Работа 7. Определение химической активности кислот и сравнение со степенью их диссоциации 207
Работа 8. Исследование эффектипности действияингибиторов 208
Работа 9. Определение теплоты растворения 210
Работа 10. Определение теплоты гидратации 211
Работа 11. Гидролиз крахмала 212
Работа 12. Получение этана электролизом раствора ацетата натрия 213
Работа 13. Получение сульфата тетраамминмеди (II) 214
Приложения 216
Литература для учителя 235

ВВЕДЕНИЕ
Преподавание основ химии в школе не может совершенствоваться без соответствующей организации школьного химического эксперимента.
Химический эксперимент - источник знания о веществе и химической реакции - важное условие активизации познавательной деятельности учащихся, воспитания устойчивого интереса к предмету, формирования диалектико-материалистического мировоззрения, а также представлений о практическом применении химических знаний.
В усовершенствованной программе по химии усилена роль всех видов школьного химического эксперимента, особенно ученического.
Реализация экспериментальной части программы требует от учителя химии высокой и всесторонней профессиональной подготовки, глубокого понимания роли химического эксперимента в учебно-воспитательном процессе, творческой активности в применении эффективных методов обучения.
Разумеется, для проведения эксперимента на высоком научно-теоретическом и методическом уровне необходимо разнообразное оборудование, в том числе и новейшие технические средства.
Наличие комплекса учебного оборудования, необходимого для реализации программы по химии, умение учителя рационально и эффективно его использовать, отобрать необходимые средства для урока, самостоятельно изготовить некоторые из них и грамотно включить в урок также составляют важнейшие условия организации химического эксперимента в школе.
В книге основное внимание уделяется вопросам материального обеспечения школьного химического эксперимента, влиянию научно-технического прогресса на современное оборудование, технику и методику проведения различных видов эксперимента с использованием традиционного и нового оборудования.
В пособии нашли отражение требования школьной реформы к эксперименту по химии, а именно: включить новое оборудование для химического эксперимента, разработанное с учетом научно-технических достижений и передового опыта школ; показать организацию и проведение химического эксперимента на основе комплектов и наборов унифицированных узлов и деталей для монтажа различных приборов и установок; предусмотреть вариативность постановки химического эксперимента, осуществляемого с помощью нового и модернизированного оборудования, а также с учетом локальных условий и требований, предъявляемых к само-оборудованию, имеющему особенно важное значение в обучении химии; выявить возможности использования различного оборудования для осуществления межпредметных связей.
Все это направлено на оптимизацию обучения химии и предусматривает: сокращение времени на подготовку и проведение эксперимента; удобство, надежность, безопасность проведения химических опытов; расширение дидактических возможностей ученического эксперимента.
В методической литературе химическому эксперименту уделено значительное внимание Характеристика химического эксперимента проводится в трех аспектах: оборудование школьного химического эксперимента; техника эксперимента; методика проведения эксперимента. Несмотря на некоторые различия этих трудов, в них рассматриваются техника и методика эксперимента одновременно.
В данном пособии для ознакомления учителей с современным арсеналом оборудования для химического эксперимента характеристика учебно-материальной базы демонстрационного и ученического эксперимента дана отдельно от методики и техники выполнения опытов, многие из которых могут быть проведены с помощью наборов и в приборах полифункционального назначения. Характеристика учебно-материальной базы химического эксперимента включает модернизированные, новые и наиболее важные перспективные разработки оборудования, создаваемые на основе практики школ, анализа советской и зарубежной литературы по данной проблеме, а также научно-исследовательской работы НИИ ШОТСО АПН СССР.
Поскольку вопросы оборудования школьной химической лаборатории достаточно полно изложены в книге «Кабинет химии» , в данном пособии будет обращено внимание лишь на те требования к кабинету и его оснащению, которые определяют включение нового и модернизированного оборудования.
Книга рассчитана на учителей химии, знакомых с техникой лабораторных работ. Поэтому в ней не содержится указаний по выполнению элементарных операций. В случае затруднений читатели смогут обратиться к многочисленным руководствам по технике лабораторных работ, например, к книге П. И. Воскресенского «Техника лабораторных работ» . Тем не менее, когда рекомендуются новые опыты или опыты с модернизированным оборудованием, указания по их выполнению даются достаточно подробно. Во всех случаях обращено большое внимание на условия, обеспечивающие безопасное выполнение опытов.
В пособии представлены опыты, включенные в школьную программу по химии, а также выходящие за ее рамки. Учитель может использовать их на факультативных занятиях и во внеурочной работе. Предлагаемые варианты опытов дают возможность расширить использование эксперимента в различных условиях, изучить особенности химических процессов, представить их разнопла-новб. Такой подход позволит учителям более эффективно использовать химический эксперимент с учетом конкретных условий каждой школы.
Цифры в квадратных скобках - номера литературных источников, приведенных в конце кннги.

ФУНКЦИИ И ФОРМЫ школьного ХИМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА. ТРЕБОВАНИЯ К УЧЕБНОМУ ОБОРУДОВАНИЮ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОМУ ДЛЯ ПОСТАНОВКИ ХИМИЧЕСКИХ ОПЫТОВ
ФУНКЦИИ ШКОЛЬНОГО ХИМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
Эксперимент позволяет выделить и изучить наиболее существенные стороны объекта или явления с помощью различных инструментов, приборов, технических средств в заданных условиях. Эксперимент может быть повторен исследователем в случае необходимости. Это в значительной мере определяет основную функцию научного эксперимента: получение достоверных данных об окружающей действительности. Учебный эксперимент отличается от научного тем, что результаты его известны, условия его проведения подобраны так, что в процессе проведения опытов или их наблюдения учащиеся должны обнаружить известные признаки реакции и прийти к ожидаемым результатам.
Учебный эксперимент технически более прост и, как правило, ограничен во времени. В школьном курсе химии эксперимент является своеобразным объектом изучения, методом.исследования, источником и средством нового знания. Для него характерны три основных функции: познавательная - для усвоения основ химии, постановки и решения практических проблем, выявление значения химии в современной жизни; воспитывающая - для формирования материалистического мировоззрения, убежденности, идейной потребности к труду, ориентации учащихся на рабочие профессии; развивающая - для приобретения и совершенствования общенаучных и практических умений и навыков.
Химические реакции - основной объект изучения химии. Эксперимент и связанные с ним наблюдения необходимы уже при формировании первоначальных химических понятий. Их роль возрастает при изучении теоретических вопросов химии (закон сохранения массы веществ, закономерности течения химических реакций и др.), при определении свойств простых веществ и соединений элементов I - VIII групп периодической системы, важнейших классов органических веществ, а также при выявлении генетической связи важнейших классов неорганических и органических веществ.
Ознакомление с химическим экспериментом как методом науч-_ ного исследования, овладение навыками химического экспериментирования для добывания новых знаний и применения их в практической деятельности играют важную роль для формирования материалистического мировоззрения учащихся, уяснения роли науки и научных фактов в строительстве коммунистического общества.
Важное учебно-воспитательное значение имеет школьный химический эксперимент и для политехнической подготовки учащихся: ознакомление их с основами химического производства, его особенностями, условиями протекания химических реакций, химизацией народного хозяйства.
На основе восприятия наблюдаемых явлений у учащихся формируются представления, а затем понятия. Такой индуктивный путь познания свойствен первоначальному этапу обучения химии. Постепенно этот сравнительно медленный путь познания дополняется другим - дедуктивным. После того как учащиеся вооружились теорией, приобрели практические умения и навыки, эксперимент становится не только источником знаний новых фактов, но и методом проверки суждений, нахождения неизвестного (например, при решении экспериментальных задач).
Один и тот же эксперимент на разном уровне подготовки учащихся используется неодинаково. Из этого следует, что химические опыты целесообразно повторять, обращая особое внимание на те их стороны, которые являются предметом изучения в данной учебной ситуации.
В одних экспериментах явление доступно непосредственному восприятию. В других - изучаемые предметы и явления не воспринимаются непосредственно органами чувств и могут быть обнаружены только с помощью приборов или специальных инструментов.
Для понимания сущности изучаемого предмета или явления химический эксперимент часто дополняют другими средствами наглядности - таблицами, моделями, экранными пособиями.
Таким образом, химический эксперимент пронизывает все темы школьного курса химии, способствуя раскрытию его содержания и являясь своеобразным методом обучения. Для успешного проявления познавательной, воспитывающей и развивающей функций химического эксперимента важную роль играют его техническое оснащение, рациональная организация постановки опытов и включения их в учебный процесс.
Очевидно, что эффективность эксперимента зависит от: постановки конкретной цели и задачи, которые должны быть решены с помощью опыта; построения рационального плана наблюдения; умения фиксировать результаты наблюдения; умения анализировать и обобщать полученные данные; наличия и рационального отбора инструментов и средств, с помощью которых учитель стимулирует и управляет наблюдением учащихся. Поэтому организация целенаправленного наблюдения, формирование навыка ^наблюдения, умения осмысливать результаты наблюдений и сохранять в памяти переработанную информацию составляют одну из важнейших задач химического эксперимента.
Осмысливание, понимание учебного материала предусматривают не только регистрацию и накопление данных наблюдений и экспериментов, но и их правильное толкование, установление причинно-следственных связей, закономерностей, сущности изучаемых предметов и явлений. Успех работы в значительной мере зависит от того, насколько правильно определены характер деятельности учителя и учащихся, место химического эксперимента, наиболее целесообразные формы и приемы его осуществления на уроках.

ФОРМЫ ШКОЛЬНОГО ХИМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
В практике обучения химии традиционно принято деление химического эксперимента на демонстрационный, осуществляемый учителем, и ученический, выполняемый школьниками в виде лабораторных опытов, практических занятий, решения экспериментальных задач . В основу этой классификации положена деятельность учителя и учащихся.
Демонстрации применяются прежде всего в тех случаях, когда учащиеся ранее не встречались с изучаемыми предметами и явлениями и не подготовлены к наблюдению. В этих случаях следует не только показать изучаемый объект, но и организовать наблюдение, направить его в нужное русло. Учащиеся не всегда воспринимают то, что необходимо, даже при хорошей видимости объекта или явления, если наблюдение не организовано.
Демонстрация необходима, если изучаемые объекты опасны или сложны и не- могут быть, следовательно, использованы для самостоятельной работы учащимися.
Правильное проведение демонстраций на уроках химии - необходимая предпосылка для организации различного рода самостоятельных работ. В процессе демонстрации, особенно демонстрационного эксперимента, учитель организует наблюдение учащихся, показывает правильные приемы обращения с лабораторным оборудованием, фиксирует внимание учащихся на целесообразности и принципе действия его, условиях проведения опытов, технике безопасности.
Демонстрация является своеобразным наглядным инструктажем, на который учителю в процессе обучения приходится затрачивать немало времени. Наглядный инструктаж, основанный на подражании учителю, реализуемый с помощью различных пособий, в том числе приборов, таблиц, схем, экранных средств, сокращает время на формирование умений и.навыков химического эксперимента и способствует правильному выполнению ученического эксперимента.
Ведущая роль демонстрации остается и в том случае, когда отведенное учебным планом время не позволяет организовать самостоятельную работу, на которую обычно затрачивается в два-три раза больше времени, чем на демонстрацию. Недостаток учебного оборудования для постановки ученического эксперимента,слабая организация химического кабинета, не позволяющая проводить должным образом самостоятельные работы, также заставляют учителя обращаться к демонстрационным опытам.
Ученический эксперимент составляют лабораторные опыты, выполняемые фронтально или группой в процессе изучения, закрепления и проверки нового материала, а также практические занятия, решение экспериментальных задач по вариантам после изучения отдельных тем программы. Перспективной формой является практикум, проводимый в виде отдельных обобщающих работ после завершения всего курса химии. Особое место занимает эксперимент на факультативных занятиях и во внеурочной работе.
В химическом эксперименте, как демонстрационном, так и ученическом, используют различные массы взятых для опытов веществ в твердом, жидком и газообразном состоянии, для чего требуется соответствующее оборудование и умение с ним обращаться.
Условно различают следующие массы взятого для работы вещества: макроколичества (0,05 - 0,5 г), полумикроколичества (0,01 - 0,05 г), микроколичества (0,1 - 10 мг). В связи с этим говорят о макро-, полумикро- и микрометодах определения (анализа) вещества. Во всех этих случаях осуществляют одни и те же химические реакции, применяют одинаковые концентрации растворов, но в разных объемах и разной по габаритам аппаратуре. Так, в полумикрометоде используют объемы 0,1 - 1 мл раствора, для чего служат миниатюрные пипетки, бюретки, пробирки (конические), фарфоровые или стеклянные пластины с углублениями (для капельного анализа), реактивные бумажные полоски (например, индикаторные).
Как известно, в ученическом эксперименте традиционно используют макрометод, в котором применяют обычные пробирки и составляемые на их основе приборы. В последнее время наряду с макрометодом школьные кабинеты химии оборудуют приспособлениями для проведения опытов с малыми количествами веществ в пробирках малого размера, на стеклянных или фарфоровых пластинах с углублениями и др. .
Метод малых количеств веществ позволяет сочетать в ученическом эксперименте макрометод и капельный анализ, при этом достигается максимальная безопасность опытов и их наглядность. Твердые реагенты берут специальными ложками-дозаторами. Масса реагентов в среднем не превышает 1 - 1,5 г (один дозатор содержит в среднем 0,5 г сухого вещества). Отмеривание жидких веществ осуществляют с помощью пипеток, позволяющих брать от 1 - 2 капель до 5 мл (примерный объем целой пипетки - 1 мл).
Работа с малыми количествами веществ имеет преимущества перед макрометодом: сокращается время проведения опыта, уменьшается расход реактивов и материалов, открывается возможность использования дорогих и особо чистых реактивов.
Малые количества веществ используют также и в демонстрационном эксперименте, если проецировать опыты на экран (например, в чашках Петри с помощью графопроектора).
При характеристике эксперимента учитывают не только массы, но и особенности проведения физических, физико-химических и химических операций с твердыми, жидкими и газообразными веществами.
В школьной химической лаборатории при подготовке эксперимента на уроках, факультативных, кружковых занятиях учитель, лаборант, учащиеся проводят перечисленные выше операции. Знание этих операций и правильных приемов их выполнения необходимо для отбора оборудования, грамотного монтажа приборов и установок, безопасного выполнения опытов .
Операции с твердыми веществами: взвешивание, высушивание, возгонка (сублимация), измельчение, крекинг (сухая перегонка), нагревание, определение физических свойств и констант (диэлектрические свойства полимеров, плотность, температура плавления или затвердевания, тепловой эффект реакции, твердость, электрическая проводимость), прокаливание, разделение смесей, растирание (в ступке), разложение (пиролиз), смешивание, внесение в пламя (определение ионов лития, натрия, калия, кальция, бария, меди по окраске пламени).
Операции с твердыми веществами и газами: обжиг, окисление металлов, адсорбция газов (и паров), хроматография газовая.
Операции с жидкими веществами: выпаривание и упаривание, высушивание, перегонка, нагревание, очистка, определение плотности (ареометром и др.), определение температуры кипения, перемешивание, внесение в пламя (окрашивание пламени), определение активной кислотности (индикаторами и др.), получение абсолютного (безводного) спирта, разделение жидкостей (делительной воронкой, перегонкой, хроматографией), крекинг (пиролиз), определение электрической проводимости, электролиз (воды, солей, растворов), хранение и переливание жидкостей.
Операции с жидкостями и газами: растворение газов, выделение газов из жидкости, распыление жидкости потоком газа, промывание и осушка газов.
Операции с твердыми и жидкими веществами: адсорбция растворенных веществ, взвешивание, выпаривание, высушивание, диффузия, ионный обмен, кристаллизация из раствора, нейтрализация, приготовление растворов, растворение твердых веществ, плавление и затвердевание, осаждение, комплексообразование, разделение смесей (фильтрование, хроматография, экстракция), получение коллоидов, коагуляция.
Операции с газами: адсорбция, обращение с горючими газами, нагревание, очистка и поглощение газов, осушка газов, определение состава воздуха, получение, собирание газов (над водой, вытеснением воздуха), зарядка газометра, сжигание газов, взаимодействие газов с жидкостями и твердыми веществами, диффузия, термическое разложение газов, электрические разряды в газах, газовая коррозия металлов.
В данном пособии не рассматриваются оборудование и приемы выполнения перечисленных операций. Эти вопросы подробно раскрываются в руководствах по лабораторной практике . Многие из операций приводятся далее при описании различных опытов.

ТРЕБОВАНИЯ К УЧЕБНОМУ ОБОРУДОВАНИЮ ДЛЯ ШКОЛЬНОГО ХИМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
Требования к оборудованию для школьного химического эксперимента продиктованы содержанием и особенностями его организации в условиях кабинета химии. Поэтому прежде чем определить, каким должно быть школьное оборудование для химического эксперимента, необходимо рассмотреть общие и специфические требования к постановке демонстрационных опытов, организации лабораторных и практических работ, а также вопрос о рациональном сочетании этих видов эксперимента на уроках.
Наглядность, выразительность опытов - первое требование к химическому эксперименту. Поскольку любой химический опыт направлен па реализацию наглядности изучаемых предметов и явлений, следует определить, в какой форме он будет наиболее эффективен: в виде лабораторного опыта, обычной демонстрации, проекции на экран или в их определенном сочетании.
Учебно-материальная база должна обеспечить условия для рационального выбора необходимых форм химического эксперимента. Цель постановки и содержание опытов должны быть понятны каждому учащемуся. Эксперимент должен быть хорошо видимым, размеры приборов, деталей, их размещение на рабочем столе должны обеспечивать хорошую обозреваемость наблюдаемых явлений.
Второе требование: химические опыты должны быть доступными для восприятия и всегда убедительными, не должны давать повод учащимся для неправильных толкований.
Учебное оборудование, следовательно, должно обеспечивать простоту, доказательность и достоверность химического опыта. При выборе прибора должны быть учтены его конструктивные особенности. Так, например, демонстрация взаимодействия натрия с водой в стакане пли чаше кристаллизационной, как это обычно выполняется в школах, не позволяет выявить все признаки реакции: плавление натрия в результате выделяющейся теплоты реакции, превращение натрия в шарик, его движение по поверхности воды, выделение газа. Это затрудняет объяснение опыта и исследование свойств щелочного металла. Сочетание обычной демонстрации с проекцией на экран позволяет сделать опыт наглядным и достоверным.
Конструкция прибора или установки должна обеспечивать не только условия для проведения химической реакции, но и возможность для выявления и показа видимых и скрытых признаков протекающего процесса. При демонстрации реакции нейтрализации, например, путем прплнвання раствора кислоты в раствор щелочи с использованием лакмуса или фенолфталеина процесс нейтралтации обнаруживают по изменению цвета индикаторов: сипилакмус становится фиолетовым, а малиновая окраска фенолфталеина становится бесцветной. Выделение теплоты остается скрытым от наблюдателя. Применение в демонстрационном эксперименте электротермометра позволяет охарактеризовать реакцию более доказательно.
Наглядность и достоверность показа опытов обусловлена техникой его постановки.
В школьном химическом эксперименте раньше отсутствовали точные измерительные приборы. Однако сегодня без них невозможно ознакомление учащихся с научными методами. Для применения таких приборов достаточно умение правильно пользо-м.пься ими, не вникая в детали их конструкции.
Нго прежде всего электрические и электронные приборы, используемые при проведении целого ряда опытов по электрохимии, и том числе с применением тока высокого напряжения.
Каждый опыт, осуществляемый учителем или учащимся, должен быть безотказным, а оборудование для его выполнения - наложным. Неудавшаяся демонстрация нарушает ход урока, вызывает разочарование у учащихся и нередко порождает недоверие к учителю. Причины иеудавшихся опытов разнообразны. Одной из них является техническое несовершенство приборов, а также отдельных их деталей и узлов.
Надежность приборов и установок зависит, таким образом, от их технического совершенства. Для этого необходимо иметь в каждом кабинете химии наборы унифицированной посуды в строго необходимом и достаточном количестве для осуществления различных видов химического эксперимента; комплекты универсальных узлов и соединительных четалеп, обеспечивающих герметичность и удобство монтажа. К ним относятся разнообразные соединения: резиновые, стеклянные сочленения (шлифованные и моллированные), резиновые и пластмассовые уплотнители.
Надежность приборов и установок зависит также от их правильного храпения и транспортировки. Так, например, стеклянная посуда и принадлежности нередко выходят из строя из-за неправильного храпения их в кабинете (без укладок в шкафах).
Надежность и техническое совершенство приборов и установок шижио обеспечивать соблюдение правил техники безопасности при осуществлении химического эксперимента. Реализация этого требования зависит, Конечно, не только от состояния учебно-материальиой базы кабинета химии, но и от того, насколько учитель овладел техникой химического эксперимента, от его знания всего арсенала учебного оборудования, необходимого для опытов, пт зккуратиости и культуры труда.
Приборы, в которых проводят опыты, должны быть заранее подготовлены, неоднократно испытаны, а руководства по эксплуатации или паспорта приборов и установок тщательно изучены учителем.
Безопасная работа определяется нормативными документами, р частности «Правилами по технике безопасности для кабинетов (лабораторий) химии общеобразовательных школ системы МП СССР» . Следует заметить, что в большинстве случаев опасность бывает вызвана небрежностью экспериментатора, нарушением или прямым игнорированием инструкции по эксплуатации приборов или установок. Нагревание легковоспламеняющихся жидкостей на открытом пламени, неправильный выбор количеств, концентраций и объемов реагирующих веществ, хранение горючих и взрывоопасных газов в стеклянных газометрах, демонстрация взрыва газов в стеклянных сосудах, включение электроприборов, рассчитанных на низкое напряжение, в сеть, использование технически несовершенных самодельных электроприборов - наиболее часто встречающиеся причины возникновения опасных ситуаций.
В промышленных приборах и установках требования безопасности определены соответствующими нормативными документами V. находят отражение в конструктивных особенностях данного прибора. Например, снабжение электроприборов защитными кожухами, полюсными вилками (предотвращающими включение прибора в обычную сетевую розетку), механическая блокировка розеток (фиксация в нужном положении) и т. д.
Самодельные приборы и установки могут использоваться в школе лишь в тех случаях, когда они технически надежны и безопасны. Одно из требований, предъявляемых к школьному химическому эксперименту, - его кратковременность, которая обусловливается ограниченным временем урока.
При постановке эксперимента на уроке должны быть учтены: целесообразность включения опытов в определенный этап урока, необходимость объяснения их (в том числе с использованием других средств обучения), возможность повторения эксперимента для корректировки наблюдения, получения достоверных результатов.
Рациональная конструкция приборов и установок, их правильное применение сообразно темпам и этапам урока обеспечивают достижение поставленных целей в точно рассчитанные сроки. Так, например, экономию учебного времени можно получить не только за счет сокращения вспомогательных операций при монтаже прибора или установки, но и за счет удобства и быстроты их выполнения. Этому в значительной мере способствует хорошо продуманная конструкция прибора. Например, нагревание является одной из наиболее часто повторяющихся операций. Следовательно, необходимо создание таких нагревателей, которые обеспечивали бы возможность работы в заранее заданных режимах.
Средняя продолжительность лабораторного опыта и отдельной демонстрации не должна превышать 5 - 6 мин урока, а при выполнении практических работ - 15 - 20 мин. Затягивание времени опыта сверх приведенных норм снижает интерес к эксперименту, нарушает ритм н структуру урока, не позволяет оформить результаты проведенного исследования.
Некоторые опыты (например, по коррозии металлов) требуют длительного времени. Такой эксперимент проводят поэтапно; на первом уроке обсуждают условия опыта и осуществляют ело постановку, на последующих одном-двух уроках фиксируют полученные результаты. Для постановки таких опытов в параллельных классах требуется большее количество однотипного оборудования, которое может быть заменено аналогичным по назначению (например, вместо колб можно использовать химические стаканы).
Необходимо учитывать, что учебное оборудование для химического эксперимента может успешно функционировать, если в кабинете химии создать определенные условия; в частности, имеются соответствующие подводки коммуникаций, налажено гало-, водо- и электроснабжение, рационально организованы рабочие места учителя и учащихся, тщательно продумана система размещения н хранения учебного оборудования.
Эти н другие вопросы раскрыты в книге «Кабинет химии» . Поэтому здесь рассмотрены преимущественно новые вопросы по реализации методических требований и правил техники безопасности при выполнении химического эксперимента. К ним в первую очередь относится современное электрооборудование кабинета химии, поскольку проведение опытов по электрохимии, а также работа электронагревателей требуют не только надежных, но и безопасных приборов, а также соответствующих условий Для их использования в процессе обучения.
Состав электрооборудования и правила его эксплуатации в условиях школьного кабинета химии определяют следующие нормативные документы; «Типовые перечни учебно-наглядных пособий и учебного оборудования для общеобразовательной школы» па XII пятилетку (далее по тексту «Перечни-12»), Раздел; химия ; Правила техники безопасности для кабинетов (лабораторий) химии общеобразовательных школ Министерства просвещения СССР ; ГОСТ «Оборудование школьное. Общие требования безопасности».
Электрооснащение кабинета химии включает стационарное оборудование (комплекты электроснабжения для кабинета химии, КЭХ, щит силового ввода, аппарат для дистилляции воды) и переносное (различные электроприборы и установки, проекционная аппаратура). Все электроприборы по способу защиты от поражения электрическим током подразделяются на четыре класса: ОТ, I, II, III. В кабинете химии учитель работает с электрооборудованием, относящимся к классам I, II, III.
К первому классу относят стационарные приборы и установки, которые требуют заземления. Ко второму классу принадлежат всевозможные электроприборы (плитки, демонстрационные нагреватели), которые включают в сеть, но они не заземляются, так как имеют двойную или усиленную изоляцию.
Третий класс включает приборы, которые не имеют пи внутренних, ни внешних электрических цепей с напряжением свыше 42 В (нагреватели лабораторные типа НЛШ, НПУ, НПЭШ, см, с. 108, 109).
С приборами и установками первого и второго классов работают учителя и лаборанты. Учащиеся используют для лабораторных и практических работ только приборы, относящиеся к третьему классу.
В школах-новостройках стационарное оборудование, питающееся трехфазным током, устанавливают строительные организации. Однако в большинстве школ специалистам еще только предстоит его установить. Наиболее удобной для этой цели является стена, примыкающая к лаборантской.
С помощью комплекта электроснабжения для кабинета химии (КЭХ) осуществляют питание демонстрационного стола учителя электрическим током переменного напряжения 220 В и 42 В и рабочих мест учащихся электротоком переменного напряжения 42 В. К.ЭХ снабжен устройством защитного отключения типа УЗОШ.
Для выполнения опытов по электрохимии, требующих напряжения постоянного тока до 12 В, следует использовать источник электропитания «Практикум» (из кабинета физики).
Для питания электроприборов на специализированном для кабинета химии демонстрационном столе устанавливают две розетки: 220 В и 42 В на расстоянии не менее 1,5 м от водопроводного крана (например, на боковой стенке демонстрационной части стола).
Для питания электроприборов на рабочих местах учащихся помещают одну розетку напряжением 42 В (например, на боковой панели стола). Она имеет щелевидные отверстия, расположенные перпендикулярно друг к другу и предназначенные для вилки с соответствующим расположением плоских штекеров.
Создавая и используя самодельные и промышленные приборы, необходимо помнить следующие требования безопасности (согласно вышеуказанному ГОСТу):
1. В закрытых токоведущих системах допустимым является напряжение для учащихся не выше 42 В переменного и постоянного тока; для учителя - -220 В переменного и 110 В постоянного тока.
2. В открытых токоведущих системах (в приборах с неизолированными частями проводников и при работе с электролитами) допускается напряжение пе выше 12В переменного и постоянного тока для учителя и учащихся.
3. При работе с электролитами в закрытых специальными приспособлениями (кожухами, крышками и т. д.) сосудах допускается напряжение для опытов учащихся до 42 В переменного и постоянного тока и для опытов учителя - ПО В.
4. Предельное значение потребляемой мощности электротока в кабинете химии не должно превышать 2,2 кВт (например, нельзя включать одновременно 20 нагревателей для пробирок, проек-кионный аппарат и аппарат для дистилляции).
Учитель должен принять к сведению, что в кабинете химии розетки (220 В) и выключатели согласно правилам устройства электроустановок должны находиться на высоте 1,8 м от пола.
Обязательным требованием при работе с электрооборудованием является предварительное тщательное изучение инструкций по его эксплуатации.
Необходимо также помнить, что на лабораторные столы учащихся электрический ток включают только во время проведения опытов. В нерабочее время рабочие места должны быть обесточены.
Включение электрического тока осуществляют с помощью распределительного щита, находящегося в лаборантском помещении. Шит снабжен общим выключателем питания и индикатором включения.
Для постановки всех видов эксперимента необходимо, чтобы в каждом кабинете были созданы комплекты приборов, установок, посуды и лабораторных принадлежностей, всегда готовые к использованию.
Оборудование, поступающее в школы согласно действующему Перечню учебного оборудования, позволяет в каждом кабинете химии самостоятельно сформировать такие комплекты, если не удалось приобрести их в готовом виде.
Для успешной реализации химического эксперимента по новой программе необходимы следующие комплекты (наборы).
Для демонстрационного эксперимента: комплект малоинерци-оппых электронагревателей жидкостей и твердых веществ до температуры 300°С (в колбах, стаканах, тиглях, чашках); комплект посуды, деталей и узлов для монтажа приборов и установок, в которых осуществляются химические реакции при обычных условиях; комплект деталей и узлов для опытов с вредными веществами без тяги; комплект счетно-измерительный (измерение массы, температуры, времени, напряжения, рИ и проведения арифметических расчетов на демонстрационном световом табло); комплект для осуществления каталитических реакций (набор катализатор-пых трубок и нагревателей, катализаторов на носителях); комплект для опытов с газами (горючими и взрывоопасными); комплект для опытов с электрическим током высокого напряжения; комплект специализированных приборов и аппаратов (для получения и храпения газов, получения дистиллированной воды, иллюстрации некоторых законов и др.); комплект узлов и детален для проецирования опытов на экран; комплект склянок на 250 мл для растворов реактивов; комплект склянок с нижним тубусом па 1 - 2 л для хранения запаса растворов реактивов.
Для ученического эксперимента: комплект для проведения лабораторных опытов и практических работ, включающий набор сухих реактивов в банках и их растворов в склянках для постоянного и эпизодического использования; набор принадлежностей небольшого размера; набор посуды малого объема (25 - 50 мл); набор сочленений и узлов для монтажа различных вариантов приборов; набор вспомогательных лабораторных приспособлений (промывалки, банки для мусора, штативы для пробирок и лабораторные штативы для фиксации приборов, посуды и принадлежностей) .
Эти комплекты должны обеспечивать возможность вариативного и безопасного выполнения учащимися лабораторных и практических работ различными способами: с применением макро и микроколичеств реактивов, капельного метода, с использованием веществ в различных агрегатных состояниях.
Организуя рабочие места учащихся, учитель должен определить наиболее соответствующий его стилю работы вариант размещения оборудования: постоянно закрепленные на лабораторном столе наборы или выдаваемый раздаточный материал в лотках перед практической работой.
Система размещения реактивов, посуды и принадлежностей на лабораторных столах или при хранении в лаборантской должна обеспечивать учащимся быстрый и правильный отбор склянок с реактивами, необходимых узлов для монтажа приборов, порядок и удобство на рабочем месте.
Те же требования предъявляются к рабочему месту учителя, и прежде всего к демонстрационному столу .
Особое внимание должно быть обращено на организацию препараторского стола в лаборантской, хранение и размещение реактивов, посуды, принадлежностей, лотков с раздаточным материалом в секционных шкафах .
Посуду и стеклянные принадлежности необходимо хранить в укладках (из поролона или пенопласта), которые могут быть изготовлены учащимися под руководством учителей химии и трудового обучения .
Согласно требованиям реформы школы расширена номенклатура демонстрационных опытов (проецирование на экран опытов по хроматографии и др.) и ученического эксперимента (электролиз, получение озона и др.).
Требования научно-технического прогресса - поднять на более высокий уровень эксперимент как основу изучения химии, обеспечить его наглядность, доказательность, надежность, безопасность, показать с помощью учебного оборудования применение законов химии в химической технологии, а также связь химии с физикой и биологией - определяют основные направления развития учебного оборудования для школьного химического эксперимента:
создание полифункциональных приборов, обеспечивающих проведение нескольких опытов в одном приборе. Эти приборы включают унифицированные узлы и детали (модули), которые предоставляют учителю пучащимся возможность быстро и удобно монтировать необходимые установки для демонстраций и самостоятельных работ учащихся;
создание новых электроприборов: специализированных малоинерционных нагревателей; автоматических и вспомогательных устройств (для принудительной вентиляции, регуляции освещения, зашторивания и др.);
оптимальную миниатюризацию учебного оборудования, которая обеспечивает экономию материалов, позволяет учащимся рационально выполнять самостоятельные работы с малыми количествами веществ;
использование электронной техники для фиксирования не только качественных, но и количественных результатов опытов;
создание приборов и установок для осуществления межпредметных связей химии с физикой и биологией;
использование новых конструкционных материалов и технологий в производстве учебного оборудования: германиевых полупроводников, тензорезисторов, преобразующих давление газа в электрический сигнал, пластмасс, стеклянных деталей с моллиро-ванной поверхностью, в перспективе - жидких кристаллов, световолоконных материалов;
осуществление школьного химического эксперимента на основе типового, стандартного оборудования, обеспечивающего рациональную сочетаемость отдельных деталей и узлов, комплектов в целом и возможность быстрого и правильного монтажа разнообразных вариантов приборов и установок в условиях школьного кабинета химии.
В данном пособии авторы останавливаются главным образом на использовании нового и модернизированного оборудования,позволяющего усовершенствовать технику и методику школьного химического эксперимента.

ПОСТАНОВКА ДЕМОНСТРАЦИОННЫХ ОПЫТОВ

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИОННЫХ ОПЫТОВ
Типичные узлы и детали, наборы посуды и принадлежностей для монтажа приборов и установок
В практике школ для постановки демонстрационного химического эксперимента используют различную химико-лабораторную посуду и лабораторные принадлежности (стеклянные и резиновые трубки, краны, зажимы винтовые и пружинные, прокладки огнезащитные, треугольники для тиглей и др.). Это оборудование служит для проведения как простых, так и более сложных опытов в приборах и установках. К первой группе опытов относят: разделение смеси веществ; взаимодействие воды с оксидами фосфора и кальция и испытание полученных гидроксидов индикаторами; возгонка иода; реакции обмена (получение нерастворимых гидроксидов и исследование их свойств, осадков солей и др.); отношение предельных углеводородов к раствору перманганата калия, щелочам, кислотам; взаимодействие глицерина с натрием; растворимость фенола в воде при обычной температуре и при нагревании; отношение стеариновой и олеиновой кислот к бромной воде и раствору перманганата калия и некоторые другие опыты. Для их постановки используют колбы, стаканы, цилиндры с пластинами, демонстрационные пробирки вместимостью 50 мл (тип ПХ-21), тигли, выпарные чаши и др.
Техника работы с этим оборудованием простая и хорошо известна учителю химии, и поэтому авторы ее не раскрывают.
Другая группа демонстрационных опытов (около 40) требует использования наряду с химической посудой и лабораторными принадлежностями специальных деталей и узлов, которые монтирует обычно сам учитель (лаборант), если в школе отсутствуют специальные наборы промышленного изготовления.
Подготовка таких деталей и узлов в виде комплектов различного назначения, рациональное размещение их в кабинете химии являются необходимыми условиями для успешного осуществления различных по сложности опытов.
К типичным составным частям учебных приборов и установок относят различные реакторы, устройства для передачи продуктов реакции (пробки с трубками, сочленения, алонжи, конусы и т. д.), приемники. Несколько реже используют сосуды для очистки, осушки газов, холодильники, воронку Бюхнера и колбу Бунзена для фильтрования под вакуумом (рис. 1).
Реакторы. Среди реакторов наиболее часто встречаются два тигта: первый тип - реактор в виде различных колб (круглодонной колбы, колбы с отростком - колбы Вюрца и др.); второй тип - реактор в виде трубки, расположенной горизонтально или вертикально (см. форзац I).
В сложных установках иногда используют реакторы обоих типов.
На форзаце I представлены реакторы в виде различных колб с наиболее часто используемыми узлами: пробкой с трубками, воронкой, термометром. В приборах, собранных с использованием соответствующих деталей, можно поставить ряд демонстрационных опытов с получением газов или летучих веществ: получение хлора, хлороводорода, аммиака, оксида серы (IV), ацетилена карбидным способом, нитрование бензола и др. (см. форзац П).
Выбор колбы-реактора обусловлен характером демонстрационного эксперимента. Как правило, используют круглодонные колбы (вместимость колбы 200 - 250 мл), поскольку они более прочные, выдерживающие осторожный нагрев непосредственно пламенем горелки. Для многих опытов (перегонка жидкости, получение газов и др.) удобны колбы с отростком (колбы Вюрца). Колбы должны плотно закрываться резиновыми пробками или пробками с нужными деталями.
Капельная воронка с пробкой (форзац Г) - деталь, наиболее часто используемая при получении газов. Нередко для выравнивания давления внутри колбы и атмосферного давления конец воронки погружают в небольшую пробирку, находящуюся на дне колбы-реактора. Однако наиболее удобной в работе является колба-реактор, .снабженная шарообразной воронкой с газоотводной трубкой (форзац I): В двугорлой колбе используют воронку для работы с вредными веществами (тип ВВРВ) промышленного изготовления (форзац I) Наличие шлифа, к сожалению^ ограничивает ее применение, поскольку воронка поступает в школы в комплекте с колбой, имеющей такой же шлиф.
В некоторых случаях - (для.перегонки жидкостей) требуется термометр, вставленный в пробку (форзац I). Пробка, соединенная небольшой пробиркой посредством-стеклянной и резиновой трубок, удобна для внесения в колбу-реактор небольших количеств порошкообразных веществ.
* С использованием электроспирали можно проделать ряд опытов в колбах, например термическое разложение древесины, торфа, горючих сланцев, каменного угля, нефтепродуктов.
В качестве реактора могут быть использованы также различные виды трубок v(cm. форзац I): прямые, хлоркальциевые (с шаром и дугообразные), прямые реакционные трубки длиной200мм и диаметром 15 - 20 мм (для некоторых опытов требуются более длинные трубки - 400 мм с диаметром 25 мм) из термостойкого или кварцевого стекла, а также железные (прямые и изогнутые под прямым углом) и фарфоровые.
Целый ряд опытов можно поставить в обычных стеклянных трубках (трубчатых реакторах), используя нагревание открытым пламенем. В них проводят, например; демонстрации разложения основного карбоната меди; восстановление оксида меди (II) водородом; каталитическое окислениеоксида серы (IV) до оксида серы и аммиака до оксида азота (II); количественный опыт: определение массы образовавшегося оксида серы (IV) при сжи-"гании определенной массы серы по увеличению массы гидроксида-. натрия, поглотившего образовавшийся продукт реакции.
Трубчатые реакторы нужны, как правило, для высокотемпературных опытов, для реакций в потоке (газ, жидкость).
Далеко не во всех случаях можно пользоваться газовыми горелками; поэтому уже давно используют электронагреватели, описание которых дано в руководствах по химическому эксперименту .
Для изготовления самодельных трубчатых печей с электрообогревом часто рекомендуют использовать асбест. Однако его применение в школьных кабинетах химии Д последнее время запрещено. Электронагрев с помощью спирали.можно использовать и без асбеста. В стеклянных трубках с электронагревом осуществляют, некоторые опыты (окисление оксида серы (IV) в оксид серы (VI). в присутствии твердого катализатора, синтез аммиака, каталитическое окисление аммиака).
Электроспираль можно использовать и по-иному. Трубку, через которую протянута электроспираль (форзац Л), заполняют катализатором. В таком реакторе окисляют аммиак до оксидов азота, В присутствии того же катализатора - оксида хрома (III).
па керамическом носителе в том же реакторе можно осуществить окисление оксида серы (IV) в оксид серы (VI).
К реакторам также следует отнести специальные устройства для сжигания газов друг в друге. ним принадлежит универсальная горелка промышленного изготовления.
Устройства для передачи и собирания продуктов реакции. Для быстрой и надежной сборки и разборки приборов используют соединительные элементы в виде переходов, изгибов, муфт, алонжеЙ, затворов, насадок. Из ограниченного числа таких деталей, особенно когда они имеют отшлифованные поверхности, можно собрать целый ряд приборов. Наиболее распространены взаимозаменяемые конусные шлифы. Конусы могут изготовляться не толщ ко методами шлифовки, но и методом горячей калибровки - моллированием. Таким образом, различают конусы со шлифованной поверхностью (КШ) и конусы с нешлифованной поверхностью (КН). Моллированные изделия имеют, ряд преимуществ перед Шлифованными: большая механическая Прочность, не заклинивают п легко разъединяются, меньше загрязняются, могут работать даже без смазки, прозрачны.
Для очистки и осушки газов служат различные промывные склянки (см. форзац I). Их заполняют жидкими (наиболее часто используют концентрированную серную кислоту и раствор щелочнКНЛш твердыми (гидроксиды натрия и кальция, хлорид кальций) Поглотителями.
иДлЯ твердых поглотителей используют также хдоркальциевые трубки с шаром и поглотительные колонки. Последние могут быть приемниками продуктов реакции, например, хлороводорода и синтетической соляной кислоты. В качестве приемников можно применять и различную химическую посуду: пробирки, колбы, стаканы.
Склянки для жидких промыватёлей (Дрекселя, двугорлые и трехгорлые Вульфа) используют так. же как предохранительные сосуды при фильтровании под вакуумом. Для выполнения этой операции необходимо иметь толстостенную колбу с отростком (Бунзена) и фарфоровую воронку с отверстиями (Бюхнера).
Типичные узлы для собирания газов и их растворения представлены на форзаце II.
В настоящее время все типичные детали и узлы для монтажа разнообразных приборов и установок укомплектованы в специальные наборы, выпускаемые, промышленностью: набор химико-лабораторной посуды и принадлежностей для демонстрационных опытов по химии (НПХ) для неполной и полной средней школы и набор деталей и узлов для монтажа приборов, иллюстрирующих химические производства (НДХП-М) .
В состав этих наборов входит более 50 разнообразных деталей, обеспечивающих монтаж не только традиционных, но и специальных приборов и установок для постановки всех демонстрационных химических опытов по курсу химии неполной и полной средней школы.

Специализированные приборы, аппараты, установки
Для постановки определенных демонстрационных опытов служат специализированные приборы, аппараты, установки. Как правило, это стационарные приборы: аппарат для получения газов (Киппа), газометр, прибор для электролиза, прибор для демонстрации зависимости скорости химических реакций от условий и др.
Установки собирают из приборов, детален и узлов комплектов и наборов промышленного изготовления (наборы для опытов с электрическим током, комплекты для проецирования опытов на экран и др.).
1. Приборы для демонстрации опытов с вредными для здоровья веществами без вытяжных устройств, В школьном курсе химии имеется немало опытов по изучению свойств летучих веществ, вредных для здоровья (хлор, бром, хлороводород, сероводород, оксиды азота, аммиак, оксид углерода (И), некоторые органические вещества).
Получение этих веществ, ознакомление с их свойствами рекомендуется обычно проводить иод тягой. Удаленность вытяжных шкафов от рабочих мест учащихся, наличие бликов на остекленной поверхности шкафа ухудшают видимость демонстраций, но обеспечивают их безопасность.
Одним из направлений совершенствования подобных демонстраций явилось создание приборов, замкнутых на поглотитель. Использованием этих приборов достигается наглядность, безотказность, безопасность, доступность, простота демонстрационного эксперимента.
В связи с новой технологией изготовления стеклянных деталей гг узлов с моллироваиными поверхностями появилась возможность реализации всех указанных требований и в том числе идеи вертикального монтажа учебных приборов по химии.
Следует заметить, что приборы и устройства, составляющие замкнутую па поглотитель систему, кажутся более сложными но сравнению с обычными приборами за счет введения детален новых конструкций, но с методической стороны это является целесообразным.
Количество новых конструкционных элементов невелико, и они могут применяться во многих устройствах для проведения реакций с летучими веществами.

KOHEЦ ФPAГMEHTA КНИГИ

Выпуск:

УДК 371.388:372.854

Библиографическое описание статьи для цитирования:

Сафарова М. А., Карпенко Г. М. Химический эксперимент в современной школе как важнейший инструмент естественнонаучного образования // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2013. – № 12 (декабрь). – С. 31–35..htm.

Аннотация. В статье представлено обобщение сведений об использовании экспериментальных работ различного характера на уроках химии и во внеклассной работе. Предложены возможные темы научно-исследовательских и домашних экспериментальных работ.

Текст статьи

Сафарова Марина Александровна,учитель химии МОУ «Лицей№15», г. Саратов[email protected]

Карпенко Галина Михайловна,учитель химии МОУ «Лицей№15», г.Саратов[email protected]

Химический эксперимент в современной школе

как важнейший инструмент естественнонаучного образования

Аннотация.В статье представлено обобщение сведений об использовании экспериментальных работ различного характера на уроках химии и во внеклассной работе. Предложены возможные темы научноисследовательских и домашних экспериментальных работ. Ключевые слова:химический эксперимент в школе, процесс обучения, исследовательская работа, специфический метод обучения, компетентностный подход.

Красивый эксперимент сам по себе часто гораздо ценнее, чем двадцать формул, добытых в реторте отвлеченной мысли.А.ЭйнштейнСовременная тенденция гуманизации образования предполагает развитие личностной природы индивидуума, инсталляцию образовательного материала в соответствии с интересами и потребностями ученика, создание условий для самоопределения, самореализации личности ребенка, снабжения его разума не готовыми знаниями и фактами, а инструментами для обучения. Ведущим фактором такой формы обучения становится проблемнопоисковая, проектноисследовательская ориентация. Успешность сегодняшних образовательных технологий определяется системой совместных целенаправленных действий обучающего и обучаемого для достижения запланированных результатов обучения, воспитания и образования. Если говорить о месте эксперимента в современном школьном естественнонаучном образовании, то, несомненно, стоит отметить его недостаточное использование вследствие некоторых причин: сокращение часов предмета химии, ограничении используемых реактивов и материалов. Однако эффективное использование эксперимента и экспериментальных данных на всех этапов урока и внеклассного мероприятия служит инструментом активизации познавательной активности обучающихся, развитию исследовательских умений, аналитических и рефлексивных возможностей, социализации и адаптации индивидуума в социуме. Считается, что в данном случае задействована эмоциональная память обучающегося, что позволяетулучшить запоминание и понимание знания, а также соединить воедино теоретический и практический аспект науки. Обсуждение видов и целесообразности применения эксперимента на разных этапах урока было проведено в работах Е.В.Тягловой , И.В.Ширшиной , В.Я.Вивюрского , Э.Г.Злотникова ,Использование эксперимента возможно в виде нескольких форм организации, как иллюстрационный (демонстрационный) эксперимент, лабораторные опыты и работы, практические работы и опыты, внеклассный (исследовательский) и домашний эксперимент . Для эффективной реализации экспериментальной составляющей урока необходима детальная проработка всех этапов эксперимента. Преподавателю необходимо учитывать наглядность данного эксперимента, его безопасность для учителя и учеников (необходимо соблюдать все меры предосторожности), целесообразность применения для освещения конкретной проблемы. Полученные данные и результаты исследования должны быть трактованы, снабжены логичными и верными комментариями и выводами.Если рассмотреть структуру урока, то экспериментальной составляющей на любой фазе урока найдется соответствующая ниша. Так, на этапе инициации, при сообщении целей урока и планирования его результатов использование проблемного эксперимента с нестандартным содержанием или неожиданным результатом способно побудить учеников включиться в активнопознавательную деятельность на уроке, заинтересовать обучающихся. Как правило, такой демонстрационный эксперимент может быть проведен учителем,либо специально подготовленным обучающимся, незаменимо так же использование материалов виртуальной лаборатории. Примерами такого рода экспериментов могут служить демонстрация электропроводности различного типа растворов и твердых тел в преддверии объяснения темы: «Электролитическая диссоциация», демонстрация различной скорости протекания реакции в зависимости от ее условий перед объяснением темы «Кинетика реакций», демонстрация различия признаков химических и физических превращений перед объяснением темы «Физические и химические явления» и т.д.. Практика показывает, что привлечение проблемного эксперимента на этой стадии урока делает обучающегося не сторонним наблюдателем, а активным участником поискового процесса, ученик заинтересован и направлен на решение вопроса: «Почему?», ответ на который он в обязательном порядке должен получить в конце урока (идеальным вариантом является, если выводы им сделаны будут самостоятельно с контролем и направлением со стороны учителя).В процессе актуализации материала на уроке, включающей интеракции всех участников образовательного процесса, демонстрационноисследовательский эксперимент и лабораторные опыты (работы) позволяют визуализировать химические процессы и реакции, закрепить полученные знания и навыки, получить подтверждение гипотезе, сформированной учеником при просмотре проблемного эксперимента в начале урока (или опровергнуть ее). В данном случае преподаватель предлагает учащимся провести несложные опыты по определенному алгоритму, наверняка приводящим к искомому результату. Немаловажно, когда учитель призывает ребят к дискуссии, комментируя и резюмируя выводы обучающихся, а у ребенка складывается четкая позиция правильности и последовательности полученных результатов. Так химические свойства классов неорганических соединений и органических веществ целесообразно проводить в виде лабораторных опытов. Каждому обучающемуся выдается набор реактивов, включающих в себя индикаторы, растворы кислоты и щелочи, воду. Проводя эксперимент, ученик закрепляет полученные знания. При этом для устранения возможных неточностей в трактовке результата и ошибок в проведении эксперимента, учитель обращает внимание на их наличие. Необходимо обратить внимание на тот факт, что один из кислотных оксидов с водой взаимодействовать не будет, о чем скажет отсутствие изменения окраски индикатора, а амфотерные оксиды и основания проявляют двойственные кислотноосновные свойства. Лабораторные опыты знакомят обучающегося с небольшим конкретизированным набором фактического материала, позволяя обучающемуся решить определенную исследовательскую задачу, подтвердить или конкретизировать конкретное понятие или процесс, совершенствовать экспериментальные знания и навыки. Как правило, такие опыты включают 2–3 простых операции с веществами, но должны сопровождаться обоснованными выводами, записью в тетради или лабораторном журнале ученика. Похожие явления или процессы, с которыми встречается ученик в повседневной жизни можно взять также за источник информации, описать, по аналогии с реакциями в пробирке, явления, происходящие вокруг нас. Мировоззренческая и образовательная функция проблемного и исследовательского эксперимента позволяет обучающимся формировать и корректировать собственные представления о различных процессах и явлениях, связывать лабораторный опыт и бытовое или промышленное явление, использовать полученные навыки на следующих этапах изучения и для объяснения похожих явлений и процессов. На этапе закрепления материала возможно включение эксперимента в виде практической работы, а возможно использованиезадач и заданий, основанных на полученных ранее экспериментальных данных или составление их для ситуаций, требующих практического решения (метод кейсов). В данном случае можно говорить о реализации компетентностногоподхода в обучении, межпредметных связях и применении знаний и умений в конкретных жизненных ситуациях . Практическая работа, несомненно, охватывает большой раздел материала и требует от обучающегося предварительной теоретической подготовки, знания и умения безопасной работы и грамотности в обращении с реактивами и оборудовании. Ученик самостоятельно или же при помощи учителя ставит перед собой цель эксперимента, проводит соответствующие манипуляции, наблюдает химическое явление или процесс, описывает его сущность, вносит свои наблюдения в тетрадь, записывает в большинстве случаев уравнение химической реакции. Учителем при проведении данного вида экспериментальных работ должна быть оказана дифференцированная помощь. В практические и лабораторные работы целесообразно включать небольшие творческие задания. Так, определение галогенидов с применением нитрата серебра можно испробовать не только на лабораторном растворе, но и на обычной водопроводной и минеральной воде (например, иодированной), свойства органических соединений, качественные реакции на различные функциональные группы можно провести с использованием различных лекарственных средств. определение аминокислот, молочной кислоты с помощью соли железа можно провести для сравнения в смыве с кожи, крахмал, лактозу, глюкозу можно обнаружить в пищевых объектах. Обучающимся можно предложить составить алгоритм решения подобного задания для другого набора реактивов, другого набора объектов и условий. На уроке по теме «Смеси» ученикам была предложена практическая задача на выбор, при проведении практической работы «Приготовление раствора определенной концентрации» готовили раствор сахара в чае (взвешивали столько ложек, сколько обучающийся ежедневно кладет в чай), обнаружение карбонат иона проводили на кусочке мрамора, раковине, скорлупе от яйца, обнаружение крахмала с помощью раствора иода проводили на многих пищевых объектах. Как правило, такие задания заставляют обучающихся применить полученные знания на решении здоровьесберегающих, экологических и производственнобытовых проблем. Следующий этап урока –рефлексияполученных знаний и навыков, критический анализ полученной информации и собственных достижений на этапах урока. На этом этапе ученик осмысляет ход и результаты всего занятия, информация, полученная на уроке из различных источников, формирует устойчивые и отчетливые образы новых умений и навыков. Все использованные факты и данные необходимо четко связать с полученными результатами, все проблемные и исследовательские вопросы урока должны быть решены. В настоящее время широко реализуется практика внедрения домашнего эксперимента , что несомненно служит не только расширению и углублению знаний и навыков обучающихся, способствует удовлетворению исследовательских и познавательных интересов учеников, но и способствует развитию творческой деятельности, осуществление связи наукажизнь. Особенно такого рода деятельность интересна и необходима для обучающихся 7–9хклассов. В процессе подготовки и проведения домашнего эксперимента ученик приобретает необходимые экспериментальные навыки, закрепляет правила безопасного обращения с оборудованием и веществами, развивает творческое мышление и удовлетворяет потребность в творчестве. Ребенок не ограничен во времени, может использовать доступные реактивы и оборудование, планирует и проводит эксперимент, описывает, руководствуясь имеющимися знаниями, составляет отчет и записывает выводы. Однако при проведении эксперимента преподаватель должен быть уверен, что ученик проведет эксперимент правильно с соблюдением техники безопасности и получит соответствующие выводы, поэтому роль преподавателя состоит в четком инструктировании проведения опыта, обсуждении и проверке полученных результатов.Следует отметить, что систематическое использование домашнего эксперимента при изучении химии в школе обеспечивает развитие мотивации к изучению предмета, положительное отношение школьника к получению знаний, практическая подоплека теоретического знания по химии, популяризация химической науки, расширение сферы применения знаний .Можно рассматривать домашний эксперимент как способ проверки истинности знаний. В каждом доме есть импровизированная химическая лаборатория с набором специфических реактивов и оборудования. Методика выполнения работ и правила безопасности должны быть понятны ученику. Домашний химический эксперимент должен выполняться только с разрешения родителей. Примерами заданий для домашнего эксперимента я использую следующие: разделение смесей различными методами (раздаются готовые смеси с инструктированием по разделению);экстрагирование и хромотография, как способы разделения смеси. В данном случае ученику предлагается экстрагировать с помощью спирта зеленый пигмент (хлорофилл) из листа зеленого растения и с помощью бумажной хромотографии провести разделение экстракта на два компонента; окрашивание пламени ионами металлов в различные цвета; исследование индикаторной способности различных природных красителей, выделяемых из доступных веществ; явление адсорбции различных веществ (как вариант предлагается адсорбция активированным углем красителя из гуашевых красок, раствора чая или другого окрашенного или пахучего вещества), изучение действия этилового спирта или других веществ на прорастание семян или луковиц;выращивание кристаллов поваренной соли и медного купороса; изучение воздействия температуры и катализаторов на скорость разложения пероксида водорода; изучение источников тока из подручных материалов;определение витамина С в продуктах питания и т.д.Присистематической реализации таких заданий у обучающихся возникает потребность к познавательному творчеству, формируются интеллектуальные, организационные и технические умения и навыки, создаются предпосылки для выбора предмета химии для профильного изучения.Особую ценность несет научнопроблемный, проектноисследовательский эксперимент . Как правило, его осуществление возможно за рамками урока на внеурочных или кружковых занятиях. В отличии от домашнего химического эксперимента проектноисследовательская работа включает в себя несколько блоков: сбор и поиск информации по теме, подготовка и реализация эксперимента в школьной химической лаборатории, анализ и обработка полученных результатов, оформление и представлении работы перед аудиторией на школьной конференции. Такая деятельность может включать три различных степени свободы: реализация исследовательской работы индивидуально или в малой группе по уже известной схеме, но с непредсказуемым результатом. Например, с группой учеников мною проводилась работа по сравнительному изучению содержания нитратионов в фруктах и овощах. Обучающимися проводилась пробоподготовка, анализ по предложенной методике соответствующих объектов и занесение результатов в лабораторный журнал. Обобщение результатов такого экспериментального задания происходит, как правило, в форме дискуссии или диалога, порезультатам которого учениками;реализация обучающимися исследовательской работы по изучению конкретного объекта с помощью, выбранных ими в сотворчестве с учителем, методами и методиками. В качестве примера можно предложить выделение и исследование поведения природных индикаторах в растворах различной кислотности; синтез органических и неорганических веществ; количественное и качественное определение различных компонентов в природных объектах;в данном случае обучающийся сам формирует проблему, выбирает цели и пути проведения исследования. Роль учителя заключается в компетентном направлении и консультировании обучающегося. Ученик со всех сторон анализирует возможный объект исследования, рассматривая возможные методы, проводит возможный эксперимент и обрабатывает полученные результаты исследования, предоставляя конкретный результат на обсуждение, защищает собственную позицию, руководствуясь полученными знаниями и навыками.В своей практике нами были реализованы следующие темы практикоисследовательских работ: анализ воды из различных источников; природные индикаторы; исследование фруктов и овощей на присутствие нитратов; что мы едим? Пищевые добавки; кислоты в природы; детергенты в нашей жизни; экологический мониторинг водопроводной воды Саратовской области; волшебные кристаллы; наножелезо и т.д. Данные работы были представлены на конференциях различного уровня и получили дипломы в различных номинациях.Должное внимание химическому эксперименту на уроках и во внеурочной деятельности позволяет: стимулировать интерес обучающихся к предмету, увеличить мотивацию, успешность в освоении науки; отработать навыки и способы безопасной работы с реактивами и оборудованием. Систематическое использование экспериментальной работы на различных этапах урока и во внеурочной деятельности позволяет учителю привить обучающимся потребность в получении и успешной обработки результатов исследования, показать уникальность и взаимосвязь процессов и явлений в природе, быту, теле человека; сделать упор на здоровьесберегающие и экологические проблемы; повысить интеллектуальный уровень учеников, укрепить позицию личности в социуме. Проведение экспериментальных работ требует от преподавателя овладения соответствующей методикой проведения такого рода работ, подготовка, инструктирование, дифференцированная помощь при проведении и обсуждении результатов целесообразных опытов и работ. Только атмосфера сотворчества и сотрудничества ученика и учителя позволит сделать эксперимент эффективным инструментов в обучении, воспитании, всестороннем развитии личности.

Ссылки на источники1.Тяглова Е.В. Исследовательская деятельность учащихся по химии.–М.: Глобус, 2007.–224с.2.Ширшина И.В.Химия. Проектная деятельность обучающихся.–Волгоград: Учитель, 2006. –184 с.3.Вивюрский В.Я. Методика химического эксперимента в средней школе // Химия. Приложение к газете «Первое сентября».–URL:http://him.1september.ru/2003/28/4.htm.4.Маркина И.В.Современный урок химии.–Ярославль: Академия развития,2008.–288с.5.ГабриелянО.С., ВатлинаЛ. П. Химический эксперимент в школе.–М.: Дрофа, 2005. –224 с. 6.ЗлотниковЭ.Г.Химический эксперимент как специфический метод обучения// Химия. Приложение к газете «Первое сентября».–URL:http://him.1september.ru/articlef.php?ID=200702404.7.ГабриелянО.С., КрасноваВ.Г.Компетентностныйподход в обучении химии//Химияв школе.–2007.–№2. –С.16–21.

8.Еременко Е.Б. Ведение домашнего эксперимента в процессе обучения химии семиклассников // Фестиваль творческих идей «Открытый урок».–URL:http://festival.1september.ru/articles/565314.

9.Казанцев Ю.Н., Кривенко В.А. Из опыта использования индивидуальных домашних заданий // Химия в школе. –2010. –№3.–С. 41–46. 10.БалаевЛ.И. Домашние практические задания // Химия в школе. –2010. –№3.–С. 71–74. 11.Штремплер Г.И. Домашняя химическая лаборатория. –М.: Просвещение, 1996. –96 с.12.Штремплер Г.И. Методика учебного химического эксперимента в школе.Саратов,2008.–284 с.

Safarova Marina,chemistry teacher, Lyceum № 15, [email protected] Galina,chemistry teacher, Lyceum № 15, [email protected] experiment in the modern school as the most important tool of natural sciences educationAbstract. The authors present the synthesis of information about the use of various types experimental work at chemistry lessons and during the extracurricular work: the possible topics of research and experimental home work. Keywords:chemistry experiment at school, learning process, research, specific teaching method, competence approach.

ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Виды эксперимента и методика его использования. 2. Функции химического эксперимента. 3. Проблемный эксперимент.

1. Виды эксперимента и методика его использования. демонстрационный ученический лабораторные опыты практические занятия домашние опыты

Когда применяется демонстрационный эксперимент на уроке? В начале школьного курса - для привития экспериментальных умений и навыков, интереса к химии, ознакомления с посудой, веществами, оборудованием. Когда он сложен для самостоятельного выполнения учащимися. Когда он опасен для учащихся. Нет соответствующего оборудования и реактивов.

ТРЕБОВАНИЯ К ДЕМОНСТРАЦИОННОМУ ЭКСПЕРИМЕНТУ 1. Наглядность - большой объем реактивов и посуды, виден с последних рядов, на столе не должно быть лишних деталей. 2. Простота - в приборах не должно быть нагромождения лишних деталей. 3. Безопасность - учитель химии несет ответственность за жизнь учащихся. 4. Надежность - неудавшийся опыт вызывает разочарование у учащихся. 5. Техника выполнения опыта должна быть безукоризненная. 6. Необходимость объяснения демонстрационного эксперимента.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ДЕМОНСТРАЦИОННЫХ ОПЫТОВ 1. Постановка цели опыта: для чего проводится данный опыт, в чем должны убедиться учащиеся, что понять. 2. Описание прибора, где проводится опыт, и условий его проведения. 3. Организация наблюдений учащихся: учитель должен сориентировать учеников, за какой частью прибора должны вестись наблюдения. 4. Выводы.

ТЕМА «КИСЛОРОД» последовательность демонстраций: горение угля горение серы горение фосфора горение железа При отборе опытов необходимо оптимально и гармонично включать их в канву урока.

ЭТАПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ осознание цели опыта изучение веществ монтаж прибора выполнение опыта анализ результатов объяснение полученных результатов написание химических уравнений формулировка выводов составление отчета

ЛИСТ УЧЕТА Содержание операции Оценка выполнения операции Иванов Взять склянку с раствором серной кислоты так, чтобы этикетка была под ладонью Налить в стакан 20 мл раствора серной кислоты Снять каплю кислоты с горлышка склянки Собрать правильно штатив и на сетку поставить стакан с серной кислотой Поставить спиртовую горелку под сетку так, чтобы верхняя часть пламени касалась сетки Чистота рабочего места Соблюдение правил техники безопасности Петров Сидоров Дмитриев

ДОМАШНИЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ – один из видов самостоятельной работы учащихся Используемые реактивы должны быть безопасными и приобретаться в хозяйственных магазинах или аптеках.

ЭКСПЕРИМЕНТ ЗАСТАВЛЯЕТ ЗАДУМАТЬСЯ НАД РЯДОМ ВОПРОСОВ: 1) В чем причина наблюдаемого явления? 2) Почему добавление азотной кислоты влияет на выделение водорода из раствора соляной кислоты? 3) Почему через определенное время выделение водорода возобновляется?

РАБОЧАЯ ГИПОТЕЗА водород, выделяющийся из соляной кислоты, затрачивается на восстановление азотной кислоты. HNО 3 + 8 Н = NH 3 + ЗН 2 О NH 3 + НСl = NH 4 Cl 4 Zn + 10 HNO 3 = 4 Zn(NO 3)2 + NH 4 NO 3 + 3 H 2 O Вывод: водород расходуется на восстановление азотной кислоты.

СХЕМА ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ - актуализация знаний; - постановка целей исследования; - проведение теоретического анализа; - построение гипотезы; - составление плана экспериментальной проверки гипотезы; - выполнение эксперимента; - обсуждение результатов и формулировка выводов.

ПРИМЕРЫ ПАРАДОКСАЛЬНЫХ ОПЫТОВ Слабая кислота вытесняет сильную из ее соли Реактивы. Борная кислота, хлорид натрия, универсальная индикаторная или синяя лакмусовая бумага. Объяснение опыта. 2 Na. Cl + 4 Н 3 ВО 3 = Na 2 B 4 О 7 + 5 Н 2 O+ 2 HCl

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ИЗМЕНЕНИЕ ЭНТАЛЬПИИ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ ∆Н°(р-ции) 2 Na. Cl + 4 Н 3 ВО 3 = Na 2 B 4 О 7 + 5 Н 2 O + 2 HCl ∆Н ° 298 -410 к. Дж/моль -1087, 6 -3290 -241, 84 -92, 3 СОГЛАСНО СЛЕДСТВИЮ ИЗ ЗАКОНА ГЕССА: ∆Н (р-ции) = ∑∆Н(прод. р-ции) - ∑ ∆Н (исх. в-в) ∆Н °(р-ции) = [(-3290) + (-241, 84 5) + (-92, 3 2)] - [(-1087, 6 4) + (-410 2)] = =486, 6 к. Дж.

ИЗМЕНЕНИЕ ЭНТРОПИИ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ ∆S°(р-ции) 2 Na. Cl + 4 Н 3 ВО 3 = Na 2 B 4 О 7 + 5 Н 2 O+ 2 HCl ∆S° 298 72, 36 (ж/(моль К) 89, 49 189, 5 188, 74 186, 7 ∆S° (р-ции) = ∑∆S(прод. р-ции) - ∑∆S(исх. в-в) ∆S°(р-ции) = (189, 5 + 188, 74 -5 + 186, 7 -2) – - (72, 36 2 + 89, 49 4) = 1003, 9 Дж/К = =1 к. Дж/К. ИЗМЕНЕНИЕ ЭНЕРГИИ ГИББСА ∆G = ∆Н - T∆S ∆G° = 486, 6 - 298 1= 188, 6 к. Дж.

ТЕМПЕРАТУРА, ПРИ КОТОРОЙ ВОЗМОЖНО ПРОТЕКАНИЕ РЕАКЦИИ Т= ∆Н/∆S = 486, 6/1 = 486, 6 К, или 213, 6 °С. ВЫВОД: Данная химическая реакция протекает при сравнительно небольшом нагревании.

Растворение меди в растворе хлорида железа(III) Реактивы. Свежеосажденная медь, 10%-й раствор хлорида железа (III). Объяснение опыта. Сu + Fe. Cl 3 = Сu. С 12 + Fe. Cl 2 Ион железа Fe 3+ - окислитель, атом меди - восстановитель.

Src="https://present5.com/presentation/131736652_437384195/image-33.jpg" alt="ЭДС (Е) окислительновосстановительного элемента равна: Е = E(ок-ля) - E(в-ля) Если Е>0, то"> ЭДС (Е) окислительновосстановительного элемента равна: Е = E(ок-ля) - E(в-ля) Если Е>0, то данная реакция возможна. Окислительно-восстановительные потенциалы пар равны: E°(Fe 3+/Fe 2+) = 0, 771 В E°(Cu 2+/Cu°) = 0, 338 В ЭДС = 0, 771 - 0, 338 = 0, 433 В ВЫВОД: Положительное значение ЭДС подтверждает возможность протекания данной реакции в стандартных условиях.

Растворение меди в растворе аммиака Реактивы. 15 -25 %-й раствор аммиака, свежеосажденная медь. Объяснение опыта. 2 Cu + 8 NH 3 + O 2 + 2 H 2 O = = 22+ + 4 OH-

РАСЧЕТ ЭДС: Cu + 4 NH 3 - 2ē = 22+ Е° = - 0, 07 В O 2 + 2 H 2 O + 4ē = 4 OH- Е° = 0, 401 В ЭДС = 0, 401 – (-0, 07) = 0, 408 В ВЫВОД: Положительное значение ЭДС подтверждает возможность протекания данной реакции в стандартных условиях.

Ваниль, - душистая добавка к кондитерским изделиям. Ванилью называют высушенные плоды, стручки тропического растения из семейства орхидей Vanilla plantifonia.

2. Несколько миллилитров 3%-ого водного раствора ванилина поместите в пробирку и прилейте к нему 1 мл 10%-ого раствора едкого натра и 2 мл 30%-ого раствора пероксида водорода. Через некоторое время раствор окрасится в розовый цвет, поскольку при окислении образуется окрашенный 3 -метокси-1, 4 -диоксобензол.

3. Поскольку ванилин содержит альдегидную группу, то он может давать реакцию серебряного зеркала. Сначала приготовьте раствор аммиаката серебра: к 2 -3 мл 1%-ого раствора нитрата серебра прибавляйте, встряхивая, 5%ный раствор аммиака до тех пор, пока образующийся сначала осадок полностью не раствориться. Теперь поместите в чистую обезжиренную пробирку 2 -3 мл аммиака серебра и прилейте к нему 3 мл 3%-ого водного раствора ванилина. Пробирку погрузите в стакан с кипящей водой, через 10 минут вылейте содержимое из пробирки и промойте ее водой. На стенках останется налет серебра.