Досвід роботи

             Організація дослідницької роботи з хімії

 Головна мета шкільної хімічної освіти вбачається в переорієнтації її з виключно засвоєння знань, умінь і навичок на розвиток здібностей та обдарувань дітей, істотне підвищення інтелекту особистості.

У своїй роботі я намагаюся творчо урізноманітнювати форми й методи роботи з учнями. Застосовую активні форми навчання: групові, індивідуальні, колективні, а також різні типи уроків: уроки-семінари та уроки-лекції, уроки-подорожі та уроки-вікторини, уроки-суди та уроки-дослідження, різні методи та засоби навчання: словесні, наочні, хімічний експеримент. Але найбільше, на даний час, мене зацікавив метод дослідницької роботи з використанням експерименту. І тому я зараз стараюся багато уроків проводити саме за таким методом.

       Експериментальна робота з хімії сприяє виконанню тих важливих навчально-виховних завдань, які стають перед школою на сучасному етапі. Виконані учнями лабораторні досліди і практичні роботи є джерелом нових знань і засобом формування в учнів практичних умінь і навичок. При цьому активізується розумова діяльність, підвищується інтерес до матеріалу, що вивчається, розвиваються пізнавальні здібності, спостережливість, вміння робити узагальнюючі висновки.

    Тому, що помічаю як зростає зацікавлення учнів предметом після таких уроків. Нажаль, останнім часом у шкільному навчанні помітно скорочується частка хімічного експерименту. У кращому разі вчителі систематично використовують тільки демонстраційні досліди, а практичні заняття стають епізодичним явищем. Іноді замість практичної роботи проводиться, так звана, демонстрація практична робота. Коли вчитель демонструє досліди, а учні в зошитах тільки оформлюють результати. Це можна назвати „фальшивою практичною роботою." Подібна практика завдає величезної шкоди навчанню хімії в школі, позбавляє школярів можливості самостійно планувати, ставити мету роботи. Тому предметом особливої уваги вчителя хімії, на мою думку, є

відпрацювання     предметних     практичних     умінь     як     інтелектуальних (спостереження, порівняння, вміння робити висновки, узагальнення ), так і чуттєво-моторних, пов'язаних з розпізнаванням речовин та дослідженням їх властивостей, а також проведення різноманітних хімічних реакцій в умовах шкільної хімічної лабораторії.

Не завжди правильно учні виконують експериментальні задачі на спостереження та пояснення хімічних явищ. Часто вони навіть не вбачають, відмінності між поняттями „спостереження" і „пояснення". Наприклад на пропозицію описати явища, що спостерігаються під час взаємодії цинку з розчинною сульфатною кислотою, вони відразу починають говорити, що відбувається заміщення Гідрогену кислоти металом, залишаючи поза увагою виділення газу, тобто саме те, що можна спостерігати.

Ефективність експерименту залежить від постановки конкретної мети та завдань, що повинні розв'язуватися за допомогою дослідів; побудови раціонального плану спостереження, вміння фіксувати результати спостереження; вміння аналізувати та узагальнювати здобуті дані; наявності та раціонального відбору засобів, за допомогою яких можна стимулювати та керувати роботою учнів. Тому організація цілеспрямованого спостереження, вміння усвідомлювати результати спостережень і зберігати в пам'яті опрацьовану інформацію становлять одне з найголовніших завдань хімічного експерименту. Саме такий результат роботи дає метод дослідження. Учні на основі відомого теоретичного матеріалу за допомогою вчителя висувають передбачення, вибирають методику виконання доступну для шкільної лабораторії, проводять експеримент на основі якого і власних спостережень підтверджують теоретичні положення, тобто дають відповіді на запитання: „Про що свідчить даний факт?", „Який закон, чи теоретичне положення висвітлює цей експеримент?" тощо.

Такий підхід до виконання матеріалу допомагає учням навчатися розв'язувати реальні життєві проблеми, оцінювати об'єктивні та суб'єктивні дані в процесі пошуку оптимальних рішень, обґрунтовувати свої висновки. Він впливає на пізнавальний процес загалом, тому що припускає вибір способ розв'язування проблеми і завершується втіленням одержаних результатів практику.

Організація дослідницької роботи

Метод дослідницької роботи з використанням експерименту я стараюсь використовувати як на уроках, так і у позаурочний час. За допомогою цього методу, я як вчитель, можу вирішити безліч завдань, зокрема активізувати мислення учнів та задовольнити їх природну допитливість і дослідницький інтерес. Для цього необхідно:

1)навчити їх самостійно аналізувати й відт ворювати потрібну інформацію;

2)сформувати в учнів навички роботи з хімічними реактивами та хімічним посудом;

3)виробити системний аналітичний підхід, необхідний для їх подальшої діяльності.

Формування в учнів умінь проводити хімічний експеримент починається з виховання стійкої уваги, здатності спостерігати, осмислювати послідовність дій, прогнозувати кінцевий результат.

При виконанні дослідів у 7 класі учні працюють самостійно, причому в цьому віці вони виявляють особливу зацікавленість до предмета хімії. В більшості випадків ці роботи носять пошуково-дослідницький характер, особливо при розв'язуванні експериментальних задач, коли учні, не маючи повних даних для їх розв'язання, за допомогою хімічного експерименту знаходять відповідь самостійно.

Наприклад, у 8 класі при вивченні теми „ Оксиди, їх склад, назва, класифікація." Учням пропоную здійснити перетворення: з купрум оксиду одержати купрум гідроксид. Сама по собі ця задача проста. Але, щоб її розв'язати , необхідно правильно провести дослідження. Так, якщо до купрум оксиду додати води, учні побачать, що реакція не відбувається, тому необхідно шукати інший спосіб. Це дає можливість активізувати діяльність учнів.

Вивчаючи тему „ Хімічні властивості кислот», учням пропоную виконати дослід „Дія кислот на індикатори." Для цього у три гнізда планшетки вносять дві-три краплі розчину сульфатної кислоти і по одній краплі розчинів: лакмусу, метилоранжу, фенолфталеїну. Учні з інтересом спостерігають зміну кольору розчинів у двох гніздах планшетки.

При виконанні досліду „ Взаємодія кислот з металами" перед учнями ставлю мету дослідити взаємодію кислот з металами.

Для цього у три пробірки поміщають мідь, цинк, магній і додають хлоридної кислоти. Учні записують спостереження і складають рівняння відповідних реакцій.

При виконанні цього досліду учням необхідно звернути увагу на те, що доливати кислоту потрібно в тому порядку, в якому розміщено метали. Спостерігаючи за хімічним експериментом, учні роблять висновок, що метали з кислотами реагують по- різному. Щоб з'ясувати чому мідь не реагує з розчинами кислот, учням потрібно скористатись підручником і ознайомитись з витиску вальним рядом металів.

В 1 1 класі при вивченні теми „ Глюкоза як представник вуглеводів" даю дослідити речовину глюкоза. Учні спочатку знайомляться із змістом відповідного параграфа у підручнику, пізніше вони за виданим зразком речовини підтверджують ті знання які здобули прочитавши параграф підручника. Досліджують фізичні властивості   її зовнішній вигляд, розчинення у воді. Перевіряють на наявність гідроксидних , груп діючи свіжо приготовленим купрум гідроксидом, та наявність альдегідної групи реакцією „срібного дзеркала".

Дуже цікавими є дослідницькі задачі на доведення якісного складу речовини. Ставиться завдання довести наявність функціональної групи того чи іншого класу органічних речовин.

1. Доведіть, що видана вам кристалічна речовина - органічна (можна запропонувати парафін, лимонну кислоту ).

2.     Доведіть, що розчин мила недоцільно використовувати при прання у твердій воді.

3.  Доведіть, що при гідролізі крохмалю утворюється глюкоза.

4.  Доведіть, що виданий вам зразок цукрози містить домішки крохмалю.

5.    Запропонуйте якомога більше способів для доведення, що видана вам речовина має білкове походження.

6. Доведіть за допомогою одного реактиву, що видані вам речовини:

а) розчин аміно оцтової кислоти;

б) розчин білка.

В 11 класі на підсумкових уроках використовую я також експериментальні задачі, які дозволяють визначати певні органічні речовини у продуктах харчування. Наприклад.

1.     Дослідній розчин, який утвориться після вимочування сирої картоплі та зразок молочного киселю на вміст крохмалю.

2. Дослідити наявність альдегідної групи у зразках таких продуктів:
а) мед; б) ванілін; в) виноград; г) шматочки яблука.

3.  Доведіть експериментально, що зразки таких продуктів як м'ясо, риба, молоко, желатин містять білки.

4.  Чому заборонено використовувати паливо з добавкою Плюмбуму? Як не може впливати на організми'? Доведіть експериментально.

5. Доведіть, що пекарські дріжджі містять білкові молекули.

При вивченні хлоридної кислоти у 10 класі я використала дослідницький метод „Спільний проект." Суть його полягає спільному пошуку групами узгодженого рішення. Для цього створюємо групи по чотири особи. У кожній є лаборант-хімік, який керує роботою групи та доповідач, що розповідає про результат виконаної роботи підтверджуючи все рівняннями реакцій. Спочатку всі групи досліджують виданий розчин на наявність кислоти, діють індикаторами. Потім кожна група виконує своє завдання.

Група 1. Взаємодія хлоридної кислоти з металами.

Група 2. Взаємодія хлоридної кислоти з оксидами.

 Група 3. Взаємодія хлоридної кислоти з основами.

 Група 4. Взаємодія хлоридної кислоти з солями.

Для досліду надаються реактиви з якими дана кислота буде реагувати, або не буде реагувати. І при цьому учні мають зробити вибір: проводити реакції з усіма запропонованими речовинами і після цього, на основі спостережень, робити висновки з якими речовинами реагує хлоридна кислота, або активізувати свої знання про загальні властивості кислот і проробити реакції тільки з тими речовинами, з якими реагує хлоридна кислота.

Кожна група звітує про результати досліджень. Звіт кожної групи - це і є спільний проект. Таке вивчення хімічних властивостей, як я переконалась, сприяє кращому засвоєнню матеріалу. Бо учні активізують свої попередні Знання про кислоти та застосовують їх для того, щоб виконати поставлене перед ними завдання.

При вивченні розчинів, не можна обійтись без досліду, тому учням я пропоную урок-пошук.

У чотири пробірки вносимо: 1- кухонну сіль. 2- пісок, 3- мідний купорос, 4-олія. Додаємо воду, проводимо розчинення. Обговорюємо, що спостерігається у кожній з пробірок, зазначаючи такі поняття як суспензія та емульсія, однорідна та неоднорідна система. Дальше ставлю запитання: „ Чи могли б ми розділити суміші в усіх пробірках?", „З чого складається розчин?", „Як можна розділити розчин на компоненти?".

Дослід 2. У дві склянки насипаємо питної соди і додаємо: в першу холодну воду, в другу гарячу. З'ясовуємо такі питання: „ Де швидше пройшло розчинення?", „ Що виливає на розчинність речовин?", „ Що таке розчинність?".

Дослід 3. У дві склянки насипаємо: в першу кухонну сіль, в другу - крейду, додаємо води. На основі спостережень з'ясовуємо, що розчинність речовин залежить від природи самих речовий.

Дослід 4. Ділимося на два варіанти. Спочатку працює перший варіант. В склянку  з  водою,  об'ємом   50  мл  додаємо  одну чайну ложечку  цукру,

розмішуємо. Чи може в цьому розчині те розчинитись якась частина цукру? Додаємо ще одну ложечку цукру, потім ще і ще... Чи весь цукор розчинився? Чому? А який був розчин на першому етапі розчинення? Тепер в склянку другого варіанту відділимо дві ложки розчину першого варіанту, розмішаємо. Попробуємо на смак обидва розчини. Які вони на смак? На основі цього робимо висновки, що розчини є насичені і ненасичені, концентровані і розбавлені, та що насиченість не дорівнює концентрованості.

У подальшому вивченні кількісної характеристики розчинів, тобто масової частки речовини у розчині, продовжуємо досліджувати розчини. Розв'язуємо задачі з практичним їх використанням. Наприклад. Приготувати 50 г 10% -го розчину солі. Діти мають розв'язати задачу і приготувати розчин. До цього розчину досипаємо 2 г солі. Ставлю запитання. „Чи змінилась масова частка речовини у цьому розчині? Давайте її розрахуємо." Доливаємо певну кількість води до цього ж розчину і знову пропоную порахувати масову частку речовини у новоутвореному розчині. На домашнє завдання пропоную приготувати 0,5 л 12% -го маринаду, що містить рівні маси солі, цукру та оцту.

Дослідницька робота полегшує розуміння та вивчення теми „ Швидкість хімічної реакції." Тому у 9 класі при вивченні цієї теми я пропоную учням урок-практикум. Працюємо в групах. Кожна група одержує завдання-маршрут, виконавши яке можна дістатись станції,, Успіху."

1. Група.   Інструкція до маршруту.

Налити в дві пробірки хлоридпої кислоти. У першу пробірку додати гранули цинку у другу - магнію. Завдання до маршруту:

-        порівняти швидкість взаємодії в обох пробірках, скласти рівняння реакцій; -де швидше відбувається реакція, чому?

-      Як зміниться швидкість реакції в ряді активності металів?

2.Група.  Інструкція до маршруту.

У першу пробірку налити хлоридної кислоти, а в другу - ортофосфатної кислоти. В обидві пробірки насипати порошок магнію.

Завдання до маршруту:

-  порівняти швидкість взаємодії в обох пробірках, скласти рівняння реакцій;

-  на основі будови кислоти пояснити причину різниці у швидкості взаємодії; -навести   приклади   взаємодії  цинку  з  іншими  сильними  та  слабкими

кислотами.

3. Група.   Інструкція до маршруту.

У першу пробірку налити концентровану хлоридну кислоту, а в другу -розведену хлоридну кислоту. В обидві пробірки опустити по дві гранули цинку. Завдання до маршруту:

-  порівняти швидкість взаємодії в обох пробірках, скласти рівняння реакцій; -скласти кінетичне рівняння даної реакції;

-  що таке константа швидкості реакції і від чого вона залежить?

4. Група. Інструкція до маршруту.

У дві пробірки налити розведеної сульфатної кислоти. У першу пробірк; вкинути гранулу заліза, а в другу насипати порошок цього металу. Завдання до маршруту:

-      порівняти швидкість взаємодії в обох пробірках, скласти рівняння реакцій; пояснити причину різниці у взаємодії;

чому горіння горішків вугілля відбувається швидше, ніж горіння вугільного пилу?

5. Група. Інструкція до маршруту.

У дві пробірки налити розчинну сульфатну кислоту. В обидві пробірки вкинути дротинки міді. Першу пробірку обережно прогріти до початку реакції. а другу залишити без змін.

Завдання до маршруту: порівняти швидкість взаємодії, записати рівняння реакції;

-   звернути увагу на положення Купруму у витискувальному ряді металів. Чому при незначному нагріванні реакція відбувається швидше? Записати формулу Вант-Гоффа.

-   що таке активні молекули.

6. Група. Інструкція до маршруту.

Опустити окремо дві палички у водні розчини аміаку та хлороводню. Піднести палички одна до одної. Завдання до маршруту: описати спостереження, записати рівняння реакції;

чи відбуватиметься ця реакція між сухими газами: аміаком та хлороводнем?

пояснити причину взаємодії. Що є каталізатором? Де є проміжна сполука?

7. Група. Інструкція до маршруту.

У пробірку налити гідроген пероксид, насипати на кінчику шпателя порошок манган оксиду.

Завдання до маршруту:

- описати спостереження, записати рівняння реакції;

- який це каталіз? Яка ще реакція відбувається з цим каталізатором?

Учні   працюють  у   групах   15   хвилин.   Виконують  дослід,  спостерігають, працюють  з   підручником.   На  основі   цього  складають  звіт,  який   потім захищають.

       Для зацікавлення учнів при вивченні хімічних властивостей основ проводила таку форму роботи з використанням експерименту.

Ставлю запитання. А чи можна на основі властивостей спрогнозувати склад речовини? Спільно приходимо до висновку, що можна спрогнозувати приблизний склад за допомогою індикаторів. Демонструю засоби побутової хімії „ Містер Мускул ", „ Крої ", „ Сіlit". Використовуючи індикатори перевіряємо склад цих засобів. На основі змін забарвлення індикаторів робимо висновок, що такі засоби як: „ Містер Мускул" та „ Крот " містять у своєму складі луги, а „Сіїіі" - кислоту.

            Із свого досвіду можу сказати, що набагато цікавішим і продуктивнішим стає урок на тему „ Нітратна кислота.", якщо використати метод експерименту. Тому вивчення хімічних властивостей нітратної кислоти я проводжу знову ж  таки за методам „ Спільного проекту". Учнів класу ділю на групи, кожна група одержує завдання. Група. У пробірку помістіть натрій гідроксид, додайте 2-3 краплі фенолфталеїну і нітратну кислоту. Що спостерігається? Складіть рівняння  реакції.

1.         Група . У пробірку помістіть невелику кількість купрум оксиду долийте розведеної нітратної кислоти, обережно підігрійте. Що спостерігається? Складіть рівняння реакції.

2.         Група.   У пробірку помістіть шматочки крейди і долийте нітратної кислоти.

Після звітування про свою роботу демонструю дослід. Якісна реакція на нітрат-йони. І далі знову працюємо в групах виконуючи завдання.

1. Група.   В одну пробірку наливаємо хлоридної кислоти, а в іншу стільки ж розведеної нітратної кислоти і додаємо магній. Практично встановити, чи однакові гази виділяються і скласти відповідні реакції.

2.     Група. У дві пробірки поміщаємо ошурки міді, в одну пробірку наливаємо розведеної сульфатної кислоти, у другу розведеної нітратної кислоти. Підігріваємо. Яка з кислот є більш сильним окисником? Скласти рівняння реакцій.

3.     Група. У дві пробірки з концентрованою нітратною кислотою поміщаємо цвях та шматочок алюмінію і підігріваємо. З'ясувати реакційну здатність металів середньої активності.

Після виконання завдань групи звітують.

Наступний урок на тему „Нітрати та фосфати. Азотні та фосфорні добрива. Запобігання негативному впливу нітратів на організм людини." Проводжу як урок-дослідження.

Демонструю виявлення нітрат-йонів у нітратах, та ортофосфат-йонів у ортофосфатах. Дальше досліджуємо розчинність нітратів і ортофосфатів у воді. У пронумерованих пробірках містяться такі кристалічні речовини: натрій нітрат, натрій ортофосфат, кальцій ортофосфат, кальцій дигідрогенортофосфат, кальцій гідрогенортофосфат. Доливаємо до них по 1 мл води і вміст перемішуємо. Обговорюємо спостереження.

Пізніше три учні почергово проводять реакції, що підтверджують властивості нітратів як електролітів між розчинами: аргентум нітрату та хлоридної кислоти, купрум нітрату та натрій гідроксиду, аргентум нітрату та  натрій хлориду. За той час три інші учні розв'язують на дошці ці рівняння записують їх повне та скорочене йонне рівняння.

Проводжу демонстрацію розкладання нітратів. Пробірку на 1/5 її об'єму заповнюю натрій нітратом і вертикально закріплюю у штатив. Сіль розплавлюю. Тигельними щипцями беру вуглинку, розжарюю її у полум'ї і кладу у пробірку. При цьому спостерігаємо спалахування. Обговорюємо де можна використати здатність нітратів підтримувати горіння та як можна використати реакції розкладу нітратів, реакції горіння.

У розділі „ Вміст нітратів у продуктах харчування." Проводимо якісне експрес-визначення нітратів у капусті. Готую попередньо розчин дифеніламіну 1 г у 100 мл концентрованої сульфатної кислоти. На предметне скло наношу кілька крапель соку капусти, піпеткою до нього додаю кілька крапель розчину дифеніламіну. З'являється синє забарвлення, що свідчить про наявність у соці капусти нітратів.

Саме ця тема дуже зацікавила дітей 10 класу, тому ми продовжили вивчення цієї теми під час занять навчальної практики. Заняття проводили методом дослідницької роботи.

Перший етап - теоретичний.

Учні на основі аналізу літературних джерел та даних Інтернету з'ясовували такі питання:

- загальна характеристика нітратів;

- джерела забруднення навколишнього середовища нітратами;    проблема надмірного накопичення нітратів в овочах та фруктах; шляхи потрапляння нітратів до організму;

 негативний вплив нітратів на організм людини;

заходи по зменшенню нітратів у продуктах харчування.

Шукали  також   методи   визначення   нітратів  у  сільськогосподарській продукції. Цю дослідницьку роботу ми оформили у електронному вигляді проекту. Який презентували у позакласний час для учнів інших класів з інформаційно-просвітницькою метою, коли у нашій школі проходив „Екологічний тиждень." Також цей проект був представлений на ІІІ етапі олімпіади з екології, де зайняв третє місце.

 Брали участь в районному конкурсі «Хімія в моєму житті». На цей конкурс представили проект «Секрети бджолиного меду». Ця робота отримала друге місце.

Учень школи брав участь у конкурсі «Кристали майбутнього» організованому Львівською обласною малою академією наук учнівської молоді.

Безперечно, реалізація експериментальної дослідницької роботи вимагає від учителя різнобічної підготовки, творчого підходу до проведення уроків. Крім того, для проведення експерименту необхідне різноманітне обладнання та хімічні реактиви, які сьогодні є дефіцитом у школі. Та ефективність дослідницької роботи учнів визначається характером хімії як експериментальної науки, за допомогою якої можна вирішувати проблеми, що мають велике значення в житті людини. Цим і пояснюється те, що учні з найбільшим бажанням працюють над тематикою, що пов'язана з роллю хімії в збереженні довкілля, добуванні нових речовин та матеріалів. Можливо, це і визначатиме напрям їх майбутніх інтересів.

Перші навички учнів у дослідницькій роботі ( вміння опрацьовувати наукову літературу, ставити запитання, знаходити методи їх практичного розв'язування та представляти результати досліджень) викликають у них прагнення до творчого вивчення хімії.

Увага до хімічного експерименту збуджує інтерес учнів до хімії, допомагає поглибленню знань, розвитку пізнавальної активності, творчості, а відтак самореалізація особистості учня, розширення їхнього кругозору, залучення до різних видів діяльності, що передбачає вивчення цього предмету та додаткові можливості дослідницької роботи позитивно позначається на професійному самовизначенні учнів, про що свідчить кількість учнів, які навчаються на хімічному факультеті Львівського національного університету імені Івана Франка на протязі 5 років - 8 студентів та університету Львівська політехніка - 6 студентів.