–PAGE_BREAK–Простотаексперименту полягає у доступності відображених ним явищ, розуміння суті хімічних процесів, використаних приладів та обладнання. Класичним прикладом простих і разом з тим наукових є досліди, описані М.Фарадеєм у його книзі « Історія свічки».
Надійністьвиражається успіхом у проведенні досліду. Успіх забезпечується попередньою підготовкою вчителя, який проектує демонстрацію, враховуючи пояснення, умови проведення, хронометраж. Спостереження показують, що вчитель, у якого досліди не вдаються, швидко втрачає авторитет в учнів. Якщо дослід не вдався, вчитель має пояснити причини невдачі і повторити його. Якщо дослід складний, то його необхідно обов’язково показати на наступному уроці.
Необхідність поясненняє складовою надійності експерименту. Кожний дослід учитель повинен докладно пояснювати, мова має бути яскравою, образною та хімічно грамотною.
Пояснення акцентує увагу учнів на змінах, що відбуваються, на хімізмі процесів, результаті дослідження.
Необхідність повтореннядемонстрації забезпечує формування стійких асоціацій, що сприяють утриманню інформації в пам’яті. Окрім цього, повторення виконує дидактичну функцію: учні набувають знань, на основі яких формують вміння самостійно виконувати чи продемонструвати дослід.
Короткочасністьзабезпечує проведення демонстрації з мінімальними затратами часу.
Дотримання техніки безпеки та техніки проведення експерименту– обов’язкова вимога до будь-якого виду шкільного експерименту. Вона взаємопов’язана з безпечністю, надійністю, необхідністю повторення.Техніка виконання дослідів має бути досконалою. Кожний дослід краще проробляти попередньо, до уроку, з метою відпрацювання техніки проведення, визначення тривалості, з’ясування оптимальних умов його виконання. Як зазначав Дж. Тиндаль, мистецтво експериментування не є природним даром, воно виробляється.
Найхарактернішими вимогами можна назвати змістовність, переконливість, естетичність, емоційність демонстрації.[1]
Змістовністьвиражає зміст досліду, за допомогою якого повніше й достовірніше пізнається суть явища, умовні механізми його здійснення.
Переконливістьпідтверджує змістовність досліду, оскільки забезпечує правильність та теоретичну обґрунтованість дослідження певного змісту.
Емоційність– це наслідок дії досліду на психіку учнів, спосіб зацікавлення, що стимулює бажання самостійно виконувати досліди.
Естетичністьзабезпечує виховну функцію хімічного експерименту. Вона полягає у відборі приладів чи обладнання, гарно оформлених, чистих, уміло за компонованих один відносно одного та у поєднанні з підставкою, столом, фоном. Сюди ж відносять раціональність виконання, здійснення вмілого керівництва увагою учнів, що є найважливішою умовою їхньої пізнавальної діяльності. Під час демонстрування досліду вчитель навчає дивитися і бачити навіть знайомий предмет (явище) з різних точок зору, переключати увагу з деталі на деталь. Така властивість уваги називається переключенням. Здатність переключатися з об’єкта на об’єкт навчає учнів швидко переходити від одного виду діяльності до іншого.Посуд для дослідів має бути чистим, реактиви — заздалегідь перевіреними. Охайність, прагнення підтримувати чистоту виховуються в учнів і чітким порядком у лабораторному господарстві. Чистий хімічний посуд, який розмішений у шафах у певному порядку, реактиви із чітко написаними етикетками, прозоре скло витяжної шафи — все це допомагає виховувати в учнів охайність, привчає до організованості, стає наочним прикладом справжньої культури праці.[9]
Ефективністьексперименту досягається завдяки таким умовам: справність приладів, певний порядок розміщення їх та реактивів на демонстраційному столі; чистота посуду; чітка послідовність окремих операцій під час виконання досліду; використання яскраво забарвлених речовин, розчинів, реакцій зі зміною забарвлення, спалахами, вибухами тощо; обов’язкове додержання правил техніки безпеки.
Учні з цікавістю спостерігають такі досліди: горіння заліза, сірки, фосфору в кисні, вибух гримучої суміші в пробірці, взаємодію натрію з водою чи гліцерином, забарвлені розчини тощо.
Важливим чинником розвитку інтересу до хімічного експерименту є використання елементів зацікавлення. Назвемо найважливіші способи, як зацікавити учнів: 1) проблемний експеримент (експеримент-загадка, дослід з несподіваним результатом тощо); 2) введення елементів гри; 3) імітація художньої творчості (хімічна «фотографія»); моделювання виробничих і природних процесів («вогнегасник», «вулкан», «фонтан» тощо).
Необхідною умовою ефективності демонстраційних дослідів є їх органічне включення в урок. Вони мають бути тісно пов’язані з навчальним матеріалом.[1]
Дотримуючись вимог проведення демонстрації, враховуючи основні завдання та дидактичну функцію, слід пам’ятати, що виконуваний учителем експеримент не забезпечує учіння, оскільки учні не виконують його самі і відповідно, не набувають практичних умінь та навичок.[10]
Другою складовою системи шкільного хімічного експерименту є учнівський експеримент.
Саме він на практиці ознайомлює учнів з деякими прийомами науково-хімічних досліджень. Методисти і дидакти розглядають учнівський експеримент « як ефективний метод формування системи наукових понять» та метод навчання прийомів раціонального мислення.[11]
Учнівський експеримент включає:
– лабораторні досліди;
– практичні роботи;
– практикуми.
Усі ці види хімічного експерименту учні виконують самі. Розглянемо кожний із них зокрема.
2.2 Лабораторні досліди
Лабораторні досліди– короткочасний експеримент, який учні виконують під керівництвом учителя або за інструкціями підручника безпосередньо на уроці. Лабораторні досліди – вид самостійної роботи, що припускає виконання хімічних дослідів на будь-якому етапі уроку для більш продуктивного засвоєння матеріалу й одержання конкретних уявлень і міцних знань.[1]
Лабораторні досліди можна розглядати як проміжний етап між демонстраціями і практичними роботами для формування самостійної діяльності учнів, спрямованої на оволодіння знаннями, практичними уміннями і навиками. Такі дидактичні цілі даного виду експерименту.[11]
При організації та проведенні лабораторних дослідів застосовують ілюстративний та дослідний методи, суть яких подана при описі демонстрацій.
Важливим є питання: коли і який метод застосувати?
У деяких методичних посібниках стверджується, що при першому ознайомленні учнів з лабораторними дослідами доцільно застосовувати ілюстративний метод. Коли учитель пояснює хід роботи, він вказує, на які зміни звернути увагу, який результат передбачається. Увага учнів концентрується на основному, їм пропонується запам’ятати послідовність дій, характерні ознаки. Учні вчаться користуватися реактивами, приладдям, дотримуватися правил безпеки. Однак, щоб сформувати діяльнісний підхід до виконання дослідів, самостійність у їх проектуванні за розподілом навчальних дій, короткочасністю(7-10хв.), спостереженнями, вмінням узагальнити та зробити висновки, доцільніші застосувати дослідний метод. Суть цього методу така ж, як при демонстрації, за винятком того, що учні самі виконують досліди: підбирають реактиви, обладнання, спостерігають за ознаками, складають звіт про виконання.
У шкільній практиці застосовують дві форми проведення лабораторних дослідів: фронтальну та групову. Фронтальна форма забезпечує виконання однакових дослідів усіма учнями класу. При цьому формуються вміння встановлювати відомі факти та виявляти нові, знаходити взаємозв’язки між складом, будовою та властивостями, закономірності перебігу хімічних реакцій.[1]
При груповій формі, кожна група виконує різні завдання, різної складності, які обов’язково обговорюються після закінчення дослідження.
Г.М.Чернобельська вважає, що досліди, які мають однакове завдання, але їх виконує кожен учень зокрема, називають індивідуальними. Групова форма полягає у тому, що учні, сидячи за одним столом, виконують одну роботу, але функції між ними розподілені. Якщо ж учні сидять за різними столами, виконують різні досліди, але результат доводять до відома цілого класу та обговорюють його – така форма є колективною.
Успіх лабораторного досліду залежить від підготовки до нього, а саме:
— від підбору реактивів, що попередньо перевірені;
— від підбору та розстановки обладнання, його надійності та функціональності;
— від розподілу обов’язків між учнями;
— від керівництва (усний чи письмовий інструктаж);
— від спостережень за діяльністю учнів та її корекції.[6]
Засвоєння методів проведення лабораторних дослідів дає підстави стверджувати, що учні готові до самостійного виконання практичних робіт і практикумів.
2.3 Практичні роботи і практикуми
Практичні роботи і практикуми – довготривалий експеримент, що пропонується навчальною програмою після опрацювання й вивчення учнями цілого розділу чи курсу. Вони включають ширше коло питань, ніж лабораторні досліди. Практична робота сприяє закріпленню отриманих знань в нових ситуаціях і розвитку інтелектуальних умінь (аналізувати, порівнювати, узагальнювати, робити висновки), а також формуванню й удосконаленню експериментальних умінь і навичок. Практичну роботу учень виконує самостійно, що сприяє підвищенню дисципліни, зібраності й відповідальності.[1]
Практичні роботи проводять на базі вивченого матеріалу, який пропонується учням для повторення перед виконанням роботи. Дидактична ціль практичних робіт та практикумів – узагальнення та систематизація матеріалу, контроль та оцінка практичних умінь та навиків учнів. Тому при виконанні практичних робіт і практикумів учень повинен моделювати власну діяльність: за самостійно складеним планом визначити послідовність дій відповідно до поставленої мети, передбачити результати досліджень, провести досліди, спостереження, зробити висновки.
Практичну роботу вчитель починає з актуалізації знань, з техніки експерименту даної роботи. Кілька учнів інформують про хід роботи, обладнання, послідовність виконуваних операцій, хімізм процесів. Потім вчитель дає настанови щодо послідовності роботи та проводить інструктаж з техніки безпеки. Ця підготовча робота повинна займати небагато часу. Під час експерименту та складання звіту про виконану роботу учням дозволяється користуватися інструкціями. Якщо значна частина учнів допускає типові помилки, учитель припиняє роботу і пояснює учням, як їх усунути. Крім цього, вчитель спостерігає за роботою певної групи учнів з тим, щоб оцінити їх вміння і навички. Після виконання досліду кожний учень у зошиті для практичних занять складає звіт. У ньому записують дату, тему практичної роботи, послідовність виконання досліду, рівняння реакцій, результати досліду, висновки, роблять малюнки приладів.
Отже, практична робота, практикум – це найскладніший вид самостійної роботи учня, на виконання якої витрачається більше сил і часу, ніж на будь-яку іншу самостійну роботу.
Під час виконання практичної роботи чи практикуму учень самостійно повинен визначити план власних дій, зокрема:
– усвідомити мету роботи і коротко її сформулювати;
– скласти план проведення досліджень й окреслити шляхи досягнення результату;
– вміти передбачити результат дослідження та після його виконання зіставити передбачуване із спостереженнями;
– осмислити спостереження, дати їх пояснення, зробити висновки;
оформити письмовий звіт про виконану роботу.[4]
Щоб підняти ефективність учнівського експерименту, полегшити підготовку вчителя та учня до його організації та проведення, зекономити час у багатьох регіонах України створені та знайшли широке застосування зошити для практичних та лабораторних робіт з хімії з друкованою основою. Вони стали своєрідним алгоритмом дій вчителя та учня в процесі виконання й оформлення роботи з використанням експерименту.
2.4 Експериментальні задачі з хімії
Експериментальні задачі – це завдання практичного характеру, відповіді на які учні знаходять у процесі спостережень за дослідами.[1]
На відміну від лабораторних робіт і практичних занять експериментальні задачі учні розв’язують самостійно без додаткових інструкцій вчителя.
За своїм змістом експериментальні задачі можуть бути:
а) на спостереження та пояснення явищ,
б) на добування розчинів,
в) на проведення характерних реакцій,
г) на розпізнавання речовин.
Експериментальні задачі з хімії можна розв’язати методами: аналітико-синтетичним, гіпотез, і проб. Але здебільшого експериментальні задачі з хімії розв’язуються аналітико-синтетичним методом.
За таким методом учні спочатку визначають хід розв’язання, дають йому всебічне обґрунтування. Робота над задачею розбивається на окремі етапи, кожний з яких підтверджується рівняннями реакцій.
Вибір методу розв’язання задач залежить від наявності в учнів теоретичних знань та практичних умінь.
Експериментальні задачі поглиблюють знання з хімії та сприяють розвиткові логічного мислення, змушують учнів порівнювати, осмислювати, аналізувати.[10]
3. ХІМІЧНИЙ ЕКСПЕРИМЕНТ ЯК ЗАСІБ РОЗВИТКУ ЛОГІЧНОГО МИСЛЕННЯ
Хімія — це експериментальна наука, і саме через хімічний експеримент можна навчити дитину мислити. Сучасний педагогічний процес має бути спрямований на засвоєння дитиною найрізноманітніших прийомів, методів, способів мислення, тобто учень має володіти технологією проведення відповідних розумових дій. Вже після кількох вступних уроків треба намагатись формувати в учня вміння дедуктивного мислення.[10]
Аналізуючи температуру спиртів, доходять дедуктивного висновку, що серед спиртів немає газів. Це в свою чергу створює проблемну ситуацію. Чому? Адже з попередньо вивчених тем учні знали, що кожний гомологічний ряд починався газами, а з 5-го — рідинами. Аналіз будови молекули спирту дозволяє дійти висновку про полярність хімічного зв’язку в ОН-групі, а також про можливість виникнення водневих зв’язків, а отже, зменшення відстані між молекулами і, як наслідок, — відсутність газоподібного стану серед спиртів за звичайних умов. Дедуктивний метод важливий і при аналізі демонстраційного досліду учнями. [10]
Демонстраційний експеримент має носити навчальний і розвивальний характер, а не просто бути засобом створення ефектності уроку. Так, при вивченні теми « Альдегіди» демонструється дослід « Окиснення етанолу купрум(II)оксидом. Проаналізувавши побачене, учні роблять висновки: на початку досліду мідна дротина була чорною – це оксидна плівка(Сu). Після занурення в спирт вона стала рожевою. Отже, відбулася реакція відновлення, бо мідь має рожевий колір. Але якщо речовина відновилася, то інша мусить окислитись. Логічно – це етиловий спирт.(Дод.Б)
4. ХІМІЧНИЙ ЕКСПЕРИМЕНТ ЯК ЗАСІБ ФОРМУВАННЯ В УЧНІВ АНАЛІТИЧНОГО МИСЛЕННЯ
Уміння міркувати.Готуючи учнів до розв’язування експериментальних задач, варто звернути увагу на розвиток уміння міркувати. Наприклад, при розв’язуванні задачі про те, щоб із магній оксиду добути магній хлорид, міркування учнів можуть бути такими: для того щоб від магній оксиду перейти до магній хлориду потрібно використати складну речовину, яка містить, Хлор і реагує з оксидом; оскільки магній оксид має основні властивості, а магній хлорид є сіллю хлоридної кислоти, то такою речовиною може бути лише хлоридна кислота, тому що основні оксиди реагують із кислотами.[12]
Після цього учні пишуть рівняння реакції(1)між магній оксидом і хлоридною кислотою, підписуючи під кожною формулою речовин їх агрегатний стан та колір:
MgO + 2HCl =MgCl2 + H2О. (1)
Порошок Безбарвна Безбарвний розчин
білого кольору рідина
Потім учні (за допомогою вчителя) з’ясовують, чи потрібно нагрівати суміш, в якому вигляді необхідно одержати сіль (у вигляді розчину чи кристалів) та як виділити сіль із розчину.
Перед виконанням дослідів учитель наголошує на тому, скільки потрібно взяти магній оксиду (на дні пробірки, шпатель, лопатку тощо) та хлоридної кислоти (крапель, мілілітрів).
Лише після повного обговорення експериментальногопроцесу учні приступають до виконання задачі.
Уміння відбирати реактивні проби. Формування вмінь відбирати реактивні проби розглянемо на прикладі задачі на розпізнавання речовин.[12]
Задача.У трьох пронумерованих пробірках містяться розчини лугу і кислоти та дистильована вода.| Дослідним шляхом визначте кожну речовину
Рекомендації.Для розв’язування даної експериментальної задачі потрібно показати учням:
• як відбирати проби з пробірок, відливаючи невеликі порції в чисті пробірки;
• як працювати з пробами по черзі;
• як вести чіткі записи плану роботи.
Наприклад:
Розчин пробірки 1 + лакмус → розчин синього кольору => луг.
Розчин пробірки 2 + лакмус → розчин фіолетового кольору => вода.
Розчин пробірки З + лакмус → розчин червоного кольору =:> кислота.
Уміння вибирати раціональний спосіб розв’язування.Учнів слід навчити вибирати раціональний спосіб розв’язування експериментальних задач. Як приклад розглянемо розв’язування задачі на розпізнавання речовин.(Дод.В)[12]
Уміння аналізувати задачі, складати плани розв ‘язування та звіти. Під час розв’язування експериментальних задач можна використовувати алгоритми. При цьому в учнів формуються вміння аналізувати задачі, складати плани розв’язування та звіти.(Дод. Г.)[12]
5. КОМПЕТЕНТНІСНИЙ ПІДХІД ДО УЧНІВСЬКОГО ХІМІЧНОГО ЕКСПЕРИМЕНТУ
Аналіз навчальних програм з хімії, зміст лабораторних дослідів і практичних робіт, описаних у підручниках, а також у методичній літературі з питань експериментальних умінь, дає підстави виділити такі три групи компетенцій.[13]
Ι. Організаційні. 1. Планування експерименту. 2. Підбір реактивів та обладнання. 3. Підготовка форми звіту. 4.Раціональне використання часу, засобів, методів і прийомів під час виконання роботи. 5. Здійснення самоконтролю. 6. Утримання робочого місця в чистоті й охайності. 7. Самостійність у роботі.
ΙΙ. Технологічні. 1. Користування лабораторним посудом, обладнанням і реактивами. 2. Складання приладів з готових деталей. 3. Проведення хімічних операцій
ΙΙΙ. Інтелектуальні. 1. Уточнення мети і визначення завдань експерименту, 2. Висунення гіпотези. 3. Використання здобутих знань. 4. Опис спостереження за процесами й явищами. 5. Аналіз результатів експерименту. 6. Узагальнення і висновки на підставі експерименту.[13]
Процес формування експериментальних умінь і навичок поділяють на три ступені.
1.Підготовчий, або аналітичний, ступінь. Ознайомлення з правилами роботи, виділення й осмислення кожної операції. Саме на цьому ступені спостерігається найбільше помилкових дій.
2.Синтетичний ступінь. Окремі операції зливаються в одне ціле, виникає потреба координації дій. Учні, знаючи певні правила роботи, правильно виконують ті чи інші операції, але роблять це з великим напруженням свідомості, їхні дії ще не доведено до автоматизму.
3.Заключний ступінь. Унаслідок багаторазових операцій дії стають автоматичними, робота виконується спокійно.
Найуспішніше експериментальні навички з хімії формуються за таких умов.
•на початковому етапі окремі навички слід розчленувати надрібні операції;
•учитель пояснює черговість виконання усіх операцій і показує, як це робити;
•учитель перевіряє, чи правильно учні зрозуміли його пояснення;
•іноді пояснення корисно доповнити малюнками, щоб уточнити окремі деталі виконуваної роботи.
Отже, оволодіння учнями кожної дії відбувається під керівництвом учителя. Зазвичай виконання тих чи інших операцій він пояснює під час демонстраційного експерименту й проведення лабораторних дослідів. Удосконалення експериментальних умінь і навичок учнів відбувається в процесі виконання лабораторних дослідів і практичних занять.
Експериментальні вміння та навички з хімії не зводяться лише до проведення хімічних експериментів. Учні повинні знати, як використовувати набуті на уроках хімії знання й уміння в повсякденному житті. Досягти цього можна завдяки мотивації навчання, розкриттю практичної значущості здобутих знань та вмінь. Наприклад, уміння готувати розчини з певною масовою часткою розчиненої речовини стане в пригоді в побуті під час консервування овочів, цими вміннями скористаються і лаборанти хімічного аналізу. Лабораторні досліди щодо денатурації білка можна використати під час надання першої домедичної допомоги людині, яка отруїлася солями важких металів, органічними розчинниками, кислотами тощо. їй дають випити розчин білка курячого яйця — він зв’язує отруйні речовини.
Уміння виявляти Карбон, Гідроген, Хлор в органічних сполуках потрібні лаборантам хімічного аналізу, експертам біохімічних та криміналістичних лабораторій.
Отже, набуті експериментальні уміння будуть для учня компетентнісними, якщо він уміє їх мобілізувати, застосувати в практичній ситуації.
Ось деякі методичні прийоми використання хімічного експерименту з метою розкриття його практичного значення.[2]
1.Неповна демонстрація дослідів. Учитель виставляє склянки з вихідними речовинами та продуктами реакцій. Учні повинні розповісти про дослід без його виконання, написати рівняння і зазначити застосування продуктів реакції.
2.Елементи пошуково-дослідницької роботи під час розв’язування експериментальних задач. З метою підсилення практичної спрямованості таких задач до їх змісту доцільно включати відомості про речовини, які використовують у побуті, сільському господарстві, виробляють на регіональних підприємствах. Наприклад, під час розв’язування експериментальних задач у 10 класі учням можна запропонувати розпізнати за характерними ознаками аміачну селітру й амофос (їх використовують у сільському господарстві як мінеральні добрива).
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
продолжение
–PAGE_BREAK–