“Учение, лишенное всякого интереса и взятое
только силой принуждения, убивает в ученике
охоту к овладению знаниями.”
“Ум заключается не только в знании,
но и в умении прилагать знания на деле.”
Аристотель
Общепризнано, что химия вызывает у школьников наибольший интерес. Особенно у семиклассник. которые впервые сталкиваются со многими химическими процессами. Они спешат на урок по химии в предвкушении того, что снова своими руками будут экспериментировать, делать опыты, моделировать. И это очень отрадно. Мне, как учителю химии необходимо продумывать свои уроки таким образом, чтобы этот неуемный интерес к предмету, эта жажда новых знаний в моих учениках не угасала. Помимо использования элементов игровых технологии, технологии развивающего обучения, БиС-технологии (Биоинформатика и Синергетика), при изучении новых тем стараюсь оказать помощь каждому ученику для преодоления трудностей.
Учебная программа по химии предусматривает постепенное углубление тем. По мере взросления, из класса в класс, учащиеся приобретают такие навыки, как умение самостоятельно формулировать проблему, продумывать способы ее решения, научно обосновывать выводы, прогнозировать ход химической реакции и определять необходимые реактивы для проведения того или иного эксперимента. Говоря одним словом, на протяжении всего учебного курса у учащихся формируются практические и теоретические навыки.
Важную роль при формировании навыков практической деятельности у учащихся играет химический эксперимент. Он является не только необходимым условием достижения осознанных опорных знаний по химии, но и облегчает понимание технологии химических производств, способствует развитию наблюдательности, умений объяснять наблюдаемые явления, используя для этого теоретические знания, устанавливать причинно-следственные связи.
Химический эксперимент – это источник знания о веществе и химической реакции. Он способствует активизации познавательной деятельности учащихся, воспитанию устойчивого интереса к предмету, формированию представлений о практическом применении химических знаний. Эксперимент позволяет выделить и изучить наиболее существенные стороны объекта или явления с помощью различных инструментов, приборов, технических средств в заданных условиях.
Практические работы на уроках можно начинать с занимательных заданий, которые предлагаются обсудить в парах. Например,
“- Ребята, вы наверняка любите играть в игру “Крестики-Нолики”? Посмотрите внимательно на данный квадрат и скажите, по какому признаку выделена диагональ? Обсудите в парах и определите, что общего в данных формулах?
“- Молодцы, а на данном рисунке по какому принципу вещества расположенные в одной колонке выделены одним цветом? Что может их объединять? Обсудите в парах.
После того, как учителем получен верный ответ, можно попросить учащихся составить свои варианты данной игры, но по диагонали должны быть записаны только формулы веществ, при взаимодействии которых выделяется газ водород. Учащиеся могут предложить например следующий вариант игры:
Эффективность практических работ на уроках по химии зависит от ряда факторов. В том числе и от постановки проблемных вопросов, на которые учащиеся посредством опытов должны дать ответы. Учителю необходимо выстраивать свои уроки таким образом, чтобы ученики не заучивали или констатировали готовые факты и явления, а посредством своих собственных наблюдений и исследований могли приходить к общепринятым закономерностям и фактам. К примеру, учащийся не просто должен запомнить ряд активности металлов, но и понять закономерность распределения металлов в данном ряду и самостоятельно определять место расположения того или иного металла. Собственно, этому и способствуют практические занятия по разделу 8.1A: “Сравнение активностей металлов (1)” в программе 8 класса. Цели обучения: “Знать реакции взаимодействия очень активных металлов с холодной водой, горячей водой или паром” и “Обобщить результаты и разработать “свой” ряд активности металлов”. Учащимся дается задание – выбрать наиболее активные металлы (литий, натрий, калий, кальций, магний, цинк, железо). Показать реакцию с холодной водой. Здесь можно спросить учащихся о pH получившихся растворов - они должны знать, о том, что растворы будут щелочными. Необходимо проверить и показать, что это так. В том случае, когда металлы медленно вступают в реакцию с холодной водой, спросить учащихся, что следует сделать (они могут предложить провести нагревание). Далее, предложить учащимся провести реакции этих металлов с горячей водой и менее активных (например, магния) с паром. При выполнении данного эксперимента следует попросить учащихся определить потенциальную опасность эксперимента. Конечно же, учителю не стоит давать эти металлы в порядке активности, нужно расположить их в произвольном порядке или попросить учащихся выбрать металлы из неподписанных образцов. Учащиеся могут попробовать испытать менее активные металлы. Реакции щелочных металлов необходимо провести в виде демонстрации. Если позволяет время, учащиеся также могут отметить и физические свойства этих металлов, которые представляют “типичные” признаки металлов и далее рассмотреть химию элементов 1-группы.
На практических занятиях по химии у учащихся развиваются следующие основные группы навыков:
- Экспериментальные (умение выбрать необходимые для опыта реактивы и оборудование, прогнозировать ход реакции, определять условия прохождения процесса, использование различных методов количественных измерений, составление плана эксперимента, письменное оформление результатов, соблюдение правил техники безопасности);
- Коммуникативные (умение работать в группе, обсуждать ход и результаты исследований, научно формулировать и аргументировать выводы к работе);
- Интеллектуальные (определение целей и задач эксперимента, наблюдение и установление характерных признаков явлений и процессов, проведение синтеза, анализа, установление причинно- следственных связей)
- Оценочные (осуществление самооценивания и взаимооценивания в группах по установленным критериям.)
Перед тем, как приступить к выполнению практической работы совместно с учениками разрабатываем правила техники безопасности, применимые для данного эксперимента. Затем записываем их на слайде.
При составлении практической части работы важно правильно выбрать опыты, учитывая технику безопасного эксперимента. Необходимо чтобы опыты :
- Знакомили учащихся с проявлением химических процессов и показывали зависимость физических и химических свойств от состава и строения веществ.
- Развивали способность моделирования процессов, идущих на реальных химических реакциях.
- Способствовали развитию мышления и формировали у учащихся интерес к предмету.
При проведении химических опытов на уроке особую роль играет межпредметная связь. Считаю, что применение межпредметной связи способствует формированию у учащихся целостной картины мира, полного понимания процессов, протекающих как в живой, так и в неживой природе. Например, при изучении раздела 9.2С Неметаллы и их соединения (Группы 16 и 17) в 9 классе, цель обучения: “Проводить научные наблюдения за реакциями хлора, брома и йода и обобщать свои наблюдения”, учащиеся проводят опыт по сублимации йода и при этом рассматривают данный процесс с точки зрения физики.
Сублимация рассматривается как одна из разновидностей парообразования, возможна во всем интервале температур и давлений, при которых твердая и газообразная фаза сосуществуют. Необходимая для сублимации энергия называется теплотой сублимации Зависимость между теплотой сублимации, давлением насыщенных паров над твёрдым телом и температурой в условиях равновесного перехода выражается уравнениемКлапейрона – Клаузиуса. Сублимация кристаллических кристаллов приводит к образованию одноатомных паров, ионные кристаллы испаряясь часто образуют в газовой фазе полярные молекулы. Молекулярные кристаллы образуют пары, состоящие из молекул.
Известно, что биология, география, химия являются школьными дисциплинами естественно-научного цикла. Поэтому, межпредметная связь данных предметов обучения в школьной программе, должна быть неотъемлемой частью при планировании уроков. Так, по разделу 9.4В. “Химия организма человека” программой предусмотрено проведение ряда практических работ: “Определение некоторых химических элементов в организме человека”, “Определение кальция в составе костей”, “Определение углерода в составе пищевых продуктов”, “Определение железа в крупах”.
Используя инструктивные карточки Jigsaw учащиеся должны составить биологические пазлы из химических элементов, входящих в состав организма человека. Учащиеся могут работать в парах. Им выдаются таблицы с содержанием химических элементов четырех оболочек Земли (литосферы, атмосферы, гидросферы, биосферы). Помимо составления пазла учащиеся сравнивают содержание химических элементов в данных оболочках Земли. В ходе данного эксперимента учащиеся будут понимать, что человеческое тело состоит из тех же элементов, что составляют Землю, но в других пропорциях.
Для определения кальция в костях необходимы следующие реактивы: Маленькие тонкие кости например, кролика или курицы, соляная кислота (1M), пинцет, горелка Бунзена, нихромовая проволока, 5М HCl, очки. Необходимо погрузить кости в кислоту на один час перед экспериментом. В ходе данного эксперимента учащиеся будут знать, как несколько элементов, включая кальций, могут быть определены в их соединениях с использованием пламени, знать роль кальция в организме человека как компонент костей, и что фосфор и кислород, также необходимы для костей, будут понимать, почему регулярное потребление соединений кальция имеет важное значение для рациона питания, и сравнивать это с переработкой соединений кальция в природе.
При определении углерода в составе пищевых продуктов учащиеся будут понимать, что углерод в виде соединений поступает в наш организм с едой, которую мы едим в составе жиров, белков и углеводов. Будут уметь сопоставлять сажу, образующуюся в результате горения углеродсодержащих соединений и содержание углерода в пище.
Для определения железа в крупах понадобятся реактивы: любые виды зерновых, вода, большой стакан (1000мл), магнитная мешалка, пинцет. При выполнении данной работы учащиеся будут знать, что железо является необходимым элементом в организме человека и почему, а также уметь сравнить и сопоставить количество железа в различных видах круп.
Одним из основных навыков, который формируется у учащихся в ходе практической деятельности, является исследование и сопоставление изученных и проводимых в ходе урока реакций. Учащиеся не только выполняют по разработанным инструкциям практические, но и прогнозируют прохождение тех или иных химических процессов, учатся составлять отчеты по наблюдениям. Так, например при изучении раздела 9.2А Химия элементов 1,2-й и 13-й групп по цели обучения: “Знать реакции металлов 2 и 13-й групп с водой, разбавленными кислотами и горение на воздухе” учащимся дается задание - обсудить результаты предыдущих уроков, делая акцент на закономерности и правила которые могут быть выведены и установлены для элементов 2-ой группы и алюминия. Рассмотреть возможность горизонтальных и вертикальных направлений. Учащиеся должны провести сравнительные наблюдения металлов и связать их с металлами 1-й группы из предыдущего урока. Они могут понаблюдать за реакцией воды с магнием, кальцием и алюминием. Можно провести реакции магния и алюминия с горячей водой и разбавленной кислотой. Учащиеся также могут исследовать реакцию небольшого кусочка кальция с разбавленными кислотами: ограниченная реакция с разбавленной серной кислотой может послужить интересной темой для обсуждения, которая организуется в парах. При выполнении данного исследования учащиеся должны подготовить отчет, который логично, организованно, точно и в достаточном объеме раскрывает суть исследования, таким образом, чтобы даже человеку не имеющего никакого отношения к работе, цель работы представлялась ясной.
С целью повышения познавательной активности учащихся можно предложить такой вид практической деятельности как моделирование химического процесса. Кстати, это вид деятельности вызывает наибольший интерес у учащихся, особенно 7,8 классов. Данную работу можно организовать как в группе, так и в парах. Необходимо, используя модели атомов определенного цвета, отобразить химическую реакцию. Для этого на карточках даются задания, в которых для начала ученикам необходимо составить уравнение реакции в письменной форме. Затем они приступают к его моделированию. Например,
CaO + H2SO4 = CaSO4 + H2O или 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O
Также, моделировать можно и при помощи заготовленных картонных моделей разного цвета. Такие виды деятельности вызывают устойчивый интерес к теме, развивают логические способности и самое важное - закрепляют практические навыки в составлении уравнений реакций. Вместе с этим, ученики хорошо усваивают состав химических соединений. Например, ясно понимают, что молекула серной кислоты состоит из двух атомов водорода, одного атома серы и четырех атомов кислорода. Соединяя атомы определенного цвета и размера, учащиеся четко представляют, каким образом соединяются атомы в молекулах, то есть имеют ясное представление закономерности распределения атомов в молекуле. Это, в свою очередь, способствует опережающему обучению. Данный вид практической деятельности способствует и закреплению у учащихся навыков в составлении формул химических соединений.
Моделировать химический процесс можно и экспериментально. Так, при изучении раздела “9.2В Металлы и сплавы”, цель обучения :“Моделировать металлы и сплавы”, учащиеся используют мыльные растворы в чашке Петри для приготовления пузырьковой массы. При этом необходимо обратить их внимание на сходство между моделями и сферическими моделями, которые они наблюдали раньше. Учащиеся должны осторожно продуть газ через наконечник воронки для того, чтобы сделать поток пузырьков равных размеров. Они смогут видеть кристаллы-участки закономерности, поделенные дислокацией. Форма и некоторые свойства зерна стали и других металлов на удивление хорошо можно смоделировать с помощью мыльных пузырей. Простой эксперимент в школьной практике может дать довольно глубокое понимание геометрии зерен в металлах. В химический стакан нужно капнуть несколько капель жидкого мыла и добавить теплой воды до толщины слоя на дне 3 мм. Соломинкой или тонкой трубочкой для коктейля слегка перемешать содержимое на дне стакана, а затем сильно продуть в него через соломинку или трубочку. Силы поверхностного натяжения в жидком мыле аналогичны силам поверхностного натяжения на поверхностях границ зерен металлов. Поэтому форма и характер роста мыльных пузырей очень хорошо моделируют то же самое для зерен металлов. Мыльные зерна дают отличную модель трехмерной формы зерен металлов.
Формирование навыков практической деятельности может осуществляться не только на уроках, но и во внеурочной деятельности. Например, проектная деятельность. Учащиеся нашей школы с большим интересом берутся за любой проект по химии. Им нравится анализировать и исследовать состав воздуха, воды и почвы нашего города. Предлагают новые способы очистки, используя оборудования и реактивы школьной лаборатории. Знакомятся со свойствами и строением веществ, которыми они заинтересовались. Изучают литературу, экспериментируют, находят новые альтернативные способы их применения с учетом их потребностей.
Таким образом, формирование навыков практической деятельности у учащихся осуществляется через практикумы и различные исследования. Ученик становится активным участником школьного эксперимента. Проводя собственные эксперименты он учится логически мыслить, анализировать, сопоставлять факты и явления, использовать экспериментальные данные в своей работе, научно и грамотно формулировать выводы. Говоря одним словом, он шаг за шагом приходит к новым открытиям, ведущие по лабиринтам знаний к вершинам успеха.