Курсовая работа: Навчальний хімічний експеримент на уроках хімії (дидактичні функції)

Можна проводити досліди з речовинами ужиткового характеру. Наприклад, на етикетці до засобу для чищення «Туалетне каченя» у флаконі білого кольору зазначено, що він містить хлорид-ну кислоту і потребує особливо обережного поводження. Як можна виявити кислоту в його складі'1 Як довести, що це саме хлоридна кислота?

3.Рольові ігри. Такий прийом використання хімічного експерименту сприяє глибокому і свідомому застосуванню наукових знань у виробничих процесах. Так, підчас проведення рольової гри на тему «Виробництво амоніаку» співробітник хімічної лабораторії пропонує провести експериментальне дослідження. учні розв’язують запропоновані задачі шляхом уявного експерименту.

4.Використання тестових завдань. Таким завданням може бути, наприклад: позначте характерну ознаку взаємодії альдегіду з купрум(ІІ)гідроксидом:

А. виділення металу;

Б. утворення розчину синього кольору,

В. утворення осаду червоного кольору,

Г. поява запаху.

5. Використання творчих задач-малюнків. Перед учнями стоїть завдання: складіть прилад, за допомогою якого можна довести, що під час згорання водню витрачається кисень повітря. Намалюйте його та опишіть дослід.[2]

Оскільки навчальна компетентність розглядається як інтегрований компонент навчальних досягнень учнів, то її рівень сформованості також визначається за 12-бальною шкалою. Для характеристики рівнів компетентності у проведенні експериментів використовують такі параметри:

• виконання експерименту учнем:

-  під керівництвом учителя;

-  за консультацією вчителя;

-  самостійно;

• опис дослідів:

-  фрагментарний;

-  неповний;

-  повний;

-  з елементами творчості;

• розумові операції;

-  уміння аналізувати;

-  уміння порівнювати;

-  уміння встановлювати причинно-наслідкові зв’язки;

-  уміння робити висновки.

Чотири рівні компетентності учнів:

- початковий рівень – учень знає правила техніки безпеки під час виконання дослідів, виконує лише окремі досліди під керівництвом учителя, описує їх фрагментарно;

- середній рівень – учень складає прилади під керівництвом учителя, самостійно виконує окремі хімічні досліди згідно з інструкцією, описує їх без спостережень;

- достатній рівень – учень самостійно виконує досліди згідно з інструкцією, інколи звертається за консультацією до вчителя, описує спостереження, робить висновки, але неповні, необґрунтовані;

- високий рівень – учень самостійно виконує хімічний експеримент, раціонально використовує обладнання та реактиви, робить поетапні спостереження, складає звіт, що містить обґрунтовані висновки. [13]

хімічний експеримент педагогічний викладання

6. ЕСТЕТИКА ШКІЛЬНОГО КАБІНЕТУ ХІМІЇ

Важливим у досягненні вчителем дидактичних цілей є естетика шкільного кабінету хімії.[9]

Оснащення кабінету хімії та умови роботи в ньому мають бути такими, щоб забезпечувати вчителеві й учням: 1) мінімальні психофізіологічне навантаження, стомлювання та напруження під час виконання різноманітних робіт; 2) зручні робочі пози і раціональні прийоми роботи; 3) зручність у роботі під час використання різноманітних засобів навчання; 4) дотримання санітарно-гігієнічних і естетичних норм та правил техніки безпеки.

Важливо, щоб хімічний кабінет був добре освітлений, чистий, затишний. Усе в ньому своїм зовнішнім виглядом має позитивно впливати на естетичні почуття учнів, щоб вони відчували себе не лише в діловій обстановці, айв обстановці, яка викликає відчуття краси, інтерес до хімічної науки.

Щоб інтер'єр кабінету хімії сприяв успішний трудовій діяльності учнів і вчителя, треба гармонійно поєднувати оформлення експонованих матеріалів із забарвленням стін, підлоги, кольором та оздобленням меблів.

У приміщенні хімічної лабораторії мають бути лише ті навчальні посібники, які застосовуються майже на кожному уроці, а також портрети вчених-хіміків. До таких посібників належать насамперед довідкові таблиці (періодична система хімічних елементів Д. І. Менделєєва, розчинність солей, кислот і основ у воді, електрохімічний ряд напруг металів, ряд електронегативностей хімічних елементів), інструктивні матеріали і таблиці, які допомагають виконувати окремі хімічні операції.

7. ПРОБЛЕМИ З ОРГАНІЗАЦІЄЮ ТА ПРОВЕДЕННЯМ ЕКСПЕРИМЕНТУ

На сьогоднішній день у школах існують проблеми з організацією та проведенням учнівського експерименту, який найчастіше виконується як ілюстративний, і не сприяє розвитку мислення, експериментальних умінь і навиків. [2]

Серед таких причин: зміна послідовності вивчення тем та окремих понять, зміна функцій теоретичних знань, нестача реактивів і обладнання, виявлені недоліки в знаннях та вміннях учнів. Ці недоліки полягають у:

-  неглибокому засвоєнні учнями основних понять, законів, теорій хімії, вчення про хімічні зв’язки, хімічну реакцію, генетичні зв’язки, властивості речовин, їх добування і застосування;

-  відсутності осмисленого розуміння періодичного закону;

-  не аргументованості теорії будови органічних речовин;

-  невмінні пояснювати, узагальнювати, встановлювати причинно-наслідкові зв’язки, виділяти головне, здійснювати перенесення знань, передбачати можливі хімічні реакції та їх ознаки.

Усі перераховані недоліки суттєво впливають на формування практичних умінь і навичок учнів. Окрім цього, важливо зазначити, що підготовка до організації та проведення лабораторних дослідів та практичних робіт трудомістка і вимагає затрат часу на чітке планування, зокрема, на:

а) визначення мети та основних завдань експерименту, продумування форм та способів його проведення;

б) підготовку інструктивних карток і варіантів завдань, усного чи письмового інструктажу з техніки безпеки;

в) добір реактивів та обладнання для кожного з варіантів завдань і перевірка їх на придатність;

г) продумування методів керівництва роботою учнів впродовж уроку;

д) перевірку та оцінювання.

У практиці роботи молодих учителів іноді зустрічається підхід до шкільного хімічного експерименту, який можна назвати «демонстрація-практична робота». Він базується на тому, що вчитель демонструє досліди, а учні у зошитах для практичних занять оформлюють їх результати. Це можна назвати фальшивою практичною роботою, від якої слід відмовитися. Нерідко одна форма експерименту замінюється іншою, наприклад, лабораторні досліди - демонстраціями і навпаки. На жаль, сьогодні ще зустрічається „крейдяний" підхід, коли вчитель заміняє демонстраційні досліди записами формул і рівнянь реакцій. Таким чином, аналіз стану викладання хімії свідчить про те, що в шкільній та вузівській практиці існує чимало недоліків, пов'язаних з організацією і проведенням шкільного хімічного експерименту, які викликані зміною співвідношення між учнівським та демонстраційним експериментом, їх змістом, завданнями, функціями та метою. [4]

8. ВИСНОВОК

Експеримент повинен стати невід'ємною частиною уроку хімії. Школярі мають знати для чого проводять той чи інший дослід, яке теоретичне значення він має, яке положення підтверджує, на яке запитання допомагає відповісти. Дуже важливо аналізувати результати експерименту, щоб отримати чітку відповідь на поставлене запитання, встановити всі причини й умови, котрі привели до одержання даних результатів. Крім того, правильно організований експеримент виховує свідому дисципліну, розвиває творчу ініціативу, формує бережливе відношення до природи і здоров'я людини.

Використовуючи різні види хімічного експерименту, вчитель навчає школярів конкретизувати теоретичні знання, знаходити загальне в одиничному, робити відповідні висновки. Хімічний експеримент допомагає учням наповнити хімічні поняття, що вивчаються, живим конкретним змістом, побачити в окремих фактах загальні закономірності. Якщо ж експеримент має таке важливе значення в хімічній науці, то і при вивченні основ цієї дисципліни у школі та вузі йому має належати чільне місце. Формування уявлень і понять про речовини і їх перетворення в курсі хімії, а на основі цього і теоретичних узагальнень, не можливе без цілеспрямованого спостереження за цими речовинами і без хімічного досліду. У цей же час для пояснення сутності процесів і явищ, які відбуваються в ході виконання хімічного експерименту, від учнів вимагається глибоке знання законів і теорій. Виконувати експеримент можливо лише спираючись на отримані знання. Теоретична основа досліду сприяє його розумінню й осмисленню. Проведення експерименту пов'язано з висуненням гіпотези. Залучення до цієї роботи учнів розвиває їх мислення, спонукає застосовувати набуті знання для формулювання гіпотези, а в результаті її перевірки школярі отримують нові знання. Крім того, хімічний експеримент відіграє першорядну роль у формуванні умінь і навиків експериментування. Таким чином, тільки у тісному взаємозв'язку експерименту і теорії в навчально-виховному процесі можна досягти високої якості знань учнів з хімії.

Хімічний експеримент сприяє розвитку самостійності школярів, підвищує інтерес до вивчення хімії, так як у процесі його виконання учні переконуються не тільки в практичному значенні такої роботи, але й мають можливість творчо застосовувати свої знання. Хімічний експеримент розвиває мислення, розумову активність школярів; його можна розглядати як критерій правильності одержаних результатів та сформульованих висновків. У розумовому розвитку людини провідна роль належить теорії, але в гармонійному поєднанні з експериментом, практикою.

Таким чином, шкільний хімічний експеримент — це багатокомпонентна, багатофункціональна педагогічна система, що пов'язує між собою діяльність учителя та учнів, навчальний матеріал, методи, мету і завдання навчання.

Звичайно можуть виникати і певні труднощі із використанням хімічного експерименту, які насамперед пов’язані з нестачою реактивів і обладнання, некомпетентністю вчителя. Проте, ці проблеми можна вирішити. Майбутні учителі повинні оволодіти новими методиками проведення хімічних дослідів, приладами та обладнаннями, які б цілком задовольняли вимогам науковості, наочності, надійності, доступності, точності, економічності, екологічності та безпеки.

9. ДОДАТКИ

Додаток А

Домашній експеримент

Домашній експеримент – вид самостійної роботи, що виконується без контролю з боку вчителя, але з безумовним дотриманням техніки безпеки. Його виконання привчає самостійно планувати й організовувати експеримент, застосовувати отримані знання , вміння й навички в нових ситуаціях та вміння представляти результати власного спостереження або дослідження.

Експеримент в домашніх умовах учні виконують за завданням вчителя. Його навчально-виховне значення полягає в розвитку інтересу учнів до хімії, розширенні їхнього кругозору. Зміст експерименту визначається насамперед темою або розділом, що вивчається на уроках, характером навчального матеріалу. Тематика дослідів дає можливість учням ознайомитися з хімічними процесами живої і неживої природи, які зустрічаються у виробництві та побуті. Для проведення дослідів у домашніх умовах вибирають доступні реактиви(можна придбати в аптеці чи спеціалізованих магазинах) і матеріали (розчинів йоду, нашатирного спирту, оцту, лимонної кислоти, спирту медичного, питної соди, калій перманганату тощо). Бажано, щоб вони використовувались у кількох дослідах, були безпечними. Організація домашніх дослідів потребує від учителя великої педагогічної майстерності. Учитель ознайомлюється з відповідною методичною літературою. Визначає тематику дослідів, добирає такі, які не потребують складного обладнання. Для початку можна використати досліди, які наведені в шкільних підручниках. Їх вчитель виконує сам, щоб з’ясувати, з якими труднощами можуть зіткнутися учні. Форми контролю за виконанням дослідів вдома можуть бути різні: фронтальна бесіда, короткі письмові звіти учнів, схематичні кольорові малюнки, рівняння реакцій речові докази(добуті речовини, прилади).

При проведенні домашніх хімічних експериментів перевага надається тим, які можна застосувати у повсякденному житті:

- виведення плям іржі за допомогою лимонної кислоти чи кухонної солі;

- добування крохмалю з картоплі;

- чищення одягу чи речей домашнього вжитку різними розчинниками;

- зберігання харчових продуктів;

- використання питної соди як мийного засобу та розпушувача тощо.

Деякі результати домашніх експериментів можна використати і на уроках. При оцінюванні роботи учнів практикую створення ситуації успіху у навчанні.

Обов'язковими вважаю методи самоконтролю, взаємоконтролю, зокрема взаємодопомоги та консультації. Досвід показує, що завдяки цьому поліпшується якість знань учнів з різними можливостями, підвищується їхня активність, розвиваються навички самостійного здобуття знань, формуються дослідницькі якості, більшість учнів намагається одержати додаткові завдання та отримати по дві оцінки. Форми контролю за виконанням дослідів вдома можуть бути різні: фронтальна бесіда, короткі письмові звіти учнів, схематичні кольорові малюнки, рівняння реакцій речові докази(добуті речовини, прилади).

Приклади домашніх дослідів.

Дослід 1. Виявлення крохмалю за допомогою йоду.

1. Візьміть скибку свіжого білого хліба або розрізану картоплину.

2.Капніть на них спиртовим розчином йоду з домашньої аптечки.

3.Що спостерігається?

4.Зробіть висновок.

Дослід 2. Властивості шампуню.

1.Опустіть краплю шампуню на індикаторний папірець (лакмусовий червоний).

2.Як змінився колір індикатора?

3.Зробіть висновок

Додаток Б

Для пояснення суті досліду можна застосувати графічні малюнки, важливі деталі обвести кольоровою крейдою. Наприклад: у пробірках 1, 2, 3 дано сульфатну, хлоридну і нітратну кислоти. Визначити кожну з трьох запропонованих речовин:

BaCl2

1       2       3      1        2     3

     

H2SO4     HCl    HNO3    BaSO4↓   ?

↓                                      H2SO4

AgNO3

2                3

   

? HCl, HNO3 AgCl↓ ↓

↓                          HNO3

HCl

На дедуктивному методі ґрунтуються всі практичні роботи, особливо розв’язування експериментальних задач. Розв’язувати такі задачі можна навчити, складаючи дві таблиці.

Перша таблиця підготовча: учні теоретично продумують розв'язок задачі; друга — наслідок проведеного експерименту.

Наприклад:

У трьох пробірках під номерами є розчини глюкози, сахарози і гліцерину. Визначити кожну із запропонованих речовин .

У пробірки №1,2,3 доливаємо Сu(ОН)2 і нагріваємо. В пробірці № 2 оранжевий осад, отже в пробірці № 2 глюкоза:

С6Н12O6 + 2Сu(ОН)2  СН2ОН—(СНОН)4— + Сu2O + 2Н2O

Відділивши пробірку № 2 від 1 і 3, додамо до кожної Н2SO4 і нагріємо. Нейтралізуємо лугом і додамо Сu(ОН)2 . В пробірці № 3 з'явився оранжевий осад. Отже, тут сахароза, бо при її гідролізі утворюється глюкоза, яка дає з Сu(ОН)2 оранжевий Сu2О. За методом виключення розуміємо: в пробірці № 1 гліцерин.

При вивченні теми «Хімічні властивості металів» можна поставити проблему: довести на практиці, що метали є відновниками.

Пропонується схема:

 

хімічна реакція → відновник + окисник

метал (?)

Якісною характеристикою активності металів є їх реакції витіснення. На дошці виконано малюнок, який допомагає зрозуміти суть демонстраційного експерименту.

Fe Cu Cu

 CuSO4  FeSO4  AgNO3

Демонструється хімічний експеримент за дані схемою. Учні аналізують експеримент:

•У пробірці № 1 на сірій пластинці червоний наліт. Це мідь. Отже, залізо — більш активний метал, бо витісняє мідь з розчину її солі:

Fе + СuСl2 = Сu + FеСl2

•  У пробірці № 2 змін не відбулось. Отже, мідь — менш активний метал, ніж залізо.

•  У пробірці № 3 чорний наліт на червоній ній пластинці. Це срібло:

Сu + 2АgNО3 = 2Ag + Сu(NО3)2.

Отже, мідь — більш активний метал, ніж срібло, бо витісняє його з розчину солі. Учні доповнюють ці рівняння записом переходу електронів від більш активного металу до менш активного.

Далі можна запропонувати учням самостійно закінчити можливі рівняння реакції, проектуючи запис через графопроектор:

ZnCl2+ Рb=...;

РbСl2 + Zn = ...;

FеСl3+Na = …

Учні, як правило, закінчують усі реакції, хоча не всі з них відбуваються реально. Для цього створюється проблемна ситуація: демонструється взаємодія натрію з водою в чашці Петрі, що проектується на екран через графопроектор. Учні доходять висновку, що натрій не зможе витіснити залізо з розчину його солі, бо сам прореагує з водою.

Якщо учні володітимуть навичками дедуктивного мислення, тобто вміннями передбачати властивості конкретної речовини, знаючи загальні властивості певної групи речовин, то хімія буде постійно цікавим предметом, а учні одержуватимуть задоволення від навчання.

Додаток В

Задача. У чотирьох пронумерованих пробірках містяться розчини алюміній сульфату, амоній хлориду, натрій сульфату, натрій карбонату. Дослідним шляхом визначте кожну речовину.

Рекомендації. Для розв'язування задачі учні можуть вибирати різні способи, виходячи з наявних у речовинах катіонів та аніонів і користуючись при цьому таблицею «Розчинність основ, кислот та содей у воді»:

Спосіб 1.

1.Щоб визначити солі Алюмінію та амонію, діють лугом (при нагріванні).

2.Щоб визначити сульфат та карбонат натрію, діють сіллю Барію.

3.Щоб розпізнати натрій карбонат, на одержані осади ВаSO4 і ВаСО3 діють хлоридною кислотою.

Під час розв'язування задачі було використано З реактиви і проведено три нагрівання.

Спосіб 2.

1.Щоб визначити амоній хлорид (за відсутності ■ ознак реакції), діють сіллю Барію на проби.

2.Щоб визначити карбонат, діють кислотою (хлоридною або нітратною) на осади, що утворилися, один з яких розчиниться з виділенням карбон(ІV) оксиду.

3.Щоб визначити Алюміній і натрій сульфат, що залишилися, діють лугом, у результаті чого Алюміній випадає в осад у вигляді Аl(ОН)3.

Висновок. Під час розв'язування задачі було використано тільки З реактиви, як і в першому способі, але беї нагрівання. Отже, більш раціональним буде другий спосіб.

При цьому план розв'язування задачі складають у вигляді таблиці.

Додаток Г

Алгоритм розв'язування експериментальних задач на спостереження і пояснення явищ.[12]

1.Прочитайте уважно умову задачі.

2.Проаналізуйте її (що дано, що потрібно знайти).

3.Напишіть формули сполук, зазначених в умові задачі: визначте їх клас.

4.Зазначте потрібні реактиви та обладнання.

5. Виконайте дослід практично, опишіть хід його виконання, запишіть рівняння відповідних хімічних реакцій та зазначте їх ознаки.

Задача. До розчину натрій карбонату додайте кілька крапель розчину кальцій хлориду. Опишіть, ознаки перебігу реакцій.

Дано: розчини натрій карбонату NaCO3 і кальцій хлориду СаСl2 належать до класу сполук — сіль.

Обладнання і реактиви: штатив із пробірками.

Визначити: ознаки перебігу реакцій.

Розв'язування

1.У пробірку наливаю розчин натрій карбонату об'ємом 1 мл.

2.Додаю такий же об'єм розчину кальцій хлориду.

3.Спостерігаю, що випадає білий осад.

4.Записую рівняння реакції:

Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3 + 2NaCl.

Алгоритм розв'язування експериментальних задач на проведення характерних реакцій

1.Прочитайте уважно умову задачі.

2.Проаналізуйте її (що дано, що потрібно знайти).

3.Запишіть формулу речовини, зазначеної в умові задачі, визначте її клас.

4.Зазначте реакції, характерні для даного класу сполук.

5.Зазначте досліди, які слід проробити, щоб підтвердити властивості речовин.

6.Виконайте досліди практично, опишіть хід роботи, запишіть рівняння відповідних хімічних реакцій та зазначте їх ознаки.

Задача. Проробіть реакції, характерні для натрій карбонату.

Дано: натрій карбонат; клас сполук — сіль; солі взаємодіють із активними металами, лугами, солями, кислотами.

Обладнання і реактиви: Na2CO3, HCl, Са(ОН)2, MgSO4: штатив із пробірками.

Визначити: реакції, характерні для Na2CO3.

Розв'язування

1.У три пробірки наливаю безбарвний розчин натрій карбонату об'ємом 1 мл.

2.У першу пробірку додаю З-4 краплі хлоридної кислоти. Виділяються бульбашки безбарвного газу:

3.

Na2CO3 + 2НСl = 2NaCl + H2O + CO2↑.

4.У другу пробірку додаю рівний об'єм вапняної води. Випадає білий осад:

5.

Na2CO3 + Са(ОН)2 = СаСО3 ↓+ 2NaOН.

6.У третю пробірку додаю розчину магній сульфату об'ємом 0,5 мл. Випадає осад білого кольору:

Na2CO3 + MgSO4 = MgCO3↓+ Na2SO4.

10. ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА

1. Савчин М. Шкільний хімічний експеримент як система та його дидактичне забезпечення// Педагогічна Думка. – 2003.– № 1-2.– С.36-44.

2. Книш Л.А. Застосування хімічного експерименту при вивченні хімії // Хімія. – 2004. – №4/52/. – С. 2-6.

3. Буринська Н.М. Хімія, 7кл.:підруч. для загальноосвіт. навч. закл./Н.М.Буринська. – К.:Ірпінь: ВТФ «Перун», 2007. – 112с.

4. Куленко О.А. Шкільний хімічний експеримент в умовах реформування навчально-виховного процесу з хімії // Хімія.– 2009.– №7.– С.36-39.

5. Беспалов П.И. Как сделать безотходным школьный химический кабинет / П.И.Беспалов.А.А., Гамаюнова // Химия в школе.– 2000.– №5.– С.31-33.

6. Хімічний експеримент: Теорія і практика. – К: Шкільний світ, 2008 – Спеціальний номер газети « Хімія» – 2008.– №1 / 541/.– С.48.

7. Симоненко С. Шкільний хімічний експеримент як основа розвитку творчої діяльності учнів // Хімія. – 2008. – №13 /553/.– С.22-24.

8. Коник М. Демонстраційний експеримент у системі засобів навчання /на прикладі вивчення хімії // Матеріали звітних наукових конференцій кафедри педагогіки. – Л. 2005. – Вип. 4, С. 20-24.

9. Грабовий А. Естетика шкільного хімічного експерименту// Біологія і хімія в школі. – 2007.– №1. – С.17-20.

10. Гаврилюк І. Хімічний експеримент як засіб розвитку логічного мислення учнів // Хімія. – 2006. – №11 /479/. – С.11-17.

11. Романенко Ю., Олійник М. Технологія моніторингу навчання: Хімічний експеримент // Біологія і хімія в школі.– 2006.– №3.– С.43-45.

12. Йосипенко Л. Хімічний експеримент: формування в учнів системного аналітичного мислення // Хімія. – 2010. – № 9 /621/.– С.11-22.

13. Грабовий А. Компетентнісний підхід до учнівського хімічного експерименту // Біологія і хімія в школі. – 2006. – №4. – С.13-15.