Важнейшая задача современной ШКОЛЫ - органическое сочетание обучения, воспитания и развития. Последнее десятилетие в системе образования происходят глобальные перемены. Осуществляется замена унитарной модели школы просуществовавшей многие годы, на дифференцированное, вариативное, личностно ориентированное образование. При этом приоритетными целями общего среднего образования становятся - свободное всестороннее развитие личности средствами обучения и воспитания, создание школой условий для адаптации ребенка к быстро меняющейся окружающей и природной среде.
На достижение этих целей ориентирована и система школьного химического образования, структура и содержание которого обновляется с учетом современных тенденций развития школы. Генеральным направлением деятельности системы образования по-прежнему остается создание условий для обеспечения высокого качества образования выпускников общеобразовательных учреждений.
Уровень естественнонаучной грамотности заключается в знании основных естественнонаучных понятий и их применение в повседневной жизни, а также умение анализировать предложенные ситуации, устанавливать причинно - следственные связи, применять свои знания в различных социальных контекстах.
К недостаткам в естественнонаучной подготовке учащихся можно отнести, например. неумение применять полученные знания в реальных ситуациях, характерных для повседневной жизни, недостаточное развитие пространственных представлений неумение интегрировать естественнонаучные знания и применять их для объяснения явлений происходящих в окружающем мире, поверхностные знания экологии. Проблема практической направленности обучения является на сегодняшний день важнейшей в условиях совершенствования школьного образования. Химия, как учебный предмет средней школы, вносит существенный вклад в её решении. Ведущее место в преподавании химии занимает школьный химический эксперимент. Это основной и специфический метод обучения, который непосредственно знакомит с химическими явлениями и одновременно развивает познавательную и практическую деятельность учащихся.
Обучение, которое формирует навыки учебной деятельности учащихся и непосредственно влияет на умственное развитие и интенсификацию их практической деятельности принято считать развивающим обучением. В системе современного обучения особенно велика роль химического эксперимента, если он используется не только в качестве иллюстраций, но и как средство познаний. Справедливо отмечено: "... умение выполнять практическую работу, провести лабораторный опыт или решить задачу экспериментально, применяя в различных связях знания и практические умения, а так же выполнять наблюдения в ходе эксперимента, получить нужный результат, выполнять правила техники безопасности, обобщать экспериментальные данные и т. п. - всё это воспитывает самостоятельность деятельности учащихся".
В условиях развивающего обучения в настоящее время возникла необходимость поиска новых путей совершенствования школьного химического эксперимента, в особенности ученического. Рационализация современного преподавания химии с широким использованием ученического эксперимента осуществляется посредством продуманной деятельности учащихся по плану, в котором сливаются воедино их умственная и практическая деятельность.
В соответствии с концепцией развивающего обучения при постановке каждого химического опыта важно учитывать: особенности учебного материала, изучению которого помогает опыт, какие законы и теоретические положения, основные химические понятия должны быть усвоены, повторены, углубленны, расширены и применены на практике какие практические умения и навыки будут развиваться с помощью опыта; на что должно быть обращено особое внимание при развитии умственных способностей учащихся, какие воспитательные задачи могут быть реализованы при постановке опыта.
Только включение учащихся в активную экспериментальную познавательную деятельность дает им возможность проникнуть в суть химического явления, освоить его на уровне общих закономерностей курса химии, использовать усвоенный материал в качестве способа дальнейшего познания.
Повышение эффективности школьного химического эксперимента в современных условиях предполагает:
1) активное включение эксперимента в установление новых фактов, формирование химических понятий, нахождение зависимостей и закономерностей химических явлений;
2) определение трудностей в освоении теоретических знаний, исправление ошибок учащихся, коррекцию экспериментальных умений и навыков, контроль приобретенных знаний;
3) формирование обобщенных знаний учащихся и общих экспериментальных умений, усвоение правил работы в лаборатории;
4) развитие исследовательских умений и навыков учащихся, связанных с анализом и синтезом веществ, конструированием приборов и установок, освоением доступных для школы методов научно - исследовательской работы.
Поскольку развивающее обучение в целом представляет собой динамическую систему. то школьный химический эксперимент несёт следующие функции: эвристическую, корректирующую, обобщающую и исследовательскую. Осуществление этих функций в значительной степени стимулирует развитие учебной деятельности учащихся и определяет основные пути совершенствования школьного химического эксперимента.
Эвристическая функция школьного химического эксперимента в развитии учебной деятельности связана, прежде всего, с установлением новых фактов. Например, добавляя к раствору щёлочи несколько капель раствора фенолфталеина, учащийся убеждается в том, что данный раствор под воздействием индикатора изменяет свою окраску. Приведённый пример - простейший случай установления факта на основе опыта. В реальных условиях, возникающих на уроках, как правило, имеют место значительно более сложные ситуации, включающие установление сразу нескольких фактов. Так, опускал гранулу цинка в раствор серной кислоты, учащийся выясняет: цинк реагирует с раствором серной кислоты; в результате этой реакции выделяется водород. Если выпарить капельку раствора на часовом стекле, то будет очевиден ещё один факт: в результате данной реакции образовалось другое, новое вещество - сульфат цинка.
Для реализации целей развивающего обучения значительный интерес представляют выводы зависимостей и закономерностей в химии. Например, при изучении скорости химической реакции необходимо так организовать учебный процесс, чтобы учащиеся сами установили зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ. С этой целью им можно предложить провести взаимодействие раствора иодида калия с раствором пероксида водорода в присутствии крахмала. В три пробирки, содержащие раствор иодида калия с крахмалом, наливают 3%-ный раствор пероксида водорода: в первую пробирку - с исходной концентрацией, во вторую - разбавленный в два раза и в третью - в 4 раза. С помощью часов фиксируют окончание реакции: во второй пробирке реакция протекает в 2 раза медленнее, чем в первой, а в третьей - в 4 раза. Путь от эксперимента к графику, а от него к уравнению - пример высшего проявления эвристического вывода в развивающем обучении. Он характеризуется высоким уровнем самостоятельности и творческой активности учащихся. Все приведённые выше примеры показывают, что эксперимент можно использовать для организации прямых эвристических выводов.
Корректирующая функция школьного химического эксперимента при развивающем обучении позволяет преодолевать трудности в освоении теоретических знаний, исправлять ошибки учащихся, вносить поправки в процесс приобретения экспериментальных умений и навыков, осуществлять контроль приобретенных знаний. Изучение количественных отношений в химии без химического эксперимента вызывает трудности в освоении таких понятий, как "моль", "молярная масса", "молярный объём", "относительная плотность газов", а так же в понимании количественных закономерностей, составляющих сущность стехиометрических законов. Эти трудности в перспективе могут быть преодолены путём разработки специальных количественных экспериментов и количественных экспериментальных задач, которые, к сожалению, не предусмотрены существующей программой по химии для основной общеобразовательной школы.
Ученические опыты по химии можно использовать для формирования правильных суждений учащихся и исправления ошибочных. Например, изучая свойства кислотных оксидов, учащиеся узнают, что оксиды углерода (IV) и серы (IV) реагируют с водой. Если ограничиться опытами только с этими веществами, то у учащихся может возникнуть ряд ошибок, связанных с неправильным переносом знаний. В частности, многие школьники пишут уравнение реакции не существующего в природе процесса взаимодействия оксида кремния (IV) с водой, для исправления этой ошибки необходимо провести ученический опыт, доказывающий, что данные вещества не взаимодействуют между собой.
Подобные опыты, самостоятельно проведённые учащимися, помогают преодолеть типичные ошибки, связанные с написанием уравнений, не существующих в природе химических реакций. Исправление ошибок является одним из способов развития правильного мышления учащихся, залогом их успешной умственной деятельности.
Обобщающая функция химического эксперимента связана с выработкой предпосылок для построения различных типов эмпирических обобщений. В простейшем случае из серии школьных химических опытов можно сделать прямой обобщающий вывод. Например, наблюдая опыты по электропроводности растворов кислот, щелочей и солей, учащиеся, несмотря на различную природу этих веществ, находят общее свойство этих растворов проводимость электрического тока. Полученные в этих опытах отдельные экспериментальные факты интегрируются учащимися в общий вывод, на основании которого учитель дает определение обобщенного понятия "электролит".
В обобщении на базе эксперимента важно не только сообщить определенную сумму химических знаний, но и формировать общие правила работы в лаборатории. В действующей программе по химии для основной общеобразовательной школы, в требованиях к уровню подготовки выпускников, перечислены основные экспериментальные умения. Большинство из них являются обобщенными - это умение обращаться с простейшим лабораторным оборудованием; растворять твердые вещества, проводить отстаивание, фильтрование, обращаться с кислотами и щелочами; готовить растворы с определенной массовой долей растворенного вещества; собирать из готовых деталей приборы и обращаться с ними; определять по характерным реакциям органические и неорганические вещества, в том числе и полимерные материалы. При формировании экспериментальных умений необходимо постоянно обращать внимание учащихся на то, как следует правильно проводить тот или иной эксперимент с точки зрения безопасности.
Исследовательская функция эксперимента обеспечивает самый высокий уровень развивающего обучения школьников. Она связана с развитием исследовательских умений и навыков учащихся по анализу и синтезу веществ, конструированию приборов и установок, освоению доступных для школы методов научно- исследовательской работы. Ученический исследовательский эксперимент в условиях развивающего обучения сочетает преимущественное применение основных приемов научного метода с самостоятельным решением и выполнением учебных исследовательских заданий.
Исследовательская работа развивает черты творческой деятельности, формирует интерес к познанию химических явлений и их закономерностей. Наиболее распространенными и доступными для школьников исследованиями можно считать практические работы по качественному анализу веществ. Однако в химии важны не только качественные, но и количественные показатели.
Ученический эксперимент, связанный с измерением количественных характеристик практически не используется на уроках и очень редко применяется на факультативных и внеурочных занятиях по химии. Вместе с тем систематическое выполнение количественных экспериментальных задач приучает учащихся аккуратно работать, критически подходить к делу, вырабатывает навыки точной количественной оценки результатов эксперимента и существенно изменяет характер поисковой познавательной деятельности.
Первоначально учащиеся начинают решать количественные экспериментальные задачи на образцах искусственных смесей (например, определение содержания карбонатов в вы данном образце щелочи). Затем характер усложняется и приближается к жизненным условиям (например - определение кислотности пищевых продуктов: хлеба, молока, ягод, фруктов и т.д.). Особый интерес представляют количественные экспериментальные задачи по синтезу веществ (например, получение индикатора метилоранжа и других препаратов, необходимых для школьного химического эксперимента). Они имеют ценность и в творческом отношении, так как требуют создания опытных установок для исследования веществ. Выполняя эти работы, учащиеся не только изучают вещества, но и осваивают раз личные экспериментальные методы, применяемые в химии ( взвешивание, титрование, экстракция, хроматография, анализ, синтез и т.д.).
Связь химических знаний с повседневной практической жизнью можно осуществлять на уроках, занятиях химического кружка или факультатива, при проведении домашнего эксперимента, посвятив их изучению пищевых продуктов. Умение определять химические соединения, которые входят в состав пищевых продуктов, способствует углублению представлений об их химических свойствах, является конкретным подтверждением функций органических и неорганических соединений, изучаемых в курсах химии и биологии. Экспериментальные задачи, в которых требуется доказать, что исследуемый объект содержит белки, жиры, углеводы или другие химические соединения (или химические элементы), подтверждает широкое распространение этих соединений (элементов) в природе и демонстрируют их роль в питании и жизнедеятельности человека и животных.
Например:
- Определение белков в пищевых продуктах, изучение их свойств.
- Открытие углеводов в пищевых продуктах, изучение их свойств.
- Определение витамина С.
- Изучение растительных масел.
- Обнаружение этанола в кефире, молочной сыворотке.
- Обнаружение молочной кислоты в молочной сыворотке и других кисломолочных продуктах.
- Обнаружение ферментов в пищевых продуктах.
- Получение растительных красителей и опыты с ними.
- Определение сахаров в овощах и фруктах.
- Осуществление практической и прикладной направленности в обучении расширит научно-теоретический кругозор учащихся, усилит воспитательное воздействие на их мировоззрение, повысит уровень знаний, сформирует у школьников экологически грамотное поведение в быту, природе, на производстве, позволит изменить их отношение к химии.
Список литературы.
- Габрусева Н/И. О практической направленности преподавания химии. Химия в школе №6, 1999г.
- Головнер В.Н.. Практикум-обобщение по курсу органической химии. Химия в школе. №3, 1999г.
- Злотников Э.Г. Химический эксперимент в условиях развивающего обучения. Химия в школе. №1, 2001г.
- Осипова Т.А. О пищевых продуктах языком химии. Химия в школе. №8, 2001г.
- Северюхин Т.В., Сентемов В.В. Исследование пищевых продуктов. Химия в школе. №5, 2000г.
- Чернобельская Г.М., Новое в методике химического эксперимента. Химия. "Первое сентября". №25-26, 2003г.