Хімічний експеримент, його завдання та роль для розвитку логічного мислення
Хімічний експеримент, його завдання та роль
для розвитку логічного мислення
Виконала:
Савицька Тетяна Болеславівна
вчитель вищої категорії, вчитель-методист
ЗОШ №26м. Житомира
Житомир - 2020
Зміст
РОЗДІЛ 1. Хімічний експеримент, його завдання та роль для розвитку логічного мислення
1.1 Хімічний експеримент – метод пізнання та засіб навчання.
1.2 Види хімічного експерименту в навчально-виховному процесі.
1.3 Новий вид хімічного експерименту – комп’ютерний.
1.4 Завдання хімічного експерименту
РОЗДІЛ 2. Фоми організації учнівського хімічного експерименту
2.2 Практичні роботи і практикуми
2.4 Демонстраційний хімічний експеримент
РОЗДІЛ 3. Основні етапи проведення експериментального дослідження
3.1 Підготовчий етап проведення експерименту
3.2 Попередній етап проведення експерименту
3.4 Завершальний етап проведення експерименту
РОЗДІЛ 4. ХІМІЧНИЙ ЕКСПЕРИМЕНТ ЯК ЗАСІБ РОЗВИТКУ ЛОГІЧНОГО МИСЛЕННЯ
Вступ
Хімія – експериментально-теоретична наука, тому при вивченні її основ важливу роль відіграє хімічний експеримент – складова частина навчально-виховного процесу. Якщо подумки простежити історичний шлях хімічної науки, то можна переконатися в тому, що в її розвитку провідне місце належить експерименту. Усі вагомі теоретичні відкриття в хімії є результатом узагальнення численних експериментальних фактів. Експеримент – найважливіший шлях здійснення зв’язку теорії з практикою при навчанні, перетворення знань в переконання. Відомо, що хімічний експеримент виконує різні дидактичні функції, використовується в різних формах і поєднується з різними методами й засобами навчання. Він являє собою систему, в якій діє принцип поступового підвищення самостійності учнів: від демонстрації явищ через проведення фронтальних лабораторних дослідів під керівництвом учителя до самостійної роботи під час виконання практичних робіт і розв’язку експериментальних задач, домашнього експерименту.
Проблема активізації пізнавальної діяльності учнів одна з найактуальніших в наш час. Є багато методів, які дозволяють зацікавити дитину, спонукають її до навчання. Але, ті знання, які здобуті учнем самостійно в процесі практичної роботи є найбільш ґрунтовними і готують дитину до дорослого життя. Хімічний експеримент якраз тим і цінний, що учні на практиці знайомляться з методами науково-хімічних досліджень, а також він є ефективним методом формування системи наукових понять, навчає методам раціонального мислення. Він розвиває логічне мислення учня, уміння абстрактно розмірковувати, він також і джерело знань.
Хімічний експеримент являється складовою частиною проектної технології навчання. Процес мислення активізується тим, що школярі беруть участь у всіх стадіях експерименту.
М.В. Ломоносов говорив: «Хімії жодним чином навчитися неможливо, не бачивши самої практики і не беручись за хімічні операції». Хімічний експеримент належить до специфічних методів навчання, що зумовлено особливістю предмета ― хімії, при вивченні якого не можна упускати наочність. Експеримент дозволяє не тільки як можна докладніше зрозуміти, що ж відбувається в конкретній хімічній реакції, але і допомагає підвищити інтерес учнів до предмета хімії.
Експеримент – найважливіший шлях здійснення зв'язку теорії з практикою при навчанні хімії, перетворення знань у переконання. На основі експерименту учні переконуються, що теорії та гіпотези створюються на основі фактів, отриманих дослідним шляхом. Тому розкриття пізнавального значення кожного досліду – основна вимога до хімічного експерименту.
Актуальність теми. Навчальний хімічний експеримент слід розглядати, насамперед, як дидактичний інструмент для досягнення головних цілей навчання. Завдяки хімічному експерименту можна навчати дітей спостерігати явища, формувати поняття, вивчати новий навчальний матеріал, закріплювати й удосконалювати знання, формувати й удосконалювати практичні вміння і навички, сприяти розвитку інтересу до предмета, тощо.
Об’єкт дослідження. Навчальний експеримент з хімії – це не тільки метод пізнання, а й одночасно метод навчання, розвитку і виховання учнів.
Предмет дослідження: зміст, форми, функції, методи, завдання, умови проведення та організації хімічного експерименту в загальноосвітньому навчальному закладі.
Мета дослідження: вивчити і науково обґрунтувати важливість хімічного експерименту у формуванні та розвитку логічного мислення учнів.
Відповідно до мети визначено такі завдання дослідження:
1. Здійснити теоретичний аналіз проблеми формування вмінь
проведення навчального хімічного експерименту учнями.
2. Визначити сутність, функції, особливості навчального хімічного
експерименту в загальноосвітньому навчальному закладі та його
класифікацію в науковій літературі.
3. Розробити навчально-методичні матеріали для формування вмінь
проведення навчального хімічного експерименту (з техніки та методики шкільного експерименту).
Методи дослідження: аналіз наукової та науково-методичної літератури (дисертації, автореферати дисертацій, монографії, навчально-методична література, статті в збірках наукових праць і періодичній пресі), спостереження, порівняння.
Практичне значення полягає в формування вмінь проводити хімічний експеримент у школі , розробці інструктивних карт для практичних робіт учнів.
Логіка дослідження зумовила структуру курсової роботи: вступ, розділи, висновки, список використаних джерел із…найменувань, додатків. Загальний обсяг сторінок: 29 ст.
РОЗДІЛ 1. Хімічний експеримент, його завдання та роль для розвитку логічного мислення
1.1 Хімічний експеримент – метод пізнання та засіб навчання.
Хімія – експериментально-теоретична наука. Тому в процесі вивчення
хімічних дисциплін експеримент виконує роль і методу пізнання, і засобу
навчання, тому відіграє в навчальному процесі надзвичайно важливу роль. Так Н. Н. Чайченко зазначає, що «за допомогою хімічного експерименту встановлюється взаємозв’язок між теорією і фактами в різних поєднаннях». На думку М. Гусейханова та О. Раджабова, «експеримент – це науково поставлений дослід, за допомогою якого об’єкт або відтворюється штучно, або ставиться в умови, що точно враховуються».У своїх роботах К. Я. Парменов визначає хімічний експеримент як метод пізнання, в ході якого дослідник змінює умови спостереження, комбінує їх, урізноманітнює засоби з метою встановлення причинних зв’язків між штучно створеними умовами та змінами до яких вони призводять. Так В.Н.Верховський зазначає, що хімічний експеримент –
«найважливіший шлях здійснення зв’язку теорії з практикою при вивченні
хімії, шлях перетворення знань у переконання. Правильно поставлений
експеримент і чіткі висновки з нього – важливий засіб формування наукового
світогляду учнів у процесі засвоєння основ хімічної науки.
Навчальний хімічний експеримент Н. М. Буринська визначає як «відтворення на уроках за допомогою хімічних реактивів, матеріалів, спеціального посуду і приладів хімічних явищ в умовах, найбільш зручних для їх вивчення».
Властивості та різноманіття хімічних явищ, а, отже і навчального хімічного експерименту, дозволяють використовувати його практично в усіх формах і на всіх етапах навчально-виховного процесу.
1.2 Види хімічного експерименту в навчально-виховному процесі.
Важливу роль в організації дослідницької діяльності відіграє учнівський хімічний експеримент. За визначенням В.С. Полосіна, це такий експеримент, який виконується безпосередньо учнями під керівництвом учителя і в якому виявляється тісний зв’язок розумової і практичної діяльності. Він поділяється на лабораторні досліди і практичні роботи, кількість яких чітко визначена навчальною програмою, а зміст і методику проведення подано в підручнику. Дидактична мета цих видів самостійної роботи різна: якщо лабораторні досліди проводяться в процесі вивчення нового матеріалу для набування учнями знань і умінь або під час бесіди з метою повторення, то практичні роботи спрямовані на вдосконалення, конкретизацію вже набутих знань і умінь та їх перевірку. Відповідно до цього лабораторні досліди зазвичай короткочасні, а на практичні роботи відводиться весь урок або навіть два уроки. Учнівський хімічний експеримент, як і будь-який інший метод, можна аналізувати з погляду пізнавальної діяльності учнів. У зв’язку з цим виокремлюють досліди трьох типів: репродуктивні (копіювальні); частково-пошукові (евристичні) та дослідницькі.
Копіювальні досліди учні виконують, наслідуючи вчителя, відтворюючи дії «за зразком». Такі досліди найчастіше проводять як лабораторні під час вивчення нового матеріалу. В інших випадках діти проводять більш-менш самостійне дослідження. Досліди практичних робіт мають копіювальний характер, окрім розв’язування експериментальних задач.
Досліди частково-пошукового характеру спонукають до цілком свідомої діяльності. Такий експеримент дає можливість учням самим знайти шлях
і спосіб розв’язання певної проблеми на основі наявних знань. Такі досліди проводять протягом вивчення курсу хімії в будь-якому класі, коли вже нагромаджено достатній запас знань і вмінь. Учитель скеровує лабораторні досліди, даючи дітям можливість самостійно вести пошук відповідей на поставлене запитання. Звичайно, пошукова діяльність при цьому буває різної складності, що залежить від змісту матеріалу, який вивчається, та загальної
підготовленості учнів. В одних випадках учитель сам визначає мету, допомагає скласти план роботи і з’ясувати можливі труднощі на шляху одержання висновку. Школярам залишається лише провести дослід, вивчити ознаки реакцій, зазначити суттєві моменти для формування правильного висновку. В інших випадках він спрямовує до самостійного формулювання мети, планування і проведення досліду, узагальнень. Такий учнівський експеримент має дослідницький характер.
Частково-пошуковий експеримент охоплює досліди, які характеризують розв’язування експериментальних задач щодо доведення складу конкретної сполуки або добування певної речовини, наприклад: «Доведіть за допомогою реакцій обміну склад амоній хлориду», «Добудьте за допомогою досліду купрум (ІІ) гідроксид з купрум (ІІ) нітрату». У формі практичних робіт частково-пошукові досліди здійснюються під час експериментального розв’язування задач.
Дослідницькі експериментальні завдання – невеликі учнівські дослідження, в результаті яких діти здобувають нові знання або дізнаються про новий
спосіб дій. Як відомо, дослідження починаються із запитання. Воно викликає утруднення. У зв’язку з цим постає мета діяльності, окреслюється план, в
якому можуть передбачатися варіанти розв’язання. Після аналізу учні обирають оптимальний варіант, виконують роботу і доходять висновку. Такою є загальна схема виконання дослідницьких експериментальних завдань. Прикладом дослідницьких експериментальнихзавдань можуть бути такі завдання: «Глюкоза має хімічну формулу С6Н 12О 6. Яка будова молекули цієї речовини? Практично доведіть будову молекули глюкози», «Треба добути в лабораторії купрум (ІІ) хлорид у кристалічній формі. Запропонуйте і здійсніть два найзручніших з практичного погляду способи добування», «З’ясуйте, чим відрізняється загальна маса речовин, узятих для реакції, від загальної маси речовин, добутих у результаті реакції. Використайте видані вам речовини та прилади.
1.3 Новий вид хімічного експерименту – комп’ютерний.
Постійне оновлення способів використання хімічного експерименту в
навчально-пізнавальній діяльності та науково-технічний розвиток призвели
до формування нового виду експерименту – комп’ютерного.
Термінологічне визначення поняття «віртуальний хімічний
експеримент» подають ряд учених. Так Є. Я. Аршанський та
О. О. Белохвостов зазначають «віртуальний хімічний експеримент ― вид
навчального експерименту з хімії; його основною відмінністю від натурного
слугує той факт, що засобом демонстрації або моделювання хімічних
процесів і явищ слугує комп’ютерна техніка».
На думку Ю. Ю. Гавронської, «віртуальний (від лат. virtualis) ―
означає «можливий, який не має фізичного втілення»; віртуальна реальність
– імітація реальних обставин за допомогою комп’ютерних пристроїв;
використовується головним чином в навчальних цілях; в зв’язку з цим
віртуальний експеримент інколи називають імітаційним або комп’ютерним».
Останнім часом, використання комп’ютерної техніки для проведення
навчального хімічного експерименту зазнало потужного розвитку. Учителі
отримали доступ, у мережі Інтернет, до відеозаписів реальних хімічних
експериментів, які відтворюють на уроці з допомогою мультимедійного
проектора, та комп’ютерних програм, які імітують проведення хімічних
експериментів та роботу в хімічній лабораторії. Це призвело до виникнення
проблеми класифікації комп’ютерного навчального хімічного експерименту
залежно від технічних засобів, які використовуються для його проведення. Пропоную розрізняти віртуальний та мультимедійний хімічний
експеримент. Віртуальний хімічний експеримент – особливий вид
навчального хімічного експерименту, який виконується учнем із допомогою
комп’ютерної техніки, у вигляді імітації експериментальної діяльності у
віртуальній лабораторії. При цьому учні маніпулюють зображеннями
хімічного посуду, обладнання та реактивами, які створені з допомогою
тривимірної графіки та анімації.
Мультимедійний хімічний експеримент – це відео зображення реального хімічного експерименту, яке проектується з допомогою мультимедійного проектору (інтерактивної дошки та ін.), дозволяє розглянути процес хімічної реакції із різних ракурсів та засвоїти реальний вигляд хімічного посуду, обладнання та хімічних речовин. Використання такого навчального хімічного експерименту дозволяє визначити основні ознаки проходження хімічної реакції, особливості її проведення, яких учень не бачить під час проведення реального експерименту; доповнює пояснення вчителя; слугує засобом унаочнення довготривалих, технічно складних, небезпечних експериментів.
1.4 Завдання хімічного експерименту
Ефективність експерименту залежить від: постановки конкретного завдання і мети, котрі розв'язуються за допомогою досліду, складання раціонального плану спостереження, уміння фіксувати результативність спостережень, уміння аналізувати і узагальнювати отримані результати, наявності і раціонального підбору інструментів і засобів, за допомогою котрих учитель стимулює і керує спостереженнями учнів. Тому організація цілеспрямованого спостереження, формування навичок спостереження, уміння осмислити результати спостережень і зберігати в пам'яті опрацьовану інформацію складають одну із найважливіших задач хімічного експерименту.
РОЗДІЛ 2. Фоми організації учнівського хімічного експерименту
Хімічний експеримент – джерело знань про речовини і хімічні реакції – важлива умова активізації пізнавальної діяльності учнів, виховання зацікавленості до предмета, формування світогляду, а також уяви про практичне застосування хімічних знань
Хімічний експеримент поділяється на :
а) лабораторні досліди,
б) практичні роботи,
в) експериментальні задачі з хімії,
г) демонстраційний,
д) домашній експеримент.
2.1 Лабораторні досліди
Лабораторні досліди – короткочасний експеримент, який учні виконують під керівництвом учителя або за інструкціями підручника безпосередньо на уроці. Лабораторні досліди - вид самостійної роботи, що припускає виконання хімічних дослідів на будь-якому етапі уроку для більш продуктивного засвоєння матеріалу й одержання конкретних уявлень і міцних знань.
Лабораторні досліди – проміжний етап між демонстраціями і практичними роботами для формування самостійної діяльності учнів, спрямованої на оволодіння знаннями, практичними уміннями і навиками.
Методи лабораторних дослідів:
• ілюстративний – учитель пояснює хід роботи, вказує, на які зміни звернути увагу, який результат передбачається. Увага учнів концентрується на основному, їм пропонується запам'ятати послідовність дій, характерні ознаки. Вони вчаться користуватися реактивами, приладдям, дотримуватися правил безпеки. • дослідний – формує діяльнісний підхід до виконання дослідів, самостійність у їх проектуванні за розподілом навчальних дій, спостережливість, вміння узагальнити та зробити висновки.
Форми проведення лабораторних дослідів:
• фронтальна – забезпечує виконання однакових дослідів усіма учнями класу. При цьому формуються вміння встановлювати відомі факти та виявляти нові, знаходити взаємозв'язки між складом, будовою та властивостями, закономірності перебігу хімічних реакцій. • групова – кожна група виконує різні завдання, різної складності, які обов'язково обговорюються після закінчення дослідження. При цьому учні, які сидять за одним столом виконують одну роботу. Але функції між ними розподілені.
2.2 Практичні роботи і практикуми
Практичні роботи і практикуми – довготривалий експеримент, що пропонується навчальною програмою після опрацювання й вивчення учнями цілого розділу чи курсу. Вони включають ширше коло питань, ніж лабораторні досліди. Практична робота сприяє закріпленню отриманих знань в нових ситуаціях і розвитку інтелектуальних умінь (аналізувати, порівнювати, узагальнювати, робити висновки), а також формуванню й удосконаленню експериментальних умінь і навичок. Практичну роботу учень виконує самостійно, що сприяє підвищенню дисципліни, зібраності й відповідальності. Їх проводять на базі вивченого матеріалу, який пропонується учням для повторення перед виконанням роботи.
Цілі практичних робіт та практикумів:
• узагальнення та систематизація матеріалу; • контроль та оцінка практичних умінь та навиків учнів.
Вчитель спостерігає за роботою певних груп учнів з тим, щоб оцінити їх вміння і навички. Після виконання досліду кожний учень у зошиті для практичних занять складає звіт.
Під час виконання практичної роботи чи практикуму учень самостійно повинен визначити план власних дій:
• усвідомити мету роботи і коротко її сформулювати; • скласти план проведення досліджень й окреслити шляхи досягнення результату; • вміти передбачити результат дослідження та після його виконання зіставити передбачуване із спостереженнями; • осмислити спостереження, дати їх пояснення, зробити висновки.
2.3 Експериментальні задачі
Експериментальні задачі – це завдання практичного характеру, відповіді на які учні знаходять у процесі спостережень за дослідами. На відміну від лабораторних робіт і практичних занять експериментальні задачі учні розв'язують самостійно без додаткових інструкцій вчителя.
Експериментальні задачі бувають:
• на спостереження та пояснення явищ; • на добування розчинів; • на проведення характерних реакцій; • на розпізнавання речовин.
Методи розв’язування експериментальних задач з хімії:
• аналітико-синтетичний; • метод гіпотез; • метод проб.
Рекомендації до розв’язування експериментальних задач:
• показати учням, як відбирати реактивні проби, відливаючи невеликі порції в чисті пробірки; • показати учням, як працювати з пробами по черзі; • показати учням, як вести чіткі записи плану роботи.
Експериментальні задачі поглиблюють знання з хімії та сприяють розвиткові логічного мислення, змушують учнів порівнювати, осмислювати, аналізувати.
Експериментальні вміння та навички з хімії не зводяться лише до проведення хімічних експериментів. Учні повинні знати, як використовувати набуті на уроках хімії знання й уміння в повсякденному житті. Досягти цього можна завдяки мотивації навчання, розкриттю практичної значущості здобутих знань та вмінь. експериментальні уміння будуть для учня компетентнісними, якщо він уміє їх мобілізувати, застосувати в практичній ситуації.
Елементи пошуково-дослідницької роботи під час розв'язування експериментальних задач.
З метою підсилення практичної спрямованості таких задач до їх змісту доцільно включати відомості про речовини, які використовують у побуті, сільському господарстві, виробляють на регіональних підприємствах.
2.4 Демонстраційний хімічний експеримент
Демонстрації відносять до групи словесно-наочних методів навчання, особливістю яких є поєднання слова вчителя з експериментом. Демонстрації за Цвєтковим — початковий етап, на якому формується спостережливість. Їх проводить учитель перед цілим класом(також може проводити учень). Проводяться головним чином при викладі нового матеріалу і дозволяє за невеликий проміжок часу зробити наочними важливі висновки або узагальнення з області хімії, навчити виконувати лабораторні досліди, окремі прийоми й операції. Для самоосвіти це означає формувати способи дій. [1]
До нього звертаються, коли: 1)учні в достатній мірі не володіють технікою виконання дослідів; 2)технічне оснащення досліду складне для учнів; 3) за умовами техніки безпеки учням не дозволяється працювати з такими реактивами. Демонстраційний хімічний експеримент повинен бути безпечним, простим, супроводжуватися необхідними поясненнями.[8]
Д.М.Кірюшкін і В.С.Полосін визначають чотири форми поєднання слова вчителя з експериментом.
1.Учитель демонструє дослід, здійснюючи словесний супровід. Учні , спостерігаючи, отримують навчальну інформацію.
2.Засобами слова вчитель керує спостереженнями учнів і, опираючись на їхні знання, веде школярів до з’ясування, усвідомлення та формування зв’язків, яких вони не можуть самостійно виявити у процесі сприйняття.
3. Учитель подає «готові» знання про явище чи об’єкт, що вивчається, а потім проводить експеримент, яким підтверджує своє пояснення.
4. Учитель дає повне пояснення явищ і зв’язків між ними, опираючись на знання, які учні отримали під час спостережень.[6]
Демонстрації здійснюють двома методами: ілюстративним і дослідним. При ілюстративному методі вчитель називає ознаки перебігу хімічних реакцій, пояснює на що акцентувати увагу під час спостереження. Використовуючи дослідний метод, учитель формує навчальні цілі, підводить учнів до самостійної відповіді на поставлене запитання. У процесі спостережень за перебігом реакцій, учні здобувають нові знання, роблять висновки.
Отже, враховуючи форми поєднання слова вчителя, демонстрації та методів її проведення, можна стверджувати:
а) перша і друга форми є складовими дослідного методу, оскільки розвивають мислення, а відтак забезпечують глибокі та міцні знання учнів;
б) третя і четверта форми входять до складу ілюстративного методу, який у методичній літературі називають методом «готових» знань. [8]
Методика демонстраційного експерименту визначає умови доцільності демонстрацій. До них належать: складність матеріалу, в якому демонстрації полегшують сприйняття; готовність учнів до спостережень та здатність виявити ознаки реакцій тоді, коли їх важко сприймати; мінімальні затрати часу при досягненні максимального впливу демонстрації на учнів.
Основні вимоги щодо проведення демонстраційного хімічного експерименту
У багатьох працях з хімії, зокрема у такій, як «Методика навчання хімії», значне місце відведено техніці виконання демонстрацій, або інакше кажучи, застосуванню дидактичних засобів та прийомів, за допомогою яких забезпечується ефективність, доступність сприйняття та певний емоційний стан учня. Ефективність досліду забезпечується при умові дотримання таких вимог щодо його проведення: а)наочність; б)безпечність; в) простота; г) надійність; д) необхідність пояснення; е) короткочасність; є) необхідність повторення; ж) дотримання техніки безпеки. Оскільки хімія, як навчальний предмет, формує елементи знань із загальнолюдської культури, то до вищезгаданих вимог необхідно додати: змістовність, переконливість, естетичність, емоційність.[1]
Коротко охарактеризуємо кожну з вимог.
Наочність демонстрації полягає в тому, що демонстровані явища та зміни повинен побачити кожен учень класу, оскільки, з точки зору психології, найефективніше у цьому процесі працює зоровий канал інформації. Тому необхідно обирати засоби і прийоми для найсприйнятливішого вираження суті досліду, а саме: кількість реактивів, приладів, засобів підсилення, зокрема, застосування екрану, підставки. Штативи, на яких закріплюють прилади, мають бути повернуті стрижнем до вчителя, а лівою стороною – до учнів. Терези ставлять завжди лицьовою стороною до класу. На столі вчителя нічого не повинно відволікати увагу учнів. Учителю слід ретельно продумати жести, аби його рухи не заважали спостерігати за тим, що відбувається. [1]
На кожній склянці, в якій зберігаються реактиви, має бути етикетка з його точною назвою і формулою. Щоб етикетки не псувалися, їх покривають безбарвним лаком, парафіном або липкою прозорою плівкою. Якщо речовини взаємодіють з повітрям, то банки закривають гумовими пробками, а якщо розкладаються під впливом світла, то їх зберігають у темних матеріальних банках.
Не слід використовувати для демонстрування дослідів побутовий посуд, закривати хімічні склянки з реактивами жмутком вати, тримати пробірку під час нагрівання згорнутим папірцем. Усе це знижує культуру демонстраційного експерименту і перешкоджає естетичному вихованню учнів під час навчання хімії. З метою забезпечення наочності демонстраційного експерименту доцільно користуватися схематичними малюнками приладів, зображуючи тільки зовнішні контури. Такі малюнки супроводжують пояснювальними підписами, хімічними формулами, рівняннями реакцій. На малюнках використовують позначення цифрами або буквами, а назви, формули, рівняння виписують окремо. Малюнки вчителя мають бути насамперед графічно грамотними. При цьому доцільно застосовувати геометричну проекцію (зображення в розрізі). Для виконання малюнка потрібні трафарети лабораторного посуду, які обводять крейдою. Великий емоційний вплив на учнів мають зовнішні, яскраві ефекти демонстраційного експерименту. Вони добре запам'ятовуються і разом з тим сприяють засвоєнню виявлених закономірностей.
Безпечність демонстрації чи будь-якого іншого виду експерименту забезпечується дотриманням правил безпеки, використанням реактивів відповідної концентрації, маси чи об'єму, правильним поводженням з легкозаймистими, леткими та отруйними речовинами. Основною гарантією безпеки є висока технічна грамотність учителя. Досліди проводять у чистому посуді з відомими речовинами. Досліди, які супроводжуються спалахами, вибухами, розбризкуванням речовин, потрібно проводити на певній відстані від учнів. Під час демонстрування таких дослідів між демонстраційним столом і учнями встановлюють захисний екран з товстого скла. Кількість реактивів, що беруться для дослідів, повинна бути такою, яка вказана в інструкціях. Досліди з отруйними речовинами необхідно проводити під витяжною шафою.
Простота експерименту полягає у доступності відображених ним явищ, розуміння суті хімічних процесів, використаних приладів та обладнання. Класичним прикладом простих і разом з тим наукових є досліди, описані М.Фарадеєм у його книзі « Історія свічки».
Надійність виражається успіхом у проведенні досліду. Успіх забезпечується попередньою підготовкою вчителя, який проектує демонстрацію, враховуючи пояснення, умови проведення, хронометраж. Спостереження показують, що вчитель, у якого досліди не вдаються, швидко втрачає авторитет в учнів. Якщо дослід не вдався, вчитель має пояснити причини невдачі і повторити його. Якщо дослід складний, то його необхідно обов’язково показати на наступному уроці.
Необхідність пояснення є складовою надійності експерименту. Кожний дослід учитель повинен докладно пояснювати, мова має бути яскравою, образною та хімічно грамотною.
Пояснення акцентує увагу учнів на змінах, що відбуваються, на хімізмі процесів, результаті дослідження.
Необхідність повторення демонстрації забезпечує формування стійких асоціацій, що сприяють утриманню інформації в пам'яті. Окрім цього, повторення виконує дидактичну функцію: учні набувають знань, на основі яких формують вміння самостійно виконувати чи продемонструвати дослід.
Короткочасність забезпечує проведення демонстрації з мінімальними затратами часу.
Дотримання техніки безпеки та техніки проведення експерименту – обов’язкова вимога до будь-якого виду шкільного експерименту. Вона взаємопов’язана з безпечністю, надійністю, необхідністю повторення. Техніка виконання дослідів має бути досконалою. Кожний дослід краще проробляти попередньо, до уроку, з метою відпрацювання техніки проведення, визначення тривалості, з'ясування оптимальних умов його виконання. Як зазначав Дж. Тиндаль, мистецтво експериментування не є природним даром, воно виробляється.
Найхарактернішими вимогами можна назвати змістовність, переконливість, естетичність, емоційність демонстрації. [1]
Змістовність виражає зміст досліду, за допомогою якого повніше й достовірніше пізнається суть явища, умовні механізми його здійснення.
Переконливість підтверджує змістовність досліду, оскільки забезпечує правильність та теоретичну обґрунтованість дослідження певного змісту.
Емоційність – це наслідок дії досліду на психіку учнів, спосіб зацікавлення, що стимулює бажання самостійно виконувати досліди.
Естетичність забезпечує виховну функцію хімічного експерименту. Вона полягає у відборі приладів чи обладнання, гарно оформлених, чистих, уміло за компонованих один відносно одного та у поєднанні з підставкою, столом, фоном. Сюди ж відносять раціональність виконання,здійснення вмілого керівництва увагою учнів, що є найважливішою умовою їхньої пізнавальної діяльності. Під час демонстрування досліду вчитель навчає дивитися і бачити навіть знайомий предмет (явище) з різних точок зору, переключати увагу з деталі на деталь. Така властивість уваги називається переключенням. Здатність переключатися з об’єкта на об’єкт навчає учнів швидко переходити від одного виду діяльності до іншого. Посуд для дослідів має бути чистим, реактиви — заздалегідь перевіреними. Охайність, прагнення підтримувати чистоту виховуються в учнів і чітким порядком у лабораторному господарстві. Чистий хімічний посуд, який розмішений у шафах у певному порядку, реактиви із чітко написаними етикетками, прозоре скло витяжної шафи — все це допомагає виховувати в учнів охайність, привчає до організованості, стає наочним прикладом справжньої культури праці.[9]
Ефективність експерименту досягається завдяки таким умовам: справність приладів, певний порядок розміщення їх та реактивів на демонстраційному столі; чистота посуду; чітка послідовність окремих операцій під час виконання досліду; використання яскраво забарвлених речовин, розчинів, реакцій зі зміною забарвлення, спалахами, вибухами тощо; обов'язкове додержання правил техніки безпеки.
Учні з цікавістю спостерігають такі досліди: горіння заліза, сірки, фосфору в кисні, вибух гримучої суміші в пробірці, взаємодію натрію з водою чи гліцерином, забарвлені розчини тощо.
Важливим чинником розвитку інтересу до хімічного експерименту є використання елементів зацікавлення. Назвемо найважливіші способи, як зацікавити учнів: 1) проблемний експеримент (експеримент-загадка, дослід з несподіваним результатом тощо); 2) введення елементів гри; 3) імітація художньої творчості (хімічна «фотографія»); моделювання виробничих і природних процесів («вогнегасник», «вулкан», «фонтан» тощо).
Необхідною умовою ефективності демонстраційних дослідів є їх органічне включення в урок. Вони мають бути тісно пов’язані з навчальним матеріалом.[1]
Дотримуючись вимог проведення демонстрації, враховуючи основні завдання та дидактичну функцію, слід пам’ятати, що виконуваний учителем експеримент не забезпечує учіння, оскільки учні не виконують його самі і відповідно, не набувають практичних умінь та навичок.[10]
2.5 Домашній експеримент
Домашній експеримент – вид самостійної роботи, що виконується без контролю з боку вчителя, але з безумовним дотриманням техніки безпеки. Його виконання привчає самостійно планувати й організовувати експеримент, застосовувати отримані знання , вміння й навички в нових ситуаціях та вміння представляти результати власного спостереження або дослідження.
Експеримент в домашніх умовах учні виконують за завданням вчителя. Його навчально-виховне значення полягає в розвитку інтересу учнів до хімії, розширенні їхнього кругозору. Для проведення дослідів у домашніх умовах вибирають доступні реактиви(можна придбати в аптеці чи спеціалізованих магазинах) і матеріали (розчинів йоду, нашатирного спирту, оцту, лимонної кислоти, спирту медичного, питної соди, калій перманганату тощо). Бажано, щоб вони використовувались у кількох дослідах, були безпечними.
При проведенні домашніх хімічних експериментів перевага надається тим, які можна застосувати у повсякденному житті:
• виведення плям іржі за допомогою лимонної кислоти чи кухонної солі; • добування крохмалю з картоплі; • чищення одягу чи речей домашнього вжитку різними розчинниками; • зберігання харчових продуктів; • використання питної соди як мийного засобу та розпушувача тощо.
РОЗДІЛ 3. Основні етапи проведення експериментального дослідження
3.1 Підготовчий етап проведення експерименту
Основи підготовки, успішного проведення, проектування та планування, досягнення цілей експерименту закладаються на першому етапі. Головним змістом підготовчого етапу є розробка науково-методичних засад експерименту, його методологічного інструментарію. Значення підготовчого етапу важко переоцінити. Він має власну структуру і в свою чергу розпадається на низку важливих складових.
Узагальнюючи досвід науково-дослідної роботи визнаних фахівців з питань методології проведення експерименту можна порадити виокремити наступну послідовність кроків, що видається найбільш оптимальною на цьому етапі.
Спочатку обирається галузь педагогіки, в якій збираються проводити дослідження.
Після цього необхідно з’ясувати:
1) які нерозв’язані проблеми існують у цій галузі;
2) які з цих проблем вимагають негайного вирішення. Мається на увазі актуальність з точки зору запитів суспільства на даному етапі, важливість дослідження цього питання в масштабах України;
3) яка ланка системи освіти (шкільна, дошкільна педагогіка, спеціальна і т.п.), а також вік піддослідних буде вивчатися;
4) у якому стані знаходиться ланка системи освіти (стосовно якої збираються проводити дослідження) і як висвітлено це питання в літературі. Може виявитися суперечність, розрив між теорією і запитами практики. Прикладом може бути суперечність між вимогами стандарту і якістю освіти. Або ця проблема актуальна, але не висвітлена в науково-методичних джерелах, не знайшла вихід у практику.
Подальші кроки підготовчого етапу наступні.
5) Постановка наукової проблеми.
Передбачає виявлення нез’ясованості, невизначеності, нерозробленості питання, що цікавить, і відбір цього питання як головного, постановка його в центр вивчення. Після того необхідно сформулювати проблему в наукових термінах. Проблема має бути актуальною, відображувати ті нові аспекти, суперечності, реалії, з’ясування яких вимагає наука і практика. З постановкою проблеми тісно пов’язане визначення теми дослідження.
6) Вибір теми дослідження.
Необхідно виявити, якому питанню, проблемі буде присвячено дослідження. Тема визначає межі пошуку в даній проблемі. Для того, щоб переконатися, що напрямок дослідження обрано правильно, можна провести невеликий експеримент, тестування чи анкетування, це надасть впевненості у тому, що питання необхідно досліджувати. Після того, як тема дослідження обрана, необхідно її обґрунтувати – тобто довести актуальність зазначених у темі питань для сучасної педагогічної науки та практики.
7) Вивчення психолого-педагогічної літератури з проблеми дослідження. Це необхідно для того, щоб з’ясувати, як висвітлена тема дослідження в наукових джерелах, хто із дослідників цим питанням займався, виявити ступінь розробки даного питання в літературі. Рекомендується почати роботу з встановлення головних понять, що стосуються обраної теми, звернувшись до словників та педагогічних енциклопедій. Скласти бібліографію та коротку характеристику відібраних джерел за допомогою систематичного каталогу, реферативних журналів. На основі складання бібліографії можна зробити висновки про кількість публікацій по темі, яка цікавить, про наявність зарубіжних та вітчизняних публікацій з обраного питання, про дослідження сучасних авторів та їх попередників.
Після збору літератури та її вивчення необхідно написати огляд, що містить аналіз ступеня розробки досліджуваної проблеми, якою мірою вона висвітлена в цілому та за окремими питаннями. Цей аналіз необхідний для того, щоб:
- визначити місце обраного явища серед інших психолого-педагогічних явищ (встановити взаємозв’язки та взаємовплив явищ);
- виявити суть та природу явища, що вивчається;
- відобразити розуміння даного явища різними авторами та спробувати висловити своє бачення проблеми.
8) Визначення мети експерименту.
Оскільки експеримент – це наукове дослідження (і цим він відрізняється від опису педагогічного досвіду), то при його проведенні необхідно дотримуватись усіх тих етапів, які характерні взагалі для наукового дослідження. Зокрема, це стосується визначення мети, предмету й об’єкту дослідження і полягає в наступному.
Мета дослідження визначає бажаний кінцевий результат. Досягнення мети передбачає виконання відповідної кількості завдань.
Мета повинна проходити «червоною ниткою» через все дослідження, починаючи від предмету й методу і закінчуючи результатами. Крім того, не можна плутати завдання з метою. На кожному етапі дослідження завдання можуть бути різними. Мета – одна на все дослідження, а завдання – відображають етапи реалізації мети. Завдань не повинно бути дуже багато, орієнтовно 5-7.
9) Визначення предмету й об’єкту дослідження.
Об’єкт експериментального дослідження – це процес або явище, що існує незалежно від суб’єкта пізнання і на які спрямована увага дослідника. Тобто це те, що пізнається. У галузі психології та педагогіки це, наприклад, процес розвитку деякої психічної якості (мислення, уваги, мови тощо), процес становлення особистості, ефективність застосування певної методики або засобу, технології у навчанні тощо.
Предмет експериментального дослідження – це властивості, якості, сторони об’єкту дослідження. Тобто предмет – це більш вузьке поняття, яке знаходиться в межах об’єкту. В одному і тому ж об’єкті можуть бути виділені різні предмети дослідження. У предмет включаються лише ті елементи, зв’язки та відношення, які підлягають вивченню в даній роботі. Це певний аспект вивчення об’єкта.
10) Методологічна основа дослідження.
Методологічна основа – це ті основні теорії, положення, концепції, на яких має будувати свій експеримент дослідник, робити висновки, ґрунтувати гіпотезу. Передбачає посилання на роботи визначних учених в обраній галузі, розробки відомих науково-педагогічних колективів з проблеми тощо..
3.2 Попередній етап проведення експерименту
Вирішуються такі завдання: вибір потрібної кількості експериментальних об'єктів (кількості школярів, класів, шкіл тощо визначення можливої тривалості експерименту; вибір конкретних методик для вивчення початкового стану експериментального об'єкта, анкетного опитування, інтерв'ю, створення відповідних освітньо-виховних систем, експертної оцінки, самооцінки та ін.; перевірка оптимальності та ефективності відібраних методик на невеликій кількості досліджуваних; визначення ознак, за якими можна достатньою вірогідністю стверджувати про зміни досліджуваного об'єкта під впливом запропонованих педагогічних дій.
3.3. Проведення експерименту
Проведення експерименту з перевірки ефективності певної системи заходів передбачає: вивчення початкового стану системи, в якій проводиться експеримент (рівня знань і вмінь, вихованості, певних рис особистості чи колективу тощо); вивчення умов, у яких проводиться експеримент; формування критеріїв ефективності запропонованої системи заходів; надання докладної інформації (інструкції) учасникам експерименту про порядок і умови ефективного його проведення (якщо експеримент проводить не один педагог); здійснення запропонованої автором системи заходів щодо вирішення певних експериментальних завдань (формування знань, умінь або виховання певних рис особистості чи колективу тощо); фіксування даних про хід експерименту на основі проміжних вимірів, які характеризують зміни об'єкта під впливом експериментальної системи заходів; виділення труднощів і можливих типових вад у процесі проведення експерименту; оцінка витрат часу, засобів і зусиль.
3.4 Завершальний етап проведення експерименту
Четвертий завершальний етап – це підведення підсумків експерименту: опис результатів реалізації експериментальної системи заходів (прикінцевий стан рівня знань, умінь, навичок, рівня вихованості тощо); характеристика умов, за яких експеримент дав позитивні результати (навчально-матеріальні, гігієнічні, морально-психологічні); опис особливостей суб'єктів експериментальної взаємодії (учителів, вихователів тощо); аналіз даних про витрати часу, зусиль і засобів; рекомендації та застереження щодо меж використання запропонованої й опрацьованої в процесі експерименту системи заходів.
РОЗДІЛ 4. ХІМІЧНИЙ ЕКСПЕРИМЕНТ ЯК ЗАСІБ РОЗВИТКУ ЛОГІЧНОГО МИСЛЕННЯ
На сьогоднішній день у школах існують проблеми з організацією та проведенням учнівського експерименту, який найчастіше виконується як ілюстративний, і не сприяє розвитку мислення, експериментальних умінь і навиків.[2]
Серед таких причин: зміна послідовності вивчення тем та окремих понять, зміна функцій теоретичних знань, нестача реактивів і обладнання, виявлені недоліки в знаннях та вміннях учнів. Ці недоліки полягають у:
- неглибокому засвоєнні учнями основних понять, законів, теорій хімії, вчення про хімічні зв’язки, хімічну реакцію, генетичні зв’язки, властивості речовин, їх добування і застосування;
- відсутності осмисленого розуміння періодичного закону;
- не аргументованості теорії будови органічних речовин;
- невмінні пояснювати, узагальнювати, встановлювати причинно-наслідкові зв’язки, виділяти головне, здійснювати перенесення знань, передбачати можливі хімічні реакції та їх ознаки.
Усі перераховані недоліки суттєво впливають на формування практичних умінь і навичок учнів. Окрім цього, важливо зазначити, що підготовка до організації та проведення лабораторних дослідів та практичних робіт трудомістка і вимагає затрат часу на чітке планування, зокрема, на:
а) визначення мети та основних завдань експерименту, продумування форм та способів його проведення;
б) підготовку інструктивних карток і варіантів завдань, усного чи письмового інструктажу з техніки безпеки;
в) добір реактивів та обладнання для кожного з варіантів завдань і перевірка їх на придатність;
г) продумування методів керівництва роботою учнів впродовж уроку;
д) перевірку та оцінювання.
У практиці роботи молодих учителів іноді зустрічається підхід до шкільного хімічного експерименту, який можна назвати «демонстрація-практична робота». Він базується на тому, що вчитель демонструє досліди, а учні у зошитах для практичних занять оформлюють їх результати. Це можна назвати фальшивою практичною роботою, від якої слід відмовитися. Нерідко одна форма експерименту замінюється іншою, наприклад, лабораторні досліди - демонстраціями і навпаки. На жаль, сьогодні ще зустрічається „крейдяний" підхід, коли вчитель заміняє демонстраційні досліди записами формул і рівнянь реакцій. Таким чином, аналіз стану викладання хімії свідчить про те, що в шкільній та вузівській практиці існує чимало недоліків, пов'язаних з організацією і проведенням шкільного хімічного експерименту, які викликані зміною співвідношення між учнівським та демонстраційним експериментом, їх змістом, завданнями, функціями та метою. [4]
Хімія — це експериментальна наука, і саме через хімічний експеримент можна навчити дитину мислити. Сучасний педагогічний процес має бути спрямований на засвоєння дитиною найрізноманітніших прийомів, методів, способів мислення, тобто учень має володіти технологією проведення відповідних розумових дій. Вже після кількох вступних уроків треба намагатись формувати в учня вміння дедуктивного мислення.[10]
Аналізуючи температуру спиртів, доходять дедуктивного висновку, що серед спиртів немає газів. Це в свою чергу створює проблемну ситуацію. Чому? Адже з попередньо вивчених тем учні знали, що кожний гомологічний ряд починався газами, а з 5-го — рідинами. Аналіз будови молекули спирту дозволяє дійти висновку про полярність хімічного зв’язку в ОН-групі, а також про можливість виникнення водневих зв’язків, а отже, зменшення відстані між молекулами і, як наслідок, — відсутність газоподібного стану серед спиртів за звичайних умов. Дедуктивний метод важливий і при аналізі демонстраційного досліду учнями. [10]
Демонстраційний експеримент має носити навчальний і розвивальний характер, а не просто бути засобом створення ефектності уроку. Так, при вивченні теми «Альдегіди» демонструється дослід «Окиснення етанолу купрум(II)оксидом». Проаналізувавши побачене, учні роблять висновки: на початку досліду мідна дротина була чорною – це оксидна плівка(Сu). Після занурення в спирт вона стала рожевою. Отже, відбулася реакція відновлення, бо мідь має рожевий колір. Але якщо речовина відновилася, то інша мусить окислитись. Логічно – це етиловий спирт.
Висновок
Використовуючи різні види хімічного експерименту, вчитель навчає школярів конкретизувати теоретичні знання, знаходити загальне в одиничному, робити відповідні висновки. Хімічний експеримент допомагає учням наповнити хімічні поняття, що вивчаються, живим конкретним змістом, побачити в окремих фактах загальні закономірності. Якщо ж експеримент має таке важливе значення в хімічній науці, то і при вивченні основ цієї дисципліни у школі та вузі йому має належати чільне місце. Формування уявлень і понять про речовини і їх перетворення в курсі хімії, а на основі цього і теоретичних узагальнень, не можливе без цілеспрямованого спостереження за цими речовинами і без хімічного досліду. У цей же час для пояснення сутності процесів і явищ, які відбуваються в ході виконання хімічного експерименту, від учнів вимагається глибоке знання законів і теорій. Виконувати експеримент можливо лише спираючись на отримані знання. Теоретична основа досліду сприяє його розумінню й осмисленню. Проведення експерименту пов'язано з висуненням гіпотези. Залучення до цієї роботи учнів розвиває їх мислення, спонукає застосовувати набуті знання для формулювання гіпотези, а в результаті її перевірки школярі отримують нові знання. Крім того, хімічний експеримент відіграє першорядну роль у формуванні умінь і навиків експериментування. Таким чином, тільки у тісному взаємозв'язку експерименту і теорії в навчально-виховному процесі можна досягти високої якості знань учнів з хімії.
Хімічний експеримент сприяє розвитку самостійності школярів, підвищує інтерес до вивчення хімії, так як у процесі його виконання учні переконуються не тільки в практичному значенні такої роботи, але й мають можливість творчо застосовувати свої знання. Хімічний експеримент розвиває мислення, розумову активність школярів; його можна розглядати як критерій правильності одержаних результатів та сформульованих висновків. У розумовому розвитку людини провідна роль належить теорії, але в гармонійному поєднанні з експериментом, практикою.
Таким чином, шкільний хімічний експеримент — це багатокомпонентна, багатофункціональна педагогічна система, що пов'язує між собою діяльність учителя та учнів, навчальний матеріал, методи, мету і завдання навчання.
Звичайно можуть виникати і певні труднощі із використанням хімічного експерименту, які насамперед пов’язані з нестачою реактивів і обладнання, некомпетентністю вчителя. Проте, ці проблеми можна вирішити. Майбутні учителі повинні оволодіти новими методиками проведення хімічних дослідів, приладами та обладнаннями, які б цілком задовольняли вимогам науковості, наочності, надійності, доступності, точності, економічності, екологічності та безпеки.
Список використаних джерел
1. Андрущенко В. П. Освіта в пошуку нових стратегій мислення // Вища освіта України. – 2003. – №2. – с. 5-7.
2. Барановська Л. Ужитковий хімічний експеримент як засіб підвищення інтересу до хімії// Хімія. Шкільний світ. 2009. – №2. С.4.
3. Березан О.В.Про організацію власної навчальної діяльності учнів при вивченні хімії//Педагогічний пошук.-2002.-№4
4. Буринська Н. Про концепціальні підходи до реформування хімічної освіти // Біологія і хімія в школі. – 2000. – №5.
5. Василега М.Д. Цікава хімія. – К: Радянська школа, 1989.
6. Воронюк І., Мореєв А. Дослідження конструктивного мислення школярів // Психолог. 2005. - №15. – с. 15-21.
7. Грабовська Т. І., Талапканич М. І., Химинець В. В. Інноваційний розвиток освіти: особливості, тенденції, перспективи. – Ужгород, 2006.
8. Даниленко Л. І. Теорія і практика інноваційної діяльності в загальній середній школі // Управління освітою. – 2001. - №3. – с. 18-24.
9. Калошин В. Ф. Роль пошукової активності в розвитку та самореалізації особистості // Вісник післядипломної освіти. – Київ, 2005. – с. 223-235.
10. Онопрієнко І. Підвищення інтересу учнів до вивчення хімії, нестандартні уроки // Хімія. Шкільний світ. 2009. - №21. С.4.
11. Педагогічні знахідки на уроках хімії. - Х.: ВГ «Основа», 2007. – 141 с.
12. Підмазін С.І. Особистісно орієнтоване навчання // Шкільні інновації. – 2004. – №1. – С.19.
13. Пометун О., Пироженко Л. Інтерактивні технології навчання: теорія, практика, досвід. – К., «А.С.К.»,2005, с.192
14. Пометун О., Пироженко Л. Інтерактивні технології навчання: теорія, практика, досвід. – К., 2002. – 135 с.
1
про публікацію авторської розробки
Додати розробку