Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

Гомельский государственный университет

имени Франциска Скорины

Биологический факультет

Кафедра химии

Дипломная работа

Метод микромасштабной фронтальной хроматографии в исследовании накопления тяжелых металлов почвами

Исполнитель

студентка группы Би-52

Пантелеева Т.В.

Научный руководитель

к.х.н., доцент

Пролесковский Ю.А.

Рецензент

к.б.н., доцент

Рассашко И.Ф.

Гомель 2012г.

Реферат

Ключевые слова: химический эксперимент, виды эксперимента, самостоятельность, урок, обучение, опыт, вещество, задача, активная познавательная деятельность, учебная деятельность, проблемные вопросы, проблемное обучение, техника безопасности.

Объект исследования: химический эксперимент как одна из форм проведения учебных занятий по химии.

Предмет исследования: практические знания и умения учащихся средних школ №4 и №19 г. Гомеля, 8, 9 и 11 классы.

Методы исследования: сравнительный анализ, наблюдение, описательный, литературный.

Задачами дипломной работы являются: разработать план-конспект по химии с применением школьного химического эксперимента и провести уроки во время педагогической практики, проанализировать собственные исследования.

Цель работы:

проработка материала из литературных источников по вопросу «Химический эксперимент как основа изучения химии в школе» для накопления теоретического и экспериментального материала с последующим использованием его в педагогической практике;

практическое применение ранее накопленного материала по данному вопросу во время работы;

проработка материала по использованию современных педагогических технологий, связанных с организацией химического эксперимента на уроках химии в школе;

использование химического эксперимента в преподавании химии.

Выводы: в результате анализа проделанной дипломной работы мы пришли к выводу, что применение школьного химического эксперимента повышает учебно-познавательный интерес к предмету химии, что, в свою очередь, значительно улучшает и ускоряет процесс запоминания полученной во время учебных занятий информации.

ВВЕДЕНИЕ

Проблема использования химического эксперимента на уроках химии существовала давно. Были сделаны выводы, что основой преподавания химии служит химический эксперимент. Эксперимент может выступать в роли метода, может служить методическим приемом. Проблемой использования химического эксперимента занимались ученые: Верховский В.Н., Полосин В.С., Вивюрский В.Я., Цветков Л.А., Чертков И.Н., Назарова Т.С. и др.

Верховский В.Н. утверждал, что 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 деятельность учащихся [1].

Рассматривая эту же проблему Назарова Т.С. утверждала, что реализация экспериментальной части программы требует от учителя химии высокой и всесторонней профессиональной подготовки, глубокого понимания роли химического эксперимента в учебно-воспитательном процессе, творческой активности в применении методов обучения [2].

В настоящее время уделяется большое внимание совершенствованию учебно-воспитательного процесса в преподавании химии. В улучшении учебно-воспитательного процесса большое значение имеют методы экспериментирования.

Преподавание основ химии в школе не может совершенствоваться без школьного химического эксперимента. Химия - наука экспериментальная, поэтому химический эксперимент должен вплетаться в ткань всего школьного курса.

Эксперимент является важнейшим путем осуществления связи теории с практикой при обучении химии путем превращения знаний в убеждения. Химический эксперимент - источник знаний о веществе и химической реакции ? важное условие активизации познавательной деятельности учащихся, воспитания устойчивого интереса к предмету, формирования диалектико-материалистического мировоззрения, а также представлений о практическом применении химических знаний.

В дипломной работе основное внимание уделяется вопросам влияния школьного химического эксперимента на умственное развитие учащихся, а также методику преподавания различных экспериментов.

Химический эксперимент оказывает положительное влияние на умственное развитие учащихся. Характерной особенностью развивающего обучения в настоящее время является все более широкое использования проблемного подхода, который включает в себя создание проблемной ситуации, понимание проблемы, деятельность, направленную на ее решение и получение определенных знаний.

В последнее время большим интересом пользуются уроки с применением школьного химического эксперимента. Как показывает опыт, проведение уроков с химическим экспериментом увеличивает качество знаний учащихся, так как они вносят разнообразие в повседневную школьную жизнь не только учащихся, но и педагогов. Отмечено, что ученики очень активно с большим интересом участвуют в подготовке и проведении таких уроков.

Актуальность темы

В настоящее время в школах республики осуществляется школьная реформа. Этот процесс коснулся и преподавания химии.

Химия как одна из естественнонаучных дисциплин призвана познакомить учащихся со свойствами важнейших веществ, окружающих нас, сформировать понимание сущности химических превращений и их влияние на развитие природы, жизни и здоровья человека.

Качество знаний учащихся по химии зависит от использования современных педагогических технологий в обучении и организации учебной работы учащихся по формированию основополагающих знаний школьного курса химии, умения применять их на разных уровнях с учетом индивидуальных и возрастных особенностей, на разных этапах учебно-воспитательного процесса (актуализация знаний и подготовка учащихся к усвоению нового материала, закрепление, обобщение, систематизация, коррекция и учет знаний, умений и навыков).

Цель работы: проработка материала из методических источников по вопросу «Химический эксперимент как основа изучения химии в школе» и проведение соответствующих педагогических исследований.

Практическое значение

Школьный химический эксперимент способствует интенсификации учебно-воспитательного процесса, более осмысленному изучению материала, приобретению навыков самообразования, превращению систематических знаний в системные, помогают развитию познавательной деятельности школьников, их самостоятельности и интереса к изучению химии, повышают прочность и глубину знаний, формирует личность каждого школьника.

Основной задачей этой работы является исследование влияния химического эксперимента на знания учащихся по химии.

Данная работа проводилась в городе Гомеле, в средних школах № 4 и № 19. Для педагогического эксперимента были взяты восьмые, девятые и одиннадцатые классы.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Особенности преподавания химии в школах на современном этапе

В настоящее время средняя и высшая школы переживают стадию больших перемен, обусловленных как реформированием средней школы, так и переходом на многоуровневую систему высшего образования.

Анализируя проблемы реформирования системы образования в республике, необходимо отметить, что одной из задач, определяющих содержание среднего образования, является подготовка учащихся к жизни в развивающемся мире. В этом плане роль химии как науки не только фундаментальной, но и прикладной, ее влияние на жизнь людей будут все время возрастать. К числу задач, которые решаются химиками, относятся:

1. Разработка и синтез новых материалов (полимерных, композиционных, керамических, металлических, волоконных, биоорганических и др.);

2. Проблемы экологии и безопасности производств, создание безотходных производств;

3. Углубленная и комплексная переработка минерального сырья, нефти, газа, твердых горючих ископаемых и техногенного сырья;

4. Химическая энергетика, создание новых химических источников тока и систем преобразования энергии;

5. Разработка новых методов анализа природных и созданных руками человека систем;

6. Разработка новых технологических процессов;

7. Решение неисчерпаемых проблем биохимии, создание материалов, совместимых с живыми органами и заменяющих их [3].

Оценка уровней учебных достижений учащихся осуществляется в соответствии со следующими уровнями усвоения учебного материала.

Таблица 1 - Оценка уровней учебных достижений учащихся

№ п/п	Уровни учебных достижений учащихся	Уровни усвоения учебного материала	Баллы
1	Низкий (рецептивный)	Узнавание	1 - 2
2	Удовлетворительный (рецептивно-репродуктивный)	Неосознанное воспроизведение	3 - 4
3	Средний (репродуктивно-продуктивный)	Воспроизведение на уровне понимания	5 - 6
4	Достаточный (продуктивный)	Применение знаний в знакомой ситуации	7 - 8
5	Высокий (продуктивный, творческий)	Применение знаний в незнакомой ситуации	9 - 10

Уровни достижений учащихся характеризуются следующими параметрами.

1. Низкий (рецептивный) уровень: учебная деятельность носит репродуктивный характер, знания усваиваются на уровне узнавания, распознавания понятий, установления подобия, копирования, фиксирования отдельных параметров изучаемого вопроса, причем осознается значимость материала в пределах одного вопроса параграфа, обученность учащихся характеризуется способностью к различению, запоминанию; наблюдается проявление низкого уровня развития мотивационной, эмоциональной, волевой и саморегуляционной сфер.

2. Удовлетворительный (рецептивно-репродуктивный) уровень: учебная деятельность носит репродуктивный характер, осуществляются простейшие способы деятельности, материал узнается, запоминается, воспроизводится частично, на без понимания всех связей и закономерностей; характерно проявление определенных волевых усилий, мотивации учения, попытки к самостоятельности и осмыслению учебных действий.

3. Средний (репродуктивно-продуктивный) уровень: учебная деятельность носит репродуктивный и частично продуктивный характер, материал усваивается на уровне воспроизведения и понимания, осуществляется описание и анализ действия с объектом изучения, устанавливаются некоторые причинно-следственные связи, даются определения, объяснения, осознается значимость материала и его связь с другими параграфами темы; проявляется самостоятельность, последовательность действий по четко обозначенным действиям; проявляется средний уровень развития мотивационной, эмоциональной и волевой сфер, сферы саморегуляции.

4. Достаточный (продуктивный) уровень: учебная деятельность носит продуктивный характер и предполагает высокую степень осмысления знаний, осознанность их связей в пределах раздела или курса, умение объяснять, соотносить, сопоставлять, характеризовать, сравнивать, структурировать, моделировать, анализировать, описывать изучаемые объекты, применять знания для объяснения наблюдаемых явлений и процессов, для решения химических задач. Этот уровень характеризуется высокой степенью обученности учащегося, его ответственностью и самостоятельностью в получении знаний. Проявляется устойчивый интерес к предмету, близкий к высокому уровень развития произвольного внимания, мотивационной, эмоциональной и волевой сфер, сферы саморегуляции. Применение специальных, общеучебных и интеллектуальных умений, организованность и самокритичность.

5. Высокий (продуктивный, творческий) уровень: учебная деятельность характеризуется целостностью действия учащегося - доказательностью, обоснованностью суждений, системностью, образностью, пониманием мировоззренческого значения изучаемого объекта, владением приемами научного исследования, глубиной усвоения знаний, вплоть до использования их для создания собственных моделей, проектов. Это уровень поисковой деятельности, решения эвристических задач.

Ориентировочная основа действий отличается полнотой и обобщенностью, а исполнительские и контрольно-корректировочные компоненты учебной деятельности учащегося характеризуются упорядоченностью и рациональностью.

Его отличает высокая работоспособность, самостоятельность, целеустремленность, самодисциплина и т.д.[4].

Учение, значимое для учащихся, имеет место обычно в ситуациях, воспринимаемых как проблемные. Поэтому первое значение состоит в том, чтобы разрешить учащемуся на любом уровне соприкасаться с важными проблемами его жизни, спорными вопросами, которые он хочет разрешить.

Главный вывод для образования состоит в том, что задача учителя - создать атмосферу в классе, помогающую возникновению учения, значимого для ученика.

Учитель принимает учащегося таким, каков он есть и способен понять его чувства, способен положительно относиться к нему и понимать его чувства страха, предчувствия и обескураженность сопутствующие восприятию нового материала.

Кроме обычных средств - книги, учебники, карты и т.д., учитель использует себя, свои знания, свой опыт в качестве этих средств.

И.С. Якиманская различает термин «прожектирование» (медленное, идеальное простраивание чего-либо) и «проектирование» (как создание и практическое выполнение проекта). Анализ педагогической литературы позволяет выделить обобщенную схему проектирования учебной деятельности:

1. Определение цели проектирования (целеполагание).

2. Выяснение системы педагогических факторов и условий, влияющих на достижение цели (ориентировка).

3. Описание педагогической действительности, подлежащей проектированию (диагностика исходного состояния).

4. Выдвижение гипотез о вариантах достижения цели и оценка вероятности их достижения в конкретных условиях (прогнозирование).

5. Построение конкретной модели (проекта) педагогического объекта (моделирование).

6. Реализация проекта (внедрение).

7. Оценка результатов осуществления проекта и сравнение их с теоретически ожидавшимися (оценивание).

8. Построение оптимизированного варианта конкретного педагогического объекта (коррекция).

Эта наиболее полная схема проектирования не отвечает всего лишь на один вопрос: кто проектирует? Ответ на него как бы очевиден - конечно, учитель! Ученик здесь тоже как бы очевиден - все это делается для него, но без него.

С другой стороны, попытки реализовать такое проектирование приводят к следующим проблемам, отмечаемым самими учителями:

1. Совместное проектирование понимается как обучение учащихся активной умственной деятельности при доминирующей роли учителя в разработке всех компонентов урока.

2. Усилия переносятся с совместной разработки содержания на единоличное создание учителем ситуаций проблемности.

3. Совместное проектирование понимается как совмещение различных уроков.

4. Неумение выделять личностно значимые для учащихся ценности в содержании изучаемых знаний.

5. Приоритет тактических планирований в подготовке к уроку над стратегическими.

Если учитель наращивает свое искусство упаковщика-иллюминатора, если его урок - это фейерверк красочных образов, примеров, парадоксов - не стоит обольщаться горящими глазами ошарашенной публики.

Ученики на таком уроке - зрители в цирке. Представление окончится, учитель упадет без сил, а к следующему уроку ученики с нетерпением ожидать продолжения: им важно не содержание, а форма.

Необычный урок привлекает не только формой, но и возможностью для учеников участвовать в его содержании. Обращение учеников к знаниям учителя в личностно-ориентированном образовании - это обращение к тем ценностям, которые содержаться в этих знаниях. Наиболее эффективное средство соединения знаний учителя с ценностным содержанием сознания ученика - это включение ученика в совместную деятельность - и по созданию урока, и по его проведению.

Совместное проектирование учебной деятельности - процесс, соединяющий нормативные образы и индивидуальное сознание ученика в совместном с учителем целеполагании, дополнении содержания изучаемых знаний собственными смыслами, самоопределении в ситуациях выбора и т.д., в ходе которого создаются условия для внутреннего принятия смысла изучаемых знаний. Совместное проектирование выстраивается на договорных отношениях и обладает признаками: самостоятельного освоения новых понятий, самоизменения, деабсолютизации «открываемого заново» знания, преодоление учителем собственной «педагогичности», переориентации педагога на способы выработки системы ценностей самих учеников, возникновения индивидуально-творческого процесса посредством интеллектуального взаимодействия, пробуждающего способности к мотивированию, рефлексии, критичности, автономности, построению личностной картины изучаемого явления.

Объекты обучения - образовательный материал (предметы, явления, символы, модели, ситуации, ценности, деятельность, отношения, психологическая атмосфера), в процессе выбора, исследования и преобразования которого происходит самоопределение и саморазвитие и учителя, и ученика, и взаимодействующей группы (О.С.Газман). Такое определение объекта образования ведет к такой с ним работе, которая изменяет и сам материал, и самих субъектов образования, их взаимодействие и взаимовлияние.

Это принципы: объекта, в качестве которого выступает учебный материал, представляющий единство выбора, исследования и преобразования; экспертных оснований в учебном материале; включение ученика в контекст изучаемого материала; принцип личностных знаков содержания, определяющих его мировоззренческую интерпретацию; принцип неявного представления содержания знаний и др.

Развернутое представление принципов позволяет разработать два комплекса критериев, выступающих мерилом оценки качества организуемой учителем работы по совместному проектированию урока.

I. Критерии соответствия качества знаний новой цели: ученическое творчество; самостоятельное порождение смыслов и ценностей своей учебной деятельности; потребность в смысле знаний; личностное отношение к знаниям. Учебный программный материал имеет смысл рассматривать как основу для преобразования, соответствующую данным критериям.

II. Критерии соответствия качества преобразований в содержании изучаемого материала гуманистическим требованиям к организации образования: Ученик становится субъектом образования, включаясь в совместную с преподавателем работу по содержания изучаемого материала, присутствующего в фактах, предметах, явлениях, символах, моделях, научных коллизиях - во всем, что изучается не только для количественного накопления знаний, но и для придания им качественных, т.е. личностных смыслов.

Таким образом, смысл образования, как деятельность по расширению памяти, дополняется деятельностью по расширению мотивационно-оценочной сферы сознания. Для этого необходима актуализация личностных структур сознания посредством придания содержанию характеристик открытости, неоднозначности, дополнительности, контекстности открытий, нелинейности, личностных смыслов и т.д.

Работа по преобразованию содержания учебного материала выстраивается с ориентацией на механизм его переосмысления и может быть представлена четырьмя критериями:

1. Проблемность. Изучение основополагающих проблем имеет смысл тогда, когда проблемы не транслируются, а порождаются познающим сознанием.

2. Критичность. Учебный материал преобразуется учителем для того, чтобы представить его содержание как материал для размышлений учеников. Появляется новое определение творчества: Творчество - это размышление над известным, в результате которого проявляется новый, личностный смысл знания, открывается его «значение-для-себя», личностная ценность. Для этого знание должно переосмыслиться. Введение оснований для сильной позиции критичности.

3. Открытость для дополнений. Содержание знаний как контекст открытия. В процессе переосмысления выделяются этапы, «открывающие» содержание знаний для дополнения их пониманием ученика: актуализация смысла, понимание рассматриваемой ситуации; дискредитация (опровержение) прежних смыслов в контексте обнаруженных противоречий; введение собственных смыслов; реализация вновь обретенного смысла.

4. Самоактуализируемая субъектность. Разработка собственных отношений к учебному материалу. Субъектность, как обязательное условие развития, не может быть навязана извне. Однако она инициируется внешними воздействиями, которые, вместе с тем, не являются определяющими. Внешние воздействия - специально организованная деятельность учителя, «работающего» с учениками через преобразованное содержание учебного материала. Объектом деятельности учителя становится не ученик, а содержание, которое опосредственно влияет на формирование потребностей ученика в самоактулизации мотивирования, критичности, рефлективности и других личностных структур сознания по отношению к сообщаемым знаниям.

Следующие умения, проявляющие деятельность личностных структур сознания учащихся:

1) устанавливать связи смыслов между явными и неявными противоречиями;

2) иметь собственную, отличающуюся от других мнений, точку зрения («иной смысл», «выход в стороннюю позицию») и уметь ее аргументировать;

3) различать нравственные и технократичные ценности явления, идеи, факта (мотивирование);

4) критично анализировать устоявшуюся (инвариантную) точку зрения на явление;

5) искать и находить новые познавательные ориентиры, выдвигать гипотезу (критичность);

6) дополнять представленные явления учителем (учебником) собственными смыслами и обмениваться ими с учителем, учениками (смыслотворчество) [5].

1.2 Роль химического эксперимента на уроках химии

Важная задача современной школы - органическое сочетание обучения, воспитания и развития. Химия как учебный предмет средней школы вносит существенный вклад в ее решение. 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 деятельность учащихся.

В системе современного обучения особенно велика роль химического эксперимента, если он используется не только в качестве иллюстрации, но и как средство познания.

Однако за последние годы интерес к школьному химическому эксперименту в значительной степени снизился. Это объясняется тем, что во многих странах была осуществлена перестройка учебных программ и учебников химии, в ходе которой в значительной степени увеличился объем теоретических знаний, и возросла их значимость в обучении. В этих программах жестко регламентированы демонстрационные и лабораторные опыты, вследствие чего большинство учителей, выполняя установки программ, практически перестали творчески подходить к химическому эксперименту. Широкое использование педагогами технических средств обучения также уменьшило их интерес к школьному химическому эксперименту.

В условиях развивающего обучения в настоящее время возникла необходимость поиска новых путей совершенствования химического эксперимента, в особенности ученического 1.

Химия наука экспериментальная, поэтому химический эксперимент должен органично вплетаться в ткань всего школьного курса. Хорошо подобранные опыты позволяют наглядно отразить теории и эксперимента, и на практике убедиться в действенности законов химической науки и возможности научного предвидения.

Использование химического эксперимента в обучении позволяет ознакомить учащихся не только с самими явлениями, но и методами химической науки. Кроме того, химический эксперимент как источник приобретения эмпирических знаний служит надежным средством превращения знаний в убеждения, а, следовательно, способствует формированию мировоззрения.

Специфика работы учителя химии в классах гуманитарного профиля требует от него не только строгого выполнения всех общеметодических требований к проведению химического эксперимента (наглядность, простота, безопасность, надежность и сопроводительное объяснение), но и учета познавательных интересов гуманитариев и их психофизиологических особенностей 6.

В усовершенствованной программе по химии усилена роль всех видов школьного эксперимента, особенно ученического.

Реализация экспериментальной части программы требует от учителя химии высокой и всесторонней профессиональной подготовки, глубокого понимания роли химического эксперимента в учебно-воспитательном процессе, творческой активности в применении методов обучения 2.

Эксперимент - важнейший путь осуществления связи теории с практикой при обучении химии, путь превращения знаний в убеждения. Правильно поставить эксперимент и сделать четкие выводы из него - важное средство формирования диалектико-материалистического мировоззрения учащихся в процессе усвоения основ химической науки 7.

Выделяют ряд требований к отбору содержания опытов по химии для учащихся гуманитарных классов. В процессе наблюдения при самостоятельном выполнении опытов учащиеся не только общаются с конкретными объектами химической науки, но могут видеть и осуществлять процессы качественного изменения веществ. Через наблюдение и опыт учащиеся познают многообразную природу веществ, накапливают факты для сравнений, обобщений, выводов 8.

Ученик, производящий опыт и наблюдающий химические превращения в различных условиях, которые он может в доступных для него возможностях изменять, убеждается, что сложными химическими процессами можно управлять, осуществлять их целенаправленно.

Химический эксперимент - источник знаний - предполагает восприятие сущности опыта, умственную деятельность и физический труд. Проводится он в несколько этапов:

обоснование постановки опыта;

его планирование и проведение;

оценка полученных результатов.

Выполнение эксперимента возможно лишь с опорой на полученные ранее знания. Планирование эксперимента часто связано с выдвижением гипотезы. Привлечение к этой работе учащихся способствует развитию мышления, заставляет их применять имеющиеся знания для формулировки гипотезы, в результате проверки которой учащиеся получают новые знания.

Функции школьного химического эксперимента. Эксперимент позволяет выделить и изучить наиболее существенные стороны объекта или явления с помощью различных инструментов, приборов, технических средств в заданных условиях. Эксперимент может быть повторен исследователем в случае необходимости. Это в значительной степени определяет основную функцию научного эксперимента: получение достоверных данных об окружающей действительности. Учебный эксперимент отличается от научного тем, что результаты его известны, условия его проведения подобраны так, что в процессе проведения опытов или их наблюдения учащиеся должны обнаружить известные признаки реакции и прийти к ожидаемым результатам 10.

В школьном курсе химии эксперимент является своеобразным объектом изучения, методом исследования, источником и средством нового знания. Для него характерны три основные функции:

познавательная - для усвоения основ химии, постановки и решения практических проблем, выявления значения химии;

воспитывающая - для формирования материалистического мировоззрения, убежденности, идейной потребности к труду, ориентации учащихся на рабочие профессии;

развивающая - для приобретения и совершенствования общенаучных и практических умений и навыков.

Химические реакции - основной объект изучения химии. Эксперимент и связанные с ним наблюдения необходимы при формировании первоначальных химических понятий.

Ознакомление с химическим экспериментом как методом научного исследования, овладение навыками химического экспериментирования для добывания новых знаний и применения их в практической деятельности играет важную роль для формирования материалистического мировоззрения учащихся, уяснения роли науки и научных фактов [11.

Важное учебно-воспитательное имеет школьный химический эксперимент и для политехнической подготовки учащихся: ознакомлении их с основами химического производства, его особенностями, условиями протекания химических реакций, химизации народного хозяйства. Один и тот же эксперимент на разном уровне подготовки учащихся используется неодинаково.

В одних экспериментах явление доступно непосредственному восприятию. В других - изучаемые предметы и явления не воспринимаются непосредственно органами чувств и могут быть обнаружены только с помощью приборов или специальных инструментов. Для понимания сущности изучаемого предмета или явления, химический эксперимент часто дополняют другими средствами наглядности - таблицами, моделями, экранными пособиями.

Таким образом, химический эксперимент пронизывает все темы школьно курса химии, способствуя раскрытию его содержания и являясь своеобразным методом обучения.

Особенностью учебных программ по химии является увеличения числа демонстрационных и лабораторных опытов с целью усиления познавательной мотивации процесса обучения и снижения "хемофобии". Делается акцент на формирование умений и навыков безопасного обращения с химическими веществами, используемыми в повседневной жизни, т.е. усиливается прикладной характер химических знаний 12.

Необходимость реализации задач новых программ и личностно- ориентированного подхода к обучению позволяет широко использовать химический эксперимент для развития положительной внутренней мотивации учащихся и способствует переходу знаний в убеждения, развитию познавательной самостоятельности в деятельности учащихся, что в конечном итоге, способствует достижения ими более высоких результатов. В процессе химического эксперимента формируется самостоятельность действий школьников: умение провести лабораторный опыт, выполнять практическую работу или решить экспериментальную задачу, выполнить наблюдение в ходе эксперимента, получить нужный результат, соблюсти правила охраны труда, обобщить полученные данные. Можно выделить следующие функции химического эксперимента:

эвристическую, - связана с установлением новых фактом и формированием многих химических понятий;

корректирующую, - связана с использованием эксперимента для формирования правильных суждений и исправления ошибочных;

обобщающую, - связана с выработкой предпосылок для эмпирических обобщений и формированием общих правил работы в лаборатории;

исследовательскую, - обеспечивает самый высокий уровень развития учащихся, их умений сочетать основные приемы научного исследования с самостоятельным решением и выполнением учебных заданий 13.

Разберем данное положение на конкретных примерах. Для формирования начального понятия "катализатор" можно использовать следующий простой опыт разложения водорода-пероксида в присутствии марганец-(1У) оксида.

У некоторых учителей возникают вопросы по методике преподавания темы "Скорость химической реакции" учащимся можно предложить провести эксперимент по изучению зависимости скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.

Ученический эксперимент можно использовать для формирования правильных суждений учащихся и исправления ошибочных. Например, изучая свойства кислотных оксидов на примере взаимодействия некоторых из них с водой, учащиеся неправильно осуществляют перенос этого свойства на все оксиды и делают широко распространенную ошибку - пишут уравнение несуществующей в природе реакции взаимодействия кремний-(1У) оксида с водой. Для коррекции знаний учащихся в такой ситуации достаточно ввести простейший опыт: речной песок плюс вода 7.

В практической деятельности велика вероятность ошибок, связанных с нарушением правил охраны труда. Например, при получении хлороводорода и соляной кислоты учащиеся нередко опускают газоотводную трубку прибора в воду, забывая о хорошей растворимости газа в воде. В подобной ситуации необходим специальный учительский эксперимент, корректирующий демонстрирующий возможные последствия при неправильном проведении реакции.

При обобщении знаний и формирования обобщенных понятий также можно использовать эксперимент. Например, продемонстрировав опыты по электропроводности растворов солей, кислот и щелочей, с одной стороны, и выявив отсутствие электропроводности растворов глюкозы или глицерина с другой, можно подвести учащихся к определению понятий "электролит" и "неэлектролит" 14.

Наиболее доступными для школьников исследованиями можно считать практические работы по качественному анализу предложенных веществ. Развитию учащихся способствует конструирование приборов и установок, освоения доступных методов научно-исследовательской работы.

1.3 Виды школьного химического эксперимента

Сейчас охарактеризуем виды школьного химического эксперимента и дадим методические рекомендации по включению его в учебный процесс с учетом основной типологии уроков. Химический эксперимент включает: демонстрационные (выполняемые учителем) и лабораторные (выполняемые учащимися) опыты, а также практические работы.

На уроках изучения нового материала чаще всего используются демонстрации и лабораторные опыты.

Демонстрационный эксперимент. Применяется в случаях, когда учащиеся ранее не встречались с изучаемыми явлениями и процессами и не подготовлены к самостоятельному наблюдению. Учитель не только показывает изучаемые объекты или проводит реакцию, но и организует наблюдение, направляя его путем постановки и решения познавательных задач, гипотез в нужное русло, и подводит учеников к правильным выводам и обобщениям. При этом демонстрирует безопасные приемы обращения с лабораторным оборудованием, фиксирует внимание на принципах его действия, условиях проведения опытов, охране труда. Требования к демонстрационному эксперименту следующие:

наглядность и убедительность опыта (рекомендуется использовать посуду более крупных размеров, черно-белый фон или проецирование на экран);

безопасность его проведения (строгое соблюдение правил по охране труда и инструкций);

подготовленность и проверенность опыта (даже если он освоен учителем и неоднократно проводился, его проверяют перед уроком);

определение содержания педагогической деятельности учителя и учебной деятельности учащихся (каждое действие учителя сопровождается словесными пояснениями, которые целесообразно иллюстрировать рисунками, записями уравнений химических реакций, схемами, таблицами).

Лабораторные опыты. Выполняются учащимися группой или фронтально в процессе усвоения нового материала, носят обучающий характер, поэтому осуществляются под руководством учителя, который ставит конкретные цели и задачи, предлагает рациональный план наблюдения, учит анализировать и обобщать данные. Требования к лабораторным опытам следующие:

осуществление учителем формирования умений проводить наблюдения и фиксировать их;

целесообразность избранной методики проведения опыта;

безопасность опыта (обеспечение точного выполнения инструкции и правил по охране труда);

простота и убедительность;

обучение учащихся экономному расходованию реактивов;

Опыты должны быть:

эффективными и способствующими формированию интереса к изучаемому материалу (растворение аммиака в воде - опыт "Фонтан");

иллюстрировать изучаемый теоретический материал, способствовать формированию химических понятий (зависимость скорости реакции от различных факторов);

моделировать процессы, происходящие в природе (выделение кислорода при фотосинтезе и его обнаружение), или имитировать возможные последствия экологических бедствий (сжигание серы - опыт "Кислотный дождь");

показывать практическую значимость отдельных веществ, их химические и физические свойства (испытание рН растворов сока лимона, яблока, слюны и т.д.);

позволять воспроизводить химический эксперимент на основе исторического материала (горение сухого фосфора в закрытой колбе, К.В. Шееле, 1771г.) 15.

Большое внимание учащихся вызывают яркие, эффективные и занимательные опыты. Однако они уместны на уроке химии только в том случае, если соответствуют его содержанию.

Учитель должен четко рассчитывать время для изучения инструкции и проведения лабораторного опыта. Лабораторный опыт используется как для подтверждения теоретических положений, известных учащимся, так и в учебных исследованиях как метод, подтверждающий справедливость гипотезы. Эффективность использования эксперимента значительно возрастает при переходе от традиционной к исследовательской модели обучения.

Практические работы. Могут проводиться как на уроках формирования знаний и умений, так и на уроках контроля знаний учащихся. В первом случае они проводятся после изучения конкретной темы или раздела и обеспечивают формирование практических умений на основе полеченных после изучения темы теоретических знаний.

Практические занятия способствуют формированию знаний, умений и навыков учащихся. Они проводятся после изучения конкретной темы, раздела и обеспечивают формирование практических умений на основе полученных после изучения темы теоретических знаний и умений.

Главная задача практических работ, как и лабораторных опытов, состоит в том, чтобы экспериментальным путем подтвердить теорию, закон, закономерность, ознакомить учащихся с составом, получением, химическими свойствами и применением веществ. Для этого учащиеся должны знать: какие вещества, в каком количестве необходимо брать для получения продукта, для изучения его состава и химических свойств; при каких условиях проводить реакции; какие операции при этом выполнять; как осуществлять наблюдение, сравнение, анализ, выделять существенные признаки, делать выводы. Кроме того, они должны приобрести умения и навыки выполнения химических операций, конструирование приборов, выдвижение гипотез и проведение эксперимента для их проверки, научить оформлять результаты проделанной работы, составлению отчета, используя язык химии. На практических занятиях учитель наблюдает за выполнением учащимися работы, оказывает им необходимую помощь.

Подготовка учащихся к практическому занятию начинается с выполнения целой серии экспериментальных заданий и формирования знаний и умений, выявления уровня усвоения теоретического материала, который используется для выполнения практического занятия. Затем учитель определяет цели и задачи практического занятия. Далее он организует подготовку учащихся к выполнению практической работы по инструкциям уз учебника или по заготовленным заранее индивидуальным инструкциям, определяющим порядок выполнения работы, правила охраны труда при работе в кабинете химии, форму составления отчета. Учащиеся знакомятся с инструкциями до проведения занятия.

Практическое занятие по решению экспериментальных задач в определенной степени можно отнести к типу урока контроля и учета знаний и умений учащихся. Целью данного вида практического занятия может быть: контроль знаний по целому разделу, направленный на проверку умений применять полученные теоретические знания при решении экспериментальных задач; определения уровня развития теоретических и практических умений учащихся (умение сравнивать, проводить анализ, синтез и обобщение, устанавливать причинно-следственную зависимость свойств веществ от их строения, выявить генетическую связь между классами неорганических и органических соединений); степень самостоятельности в учебной деятельности; уровень сформированности у учащихся умений самоанализа.

В практике работы школы экспериментальные задачи подразделяют на следующие типы:

задачи, в процессе которых ученики наблюдают и объясняют происходящие явления;

задачи на получение веществ;

задачи на подтверждение состава вещества;

задачи на распознавания вещества;

задачи на доказательства классификационной принадлежности.

Для проведения эксперимента на высоком научно-теоретическом и методическом уровне необходимо разнообразие, в том числе и новейших технологических средств. Наличие учебного оборудования, необходимого для реализации программы по химии, умение учителя рационально и эффективно его использовать, отобрать необходимые средства для урока, самостоятельно изготовить некоторые из них и грамотно включить в урок также составляют важнейшие условия организации химического эксперимента в школе.

В курсовой работе основное внимание уделяется вопросам материального обеспечения школьного химического эксперимента, влиянию научно-технического прогресса на современное оборудование, технику и методику проведения различных видов эксперимента с использованием традиционного и нового оборудования. Необходимое требование школьной реформы к эксперименту по химии: включить новое оборудование для химического эксперимента, разработанное с учетом научно-технических достижений и передового опыта школ; показать организацию и проведение химического эксперимента на основе комплектов и наборов унифицированных узлов и деталей для монтажа различных приборов и установок; предусмотреть вариативность постановки химического эксперимента, осуществляемого с помощью нового и модернизированного оборудования, а также с учетом локальных условий и требований, предъявляемых к самооборудованию, имеющему особо важное значение в обучении химии; выявить возможность использования различных приборов для осуществления межпредметных связей.

Все это направлено на оптимизации обучения химии и предусматривает: сокращение время на подготовку и проведение эксперимента.

Учебный исследовательский эксперимент. Исследовательская работа учащихся - важное средство формирования их интереса к предмету, развития профессиональной ориентации. Однако подбор объекта и методов исследования часто представляют трудную задачу для учителя.

Одни из доступных объектов исследования - пищевые продукты. Предлагают эксперимент по определению в них поваренной соли. Он прост и доступен для понимания учащихся, начиная с 8 класса, не требует слишком сложного оборудования. Работа по этой тематике будет способствовать формированию у учащихся представлений о здоровом образе жизни и рациональном питании.

В эксперименте используется одна из ГОСТовых методик определения хлорида натрия в молочных продуктах. Сущность метода заключается в извлечении хлорида натрия из исследуемого продукта, проведение реакции ионного обмена на катионите КУ-2 в Н-форме, титровании образовавшейся кислоты раствором щелочи известной концентрации. Важно, чтобы работа учащихся не носила чисто исполнительский характер. Для этого необходимо включать в нее все стадии научного исследования: теоретический анализ, построение гипотезы, планирование эксперимента, экспериментальную работу, анализ полученных результатов, формулировку выводов, оформление отчета.

Можно предложить следующую методику проведения работы по данному направлению. На первом этапе формируется цель исследования: разработать метод определения хлорида натрия, пригодный к воспроизведению в школьных условиях. В ходе беседы учащиеся знакомятся с понятиями массового и объемного анализа, в качестве примера учитель демонстрирует определение кислоты титрованием [16].

Ставится задача с помощью учебника и дополнительной литературы найти способ и предложить реакции, с помощью которых можно определить содержание хлорида натрия. На следующем занятии обсуждаются способы, предложенные учащимися, отмечается невозможность использования дорогих или ядовитых реактивов (соли серебра, свинца) для проведения анализа в школьных условиях 10.

1.4 Педагогические основы химического эксперимента

Химический эксперимент как источник познания и средство воспитания.

В процессе обучения химии важное значение имеет химический эксперимент. Он является составной частью учебного процесса. Экспериментальный характер химии вообще проявляется прежде всего в том, что каждое фундаментальное научное понятие должно логически вытекать из поставленной задачи и обосновываться практически. Познание начинается с ощущения и восприятия конкретных предметов, явлений, процессов, фактов и переходит затем к обобщению и абстрагированию. Химическое понятие - это обобщенные знания о существенных признаках химических явлений и процессов, которые формулируются на основе их восприятия. Их анализ дает возможность найти существенные, присущие им всем черты и на этой основе установить химические закономерности. Применяя различные виды химического эксперимента, учитель учит учащихся конкретизировать теоретические знания, находить общее в единичном, конкретном. Химический эксперимент помогает учащимся наполнить усваиваемые ими химические понятия живым, конкретным содержанием, увидеть в отдельных фактах общие закономерности.

Химический эксперимент способствует развитию самостоятельности, повышает интерес к химии, так как в процессе его выполнения учащиеся убеждаются не только в практической значимости такой работы, но и имеют возможность творчески применять свои знания.

Химический эксперимент также является важным средством развития мышления. В учебном процессе он обеспечивает умственную активность учащихся, используется для постановки решения проблем и рассматривается как критерий правильности полученных результатов, сделанных выводов. Очень часто эксперимент сам становится источником ощущений и формируемых представлений, без которых не может протекать продуктивная мыслительная деятельность. В умственном развитии учащихся ведущую роль играет теория, но в единстве с экспериментом, с практикой. Опыт работы учителей химии показывает, что одной из причин в отставания в учебе некоторых учащихся является затруднение, вызванное переходом от наглядных образов к абстрактным понятиям 6.

Для успешного проявления познавательной, воспитывающей и развивающей функций химического эксперимента важную роль играют его техническое оснащение, рациональная организация постановки опытов и включения их в учебный процесс.

Эффективность эксперимента зависит от: постановки конкретной цели и задачи, которые должны быть решены с помощью опыта; построения рационального плана; наблюдения; умения фиксировать результаты наблюдения; умение анализировать и обобщать полученные данные; наличия и рационального отбора инструментов и средств, с помощью которых учитель стимулирует и управляет наблюдением учащихся. Поэтому организация целенаправленного наблюдения, формирование навыка наблюдения, умение осмысливать результаты наблюдений и сохранять в памяти переработанную информацию составляют одну и важнейших задач химического эксперимента.

Осмысление, понимание учебного материала предусматривают не только регистрацию и накопление данных наблюдений и экспериментов, но и их правильное толкование. Успех работы в значительной мере зависит от того, насколько правильно определены характер деятельности учителя и учащихся; место химического эксперимента и наиболее целесообразные формы и приемы осуществления его на уроках 2].

Необходимость подготовки эксперимента учителем определяется учебно-воспитательными задачами, которые предъявляются к эксперименту содержанием предмета химии и методикой его преподавания.

Основные требования к знаниям и умениям учащихся по химии в 8, 9, 10 и 11 классах.

1. Требования к выполнению химического эксперимента в 8 классе.

Знать правила работы с применяемыми в процессе эксперимента химическими веществами.

Уметь обращаться с пробирками, мерными сосудами, лабораторным штативом, спиртовкой; растворять твердые вещества; проводить нагревание, фильтрование; обращаться с растворами кислот и щелочей; собирать из готовых деталей приборы для получения газов и наполнять ими сосуды вытеснением воздуха; выполнять правила по охране труда, уметь оказывать первую помощь при ожогах кислотами и щелочами.

Уметь определять кислород, водород, растворы кислот и щелочей. Уметь проводить реакцию нейтрализации.

2. Требования к выполнению химического эксперимента в 9 классе.

Уметь готовить растворы с заданной массовой долей растворенного вещества, распознавать с помощью качественных реакций катионы кальция, бария, ненасыщенные углеводороды и белки.

3. Требования к выполнению химического эксперимента в 10 классе.

Уметь собирать прибор для получения газов и пользоваться им; уметь определять хлорид-, сульфат-, карбонат- и фосфат-ионы, аммиак. Уметь решать экспериментальные задачи.

4. Требования к выполнению химического эксперимента в 11 классе.

Знать правила работы с органическими веществами, учитывая их токсичность и пожарную опасность.

Уметь практически определять по характерным реакциям некоторые органические вещества: ненасыщенные углеводороды, многоатомные спирты, альдегиды, углеводы (глюкозу), белки [17].

Эффективность обучения химии связана с общим планированием учебного материала. Преподаватель химии должен уметь планировать эксперимент и методически правильно применять его, отбирая варианты опытов, руководить познавательной деятельностью учащихся.

Химический эксперимент планируется в перспективе. Для этого, в начале учебного года в перспективном плане в соответствии с учебной программой устанавливается последовательность преподавания демонстраций, лабораторных опытов, практических занятий и экспериментальных задач по темам и их связь с теоретическими занятиями. Определяется перечень экспериментальных умений и навыков, подлежащих привитию учащимся, и намечаются дидактические средства, с помощью которых можно достичь поставленные цели; устанавливаются внепрограммные виды химического эксперимента 13.

1.5 Химический эксперимент в проблемном обучении

Характерной особенностью развивающего обучения является все более широкое использование проблемного подхода, который включает в себя создание проблемной ситуации, понимание проблемы, деятельностью, направленную на ее решение и получение определенных знаний. Проблемный подход предполагает активизацию мыслительной деятельности учащихся при постановке перед ними познавательных задач. Решая эти задачи, учащиеся могут встретиться с трудностью понимания и осмысления нового учебного материала, т.е. с возникшей проблемной ситуацией.

Проблемная ситуация - это затруднение или противоречие, возникшее в процессе выполнения определенной учебной задачи, для разрешения которой требуется привлечения не только уже имеющихся знаний, но и получение новых.

Учащиеся быстрее включаются в активную деятельность в том случае если: проблемная ситуация вызывает у них не только чувство затруднения, но и уверенность в возможности его преодоления, т.е. она не слишком проста, но и не слишком трудна.

Проблемные ситуации могут возникать при расхождении:

между имеющимися знаниями и наблюдаемыми новыми фактами и явлениями. Например, взаимодействуют с кислотами. Опыт взаимодействия гидроксида алюминия с гидроксидом натрия вызывает у учащихся недоумение, т.к. в реакцию вступают нерастворимое и растворимое основания.

между имеющимися знаниями и навыками условиями их применения. Например, при взаимодействии растворов солей аммония и щелочей учащиеся наблюдают выделение газа. Учащиеся затрудняются объяснить сущность данного опыта, т.к. до сих пор они были убеждены, что при взаимодействии растворов солей и щелочей должен образовываться только осадок.

между теоретическими и практическими знаниями. Например, в представлении учащихся вода является растворителем многих веществ, в том числе и солей. Растворение солей они относят к физическим явлениям. Наблюдение гидролиза солей вступает в противоречие с имеющимися практическими знаниями.

Известно, что создавать проблемные ситуации и решать их можно с помощью различных методов, привлечениям наглядных и технических средств обучения, а также с использованием химического эксперимента. Например, при постановке демонстрационных и лабораторных опытов, результаты которых не могут быть объяснены учащимися на базе имеющихся у них знаний, поскольку в них, как правило, содержится новая информация, для понимания которой нужны новые знания.