Роль химического эксперимента в развитии мотивации учащихся

Роль химического эксперимента в развитии мотивации учащихся

Зенкович Алла Алексеевна,

Учитель химии,

МБОУ «СОШ №1»,

г. Абакан, Республика Хакасия

Учебная деятельность, как и любая другая человеческая деятельность, побуждается мотивацией. Побудительным мотивом учебной деятельности является потребность в познании нового. Познавательная потребность реализуется в результате приобретения знаний. Важнейшие требования к организации процесса обучения — формирование положительной мотивации к изучению предмета, а одно из условий формирования мотивов и интереса — наличие образовательных потребностей. Мотивация — сильное оружие, благодаря которому можно добиться любых целей. Но как мотивировать учащихся? — ответ не совсем прост. Чтобы ребята начали действовать, учитель должен подтолкнуть их, используя различные приёмы.

Уникальность традиционной системы школьного химического образования обусловлена прежде всего тем, что её центральным элементом являлся эксперимент, его ведущая роль всегда была очевидна и никогда не оспаривалась. Однако в современной школе нарастает процесс вытеснения реального химического эксперимента за рамки учебного процесса, на уроке дети все реже работают с веществами. Это связано со многими причинами:

Во-первых, это сокращение учебного времени, и проблему приходится решать за счёт химического эксперимента. В связи с тем, что «важнейшими показателями качества» работы учителя являются результаты различных мониторингов, диагностических работ, ОГЭ и ЕГЭ, в ходе которых практические умения не проверяются, основное время отводится не исследованию явления, а заучиванию набора конкретных фактов. В лучшем случае эксперименту отводится исключительно иллюстративная роль.
Вторая причина связана с распространением видеозаписей опытов и обучающих компьютерных программ. Замена реального эксперимента демонстрациями видео и опытами в «виртуальных лабораториях» объясняется усилением озабоченности, зачастую чрезмерной, проблемами безопасности школьников [2]. Такой подход приводит к тому, что ребёнка стараются оградить вообще от всякой личной ответственности.
Переход к новым условиям финансирования образовательных учреждений привёл к перераспределению материальных средств в школах не в пользу химии.

Современный учебный химический эксперимент требует приобретения дорогостоящего оборудования, например, цифровых лабораторий (датчиковых систем), его ремонта, обновления, пополнения базы реактивов и т.д. Дополнительные проблемы связаны с требованиями по учёту прекурсоров «наркотических и психотропных веществ». Исключение же химического эксперимента из школьной практики позволяет сразу решить ряд проблем: существенно сэкономить выделенные школе средства, отменить «надбавки за вредность», сократить ставки лаборантов, исключить оборот и хранение прекурсоров, токсичных, огнеопасных и иных веществ. Учитель, сталкивающийся с перечисленными проблемами, зачастую не может переломить ситуацию. Постепенно утрачивается желание проводить химический эксперимент[1].
Очевидно, что ситуация, сложившаяся с утратой ведущей роли химического эксперимента, требует коренного изменения. Новые требования развивающегося общества, обозначенные в ФГОС [3], ставят перед современной школой задачу подготовить выпускника, способного к самостоятельной творческой деятельности в соответствии со своими убеждениями, спорящего, сомневающегося, анализирующего.

Современные уроки химии должны быть наполнены реальным химическим экспериментом, должна быть увеличена доля лабораторных работ исследовательского характера, иначе теряется мотивационная и исследовательская составляющие научной основы предмета.

Что дети больше всего помнят с уроков химии? Конечно то, что проделали сами. Живой эксперимент — средство формирования активной позиции в процессе обучения, уважения к себе, интереса к предмету. Особенно интересен учащимся проблемный эксперимент. Химические эксперименты снимают накопившуюся усталость, но при этом повышают внимание, усиливают мыслительную деятельность и способствуют мотивации учебной деятельности учащихся. Особенно интересен учащимся проблемный эксперимент.
Уже с первого класса мы стараемся побудить интерес к изучению химии. Ежегодно 1 сентября в День знаний первоклассников знакомят с кабинетами, в том числе, и с кабинетом химии. Я провожу для них в кабинете урок «Чудеса в кабинете химии»

- Вы находитесь в волшебном кабинете, в котором совершаются чудеса. И делают эти волшебные превращения учащиеся своими руками. А я самая главная волшебница.

Вы, ребята, пить хотите? А что вы любите пить? (Молоко, газировку, воду)

В колбе сказочная жидкость.

Чудеса мне по плечу, я ведь химии учу.

Подставляйте - ка стаканы, опыт сразу проведем.

Все у нас по плану: получим воду, газировку, молоко из одной колбы.

Наливаю в стаканы

Вот - вода , вот – газировка, вот – газировка с сиропом, вот – парное молоко.

Получилось очень ловко! А секрет узнать легко.

Чудо первое свершилось. Что в стакане находилось?

А ответ совсем простой: первый был стакан пустой.

Во втором стакане сода, (показываю)

В третьем - с содой метилоранж, в четвертом - бария хлорид

О чем это говорит?

Что в этой колбе кислота. Не знаете, наверное, вы ее название?

- Серная.

У вас дома у каждого тоже есть кислота: уксусная, лимонная, поэтому газировку вы можете получить дома сами на кухне вместе с мамой. Показываю коробочку с содой. У всех есть дома ? Ложечку соды поместите в стакан, растворите в воде и добавьте немного уксусной кислоты.

Этот урок дети запоминают надолго. У них побуждается интерес к исследовательской деятельности, появляется потребность в познании нового, что реализуется в результате приобретения знаний на уроках окружающего мира и внеурочной деятельности в начальных классах, и развивается в дальнейшем.

Эксперимент должен стать необходимой частью урока химии при изучении конкретных вопросов. Ученики должны знать, для чего проводится эксперимент, какое теоретическое положение он подтверждает, на какой вопрос поможет ответить.

Различают следующие типы школьного химического эксперимента:

• демонстрационный эксперимент;

• лабораторные опыты;

• лабораторные работы;

• практические работы;

• экспериментальный (лабораторный) практикум;

• домашний эксперимент.

Демонстрационный эксперимент – это химический эксперимент, проводимый преподавателем (в редких случаях подготовленным учеником).

Основные задачи демонстрационного эксперимента: раскрытие сущности химических явлений; показ учащимся лабораторного оборудования (приборов, установок, аппаратов, химической посуды, реактивов, материалов, приспособлений); раскрытие приемов экспериментальной работы и правил безопасности труда в химических лабораториях. Особое внимание уделяю проблемному эксперименту, который позволяет формулировать проблему, гипотезы, строить планы достижения целей и решения поставленных задач, на основе эксперимента делать выводы и умозаключения в соответствии с требованиями ФГОС

Например, при изучении темы «Электролиты и неэлектролиты» провожу демонстрацонный проблемный эксперимент, цель которого:

• Обеспечить усвоение учащимися новых понятий: электролит, неэлектролит, электролитическая диссоциация.

• Установить зависимость электрической проводимости растворов от вида химической связи и кристаллической структуры веществ.

Демонстрационный эксперимент №1 “электропроводность твёрдых сухих веществ” (NaCl, KOH, сахар). Какой вывод можно сделать?

Демонстрационный эксперимент №2 “электропроводность растворов этих веществ», электропроводность HСl , дистиллированной воды.

Вопрос: Растворы всех ли веществ проводят электрический ток?

Вопрос: На какие группы можно разделить растворы по электропроводности?

Формируем проблему: Какие вещества относятся к электролитам? (кислоты, щелочи, соли). Какая связь и кристаллическая решетка

Учитель: Найдите в учебнике Вещества по электропроводности делятся на две группы:

1) Электролиты – это вещества, растворы и расплавы, которых проводят электрический ток (соли, щёлочи, кислоты).

2) Неэлектролиты – это вещества, растворы и расплавы, которых не проводят электрический ток (дистиллированная вода, оксиды, газы, сахар и другие органические вещества).

Первичное обобщение введение новых знаний в систему знаний учащихся в ходе фронтального опроса:

Вопросы:

1) Можно ли по формулам веществ: CaCO₃, O₂, NaOH, K₂CO₃, H₂SiO₃, CO₂, Na₂O, H₂, Al(OH)₃, HNO₃, HCl определить является ли вещество электролитом или нет?

2) Какие из веществ, формулы которых вы видите, не являются неэлектролитами? Почему?

3) О каких веществах не можем точно сказать? Почему?

Ученик: Чтобы быть уверенными в определении электролитов и неэлектролитов, нужно посмотреть таблицу растворимости.

4) Какие вещества не являются электролитами? Почему?

 Вопрос 2. Электролитическая диссоциация.

Проблема №1: Почему растворы электролитов проводят электрический ток?

Давайте вспомним, из курса физики, что такое электрический ток?

Ученик: Электрический ток - это направленное движение заряженных частиц.

Учитель: Очевидно, чтобы вещество проводило электрический ток, нужны заряженные частицы, и они в кристалле соли есть. В кристалле NaCl есть заряженные частицы, а эксперимент показал, что твёрдый NaCl электрический ток не проводит. Почему?

Ученик: нет движения заряженных частиц.

Учитель: А почему раствор NaCl проводит электрический ток?

Ученик: есть движение заряженных частиц.

Учитель: При растворении происходит освобождение заряженных частиц - ионов. Этот процесс С. Аррениус назвал электролитической диссоциацией. (Дается определение)

Учитель: Проблема №2: Экспериментально было установлено, что:

NaCl + H₂O – проводит электрический ток.

NaCl + бензин – не проводит электрический ток.

Почему? Что является причиной?

Ученик: Думаю, что распад электролитов на ионы вызывает растворение в воде.

Учитель: Вода – самое удивительное, загадочное и хорошо всем известное, вещество:

1) Вода существует в трёх агрегатных состояниях. Чтобы в этом убедиться, достаточно посмотреть в окно.

2) Плотность льда меньше плотности жидкой воды, благодаря этому, зимой в водоёмах сохраняется жизнь.

3) Вода – это универсальный растворитель в живой и неживой природе.

В молекуле воды атомы водорода расположены под углом 104,5 градусов, благодаря чему, молекула имеет угловую форму. Атомы водорода располагаются по одну сторону от атомов кислорода. Атом кислорода, как более электроотрицательный элемент, смещает электрон на себя. В результате этого на атоме кислорода образуется отрицательный заряд, а на атоме водорода - положительный заряд. Итак, причиной диссоциации водных растворов является особое строение молекулы воды.

Опыт 1. Электроды прибора для демонстрации электропроводности поочерёдно опускаем

• в кристаллический хлорид натрия

• в кристаллический сахар

• в дистиллированную воду

проверяем электропроводность данных веществ, подчёркивая, что вода как чистое вещество электрический ток не проводит.

То же самое делаем с растворами сахара и соли. Результаты отмечаем в таблицу, оставляя незаполненной 3ю колонку.

Опыт 2. Электроды опускаем в концентрированный раствор соли. Постепенно приливаем дистиллированную воду, наблюдая, как постепенно разгорается лампочка прибора.

Обсуждение результатов:

-Почему не проводят электрический ток твердые вещества и концентрированные растворы органических веществ?

Чтобы ответить на этот вопрос, вспомните,

- что такое электрический ток? (Направленное движение заряженных частиц)

-А как появились заряженные частицы в растворе? (учащиеся делают свои предположения)

Раствор сахара электрический ток не проводит. Какими частицами образованы его молекулы? (атомами)

-Какой вид связи между атомами? (ковалентная).

-Почему молекулы воды не проводят электрический ток? (связь также ковалентная полярная)

-Вспомните, какие частицы образуют хлорид натрия? (ионы)

-Какой вид связи? (ионная)

-Что это за связь? (Связь между ионами за счёт электростатического притяжения)

НО МОЛЕКУЛА В ЦЕЛОМ ЭЛЕКТРОНЕЙТРАЛЬНА!!!

Почему появляется электропроводность?

Обратите внимание, что твердая соль электрический ток не проводит. Какой вывод можно сделать? При растворении появляются заряженные частицы-ионы, т.е. ионная связь разрушается.

-Почему?

Гипотеза: на ионную связь оказывают влияние молекулы воды

-Почему?

Вспомните, какое строение имеют молекулы воды?

Н-О-Н связь ковалентная полярная. На атоме кислорода сосредотачивается отрицательный, а на атомах водорода- положительный заряды

Посмотрим, что происходит при помещении кристаллов хлорида натрия в воду.

Молекулы воды начинают ориентироваться вокруг ионов натрия и хлора соответствующими полюсами, разрушая ионные связи. Далее, молекулы воды тут же окружают освободившиеся ионы, не давая им вновь соединиться, образуя гидратантные «шубы». Появились заряженные частицы- появился электрический ток.

Выводы учащиеся делают сами, опираясь на вопросы:

-Так почему же в твердом состоянии хлорид натрия не проводит ток?

Почему раствор хлорида натрия электропроводен?

Почему концентрированный раствор сахара диэлектрик?

Учащиеся делают выводы, заполняют третью часть таблицы.

Теперь, зная, что происходит с веществами с ионной связью при растворении, объясните результаты второго опыта (Чем больше молекул воды, тем лучше они «атакуют» растворяемое вещество и тем больше ионов появляется- лампочка разгорается сильнее.)

-Как вы думаете, какие еще условия помимо растворения разрушают ионную связь? (нагревание)

Вещества, которые при растворении или расплавлении проводят электрический ток, называются электролиты. Вещества, которые не проводят электрический ток, соответственно называются неэлектролитами.

Выпишите примеры. Обратите внимание, что электролиты это не только вещества с ионным типом связи, но и с ковалентной сильнополярной связью.

(объяснение процесса диссоциации веществ с ковалентной полярной связью)

Процесс, при котором происходит распад электролита на ионы, называется электролитической диссоциацией.

В процессе проблемного эксперимента учащиеся учатся формулировать проблему, строить планы решения проблемы, представлять их и отстаивать свою точку зрения, на основе эксперимента делать выводы и умозаключения Эффективность обучения химии с использованием эксперимента зависит от наличия постоянных обратных связей. Учет экспериментальных умений и навыков – это итог работы

Заключение.

Химический эксперимент – это эффективное средство формирования положительной мотивации к изучению предмета, исследовательской компетенции, а, так же, других ключевых компетенций, важный источник знаний. В сочетании с техническими средствами обучения он способствует более эффективному овладению изучаемым материалом, а так же алгоритмом исследований. Систематическое использование на уроках химии эксперимента помогает развивать УУД (познавательные, коммуникативные, регулятивные, личностные), алгоритм наблюдения за явлениями и процессами, формирует и совершенствует экспериментальные компетентности. Химический эксперимент способствует общему воспитанию и всестороннему развитию личности.

Л и т е р а т у р а

1. Ахметов, М. А. К вопросу о методике обучения химии в классах гуманитарного профиля/ М. А. Ахметов, А. А. Журин// Профильная школа. – 2011. – № 1. – С. 14–20

2. О. С Габриелян Химия. 8 класс: учебникМ.: Дрофа, 2016.

3. Злотников Э.Г. Химический эксперимент в условиях развивающего обучения. Химия в школе, 2001, № 1

4. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего (полного) общего образования.

5. И. Н. Чертков, П. Н. Жуков «Химический эксперимент с малым количеством реактивов» М. «Просвещение» 1989