Основные пути совершенствования (интенсификации) химического эксперимента в условиях развивающего обучения это [4-5]:
- совершенствование форм проведения экспериментальных работ учащихся и использование дифференцированного подхода к формам экспериментального обучения;
- расширение познавательных возможностей самостоятельных экспериментальных работ;
- разработка и внедрение специального химического практикума, который должен способствовать формированию и развитию творческого химического мышления, самостоятельности; привитию исследовательского подхода к выполнению практических работ, овладению доступными для учащихся научными методами исследования.
С целью интенсификации химического эксперимента разработана и апробирована на базе МОУ “Средняя общеобразовательная школа №43” г. Твери система тематических практикумов исследовательского характера (ТПИХ) для 8-9 классов. Она состоит из семи практикумов: два в 8 классе (первый - после изучения основных химических понятий, второй - в конце учебного года); два в 9 классе (первый - после повторения курса 8 класса и изучения темы “Химия металлов”, второй - после изучения темы “Химия неметаллов”); один в 10 классе - в конце учебного года; два в 11 классе (первый после изучения основных закономерностей и теорий химии, второй - после изучения темы “Вещества и их свойства”).
Каждая практическая работа, являясь элементом общей системы, тесно и органично связана со всеми другими ее элементами. Такая связь создается благодаря тому, что все формы работы учащихся при выполнении практических работ исследовательского характера подчиняются единым принципам. Главный из них – направленность практических работ на формирование и развитие основных понятий химии, творческого химического мышления. Другой важный принцип – направленность заданий на формирование и развитие экспериментальных (в т.ч. исследовательских) умений в процессе обучения. Данную систему практических работ характеризует и то, что при их проведении предусматривается последовательное усложнение заданий. Каждая из практических работ исследовательского характера направлена на достижение определенных дидактических целей. Взаимосвязь всех практических работ в системе обуславливается тем, что все они служат главной цели – созданию системы знаний. Выполнение одних практических работ подготавливает учащихся к рассмотрению того или иного вопроса программы, выполнение других служит основой для его изучения. Некоторые работы предназначены для обобщения, другие – для систематизации и контроля знаний учащихся. При переходе от одного практикума к другому происходит постепенное повышение уровня самостоятельности учащихся, усложнение техники выполнения работ и химических расчетов.
Каждый практикум состоит из 5-6 практических работ, цели которых могут заключаться в наблюдении явлений, происходящих во время работы; распознавании веществ, ионов; нахождении примесей в продукте; выделении веществ из смеси; приготовлении растворов различных концентраций; определении выхода продукта и др.
Система ТПИХ позволяет решать ряд задач, актуальных для современного обучения химии, например таких, как:
- введение исследовательского эксперимента в структуру урока и вовлечение учащихся в исследовательскую деятельность;
- использование внутри- и межпредметных связей;
- математизация химического эксперимента при выполнении количественных опытов;
- обучение решению познавательных задач (от репродуктивных до творческих);
- формирование творческого химического мышления (в т.ч. научной химической речи) и умения письменно оформлять отчеты о проделанной работе;
- использование индивидуального дифференцированного подхода и коллективных средств обучения при формировании практических умений;
- применение реактивов бытовой химии, грамотное обращение с веществами в повседневной жизни.
Методика проведения, рекомендации для учителей и организация деятельности учителя при подготовке и проведении ТПИХ освещены на страницах научно-методического журнала “Химия в школе” [7-8, 12]. Описания (как правило, в виде инструкции или задания) самих работ исследовательского характера приведены в учебных пособиях Тверского государственного университета [9-10].
С целью экономии учебного времени подготовку к практикуму и уроки обобщения результатов практикума можно проводить в форме научной конференции во внеурочное время.
В процессе обучения учителю следует знать, какие практические умения только начинают формироваться, а какие умения необходимо закрепить, совершенствовать. Далее рассматриваются группы умений, формируемые и проверяемые в учебном процессе. Для удобства каждому умению присвоен условный номер. Общая классификация умений (организационные, технические, интеллектуальные, измерительные и конструкторские) приведена по Вивюрскому В.Я. Здесь же указаны и исследовательские умения, формируемые при использовании практических работ исследовательского характера [1-3, 6, 13].
Основные экспериментальные (в т.ч. исследовательские) умения
Организационные умения
1. Планирование эксперимента (составление плана исследования, проектирование опыта для подтверждения суждения).
2. Рациональное использование времени, средств, методов и приемов в процессе работы.
3. Подбор реактивов и оборудования.
4. Наблюдение эксперимента.
5. Аккуратность и четкость в работе, поддержание чистоты рабочего места.
6. Подготовка формы отчета.
7. Оформление записей в лабораторном журнале.
Технические умения
8. Обращение с реактивами.
9. Сборка приборов или установок из готовых деталей, узлов.
10. Соблюдение правил техники безопасности.
11. Пользование нагревательным прибором и проведение нагревания.
12. Пользование штативом.
13. Пользование держателем пробирок.
14. Проверка прибора на герметичность.
15. Пользование мерной посудой.
16. Растворение.
17. Проведение декантации.
18. Проведение выпаривания, возгонки или перегонки.
19. Приготовление фильтра и проведение фильтрования.
20. Проведение титрования.
Измерительные умения
21. Измерение объема жидкостей и газов.
22. Взвешивание.
23. Измерение температуры жидкостей и газов.
24. Измерение плотности жидкости и твердых тел.
25. Определение условий проведения эксперимента (температуры воздуха и атмосферного давления). Определение рН.
26. Определение времени проведения эксперимента.
Интеллектуальные умения
27. Работа с учебной литературой и справочниками.
28. Уточнение и формулировка цели эксперимента.
29. Выдвижение гипотез и прогнозирование результатов эксперимента.
30. Описание наблюдаемых явлений.
31. Сравнение фактов, свойств и явлений.
32. Выражение зависимостей между фактами, явлениями в виде графика, схемы, таблицы.
33. Обработка результатов измерений.
34. Анализ результатов эксперимента.
35. Установка причинно-следственных связей.
36. Формулировка обобщений и выводов.
37. Умение готовить сообщение (доклад) и отвечать на вопросы при проведении защиты работы.
38. Обнаружение вещества по характерным свойствам (в т.ч. по качественным реакциям).
39. Осуществление химических реакций.
40. Получение вещества в одну или несколько стадий.
41.Собирание газов методами вытеснения воды и воздуха.
Конструкторские умения
42. Изготовление оборудования, приборов, установок, моделей и т.п.
43. Усовершенствование оборудования, приборов и установок.
В таблице приведен перечень практических работ исследовательского характера 8-9 класса и номера тех умений, которые формируются в процессе выполнения эксперимента и далее закрепляются. Если отдельные учащиеся допускают ошибки по ранее приобретенным умениям, следует снижать оценки за выполнение работы.
Данные таблицы позволят учителю легко определить умения, формируемые при проведении практических работ исследовательского характера и спланировать их своевременный контроль, а также сделать выбор в пользу того или иного эксперимента, при отсутствии достаточного количества учебного времени [11].
Таблица
Умения, формируемые в 8-9 классе при использовании
практических работ исследовательского
характера
| Название работы | Номера умений | Название работы | Номера умений | |
| Практические работы исследовательского характера 8 класса | ||||
| 1. Исследование свойств веществ | 1-5, 7-11, 13, 16, 25, 27-28, 30-31, 34-37 | 2. Определение количественного состава двухкомпонентных сплавов металлов | 1-2, 5, 7, 10, 12, 15, 21-22, 24-25, 27-29, 33-37 | |
| 3. Определение загрязненности поваренной соли (контрольная экспериментальная работа) | 1-5, 7, 9-12, 15-19, 21-22, 25, 28, 30, 34, 36-37, 43 | 4. Определение молярной массы газа (кислорода, углекислого газа) | 1-12, 14-15, 21, 23, 25, 27-30, 33-34, 36-37, 39-41 | |
| 5. Изучение скорости горения свечи | 1-2, 4-7, 9-11, 15, 21, 25-26, 28-37 | 6. Количественное определение углекислого газа (или кислорода) в воздухе | 1-11, 13-16, 21-23, 25-30, 33-37, 42-43 | |
| 7. Определение процентного выхода кислорода в реакциях разложения | 1-12, 14-15, 21-23, 25, 27-30, 33-34, 36-37, 40-41 | 8. Получение водорода и исследования его свойств | 1-11, 13, 25, 27-31, 34-37, 39, 41-43 | |
| 9. Применение индикаторов в реакциях нейтрализации | 1-12, 15, 18, 20-21, 23, 25, 27-30, 33-34, 37, 39 | 10. Приготовление раствора заданной концентрации. Определение зависимости между концентрацией раствора и его плотностью (контрольная экспериментальная работа) | 1-10, 15-17, 21-25, 27-30, 33-37 | |
| 11. Определение формулы кристаллогидрата | 1-11, 13, 15-16, 21-25, 27-37, 43 | |||
| Практические работы исследовательского характера 9 класса | ||||
| 1. Определение химической активности кислот | 1-10, 12, 14-15, 21-22, 25-37, 39, 41 | 2. Изучение каталитического разложения пероксида водорода | 1-10, 12, 14-15, 21, 25-37, 39, 41 | |
| 3. Определение количественного состава смеси гидроксида и карбоната щелочного металла | 1-10, 14-16, 21-23, 25, 28-30, 33-37, 39, 41 | 4. Определение временной жесткости воды | 1-10, 12, 14-15, 21, 25, 27-31, 33-37, 39 | |
| 5. Получение и исследование амфолитов | 1-8, 10, 15, 25, 27-37, 39-40 | |||
| 6. Исследование реакционной способности металлов | 1-8, 10, 25, 27-32, 34-37, 39-40 | 7. Получение хлороводородной кислоты и исследование ее свойств | 1-14, 16, 25, 28-31, 34-41 | |
| 8. Исследование окислительно-восстановительных свойств пероксида водорода | 1-8, 10-11, 13, 16, 25, 27-31, 34-37, 39-40 | 9. Распознавание минеральных удобрений (контрольная экспериментальная работа) | 1-8, 10-11,13, 16, 25, 27-31, 34-39 | |
| 10. Изучение адсорбции уксусной кислоты различными адсорбентами | 1-10, 12, 15, 19-22, 25-26, 28-37, 39 | 11. Качественный анализ смеси катионов и анионов (контрольная экспериментальная работа) | 1-8, 10-11, 13, 15-17, 25, 27-31, 34-38 | |
| Умения, формируемые при использовании ТПИХ | 1-43 | |||
ЛИТЕРАТУРА
- Батаева Е.В. Формирование исследовательских умений//Химия: методика преподавания в школе. – 2003. – №8. – С.13-20; 2004. – №1. – С.22-27.
- Васильева П.Д., Кузнецова Н.Е. Обучение химии. – СПб., - 2003. – С.51-57.
- Вивюрский В.Я. О дифференцированном подходе к формированию экспериментальных умений//Химия в школе. - 1984. - №2. - С.52.
- Гаркунов В.П., Злотников Э.Г. и др. Пути совершенствования экспериментальных самостоятельных работ учащихся по химии в условиях развивающего обучения//Совершенствование содержания и методов обучения химии в средней школе. – Л., - 1988. – С.56-57.
- Глазкова О.В., Клеянкина М.К., Зайцев О.С. О психолого-педагогических основах химического практикума//Химия в школе. – 1998. - №3. – С.64-65.
- Иванова Р.Г., Иодко А.Г. Система самостоятельных работ учащихся при изучении неорганической химии. – М., - 1988.
- Исаев Д.С. Об организации практикумов исследовательского характера//Химия в школе. - 2001. - №9. - С.53-58.
- Исаев Д.С. Практикумы исследовательского характера в IX классе//Химия в школе. - 2001. - №10. - С.58-64.
- Исаев Д.С. Практические работы исследовательского характера по неорганической химии: Учебное пособие для учащихся 8-х классов. - Тверь: Твер. гос. ун-т, - 2001. - 56 с.
- Исаев Д.С. Практические работы исследовательского характера по неорганической химии: Учебное пособие для учащихся 9-х классов. - Тверь: Твер. гос. ун-т, - 2001. - 72 с.
- Исаев Д.С. Программа по химии для VIII-IX классов базового уровня образования с использованием видеодемонстраций, домашнего эксперимента и практикумов исследовательского характера. – Тверь: Славянский мир, - 2007. – С.14-26.
- Исаев Д.С. Тематические практикумы в курсе естествознания//Химия в школе. - 2000. - №7. - С.66-69.
- Чертков И.Н., Жуков П.Н. Химический эксперимент с малыми количествами реактивов: Кн. для учителя. – М.: Просвещение, - 1989. – С.22-28.