Основная идея использования домашнего эксперимента (ДЭ) разрабатывалась в работах И.И. Балаева [2], серия статей в журнале “Химия в школе” (1966. - №6. – С.62-66; 1969. - №3. – С.73-75; 1971. - №3. – С.71-75). ДЭ – это “особый вид самостоятельной работы учащихся”, который организует и контролирует учитель с целью развития интереса к предмету “Химия” (профориентация учащихся) и формирования самостоятельности в познании (подготовка к организации самостоятельных исследований). При выполнении ДЭ учащиеся формируют и далее закрепляют организационные, технические и интеллектуальные умения. В меньшей степени использование ДЭ позволяет формировать измерительные умения, т.к. в домашних условиях учеников, как правило, отсутствуют элементарные измерительные приборы. В некоторых случаях при проведении ДЭ можно формировать и конструкторские умения, но для этого необходимо специальным образом составлять инструкции по выполнению ДЭ.
Основное преимущество ДЭ перед другими видами экспериментальной работы в классе состоит в том, что при его выполнении учащиеся не ограничены жесткими временными рамками и могут работать и оформлять результаты своих работ не спеша.
Роль учителя при организации ДЭ заключается в том, что он готовит инструкции (письменные или устные) и проверяет выполнение домашних опытов. Как правило, это проверка письменных отчетов; “вещественных доказательств”, полученных при выполнении эксперимента; схематических рисунков “новых” приборов и т.п.
Предложенные ДЭ не требуют специального оборудования и реактивов (они имеются в домашней обстановке практически каждого ученика или их можно приобрести в аптеке или магазине). Все опыты можно условно разделить на две группы. Первая группа (их большая часть) имеет тесную связь с изучаемым на уроках материалом. Вторую группу составляют опыты, имеющие прикладное значение. Выполнять ДЭ учащимся рекомендуется индивидуально или в парах сменного состава.
Всего предполагается за курс химии основной школы (базовый уровень) провести 21 домашний эксперимент (11 и 10 опытов в 8 и 9 классах соответственно). В общей сложности ДЭ в 8-9 классах составит менее 12% от всех остальных видов домашних заданий по химии (см. табл.).
Использование системы ДЭ в курсе химии, несомненно, будет способствовать формированию экспериментальных умений, самостоятельности обучающихся, развитию творческого химического мышления ребят.
Выполнение ДЭ не является обязательным и предлагается учащимся как задание на дополнительную отметку [3]. Ниже представлены описания некоторых ДЭ 8 класса средней школы.
“Перегонка воды”
Дистиллированную воду (очищенную от примесей) можно получить в домашних условиях. Для этого необходимо в эмалированный чайник налить холодной водопроводной воды (1/3 объема) и поставить на газовую или электрическую плиту так, чтобы носик чайника выступал за край плиты. Далее довести воду до кипения, надеть на носик чайника стеклянную банку-холодильник, под которую приспособить блюдце (или тарелку) для сбора конденсата. Полученную воду охладить и перелить в небольшую чистую посуду. Образец полученной дистиллированной воды сдать учителю вместе с описанием работы.
“Извлечение крахмала”
Как из картофельного клубня выделить крахмал, используя только физические способы разделения смеси? Составить план выделения крахмала. Выполнить этот опыт в домашних условиях.
Таблица
СИСТЕМА ДОМАШНИХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ХИМИИ В 8-9
КЛАССАХ
| Раздел программы | № п/п | Название ДЭ | Дидактическая цель ДЭ | Необходимое оборудование и материалы (место
приобретения: |
Литературный источник (см. список литературы) | |
| Домашний эксперимент по химии в 8 классе | ||||||
| Первоначальные химические понятия | 1 | Диффузия | повторение материала 7 класса по теме “Диффузия” | перманганат калия KMnO4 (1), сахар (2), стеклянные банки или стаканы, вода, медный купорос CuSO4•5H2O (3), силикатный клей Na2SiO3 (3), питьевая сода NaHCO3 (2), 5% раствор уксусной кислоты CH3COOH (2), вода, блюдце | [1, С. 29-30 2, С. 32-33 4, С. 165] |
|
| Чистые вещества и смеси | 2 | Перегонка воды (получение дистиллированной воды) | закрепление знаний и умений по перегонке воды | чайник, газовая или электрическая плита, тарелка, стакан или банка, полотенце или тряпка, смоченная в холодной воде | [2, С. 41-42 7, С. 29] |
|
| 3 | Извлечение крахмала | закрепление знаний по теме “Разделение смесей веществ” | крахмал (2), спиртовой раствор йода (1), картофель (2), кастрюля, вода, сито, клеенка | [7, С.60-61] | ||
| Химическая связь | 4 | Изготовление моделей молекул некоторых веществ | закрепление знаний по теме “Химическая связь” | спички (3), пластилин или др. (по выбору учащегося) | - | |
| Вещества и их превращения | 5 | Горение сахара | ознакомление с каталитическими реакциями | сахар-рафинад (2), пепел от сигарет, тарелка, спички (3) | [5, С. 299-300] | |
| Разложение пероксида водорода | раствор пероксида водорода Н2О2 (1), активированный уголь (1), стакан | [5, С. 403] | ||||
| Основные классы неорганических веществ | 6 | Выращивание кристаллов | приобретение навыков по выращиванию кристаллов | вода, банки или стаканы, кусочек картона, карандаш, сахар-песок (2), медный купорос CuSO4•5H2O (3) или любая другая соль, имеющаяся в наличии (3), шерстяные нитки, газовая или электрическая плита, небольшая кастрюлька или ковш, которые не используются под пищевые продукты | [1, С. 32-33 2, С. 47-48 4, С. 123-126 5, С. 394 7, С. 33] |
|
| 7 | “Отпечатки пальцев” | закрепление материала по теме “Адсорбция” и “Растворы” | бумага, йодная настойка (1), блюдце, кисточка | [6, С. 151] | ||
| тальк (1), активированный уголь (1), кисточка | [4, С. 132] | |||||
| 8 | Обнаружение щелочных и кислотных свойств растворов, применяемых в быту | закрепить знания по теме “Индикаторы”; научиться готовить растворы индикаторов и индикаторную бумагу | небольшие флаконы (1) или баночки из под детского питания (1), индикаторная бумага (4), растворы веществ (мыла (3), питьевой соды NaHCO3 (2), поваренной соли NaCl (2), уксусной кислоты CH3COOH (2) и др.), вода, | [2, С. 42-43] | ||
| 9 | Обнаружение карбонатов в составе золы, яичной скорлупы и мела | закрепление знаний о кислотах и солях | 5% раствор уксусной кислоты CH3COOH (2), яичная скорлупа (2), зола, мел (4), блюдце или маленькие флаконы | [2, С. 51 7, С. 21] |
||
| Приготовление лимонада | лимонная кислота (2), варенье, стакан для пищевого продукта, кипяченая вода, питьевая сода NaHCO3 (2), | [7, С. 35-36] | ||||
| Основные классы неорганических веществ | 10 | “Чернила для тайнописи” (выжигание по бумаге) | закрепление знаний по термолизу нитратов (селитр) и растворов кислот | калийная KNO3 или аммонийная NH4NO3 селитра (3), лимонная кислота (2), бумага (3), стакан с водой, кисточка или стальное перо (3), карандаш, утюг | [1, С. 59-60 2, С. 71-72 4, С. 130-132 7, С. 17] |
|
| Домашний эксперимент по химии в 9 классе | ||||||
| Гидролиз солей | 1 | Гидролиз солей. Влияние температуры на гидролиз | закрепление знаний по теме “Гидролиз солей” | флаконы или маленькие банки из под детского питания (1), поваренная соль NaCl (2), силикатный клей Na2SiO3 (3), питьевая сода NaHCO3 (2), мыло (3), стакан с теплой и горячей водой, индикаторная бумага или раствор (4) | [2, С. 63; С. 80-81] | |
| Электролиз растворов | 2 | Электролиз раствора хлорида натрия без и с использованием пористой перегородки | ознакомление с использованием электролиза раствора для получения новых веществ | батарея от карманного фонаря на 3,5-4,5 В (3), провода для подключения (3), картофель (2), гвозди (3), раствор хлорида натрия NaCl (2), индикаторная бумага или раствор (4), яичная скорлупа (2), стакан | [2, С. 64-66] | |
| Химия элементов | 3 | Огнезащитные свойства силиката натрия | ознакомление с использованием огнезащитных свойств силиката натрия (канцелярского клей) | силикатный клей Na2SiO3 (3), спички (3), кусочек ткани, древесные лучинки и т.п. | [7, С. 36] | |
| 4 | Определение жесткости воды мыльным раствором | закрепление знаний по теме “Жесткость воды” | холодная и горячая водопроводная вода, кипяченая вода, мыло (3), флаконы или баночки от питания (1) | [1, С. 81 7, С. 29-30] |
||
| 5 | Удаление накипи и ржавчины | приобретение умений по удалению накипи и ржавчины | 5% раствор уксусной кислоты CH3COOH (2), вода, чайник или кастрюля (с накипью), белая тряпка, испачканная ржавчиной, уротропин (1) | [2, С. 51-52] | ||
| Химия элементов | 6 | Травление металлов | закрепить знания по теме “Взаимодействие металлов с галогенами” | железная, медная, цинковая или алюминиевая пластинка, парафиновая свеча или лак для ногтей (3), жидкость для снятия лака (3), йодная настойка (1) | [1, С. 40 4, С. 20 7, С. 42] |
|
| 7 | Коррозия металлов и ее предупреждение | изучение влияния некоторых факторов на скорость коррозии металлов, способов защиты металлических поверхностей от коррозии | гвозди (3), медная проволока (3), алюминиевая фольга (3) или алюминиевая крышка от аптечных флаконов (1), кнопки или скрепки (3), воды, банка, флаконы или баночки из под детского питания (1), поваренная соль NaCl (2), питьевая сода NaHCO3 (2), йодная настойка (1), раствор аммиака (“нашатырный спирт”, 1), 5% раствор уксусной кислоты CH3COOH (2), батарея от карманного фонаря на 3,5-4,5 В (3), соединительные провода (3), лак для ногтей (3) | [1, С. 75-76 2, С. 85-87 7, С. 46-47, 52-53] |
||
| 8 | Изучение адсорбционных свойств некоторых веществ | закрепление знаний по теме “Адсорбция” | активированный уголь (1), глина, кукурузные палочки (2), хлеб (2), раствор перманганата калия KMnO4 (1), сок свеклы (2), одеколон, туалетная вода или дезодорант с распылителем (3), стакан, кусок картона | [2, С. 75 4, С. 30-32] |
||
| 9 | Осуществление цепочки превращений P>P2O5>H3PO4>Na3PO4 | закрепление знаний по теме “Химия элементов V-A подгруппы” | стеклянная банка на 1 л, гвозди (3), боковые наклейки спичечной коробки (3), индикаторная бумага или раствор (4), спички (3), кусок картона | [2, С. 50] | ||
| 10 | Обнаружение крахмала в пищевых продуктах. Удаление пятен йода с ткани | определение продуктов питания, содержащих крахмал; закрепление знаний о свойствах йода | йодная настойка (1), белая ткань, стакан с водой, пипетка (1), различные пищевые продукты (2) | [2, С. 52-53 5, С. 399-400] |
||
“Химическая тайнопись”
В приключенческих романах, повествующих о давних временах, нередко упоминаются письма, написанные бесцветными чернилами; хитрые враги не знают секрета тайнописи, и лишь благородные герои могут без использования каких-либо химических реактивов превратить невидимое в видимое… А особого секрета в этом нет. С давних пор известно много природных веществ, которые под влиянием определенных условий приобретают яркий цвет. Такие вещества содержатся, например, в соке лимона, репчатого лука и в молоке. Определить условия обнаружения этих веществ на бумаге. Предложить другие вещества, которые вам известны из курса химии, способные выступать в качестве симпатических (невидимых) чернил. Надписи, выполненные растворами этих веществ, должны обнаруживаться в тех же условиях. Образцы проявленных надписей и описание эксперимента сдать учителю.
“Отпечатки пальцев”
Превращение невидимого в видимое нередко оказывает огромную помощь тем, кто раскрывает преступления. На месте преступления всегда остаются следы, только не всегда они сразу заметны. Криминалисты ищут в первую очередь отпечатки пальцев, потому что у каждого человека они неповторимы – так же, как неповторимы черты человеческого лица. Конечно, у экспертов есть тонкие способы и подходящие вещества, позволяющие обнаружить и совсем слабые отпечатки; мы же воспользуемся довольно грубыми, зато простыми способами. Выполнить один из вариантов эксперимента, “вещественные доказательства” и описание эксперимента сдать учителю.
Вариант 1. Приготовить смесь из равных количеств талька (продается в аптеке) и сажи (ее можно получить, соскребая время от времени черный налет, образующийся при горении парафиновой свечи, если пламя направить на большой (негорючий) холодный предмет). Подышать на палец, чтобы слегка увлажнить его, и прижать к чистому листу бумаги. След на листе незаметен, но если присыпать его приготовленной смесью, осторожно распределить мягкой кистью (или просто покачать листок) и ссыпать излишек смеси, то на бумаге останется четкий отпечаток пальца. Это происходит из-за того, что невидимые жировые следы адсорбируют частицы черной смеси.
Вариант 2. Опыт проводится аналогично предыдущему, с той лишь разницей, что для проявления отпечатков пальцев используется спиртовой раствор йода (продается в аптеке). После того, как отпечаток пальца будет нанесен на чистый лист бумаги, его необходимо поместить на некоторое время над блюдцем или чашкой, в которую налит раствор йода. Йод имеет способность легко возгоняться, поэтому для сохранения проявленных отпечатков целесообразно поместить листок в файл (полимерный) для бумаг или между листами плотной (не рыхлой) бумаги.
ЛИТЕРАТУРА
Алексинский В.Н. Занимательные опыты по
химии: Книга для учителя. – М.: Просвещение, - 1995.