Публикация авторского материала: «Роль химического эксперимента в формировании исследовательской компетентности обучающихся» автор Елена Геннадьевна Сычева
Название статьи:
Роль химического эксперимента в формировании исследовательской компетентности обучающихся.. Работа №250416
Дата публикации:
21.08.2020
Автор:
Елена Геннадьевна Сычева
Описание:
Работа Елены Геннадьевны Сычевой подчеркивает важность химического эксперимента в развитии исследовательской компетентности школьников, отвечая современным образовательным потребностям. Использование экспериментов способствует формированию навыков анализа, логического мышления и экспериментальной деятельности, что актуально в современном образовании и способствует всестороннему развитию обучающихся.
Отзывы о статье
Влияние химических экспериментов в формировании исследовательских навыков
Проведение химических экспериментов играет важную роль в развитии исследовательской компетентности обучающихся. Он not только способствует формированию практических навыков, но и развивает аналитическое мышление, умение работать с информацией и принимать решения. Такой подход способствует глубокому усвоению учебного материала и подготовке к самостоятельной научно-исследовательской деятельности. Внедрение экспериментальной работы делает обучение более увлекательным и результативным, что важно для формирования компетентных и уверенных современных специалистов.
Преимущества использования экспериментов в образовательном процессе
Интеграция практических экспериментов способствует не только повышению мотивации учеников, но и укрепляет их научную подготовку. Внедрение экспериментальных методов помогает формировать инновационные навыки, которые необходимы для успешной профессиональной деятельности в условиях научно-технического прогресса.
Практические рекомендации и методические подходы
В статье Елены Геннадьевны Сычевой, опубликованной на педагогическом портале "Солнечный свет", предлагаются практические рекомендации и методические подходы, которые помогают педагогам внедрять активные формы экспериментов в образовательный процесс. Это способствует не только освоению учебного материала, но и развитию критического мышления у учащихся.
Этапы публикации и работы над материалом
- Выберите актуальную тему – освежите педагогические практики или научные идеи.
- Подготовьте статью – обратитесь за помощью к нашим методистам здесь.
- Разместите материал на портале – воспользуйтесь инструкциями.
- Получите свидетельство – узнайте о результатах здесь и получите экспертную оценку работы.
Преимущества публикации и отзывы участников
Публикация методического материала – это просто и важно. Такой шаг позволяет поделиться опытом и повысить профессиональную репутацию. Вы можете опубликовать свою работу как на сайте, так и в печатном сборнике. В этом случае гарантирован личный авторский экземпляр.
Подробнее о публикации в печатном издании можно узнать здесь.
Роль свидетельства о публикации для Светланы
Проблема: В начале педагогической карьеры Светлана искала способы подтверждения своих профессиональных достижений и повышения квалификации для прохождения аттестации.
Действие: Она разместила свою методическую разработку по развитию творческих навыков у дошкольников на сайте solncesvet.ru, прошла рецензирование и получила свидетельство о публикации. Документ подтвердил качество её работы и продемонстрировал экспертную оценку её подходов.
Результат: Свидетельство помогло Светлане успешно пройти аттестацию на высшую категорию без дополнительных справок, а её коллеги начали внедрять предложенные ею методы в своих группах. Светлана отметила: «Свидетельство о публикации на solncesvet.ru стало важным подтверждением моего профессионализма и открыло новые возможности для карьерного роста».
Значение экспериментов в развитии исследовательской компетенции
Проведение химических экспериментов способствует формированию исследовательской компетентности, развитию аналитического мышления и подготовке к самостоятельной научно-исследовательской деятельности. Такой подход делает обучение более увлекательным и результативным, формирует уверенных и компетентных специалистов будущего.
Роль химического эксперимента в формировании исследовательской компетентности обучающихся.
Не существует достоверных тестов на одарен-
ность, кроме тех, которые проявляются в резуль-
тате активного участия хотя бы в самой малень-
кой поисковой исследовательской работе.
А.Н. Колмогоров
Важнейшая задача современной школы – органическое сочетание обучения, воспитания и развития. Химия как учебный предмет средней школы вносит существенный вклад в ее решение. Ведущее место в преподавании химии занимает школьный химический эксперимент. Это основной и специфический метод обучения, который непосредственно знакомит с химическими явлениями и одновременно развивает познавательную деятельность учащихся.
Обучение, которое формирует навыки учебной деятельности учащихся и непосредственно влияет на умственное развитие и интенсификацию их практической деятельности, принято считать развивающим обучением. В системе современного обучения особенно велика роль химического эксперимента, если он используется не только в качестве иллюстрации, но и как средство познания. Справедливо отмечено: …умение выполнять практическую работу, провести лабораторный опыт или решить задачу экспериментально, применяя в различных связях знания и практические умения, а также выполнить наблюдения в ходе эксперимента, получить нужный результат, выполнить правила техники безопасности, обобщать экспериментальные данные и т.п. – все это воспитывает самостоятельность действий учащихся.
Химический эксперимент проводится в несколько этапов: первый – обоснование постановки опыта, второй – планирование и проведение, третий – оценка полученных результатов.Выполнять эксперимент возможно лишь с опорой на полученные ранее знания. Теоретическое обоснование опыта способствует его восприятию, которое становится более целенаправленным и активным, и осмыслению его сущности. Проведение эксперимента обычно связано с выдвижением гипотезы. Привлечение к этой работе учащихся развивает их мышление, заставляет применять имеющиеся знания для формулировки гипотезы, а в результате ее проверки ребята получают новые знания.Химический эксперимент открывает большие возможности как для создания и разрешения проблемных ситуаций, так и для проверки правильности выдвинутой гипотезы.Следовательно, эксперимент положительно влияет на умственное развитие учащихся, а преподаватель имеет возможность управлять процессами мышления, обучения и усвоения знаний.Программы по химии предусматривают широкое использование химического эксперимента – демонстрации, лабораторные опыты, практические занятия и экспериментальные задачи – на протяжении всех лет обучения.Химический эксперимент может выполнять различные дидактические функции, использоваться в различных формах и сочетаться с разными методами и средствами обучения. Он представляет собой систему, в которой используется принцип постепенного повышения самостоятельности учащихся: от демонстрации явлений через проведение фронтальных лабораторных опытов под руководством преподавателя к самостоятельной работе при выполнении практических занятий и решении экспериментальных задач.Проведение демонстраций позволяет познакомить учеников с различными химическими явлениями и связями между ними, обобщение которых может быть положено в основу закона, теоретического вывода; с устройством и принципом действия приборов и установок; с сущностью протекающих в них процессов, которые могут выступать в качестве критериев правильности выводов.Демонстрационный эксперимент проводится с различными целями, например, может служить начальным этапом усвоения какого-либо теоретического положения. Так, при рассмотрении условий, от которых зависит степень диссоциации электролитов, преподаватель предлагает ответить на вопрос: Зависит ли степень диссоциации от концентрации раствора? Демонстрируется опыт, основанный на испытании электропроводности концентрированного и разбавленного растворов уксусной кислоты. Сравнивая результаты опыта, ученики приходят к выводу, что степень диссоциации электролита зависит от концентрации раствора, и устанавливают закономерность – с разбавлением раствора степень диссоциации возрастает.Демонстрационный эксперимент иллюстрирует правильность изложенного преподавателем теоретического положения. Например, для доказательства того, что при нагревании некоторых солей выделяются летучие кислоты, преподаватель получает азотную кислоту из нитратов и показывает ее специфические свойства или, говоря о химических свойствах металлов, показывает опыты взаимодействия металлов с неметаллами и водой. При этом каждый раз учитель должен четко формулировать цель эксперимента. Его пояснения помогают проанализировать полученные результаты, выделить главное, установить связи между теоретическими положениями и опытными данными, их иллюстрирующими.Выполняя лабораторные опыты и практические работы, учащиеся самостоятельно исследуют химические явления и закономерности и на практике убеждаются в их справедливости, что способствует сознательному усвоению знаний. Иногда при проведении этих опытов проявляется творческий подход – применение знаний в новых условиях. Это позволяет повторить, закрепить, углубить, расширить и систематизировать знания из разных разделов химии. Кроме того, у школьников формируются экспериментальные умения и навыки в обращении с реактивами и оборудованием. Все это способствует улучшению теоретических знаний и политехнической подготовке учащихся.Решая экспериментальные задачи, ученики совершенствуют свои умения и навыки, учатся применять полученные теоретические знания для решения конкретных заданий.Можно также предложить ребятам опыты для выполнения в домашних условиях. Домашние опыты и наблюдения представляют собой простые эксперименты, выполняемые без контроля со стороны преподавателя. Их проведение приучает самостоятельно применять полученные знания, умения и навыки.Наблюдение как метод познания широко используется при проведении химического эксперимента. Деятельность учащихся становится целенаправленной и приобретает активную форму при условии четкой постановки задачи и разработки методики ее решения. Например, если ребята наблюдают электролиз сульфата меди(II), то главное – следить за изменением окраски раствора соли и появлением красного налета на одном угольном электроде и пузырьков газа возле другого. Результаты наблюдений школьники интерпретируют с учетом имеющихся теоретических знаний.При наблюдении за выполнением опытов (лабораторных и на практических занятиях), а также в ходе решения экспериментальных задач функционируют все анализаторы. С их помощью ребята могут определять цвет, запах, вкус, плотность и другие свойства исследуемых объектов, при сравнении которых они обучаются выделять существенные признаки, познают их природу.Эксперимент должен стать необходимой частью урока при изучении конкретных вопросов. Ученики должны знать, для чего проводить эксперимент, какое теоретическое положение он подтверждает, на какой вопрос поможет ответить. Например, при объяснении химических свойств металлов преподаватель выносит на обсуждение вопрос: Все ли металлы взаимодействуют с водой? После демонстрации преподавателем опытов дети самостоятельно делают вывод: металлы, стоящие в ряду напряжений правее водорода, с водой не взаимодействуют.Очень важно анализировать результаты экспериментов, чтобы получить четкий ответ на поставленный в начале опыта вопрос, установить все причины и условия, которые привели к получению данных результатов.
Например, на уроке химии в VIII классе на тему: "Кислород. Оксиды. Горение"учитель формулирует воспитательную цель:
Подвести учащихся к пониманию здоровья человека как общественной ценности; к оценке роли зеленых насаждений в улучшении состояния окружающей среды. Научить их определять масштабы загрязнения и предвидеть возможные последствия этого процесса для природы и человека. Достижение данной воспитательной цели будет способствовать формированию гуманистического, санитарно-гигиенического и познавательного мотивов в их природоохранной деятельности.
При изучении темы следует широко использовать знания учащихся, приобретенные ими на уроках биологии.. Круговорот кислорода в природе рассматривается и определяется как биогеохимический, основные процессы которого - фотосинтез и дыхание. Раскрывается роль кислорода в жизни организмов и сохранении природного равновесия, обусловленного его химическими свойствами..
Обсуждается роль кислорода в жизни живых организмов. Учащимся известно, что основная жизненно важная функция организма - это дыхание. Химическая сущность дыхания состоит в соединении углерода и водорода органических веществ с кислорода воздуха. Как у животных, так и у растений оно происходит в этом плане одинаково. Однако у растений параллельно протекает процесс питания: под действием солнечных лучей растение синтезирует необходимые ему органические вещества из углекислого газа и воды, причем в атмосферу возвращается свободный кислород. Общее его количество. Выделяемое растениями в процессе питания, примерно в 6 раз больше потребляемого ими при дыхании.
Дыханию животных организмов аналогичны в химическом отношении разнообразные процессы окисления, протекающие в природе. В узком смысле слова под окислением понимается соединение вещества с кислородом.
При сравнении влияния кислорода и озона на организм человека следует подчеркнуть, что небольшое содержание озона в воздухе благотворно действует на организм, особенно при болезнях дыхательных путей. Напротив, в более высоких концентрациях озон сильно ядовит, что нельзя сказать о самом кислороде.
Поскольку кислород - важная составная часть воздуха, следует подробно остановиться на главных источниках загрязнения атмосферы и последствиях этого процесса. Основные источники техногенного загрязнения атмосферного воздуха в промышленных районах - транспорт, предприятия, ТЭС.
При изучении данной темы целесообразно применять фронтальные и индивидуальные формы организации учебной деятельности, поскольку знания учащихся еще недостаточны для решения сложных проблем. При сообщении фактического материала можно использовать объяснение и рассказ учителя, беседу, демонстрационный эксперимент, Так, при демонстрации опытов горения веществ в кислороде обращают внимание на его потребление из воздуха, на загрязнение атмосферы продуктами сгорания и, как следствие, изменение состава воздуха. Учащимся предлагают высказать свои суждения по сохранению чистоты воздуха во время проведения демонстрационных опытов под тягой. После анализа высказываний учащихся учитель знакомит их с природоохранными мероприятиями, касающимися охраны атмосферы.
В процессе демонстрации опытов, проведения лабораторных и практических работ отрабатывается понятие о рациональном использовании природных ресурсов на примере экономного расходования реактивов. В качестве закрепления учащиеся решают простейшие расчетные задачи экологического содержания, составляют таблицу, в которую вносят сведения о расходовании кислорода различными отраслями народного хозяйства, отвечают на вопросы.
Во внеурочное время можно поставить несложные опыты, демонстрирующие дыхание семян и фотосинтез с целью доказательства роли кислорода в жизни растений. Эти опыты проводят в условиях чистого и очень запыленного воздуха. Результаты опытов целесообразно оформить в виде кратких отчетов, а растения продемонстрировать учащимся. Уже в этой теме в процесс обучения вводится элемент исследовательской работы.
Процесс обучения включает в себя важный этап - контроль знаний и умений. С помощью контроля можно оценить соответствие реально полученных результатов запланированным. Цели экологического образования придают этому этапу некоторую специфику, поскольку у учащихся должна быть сформирована не только система знаний и умений в области изучения окружающей природной среды, но и система отношений к экологическим проблемам.
В этой связи представляют интерес задания следующих типов:
I. Задания, имеющие несколько решений (ответов), из которых учащиеся должны выбрать одно в соответствии со своей нравственной позицией. Такие задания позволяют подвести учащихся к оценке добра и зла в отношении природных объектов.
II. Задания, требующие от учащихся выработки самостоятельного решения по какой-либо экологической проблеме. Эти задания дают возможность определить способность анализировать ситуацию, а также позволяют оценить степень ответственности, которую он может взять на себя.
III. Задания, предусматривающие оценку (анализ) экологической ситуации, прогнозирование возможных последствий и выбор природозащитных мер.
Задания позволяют оценить глубину знаний учащихся и понимание ими природных закономерностей, поведения биологических систем в условиях антропогенного процесса, а также их умение выбирать способ защиты от загрязнения и деградации.
IV. Задания, требующие объяснения явлений (процессов), происходящих в природной среде естественно или вызванных хозяйственной деятельностью человека. Такие задания позволяют оценить уровень сформированности у учащихся умения переносить химические знания в сферу экологических проблем. Рассмотрим примеры контролирующих заданий по каждому из указанных типов.
I тип заданий
1. После окончания лабораторной работы по химии ваш товарищ вылил использованные реактивы в раковину, а не в специально приготовленную для этих целей емкость. Как вы поступите:
а) Выльете свои реактивы туда же, куда и он.
б) Объясните ему, почему этого не следует делать.
в) Расскажите о его действиях учителю.
2. Мальчик разбил градусник в отсутствие родителей. Как ему следует поступить?
а) Выбросить остатки градусника в ведро, чтобы их не увидели родители.
б) Вызвать представителей СЭС.
в) Оставить все как есть до прихода родителей.
II тип заданий
1. Вы с родителями едете на машине за город, останавливаетесь у водоема и видите, что возле кромки воды стоит грузовая машина, которую собираются вымыть. Ваша машина также требует мойки. Ваши действия? Почему именно так вы поступаете? Предложите план исследования, имитирующего действия нефтепродуктов (масел, бензина) на живые организмы (например, водные растения).
2. Вас назначили директором будущего горно-обогатительного комбината. Какие природоохранные меры будут предусмотрены вами для создания экологически чистой зоны в районе предприятия? Будете ли вы планировать строительство территориально-промышленного комплекса? Если да то, какие промышленные объекты в него войдут? Почему?
III тип заданий
1. Территория вокруг завода сильно загрязнена стронцием. К каким последствиям для человека и домашних животных это может привести? Ответ мотивируйте.
2. На заводе, производящем свинцово-никелевые аккумуляторы, произошел аварийный сброс сточных вод в открытый водоем. Оцените экологическую обстановку в водоеме. Какие вероятные последствия для обитателей этого водоема и для здоровья человека (при условии, если человек пользуется его дарами)?
IV тип заданий
1. Почему в зимнее время в водоемах сохраняется жизнеспособность их обитателей?
2. Объясните факт отравления людей съедобными моллюсками, выловленными из зоны моря, загрязненными нефтепродуктами.
3. Элемент магний - основа зеленого пигмента хлорофилла. В питательной среде, в которой выращивается растение методом гидропоники, вместо ионов магния присутствуют ионы кальция. Вызовет ли это какие-либо изменения в растении? Если да то, какие и почему? Какие причины могут обусловить аналогичный процесс в природной среде?
Контролирующие задания должны соответствовать уровню сформированности экологических знаний у учащихся и обязательно затрагивать эмоциональную, нравственную и поведенческую стороны личности каждого из них. Необходимо включать вопросы природоохраны в урок. Время для этого можно найти за счет резерва часов, предусмотренных в программе, и подачи материала укрупненными дидактическими единицами, уменьшая число опытов, проводимых учащимися во время выполнения работ.
В практической работе № 1 (в частности, посвященной правилам техники безопасности при работе в химическом кабинете) целесообразно дать дополнительную информацию о необходимости ликвидации всех отходов после химических опытов. Учитель подчеркивает, что при изучении химии обязательным компонентом каждого практического задания, демонстрационного или лабораторного опыта будет уничтожение, обезвреживание или использование веществ, образовавшихся в процессе химических превращений. Таким образом, уже на этой стадии обучения школьники понимают, что исключение попадания веществ во внешнюю среду есть правило техники безопасности, причем правило глобального масштаба. Можно проинформировать школьников о некоторых путях ликвидации веществ, с которыми они встретятся в дальнейшем.
Практическую работу № 2 Очистка загрязненной поваренной соли дополнить словами ... и воды от примесей. После приливания данная воды к смеси соли и песка и растворения соли учитель указывает, что в промышленности часто требуется отделить твердый осадок от чистой воды или раствора. Этого добиваются сливанием жидкости с осадка (декантация) или фильтрованием. Учащиеся должны попробовать оба способа. Например, часть жидкости можно слить в чистую пробирку (декантация), а остаток профильтровать. При выпаривании раствора рекомендуется сконденсировать любым способом немного воды и продемонстрировать ее отличие от исходного раствора (например внесением их поочередно на медной проволочки в пламя горелки или добавлением раствора нитрата серебра, не называя последнего). Если есть время, вместо выпаривания можно перегнать раствор в обычном приборе, показав при этом получение и чистой соли, и чистой воды.
После проведения практической работы № 3 Получение и свойства кислорода необходимо собрать остатки от опытов, проведенных каждым учеником, в одну банку с надписью Отходы от получения кислорода из КMnО4. Учитель поясняет, что знания учащихся пока не позволяют раскрыть химизм и пути использования остатков.
В практической работе № 4 Реакция обмена между оксидами меди (II) и серной кислотой в момент прибавления СuО к раствору Н2SО4 учитель задает вопрос: Что нужно сделать, чтобы кислоты в стаканчике не осталось совсем?. Получив ответ добавить небольшой избыток оксида, учитель отмечает, что это - важный промышленный принцип обезвреживания - нейтрализация кислот. После фильтрования и упаривания раствора собирают медный купорос со всех столов, помещают в отдельную банку с соответствующей надписью и используют в дальнейшем (в этом случае учитель должен сообщить, что медный купорос, с которым работают учащиеся, получен другими учениками в ходе одной из практических работ). Резюмируя, учитель говорит, что проделанный опыт (точнее продукты, образовавшиеся в нем) не только безвреден для окружающей среды (образовалась нейтральная вода и в небольшом количестве остался безопасный СuО), но и безотходен (использование медного купороса), т.е. иллюстрирует принцип утилизации продуктов химических производств.
При выполнении практической работы № 5 Приготовление растворов солей с определенной массовой долей растворенного вещества нередко используют хлорид натрия. После окончания опыта учитель подводит учащихся к мысли, что их растворы могут быть использованы впоследствии. Он объясняет, что для этого растворы будут сохранены в отдельной банке и применены вместо чистой воды в работе № 2 в других классах в будущем году. Так поступают и в промышленности в производствах с замкнутым циклом. При использовании раствора хлорида натрия в работе № 2 учителю необходимо рассказать школьникам, что этот раствор пригоден для разделения смеси соли и песка вместо воды. При наличии времени можно провести и выделение соли в работе № 5 (как в работе № 2).
Следует охватить все практические работы в VIII - IХ классах, а также лабораторные и демонстрационные опыты. Все они должны быть экологически чистыми, что важно осознать школьникам. Кабинет химии уже не может рассматриваться только как место учебы. Это место действия, своеобразное химическое производство, вырабатывающее вредные отходы и нуждающееся в реализации природоохранных требований при выполнении эксперимента. Одна-две практические работы или опыта ничего не дадут. Идея защиты среды при выполнении химического эксперимента в школе должна пронизывать все виды этого эксперимента во всех классах для всех учащихся. Только такой подход позволит сформировать экологически грамотное мышление, выработает у школьников некий рефлекс экологической чистоты любого их действия.
Скачать работу
Не существует достоверных тестов на одарен-
ность, кроме тех, которые проявляются в резуль-
тате активного участия хотя бы в самой малень-
кой поисковой исследовательской работе.
А.Н. Колмогоров
Важнейшая задача современной школы – органическое сочетание обучения, воспитания и развития. Химия как учебный предмет средней школы вносит существенный вклад в ее решение. Ведущее место в преподавании химии занимает школьный химический эксперимент. Это основной и специфический метод обучения, который непосредственно знакомит с химическими явлениями и одновременно развивает познавательную деятельность учащихся.
Обучение, которое формирует навыки учебной деятельности учащихся и непосредственно влияет на умственное развитие и интенсификацию их практической деятельности, принято считать развивающим обучением. В системе современного обучения особенно велика роль химического эксперимента, если он используется не только в качестве иллюстрации, но и как средство познания. Справедливо отмечено: …умение выполнять практическую работу, провести лабораторный опыт или решить задачу экспериментально, применяя в различных связях знания и практические умения, а также выполнить наблюдения в ходе эксперимента, получить нужный результат, выполнить правила техники безопасности, обобщать экспериментальные данные и т.п. – все это воспитывает самостоятельность действий учащихся.
Химический эксперимент проводится в несколько этапов: первый – обоснование постановки опыта, второй – планирование и проведение, третий – оценка полученных результатов.Выполнять эксперимент возможно лишь с опорой на полученные ранее знания. Теоретическое обоснование опыта способствует его восприятию, которое становится более целенаправленным и активным, и осмыслению его сущности. Проведение эксперимента обычно связано с выдвижением гипотезы. Привлечение к этой работе учащихся развивает их мышление, заставляет применять имеющиеся знания для формулировки гипотезы, а в результате ее проверки ребята получают новые знания.Химический эксперимент открывает большие возможности как для создания и разрешения проблемных ситуаций, так и для проверки правильности выдвинутой гипотезы.Следовательно, эксперимент положительно влияет на умственное развитие учащихся, а преподаватель имеет возможность управлять процессами мышления, обучения и усвоения знаний.Программы по химии предусматривают широкое использование химического эксперимента – демонстрации, лабораторные опыты, практические занятия и экспериментальные задачи – на протяжении всех лет обучения.Химический эксперимент может выполнять различные дидактические функции, использоваться в различных формах и сочетаться с разными методами и средствами обучения. Он представляет собой систему, в которой используется принцип постепенного повышения самостоятельности учащихся: от демонстрации явлений через проведение фронтальных лабораторных опытов под руководством преподавателя к самостоятельной работе при выполнении практических занятий и решении экспериментальных задач.Проведение демонстраций позволяет познакомить учеников с различными химическими явлениями и связями между ними, обобщение которых может быть положено в основу закона, теоретического вывода; с устройством и принципом действия приборов и установок; с сущностью протекающих в них процессов, которые могут выступать в качестве критериев правильности выводов.Демонстрационный эксперимент проводится с различными целями, например, может служить начальным этапом усвоения какого-либо теоретического положения. Так, при рассмотрении условий, от которых зависит степень диссоциации электролитов, преподаватель предлагает ответить на вопрос: Зависит ли степень диссоциации от концентрации раствора? Демонстрируется опыт, основанный на испытании электропроводности концентрированного и разбавленного растворов уксусной кислоты. Сравнивая результаты опыта, ученики приходят к выводу, что степень диссоциации электролита зависит от концентрации раствора, и устанавливают закономерность – с разбавлением раствора степень диссоциации возрастает.Демонстрационный эксперимент иллюстрирует правильность изложенного преподавателем теоретического положения. Например, для доказательства того, что при нагревании некоторых солей выделяются летучие кислоты, преподаватель получает азотную кислоту из нитратов и показывает ее специфические свойства или, говоря о химических свойствах металлов, показывает опыты взаимодействия металлов с неметаллами и водой. При этом каждый раз учитель должен четко формулировать цель эксперимента. Его пояснения помогают проанализировать полученные результаты, выделить главное, установить связи между теоретическими положениями и опытными данными, их иллюстрирующими.Выполняя лабораторные опыты и практические работы, учащиеся самостоятельно исследуют химические явления и закономерности и на практике убеждаются в их справедливости, что способствует сознательному усвоению знаний. Иногда при проведении этих опытов проявляется творческий подход – применение знаний в новых условиях. Это позволяет повторить, закрепить, углубить, расширить и систематизировать знания из разных разделов химии. Кроме того, у школьников формируются экспериментальные умения и навыки в обращении с реактивами и оборудованием. Все это способствует улучшению теоретических знаний и политехнической подготовке учащихся.Решая экспериментальные задачи, ученики совершенствуют свои умения и навыки, учатся применять полученные теоретические знания для решения конкретных заданий.Можно также предложить ребятам опыты для выполнения в домашних условиях. Домашние опыты и наблюдения представляют собой простые эксперименты, выполняемые без контроля со стороны преподавателя. Их проведение приучает самостоятельно применять полученные знания, умения и навыки.Наблюдение как метод познания широко используется при проведении химического эксперимента. Деятельность учащихся становится целенаправленной и приобретает активную форму при условии четкой постановки задачи и разработки методики ее решения. Например, если ребята наблюдают электролиз сульфата меди(II), то главное – следить за изменением окраски раствора соли и появлением красного налета на одном угольном электроде и пузырьков газа возле другого. Результаты наблюдений школьники интерпретируют с учетом имеющихся теоретических знаний.При наблюдении за выполнением опытов (лабораторных и на практических занятиях), а также в ходе решения экспериментальных задач функционируют все анализаторы. С их помощью ребята могут определять цвет, запах, вкус, плотность и другие свойства исследуемых объектов, при сравнении которых они обучаются выделять существенные признаки, познают их природу.Эксперимент должен стать необходимой частью урока при изучении конкретных вопросов. Ученики должны знать, для чего проводить эксперимент, какое теоретическое положение он подтверждает, на какой вопрос поможет ответить. Например, при объяснении химических свойств металлов преподаватель выносит на обсуждение вопрос: Все ли металлы взаимодействуют с водой? После демонстрации преподавателем опытов дети самостоятельно делают вывод: металлы, стоящие в ряду напряжений правее водорода, с водой не взаимодействуют.Очень важно анализировать результаты экспериментов, чтобы получить четкий ответ на поставленный в начале опыта вопрос, установить все причины и условия, которые привели к получению данных результатов.
Например, на уроке химии в VIII классе на тему: "Кислород. Оксиды. Горение"учитель формулирует воспитательную цель:
Подвести учащихся к пониманию здоровья человека как общественной ценности; к оценке роли зеленых насаждений в улучшении состояния окружающей среды. Научить их определять масштабы загрязнения и предвидеть возможные последствия этого процесса для природы и человека. Достижение данной воспитательной цели будет способствовать формированию гуманистического, санитарно-гигиенического и познавательного мотивов в их природоохранной деятельности.
При изучении темы следует широко использовать знания учащихся, приобретенные ими на уроках биологии.. Круговорот кислорода в природе рассматривается и определяется как биогеохимический, основные процессы которого - фотосинтез и дыхание. Раскрывается роль кислорода в жизни организмов и сохранении природного равновесия, обусловленного его химическими свойствами..
Обсуждается роль кислорода в жизни живых организмов. Учащимся известно, что основная жизненно важная функция организма - это дыхание. Химическая сущность дыхания состоит в соединении углерода и водорода органических веществ с кислорода воздуха. Как у животных, так и у растений оно происходит в этом плане одинаково. Однако у растений параллельно протекает процесс питания: под действием солнечных лучей растение синтезирует необходимые ему органические вещества из углекислого газа и воды, причем в атмосферу возвращается свободный кислород. Общее его количество. Выделяемое растениями в процессе питания, примерно в 6 раз больше потребляемого ими при дыхании.
Дыханию животных организмов аналогичны в химическом отношении разнообразные процессы окисления, протекающие в природе. В узком смысле слова под окислением понимается соединение вещества с кислородом.
При сравнении влияния кислорода и озона на организм человека следует подчеркнуть, что небольшое содержание озона в воздухе благотворно действует на организм, особенно при болезнях дыхательных путей. Напротив, в более высоких концентрациях озон сильно ядовит, что нельзя сказать о самом кислороде.
Поскольку кислород - важная составная часть воздуха, следует подробно остановиться на главных источниках загрязнения атмосферы и последствиях этого процесса. Основные источники техногенного загрязнения атмосферного воздуха в промышленных районах - транспорт, предприятия, ТЭС.
При изучении данной темы целесообразно применять фронтальные и индивидуальные формы организации учебной деятельности, поскольку знания учащихся еще недостаточны для решения сложных проблем. При сообщении фактического материала можно использовать объяснение и рассказ учителя, беседу, демонстрационный эксперимент, Так, при демонстрации опытов горения веществ в кислороде обращают внимание на его потребление из воздуха, на загрязнение атмосферы продуктами сгорания и, как следствие, изменение состава воздуха. Учащимся предлагают высказать свои суждения по сохранению чистоты воздуха во время проведения демонстрационных опытов под тягой. После анализа высказываний учащихся учитель знакомит их с природоохранными мероприятиями, касающимися охраны атмосферы.
В процессе демонстрации опытов, проведения лабораторных и практических работ отрабатывается понятие о рациональном использовании природных ресурсов на примере экономного расходования реактивов. В качестве закрепления учащиеся решают простейшие расчетные задачи экологического содержания, составляют таблицу, в которую вносят сведения о расходовании кислорода различными отраслями народного хозяйства, отвечают на вопросы.
Во внеурочное время можно поставить несложные опыты, демонстрирующие дыхание семян и фотосинтез с целью доказательства роли кислорода в жизни растений. Эти опыты проводят в условиях чистого и очень запыленного воздуха. Результаты опытов целесообразно оформить в виде кратких отчетов, а растения продемонстрировать учащимся. Уже в этой теме в процесс обучения вводится элемент исследовательской работы.
Процесс обучения включает в себя важный этап - контроль знаний и умений. С помощью контроля можно оценить соответствие реально полученных результатов запланированным. Цели экологического образования придают этому этапу некоторую специфику, поскольку у учащихся должна быть сформирована не только система знаний и умений в области изучения окружающей природной среды, но и система отношений к экологическим проблемам.
В этой связи представляют интерес задания следующих типов:
I. Задания, имеющие несколько решений (ответов), из которых учащиеся должны выбрать одно в соответствии со своей нравственной позицией. Такие задания позволяют подвести учащихся к оценке добра и зла в отношении природных объектов.
II. Задания, требующие от учащихся выработки самостоятельного решения по какой-либо экологической проблеме. Эти задания дают возможность определить способность анализировать ситуацию, а также позволяют оценить степень ответственности, которую он может взять на себя.
III. Задания, предусматривающие оценку (анализ) экологической ситуации, прогнозирование возможных последствий и выбор природозащитных мер.
Задания позволяют оценить глубину знаний учащихся и понимание ими природных закономерностей, поведения биологических систем в условиях антропогенного процесса, а также их умение выбирать способ защиты от загрязнения и деградации.
IV. Задания, требующие объяснения явлений (процессов), происходящих в природной среде естественно или вызванных хозяйственной деятельностью человека. Такие задания позволяют оценить уровень сформированности у учащихся умения переносить химические знания в сферу экологических проблем. Рассмотрим примеры контролирующих заданий по каждому из указанных типов.
I тип заданий
1. После окончания лабораторной работы по химии ваш товарищ вылил использованные реактивы в раковину, а не в специально приготовленную для этих целей емкость. Как вы поступите:
а) Выльете свои реактивы туда же, куда и он.
б) Объясните ему, почему этого не следует делать.
в) Расскажите о его действиях учителю.
2. Мальчик разбил градусник в отсутствие родителей. Как ему следует поступить?
а) Выбросить остатки градусника в ведро, чтобы их не увидели родители.
б) Вызвать представителей СЭС.
в) Оставить все как есть до прихода родителей.
II тип заданий
1. Вы с родителями едете на машине за город, останавливаетесь у водоема и видите, что возле кромки воды стоит грузовая машина, которую собираются вымыть. Ваша машина также требует мойки. Ваши действия? Почему именно так вы поступаете? Предложите план исследования, имитирующего действия нефтепродуктов (масел, бензина) на живые организмы (например, водные растения).
2. Вас назначили директором будущего горно-обогатительного комбината. Какие природоохранные меры будут предусмотрены вами для создания экологически чистой зоны в районе предприятия? Будете ли вы планировать строительство территориально-промышленного комплекса? Если да то, какие промышленные объекты в него войдут? Почему?
III тип заданий
1. Территория вокруг завода сильно загрязнена стронцием. К каким последствиям для человека и домашних животных это может привести? Ответ мотивируйте.
2. На заводе, производящем свинцово-никелевые аккумуляторы, произошел аварийный сброс сточных вод в открытый водоем. Оцените экологическую обстановку в водоеме. Какие вероятные последствия для обитателей этого водоема и для здоровья человека (при условии, если человек пользуется его дарами)?
IV тип заданий
1. Почему в зимнее время в водоемах сохраняется жизнеспособность их обитателей?
2. Объясните факт отравления людей съедобными моллюсками, выловленными из зоны моря, загрязненными нефтепродуктами.
3. Элемент магний - основа зеленого пигмента хлорофилла. В питательной среде, в которой выращивается растение методом гидропоники, вместо ионов магния присутствуют ионы кальция. Вызовет ли это какие-либо изменения в растении? Если да то, какие и почему? Какие причины могут обусловить аналогичный процесс в природной среде?
Контролирующие задания должны соответствовать уровню сформированности экологических знаний у учащихся и обязательно затрагивать эмоциональную, нравственную и поведенческую стороны личности каждого из них. Необходимо включать вопросы природоохраны в урок. Время для этого можно найти за счет резерва часов, предусмотренных в программе, и подачи материала укрупненными дидактическими единицами, уменьшая число опытов, проводимых учащимися во время выполнения работ.
В практической работе № 1 (в частности, посвященной правилам техники безопасности при работе в химическом кабинете) целесообразно дать дополнительную информацию о необходимости ликвидации всех отходов после химических опытов. Учитель подчеркивает, что при изучении химии обязательным компонентом каждого практического задания, демонстрационного или лабораторного опыта будет уничтожение, обезвреживание или использование веществ, образовавшихся в процессе химических превращений. Таким образом, уже на этой стадии обучения школьники понимают, что исключение попадания веществ во внешнюю среду есть правило техники безопасности, причем правило глобального масштаба. Можно проинформировать школьников о некоторых путях ликвидации веществ, с которыми они встретятся в дальнейшем.
Практическую работу № 2 Очистка загрязненной поваренной соли дополнить словами ... и воды от примесей. После приливания данная воды к смеси соли и песка и растворения соли учитель указывает, что в промышленности часто требуется отделить твердый осадок от чистой воды или раствора. Этого добиваются сливанием жидкости с осадка (декантация) или фильтрованием. Учащиеся должны попробовать оба способа. Например, часть жидкости можно слить в чистую пробирку (декантация), а остаток профильтровать. При выпаривании раствора рекомендуется сконденсировать любым способом немного воды и продемонстрировать ее отличие от исходного раствора (например внесением их поочередно на медной проволочки в пламя горелки или добавлением раствора нитрата серебра, не называя последнего). Если есть время, вместо выпаривания можно перегнать раствор в обычном приборе, показав при этом получение и чистой соли, и чистой воды.
После проведения практической работы № 3 Получение и свойства кислорода необходимо собрать остатки от опытов, проведенных каждым учеником, в одну банку с надписью Отходы от получения кислорода из КMnО4. Учитель поясняет, что знания учащихся пока не позволяют раскрыть химизм и пути использования остатков.
В практической работе № 4 Реакция обмена между оксидами меди (II) и серной кислотой в момент прибавления СuО к раствору Н2SО4 учитель задает вопрос: Что нужно сделать, чтобы кислоты в стаканчике не осталось совсем?. Получив ответ добавить небольшой избыток оксида, учитель отмечает, что это - важный промышленный принцип обезвреживания - нейтрализация кислот. После фильтрования и упаривания раствора собирают медный купорос со всех столов, помещают в отдельную банку с соответствующей надписью и используют в дальнейшем (в этом случае учитель должен сообщить, что медный купорос, с которым работают учащиеся, получен другими учениками в ходе одной из практических работ). Резюмируя, учитель говорит, что проделанный опыт (точнее продукты, образовавшиеся в нем) не только безвреден для окружающей среды (образовалась нейтральная вода и в небольшом количестве остался безопасный СuО), но и безотходен (использование медного купороса), т.е. иллюстрирует принцип утилизации продуктов химических производств.
При выполнении практической работы № 5 Приготовление растворов солей с определенной массовой долей растворенного вещества нередко используют хлорид натрия. После окончания опыта учитель подводит учащихся к мысли, что их растворы могут быть использованы впоследствии. Он объясняет, что для этого растворы будут сохранены в отдельной банке и применены вместо чистой воды в работе № 2 в других классах в будущем году. Так поступают и в промышленности в производствах с замкнутым циклом. При использовании раствора хлорида натрия в работе № 2 учителю необходимо рассказать школьникам, что этот раствор пригоден для разделения смеси соли и песка вместо воды. При наличии времени можно провести и выделение соли в работе № 5 (как в работе № 2).
Следует охватить все практические работы в VIII - IХ классах, а также лабораторные и демонстрационные опыты. Все они должны быть экологически чистыми, что важно осознать школьникам. Кабинет химии уже не может рассматриваться только как место учебы. Это место действия, своеобразное химическое производство, вырабатывающее вредные отходы и нуждающееся в реализации природоохранных требований при выполнении эксперимента. Одна-две практические работы или опыта ничего не дадут. Идея защиты среды при выполнении химического эксперимента в школе должна пронизывать все виды этого эксперимента во всех классах для всех учащихся. Только такой подход позволит сформировать экологически грамотное мышление, выработает у школьников некий рефлекс экологической чистоты любого их действия.
