Представить себе химию без опытов невозможно. Как говорил Майкл Фарадей: «Ни одна наука не нуждается в эксперименте в такой степени, как химия». Поэтому изучить эту науку, понять её законы и, конечно полюбить её можно только через эксперимент. Экспериментирование – естественная потребность ребёнка, начавшего изучать химию. Но, к сожалению, количество часов химии в 7 классе очень незначительное (1 час в неделю), а желание проводить опыты у учащихся большое. Один из способов решения этой проблемы – правильная организация домашнего эксперимента. Домашний эксперимент – это особый вид самостоятельной работы учащихся, который организует и контролирует учитель с целью развития интереса к предмету и формирования самостоятельности в познании. При выполнении домашнего эксперимента учащиеся формируют и закрепляют различные экспериментальные умения:
- организационные (планирование эксперимента, подбор реактивов и оборудования, подготовка формы отчёта, рациональное использование средств, методов и приёмов);
- технические (обращение с реактивами и оборудованием, сборка приборов, выполнение химических операций, соблюдение правил техники безопасности);
- интеллектуальные (уточнение цели эксперимента, выдвижение гипотез, использование имеющихся знаний для описания наблюдаемых явлений, анализ результатов эксперимента, установление причинно-следственных связей, обобщение и выводы).
Основное преимущество домашнего эксперимента
перед другими видами экспериментальной работы в
классе состоит в том, что при его выполнении
учащиеся не ограничены жёсткими временными
рамками и могут выполнять эксперимент и не
спешить при этом. Роль учителя при организации
домашнего эксперимента заключается в том, что он
готовит инструкции и проверяет выполнение
домашних опытов. Введение домашнего
эксперимента в процесс обучения химии,
несомненно, будет способствовать формированию
экспериментальных умений, развитию творческого
химического мышления, расширению кругозора
учащихся, поддержанию интереса к изучаемому
предмету, его практической направленности.
Критериями для проведения таких опытов является
их безопасность и доступность оборудования,
реактивов.
Примеры домашних экспериментов, которые я
использую в своей практике:
1. Хроматография на бумаге (тема «Чистые вещества и смеси»)
Разделите методом хроматографии на бумаге следующие смеси:
А) спиртовой раствор «зелёнки»,
Б) водный раствор чёрной туши для чертёжных
работ.
Цель эксперимента: освоить метод бумажной хроматографии, научиться определять разницу между чистыми веществами и смесями.
Оборудование: химический стакан, полоска фильтровальной или промокательной бумаги, спиртовой раствор «зелёнки», водный раствор туши для чертёжных работ.
Методика проведения эксперимента:
Полоску из фильтровальной бумаги необходимо подвесить над сосудом с раствором «зелёнки» и чёрной туши так, чтобы бумага только касалась раствора. Граница подъёма «зелёнки» и красящего вещества будут отставать от границы подъёма спирта и воды соответственно. Таким образом, происходит разделение двух веществ в составе однородных смесей: а) спирта и бриллиантового зелёного, б) воды и красящего вещества.
Результаты работы и выводы:
Составьте отчёт о проделанной работе, приклейте полученные хроматограммы и попробуйте проанализировать результат.
2. Разделение смесей (тема «Чистые вещества и смеси»).
Приготовьте смесь поваренной соли, земли и стружек, образующихся после заточки карандаша.
Цель эксперимента: научиться разделять неоднородные смеси.
Оборудование: поваренная соль, земля, стружки после заточки карандаша, стакан, вода, фильтр, ложка, сковорода.
Методика проведения эксперимента:
Приготовьте смесь, перемешав по одной чайной ложке поваренной соли, земли и карандашных стружек. Растворите полученную смесь в стакане воды, всплывшие стружки удалите шумовкой и положите для сушки на лист бумаги. Изготовьте фильтр из бинта или марли, сложив 3-4 слоя, и не туго натяните его на другой стакан. Профильтруйте смесь. Фильтр с оставшейся землёй высушите, затем счистите её с фильтра. Отфильтрованную жидкость (фильтрат) перелейте из стакана в эмалированную миску или сковороду и выпарьте. Выделившиеся кристаллики соли соберите. Сравните количества веществ до и после проделанных операций.
Результаты эксперимента и выводы: Зарисуйте ход эксперимента. Дайте понятие неоднородным смесям. Сделайте вывод о полноте выделения веществ. На каких свойствах веществ основаны данные способы разделения смесей.
3. Диффузия (тема «Строение вещества»).
Цель эксперимента: изучить на практике процесс диффузии.
Оборудование: желатин пищевой, марганцовка, медный купорос, вода, кастрюля, ложечка из нержавеющей стали для перемешивания, электрическая или газовая плитка, пинцет, два прозрачных пузырька.
Методика проведения эксперимента:
Чайную ложечку желатина опустите в стакан с холодной водой и оставьте на час-другой, чтобы порошок успел набухнуть. Перелейте смесь в маленькую кастрюльку. Нагревайте смесь на слабом огне; следите, чтобы она ни в коем случае не закипела! Размешивайте содержимое кастрюльки до тех пор, пока желатин полностью не растворится. Горячий раствор перелейте в два пузырька. Когда он остынет, в середину одного из пузырьков быстрым и осторожным движением введите пинцет, в котором зажат кристаллик марганцовки. Слегка разожмите пинцет и быстро выньте его. В другой пузырёк внесите кристаллик медного купороса. Желатин замедляет процесс диффузии, и несколько часов подряд вы сможете наблюдать очень интересную картину: вокруг кристалликов будет расти окрашенный шар.
Результаты эксперимента и выводы: Проведите на практике предложенный эксперимент и дайте объяснение процессу диффузии.
4. Взаимодействие между веществами (тема «Признаки химических реакций»)
Проведите следующие опыты и охарактеризуйте явления, которые при этом происходят.
А) Поместите в стакан немного (1/3 чайной ложки)
питьевой соды и прилейте к ней несколько капель
уксуса (для этого можно использовать пипетку или
стеклянную трубочку),
Б) Поместите в стакан такое же количество
поваренной соли и прилейте к ней несколько
капель уксуса.
Цель эксперимента: научиться распознавать физические и химические явления, фиксировать признаки химических реакций, закрепить практические умения при работе с веществами и химическим оборудованием.
Оборудование: два химических стакана, пипетка, питьевая сода, поваренная соль, уксус.
Методика проведения эксперимента: проведите опыты в соответствии с заданием.
Результаты работы и выводы:
Составьте отчёт о проделанной работе, сформулируйте признаки проведённых реакций, составьте фотоотчёт о работе.
5 Выращивание кристаллов (тема «Растворы»)
Вырастить кристалл или кристаллы из насыщенного раствора поваренной соли, медного купороса или алюмокалиевых квасцов.
Цель эксперимента: научиться приготавливать насыщенный раствор поваренной соли или других веществ, выращивать кристаллы различных размеров, закрепить умения и навыки при работе с веществами и химическим оборудованием.
Оборудование: стакан и литровая банка для приготовления раствора, деревянная ложка или палочка для перемешивания, соль для эксперимента – поваренная соль, медный купорос или квасцы, горячая вода, затравка – кристаллик соли, подвешенный на нитке, воронка и фильтровальная бумага.
Методика проведения эксперимента:
Приготовьте насыщенный раствор соли. Для этого сначала налейте в банку горячей воды до половины её объёма, затем порциями добавляйте соответствующую соль, постоянно перемешивая. Добавляйте соли до тех пор, пока она не перестанет растворяться. Отфильтруйте полученный раствор в стакан через воронку с фильтровальной бумагой или ватой и оставьте раствор остывать на 2-3 часа. Внесите в остывший раствор затравку – кристаллик соли, подвешенный на нити, осторожно накройте раствор крышкой и оставьте на продолжительное время (2-3 дня и более).
Результаты работы и выводы:
Изучите свой кристалл и ответьте на вопросы:
- Сколько дней вы выращивали кристалл?
- Какова его форма?
- Какого цвета кристалл?
- Прозрачный он или нет?
- Каковы размеры кристалла: высота, ширина, толщина?
- Какова масса кристалла?
Зарисуйте или сфотографируйте свой кристалл.
6. Имеет ли значение, как охлаждать? (тема «Растворы»).
В ходе эксперимента определить различие в форме кристаллов, выпавших при медленном и быстром охлаждении.
Цель эксперимента: необходимо проделать предложенный опыт и объяснить его результат.
Оборудование: 2 стакана, фарфоровая кружка, раствор медного купороса.
Методика проведения эксперимента:
В фарфоровом или стеклянном сосуде надо растворить в горячей воде медный купорос до густо-синего цвета раствора. Половину раствора отлить в другой сосуд и быстро охладить под водопроводным краном. Другую половину оставить до следующего дня. Одинаковый ли будет результат?
Результаты эксперимента и выводы: Зафиксируйте результаты своего эксперимента и сделайте выводы.
(При быстром охлаждении получаются мелкие кристаллы медного купороса. При медленном охлаждении кристаллы будут более крупные).
7. Получение дистиллированной воды. (тема «Способы разделения гомогенных смесей»)
Получить в домашних условиях 50 мл дистиллированной воды.
Цель эксперимента: научиться разделять однородные смеси методом дистилляции.
Оборудование: эмалированный чайник, две стеклянные банки.
Методика проведения эксперимента:
Налейте в эмалированный чайник на 1/3 объёма воды и поставьте на газовую плиту так, чтобы носик чайника выступал за край плиты. Когда вода закипит, нацепите на носик чайника стеклянную банку-холодильник, под которую приспособьте вторую банку для сбора конденсата. Для того чтобы банка-холодильник не перегревалась, на неё можно класть смоченную холодной водой салфетку.
Результаты работы и выводы:
Ответьте на поставленные вопросы:
- Что представляет собой водопроводная вода?
- Какими способами разделяют однородные смеси?
- Что представляет собой дистиллированная вода? Где и в каких целях она используется?
Зарисуйте проделанный вами опыт.
8. «Химическая грелка» (тема «Признаки химических реакций»)
Провести на практике химическую реакцию, идущую с выделением теплоты.
Цель эксперимента: ознакомиться с признаками химических реакций.
Оборудование: алюминиевая проволока, медный купорос, поваренная соль, опилки, вода, стеклянная баночка.
Методика проведения эксперимента:
Возьмите небольшую стеклянную баночку и вложите в неё согнутую в спираль алюминиевую проволоку. Проволока должна прилегать к стенкам, а согнуть её нужно затем, чтобы побольше алюминия вошло в стеклянную банку. Приготовьте смесь, которая будет вступать с алюминием в реакцию: три чайные ложки медного купороса хорошо смешайте с двумя чайными ложками поваренной соли. Разотрите всё это ложкой. К смеси соли и купороса добавьте пять столовых ложек древесных опилок. Размешайте вещества как следует и, наполните смесью банку с алюминиевой проволокой, но не до самого верха, а на 1-2 см ниже, потому что нам надо налить в банку воду – без неё грелка работать не начнёт. Теперь главная операция: вливаем в банку 1/4 стакана воды (если этого окажется слишком много и часть воды не впитается опилками, то лишнюю воду сразу слейте). Подождите немного, и грелка начнёт излучать тепло. Очень скоро температура достигнет 50оС, и ещё около 2 часов после этого химическая грелка будет тёплой. Грелка нагревается, потому что в стеклянной банке со смесью идут химические реакции, сопровождающиеся выделением теплоты.
Результаты эксперимента и выводы: Изготовьте «химическую грелку». Где можно найти применение выделяющейся в ходе реакции теплоте.
9. Приготовление лимонада (тема «Признаки химических реакций»)
Для проведения праздничного мероприятия нам необходим лимонад, приготовьте его в домашних условиях.
Цель эксперимента: научиться применять на практике знания, полученные на уроках химии.
Оборудование: вода, варенье, лимонная кислота, питьевая сода, стакан, чайная ложечка.
Методика проведения эксперимента:
Налейте в стакан охлаждённую кипячёную воду, положите чайную ложечку варенья, 1/3 чайной ложки лимонной кислоты и хорошо перемешайте. Добавьте 1/3 чайной ложки питьевой соды, энергично размешайте и выпейте приготовленный лимонад.
Результаты работы и выводы:
Объясните, какие явления (физические или химические) произошли в ходе вашего эксперимента, Укажите признаки химических реакций. Угостите друзей и одноклассников полученным лимонадом.
10. Наблюдения за горящей свечой (тема «Наблюдение и эксперимент»).
Вам предстоит написать небольшое сочинение-миниатюру про горящую свечу.
Цель эксперимента: научиться наблюдать за горящей свечой и описывать свои наблюдения.
Оборудование: металлическая подставка, свеча, спички.
Методика проведения эксперимента:
Опишите внешний вид свечи, вещество из которого она изготовлена (цвет, запах, ощущение на ощупь, твёрдость), фитиль. Зажгите свечу. Что происходит с материалом свечи при горении фитиля. Как выглядит фитиль в процессе горения? Нагревается ли свеча, слышен ли звук при горении, выделяется ли тепло? Что происходит с пламенем, если появляется движение воздуха? Как быстро сгорает свеча? Изменяется ли длина фитиля в процессе горения? Что представляет собой жидкость у основания фитиля? Что с ней происходит, когда она поглощается материалом фитиля, и что с ней происходит, когда её капли стекают вниз по свече?
Результаты работы и выводы: Напишите отчёт по работе в виде сочинения-миниатюры про горящую свечу, придерживаясь ответов на поставленные вопросы.
11. Горение парафиновой свечи (тема «Физические и химические явления»).
Исследуйте явления, происходящие при горении парафиновой свечи.
Цель эксперимента: научиться проводить на практике явления физические и химические, распознавать их, закрепить умения и навыки при работе с веществами и химическим оборудованием.
Оборудование: парафиновая свеча, пинцет, металлическая крышка, спички.
Методика проведения эксперимента:
Возьмите парафиновую свечу, очистите 2-3 см фитиля от парафина, закрепите его в пинцете, и затем подожгите фитиль. Счищенный с фитиля парафин поместите в металлическую крышку и подожгите. И, наконец, подожгите саму свечу. Сравните наблюдаемые явления.
Результаты работы и выводы:
Составьте отчёт о работе, сравните наблюдаемые явления, сделайте рисунки или фотографии проведённых опытов.
12. Ныряющее яйцо (тема «Занимательные опыты»).
Проведите данный эксперимент в домашних условиях и объясните его.
Цель эксперимента: научиться показывать занимательные опыты по химии.
Оборудование: яйцо, стакан, слабый раствор соляной кислоты.
Методика проведения эксперимента:
В слабый раствор соляной кислоты опускают яйцо. Так как яйцо по удельному весу несколько тяжелее раствора соляной кислоты, то оно опускается на дно. Однако на поверхности яйца в растворе начинается процесс между веществом скорлупы – карбонатом кальция и соляной кислотой. В ходе данного взаимодействия получается углекислый газ, пузырьки которого пристают к скорлупе и поднимают яйцо вверх. На поверхности пузырьки срываются и уходят в воду, а яйцо снова погружается на дно, а потом опять поднимается. Так яйцо ныряет, пока не растворится скорлупа.
Результаты эксперимента и выводы: Объясните данное явление с позиции химии, запишите уравнения происходящих реакций.
13. Чернила для тайнописи (тема «Занимательные опыты»).
Приготовить занимательный опыт для химического вечера.
Цель эксперимента: продолжить познание увлекательной науки химии.
Оборудование: бумага, лимонный сок, чашка, перо, утюг.
Методика проведения эксперимента:
Выдавите в чашку несколько капель лимонного сока и напишите им на бумаге письмо. После высыхания надпись становится незаметной. Проявить её можно, прогладив листок горячим утюгом.
Результаты эксперимента и выводы: Для каких целей можно использовать данный опыт?
14. Изготовление леденцов (тема «Занимательные опыты»)
Для проведения праздничного мероприятия нам необходимы леденцы, получите их в домашних условиях.
Цель эксперимента: научиться применять на практике знания, полученные на уроках химии.
Оборудование: сахарный песок, вода, фруктовые эссенции, молоко, фарфоровая чашка, ложечка, кастрюля для песчаной бани.
Методика проведения эксперимента:
Смочите сахарный песок небольшим количеством
воды и нагрейте в чистой фарфоровой чашечке на
песчаной бане, помешивая ложечкой. Как только
сахар расплавится, вылейте его отдельными
каплями на металлический противень. Остывшие
капли легко отделяются и, если предварительно
добавить в сахар каплю мятного масла или
фруктовой эссенции, то получатся настоящие
леденцы.
Если вместо воды в данном эксперименте
использовать молоко, то получатся сливочные
карамельки.
Результаты работы и выводы:
Объясните, какие явления (физические или химические) произошли с сахарным песком во время вашего эксперимента. Угостите друзей и одноклассников полученными леденцами.
15. «Съедобная свеча» (тема «Занимательные опыты»).
Приготовить занимательный опыт для химического вечера.
Цель эксперимента: продолжить познание увлекательной науки химии.
Оборудование: клубень картофеля, нож, арахисовый орех, спички.
Методика проведения эксперимента:
Из крупного клубня картофеля вырежьте цилиндр, соответствующий размеру кусочка парафиновой свечи. Вместо фитиля вставьте небольшой кусочек арахисового ореха. Подожгите «арахисовый фитилёк». Сделанная свеча горит, как настоящая, и имеет одно преимущество: её можно съесть, удивив при этом окружающих.
Результаты эксперимента и выводы: Для каких целей можно использовать данный опыт?
16. Несгораемая нить (тема «Занимательные опыты»).
Приготовить занимательный опыт для химического вечера.
Цель эксперимента: продолжить познание увлекательной науки химии.
Оборудование: хлопчатобумажная нить длиной 20-50 см, насыщенный раствор поваренной соли, кольцо, спички.
Методика проведения эксперимента:
Хлопчатобумажную нить несколько раз смачивают в насыщенном растворе поваренной соли и каждый раз высушивают. Приготовленную нить протягивают через кольцо и привязывают обоими концами к двум стойкам так, чтобы кольцо повисло на натянутой нити примерно посередине. Затем нить поджигают с одного конца. Огонёк «пробегает» к другому концу нити, но кольцо продолжает висеть и не падает.
Результаты эксперимента и выводы: Для каких целей можно использовать данный опыт?
Используя такой подход в обучении химии семиклассников, мне удалось заинтересовать учащихся, в результате были выполнены две учебно-исследовательские работы, которые будут представлены на фестивале исследовательских и творческих работ учащихся «Портфолио».
Литература:
- А.А. Журин «Лабораторные опыты и практические работы по химии» Москва «Аквариум» 1997.
- И. Леенсон «Занимательная химия» Москва «Росмэн» 1999.
- О.С. Габриелян, Л. П. Ватлина «Химический эксперимент в школе» Москва «Дрофа» 2005.
- В.Н. Алексинский «Занимательные опыты по химии» Москва «Просвещение» 1980.
- Ю.Г. Орлик «Химический калейдоскоп» Минск «Народная АСВЕТА» 1988.
- В.В. Девяткин, Ю.М. Ляхова «Химия для любознательных, или о чём не узнаешь на уроке» Ярославль «Академия холдинг» 2000.
- Б.А. Стёпин, Л.Ю. Аликберова «Занимательные задания и эффектные опыты по химии» Москва «Дрофа» 2002.
- Л.А. Савина «Я познаю мир» энциклопедия по химии Москва «Астрель» 2005.
- В.Н. Крицман, В.В. Станцо «Энциклопедический словарь юного химика» Москва «Педагогика» 1982.
- Г.И. Штемплер «Химия на досуге» Москва «Просвещение» 1998.
- Д.И. Исаев «Об использовании домашнего эксперимента» журнал «Химия в школе» №9 2009.