Роль химического эксперимента в обучении химии.

Т.С.Ильина, учитель химии МБОУ г.Иркутска СОШ №15

Важнейшая задача современной школы – органическое сочетание обучения,

воспитания и развития. Химия как учебный предмет средней школы вносит

существенный вклад в ее решение. Ведущее место в преподавании химии занимает

школьный химический эксперимент. Химический эксперимент придает особую

специфику предмету химии. Он является важнейшим способом осуществления

связи теории с практикой путем превращения знаний в убеждения. В школьной

программе значительная роль отведена химическому эксперименту, в процессе

выполнения которого учащиеся обучаются умению наблюдать, анализировать,

делать

выводы,

обращаться

с

оборудованием

и

реактивами.

Химический

эксперимент знакомит учащихся не только с самими явлениями, но и методами

химической науки. Он помогает вызвать интерес к предмету, научить наблюдать

процессы, освоить приемы работы, сформировать практические навыки и умения

Это основной и специфический метод обучения, который непосредственно знакомит

с химическими явлениями и одновременно развивает познавательную деятельность

учащихся.

Обучение,

которое

формирует

навыки

учебной

деятельности

учащихся

и

непосредственно

влияет

на

умственное

развитие

и

интенсификацию

их

практической деятельности, принято считать развивающим обучением. В системе

современного обучения особенно велика роль химического эксперимента, если он

используется не только в качестве иллюстрации, но и как средство познания.

Справедливо отмечено: «…умение выполнять практическую работу, провести

лабораторный опыт или решить задачу экспериментально, применяя в различных

связях знания и практические умения, а также выполнить наблюдения в ходе

эксперимента,

получить

нужный

результат,

выполнить

правила

техники

безопасности, обобщать экспериментальные данные и т.п. – все это воспитывает

самостоятельность действий учащихся».

Однако за последние годы интерес к школьному химическому эксперименту в

значительной степени снизился. Это объясняется тем, что снижено количество часов

химии, исчезли реактивы, при подготовке к аттестации нет практических работ,

поэтому многие учителя, выполняя установки программ, практически перестали

творчески подходить к химическому эксперименту. Широкое использование

педагогами технических средств обучения также уменьшило их интерес к

школьному химическому эксперименту.

В условиях развивающего обучения в настоящее время возникла необходимость

поиска новых путей совершенствования школьного химического эксперимента, в

особенности ученического. Рационализация современного преподавания химии с

широким использованием ученического эксперимента осуществляется посредством

продуманной деятельности учащихся по плану, в котором сливаются воедино их

умственная и практическая деятельность.

В соответствии с концепцией развивающего обучения при постановке каждого

химического опыта важно учитывать: особенности учебного материала, изучению

которого помогает опыт; какие законы и теоретические положения, основные

химические понятия должны быть усвоены, повторены, углублены, расширены и

применены на практике; какие практические умения и навыки будут развиваться с

помощью опыта; на что должно быть обращено особое внимание при развитии

умственных способностей учащихся; какие воспитательные задачи могут быть

реализованы при постановке опыта.

Только включение учащихся в активную экспериментальную познавательную

деятельность дает им возможность проникнуть в суть химического явления, освоить

его на уровне общих закономерностей курса химии, использовать усвоенный

материал в качестве способа дальнейшего познания. Процесс развивающего

обучения с использованием эксперимента порождает внутренние стимулы учения,

способствует

переходу

знаний

в

убеждения,

развитию

познавательной

самостоятельности в деятельности учащихся. Таким образом, все это вносит

существенный вклад в формирование у учащихся основ научного мировоззрения.

Школьный химический эксперимент можно разделить на демонстрационный,

когда эксперимент показывает учитель, и ученический, выполняемый учащимися.

В свою очередь ученический эксперимент подразделяют на два вида: лабораторные

опыты, проводимые учащимися в процессе приобретения или закрепления новых

знаний;

практические

работы,

которые

учащиеся

проделывают

в

виде

экспериментального решения задач после прохождения конкретной темы.

При отсутствии химического эксперимента на уроках химии знания учащихся

могут приобрести формальный оттенок – резко падает интерес к предмету.

Следует помнить, что каждый метод нужно применять там, где он наиболее

эффективно

выполняет

образовательную,

воспитывающую

и

развивающую

функции. Любой метод может и должен выполнять все три функции и выполняет

их, если применен правильно, выбран адекватно содержанию и возрастным

особенностям учащихся и используется не изолированно, а в сочетании с другими

методами обучения. Методы обучения выбирает и применяет учитель, а воздействие

личности учителя – чрезвычайно важный фактор обучения, и особенно воспитания,

учащихся. Поэтому, выбирая метод, учитель должен быть уверен, что в данных

конкретных условиях именно он будет оказывать наибольшее образовательное,

воспитывающее, развивающее действие.

Методы обучения химии в учебном процессе тесно взаимодействуют,

интегрируют друг с другом. Поэтому принято говорить не об использовании того

или иного метода, а об эффективном сочетании их, которое определяется

дидактической целью, химическим содержанием, возрастными особенностями,

подготовленностью класса и другими менее значительными факторами.

Эксперимент требует от учителя много времени для подготовки и проведения.

Только в таком случае может быть, достигнут ожидаемый педагогический эффект.

При этом необходимо учитывать и свой опыт работы, и опыт других педагогов,

известный по литературе и личному общению. Если учитель свободно владеет

химическим экспериментом и применяет его для приобретения новых знаний и

умений, то учащиеся с интересом изучают химию. Они 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. Но для того, чтобы эксперимент не

приобрел развлекательный характер, учащимся с самого начала должна быть ясна

цель проводимых опытов. Эксперимент дает возможность не только устанавливать

новые факты,

исправлять ошибки в знаниях учащихся, а также позволяет

формировать научную картину мировоззрения школьников.

Эвристическая функция школьного химического эксперимента в развитии

учебной деятельности связана, прежде всего, с установлением новых факторов.

Уже на первых уроках химии в 7 классе ученики знакомятся с химическими

веществами, изучают их свойства, их применение в жизни, узнают много нового,

учатся объяснять, например, в 8 классе, добавляя к раствору фенолфталеина

несколько капель раствора щелочи, учащийся убеждается в том, что данный

индикатор под воздействием щелочи изменяет свою окраску. Приведенный пример

– простейший случай установления факта на основе опыта. В реальных условиях,

возникающих на уроках, как правило, имеют место значительно более сложные

ситуации, включающие установление сразу нескольких фактов. Так, опуская

гранулу цинка в раствор серной кислоты, учащийся выясняет: цинк реагирует с

раствором серной кислоты; в результате этой реакции выделяется водород. Если

выпарить капельку раствора на часовом стекле, то будет очевиден еще один факт: в

результате данной реакции образовалось другое, новое вещество – сульфат цинка.

В учебной деятельности химический эксперимент не только позволяет

устанавливать факты, но и служит активным средством формирования многих

химических

понятий.

Например,

первоначальное

формирование

понятия

«катализатор» базируется на простом химическом опыте разложения пероксида

водорода в присутствии оксида марганца (IV).

В пробирку с 2 мл 10%-го раствора пероксида водорода опускают пять гранул

оксида марганца (IV). Начинается интенсивное выделение кислорода, наличие

которого проверяют с помощью тлеющей лучинки. Как только тлеющая лучинка

перестала воспламеняться, осторожно сливают жидкость из пробирки и вновь

добавляют в нее 2 мл исходного раствора пероксида водорода. Снова доказывают

наличие кислорода. Опыт повторяют в третий раз.

На основании наблюдений учащиеся приходят к выводу, что оксид марганца

(IV) в ходе реакции не расходуется. Затем они самостоятельно формируют

определение

понятия

«катализатор»

(вещество,

которое

изменяет

скорость

химической реакции, но не расходуется при ее осуществлении).

Для

реализации

целей

развивающего

обучения

значительный

интерес

представляют выводы зависимостей и закономерностей в химии. Например, при

изучении скорости химической реакции необходимо так организовать учебный

процесс, чтобы учащиеся сами установили зависимость скорости реакции от

концентрации реагирующих веществ.

Корректирующая

функция

школьного

химического

эксперимента

при

развивающем

обучении

позволяет

преодолевать

трудности

в

освоении

теоретических знаний, исправлять ошибки учащихся, вносить поправки в процесс

приобретения экспериментальных умений и навыков, осуществлять контроль

приобретенных знаний. Изучение количественных отношений в химии без

химического эксперимента вызывает трудности в освоении таких понятий, как

«моль», «молярная масса», «молярный объем», «относительная плотность газов», а

также в понимании количественных закономерностей, составляющих сущность

стехиометрических законов. Эти трудности в перспективе могут быть преодолены

путем разработки специальных количественных экспериментов и количественных

экспериментальных задач, которые, к сожалению, не предусмотрены существующей

программой по химии для основной общеобразовательной школы.

Обобщающая функция химического эксперимента связана с выработкой

предпосылок для построения различных типов эмпирических обобщений.

Химический эксперимент следует рассматривать как процесс, включающий в

себя две активно действующие стороны – преподаватель и ученик. В этой связи

химический эксперимент в ходе обучения можно рассматривать как творческую

деятельность

преподавателя,

направленную

на

«вооружение»

учеников

определенной системой знаний, умений и навыков, и как познавательную

деятельность обучающихся, направленную на овладение системой знаний, умений и

навыков. В первом случае ученик выступает как объект, на который воздействуют,

во втором – как субъект, связывающий оба вида деятельности. Только так ученик в

состоянии проникнуть в суть химических явлений и процессов, освоить их на

уровне общих закономерностей, ведущих идей и теорий и использовать полученные

знания для дальнейшего познания предмета химии.

Внутренняя взаимосвязь деятельности преподавателя и учеников в

процессе химического эксперимента позволяет организовать процесс познания

химии не на уровне описательного ознакомления с явлениями и процессами, а на

уровне овладения их сущностью, объяснения причинно-следственных связей между

ними с позиций современной химической науки.

Считаю, что основная проблема урока - повышение качества знаний

учащихся, а наглядность всегда считалась одним из лучших рычагов для более

глубокого усвоения знаний. В связи с этим мною изучается обширный круг

литературы, способствующей повышению знаний в этой сфере обучения химии. Это

и «Методика химического эксперимента в средней школе» В.Я.Вивюрского, и

«Методика демонстрационного эксперимента по органической химии» автор

Л.А.Цветков.

Практические работы можно проводить на факультативах, исследуя обычные

вещества.

1. Цветная реакция салициловой кислоты с хлоридом железа (III).

В пробирку помещают 5-6 капель насыщенного раствора салициловой

кислоты и прибавляют 2 капли 1%-го раствора хлорида железа (III). Раствор

окрашивается в темно-фиолетовый цвет, что указывает на наличие в салициловой

кислоте фенольного гидроксила.

2. Доказательство отсутствия фенольного гидроксила в ацетилсалициловой

кислоте (аспирине).

В пробирку помещают 2-3 крупинки ацетилсалициловой кислоты, добавляют

1 мл воды и энергично встряхивают. К полученному раствору прибавляют 1-2 капли

раствора

хлорида

железа

(III).

Фиолетовое

окрашивание

не

появляется.

Следовательно, в ацетилсалициловой кислоте

HOOC — C6H4 — O — CO — CH3

отсутствует свободная фенольная группа, так как это вещество – сложный

эфир, образованный уксусной и салициловой кислотами.

3.Гидролиз ацетилсалициловой кислоты.

В пробирку помещают 2-3 крупинки ацетилсалициловой кислоты и добавляют

2 мл воды. Доводят содержимое пробирки до кипения и кипятят в течение 0,5-1 мин.

Затем к полученному раствору прибавляют 1-2 капли раствора хлорида железа (III).

Появляется фиолетовое окрашивание, что указывает на выделение салициловой

кислоты,

содержащей

свободную

фенольную

группу.

Как

сложный

эфир

ацетилсалициловая

кислота

легко

гидролизуется

при

кипячении

с

водой.

Составляют уравнение этой реакции.

Раствор хлорида железа (III) применяют также для определения чистоты

ацетилсалициловой кислоты, которая при неправильном хранении разлагается на

салициловую и уксусную кислоты.

Молоко – питательное вещество, представляет собой эмульсию молочных

(жировых) шариков в молочной плазме. В состав молока входят вода, жиры, белки

(казеиноген, молочный альбумин и молочный глобулин), углеводы (лактоза и в

небольшом количестве глюкоза), ферменты (амилаза, липаза, каталаза и др.),

витамины (А, С, D, группы В и др., а также провитамины А - каротины),

минеральные вещества (соли калия, натрия, кальция, магния и др.).

Молоко травоядных и всеядных животных имеет обычно нейтральную

реакцию среды, рН молока составляет 6,5-7,0.

1.Определение реакции молока на лакмус и фенолфталеин.

В пробирку наливают 1 мл молока и смачивают им лакмусовую бумажку,

после чего в пробирку добавляют 2-3 капли раствора фенолфталеина. Отмечают

реакцию молока на лакмус и фенолфталеин.

2.Осаждение казеиногена.

В небольшую колбу наливают 2,5 мл молока и 5 мл дистиллированной воды,

перемешивают содержимое колбы и добавляют по каплям 1 мл 3%-ного раствора

уксусной кислоты. Затем опять хорошо перемешивают содержимое и оставляют

стоять на 5-10 мин. Выпавший осадок (казеиноген и жиры) отфильтровывают, а

фильтрат разливают по пробиркам и используют в следующем опыте(3).

После промывания водой осадок растворяют на фильтре 1%-ным раствором

гидроксида натрия. С полученной жидкостью проделывают биуретовую реакцию.

Отмечают, получится ли эта реакция и почему.

3.обнаружение глюкозы.

Фильтрат, полученный в опыте 2, используют для обнаружения глюкозы

реакцией с гидроксидом меди (II). В пробирку с 3-4 каплями раствора сульфата

меди (II) приливают 1 мл раствора гидроксида натрия. К полученному осадку

приливают фильтрат и взбалтывают смесь. Затем содержимое пробирки нагревают.

Наблюдают за происходящими изменениями и составляют уравнение реакции

окисления глюкозы гидроксидом меди (II).

Очень важным является домашний эксперимент. Детям младшего возраста

интересно проводить его дома, а если помогают родителя, это еще лучше. При

изучении

темы

«Растворы»

можно

вместе

с

родителями

получить

дистиллированную воду, используя два чайника и стакан. При изучении темы

«Гидролиз» исследовать соли

на свойства и реакцию среды, можно самим

приготовить индикаторы. Самым интересным бывает эксперимент по выращиванию

кристаллов. Получаются кристаллы только у очень аккуратных и терпеливых ребят.

Проводя эксперимент на уроках и во внеурочное время каждый учитель,

прежде всего, стремится увлечь своим предметом ребят, ведь не секрет, что лучше

всего опыты получаются у не очень способных на уроках учеников.

Великий И.В. Гете сказал: «Просто знать – еще не все, знания нужно уметь

использовать» Химический эксперимент способствует развитию учащихся, помогая

добиться становления внутренней мотивации к изучению предмета и формированию

неформальных знаний по химии; организации активной учебно-познавательную

деятельности, позволяющую обеспечить развитие у учащихся общеучебных и

общелогических умений.