В завоевании того богатства знаний, которым обладает человечество в области химии, исключительную роль сыграл эксперимент.
Полноценное изучение химии – науки, базирующейся как на эксперименте, так и на теоретических представлениях, невозможно без параллельного изучения теории и практического освоения экспериментальных методов. Стоит только отойти от правила проведения эксперимента и начать изучать «слова», резко снижается качество знаний, порой, несмотря на внешнее их благополучие. Ведь химический эксперимент выступает и как объект изучения и как средство обучения. При обучении ребят использую химический эксперимент, как на уроках, так и во внеурочное время – на элективных курсах, при проведении факультативов, в научно-исследовательской деятельности, при подготовке к экзаменам.
В учебном эксперименте, как и в научном, вскрываются объективно существующие отношения, связи между веществами и явлениями. Учебный эксперимент, как правило, должен длиться несколько минут и ограничен рамками урока. Научный эксперимент не имеет строгих ограничений во времени.
Функции химического эксперимента:
- Познавательная – для усвоения основ химии, постановки и решения практических проблем, выявления значения химии в современной жизни.
- Воспитывающая – для формирования диалектико-материалистического мировоззрения.
- Развивающая – для приобретения и совершенствования общенаучных и практических умений и навыков.
Формы школьного эксперимента:
- Демонстрационный.
- Лабораторные работы.
- Практические работы.
- Экспериментальные задачи.
- Проблемный практикум.
- Научный эксперимент.
- Домашний эксперимент.
Требования к школьному эксперименту.
Эксперимент должен быть:
- Наглядным и выразительным.
- Доступным для восприятия и убедительным.
- Безотказным, а оборудование надежным.
- Безопасным.
- Целесообразным при включении опытов в определенный этап урока.
- Иметь доступное объяснение опытов.
- Учтена возможность повторения эксперимента для корректировки наблюдения и получения достоверных результатов.
- Экологически безопасным.
В своей педагогической деятельности использую деятельностный подход, эксперимент при этом является важной составляющей. Использование деятельностного подхода в преподавании химии и предполагает, что:
- знание ученик получает не в готовом виде, а созидает его самостоятельно в результате организованной учителем целенаправленной познавательной деятельности;
- за умениями, навыками, развитием и воспитанием ученика стоит действие.
Основной концептуальный подход в выстраивании учебной деятельности учащегося строю на принципе – ученик активный соучастник учебного процесса, который предполагает включение в процесс обучения интерактивных приемов обучения, при которых обучаемый реализует свои интеллектуальные возможности, включаясь в активный самостоятельный поиск.
Химический эксперимент, применяемый в школьной практике, чаще всего служит подтверждением определенных теоретических положений. Такой иллюстративный эксперимент важен и нужен. Учебный процесс строю в следующем направлении: изучаемый объект (вещества и химические реакции) – химический эксперимент и наблюдение – его осмысление – мысленный образ – материальная модель – знаковая модель. Такой путь познания развивает у школьников определенное мировоззрение и понимание природы человеческого познания.
Для того, чтобы ученик смог понять сущность осуществляющегося химического процесса, а затем зашифровать его в знаках, состав действий должен быть адекватным процессу познания сущности реакции: определить исходные вещества; установить возможность реакции между данными веществами (указать какое свойство веществ проявляется, или указать причину реакции); предсказать продукты реакции; составить формулы исходных веществ и продуктов реакции; обосновать и расставить коэффициенты. Учитель при этом является организатором целенаправленной познавательной деятельности ученика.
Основой курса химии является химический эксперимент. На каждом уроке с 8 по 11 класс ищу возможность привнести на урок эксперимент (лабораторные опыты или демонстрационный эксперимент, DVD), подтверждающий то или иное утверждение. Мной разработаны программы факультативных курсов, углубляющие и расширяющие знания учащихся по химии. Программы успешно реализовывались в гимназии: 8 класс – «Основы химического анализа»; 9 класс – «Химические основы экологии»; 10-11 класс – «Химик-лаборант» для профильных химико-биологических классов.
Система факультативных курсов разработана таким образом, чтобы учащиеся продолжали свое химическое образование в течение всех лет изучения химии в школе, при этом широко используются экскурсии в вузовские лаборатории и на предприятия.
Важной формой профессиональной ориентации являются элективные курсы. Содержание элективных курсов предоставляет учащимся возможность реализовать свой интерес к предмету, познакомиться со способами деятельности, необходимыми для успешного усвоения профильной программы, создать базу для ориентации в мире современных профессий. Мной составлены программы элективных курсов для 9 и 10 классов: 9 класс – «Человек с точки зрения химика»; «Окислительно-восстановительные реакции. Куда движется электрон?»; «Химия чудеса или наука?»; «Химические основы экологии»; «Химия и жизнь»; 10 класс – «Органическая химия и человек».
В образовательных программах факультативных и элективных курсов одной из целей ставлю – обучить учащихся методам, принципам, формам и способам научного исследования, основам профессионального знания и способам научного исследования, даю возможность самореализоваться учащемуся через решение задач научного характера. На выходе имеем научно-исследовательскую работу с определенной научной ценностью.
При выполнении исследовательской работы учащиеся, чаще всего, выходят за рамки школьного учебника и часто работа имеет интегративный характер. Примером могут служить многие исследовательские работы учащихся. Например, исследовательская работа Щербининой Насти ученицы 10А класса по теме «Будущей России – здоровую молодежь!». Идеей для данной работы стала идея старшеклассников – создать цикл бесед для учащихся по здоровому образу жизни. Первоначально Настей была изучена литература по данному вопросу, тогда родилась идея провести ряд экспериментов, показывающих вред табачного дыма и продуктов сгорания табака. Мы изготовили простейший прибор для демонстрации наполнения легких дымом при курении и с помощью фильтра уловили продукты сгорания табака. В результате данного эксперимента получили коллекцию фильтров, загрязненных продуктами сгорания табака. Второй эксперимент мы провели для исследования поведения биологических особей под действием вытяжки из загрязненных фильтров. Таким объектом стал трубочник, который быстро погибал в вытяжке продуктов сгорания табака. Одновременно мы провели опрос среди учащихся, из которого выяснилось, что треть учащихся так или иначе пробовали курить.
Содержание элективных и факультативных курсов построено таким образом, что почти каждая тема курса содержит проблемный химический эксперимент. При выполнении исследовательского эксперимента составляем с ребятами инструкцию по выполнению опыта, определяем приемы проведения эксперимента и опасные моменты при его выполнения.
Активно применяю химический эксперимент при подготовке к экзамену.
Например, при подготовке учащихся к ЕГЭ я провожу три экспериментальной работы проблемного характера: «Гидролиз в органической и неорганической химии», «Взаимодействие веществ с продуктами гидролиза», «Совмещенный гидролиз солей». В начале каждого занятия учащиеся получают задания и в парах или в группах по 3-4 человека обсуждают предполагаемые результаты предстоящей работы, затем происходит общее обсуждение. По результатам обсуждение учащиеся записывают определения понятий, уравнения реакций, выводы в тетрадь. Далее учащимися выполняется практическая часть работы и повторное обсуждение результатов эксперимента, каждая группа докладывает результаты одного из опытов.
Я как педагог-исследователь участвовала в выполнении исследовательского проекта. Исследовательский проект осуществлялся на базе нашей гимназии: проходило испытание Учебного комплекса, созданного в Томском политехническом университете при реализации проекта, поддержанного в 2004 г. Министерством Образования и Науки РФ. В 2004-2005 учебном году проведена апробация опытной партии комплексов совместно с ТОИПКРО на базе МОУ гимназии № 18 г. Томска. Учебный комплекс предназначен для проведения химического эксперимента по основной программе курса химии и по программе спецкурса, факультатива. Методическое обеспечение представлено рабочими тетрадями для 8-11 классов и методическим пособием для учителя. Перечень экспериментальных работ методического обеспечения учебного комплекса охватывает все изучаемые разделы химии в соответствии с требованиями к обязательному минимуму содержания общего образования. Проект был оформлен мной как Педагогической инновации по теме «Апробирование и отработка методики выполнения практических работ, лабораторных опытов и демонстрационного эксперимента по химии в 8, 9, 10, 11 классах с использованием современного учебно-лабораторного комплекса (УЛК) «Рабочее место ученика» и «Рабочее место учителя»; методического обеспечения по использованию прибора для ОУ среднего (полного) общего и среднего профессионального образования» 2004-2007 учебные годы. По итогам работы в соавторстве созданы лабораторные тетради и методическое пособие для учителя, рецензирование проведено доктором педагогических наук Российской Академии Образования Журиным А.А. Возможности проведения эксперимента расширились. Эксперимент используется в нескольких направлениях: учебный, учебный исследовательский, исследовательский, при постановке проблемы и ее решения.
Новый этап развития химического эксперимента – компьютерное моделирование химических реакций – создание виртуальных лабораторных работ.
Причины, которые побуждают к такой работе:
- Можно поместить на сайт гимназии и дать задание ученику, обучающемуся в домашних условиях, ученик выполняет работу и сдает отчет в виртуальном режиме, получает оценку.
- Лабораторные работы, которые невозможно выполнить из-за недостатка приборов, реактивов или экологических требований (по курсу углубленного изучения химии).
- Использование ИКТ технологий при обучении.
С декабря 2009 года в гимназии работала творческая группа по разработке компьютерного моделирования химических реакций в составе: Ачкасова Владимира Владимировича к.м.н. доцента кафедры адаптивной физической культуры факультета физической культуры и спорта ТГПУ, Сергеева Андрея ученика 11А класс и учителя химии Тюменцевой Любовь Ивановны. В настоящий момент почти закончен курс практикума для 8 класса, Сергеев Андрей представлял некоторые результаты на городской научно-практической конференции «Юные дарования – Томску», где занял 1 место и на научно-практической конференции «Юные исследователи – Российской науке технике».
В отличие от проектирования – исследование в школе представляет собой вариант бескорыстного поиска истины. Если в итоге исследования и удается решить какую-либо практическую проблему, то это не более чем побочный продукт. Например, Фарадей, открывший законы электромагнитной индукции на вопрос о том, где могут быть использованы результаты его открытия, не мог сказать ничего вразумительного. И только в середине 20 века его открытия стали активно использоваться в радиоэлектронике.
Из опыта работы с обучающимися я пришла к выводу, что в школе не нужно дублировать вузовский эксперимент. Главное при обучении школьников – это формирование научных познаний на основе самостоятельного анализа явлений, предметов, процессов; желательно стремиться к тому, чтобы учащиеся овладели логическими методами познания. Важно для обучающихся умение выполнять сложные умственные операции – выделение главного, сравнение, доказательство, обобщение, конкретизация, анализ, синтез.
Литература:
- Девяткин В.В., Ляхова Ю.М. Химия // для любознательных или о чем не узнаешь на уроке. Ярославль, 2000. С.107.
- Кузнецова Л.М. Новая технология обучения химии. М.: МНЕМОЗИНА, 2006. С. 8.
- Черемичкина И.А. Организация и содержание проблемного практикума в профильных химических классах. // Химия. Учебно-методическая газета для учителей химии и естествознания. 2007. № 11. С.10-16.