Химический эксперимент как проблемная задача в учебном процессе

Xимический эксперимент придает особую специфику предмету химии. Он является важнейшим способом осуществления связи теории с практикой путем превращения знаний в убеждения.

В методической литературе можно встретить много различных формулировок понятия химического эксперимента, используемого для обучения: «школьный химический эксперимент», «ученический эксперимент по химии» и др. В качестве центрального в этом многообразии понятий можно выделить понятие «учебный химический эксперимент».

В процессе обучения химический эксперимент выполняет различные функции. Рассмотрим некоторые из них.

· Эвристическая функция химического эксперимента проявляется в установлении новых
а) фактов; б) понятий и в) закономерностей.

а) В качестве примера можно привести реакцию взаимодействия газообразного водорода с оксидом меди(II). Наблюдая данную демонстрацию, ученики устанавливают, что водород при определенных условиях может реагировать с оксидами металлов, восстанавливая металл до простого вещества.

б) Химический эксперимент обладает большими потенциальными возможностями для формирования новых понятий. Например, при изучении темы «Кислород» учитель демонстрирует способ получения кислорода из пероксида водорода. Для ускорения процесса разложения пероксида водорода в пробирку вводится диоксид марганца. После завершения реакции учитель дает определение катализатора.

в) Особенно ярко функция выявления зависимостей и закономерностей проявляется при изучении темы «Закономерности протекания химических реакций». Демонстрационный эксперимент позволяет выявить зависимость скорости химической реакции от природы реагирующих веществ, концентрации, поверхности соприкосновения реагирующих веществ и т.д.

Корректирующая функция химического экспериментапроявляется в преодолении трудностей освоения теоретического материала и исправлении ошибок учащихся. Очень часто учащиеся считают, что при взаимодействии растворов хлороводорода и серной кислоты с медью выделяется водород. Для исправления таких ошибок полезно продемонстрировать следующий опыт. В пробирки с соляной кислотой и раствором серной кислоты прибавляют кусочки меди. Учащиеся наблюдают, что при обычных условиях и при нагревании водород не выделяется.

Корректировке процесса приобретения экспериментальных умений способствуют эксперименты, которые демонстрируют последствия неправильного выполнения некоторых химических операций. Например, как проводить разбавление концентрированной серной кислоты водой. Для этого в высокий химический стакан наливают концентрированную серную кислоту. Стакан закрывают листом фильтровальной бумаги и через отверстие в бумаге приливают пипеткой горячую воду. При соприкосновении воды с кислотой происходит образование паров и разбрызгивание раствора. При приливании серной кислоты в воду и перемешивании раствора растворение протекает спокойно.

Обобщающая функция химического эксперимента позволяет выработать предпосылки для построения различных типов эмпирических обобщений. С помощью серии опытов можно сделать обобщенный вывод, например, о принадлежности различных классов веществ к электролитам.

Исследовательская функция химического эксперимента наиболее ярко проявляется в проблемном обучении. Рассмотрим этот вопрос более подробно.

В школьном курсе химии эксперимент является не только методом исследования, источником и средством нового знания, но и проблемным объектом изучения. В ходе химического эксперимента ученик решает проблемную задачу, применяя практические навыки. В ходе таких работ не только изучаются вещества, но и осваиваются различные экспериментальные методы, применяемые в химии.

Исследовательская функция связана с развитием практических умений и навыков по анализу и синтезу веществ, поиску знаний о свойствах веществ и исследованию их простейших признаков, конструированию приборов и установок, т.е. освоению простейших методов научно-исследовательской работы. В соответствии с этой функцией учебный химический эксперимент как бы соединяет применение основных приемов научного метода с выполнением учащимися учебно-исследовательских заданий.

Ученический эксперимент, связанный с измерением количественных характеристик, практически не используется на уроках и очень редко применяется на факультативных и внеурочных занятиях по химии. Вместе с тем систематическое выполнение количественных экспериментальных задач приучает учащихся аккуратно работать, критически подходить к делу, вырабатывает навыки точной количественной оценки результатов эксперимента и существенно изменяет характер поисковой познавательной деятельности.

Первоначально учащиеся начинают решать количественные экспериментальные задачи на образцах искусственных смесей (например, определение содержания карбонатов в выданном образце щелочи). Затем характер задач усложняется и приближается к жизненным условиям (например, определение кислотности пищевых продуктов: хлеба, молока, ягод, фруктов и т.д.). Особый интерес представляют количественные экспериментальные задачи по синтезу веществ (например, получение индикатора метилоранжа и других препаратов, необходимых для школьного химического эксперимента). Они имеют ценность и в творческом, и в эмоциональном аспектах: синтезированный препарат сохраняется и используется затем в других экспериментах. Выполняя эти работы, учащиеся не только изучают вещества, но и осваивают экспериментальные методы, применяемые в химии (взвешивание, титрование, экстракция, хроматография, анализ, синтез и т.д.).

Выполнять эксперимент возможно лишь с опорой на полученные ранее знания. Теоретическое обоснование опыта способствует его восприятию (которое становится более целенаправленным и активным) и осмыслению его сущности. Проведение эксперимента обычно связано с выдвижением гипотезы.

Эксперимент должен стать необходимой частью урока при изучении конкретных вопросов. Ученики должны знать, для чего проводится эксперимент, какое теоретическое положение он подтверждает, на какой вопрос поможет ответить.

3. Разработка урока по химии с элементами проблемного обучения

Тема урока: "Химические реакции"

Цель урока: сформировать представление у учащихся о разделении веществ и о видах химических реакций.

Задачи урока:

а) образовательные:

-формировать знания и умения;

- наблюдать явления, узнавать их и делать выводы на основе наблюдений;

- способствовать усвоению понятий о реакция горения, реакциях экзотермических и эндотермических.

б) воспитательные:

-воспитание уважения чужого мнения, способности работать в коллективе

-воспитание потребности в знаниях, повышения познавательных интересов, привитие интереса к химии;

-формирование правильной самооценки учащихся.

в) развивающие:

-развитие умений и навыков самостоятельно работать с учебной литературой;

-развитие умений анализировать, сравнивать, обобщать, выдвигать собственные гипотезы и делать выводы, выступать перед аудиторией.

Тип урока:комбинированный ( словесно –наглядный).

Методы обучения:

- частично – поисковый

- словесно –наглядный

Ход урока:

Деятельность учителя	Деятельность ученика	Время (мин)
I.Орг.момент -приветствие учеников -проверка присутствующих и готовности обучающихся к уроку -сообщение темы урока и его целей -постановка домашнего задания (на доске) II. Основная часть урока -проверка домашнего задания в виде самостоятельной работы на тему "Способы получения чистых химических веществ" -запись числа и темы урока -объяснение нового учебного материала с использованием постановки проблемных задач III. Обобщение и закрепление нового учебного материала -предоставить ученикам технологическую карту, которую следует полностью заполнить (дана на слайде) IV. Подведение итогов урока Учитель дает анализ и оценку успешности достижения цели, намечает перспективы последующей работы V. Рефлексия -мобилизует учащихся на рефлексию своего поведения, на осмысление усвоения материала, удовлетворение своей работой. VI. Домашнее задание -дает возможность записать домашнее задание тем, кто не успел это сделать в начале урока.	I. -приветствие учителя; -запись домашнего задания   II. -выполнение самостоятельной работы по предыдущей теме урока "Способы получения чистых веществ" -запись числа и темы урока -изучение новой темы урока, решение в ходе урока проблемных задач III. -закрепление нового материала с заполнением технологической карты (дана на слайде)   IV. -получение информации от учителя о результатах обучения на данном уроке   V. -осмысление своей деятельности на уроке -проведение самооценки своей деятельности   VI. -запись домашнего задания учениками, которые не успели это сделать в начале урока

 

Ход урока

I.Организационный момент

Учитель: "Здравствуйте, ребята! Сегодня на уроке мы изучим тему, которая будет называться "Химические реакции". В конце урока вы будете меть представления о разделении веществ, а также о видах химических реакций. На доске записано домашнее задание на следующий, откройте свои дневники и запишите его"

Домашнее задание: пар.27 - пересказ, ответить на вопросы в конце параграфа; пар.28 - прочитать

II. Основная часть урока

На слайде представлены вопросы, ответы на которые ученикам следует дать в тетрадях для самостоятельной работы. Перед выполнением самостоятельной работы ученики закрывают свои учебники и кладут их на край стола.

Вопросы:

1. Что представляет собой дистилляция или перегонка вещества?

2. Что такое дистиллированная вода?

3. Для чего используют кристаллизацию?

4. На чем основан способ фильтрования?

5. В чем суть возгонки (сублимации) вещества?

6. Кратко опишите способ разделения смесей с помощью центрифуги.

После самостоятельной работы ученики открывают учебник на параграфе 27.

Объяснение нового материала.

Учитель: "В своих тетрадях запишите химическую реакцию, которая дана на слайде. " CuSO4 + NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4

Далее учитель проводит демонстрациооный опыт этой реакции.

Вопросы для обсуждения: " Каким был раствор сульфата меди? Что произошло после того, как я добавила раствор гидроксида натрия? По какому признаку вы определили, что протекает химическая реакция?" После ответов на вопросы, в тетрадях записать внешние признаки протекания химических реакций (первый абзац параграфа).

Анализ рис.92 из учебника: ученики сами рассказывают способы разделения веществ железа и серы.

В тетрадях записать определения реакциям горения, эндотермическим и экзотермическим реакциям.

Вопрос ученикам: "Какого значение горения? Где в повседневной жизни оно используется?" (Значение горения: обеспечивает движение транспорта; обогревает жилища; применяется во всех отраслях промышленности; применяется в сельском хозяйстве; используется на тепловых электростанциях).

Условия течения химических реакций:

1. Соприкосновение веществ (зависит от площади реагирующих веществ);

2. Нагревание;

3.Действие электрического тока, тепла и т.д.

III. Обобщение и закрепление нового материала.

На слайде представлена таблица - технологическая карта.

Этапы мозгового штурма	Что знаю я?	Это должен знать каждый
В крепко заваренный свежий чай в стакане поместить кусочек лимона или несколько кристаллов лимонной кислоты. Что наблюдаете?
Старинные медные монеты и бронзовые изделия часто покрываются зеленоватым налетом. О чем говорит появление этих налетов? Как очистить этот налет?
Какого устройство и работа огнетушителя?
Почему загоревшиеся нефтепродукты или вспыхнувшие электрические провода нельзя тушить водой? Как их погасить?

 

Эти вопросы можно найти в конце учебника. Второй столбик заполняется на уроке путем обсуждения и объяснения учениками того или иного ответа. Третий столбик ученики заполняют дома, опираясь на пройденный материал и самоподготовку.

IV, V Подведение итогов урока, рефлексия.

Учитель: "Сегодня на уроке мы познакомились с новой темой "Химические реакции". Узнали о реакциях горения, реакциях эндотермических и экзотермических. На следующем уроке нам предстоит изучить химические уравнения и способы расстановки коэффициентов в них".

Ученики анализируют свои знания, полученные в ходе урока, делает вывод о том, что усвоено им хорошо, а какие моменты урока следует повторить еще дома.

VI.Домашнее задание: пар.27 - изучить, ответить на вопр.в конце пар., заполнив технологическую карту, пар.28 - читать.