| Головна » Статті » Хімія | [ Додати статтю ] |
Роль ХІМІЧНОГО ЕКСПЕРИМЕНТУ
|
І. ВСТУП Хімічний експеримент, його завдання та роль для розвитку логічного мислення. Робота вчителя в сучасній школі ускладнюється рік від року. Підвищуються вимоги до рівня педагогічної майстерності вчителя, уроки набувають якісно іншого характеру. У учбовий процес все більше залучаються сучасні ТЗН і дидактичні матеріали, відбувається диференціація шкіл по профільних напрямах, найчастіше по гуманітарному. Вводяться нові учбові програми і підручники, по яких відбувається значне скорочення кількості годинника по окремих предметах, зокрема по хімії. Традиційно мета навчання хімії полягає в необхідності ввести учня в світ речовин, закласти основу розуміння причин його різноманіття, сформувати у нього не тільки теоретичні знання, але і практичні уміння поводження з речовинами. Вивчення досвіду роботи вчителів хімії показує, що в період засвоєння нових програм хімічному експерименту часто відводилось недостатньо навчального часу, для того щоб сформувати в учнів певні практичні навички. Хімія – наука експериментальна. Підсилення теоретичної сторони змісту сучасного шкільного курсу не означає ослаблення уваги до хімічного експерименту. Навпаки, необхідно вести пошук різних форм підтвердження теорій і законів, що вивчаються учнями, експериментальним шляхом, а також ширше застосовувати прийоми і методи навчання, які відповідають самостійному здійсненню учнями хімічного експерименту. Експеримент - найважливіший шлях здійснення зв'язку теорії з практикою при навчанні хімії, перетворення знань в переконання. Тому розкриття пізнавального значення кожного досліду - основна вимога до хімічного експерименту. Хімічний експеримент – джерело знань про речовини і хімічні реакції – важлива умова активізації пізнавальної діяльності учнів, виховання зацікавленості до предмета, формування світогляду, а також уяви про практичне застосування хімічних знань. Експеримент дозволяє виділити і вивчити найбільш суттєві сторони об’єкта чи явища за допомогою різноманітних інструментів, приладів, технічних засобів в заданих умовах. Для хімічного експерименту характерні три основні функції: пізнавальна – для засвоєння основ хімії, вирішення практичних проблем, виявлення значення хімії в сучасному житті, виховна - для формування матеріального світогляду, впевненості, ідейної необхідності праці, розвиваюча – для накопичення і поглиблення загальнонаукових і практичних вмінь і навичок. На основі сприйняття явищ, які спостерігаються, в учнів формуються уявлення, а потім поняття. Після того як учні вивчили теорію, здобули практичні навички та уміння, експеримент стає не тільки джерелом знань нових фактів, але і методом нових суджень, знаходження невідомого (наприклад. При розв’язанні експериментальних задач). На різному рівні підготовки учнів той самий експеримент використовується по-різному. Із цього випливає, що хімічні досліди необхідно повторювати, звертаючи особливу увагу на ті сторони, які є предметом вивчення в даній навчальній ситуації. Для розуміння сутності навчального предмета чи явища хімічний експеримент часто доповнюють іншими засобами наочності – таблицями, моделями, екранними посібниками. Ефективність експерименту залежить від: постановки конкретного завдання і мети, котрі розв’язуються за допомогою досліду, складання раціонального плану спостереження, уміння фіксувати результативність спостережень, уміння аналізувати і узагальнювати отримані результати, наявності і раціонального підбору інструментів і засобів, за допомогою котрих учитель стимулює і керує спостереженнями учнів. Тому організація цілеспрямованого спостереження, формування навичок спостереження, уміння осмислити результати спостережень і зберігати в пам’яті опрацьовану інформацію складають одну із найважливіших задач хімічного експерименту. Про роль експерименту у вивченні хімії М.В. Ломоносов писав: “Хімії ніяким чином не можливо навчитися, не бачачи самої практики, не приймаючись за хімічні операції”. А російський мислитель Д.І. Писарєв відзначав, що вчитися хімії за книжкою, без лабораторії – се одно що зовсім не вчитися. На практиці при вивченні хімії традиційно прийнято ділити хімічний експеримент на демонстраційний, який проводить вчитель та учнівський, що проводиться учнями у вигляді лабораторних дослідів, практичних занять, розв’язування експериментальних задач. Шкільний хімічний експеримент є своєрідним наочним посібником. Так, вивчаючи теорію електролітичної дисоціації, учням можна продемонструвати досліди з сульфатною кислотою. І вони переконуються у тому, що після взаємодії цинку з концентрованою сульфатною кислотою водень не виділяється. В цьому випадку цей дослід є ілюстрацією ролі води в електролітичній дисоціації. В учнівському експерименті відбувається поєднання розумової діяльності з практикою. Водночас, виконання дослідів дає змогу познайомити учнів з методами дослідження в хімічній науці, стимулює розвиток логічного мислення. ІІ. Основна частинаФорми проведення хімічного експерименту Хімічний експеримент поділяється на : а) демонстраційний, б) лабораторні досліди, в) практичні роботи, г) тематичні практикуми Демонстраційний хімічний експеримент Демонстраційний хімічний експеримент проводиться вчителем або учнями перед усім класом. Демонстраційний дослід дозволяє сформувати у учнів основні теоретичні поняття хімії, забезпечує наочне сприйняття хімічних явищ і конкретних речовин, розвиває логічне мислення, розкриває практичне значення хімії. З його допомогою перед учнями ставлять пізнавальні проблеми, висувають гіпотези, що перевіряються експериментально. Він сприяє закріпленню і подальшому застосуванню вивченого матеріалу. До цього звертаються коли: а) учні в достатній мірі не володіють технікою виконання дослідів, б) технічне оснащення досліду складне для учнів, в) за умови техніки безпеки учням не дозволяється працювати з такими реактивами. Демонстраційний хімічний експеримент повинен бути безпечним, простим, супроводжуватись необхідними поясненнями. Для проведення дослідів необхідно користуватися спеціальними столиками з регуляторами висоти. У випадках, коли потрібно довести утворення осаду чи показати зміну забарвлення рідини звертаються до демонстраційних екранів. Штативи, на яких закріплюються прилади, мають бути повернуті стержнем до вчителя, а лівою стороною до учнів. Терези ставлять завжди лицьовою стороною до класу. Демонстрація являє собою своєрідний наочний інструктаж, на котрий вчителю процесі навчання потрібно витрачати немало часу. Наочний інструктаж реалізується за допомогою різноманітних схем, приладів, таблиць, екранних засобів, котрі скорочують час на формування умінь і навичок хімічного експерименту і сприяють правильному виконанню. Лабораторні роботи. Лабораторні роботи – це короткочасний учнівський експеримент, який учні виконують під керівництвом учителя, відповідно до інструкції підручника для здобуття і закріплення знань. Вони сприяють кращому засвоєнню навчально матеріалу, формуванню практичних умінь і навичок, ознайомлюють учнів з окремими науковими дослідженнями. Лабораторні роботи є ефективним засобом формування системи наукових понять і методом навчання учнів раціонального мислення. Методика проведення лабораторних робіт з хімії передбачає підготовку учителя і учнів до роботи, проведення досліду, підбиття підсумків. Все обладнання для лабораторних робіт розміщується на столах учнів. Найчастіше виконують по два учні, рідше індивідуально. Результати робіт, спостереження, рівняння реакцій учні записують у зошит. Форма проведення лабораторних робіт може бути фронтальною або груповою. Під час фронтальної весь клас виконує однакові досліди. Групова форма передбачає виконання дослідів групами учнів за різними завданнями. Групова форма дає змогу здійснювати індивідуальний підхід до учнів: разом із загальними для сіх завданнями учні одержують завдання різної складності. Практичні заняття. Практичні заняття - це тривалий експеримент, який учні виконують в процесі здобування, закріплення і контролю знань. Вони проводять після вивчення якоїсь підтеми, теми або розділу. Учні виконують досліди на основі уже відомого їм матеріалу. Перед практичними роботами вони повторюють відповідний теоретичний матеріал, вивчають за підручником інструкцію по проведенню дослідів. Готуючи таке заняття вчитель повинен підготувати обладнання, реактиви, посуд для кожного учня. Практичну роботу вчитель починає з актуалізації знань, з техніки експерименту даної роботи. Кілька учнів інформують про хід роботи – обладнання, послідовність виконання операцій, хімізм процесів. Потім вчитель дає настанови щодо послідовності роботи та проводить інструктаж з безпеки праці під час роботи. Ця підготовча робота займає небагато часу. Під час експерименту та складності звіту про виконану роботу учням дозволяється користуватись інструкціями. Якщо значна частина учнів допускає типові помилки, учитель припиняє роботу і пояснює учням як їх усунути. Крім того, вчитель спостерігає за роботою учнів, щоб оцінити їх вміння і навички. Після виконання досліду кожний учень у зошиті для практичних робіт складає звіт. Експериментальні задачі з хімії. Експериментальні задачі – це завдання практичного характеру, відповіді на які учні знаходять у процесі спостережень за дослідами. На відміну від лабораторних робіт і практичних експериментальні задачі учні розв’язують самостійно, без додаткових інструкцій вчителя. За своїм змістом експериментальні задачі можуть бути: а) на спостереження та пояснення явищ, б) на добування розчинів, в) на проведення характерних реакцій, г) на розпізнавання речовин. Експериментальні задачі з хімії можна розв’язати методами: аналітико-синтетичним, гіпотез, і проб. Але здебільшого експериментальні задачі з хімії розв’язуються аналітико-синтетичним методом.За таким методом учні спочатку визначають хід розв’язання, дають йому всебічне обґрунтування. Робота над задачею розбивається на окремі етапи, кожний з яких підтверджується рівняннями реакцій. Вибір методу розв’язання задач залежить від наявності в учнів теоретичних знань та практичних умінь. Експериментальні задачі поглиблюють знання з хімії та сприяють розвиткові логічного мислення, змушують учнів порівнювати, осмислювати, аналізувати. Техніка безпеки під час проведення хімічного експерименту Перед кожним хімічним експериментом, котрий проводиться в хімічному кабінеті, вчитель повинен провести інструктаж з техніки безпеки. Ось основні і найважливіші правила: 1) НІКОЛИ не пробуйте на смак і не нюхайте хімічні речовини! 2) При роботі з відкритим полум'ям дотримуйтесь правил протипожежної безпеки. 3) Якщо ви хочете додати спирт у спиртівку, те її обов'язково необхідно згасити перед доливанням. 4) Якщо вам необхідно зробити розчин кислоти, те необхідно лити кислоту у воду, а не навпаки. Для того, щоб запам'ятати це, існує простенький віршик: Спочатку вода, потім кислота, інакше трапиться велика біда! 5) Після проведення БУДЬ-ЯКОГО експерименту ретельно вимийте руки. 6) Ніколи не їжте під час проведення експерименту. 7) Ніколи не кладіть їжу на стіл, на якому проводиться дослід або на якому знаходяться реактиви. 8) При проведенні дослідів беріть тільки ті кількості речовини і дотримуйте тих пропорцій, що зазначені в описі досліду. 9) Якщо необхідно понюхати яку-небудь речовину, то не підносьте її до носа, а зробіть кілька рухів рукою від речовини до носа і понюхайте повітря. 10) Якщо необхідно нагріти що-небудь у скляному хімічному посуді, то спочатку злегка нагрійте цю ємність проводячи їй над полум'ям спиртівки. Такий інструктаж повинен бути загальним і поточним. Тобто вчитель повинен розповісти про поводження в хімічному кабінеті, роботу з нагрівальними приладами, кислотами, лугами, хімічним посудом, а також про техніку безпеки при роботі з речовинами, що використовуються в даному експерименті. Прилади на яких проводяться досліди, повинні бути заздалегідь підготовлені, неодноразово перевірені. Реактиви для експериментів повинні бути свіжо приготовлені, перевірені вчителем перед роботою та попередньо проведені, щоб запобігти виникненню труднощів перед та під час виконання експерименту, успішному їх здійсненню та результативності роботи. Хімічний посуд, що використовується в процесу роботи, теж має бути заздалегідь підготовлений. Після закінчення експерименту хімічний посуд може мити тільки лаборант чи вчитель. Хімічні експерименти повинні проводитись тільки в кабінеті хімії під наглядом або за участю вчителя і ні в якому разі самими учнями. Навіть після закінчення експерименту не допускається залишати учнів без нагляду в хімічному кабінеті. Кілька корисних порад, які можуть знадобитися вчителю при підготовці чи для проведення багатьох дослідів: 1) Під час роботи з різними солями бажано вдягати одноразові гумові рукавички, тому що шкіра має властивість усмоктувати речовини, що потрапили на неї. 2) Найбільш токсичними є солі наступних металів: Hg, Pb, Cd, Co, Nі, Zn, Ba, Sb, Sr, Cr; менш токсичні солі Cu, Fe, Al, Ag; і найменш токсичні солі Ca, K, Na і Mg. Але працювати необхідно обережно з усіма речовинами. 3) Необхідно завести спеціальний рушник (переважно вафельний) для витирання вимитого хімічного посуду. 4) Якщо після кип'ятіння розчину на стінках хімічного посуду залишився незмивний наліт, те його можна видалити, обполоскавши посудину розчином соляної кислоти. Проведення хімічного експерименту з малою кількістю речовин Проблема вдосконалення експерименту в даний час стала виключно важливою. Один із шляхів її розв’язання полягає в заміні основної частини учнівського макро- і напівмакроексперименту експериментом з малою кількістю речовин. Якщо прийняти запропоновану Л.Генковою класифікацію хімічного експерименту з врахуванням кількісних і якісних показників, то термін „малі кількості реактивів” виявиться „збірним”, середнім між напівмікрометодом і мікрометодом. Використання такого методу під час виконання хімічного експерименту: а) робить експеримент безпечним і короткотривалим. Його можна проводити і без витяжної шафи, без газо- та водопроводу, що дуже важливо для деяких сільських шкіл, б) дає змогу збільшити кількість не лише учнівських, але й демонстраційних дослідів, в) дає змогу застосовувати хімічний експеримент на різних етапах уроку, забезпечує реалізацію проблемного і дослідницького підходу до навчання, формування в учнів простіших навичок проведення хімічного експерименту, що забезпечує більш високій рівень викладання, підвищує якість навчання та виховання.Обладнання для роботи з малою кількістю речовин може бути використане для основної частини хімічного експерименту, передбаченого шкільною програмою не лише з неорганічної, а й органічної хімії, а також у позакласній діяльності. Все це сприяє розвиткові в учнів стійкого інтересу до предмету, удосконаленню методики викладання. Використання хімічного експерименту в позакласній роботі Використання хімічних експериментів в позакласній роботі підвищує інтерес учнів до предмету, формує в них навички та вміння, бажання приймати участь в такій роботі, сприяє розвиткові логічного мислення. Незамінним помічником у формуванні пізнавального інтересу до хімії можуть бути цікаві хімічні експерименти, де об'єктом досліджень стають оточуючі нас і добре знайомі нам речовини. Наприклад: "Вогненебезпечна апельсинова шкірка", "Які плоди містять жир?", "Чому бензином виводять плями?", "Спіле і неспіле яблуко", "Виготовляємо мило", "Приготуємо ... лимонад!" і ін. Ось такі цікаві досліди можна використати в позакласній роботі з учнями 7 – 9 класів. Дослід “Напої з однієї пляшки” Налийте в пляшку з безбарвного скла близько 0,5л дистильованої води і додайте приблизно 10мл сульфатної кислоти. Розчин безбарвний і тому сприймається як чиста вода. Підготуйте для досліду 3 чистих склянки місткістю 200мл. У склянку №1 покладіть кілька кристаликів соди разом з метилоранжем. На дні склянки води непомітні. Склянка№2 залишається порожньою. Наливши в склянку№3 3–5мл 20% розчину барій хлориду, добре змочіть її стінки. Залишки розчину злийте в спеціальний посудину. Повторіть змочування ще раз. До виконання досліду накрийте склянки скельцями. Під час демонстрації налийте в кожну склянку “води з пляшки”. В склянці №1 вода перетворюється на газований напій рожевого кольору (кислота взаємодіє з содою, виділяється вуглекислий газ, метилоранж в розчині кислоти стає рожевим). У склянці №3 вода перетвориться на “молоко” – білий розчин із завислим барій сульфатом. Цей дослід можна використовувати не тільки не позакласних заняттях, а й при вивченні властивостей сульфатної кислоти та якісної реакції на сульфат-іон. Учням пропонується записати хімізм: 1. утворення “молока”: Вa2+ + SO4 2- → BaSO4↓ білий завислий осад 2. утворення “газованого напою” 2NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2 H2O + 2CO2↑ Дослід “вуглекислий газ крокує сходинками”. Помістіть у циліндр (або склянку) маленьку драбинку, зроблену з жесті чи іншого матеріалу. На кожній сходинці дробинки закріпіть свічку. Запаліть свічки і заповнюйте циліндр вуглекислим газом з апарату Кіп па (газовідвідну трубку опустіть до дна циліндра). Свічки погаснуть одна за одною, починаючи з нижньої. Цей дослід можна використовувати при вивченні теми “Оксиди Карбону та їх властивості. Учні роблять висновки, утворений газ – Карбон (ІV) оксид – не підтримує горіння. CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑ До теми “сполуки Карбону” можна використати цікаві досліди загадки, які підвищують цікавість в учнів до вивчення хімії, стимулюють в учнів розвиток логічного мислення. Опис “незвичайних” дослідів зі звичайними курячими яйцями. На столі розміщені: 3 металеві штативи, у кільці кожного з них знаходилось по яйцю. Одне з них зварене й очищене, купа шматочків сіруватого каменю, банка з водою, порожня літрова скляна банка, пляшка з безбарвною рідиною, склянка з невідомим розчином, апаратом Кіппа, глибока фаянсова тарілка, тигельні щіпці. Дослід №1. Перша задача пропонує спробувати зварити яйце за допомогою холодних каменів такої ж холодної води. На дно тарілки насипають шар шматочків каменів, кладуть сире яйце, засипають кусочками каменів і заливають холодною водою. Через 1-2 хвилини у тарілці почалась реакція, а потім у ній все заклекотіло. Через деякий час дістають яйце щипцями, воно зварене. Дослід №2. Налити в літрову банку рідини з пляшки і опустіть в неї тільки що зварене яйце. У банці почалась реакція з виділенням газу. Дослід №3 Наповніть банку з вузьким горлечком газом з апарата Кіппа, опустіть очищене яйце на горлечко банки гострим кінцем вниз і обережно збовтайте розчин, що знаходиться в ній. Яйце раптом стиснулося і плюхнулось на дно банки. Після проведення дослідів учням пропонується ґрунтовно пояснити їх, написати хімізм реакції. Дослід №1 CaO + H2O → Ca(OH)2 + Q (велика кількість тепла, що дозволяє зварити яйце) Дослід №2 CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑ Дослід №3 У банці частина вуглекислого газу поглинається лугом. Тиск в банці стає нижчий, ніж атмосферний за допомогою поштовху повітря і різниці тиску опускається на дно банки. Горіння натрію.На азбестову сітку кладуть листок фільтрувального паперу, рясно змоченого водою. Потім на папір кладуть шматочок натрію. Натрій реагує з водою, за рахунок енергії, що виділилася, плавиться, самозаймається і горить яскравим жовтим полум'ям. У реакцію горіння включаються і водень, що виділився, і фільтрувальний папір. Дим без вогню. У чисту суху широкогорлу колбу об'ємом 200 мл наливають 5-10 мл концентрованого розчину хлоридної кислоти. Обертальним рухом колби змочують кислотою стінки посудини, виливають надлишок розчину і щільно заривають пробкою. В іншу, точно таку ж, колбу аналогічним способом набирають розчин аміаку (25%). Під час досліду колби відкривають і з'єднують горлечками одна до іншої, повертаючи їх у такому положенні на 180o. Колби заповнюються густим білим димом. Невагомі пузирі. Для досліду необхідна велика скляна посудина (можна взяти акваріум) об'ємом 5-10 л. У посудину підводять до дна газовідвідну трубку, приєднану до апарата Кіппа, і наповняють до половини (проба палаючою скіпкою) вуглекислим газом. Приготувавши мильний розчин (краще взяти шампунь), видувають трубочкою пузирі і направляють їх у посудину. Мильні пузирі, "плаваючи " на вуглекислому газі, здаються глядачам невагомими. Вода" запалює багаття. На азбестову сітку ставиться невелика порцелянова чашка (можна годинникове скло) з невеликою кількістю суміші калію пермаганату із сірчаною кислотою. На порцелянову чашку і навколо неї накладають сухі скіпки, що імітують багаття. Для запалювання отриманого багаття змочують шматок вати "водою" (етиловим спиртом) і вичавлюють над ним так, щоб краплі потрапили в чашку. Спирт (можна брати денатурат) запалюється, підпалюючи потім скіпки. Покриття полімерними плівками. З метою збільшення терміну використання таблиць і малюнків або запобігання їх від забруднення і псування на паперову поверхню наносять розведені розчини полімерів. Для готування таких розчинів 2-3 мг здрібненого полімеру (оргскло, полістирол) розчиняють у 100 мл підходящого органічного розчинника (бензол, чотирьох хлористий вуглець, етилацетат і ін.) Розчин наносять кілька разів , щораз чекаючи, щоб попередній шар цілком висохнув. Покриття робити на відкритому повітрі чи у витяжній шафі щоб уникнути отруєння леткими розчинниками. III. Висновок Хімічний демонстраційний експеримент - найважливіший зі словесно-наочних методів навчання хімії в школі. Питанням постановки і використання демонстраційних експериментів у навчальному процесі присвячені тисячі журнальних статей, книг, навчальних фільмів. Організація експерименту передбачає спостереження і порівняння того, що було до і після реакції, учить прогнозувати результати досліду. Експеримент який учні здійснюють самостійно під час лабораторних і практичних робіт, найбільше повно задовольняє їхню потребу у творчості. По-перше, потрібно осмислити не тільки хімічну суть експерименту, але технологію виконання досвіду (з урахуванням вимог техніки безпеки. По-друге, необхідно не тільки записати результати спостережень, але і зробити висновки, здійснити пошук причинно-наслідкових зв'язків, дати узагальнення. По-третє, проведення лабораторних досвідів якоюсь мірою задовольняє потребу у фізичній діяльності, що вносить розмаїтість у процес навчання. Безумовно, підготовка до регулярного проведення хімічного експерименту на уроках чи на заняттях хімічного гуртка для школярів займає багато часу. Але ці витрати виправдуються зацікавленістю предметом і невгасаючим інтересом дітей до гурткових занять і стабільністю складу гуртка, щодо позакласної діяльності. Дитина живе на світі не для того, щоб ходити на уроки і механічно запам'ятовувати суму знань, а для того, щоб за допомогою способів пізнання розуміти і пояснювати світ. Хімія – наука, де теорія іде поряд з практикою, де є місце експериментам. Отже, на уроці хімії основний упор необхідно робити не на озброєння знань, що вкладеться в поняття “ система умінь і навичок “, а на формування в школярів особливих якостей, що дозволяють їм самостійно формувати власну картину світу. Кожен учень повинен розуміти, для чого він робить дослід і як треба вирішити поставлене перед ним завдання. Він вивчає речовини очима або за допомогою приладів і індикаторів, розглядає деталі приладу або весь прилад. Виконуючи дослід, учень опановує прийомами і маніпуляціями, спостерігає і помічає особливості ходу процесу, відрізняє важливі зміни від неістотних. Звичайно, що під час такої навально-пізнавальної діяльності логічне мислення учнів розвивається. | |
| Переглядів: 754 | |
| Всього коментарів: 0 | |