Использование эксперимента как средства активизации мыслительной и творческой деятельности учащихся на уроках химии

Размещено на http://www.allbest.ru/

«Использование эксперимента как средства активизации мыслительной и творческой деятельности учащихся на уроках химии»

Выполнил: Учитель химии МАОУ «Гимназия 80» Сормовского района Черная Ольга Владимировна

НИЖНИЙ НОВГОРОД 2009г.



Введение

Работа учителя в современной школе усложняется год от года. Повышаются требования к уровню педагогического мастерства учителя, уроки приобретают качественно иной характер. В учебный процесс все больше вовлекаются современные ТСО и дидактические материалы, происходит дифференциация школ по профильным направлениям, чаще всего по гуманитарному. Вводятся новые учебные программы и учебники, по которым происходит значительное сокращение количества часов по отдельным предметам, в частности по химии.

Современное развитие науки и техники ставит перед обучением новые задачи. Переработать колоссальную информацию, которую ученик получает из современных учебников химии для средней школы, связать воедино теоретические, фактические и практические знания, добиться простых навыков и умений в выполнении химических экспериментов, научиться работать с книгой, справочниками и т. д. можно лишь при использовании активных форм и методов обучения, активизации познавательной деятельности учащихся. Большую помощь в этом отношении в условиях современного преподавания химии оказывает обучение с использованием химических экспериментов (как демонстрационных, выполняемых учителем, так и ученических) которое повышает самостоятельность учащихся, увеличивает их творческую активность, способствует развитию речевых навыков и коллективистских наклонностей.

Цель данной работы - теоретическое обоснование и экспериментальная проверка способов использования химического эксперимента как средстве активизации мышления и познавательной деятельности учащихся.

В соответствии с выделенной целью и предметом исследования была сформулирована следующая рабочая гипотеза: систематическое выполнение химических экспериментов (выполняемых педагогом или учащимися) активизирует мышление, познавательную деятельность учащихся, повышает уровень развития интеллектуальных умений, творческих способностей. Для достижения целей исследования и проверки выдвинутой гипотезы необходимо было решить следующие задачи:

1. Осуществить анализ научно-методической литературы по поставленной проблеме и на его основе определить место эксперимента при изучении курса химии, а также выявить возможности для придания проблемного характера школьным экспериментам;

2. Проанализировать познавательное значение химического эксперимента при изучении свойств неорганических и органических соединений в школьном курсе химии;

3. разработать соответствующие методические рекомендации по организации и проведению экспериментов при изучении неорганических и органических в курсе химии общеобразовательной школы с целью развития и активизации мышления школьников.

В ходе выполнения работы использовались следующие методы: теоретический анализ психолого-педагогической литературы, педагогическое наблюдение, педагогический эксперимент.



I. Психолого-педагогические основы использования химического эксперимента при изучении школьного курса химии

1.1 Методы обучения и их классификация

Термин «метод» происходит от греческого слова «methodos», что в переводе означает исследование, путь продвижения к истине, этимологически он связан с тем значением, которое имеет методология или методика исследования, поиска истины.

В. Оконь дает такое определение: «Метод обучения - это апробированная и систематически функционирующая структура деятельности учителей и учащихся, сознательно реализуемая с целью осуществления запрограммированных изменений в личности учащихся»[12]. О ценности метода обучения говорит характер деятельности учителей и учащихся, а также дидактических средств, поддерживающих или заменяющих некоторые действия. Ценность метода зависит от того, в какой степени она вызывает и вызывает ли вообще познавательную, эмоциональную и практическую активность самих учащихся, так необходимую в исследовании действительности и воздействии на нее.

Проблема классификации методов обучения является одной из острых проблем современной дидактики. В настоящее время нет единой точки зрения по этому вопросу. В связи с тем, что разные авторы в основу подразделения методов обучения на группы и подгруппы кладут разные признаки, существует ряд классификаций. Наиболее ранней классификацией является деление методов обучения на методы работы учителя (рассказ, объяснение, беседа) и методы работы учащихся (упражнения, самостоятельная работа).

Распространенной является классификация методов обучения по источнику получения знаний. В соответствии с таким подходом выделяют:

а)словесные методы (источником знания является устное или печатное слово);

б)наглядные методы (источником знаний являются наблюдаемые предметы, явления, наглядные пособия);

в)практические методы (учащиеся получают знания и вырабатывают умения, выполняя практические действия).

Более подробно остановимся на этой классификации.

Словесные методы занимают ведущее место в системе методов обучения. Были периоды, когда они являлись почти единственным способом передачи знаний. Прогрессивные педагоги - Я. А. Коменский, К. Д. Ушинский и др. выступали против абсолютизации их значения, доказывала необходимость дополнения их наглядными и практическими методами, Е настоящее время их нередко называют устаревшими, "неактивными". К оценке этой группы методов надо подходить объективно. Словесные методы позволяют в кратчайший срок передать большую по объему информацию поставить перед обучаемыми проблемы и указать пути их решения. С помощью слова учитель может вызвать в сознании детей яркие картины: прошлого, настоящего и будущего человечества. Слово активизирует воображение, память, чувства учащихся.

Словесные методы подразделяются на следующие виды: рассказ. объяснение, беседа, дискуссия, лекция, работа с книгой.

Под наглядными методами обучения понимаются такие методы, при которых усвоение учебного материала находится в существенной зависимости от применяемых в процессе обучения наглядных пособий и технических средств. Наглядные методы используются во взаимосвязи со словесными и практическими методами обучения.

Наглядные методы обучения условно можно подразделить на две большие группы: метод иллюстраций и метод демонстраций.

Метод иллюстраций предполагает показ ученикам иллюстративных пособий: плакатов, таблиц, картин, карт, зарисовок на доске и пр.

Метод демонстраций обычно связан с демонстрацией приборов, опытов, технических установок, кинофильмов и др.

Такое подразделение средств наглядности на иллюстративные и демонстрационные является условным. Оно не исключает возможности отнесения отдельных средств наглядности как к группе иллюстративных, так и демонстрационных (например, показ иллюстраций через эпидиаскоп или кодоскоп). Внедрение новых технических средств в учебный процесс (телевидения, видеомагнитофонов, компьютеров) расширяет возможности наглядных методов обучения.

При использовании наглядных методов обучения необходимо соблюдать ряд условий:

а)применяемая наглядность должна соответствовать возрасту учащихся;

б)наглядность должна использоваться в меру и показывать ее следует постепенно и только в соответствующий момент урока;

в)наблюдение должно быть организовано таким образом, чтобы все учащиеся могли хорошо видеть демонстрируемый предмет или явление;

г)необходимо четко выделять главное, существенное при показе иллюстраций;

д)детально продумывать пояснения, даваемые в ходе демонстраци] явлений;

е)демонстрируемая наглядность должна быть точно согласована с содержанием материала;

ж)привлекать самих учеников к нахождению желаемой информации на наглядном пособии или демонстрационном устройстве.

Практические методы обучения основаны на практической деятельности учащихся. Этими методами формируют практические умения и навыки. К практическим методам относятся упражнения, лабораторные и практически работы.

Под упражнениями понимают повторное (многократное) выполнен» умственного или практического действия с целью овладения им или повышения его качества. Упражнения применяются при изучении все; предметов и на различных этапах учебного процесса. Характер и методик упражнений зависит от особенностей учебного предмета, конкретной материала, изучаемого вопроса и возраста учащихся.

Лабораторные работы - это проведение учащимися по заданию учителя опытов с использованием приборов, применением инструментов и других технических приспособлений, т.е. это изучение учащимися каких-либо явлений с помощью специального оборудования.

Проводятся лабораторные работы в иллюстративном или исследовательском плане. В любом случае учитель составляет инструкцию; ученики записывают результаты работы в виде отчетов, числовых показателей, графиков, схем, таблиц. Лабораторная работа может быть частью урока, занимать урок и более.

Практические работы проводятся после изучения крупных разделов тем и носят обобщающий характер. Они могут проводиться не только в классе, но и за пределами школы.

Вопрос о системе методов далеко не однозначный и в методическое литературе по химии. Например, по логическому подходу выделяют[8]

*индуктивные методы *дедуктивные методы *методы аналогий

Также выделяют группу методов химического исследования, как специфических в обучении химии. К ним относятся:

наблюдение

химический эксперимент

обязательные демонстрационные опыты, выполняемые учащимися.

моделирование

описание

теоретическое объяснение

метод теоретического предсказания

В методике химии выделяется также группа общепедагогических методов, сходных для химии и других школьных предметов:

методы изложения - (рассказ, лекция)

методы беседы

методы самостоятельной работы

Исходя из темы данной работы, более подробно остановимся в химическом эксперименте, как одном из наиболее важных практически методов.

1.2 Школьный эксперимент как метод химического исследования

Традиционно цель обучения химии заключается в том, что учащегося необходимо ввести в мир веществ, заложить основу понимания причин его многообразия, сформировать у него не только теоретические знания, но практические умения обращения с веществами. Изучение химии на любом уровне не может осуществляться без соответствующей организации химического эксперимента.

Изучение опыта работы учителей химии показывает, что в период освоения новых программ химическому эксперименту нередко отводилось недостаточно учебного времени для того, чтобы сформировать у учащихся определенные практические умения. Химия - наука экспериментальна. Усиление теоретической стороны содержания современного школьного курса не означает ослабления внимания к химическому эксперименту. Напротив, необходимо вести поиск различных форм подтверждения изучаемых учащимися теорий и законов экспериментальным путем, а также шире применять приемы и методы обучения, которые соответствуют самостоятельному осуществлению учащимися химического эксперимента. Эксперимент - важнейший путь осуществления связи теории с практикой при обучении химии, превращения знаний в убеждения. Поэтому раскрытие познавательного значения каждого опыта - основное требование к химическому эксперименту. В программах по химии обозначены обязательные демонстрационные опыты, выполняемые учащимися, раскрыто содержание практических занятий. Химический эксперимент - источник знания о химических веществах и их превращениях, позволяющий увлечь учащихся химической наукой, способствующий активизации познавательной деятельности учащихся, развивающий способность применять теоретические знания на практике.

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 неотъемлемой частью урока при изучении конкретных вопросов. Ученики должны знать, для чего проводить эксперимент, какое теоретическое положение он подтверждает, на какой вопрос поможет ответить.

Очень важно анализировать результаты экспериментов, чтобы получить четкий ответ на поставленный в начале опыта вопрос, установить все причины и условия, которые привели к получению данных результатов. Кроме того, правильно организованный эксперимент воспитывает сознательную дисциплину, развивает творческую инициативу, бережное отношение к собственности.

Все химические эксперименты, предусмотренные школьной программой, можно разделить на две группы: демонстрационный и ученический.

Демонстрационным называют эксперимент, который проводят 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.

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.

Общеизвестны требования к демонстрационному эксперименту: наглядность, простота, надежность, безопасность проведения, необходимость объяснения, правильная техника выполнения.

В процессе демонстрирования осуществляются три функции учебного процесса: образовательная, воспитывающая 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 изученного материала.

Ученический эксперимент - это вид самостоятельной работы. Он не только обогащает учащихся новыми знаниями, понятиями, учениями, 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 разделяют на лабораторные опыты и практические занятия. Школьный химический эксперимент условно можно разделить на несколько типов:

1. занимательные опыты;

2. иллюстрационный эксперимент;

3. лабораторные работы;

4. решение экспериментальных задач;

5. основы научного эксперимента.

На первых этапах изучения химии основное внимание уделяется знакомству учащихся с интересными фактами, умению наблюдать и делать выводы о результатах эксперимента, это формирует интерес к предмету, способствует формированию навыков самостоятельной творческой работы, привитию практического опыта работы с химическими реактивами и оборудованием. Во время проведения экспериментов школьники начинают логически мыслить и рассуждать. Это и является целью занимательных химических опытов. Они, как правило, содержат некоторые элементы фокусов: это исчезновение предметов (растворение алюминиевой ложки) извержение огня (разложение дихромата аммония), появление дыма (образование хлорида аммония), свечение (синтез люминофоров) и т.п. На первом этапе эти эффекты вызывают удивление, но пытливый ум учащихся требует объяснения, а ответы на вопросы могут появиться только при изучении химии.

Иллюстрационный химический эксперимент - эффективное средство в преподавании химии, он применяется на всех этапах обучения. Эксперимент дает возможность преподавателю выделить самое главное и сложное, учащиеся учатся наблюдать и делать выводы и одновременно знакомятся с основными навыками и приемами работы в химической лаборатории.

Выполнение лабораторных работ является обязательными условием для успешного усвоения материалы. В школе лабораторные работы выполняются учащимися при изучении всех курсов. Работы выполняются под руководством учителя учащимися самостоятельно и служат для закрепления изучаемого материала и контроля знаний. Опыты для лабораторной работы подобраны таким образом, что их можно выполнить, имея в распоряжении простейшее химическое оборудование и посуду, минимальный набор реактивов. Например, в курсе «Неорганическая химия» - это опыты, демонстрирующие взаимодействие алюминия с кислотами и щелочами, получение металлической меди и др. При выполнении работы учащиеся учатся владеть техникой химического эксперимента, аккуратно обращаться с оборудованием лаборатории, разумно расходовать химические реактивы, а так же 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.

После выполнения работы ученики оформляют отчет по лабораторной работе, записывают свои наблюдения и объясняют их. Таким образом, при оценке лабораторных работ учитываются техника выполнения химического эксперимента, теоретические знания и умение делать выводы. Лабораторные работы также могут быть выполнены преподавателем и продемонстрированы учащимся, но этот метод рекомендуется применять только на начальных этапах обучения, например в курсе «Занимательная химия».

Решать экспериментальные задачи рекомендуется после изучения достаточно большой части теоретического материала. Это может быть осуществление химических превращений, например, (NH₄)₂Cr₂0₇ > Cr₂0₃ > СгС1₃ > Сг(ОН)₃ > Na₃[Cr(OH)₆], или определение качественного состава некоторых соединений при помощи качественных реакций. Такие задания помогают учащимся развивать свои творческие способности, готовиться к химическим олимпиадам различного уровня. Ученики совершенствуют свои умения и навыки, учатся применять полученные теоретические знания для решения конкретных заданий. Овладение основами научного эксперимента необходимо учащимся, желающим заниматься исследовательской работой. Эти навыки постепенно закладываются во всех курсах и реализуются, например, при выполнении заключительного задания в курсе «Химический синтез», где требуется получить химическое вещество, предварительно обсудив различные методики синтеза. Исследования различного рода также проводятся учащимися при подготовке конкурсных работ для участия в проектах, организуемых на различных уровнях.

1.3 Роль проблемного эксперимента в обучении химии

Химический эксперимент относится к специфическим методам обучения, отличающим преподавание химии от преподавания других естественнонаучных дисциплин. Эксперимент выступает как средство познания химических объектов и явлений и, в то же время, служит неопровержимым доказательством объективности научных знаний о мире, о познаваемости и управляемости химических процессов. В этом отношении эксперимент как метод обучения выполняет развивающую и воспитательную функции, способствует формированию научного мировоззрения учащихся. Безусловно, современный урок химии требует и соответствующего уровня демонстрации химических опытов, более совершенной (по сравнению с традиционной) методики организации лабораторных и практических работ.

Рассмотрим более подробно роль проблемного эксперимента при создании и решении проблемных ситуаций. Учащиеся глубоко вникают в сущность проводимых опытов, задумываются над их результатами и пытаются ответить на вопросы, неизбежно возникающие в ходе их постановки, только в том случае, если эксперимент поражает воображение и сильно влияет на эмоциональную сферу. Но для того, чтобы эксперимент не приобрел развлекательный характер, учащимся с самого начала должна быть ясна цель проводимых опытов: доказательство истинности теоретического

Проблемный эксперимент - это форма применения химического эксперимента в обучении, дающая возможность организовать (создать) проблемную ситуацию и вызвать интерес у учащихся к поиску причин наблюдаемого явления.

Когда проведен нестандартный, оригинальный или неожиданный по наблюдаемым результатам эксперимент, то он своим содержанием или необычным направлением сразу создает проблемную ситуацию. После осознания проблемы ученики непроизвольно включаются в поисковую деятельность, которая требует от них нового оригинального подхода или нового, неизвестного им ранее способа ее решения. Исследования, к которым побуждает проблемный эксперимент, могут быть теоретическими или практическими.

Проблему соотношения иллюстративного и проблемного, исследовательского эксперимента в курсе органической химии достаточно подробно исследовал Л. А. Цветков.[18] Он установил, что характер использования эксперимента определяется, прежде всего, логикой познавательного процесса и сущностью ведущей на уроке познавательной задачи.

Реализация исследовательского метода в обучении химии осуществляется при организации самостоятельной работы учащихся по исследованию свойств веществ, при решении задач расчетного и экспериментального характера, при конструировании, моделировании и т. д. Конечно, научное исследование школьников нельзя сравнивать с работой ученого. В результате исследовательской работы ученый открывает новые, неизвестные науке факты, при этом схему основных этапов исследования можно выразить так: специальная практика с ее многочисленными потребностями - проблема - догадка - гипотеза - теория - развитие теории - новые потребности - новые и более углубленные проблемы. Примерно таким путем должен идти и ученик, если учитель правильно организует проблемное обучение, требующее применения исследовательских приемов работы.

Решение учениками проблем с применением исследовательских методов характеризуется как сложное учебное умение, которому нужно специально обучать. При введении в учебный процесс элементов научного исследования учащиеся применяют определенные методы - теоретический анализ, выдвижение гипотез, экспериментальную проверку.

Эффективных результатов по формированию исследовательских умений можно добиться только при направленной систематической работе. Она предполагает проблемное проведение уроков по изучению теоретических вопросов и фактического материала, проведение большинства лабораторных опытов и практических занятий исследовательским методом, использование системы домашних заданий с элементами теоретического исследования, тренировочные упражнения по отработке отдельных умений. Важнейшую роль в выработке у учащихся исследовательских умений выполняет химический эксперимент, он обеспечивает самоконтроль и служит средством доказательства правильности предположений.

Стоит отметить, что проблемный и исследовательский эксперимент - понятия не однозначные. Проблемный эксперимент ставит проблему в процессе обучения (путем создания противоречий, неожиданностей, несоответствий), а исследовательский эксперимент направлен на ее решение. Но и исследовательский эксперимент тоже может приводить к созданию проблемных ситуаций, а они, в свою очередь, потребуют проведения новых или дополнительных исследований.

Проблемный эксперимент может применяться на различных этапах процесса обучения: при изучении нового материала, при совершенствовании знаний, при повторении, обобщении, закреплении или контроле знаний. Проблемные опыты можно не только включать в содержание уроков, но и применять на факультативных, кружковых занятиях, а также при индивидуальной работе с учащимися.

Разнообразная экспериментальная работа учеников может включать элементы проблемности или сложные экспериментальные задания, может отличаться по объему и уровню проблемности в зависимости от характера работы, степени подготовленности учащихся, оснащения химической лаборатории и других факторов. Но систематическое использование проблемных экспериментов при разумном их сочетании с традиционными экспериментальными работами бесспорно эффективное средство обучения и развития учащихся. Такие результаты достигаются потому, что при отсутствии инструкции и при минимальной помощи со стороны учителя ученики в максимальной мере могут проявить свои творческие способности и самостоятельность.

На первых порах при использовании проблемного эксперимента возникают трудности не только у учащихся, но и у преподавателей.

Учителя, впервые сталкивающиеся с подобной формой работы, должны не только освоить методику проблемных экспериментов, но и почувствовать интерес к новой форме работы, усилить и укрепить материальную базу химического кабинета, выявить возможности разных классов к такому способу обучения.

Поскольку при этом неизбежно усиливается индивидуализация процесса обучения, довольно быстро происходит «расслоение» класса, выделяется группа наиболее способных учеников, которые быстро справляются с заданиями и хотят пробовать свои силы в решении более сложных задач. Таким образом, создаются предпосылки для преодоления главного противоречия классно-урочной системы - противоречия между коллективным характером обучения и индивидуальным способом усвоения знаний учащимися.

Несмотря на то, что в методической литературе недостаточно работ, посвященных непосредственно проблемному эксперименту, все же можно отметить некоторые публикации, содержащие интересные идеи по обоснованию применения экспериментов в проблемном обучении химии Так, B.C. Полосин выделил два случая создания и разрешения проблемных ситуаций при использовании проблемных экспериментов:

1. на основе выполнения химического эксперимента, требующего последующего теоретического объяснения (Эксперимент - Проблема - Теория - Вывод);

2. на основе теории с последующим экспериментальные подтверждением (Теория - Проблема - Эксперимент - Вывод). [15]

В. Я. Вивюрский справедливо считал, что демонстрационные и лабораторные опыты можно применять для создания проблемных ситуаций в тех случаях, когда результаты опытов не могут быть объяснены ученикам на базе имеющихся у них знаний потому, что в этих опытах содержится новая информация, для понимания которой нужны новые знания. Кроме того, В.Я. Вивюрский сформулировал требования к опытам, которые можно применять для создания проблемных ситуаций[1]:

во-первых, содержание опытов должно опираться на известные учащимся явления и закономерности и создавать посильную проблемную ситуацию;

во-вторых, проведению этих экспериментов должен предшествовать показ опытов, подводящих к пониманию проблемы на основе имеющихся знаний;

в-третьих, опыты, с помощью которых ставится проблема, должны вызывать интерес, возбуждать любознательность.

Подводя итоги, можно сделать вывод, что наряду с демонстрационным исследовательским экспериментом на уроках необходимо применять проблемный эксперимент. Каждая из перечисленных форм имеет своеобразие и играет определенную роль в организации и проведении уроков. Но только исследовательский и проблемный эксперимент может способствовать развитию мыслительных способностей учащихся, повышению их творческого потенциала и отвечать требования современного урока.

химический эксперимент школьный курс



II. Химический эксперимент как средство развития учащихся

2.1 Методические рекомендации по использованию эксперимента как средства обучения химии

Теоретические вопросы современного школьного курса химии сложны и многообразны, а химический эксперимент зачастую только типовой стандартный. В настоящее время назрела проблема обновления как содержания школьного химического эксперимента, так и методики его применения в обучении. Эта проблема очень актуальна и значима для современной школы.

Программы по химии для средней школы предусматривают определенный перечень демонстрационных опытов учителя, а также ученические опыты, выполняемые лабораторным способом или в виде практических работ. Однако отбор химических экспериментов для школы проводился достаточно давно и почти не пересматривался. Даже новые программы и учебники по химии содержат в основном стандартные химические эксперименты иллюстративного характера.

На современном этапе преподавание химии решает новые задачи. Значительно больше внимания теперь уделяется развитию мышления учеников. Решению этой задачи способствует периодический пересмотр теоретического содержания программ и учебников, модернизация учебной литературы. Совершенно очевидно, что развитие химического мышления учащихся невозможно при использовании только традиционного, преимущественно иллюстративного и констатирующего химического эксперимента. Стандартные химические опыты, применяемые в школьном курсе достаточно давно, не дают возможности многогранного, целостного рассмотрения многих вопросов, изучаемых школьниками в настоящее время. В качестве примера можно привести традиционные, стандартные опыты взаимодействия металлов с растворами солей, которые обычно демонстрируются учащимся. Выполнение только этих экспериментов приводит учеников к поверхностному решению вопроса о взаимодействии металлов с растворами солей. Ведь в этих экспериментах не учитываются различные факторы, влияющие на направление реакций между металлами и растворами солей (возможность взаимодействия металла с водой, гидролиз соли и т.д.). А других экспериментов, учитывающих эти факторы и дающих более целостную и точную картину данного свойства, в школе нет. То же самое наблюдается и при изучении многих других вопросов и разделов школьного курса.

Следовательно, необходимо своевременно и постепенно знакомить учащихся с такими химическими экспериментами, которые позволят выработать новые модели изучаемых процессов. Моделирование в сочетании с объяснением новых проблемных опытов будет способствовать развитию знаний учащихся и их мышления.

Новые опыты помогут в значительной мере обогатить содержание школьного курса, дадут возможность учителю систематически применять проблемные и исследовательские формы организации учебной деятельности школьников.

На современном этапе развития школы необходимо сочетание традиционных опытов и нового нестандартного проблемно-развивающего эксперимента, который не только иллюстрирует изучаемые явления, но и дает ученикам необходимую информацию, чтобы анализировать материал, применять теоретические знания, получать самостоятельные выводы. Таким образом, химический эксперимент и усовершенствованная методика его проведения в школе тоже могут являться средством развития и способствовать осуществлению важнейших положений теории развивающего обучения.

В данной главе приводятся некоторые методические разработки по использованию химических экспериментов при изучении курсов органической и неорганической химии в школе.

С самого начала обучения химии в школе необходимо большое внимание уделять технике лабораторных работ и правилам техники безопасности при работе в химической лаборатории, что способствует обучению культуре химического эксперимента. Первое практическое занятие по курсу химии в школе посвящено знакомству с химической посудой и оборудованием лаборатории и основным правилам работы в лаборатории, затем полученные навыки и умения совершенствуются во время практических и лабораторных работ.

На этом этапе лучше использовать демонстрационный эксперимент в любой форме, а так же ученические эксперименты.

Когда у учеников уже сформирована достаточная теоретическая база (как правило к 9 классу) наряду с демонстрационными экспериментами целесообразно проводить исследовательские эксперименты (экспериментальные задачи), а так же проблемные эксперименты. В 10 и 11 классе проблемные эксперименты особенно эффективно можно использовать при изучении свойств различных классов органических соединений.

2.2 Использование экспериментов при изучении неорганической химии

При изучении неорганической химии использование демонстрационных экспериментов и экспериментальных задач способствует лучшему пониманию и усвоению материла, а так же развивает познавательную активность школьников и способствует формированию интереса к химии. Использовать химические эксперименты можно практически во всех темах.



Фрагмент урока Тема: Амфотерные оксиды и гидроксиды

Этап урока	Деятельность учителя	Деятельность учащихся
Изучение нового материала	Получает Zn(OH)2 в ходе объяснения из ZnС12 и NaOH	Описывают химические свойства гидроксида алюминия (осадок белого цвета, нерастворимый в воде). Записывают уравнения реакций.
	Задает вопрос ученикам: будет ли этот гидроксид взаимодействовать с кислотами и со щелочами?	Учащиеся уже знают, что гидроксиды металлов взаимодействуют с кислотами, поэтому без труда отвечают на этот вопрос. Один из учеников записывает на доске уравнение реакции и проводит реакцию взаимодействия гидроксида цинка Zn(OH)2 с соляной кислотой HCl. Осадок гидроксида цинка при этом растворяется.
	Задает вопрос: будет ли взаимодействовать гидроксид цинка с гидроксидом натрия?	Ученикам известны только свойства гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов, поэтому они отвечают, что два гидроксида металлов между собой взаимодействовать не будут.
	Демонстрирует реакцию взаимодействия гидроксида цинка Zn(OH)2 с гидроксидом натрия NaOH. Осадок гидроксида цинка растворяется, то есть два гидроксида металлов взаимодействуют между собой.	Опыт вначале кажется учащимся неожиданным и непонятным.
	Предлагает обсудить наблюдаемое явление в процессе эвристической беседы	Выдвигают гипотезу о том, что гидроксид цинка взаимодействует со щелочью как кислота.
	Учитель принимает данную гипотезу, подтверждает ее и дает дополнительные пояснения: Zn(OH)2 при взаимодействии с NaOH проявляет свойства кислоты. Для удобства можно записать формулу гидроксида цинка в виде кислоты H2Zn02. В результате взаимодействия образуется растворимая соль - цинкат натрия, поэтому наблюдается растворение осадка. Оксиды и гидроксиды всех переходных металлов (обозначенных в таблице Менделеева зеленым цветом) в химических реакциях могут проявлять как кислотные, так и основные свойства. Такие оксиды и гидроксиды называют амфотерными	Учащиеся записывают уравнение реакции: H2ZnO2 + 2NaOH >Na2ZnO2 + 2Н2O

Этот несложный и наглядный эксперимент позволяет просто и доступ не проиллюстрировать понятие амфотерности, как способности оксидов и гидроксидов переходных металлов проявлять как кислотные, так и основные свойства. Для закрепления материала можно предложить детям решить экспериментальную задачу: «Имеются две склянки, в одной из которых гидроксид цинка Zn(OH)₂ , а в другой - гидроксид натрия NaOH. Kaк определить, где какое вещество, производя только их смешивание и не используя другие реагенты»? Решение этой задачи позволяет закрепить понятие амфотерность, о также развивает творческую активность учащихся в поиске решений задачи, развивает навыки самостоятельной практической деятельности.

Некоторые химические эксперименты позволяют не только проиллюстрировать вновь изучаемые понятия и свойства веществ, но и закрепляют и актуализируют уже изученные ранее.

Пример: При изучении свойств галогенов учитель демонстрирует эксперимент по возгонке йода I₂. Возгонка - явление перехода вещества и твердого состояния в газообразное при нагревании, минуя жидкое Кристаллический йод - одно из немногих простых веществ, обладающих этим свойством. При нагревании кристаллов йода образуется фиолетовый дым (газообразный йод). Этот опыт - иллюстрационный, сопровождается комментариями учителя. В конце урока, когда уже рассмотрены все основные химические свойства йода, учитель демонстрирует эксперимент по взаимодействию йода с алюминием.



Фрагмент урока Тема: Галогены

Этап урока	Деятельность учителя	Деятельность учащихся
Закрепление пройденного материала	Демонстрирует эксперимент по взаимодействию йода с алюминием. Для проведения эксперимента необходим кристаллический йод, который растирается в порошок, а так же порошок алюминия. Вещества тщательно перемешиваются, и для начала реакции необходимо добавить в реакционную смесь капельку воды, после чего смесь быстро накрывается стеклянным колоколом.	При взаимодействии порошков йода и алюминия наблюдается вспышка огня выделение большого количества фиолетового дыма. У учеников этот эксперимент, как правило, вызывает очень яркие эмоции и больше интерес.
	Задает вопрос ученикам: как объяснить наблюдаемые явления?	Для ответа на этот вопрос ученикам необходимо вспомнить изученные на уроке свойства йода и уже известные им свойства алюминия, который взаимодействует с металлами с выделение большого количества теплоты. Ученики объясняют наблюдаемые явления следующим образом: при взаимодействии йода с алюминием выделяется большое количество теплоты, поэтому вначале видна вспышка огня. При этом йод, который еще не успел провзаимодействовать с алюминием, разогревается и начинает возгоняться. Клубы фиолетового дыма - это и есть газообразный йод. Записывают уравнение реакции: 2Al + 3I2 > 2AlI3
	Задает вопрос о назначении воды в данной реакции.	Ученики отвечают, что вода нужна только для начала реакции, поэтому выступает здесь как катализатор.

2.3 Использование экспериментов при изучении органической химии

В старших классах, при изучении органических соединении, целесообразно использовать проблемный эксперимент. Этот вид эксперимента позволяет развивать самостоятельность и творческую активность старшеклассников, формирует умение решать научные задачи. Анализ содержания школьного курса органической химии показывает, что многие свойства соединений можно изучать именно с использованием этого метода. Знания, самостоятельно полученные учениками в ходе решения подобных задач, лучше усваиваются и являются более осознанными.

При изучении спиртов и фенолов, учащиеся знакомятся с новыми для них классами - спиртами и фенолами, как гидроксильными производными углеводородов. Новые понятия здесь - функциональная группа - ОН, которая входит в состав молекул этих веществ, водородная связь, водородная связь. В процессе изучения спиртов и фенолов важно обратить внимание на то, что свойства веществ обусловлены не только строением углеводородного скелета и характером связи между атомами углерода, но и наличием в их составе функциональных групп, возможностью взаимодействия молекул между собой. Поскольку во многом здесь развиваются ранее сформированные понятия, в этой теме важно чаще использовать активную самостоятельную работу учащихся при изучении и усвоении нового материала.

Альдегиды и карболовые кислоты представляют собой два класса органических соединений, генетически связанных между собой и со спиртами. Важной задачей изучения этой темы является расширение и углубление знаний учащихся о составе, строении, свойствах и практическом использовании кислородосодержащих веществ.

Новыми понятиями здесь являются, прежде всего, функциональные группы: альдегидная в альдегидах и карбоксильная в кислотах. Общее у них - группа атомов С=0. При ознакомлении с этими функциональными группами происходит развитие знаний о двойной связи: учащиеся узнают, что она может образовываться не только между атомами углерода, но и между различными атомами. Особенностью этой связи является ее полярность. Этим объясняется влияние функциональной группы на химические свойства альдегидов, в частности на реакции окисления и восстановления.

Раскрывая связь строения и свойств этих классов соединений, важно подчеркнуть познаваемость мира, отметить, что большая глубина проникновения в сущность строения вещества дает возможность целенаправленного управления его превращениями.

Для ознакомления учащихся с физическими свойствами карбоновых кислот нужно рассмотреть растворимость в воде муравьиной, уксусной и стеариновой кислот. Можно предложить ответить на вопросы: почему в отличие от альдегидов в гомологическом ряду кислот нет газообразных веществ? Почему первые члены ряда хорошо растворяются в воде? Почему с увеличением относительной молекулярной массы кислоты ее растворимость уменьшается? Также необходимо обсудить с учащимися электронное строение кислот.

Ко времени знакомства с карбоновыми кислотами учащиеся уже хорошо знают свойства неорганических кислот, которые во многом сходны с органическими. Кроме того, они уже могут прогнозировать свойства веществ, основываясь на их электронном строении. Поэтому изучение химических свойств карбоновых кислот целесообразно организовать в виде самостоятельной работы по изучению нового материала. Это можно сделать на основе использования учебника, справочной литературы, лабораторного и демонстрационного экспериментов.

При изучении сведений о жирах и сложных эфира\ находит новое подтверждение идея развития органического мира от простого к сложному, взаимосвязи веществ, что позволяет подводить учащихся к мировоззренческим выводам. К этому классу веществ относятся такие животные жиры и растительные масла, которые обладают специфическими свойствами, обусловленными их ролью в биохимических процессах, протекающих в живых организмах. Именно поэтому в задачу данной темы входит также ознакомление учащихся с жирами, как биологически ценными веществами. При рассмотрении реакции этерификации, превращений жиров происходит расширение знаний учащихся о химической реакции: закрепляются понятия о закономерностях химических реакций и условиях смещения химического равновесия на примере органических веществ. Поэтому важной задачей изучения данной темы является формирование понятий о реакции этерификации и гидролиза.

Темой «Углеводы» завершается изучение кислородосодержащих органических соединений; следовательно, она не стоит особняком в ряду органических соединений, а теснейшим образом связана с ранее изученными классами веществ: спиртами, альдегидами и кетонами, карбоновыми кислотами, эфирами.

На материале данной темы открываются новые возможности формирования у учащихся научно-материалистического мировоззрения. Во- первых, важен сам факт познания человеком тончайших структур природного органического вещества; во-вторых, проникновение в тайну процессов образования и превращения углеводов, прежде всего, в сущность фотосинтеза как главного химического процесса природы; в-третьих, здесь мы имеем еще одно убедительное подтверждение единства природы, выражающееся во взаимных превращениях неорганических и органических веществ.

Учащиеся открывают для себя новые знания; знания о генетических связях кислородосодержащих веществ дополняются представлении о пространственном строении молекул, новыми проявлениями изомерии, новыми фактами гидролиза, образования сложных эфиров, возможностью модификации природных полимеров. Известные промышленные процессы получают теоретическое освещение, умножаются факты, раскрывающие связь науки с жизнью. Здесь возрастают возможности использования химического эксперимента как для создания проблемных ситуаций, так и для обоснования теоретического материала.



Фрагмент урока Тема: Обобщение и закрепление знаний по теме «Углеводы»

Этап урока	Деятельность учителя	Деятельность учащихся
	Ставит вопрос: а нельзя ли осуществить окисление глюкозы непосредственно кислородом воздуха?	Уже знают, что глюкоза окисляется аммиачным раствором гидроксида серебра и гидроксидом меди(II). Отвечают отрицательно, мотивируя свой ответ тем, что реакции идут в растворах окислителей и при нагревании
	Чтобы уточнить это высказывание ставит проблемный демонстрационный эксперимент: Реактивы и оборудование: глюкоза, едкий натр, 1%-ный раствор метиленового синего, плоскодонная колба (500 мл). Заранее колбу наполовину наполняет водой, растворяет 5 г едкого натра, затем 5 г глюкозы и добавляет 20 капель раствора метиленового синего. Закрывает колбу пробкой и раствор перемешивает. На уроке ставит колбу на белый бумаги и демонстрирует отсутствие окраски у раствора. Сильно взбалтывает содержимое колбы. Раствор неожиданно становится темно-синим. Снова ставит колбу на бумагу - цвет раствора быстро исчезает. Такое чередование можно повторить несколько раз.	Опыт вначале кажется учащимся неожиданным и непонятным. Неясна также и роль метиленового синего.
	Предлагает обсудить наблюдаемые явления в процессе эвристической беседы.	Выдвигают гипотезу о том, что при интенсивном перемешивании происходит окисление глюкозы. Они обосновывают это тем, что перемешивание способствует увеличению растворимости кислорода в жидкости, а следовательно, и скорости реакции окисления.
	Учитель принимает данную гипотезу, подтверждает ее и дает дополнительные пояснения: органический краситель метиленовый синий также ускоряет процесс окисления, выполняя роль передатчика кислорода. Окисляя глюкозу в щелочной среде, он восстанавливается и становится бесцветным. При достаточном доступе воздуха (что и происходит при перемешивании) метиленовый синий быстро окисляется, на некоторое время переходит в окисленную форму и поэтому вновь приобретает синюю окраску. При стоянии глюкоза его восстанавливает, и окраска исчезает.	Учащиеся записывают уравнение реакции: 2СН2ОН - CHOH- СНОН - СНОН - СНОН - COH + O2 > 2СН20Н - СНОН - СНОН - СНОН - СНОН -COOH

С целью расширения кругозора учащихся учитель может также сообщить дополнительную информацию о красителе. Метиленовый синий - органический краситель, применяемый в медицинской практике как антисептическое средство, а также как вещество, обезвреживающее некоторые яды, Метиленовый синий в растворе глюкозы вводят внутривенно при отравлениях угарным газом, сероводородом и т. д.



Заключение

В ходе выполнения работы была подтверждена правильность выдвинутое гипотезы: при систематическом использовании различных экспериментов на уроках химии развивается и активизируется мышление и познавательная деятельность школьников.

После теоретического исследования использования химического эксперимента на уроках и его роли в развитии мышления и исследовательской активности была выявлена возможности использования различных типов экспериментов при изучении химии на любом этапе урока - при изучении нового материала, при закреплении изученного материала, а так же для обобщения и систематизации знаний.

На основе исследования в данной работе предложены методические рекомендации по проведению химических экспериментов в школьном курсе химии для активизации и развития познавательной деятельности учащихся.



Литература

1. Вивюрский, В.Я. Эксперимент по химии в средних профтехучилищах. - М.: Высшая школа, 1980.

2. Выготский Л.С. Воображение и творчество в детском возрасте: Психологический очерк: Книга для учителя. 3 изд. - М.: Просвещение, 1991.-93 с.

3. Давыдов В.В. Проблемы развивающего обучения: Опыт теоретического и экспериментально-психологического исследования. - М.: Педагогика, 1986.-240 с.

4. Дорно И.В. Проблемное обучение в школе. - М.: Просвещение, 1984.

5. Зайцев, О.С. Методика обучения химии: теоретический и прикладной аспекты: Учеб для студ. высш. учеб. заведений. - М.:ВЛАДОС, 1999. - 384 с.

6. Ильницкая И.А. Проблемные ситуации и пути их создания на уроке. - М.:3нание, 1985.

7. Кирюшкин Д.М. Методы обучения химии в средней школе

8. Кузнецова, Н. Е. Методика преподавания химии: Учеб. пособие для студ. пед. ин-тов по хим. и биол. спец. - М.:Просвещение, 1984 - 415 с

9. Лихачев, Б. Т. Педагогика. Курс лекций: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. - М.: Прометей, 1992. - 528 с.

10. Лук А.Н. Мышление и творчество. - М.: Политиздат, 1976. - 144 с.

11. Махмутов М.И. Организация проблемного обучения в школе: Книга для учителя. -М.: Просвещение, 1977.

12. Общая методика обучения химии/ Под ред. Л. А. Цветкова. - М.: Просвещение, 1987.

13. Оконь В. Основы проблемного обучения. - М.: Просвещение, 1968. - 208 с.

14. Петровский А.В. Способности и труд. - М.: Знание, 1966. - 78 с.

15. Полосин, B.C. Школьный эксперимент в неорганической химии. - М.: Просвещение, 1970.

16. Сурин Ю.В. Методика проведения проблемных опытов по химии развивающий эксперимент. - М: Школа-Пресс, 1998.

17. Тихомирова Д.Ф. Развитие интеллектуальных способностей школьников. - Ярославль: Академия развития, 1996. - 240 с.

18. Цветков, Л. А. Преподавание органической химии в средней школе. М.: Просвещение, 1984.

19. Чернобельская Г.М. методика обучения химии в средней школе. - М. Владос,2000.

20. Шадриков В.Ф. Деятельность и способности, 1994. - 320 с.

21. Шаповаленко, С. Г. Методика обучения химии в восьмилетней средней школе. - М.: Учпедгиз, 1963

Размещено на Allbest.ru

...