Методика решения экспериментальных задач на уроках химии в средней школе как средство повышения осознанности знаний учащихся

Экспериментальная деятельность учащихся 8 и 9 классов при изучении курса неорганической химии. Формирование и развитие понятий о химической реакции. Методика проведения химического эксперимента и возможность его использования в условиях современной школы.

Рубрика Педагогика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 01.06.2022
Размер файла 402,2 K

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

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

На третьем этапе формирования понятие «химическая реакция» претерпевает качественные изменения в теме «Химическая связь. Строение вещества». В данной теме химическая реакция начинает трактоваться как разрушение одних связей и образование других. Рассматривается это на примере окислительно-восстановительных реакций. Механизм этих реакций объясняют с точки зрения перехода электронов, поднимаясь тем самым на более высокий теоретический уровень.

На основе нового понятия «степень окисления» анализируют известные учащимся реакции разных типов, доказывая тем самым, что среди реакций любого типа можно найти окислительно-восстановительные.

В теме «Подгруппа кислорода» вводится новое понятие аллотропия и соответствующие ей новый тип реакций - аллотропные превращения. [44].

Четвертый этап. В разделе «Закономерности химической реакции» вводится понятие о скорости химической реакции и о влияющих на нее факторах (температура, концентрация, поверхность соприкосновения). Здесь же рассматривается вопрос об обратимости химической реакции и о химическом равновесии. Необходимо подчеркнуть динамический характер химического равновесия, факторы, вызывающие смещение химического равновесия. Таким образом, учащиеся знакомятся еще с одним типом химической реакции -- обратимыми. [44]. На данном этапе изучения химии можно провести опыт взаимодействия йода с алюминием. Данный опыт поможет сформировать понятия «катализатор», «экзотермическая реакция», «окислительно-восстановительная реакция», «обратимость реакций».

Этап пятый. На данном этапе происходит знакомство учащихся с такой важной темой как «Теория электролитической диссоциации». Она помимо мировоззренческого значения (иллюстрация единства и борьбы противоположностей - моляризации и диссоциации) вносит много нового в объяснение механизма реакций. На базе понятия об обратимых реакциях можно объяснить сущность процесса диссоциации, а также гидролиза солей, рассматриваемого в ионной форме. [44]. На данном завершающем этапе можно провести демонстрацию опыта испытания веществ на электролитическую проводимость, для формирования понятий «сильные электролиты», «слабые электролиты», «степень электролитической диссоциации», «ионизация», «диссоциация», «ассоциация». Также для развития понятий «ион», «катион», «анион» можно продемонстрировать реакции ионного обмена, идущие с образованием яркоокрашенных солей.

Известно, что большая часть, проводимых в школе опытов имеет иллюстративный характер и используется только для подтверждения изучаемых явлений. Вместе с тем учащимся 8-9-х, и, особенно, 11-х классов, целесообразно предлагать не только иллюстративные опыты, но и опыты усложненного характера, так как они обеспечивают активизацию познавательной деятельности учащихся, учат самостоятельно мыслить, развивают интерес к предмету, улучшают знания, расширяют научный кругозор и часть выводят на новый уровень понимания ранее изученных вопросов школьной программы, при изучении соединений железа на уроках или на факультативных занятиях, по усмотрению учителя, возможна постановка предлагаемых иных опытов. Такие эксперименты целесообразно включать в беседы эвристического характера или в процесс экспериментальной изложения материала преподавателем. Ученик должен понимать, для чего он делает эксперимент и что он должен сделать, чтобы решить поставленную перед ним задачу.

Обсуждение результатов всех рассмотренных ниже экспериментов проводится в форме фронтальной эвристической беседы, руководимой учителем. Учитель задает вопросы, позволяющие установить существующие закономерности, сделать выводы. Определения понятий, уравнения реакций, выводы, сформулированные детьми и скорректированные учителем, должны быть записаны каждым учащимся в тетрадь. По ходу обсуждения учитель отмечает успехи учащихся, в конце урока ставит им оценки.

2.3 Комплект экспериментальных химических экспериментов

Для 8х классов были предложены экспериментальные эксперименты, проводимые по темам раздела «Важнейшие классы неорганических соединений».

Приведённые ниже опыты, использовались при объяснении нового материала в изучении темы «Оксиды» и «Гидроксиды» у учеников 8-х классов (см. тематическое планирование для 8 класса, уроки 47-48) и конспекты уроков. Использовался теоретический материал учебника 8 класса Г.Е. Рудзитиса Химия-9 [31], методическое пособие для учителя [30].

Сначала изучения темы можно использовать экспериментальную задачу «Ознакомление с образцами оксидов», который поможет сформировать на уровне атомно-молекулярного учения понятия «признаки реакции», а также «основной оксид», «кислотный оксид», «амфотерный оксид». Далее для формирования понятия «признаки реакции» можно провести ученические эксперименты «Растворимость оксидов железа (III), кремния (IV), натрия и кальция» и «Взаимо-действие оксидов кремния (IV) и фосфора с водой, определение ха-рактера образовавшегося гидроксида с помощью индикатора». А также в 8 классе на примере опыта «Взаимодействие углерода, фосфора и серы с кислородом» формируется понятие «реакция окисления», «реакция горения». При использовании опыта «Горение перманганата калия» у учащихся формируются понятия «экзотермическая реакция», «типы химических реакций», «реакция разложения». Для формирования понятия «реакция замещения» возможно использование опыта «Взаимодействие цинка с соляной кислотой». Также для формирования начальных представлений о таких понятиях как «скорость химической реакции» и «катализатор» используется опыт «Разложение пероксида водорода в присутствии перманганата калия». Реакция взаимодействия соляной кислоты с гидроксидом натрия формирует понятие «реакция нейтрализации». Понятие «реакции обмена» сформируется на примере реакции «Взаимодействия оксида меди (II) с серной кислотой». Для формирования понятий «моль», «количество вещества» демонстрируется опыт разложения основного карбоната меди (II).

Урок №1, тема: «Оксиды». Лабораторный опыт: «Ознакомление с образцами оксидов».

Цель: научиться определять возможное строение (молекулярное и немолекулярное) на основании его физических свойств.

Форма проведения эксперимента: ученический эксперимент.

Реактивы: оксид меди (II), оксид кремния (IV), оксид азота (V), оксид кальция, вода.

В ходе работы ученикам предлагается рассмотреть образцы оксидов, которые находятся у них на столах и заполнить таблицу 1 физические свойства оксидов.

Таблица 1

Оксид (название, формула)

Физические свойства

Агрегатное состояние

Цвет

Запах

Температура кипения

Оксид меди (II) CuO

Далее перед учениками ставится цель ответить на вопросы:

- какие из рассмотренных вами оксидов имеют молекулярное строение, а какие немолекулярное;

- по каким признакам это можно определить?

В завершении ученикам необходимо написать уравнения реакций получения предложенных им оксидов и сформулировать вывод.

При проведении данной работы, ученики выдвигают гипотезы о строение данных оксидов. Обращают внимание на агрегатное состояние веществ и температуру кипения. Вспоминают признаки веществ молекулярного и немолекулярного строения. Затем внимание учеников обращается на то, какие химические элементы образуют оксиды немолекулярного строения, а какие - молекулярного строения. И далее формулируются тема «Классификация оксидов».

Урок №2, тема: «Гидроксиды. Основания». Лабораторный опыт: «Растворимость оксидов железа (III), кремния (IV), натрия и кальция».

Цель: изучить растворимость оксидов данных образцов.

Форма проведения эксперимента: ученический эксперимент.

Реактивы и оборудование: штатив под пробирки, пробирки, стеклянная палочка, фильтровальная бумага, лакмус, оксид железа (III), оксид кремния (IV), оксид натрия, оксид кальция, вода.

В ходе работы ученики растворяют оксиды в воде, обнаруживают, что не все оксиды растворяются, а какие-то растворяются частично. После чего заполняют таблицу 2

Таблица 2

Формула оксида / Свойства

Na2O

Fe2O3

SiO2

CaO

Растворимость в воде

Цвет раствора после добавления лакмуса

Далее ученикам предлагается отфильтровать растворы. После чего добавляют лакмус и изучают изменение окраски в растворах.

Ознакомившись с таблицей «Изменение цвета различных индикаторов в растворах», ученики приходят к выводу, что в результате растворения оксидов в воде образуются соединения разного характера и оксиды характеризуются разной растворимостью в воде. В связи с чем, формулируем тему урока «Гидроксиды. Основания»

Подобный опыт, только с добавлением кислотных оксидов, можно провести перед изучением темы «Кислоты».

Урок №3, тема: «Кислоты». Лабораторный опыт: «Взаимо-действие оксидов кремния (IV) и фосфора с водой, определение ха-рактера образовавшегося вещества с помощью индикатора».

Цель: изучить растворимость оксидов данных образцов.

Форма проведения эксперимента: ученический эксперимент.

Реактивы и оборудование: штатив под пробирки, пробирки, стеклянная палочка, лакмус, раствор соляной кислоты, оксид кремния (IV), оксид фосфора (V), вода.

В ходе работы ученики растворяют оксиды в воде, обнаруживают, что все оксид фосфора растворился, а оксид кремния нет. После чего заполняют таблицу 3

Таблица 3

Формула оксида / Свойства

SiO2

Р2O5

Растворимость в воде

Цвет раствора после добавления лакмуса

Тут возникает экспериментальа, что оба этих оксида являются кислотными, соответственно при взаимодействии с водой должны растворяться. Далее ученикам предлагается добавить лакмус в пробирки с растворенными оксидами и в пробирку с раствором соляной кислоты, и изучить изменение окраски лакмуса в растворах. После добавления лакмуса, обнаруживают, что в пробирке с раствором оксида фосфора (V) и в растворе соляной кислоты лакмус изменяет окраску на красный цвет, а в пробирке с оксидом кремния остался без изменения. На проведенных опытах делают вывод, что в пробирке с оксидом фосфора тоже образовалась кислота.

Ученики выдвигают гипотезу, что не все кислоты получают путем растворения кислотных оксидов в воде.

Для 9х классов были предложены экспериментальные эксперименты, проводимые по темам раздела «Многообразие химических реакций».

Приведённые ниже опыты, использовались при объяснении нового материала в изучении тем раздела «Многообразие химических реакций» у учеников 9-х классов (см. тематическое планирование для 9 класса, уроки 4-5) и конспект урока. Использовался теоретический материал учебника 9 класса Г.Е. Рудзитиса Химия-9 [31], методическое пособие для учителя [30].

Для формирования системы понятий теории электролитической диссоциации возможно использование таких химических опытов, как «Взаимодействие основных классов неорганических соединений». Для начала отмечаются различия между электролитами и неэлектролитами, что является исходным фактом. А затем раскрывается сущность процесса диссоциации и причины, при которых он может осуществляться. На данном этапе формируются понятия «электролиты», «неэлектролиты», «диссоциация», «ассоциация», «сильные электролиты», «слабые электролиты», «качественные реакции», «степень электролитической диссоциации», «ионизация» и «гидролиз». На примере данного опыта происходит изучение свойств электролитов в растворе. Развиваются понятия о классах неорганических веществ, их свойства получают более глубокое теоретическое объяснения. Понятие «химическая реакция» раскрывается на примере реакций ионного обмена. Также формируется понятие «условия протекания реакции ионного обмена», «обратимые и необратимые химические реакции».

В теме: «Гидролиз солей» можно использовать экспериментальный опыт: «Взаимодействие хлорида железа (III) с кальцинированной содой». Данный опыт используется как частный случай необратимой реакции ионного обмена.

В 9 классе для формирования понятий «окислитель», «восстановитель» и «окислительно-восстановительные реакции» демонстрируется опыт «Окисление соляной кислоты оксидом марганца (IV)». Опыты «Взаимодействие соляной кислоты с магнием, цинком и железом», «Горение серы на воздухе и в чистом кислороде» и «Взаимодействие серной кислоты и тиосульфата натрия» формируют понятие «скорость химической реакции», «химическое равновесие». Для формирования понятия «катализатор» можно использовать демонстрационный опыт «Влияние природы катализатора на разложение пероксида водорода».

Урок №1, тема: «Реакция ионного обмена и условия их протекания». Лабораторный опыт: «Взаимодействие основных классов неорганических соединений»

Цель работы: провести эксперимент ионного обмена основных классов неорганических соединений

Форма проведения эксперимента: ученический и демонстрационный эксперимент

Оборудование и реактивы: растворы HCl, H2SO4, CuSO4, NaOH, Na2SO4, BaCl2, KCl, Na2CO3 фенолфталеин, штатив с пробирками.

Ученики 9А класса были поделены на 3 группы, для данного эксперимента, каждая группа получила свое задание.

1 группа выполняла опыт №1. Прилили содержимое пробирки под №2, содержащий раствор гидроксида натрия NaOH к содержимому пробирки под №1, содержащий раствор сульфата цинка ZnSO4. Составили уравнение химической реакции, согласно плану.

2NaOH + ZnSO4 > Zn(OH)2v + Na2SO4

Наблюдаем выпадение осадка. Далее перед учениками встает вопрос, какое из полученных веществ выпало в осадок. Для этого обращаются к таблице растворимости и обнаруживают, что гидроксид цинка нерастворимое вещество, соответственно, он и выпадает в осадок.

Вывод: выпадение осадка одно из условий того, что реакция идёт до конца.

2 группа выполняла опыт №2. Прилили содержимое пробирки под №2, содержащий раствор карбоната натрия Na2CO3 к содержимому пробирки под №1, содержащей раствор соляной кислоты HCl. Составили уравнение химической реакции.

Na2CO3 + 2HCl > 2NaCl + H2CO3

Но по проделанному опыту выделяется газ, а в таком виде записанное уравнение реакции не показывает образование газа. Выдвигают гипотезу, что угольная кислота в свободном виде не существует, т.к. является нестойкой и легко разлагается на воду и соответствующий оксид. (степень окисления углерода в кислоте и оксиде одинаковая + 4). Значит

Na2CO3 + 2HCl > 2NaCl + CО2^ + H2O

Вывод: если в результате реакции образуется газ, следовательно реакция идет до конца (т.е. практически возможна).

3 группа выполняла опыт 3. Прилили содержимое пробирки под №2, содержащий раствор Cu(OH)2 к содержимому пробирки под №1, содержащей раствор соляной кислоты HCl. Составьте уравнение химической реакции.

Cu(OH)2 + 2 HCl > CuCl2 + 2H2O

По проделанному опыту видно, что осадок растворился, и образовалась вода.

Вывод: если в результате реакции образуется вода, то такие реакции

протекают до конца.

Далее ученикам предлагается демонстрационный опыт взаимодействия гидроксида натрия с хлоридом кальция.

Ученики фиксируют, что нет никаких признаков реакции, записывают уравнение реакции, предполагая, что данные вещества не реагируют между собой. После им предложено обратиться к таблице растворимости. После чего они делают вывод, что продукты реакции являются растворимыми веществами, соответственно, реакции не протекает до конца, так как ионы не связываются и не происходит выпадение осадка или выделение газа.

Урок №2, тема: «Гидролиз солей». Лабораторный опыт: «Взаимодействие хлорида железа (III) с кальцинированной содой».

Предварительно (на предыдущем уроке) учащихся познакомились с понятиями обратимые и необратимые реакции, сущность электролитической диссоциации и реакции ионного обмена.

Цель работы: провести эксперимент ионного обмена солей

Форма проведения эксперимента: ученический эксперимент

Оборудование и реактивы: раствор хлорида железа (III), раствор кальцинированной соды, штатив с пробирками, растворы индикаторов.

Урок начинается с постановки задачи: При сливании раствора, содержащего 0,1моль хлорида железа (III), с избытком раствора кальцинированной соды выделяется газ и выпадает осадок. Определить массу выпавшего осадка.

Задача решается на доске:

n (FeCl3) = 0,1 моль 2FeCl3 + 3Na2CO3 > 6NaCl + Fe2(CO)3

m(осадка) = ?

При записи уравнения реакции выясняется, (по таблице растворимости),что вещество Fe2(CO)3 не существует или разлагается водой

Далее предлагается выполнение лабораторного опыта. Ученики выполняют опыт с соблюдений правил техники безопасности. При сливании растворов, обнаруживают, что по реакции выделяется бесцветный газ и выпадает осадок коричневого цвета, но по уравнению реакции газ не выделяется, а осадка не существует.

Ученики выдвигают гипотезу, что что-то не учли, составляя уравнение реакции к задаче. И далее формулируется тема урока: «Гидролиз солей».

После прослушанного материала возвращаемся к задаче и ставим вопрос: «Чем образована соль карбонат железа (III) и что в таком случае происходит?»

Ученики делают вывод о том, что соли, образованные слабым основанием и слабой летучей кислотой, подвергаются необратимому гидролизу, т.е. полностью разлагаются с образованием осадка и выделением газа. После чего записывается уравнение реакции с учетом необратимого гидролиза, и решение задачи:

2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O > 2Fe(OH)3v+ 3CO2^+ 6NaCl.

n (Fe(OH)3) = n (FeCl3) = 0,1 моль.

m (Fe(OH)3) = M x n = 107 x 0,1 = 10,7 г.

Ответ: масса осадка 10,7г.

2.2 Исследование эффективности использования химического эксперимента для формирования системы понятий о химической реакции

Апробация материалов экспериментов проводилась на базе МБОУ Ершовская СОШ имени Героя Советского Союза Василия Фабричнова Московской области г. Одинцово.

Исследование эффективности использования химического эксперимента для формирования системы понятий о химической реакции проводилось мной в урочной деятельности с учащимися 8,9 при изучении разделов «Важнейшие классы неорганических соединений» в 8-х классах и «Многообразие химических реакций» в 9-х классах.

Мной выбраны были такие категории учащихся, потому что:

- в 8-ом классе начинается изучение химии, у учащихся формируются понятие о предмете «Химия» в целом, не только о химических реакциях; изучение химии с применением экспериментально химических задач даст им возможность вникнуть в суть химических явлений, и это будут не просто заученные темы из учебников и конспектов уроков;

- в 9-ом классе у учащихся один курс химии изучен, имеются представление о химических реакциях, основных классах неорганических веществ, о периодическом законе в целом; экспериментальная задача поможет сформировать у них понятий о химических реакциях по пройденный темам и в будущем изучение последующих тем даст творческий подход к экспериментальным ситуациям и легкому усвоению материала.

Схема эксперимента приведена на рис. 1.

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Рисунок 1. Схема эксперимента

Апробацию эксперимента начала с формирования двух групп учащихся в каждой параллели, с исходно одинаковым уровнем подготовки по химии. Всего было 4 группы учащихся. В 8А и 9А в урок был включен химический эксперимент, усложненного характера, а в 8Б и 9Б уроки проводились с применением объяснительно-иллюстративной формы обучения.

Конспект уроков по темам «Оксиды» и «Гидроксиды» для учащихся 8 «Б» класса, обучавшихся с применением объяснительно-иллюстративной формы обучения и для учащихся 8 «А», обучающихся с применением экспериментальных задач. После проведения уроков по темам «Оксиды» и «Гидроксиды» с применением объяснительно-иллюстративной формы обучения и без химического эксперимента у учащихся 1 и 2 групп 8-х классов, мной было проведено педагогическое тестирование

Анализ проведённого тестирования показал, что на момент начала эксперимента в группе 1 выполнение работы составило 60%, чуть больше половины группы полностью справились с данной работой, а во 2-ой группе составил 43%, достаточной низкий уровень выполнения работы.

После проведения уроков раздела «Важнейшие классы неорганических соединений» с применением объяснительно-иллюстративной формы обучения и без химического эксперимента у учащихся группы 1 и с применением экспериментально химических задач у группы 2, мной была проведена контрольная работа.

Анализ проведённой контрольной работы показал, что выполнение заданий в группе 1 составил 85%, что соответствует оптимальному уровню овладения основными знаниями, умениями, навыками, а во 2-ой группе составил 55%, то есть поднялся до критического уровня. Процент выполнения заданий в таблице 1 и 2 и соответствующие им диаграммы у первой и второй групп 8-х классов приведены ниже.

Таблица 1

Выполнение заданий 1-ой группы 8-х классов

Решаемость заданий%

№задания

1

2

3

4

5

верно

85

74

80

90

78

неверно

15

26

20

10

22

Диаграмма выполнения заданий учащимися 1-ой группы 8-х классов (в%)

Таблица 2

Выполнение заданий 2-ой группы 8-х классов

Решаемость заданий%

№задания

1

2

3

4

5

верно

54

47

50

70

59

неверно

46

53

50

30

41

Диаграмма выполнения заданий учащимися 2-ой группы 8-х классов (в%)

Подводя итоги работы в 8-х классах, можно с уверенностью сказать, что освоение изученной темы с применением экспериментально химических задач прошло успешно. Учащиеся ориентируются на изученные ими теории, основные законы химии и сформированные у них понятия о химических реакциях. Умеют использовать свои знания на практике.

Аналогичная работа была проведена с учащимися 9-х классов.

Конспект уроков по теме «Многообразие химических реакций» для учащихся группы 1. Для того чтобы экспериментальная задача не приобрел развлекательный характер, учащимся с самого начала должна быть ясна цель проводимых опытов. Опыт показал, что учащиеся глубоко вникают в сущность проводимых опытов, задумываются над их результатами и пытаются ответить на вопросы только в том случае, если эксперимент поражает воображение и сильно влияет на эмоциональную сферу.

После проведения двух уроков по темам «Многообразие химических реакций» в группе 1 с применением экспериментально химических задач, мной было проведено тестирование.

Анализ проведённого тестирования показал, что процент выполнения заданий в группе 1 составил 78%, что соответствует допустимому уровню овладения основными знаниями, умениями, навыками, а во 2-ой группе составил 60%, что соответствует критическому уровню.

После проведения уроков раздела «Важнейшие классы неорганических соединений» с применением объяснительно-иллюстративной формы обучения и без химического эксперимента у учащихся группы 1 и с применением экспериментально химических задач, мной была проведена контрольная работа. Анализ проведённой контрольной работы показал, что процент выполнения в группе 1 составил 90%, что соответствует оптимальному уровню овладения основными знаниями, умениями, навыками, а во 2-ой группе составил 60%, то есть остался на прежнем уровне. Процент выполнения заданий в таблице 3 и 4 и соответствующие им диаграммы у первой и второй групп 9-х классов приведены ниже.

Таблица 3

Выполнение заданий 1-ой группы 9-х классов

Решаемость заданий%

№задания

1

2

3

4

5

верно

87

84

80

95

86

неверно

13

16

20

5

14

Диаграмма выполнения заданий учащимися 1-ой группы 9-х классов (в%)

Таблица 4

Выполнение заданий 2-ой группы 9-х классов

Решаемость заданий%

№задания

1

2

3

4

5

верно

60

62

58

70

68

неверно

40

38

44

30

32

Диаграмма выполнения заданий учащимися 2-ой группы 9-х классов (в%)

Таким образом, полученные в результате моего исследования данные, показывают, что экспериментальный химический эксперимент способствует повышению эффективности обучения химии. Подобные опыты являются благодатной почвой для формирования диалектического и системного мышления учащихся. А включение таких опытов в процесс обучения позволяет учащимся формировать понятия о развитие химической реакции.

Все учащиеся проявили заинтересованность к экспериментальному моделированию ситуации при воспроизведении химических опытов. Большинство их отметили, что эта заинтересованность обусловлена предоставляемой возможностью логически и самостоятельно (в результате беседы) выявить и сформулировать правила и закономерностей химических явлений (процессов).

Учащиеся отметили, что они не испытывали сложности при восприятии нового материала, и хотели, чтобы подобные уроки чаще использовались при объяснении нового материала. Не исключено, что это связано с тем, что именно такая постановка эксперимента позволяет учащимся ощущать себя в роли исследователей-первооткрывателей.

Выводы ко второй главе

Выявлено, что формирование глубоких и прочных знаний у учащихся не может произойти спонтанно. Для этого необходима систематическая и целенаправленная работа на учебных занятиях. Для формирования основных химических понятий в процессе обучения химии можно и необходимо использовать разнообразные методические приемы, выстроенные в строгую логическую схему.

Но для достижения развития системы понятий о химической реакции не только на начальном этапе изучения предмета, но и для углубления изученных тем, необходимо использовать экспериментальных химических эксперимент, как показало исследование.

экспериментальный неорганический химический реакция школа

Заключение

Целью исследования являлось изучение химического эксперимента как метода развития понятий о химической реакции. Выяснилось, что эксперименты позволят ученикам активно применять полученные ранее знания и умения, помогает повысить уровень знаний, глубину понимания химических явлений, формирует у учащихся понятия о химической реакции, а также даёт возможность приобрести опыт конкретного решения экспериментальных и творческих заданий.

Основной задачей являлось изучить психолого-педагогическую и методическую литературу по проблеме исследования химического эксперимента, теоретические основы методики проведения химического эксперимента и возможность его использования в курсе неорганической химии и проверить влияние экспериментальных химических экспериментов на формирование понятий о химической реакции и повышение уровня знаний по химии. Было выявлено, что химических эксперимент является важнейшим способом осуществления связи теории с практикой путем превращения знаний в убеждения и в школьном курсе химии эксперимент является не только методом исследования, источником и средством нового знания, но и своеобразным объектом изучения. Для формирования понятия о химической реакции на каждой ступени его развития необходимо изучение целесообразно подобранных фактов в количестве необходимом и достаточном.

Также исследовалась гипотеза, что если в процессе обучения химии использовать демонстрационные и ученические химические эксперименты усложненного характера, то это приведет к формированию и развитию основных химических понятий, и как следствие, к формированию системы понятий о химической реакции и повышению уровня знаний по химии.

Изучение тем 9-го классах строить на использовании экспериментальной задачи, так как именно он способствуют наибольшей актуализации знаний учащихся об основных закономерностях протекания химических реакций (химического равновесия, кинетики химических реакций). Это позволяет самим учащимся найти оптимальное решение, аргументировать его, обобщить изученные ранее основные химические понятия и понятия о химических реакциях и применить их к новым процессам, в связи с чем, у учащихся происходит формирование системы понятий о химической реакции.

Выявлено положительное влияние экспериментально химических задач на формирование экспериментальных умений школьников по химии. Методы практической деятельности помогают осуществлять связь химических знаний с повседневной жизнью.

Список литературы

1. Вайнштейн Б.М. и др. Практические занятия по химии. М., 1939; с. 19-25.

2. Веденяпин А.Я. О химическом эксперименте в школе // Химия в школе. -1955.-№5.-С. 27-35.

3. Верховский В.Н., Смирнов А.Д. Техника химического эксперимента. Т. 1. М., 1973; С.437

4. Гаркунов В.П. Совершенствование методов обучения химии в средней школе. Л., 1974; 65с.

5. Гаркунов, В.П. Методика преподавания химии. Учебное пособие для студентов педагогических институтов по химическим и биологическим специальностям / - М.: Просвещение, 1984. - С. 26-37.

6. Добротин Д.Ю. Системный подход при формировании понятия «вещество».// Химия в школе. - 2005.- №7- с.11.

7. Дружинин В.Н. Экспериментальная психология. СПб.: Питер, 2002. 45 с

8. Ермаханов М.Н., Журхабаева Л.А., Адырбекова Г.М., Асылбекова Г.Т., Сабденова У.О., Куандыкова Э.Т. /Химический эксперимент и его роль в методике обучения химии // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2016. - №1-3. - С. 398-399;

9. Злотников Э.Г. Химический эксперимент в условиях развивающего обучения. Химия в школе, 2001, №1 - 400с.

10. Злотников Э.Г. Химический эксперимент как специфический метод обучения // Химия.

11. Злотников Э.Г., Гаркунов В.П. Функция школьного химического эксперимента в условиях развивающего обучения // ВХО им. Д.И. Менделеева. - 1983. - №5. - С. 15 - 17.

12. Зуева М.В. Обучение учащихся применению знаний по химии. М.: «Просвещение», 1987 г

13. Иванова Р.Г. Химический эксперимент - основа изучения химии. М.: Дрофа, 2008. с.184

14. Иодко А.Г., Емельянова Е.О. Карты заданий для усвоения первоначальных сведений о веществе // Химия в школе. - 2002. - №5- с.30.

15. Камушкина Г.Г. Из опыта формирования важнейших химических понятий // Химия в школе. - 2004, №2, с.27.

16. Кирюшкин, Д.М. Методика обучения химии / Д.М. Кирюшкин, В.С. Полосин. - М.: Просвещение, 1970. - С. 243.

17. Конспект урока «Оксиды», интернет ресурс инфо-урок, автор Самчидоол Хорагай Сояновна

18. Контрольная работа №3 «Основные классы неорганических веществ», интернет-ресурс инфо-урок, автор Лизина Антонина Александровна

19. Кравченко, З.И. Практические работы исследовательского характера / З.И. Кравченко // Химия в школе: научно-методический журнал. - 2008. - №6. - С. 61-63.

20. Кузнецова Н.Е., Левкин А.Н. Задачник по химии. 8 класс. / ФГОС - 2016 г

21. Кузнецова Н.Е., Левкин А.Н. Задачник по химии. 9 класс. / ФГОС - 2016 г

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

23. Кузнецова Н.Е. Формирование систем понятий при обучении химии. - М.: Просвещение, 1989. - 144 с.

24. Пак М.С. Дидактика химии. М.: Владос, 2004.с. 345.

25. Назарова Т.С., Грабецкий А.А., Лаврова В.Н. Химический эксперимент в школе (Библиотека учителя химии). М., 1987; с.356

26. Парменов К.Я. Демонстрационный химический эксперимент. М., 1954;

№с. 350

27. Парменов К.Я. Химический эксперимент в средней школе. М., 1959; №с.27-28

28. Полосин B.C. О формировании лабораторных навыков по химии // Химия в школе. 1952. - №2. - С. 24 - 30.

29. Рудзитис Г.Е. Химия. 8 класс: учеб.для общеобразоват. организаций / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. - 6-е изд. - М.: Просвещение, 2018.

30. Рудзитис Г.Е., Ф.Г. Фельдман 8-9 классы. Пособие для учителей общеобразовательных учреждений - М.: Просвещение, 2013

31. Рудзитис Г.Е. Химия. 9 класс: учеб. Для общеобразоват. организаций / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. - 6-е изд. - М.: Просвещение, 2018г.

32. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. /Химия. 8 класс. Электронное приложение к учебнику/ 2018 г.

33. Самостоятельная работа по теме «Оксиды», интернет-ресурс инфо-урок, автор Мылкина Оксана Владимировна

34. Самостоятельная работа по теме: «Реакции ионного обмена», интернет-ресурс инфо-урок, автор Попова Ольга Александровна

35. Симонов В.П. Диагностика степени обученности учащихся: учебно-справочное пособие // Моск. пед. ун-т. фак. повышения квалификации преподавателей вузов. М.‚ 1999. 45 c.

36. Смирнов А.Д. Техника химического эксперимента. Т. 1. М.: Просвещение, 1973. 368 с.

37. Субанаков, А.К. О формировании экспериментальной деятельности обучающихся / А.К. Субанаков // Химия в школе. - 2009. - №9. - С. 63-65.

38. Сурин Ю.В., Балезина С.С. Экспериментальный эксперимент при изучении свойств ионов // Химия в школе. - 1985. - №6. - С. 62 - 65.

39. Сурин Ю.В. Методика проведения экспериментальных опытов по химии. Развивающий эксперимент. М.: Школа-Пресс, 1998.;

40. Сурин Ю.В., Киселёва Е.В., Юрова Н.С. Экспериментальные опыты с основными солями меди (II), никеля (II) и растворами кислых солей. Химия в школе. 2013. №8. С. 57-61;

41. Сурин Ю.В. Экспериментальный эксперимент как одна из форм химического эксперимента // Химия в школе. 2007. №10. С. 57-61

42. Сурин Ю.В. Экспериментальные опыты по взаимодействию малоактивных металлов с растворами солей. Химия в школе. 2015 с. 39-40

43. Хомченко, И.Г. Сборник задач и упражнений по химии для средней школы / И.Г. Хомченко. - 2-е изд., испр. И доп. - М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2011. - 214 с.

44. Чернобельская Г.М. Методика обучения химии в средней школе. М.: Гуманит. изд. Центр ВЛАДОС, 2000-335 с.

45. Чернобельская Г.М. Содержание курса химии и его вариативность // Химия (приложение «Первое сентября»), 2006, №17, с.10.

46. Шепелев, М.В. О формировании исследовательского мышления в области химии / М.В. Шепелев, Е.В. Румянцев, Ю.С. Марфин, А.С. Вашурин // Химия в школе. - 2016. - №7. - С. 27-31.

Приложение 1

Урок на тему: "Составление и решение экспериментальных задач"

Цель. Систематизировать знания о классах неорганических соединений, типах химических реакций, номенклатуре, классификации в процессе разработки экспериментальных задач.

Задачи. Обучающие: познакомить учащихся с технологией решения и составления экспериментальных задач по химии; дать представление о методах экспериментальной проверки задач.

Развивающие: продолжить объяснение смысла основных химических понятий, применения этих понятий к решению экспериментальных творческих задач по химии; создавать условия для развития навыков наблюдения и исследования химических процессов, логического мышления и построения алгоритмов решения творческой задачи.

Воспитательные: формировать у школьников аккуратность и осторожность при проведении химического эксперимента; содействовать становлению у школьников умения работать в творческих группах, вносить свой личный вклад в решение общей задачи; воспитывать толерантность и способность отстаивать свои суждения, четко аргументировать их.

Оборудование и реактивы (для пяти групп учащихся). Спиртовки, держатели для пробирок, химические стаканы, воронки для фильтрования и фильтры, спички, емкости для слива отработанных растворов и стаканчики для использованных спичек; колбы с растворами сульфата меди, гидрокарбоната натрия и серной кислоты.

Методы обучения.

1. Эвристические приемы.

2. Лабораторный эксперимент с элементами исследования.

3. Самостоятельная творческая работа учащихся в группах с элементами изобретательской деятельности.

4. Работа учащихся с литературными источниками, справочными пособиями.

Тип урока. Систематизация и углубление знаний учащихся путем решения творческих задач. Работа проводится в группах.

Девиз урока: «Самый верный путь познать школьный предмет - это стремление внести в него свой творческий вклад».

Ход урока

Актуализация знаний

Зачитывается девиз урока, который записан на доске, объявляется тема урока, обращаюсь к учащимся с вопросом о том, что может предполагать данное название темы.

Учащиеся выдвигают различные версии. Становится очевидным, что на уроке ребята будут заниматься решением экспериментальных задач.

Мотивация учащихся к продуктивной деятельности

Учитель. Как вы думаете, чем мы будем заниматься на уроке?

Учащиеся. Решать экспериментальные задачи.

Учитель. На уроке требуется каждому внести свой вклад в работу творческой группы (класс разделен на пять творческих групп). Каждая интересная идея или мысль должна быть учтена в процессе реализации творческого задания.

Инструктаж по технике безопасности

Проводиться краткий инструктаж по технике безопасности, обращая особое внимание на согласованность в работе творческих групп (4-5 человек). Далее каждой группе предлагается прочитать общее для класса задание.

Постановка творческой задачи перед учащимися

Задача. Придумать цепочку химических превращений (не менее пяти переходов), с использованием трех растворов, имеющихся на рабочих столах. В цепочке формулы веществ должны быть заменены заглавными русскими буквами.

Указывать: условия превращения (нагревание и др.); выпадение осадка и выделение газа.

Цепочка должна быть практически осуществима в условиях школьной лаборатории с использованием имеющегося на рабочих столах оборудования.

Учащиеся задают вопросы, касающиеся деталей проекта, который им предстоит разработать. Учитель отвечает на уточняющие вопросы учащихся.

Учитель. Каждая группа работает самостоятельно (не более 20 мин). Группа, предложившая лучший вариант экспериментальной задачи, будет признана победителем.

Работа творческих групп по разработке вариантов задачи

Группы приступают к выполнению задания. Подхожу по очереди к каждой группе, выслушиваю варианты решения, акцентирую внимание на необходимости выбрать реактив, наиболее подходящий на роль исходного вещества (вещество, с которого начинается цепочка).

Учащиеся разрабатывают различные схемы, проделывают опыты, подтверждающие или опровергающие соответствие предлагаемой модели. Напоминаю, что необходимо учитывать пункт условия задачи о возможности осуществления превращений на предлагаемом оборудовании. Учащиеся просматривают справочники и дополнительную литературу по неорганической химии. Уже с первых минут работы творческих групп приходим к выводу о необходимости разделения труда в команде. Становится очевидным и то, что каждый должен следить за всем процессом решения творческой задачи и при необходимости корректно вносить ценные замечания. Опыт показывает, что при решении таких задач целесообразно кому-то из участников творческой группы (как правило, наиболее подготовленному - например, победителю олимпиад) занять позицию критика, быстро вскрывающего недостатки предлагаемых моделей.

Анализ результатов работы творческих групп

Примерно через 20 мин предлагаю проанализировать предварительные результаты. Обычно к этому времени у двух или трех групп есть законченная или почти законченная цепочка превращений. Представители групп записывают вариант цепочки превращений на доске, комментируя по ходу. Чтобы остальным учащимся было не скучно на уроке, поручаю им функции экспертных групп. Экспертам необходимо выбрать лучший вариант. Далее группа, разработавшая наилучшую задачу, организует ее решение всеми остальными группами. Как правило, на этом этапе возникают новые вопросы и ценные уточнения со стороны экспертных групп. Можно сказать, что созданная задача - результат работы всех групп. Следует подчеркнуть, что в общем результате важен вклад каждого ученика класса.

Рассмотрим один из реально полученных на таком уроке продуктов деятельности учащихся.

Условие задачи.

Дана цепочка превращений:

Используя растворы сульфата меди, гидрокарбоната натрия, серной кислоты и предлагаемое на рабочем столе оборудование, экспериментально осуществить цепочку превращений, написать уравнения реакций, указать условия их протекания. Дать названия образующимся продуктам. Указать типы реакций, классы соединений, участвующих и образующихся веществ.

Решение предложенной задачи

После того как условие задачи объявлено, каждая из экспертных групп оформляет образец (вариант) ее решения. Приглашаю к доске представителей групп по очереди, которые описывают превращения веществ, записывают на доске уравнения реакций. Один представитель группы проделывает опыты. Второй комментирует наблюдаемые явления, дает полное описание процесса. Все остальные учащиеся подробно записывают в тетради сообщаемые сведения.

Выступления учащихся.

Учитель. Для исчерпывающего ответа по первой реакции слово предоставляется участникам первой группы.

1-й ученик (отвечает у доски). Вещество Б - гидрокарбонат натрия (пищевая сода!). Это кислая соль. При нагревании гидрокарбонат разлагается по схеме:

Вещество Г - углекислый газ (оксид углерода(IV)). Это вещество является кислотным оксидом.

Другой продукт - вода - относится к амфотерным соединениям. Карбонат натрия - средняя, или нормальная, соль.

Учитель. Участникам второй группы предоставляется возможность дать развернутый ответ по второй реакции.

2-й ученик. Вещество Е - осадок, образующийся при кипячении с веществом А (СuSO4 - сульфат меди(II), средняя соль) исходного соединения, - называется дигидроксид-карбонат димеди. Его формула: Cu2CO3(OH)2.

(Учащиеся находят в литературном источнике (например, Лидин Р.А. и др. «Химические свойства неорганических соединений». М.: Химия, 1996) информацию о том, что это соединение имеет переменный состав и является основой минерала малахита.)

Из уравнения реакции видно, что образуется также соль - сульфат натрия (Na2SO4). Тип реакции: обмен + разложение.

Здесь даю пояснение, уточняю ответ учащегося.

Учитель. Третья группа выдвигает своих представителей.

3-й ученик. Схема третьей реакции:

Она протекает при нагревании до 180-200 °C. Здесь мы встречаемся с новым персонажем. Вещество И - это оксид меди(II), вещество черного цвета, относится к основным оксидам. Протекающая реакция относится к реакциям разложения.

Приглашаю представителя четвертой группы к доске.

4-й ученик. Вещество А нам уже известно. Сульфат меди(II) образуется в результате реакции обмена между оксидом меди(II) и серной кислотой (вещество В).

Схема реакции:

Учитель. Представители той группы, задача которой была признана самой удачной, дают описание пятой реакции.

5-й ученик. При действии серной кислоты (вещество В) на гидрокарбонат натрия (вещество Б) образуется сульфат натрия (вещество Д). Тип реакции - обмен. Сульфат натрия - средняя (нормальная) соль.

Подведение итогов работы

Учитель. Сегодня мы познакомились с технологией решения экспериментальных задач по химии. Общими усилиями мы придумали интересную и непростую задачу. Ответы на заданные вопросы может давать не только учитель, но и те учащиеся, которые хорошо разобрались в рассматриваемом материале и желают дать разъяснения своим одноклассникам

Домашнее задание

Учитель. Для закрепления полученных на уроке знаний, умений и навыков предлагаю вам дома разработать задачу, учитывая следующие условия:

· придумать цепочку химических превращений, содержащую не менее пяти переходов, с использованием алюминиевой стружки и двух растворов: гидроксида калия и серной кислоты;

· в цепочке формулы веществ должны быть заменены заглавными русскими буквами;

· можно указывать условия превращения (нагревание и др.);

· можно также указывать в схеме, что образующееся вещество выпадает в осадок или выделяется в виде газа;

· цепочка должна быть практически осуществима в условиях школьной лаборатории с использованием имеющегося оборудования (предложите сами).

Есть ли ко мне вопросы по домашнему заданию? Всем спасибо за работу.

Рассмотренный урок, проведенный в 9-м классе в рамках предпрофильной подготовки, можно применять задания менее сложные, чем предложенные здесь. В данном случае важен не уровень сложности задания, а усиление мотивации к изучению химии посредством творческой, продуктивной деятельности школьников.

Приложение 2

Технологическая карта урока химии в 9 классе

Тема урока: Реакция ионного обмена и условия их протекания

Тип урока: Урок изучения нового материала и первичного закрепления знаний

Цель:

Сформировать понятия о реакциях ионного обмена и условиях их протекания, полном и сокращённом ионно-молекулярном уравнениях и ознакомить с алгоритмом составления ионно-молекулярных уравнений реакций.

Предметные результаты:

1. Сущность реакций ионного обмена и условия их протекания.

2. Отличие сокращённого ионно-молекулярного уравнения от молекулярного уравнения реакции.

1. Правила составления полных и сокращённых ионно-молекулярных уравнений реакций.

2. Уметь пользоваться таблицей «Растворимость кислот, оснований и солей в воде»

Метапредметные результаты:

1. Познавательные УД:

умения осуществлять поиск нужной информации; выделять главное в тексте; структурировать учебный материал; грамотно формулировать вопросы; готовить сообщения.

2. Личностные УД:

Умение управлять своей познавательной деятельностью, открыто выражать и отстаивать свою позицию и критично относиться к своим поступкам, умение соблюдать дисциплину на уроке, уважительно относиться к учителю и одноклассникам.

3. Регулятивные УД:

Умение самостоятельно обнаруживать и формировать учебную экспериментальную, определять цель учебной деятельности, умение планировать свою работу при выполнении заданий учителя.

4. Коммуникативные УД:

умение строить эффективное взаимодействие с одноклассниками, умение слушать и понимать речь других.

Личностные результаты:

1. Знание основных составляющих здорового образа жизни, правил индивидуального и коллективного безопасного поведения в чрезвычайных ситуациях, угрожающих жизни и здоровью людей.

Этап

Содержание

Оборудование

Формирование УУД

1. Оргмомент

Здравствуйте.

Кто сегодня отсутствует на уроке?

Проверка домашнего задания. Есть вопросы по домашнему заданию?

Тест:

Вариант 1.

1. Продолжите фразу:

Сильные электролиты - это…

2. Из приведенного перечня выпишите слабые электролиты: H2SO4, Cu (OH)2, NaOH, H2CO3, NaCl , K2SO4, Ca(OH)2, Be(OH)2, NH4OH, CaCO3, H2O, HNO3

3. Напишите формулы электролитов в водном растворе, в котором содержаться ионы:

А) Fe 3+ и SO4 2- ; Б) H+ и NO3Ї

4. Какие ионы не могут сосуществовать друг с другом в растворе (составьте пары ионов)? Почему?: Cu2+, OHЇ, Na+, ClЇ

Вариант 2.

1. Продолжите фразу:

Слабые электролиты - это…

2. Из приведенного перечня выпишите сильные электролиты: H2SO4 , Cu (OH)2, NaOH, H2CO3, NaCl, K2SO4, Ca(OH)2, Be(OH)2, NH4OH, CaCO3, H2O, HNO3

3. Напишите формулы электролитов в водном растворе, в котором содержаться ионы:

А) Na+ и OHЇ ; Б) Ca2+ и CO3

4. Какие ионы не могут сосуществовать друг с другом в растворе (составьте пары ионов)? Почему?:

Cu2+, OHЇ, K+, NO3Ї

Мультимедийное оборудование

На слайде - решение домашнего задания

На слайде - ответы

2 правильных ответа - «3»

3 правильных ответа - «4»

4 правильных ответа - «5»

(взаимопроверка)

Личностные УД:

умение соблюдать дисциплину на уроке, уважительно относиться к учителю и одноклассникам.

Регулятивные УД:

Умение самостоятельно обнаруживать и формировать учебную эксперименталь

2. Эксперимен-тальная ситуация и актуализация знаний

Сегодня - урок исследование

Экспериментальный вопрос: В растворе электролиты существуют в виде ионов. Что происходит при сливании растворов электролитов?

Учитель сливает два раствора CuCl2 и KOH.

Записывает молекулярное уравнение на доске:

CuCl2 + 2KOH = Cu(OH)2v + 2KCl

Полное ионное уравнение реакции:

Cu2+ + 2Cl- + 2K+ + 2OH- = Cu(OH)2v.+ 2K+ + 2Cl-

Cокращенное ионное уравнение реакции:

Cu2+ + 2OH- = Cu(OH)2v

Вывод: Электролиты обмениваются составными частями - ионами.

Тема урока: Реакции ионного обмена.

Актуализация знаний: мы должны с вами исследовать сущность реакций ионного обмена и выяснить при каких условиях реакции ионного обмена имеют практический смысл, т. е. идут до конца, научиться составлять полные и сокращённые ионно-молекулярные уравнения реакций и пользоваться таблицей «Растворимость кислот, оснований и солей в воде»

Мультимедийное оборудование

Регулятивные УД: Умение самостоятельно обнаруживать и формировать учебную эксперименталь, определять цель учебной деятельности

Коммуникативные УД: умение слушать и понимать речь других

3. Совместное открытие знаний

Карточки с заданиями и правилами составления уравнений в ионно-молекулярном виде на столах. На каждой парте находятся реактивы, штативы с пробирками.

Каждой группе предстоит выяснить сущность реакций ионного обмена, условия, при которых эти реакции идут до конца; научиться составлять полные и сокращённые ионные уравнения, для этого вы выполните химический эксперимент по инструкциям, работая в паре. После работы идет обсуждение результатов, и формулируем выводы. Пользуясь таблицей растворимости, кислот, солей и оснований, запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнение. Напоминаю правило техники безопасности при работе с кислотами, щелочами

Задание для группы №1

Если в результате реакции выделяется нерастворимое в воде вещество. Проделайте реакцию между гидроксидом натрия и сульфатом цинка, (ученикам предлагается воспользоваться таблицей растворимости, для определения какое вещество выпало в осадок) признак реакции образование осадка. Запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнение.

Задание для группы №2.

Если в результате реакции выделяется газообразное вещество.

Проделайте реакцию между карбонатом натрия и соляной кислотой. Какой признак этой реакции?

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.