Методические рекомендации для подготовки учащихся 8-го класса к проведению химического эксперимента

Каждый год миллионы юношей и девушек впервые открывают двери самого загадочного школьного кабинета, за которыми что-то непривычно пахнет, иногда что-то взрывается…

Данный материал поможет школьникам освоить основные приемы экспериментирования в химической лаборатории, на доступном уровне познакомиться с научными методами познания.

1. Учимся наблюдать

Научное наблюдение называют целенаправленным, то есть его проводят с определенной целью. Чаще всего цель наблюдения – это ответ на какой-либо вопрос, связанный с решением научной

(учебной) задачи, или с практическим проблемами, например с теми, которые возникают в реальной жизни.

Сформулировать цель наблюдения – это значит сформулировать вопрос, на который нужно ответить, и гипотезу (ответ), которую нужно проверить. Важно, чтобы исследователь был лично заинтересован в достижении цели; экспериментатор обязательно должен подготовиться к наблюдению и составить программу наблюдений.

Вот несколько признаков научного наблюдения:

1. Цель
2. Необходимость
3. Личный интерес
4. Подготовка к наблюдению
5. Программа наблюдений

Ваши наблюдения будут более успешными, если вы понимаете их необходимость. Давайте попробуем конкретизировать рассмотренную выше схему на примере.

Для начинающих химиков очень важно разграничивать понятия “смотреть” и “видеть”.

Смотреть – устремлять, направлять взгляд на что-либо.

Видеть – воспринимать зрением, сознавать, понимать, чувствовать.

Примите несколько советов:

1. Наблюдение должно быть направлено на сбор максимальной информации. На этапе наблюдения еще нельзя отчленить существенную информацию от несущественной. Гипотеза в этом случае может и отсутствовать.
2. Информация, по возможности, должна носить не только качественный, но и количественный характер.
3. В выводах следует объяснять смысл наблюдаемого.

Практическое занятие: “Изучение строения пламени”.

Цель - Ознакомиться со строением пламени. Я должен понять, где в пламени “холодная” часть, а - где самая горячая.

Необходимость – Для осуществления многих процессов предметы, вещества нагревают в пламени горючих материалов. При горении расходуется топливо. Если процесс горения выйдет из-под контроля, может произойти пожар. Пожар – горение, которое человек стремится прекратить. Значит, знание строения пламени поможет разумно расходовать топливо и бороться с пожарами.

Личный интерес – Я использую горение при приготовлении и разогревании еды. Нужно знать, как правильно использовать огонь для нагревания, как бороться с пожаром.

Подготовка к наблюдению – Ознакомиться с инструкцией, рассмотреть рисунки, на которых изображено строение пламени и опыты по его изучению. Понять устройство и назначение оборудования: тигельных щипцов, пробиркодержателя. Выяснить, как держать стеклянную палочку, лучинку.

Для проведения работы мне потребуются: свеча, стеклянная трубка, стеклянная пластинка, лучинка, огнезащитная прокладка. Нужно подумать, как правильно расположить все это на рабочем месте.

Программа наблюдений (этапы исследования)

Что делаю?	Что наблюдаю?
1. Зажигаю свечу.	_______________________________________
2. Тигельными щипцами держу стеклянную пластинку над пламенем свечи.	Пластинка _____________________________ _______________________________________ Копоть – это мельчайшие частицы угля. Отсюда следует, что раскаленные светящиеся частицы угля находится в пламени.
3. Вношу один конец стеклянной трубки в пламя около фитиля и поджигаю лучинкой пары, выходящие из другого отверстия трубки.	Пары __________________________________ _______________________________________ Это пары парафина, из которого сделана свеча. Значит, около фитиля парафин только испаряется, но еще не горит.
4. “Протыкаю” лучинкой пламя свечи в самой широкой его части и через секунды вынимаю лучинку из пламени.	Лучинка ________________________________ ________________________________________ Значит, самая горячая часть пламени________ ________________________________________

Выводы:

1. Пламя имеет сложное строение.
2. Самая горячая часть пламени - ________________________________________
3. Тень от пламени свечи появляется потому, что ___________________________

2. Очистка веществ.

Химики под словом “вещество” всегда понимают чистое вещество. В жизни же мы практически никогда не имеем дело с чистыми веществами: воздух, которым мы дышим в лесу далеко от промышленных объектов и который мы называем чистым, на самом деле представляет собой смесь газов; чистая родниковая вода, которую мы с удовольствием пьем, всегда содержит множество растворенных веществ, придающих ей необыкновенный вкус…

Во время проведения практических занятий учащиеся будут не только очищать вещества, но и учиться правильно обращаться с лабораторным оборудованием и подробно фиксировать свои наблюдения.

Для развития познавательной активности учащихся, в данном случае, используются следующие методы: практические (химический эксперимент), проблемно-поисковые.

Задание: К нам в руки попала старая школьная тетрадь. Время стерло отдельные слова. Попробуйте восстановить текст:

“Задание: разделить смесь сахарного песка и древесных опилок. Рассмотрел смесь. Она имеет _______________цвет. В ней хорошо видны частицы________________ и _______________. Интересно, является ли цвет смеси её постоянным составом? От чего он зависит? Сладкая ли смесь на вкус?___________________________________________________________________

Добавил в смесь воды. Наблюдал, как частицы _____________растворяются в ней. Видимо, молекулы _________________ равномерно распределяются между молекулами воды. Древесные опилки __________________________________________________.

Профильтровал смесь. _________________________________задерживаются фильтром, а раствор_____________________(фильтрат) собирается в стакане. Перелил фильтрат в _________________________ и выпарил _______________. При нагревании ______________ испаряется, в ______________________остаются кристаллики __________________________”.

По описанию составьте план проведения эксперимента и, если возможно, поставьте запланированные опыты. Сделайте рисунки и выводы.

3. Как решать экспериментальные задачи.

Идентификация вещества – сложная задача. Её можно решить только экспериментальным путем. Задачу, которую можно решить, только поставив опыт, называют экспериментальной задачей. Установление состава вещества или смеси веществ относят к экспериментальным задачам.

Решение экспериментальных задач – это проведение химических опытов.

Для обучения учащихся умению решать экспериментальные задачи рекомендую использовать такие методы обучения, как химический эксперимент, логический (анализ, выделение главного), проблемно-поисковый и др.

Решая экспериментальные задачи, учащимся придется самостоятельно думать, для чего, что и как делать.

Учащимся необходимо объяснить, что для успешного решения экспериментальных задач, требуется обосновывать свои практические действия.

Предлагаю пять советов учащимся, начинающим решать экспериментальные задачи:

1. Не начинайте эксперимент до тех пор, пока не составите его подробный план

(обоснование, техника проведения опытов). Почему?______________________________

2. Обязательно запишите свои наблюдения и их объяснения. Зачем? ________________

3. Не выбрасывайте полученные вещества, а сохраняйте их до конца работы, чтобы ________________________________________.

4. Если нужно определить содержимое пробирок, то берите небольшие пробы веществ, не проводите опыты со всеми веществами. Иначе ___________________________________.

5. Во время урока соблюдайте правила безопасной работы, не мешайте окружающим: не кричите, не лезьте к соседу с советами, не приглашайте весь класс посмотреть, что у вас получилось. Это важно, потому, что_____________________________________________.

Приводим пример решения экспериментальной задачи.

Дан раствор гидроксида кальция. Получите карбонат кальция, а из него – хлорид кальция.

Техника решения задач данного типа:

1. Напишите формулы всех веществ, о которых идет речь в задаче, а под ними – название класса, к которому принадлежит вещество.

2. Вспомните, как можно превратить растворимое основание в соль:

3. Запишите уравнения реакций, проверьте, правильно ли расставлены коэффициенты

Теперь, когда известно, какие вещества необходимо иметь, чтобы получить карбонат кальция, можно начинать записывать план работы.

Обоснование. Чтобы получить из щелочи соль, можно:

1. прилить раствор кислоты;
2. прилить раствор другой соли;
3. подействовать на раствор щелочи кислотным оксидом.

Первый способ использовать нельзя, так как угольная кислота неустойчива, быстро разлагается на оксиды и её нет в лаборатории. Поэтому для решения задачи можно взять или раствор карбоната кальция, или углекислый газ.

4. Далее описывается техника проведения опыта.

4. Решение творческих задач.

Очень важно в самом начале стимулировать творческую активность учащихся. Возможность реализации данной задачи решается через решение творческих задач.

Следует отметить, что желательно, чтобы решение творческих задач носило по возможности прикладной характер.

Предлагаю несколько вариантов задач данного типа.

1. Получение веществ.

1.1. У Вас дома ремонт. Нужно белить потолки, а медного купороса нет и нечем “размыть потолок”. К счастью, завтра урок химии, и Вы имеете реальную возможность применить свои химические знания на практике. Что будете делать? (Для простоты будем считать, что медный купорос – это сульфат меди (II).)

1.2. Все бабушки очень любят внучат. Особенно они любят кормить их всякими вкусностями: пирогами, пирожками… Но вот беда: у бабушки нет ни дрожжей, ни питьевой соды (гидрокарбонат натрия), есть только стиральная (карбонат натрия). – Вот была бы питьевая сода! – сокрушается бабушка. Может быть, Вы сможете ей помочь?

2. Идентификация (определение) веществ.

При решении творческих задач учащиеся должны научиться определять неизвестные вещества, то есть идентифицировать их.

Предлагаем задачи, которые могут вызвать интерес у учащихся не только 8 класса, но более старшего возраста.

Задача 1.

Вот текст веселой песенки из рекламы шампуня: “Джонсон-бэби” не щиплет глазки. “Джонсон-бэби” нежный и ласковый”. Мыло “щиплет глазки” потому, что его раствор имеет щелочную реакцию среды, а шампунь “не щиплет глазки”, если его раствор нейтрален. Определите, нейтрален ли выданный вам раствор шампуня. Сравните с реакцией среды в растворе мыла. Сделайте это химическим путем, а не биологическим, проводя эксперимент над своими глазами.

Задача 2.

Эта леденящая душу история произошла задолго до того, как д’Артаньян покинул свой родной дом и отправился в Париж.

Мушкетеры готовились к бою с гвардейцами кардинала, но из-за нерадивых слуг их шпаги заржавели. Гвардейцы радовались, предвкушая победу. К счастью, неподалеку жил старый алхимик, который быстро вернул блеск шпагам мушкетеров, применив свое тайное средство.

Воспроизведите действия алхимика, взяв вместо ржавой шпаги ржавый гвоздь.

Очень важно воспитать у учащихся правильное отношение к химическому эксперименту., независимо от того, решение это типовой или творческой задачи.

Учащиеся должны понять, что мир, который нас окружает, уникален, и в нем постоянно происходят разные химические процессы. Поэтому, при проведении любых опытов, даже самых безобидных, необходимо строго соблюдать следующие правила: обоснование опыта, правила техники безопасности, программа проведения и наблюдения, вывод.

Здесь мы предоставили вам несколько советов, если вам интересно и вы хотите продолжить повышать свой научный потенциал, возьмите книги: О. Ольгин “Опыты без взрывов” или Э. Гроссе “Химия для любознательных”, - в них вы найдете описания многих опытов, эффектных и безопасных.

Удачи Вам!