Немчинович Л.В. Эксперимент на уроках химии как способ решения учебно-воспитательных задач

Февраль 2017

Необходимо усвоить прежде всего химическую практику, т.е. мастерство предмета, искусство спрашивать природу и слышать ее ответы в лабораториях и книгах…
Д.И. Менделеев 
Химия – наука экспериментальная. Богатство знаний, которым обладает человечество в области химии, получено благодаря эксперименту.
С помощью эксперимента учитель может показать многогранную связь химии с жизнью, показать применение химических знаний в производстве, раскрыть научные основы важнейших химических производств. Стоит только отойти от эксперимента и начать изучать «текст», пусть даже совершенно правильный, вместо конкретных явлений, как резко снижается интерес к изучаемому предмету и, как следствие, качество знаний. Ведь химический эксперимент выступает и как объект изучения, и как средство обучения. Например, в 11 классе при изучении темы «Гидролиз солей» сначала ставлю проблемный вопрос: может ли изменяться окраска индикаторов в растворах солей? Ребята знают, что индикаторы «работают» в растворах кислот и щелочей. Предлагаю провести эксперимент, обсуждаем увиденные результаты опыта, выдвигаем гипотезу. Знакомимся с явлением гидролиза. Обсуждаем, какую роль играет гидролиз в нашей повседневной жизни, где гидролиз встречается в природе. У школьников возникает интерес к теме, они понимают, что с этим химическим процессом они встречаются в повседневной жизни постоянно.
Каковы же задачи химического эксперимента в учебном процессе?
Во-первых, обеспечить наглядное ознакомление с изучаемыми веществами. С этой целью демонстрируются коллекции, выдается для ознакомления раздаточный материал, ставятся опыты, характеризующие физические и химические свойства веществ.
Во-вторых, показать химические реакции веществ в более наглядной форме. На основании опытов учащиеся делают выводы о свойствах вещества, т. е. эксперимент обеспечивает «живое созерцание» действительности. В 8 классе при изучении темы «Физические и химические явления» ученикам на опытах демонстрируется отличие физических явлений от химических реакций. Тема «Чистые вещества и смеси» способствует формированию у учащихся представлений о чистых веществах, смесях, их основных отличиях. Учащиеся знакомятся с основными способами разделения смесей, лабораторным оборудованием. В ходе урока формируются предметные и метапредметные УУД.
В-третьих, помочь учителю раскрыть перед учащимися идею развития в химии: показать генетическую связь веществ, переходы между классами соединений, синтезы сложных веществ из простых, обусловленность реакций внешними условиями и т.п. Соответствующие процессы, имеющие большое значение для формирования мировоззрения, должны предстать перед учащимися как реальные явления, а не как уравнения на доске и бумаге. На уроке в 11 классе при изучении темы «Скорость химических реакций» показываю, что одна и та же реакция, в зависимости от условий, протекает с различной скоростью. Ученики понимают, что скоростью реакций можно управлять, и у них возникает желание узнать, какими способами можно ускорить или затормозить химический процесс. Эти знания для них крайне важны, потому что в мире самопроизвольно протекает великое множество реакций, не всегда желательных, и знания нужны для того, чтобы повлиять на эти реакции, а значит, и на окружающий нас мир.
Наконец, задача химического эксперимента и в том, чтобы вооружить учащихся практическими умениями. Безусловно, в жизни им пригодится умение готовить растворы заданной концентрации, знание способов очистки загрязненных веществ, свойств моющих средств и т.д.
Выполнение учащимися опытов по химии способствует выработке умений применять знания на практике, умений обращаться с веществами и лабораторным оборудованием, что также имеет важное значение в практической подготовке.
Наконец, эксперимент способствует развитию у учащихся внимания, аккуратности, наблюдательности и ряда других ценных качеств.
Эксперимент необходим в обучении как источник знания, как средство применения знаний и как критерий их истинности. Поэтому наиболее важными формами эксперимента являются демонстрационные опыты учителя и практические занятия учащихся.
Демонстрационный эксперимент обеспечивает наглядное восприятие изучаемых веществ и явлений, дает основу для теоретических выводов и обобщений; иллюстрирует практические применения науки, показывает ее связь с жизнью и производством; является источником развития мышления учащихся; помогает закреплению знаний, закладывает основы для формирования экспериментальных умений учащихся.
Практические занятия — это такая форма учебной работы, когда выполнение учащимися химических опытов является основным содержанием урока. Они способствуют:
  1. Закреплению знаний по химии путем самостоятельного выполнения наиболее важных опытов. При этом практические занятия, проводимые на последних уроках изучения той или иной темы, дают возможность обобщать экспериментальный и теоретический материал. Так, в 8 классе после изучения химических свойств основных классов неорганических соединений провожу обобщающий урок-игру, на котором ребята не только в игровой форме повторяют теоретические вопросы, но также самостоятельно выполняют ряд химических экспериментов. 
  2. Развитию экспериментальных умений и овладению техникой химического эксперимента. При этом особое внимание должно быть уделено технике безопасности. 
  3. Творческому применению знаний в процессе экспериментального решения задач и практических вопросов. Такие работы имеют большое значение для воспитания умения пользоваться знаниями в активной форме и расширяют представления учащихся о роли химии в жизни. Практические работы в 9-11 классах, на которых требуется распознать выданные химические вещества, играют роль научного эксперимента для учащихся. Эксперимент особенно ценен как средство изучения природы, и поскольку он является источником знаний, он развивает наблюдательность учащихся и стимулирует их мыслительную деятельность, а также заставляет сопоставлять и анализировать факты, создавать гипотезы и находить пути их проверки, уметь приходить к правильным выводам и обобщениям. 
Чтобы демонстрационные опыты дали надлежащие результаты, необходимо стремиться выполнять следующие условия:
  • четко сформулировать проблему, требующую экспериментального решения, и разработать с учащимися основную идею опыта; 
  • учащиеся должны быть подготовлены к эксперименту, т.е. должны обладать необходимым запасом знаний и представлений для правильного наблюдения и дальнейшего обсуждения опыта; 
  • учащиеся должны знать свойства используемых веществ, чтобы наблюдать во время опыта, по каким признакам можно судить о процессе и о появлении новых веществ; 
  • правильно должна быть построена цепь рассуждений на материале опыта, и к необходимым выводам на основе опытов учащиеся должны подойти сами под руководством учителя. Так, при изучении темы «Амфотерные оксиды и гидроксиды» в 9 классе перед учениками ставится проблемный вопрос: могут ли нерастворимые основания взаимодействовать со щелочами? Исходя из знаний, которыми обладают школьники, ответ отрицательный. Далее разрабатывается основная идея опыта – получить гидроксид алюминия и ответить на этот вопрос на основании его химических свойств, проверенных экспериментально. Обсуждаются реакции, которые будут проводиться, признаки, по которым мы будем судить о том, что реакция прошла. В ходе выполнения эксперимента ученики убеждаются, что гидроксид алюминия взаимодействует не только с кислотами, но и со щелочами. Вводится понятие «амфотерность». 
Особенно важно обеспечить сознательное и активное участие учащихся в проведении опыта и обсуждении его результатов. Это может достигаться системой вопросов, которые ставит учитель в связи с экспериментом, например: «Что мы хотим узнать при помощи этого опыта?», «Какие вещества мы должны взять для опыта?», «Что наблюдали в этом опыте?», «По каким признакам мы можем судить, что шла химическая реакция?», «Какие условия необходимы для реакции?», «Почему вы думаете, что получилось такое-то вещество?», «Как на основании этого опыта можно сделать тот или иной вывод?» и т.д.
Такая методика химического эксперимента приучает учащихся наблюдать, воспитывает устойчивое внимание, способствует прочному закреплению правильных представлений, развивает интерес к предмету.
При изучении химии иногда приходится прибегать к «мыслительному эксперименту» — представлять в уме, без наблюдения на опыте те или иные процессы, характеризующие свойства веществ, их получение и т.д., и в уме определять те результаты, к которым тот или иной опыт может привести. Во второй части ЕГЭ и ОГЭ есть соответствующие задания. Для того чтобы их решить, ученик не выполняет эксперимент, а использует те знания, которые у него накоплены за время обучения.
Такой «мыслительный эксперимент» необходим, во-первых, потому что невозможно показать воочию все явления, иллюстрирующие многообразные свойства изучаемых веществ в то ограниченное время, которое отводится на прохождение предмета; во-вторых, потому что для школьной лаборатории недоступны некоторые процессы, изучение которых, однако, необходимо. Наконец, он имеет значение и для развития у учащихся воображения, т.е. умения создавать образ объекта в соответствии с его описанием. Воспитание этого качества совершенно необходимо, так как нельзя охватить всего богатства науки через непосредственные ощущения.
Естественно, все представления могут создаваться только на основе образов, полученных в предшествующих восприятиях. Поэтому у ученика должен быть определенный круг непосредственных наблюдений, опираясь на которые можно было бы создавать и эти представления. Таким образом, при сочетании обычного и «мыслительного» эксперимента первый из них, связанный с непосредственным наблюдением, лежит в основе всего обучения.