Исследовательская работа учащихся в школе по химии. Внедрение исследовательского принципа в процессе обучения химии

26.02.2024

Новости и события

Москиты теряют чувствительность по отношению к репеллентам и инсектицидам. Ученые выяснили, что насекомые определяют токсичные яды через свои конечности. Специалисты Ливерпульской школы тропичес...

Австралийские фермеры радуются падению цен на моноаммонийфосфат и диаммонийфосфат, проявившееся в последние недели, но считают, что не имеет достоверной информации о них и возможно периодически...

Компания Huhtamaki (Финляндия, www.huhtamaki.com), являющаяся одним из крупнейших европейских поставщиков упаковки для пищевых продуктов и напитков, ввела в строй новую линию в городе Ивантеевка...

Личинки мучного жука, обладающие уникальной способностью поедать разные формы пластика и при этом оставаться безопасным кормом для других животных, могут помочь решить проблему пластикового мусо...

Если Санта станет спускаться по трубе, поможет ли ему огнезащитный костюм? Американское химическое общество проанализировало химический состав антипиренов.

О чём речь?

В переработку пойдут даже бумажные стаканчики, которые раньше в России не перерабатывались

Посетителям сети ресторанов быстрого питания предлагают выбрасывать бумажную упаковку в спец...

Информация

Комара не убить репеллентами: насекомые чувствуют яд через свои конечности
В Австралии дешевеют фосфорные удобрения
Huhtamaki расширяет производство упаковки в России

Каталог организаций и предприятий

с добавленной стоимостью, включая оксид цинка, цинковый порошок и цинк в металле.

Yunnan Luoping Zinc and Electricity Co., Ltd. преимущественно занимается производством цветных металлов, в основном свинца и цинка, а также выработкой гидроэлектроэнергии. Основная продукция компании - цинковые слитки, цинковый порошок , цинковые сплавы...

"АРСЕНАЛ" - динамично развивающаяся компания, которая является крупным оператором на рынке цветных металлов и сплавов Украины. Предприятие специализируется на сплавах на основе цинка, олова, свинца, меди никеля (чушка, прокат, анод, проволока, порошок )...

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ ЗАДАНИЙ НА УРОКАХ ХИМИИ

Один из известных философов как-то заметил, что образование – это то, что остается в сознании ученика, когда все выученное забыто. Что должно остаться в голове ученика, когда забыты законы физики, химии, теоремы геометрии и правила биологии? Совершенно верно – творческие умения, необходимые для самостоятельной познавательной и практической деятельности, и убеждение в том, что любая деятельность должна отвечать моральным нормам.

Учение вообще есть “совместное исследование, проводимое учителем и учеником” (С.Л.Рубинштейн). Именно педагог дает формы и условия исследовательской деятельности, благодаря которым у ученика формируется внутренняя мотивация подходить к любой возникающей перед ним проблеме с исследовательской, творческой позиции. При обучении детей навыкам исследовательской деятельности я сначала использую проблемные вопросы и ситуации. При использовании проблемного обучения нужно понимать, что только тогда можно говорить о развитии мышления, когда проблемные ситуации используются регулярно, сменяя одна другую. Использование проблемных ситуаций на уроках химии способствует формированию диалектического мышления школьников, развитию умений находить и решать противоречия.

Способы создания проблемной ситуации могут быть самыми разнообразными.

К ним можно отнести:

1. Демонстрацию или сообщение некоторых фактов , которые учащимся неизвестны и требуют для объяснения дополнительной информации. Они побуждают к поиску новых знаний. Например, учитель демонстрирует аллотропные видоизменения элементов и предлагает объяснить, почему они возможны, или, например, учащиеся еще не знают, что хлорид аммония может возгоняться, а им предлагают вопрос, как разделить смесь хлорида аммония и хлорида калия.

2. Использование противоречия между имеющимися знаниями и изучаемыми фактами, когда на основании известных знаний учащиеся высказывают неправильные суждения. Например, учитель задает вопрос: «Может ли при пропускании оксида углерода (IV) через известковую воду получиться прозрачный раствор?» Учащиеся на основании предшествующего опыта отвечают отрицательно, а учитель показывает демонстрационный опыт с образованием гидрокарбоната кальция.

3. Объяснение фактов на основании известной теории. Например, почему при электролизе сульфата натрия на катоде выделяется водород, а на аноде – кислород? Учащиеся должны ответить на вопрос, пользуясь справочными таблицами: рядом напряжения металлов, рядом анионов, расположенных в порядке убывания способности к окислению, и сведениями об окислительно-восстановительной сущности электролиза.

4. Построение гипотезы на основе известной теории, а затем ее проверку. Например, будет ли уксусная кислота как кислота органическая проявлять общие свойства кислот? Учащиеся высказывают предположение, учитель ставит эксперимент или проводится лабораторный, а затем дается теоретическое объяснение.

5. Нахождение рационального пути решения, когда заданы условия и дается конечная цель. Например, учитель предлагает экспериментальную задачу: даны три пробирки с веществами; определить эти вещества наиболее коротким способом, с наименьшим числом проб.

6. Нахождение самостоятельного решения при заданных условиях . Это уже творческая задача, для решения которой недостаточно урока, поэтому для решения проблемы необходимо вне урока использовать дополнительную литературу, справочники. Например, подобрать условия для определенной реакции, зная свойства веществ, вступающих в нее, высказать предположения по оптимизации изучаемого производственного процесса.

7. Принцип историзма также создает условия для проблемного обучения. Например , поиск путей систематизации химических элементов, приведший, в конечном счете Д.И. Менделеева, к открытию периодического закона. Многочисленные проблемы, связанные с обеспечением взаимного влияния атомов в молекулах органических веществ на основе электронного строения, также являются отражением вопросов, возникавших в истории развития органической химии.

Наиболее удачно найденной проблемной ситуацией следует считать такую, при которой проблему формулируют сами учащиеся. Исследовательскую деятельность, по моему мнению, также можно отнести к числу технологий личностно ориентированного характера при условии, если педагог проявляет заинтересованность в личностном росте ученика, формировании его ценностных ориентиров, личностных качеств. Это возможно благодаря и содержанию работы, которую выполняет ученик и благодаря общению взрослого и ребенка в ходе исследовательской деятельности.

При выполнении исследовательской деятельности на основе эксперимента предполагаются следующие этапы общенаучной деятельности:

Постановка цели эксперимента, цель определяет, какой результат намерен получить экспериментатор в ходе исследования.

Формулировка и обоснование гипотезы, которую можно положить в основу эксперимента. Гипотеза - это совокупность теоретических положений, истинность которых подлежит проверке.

Планирование эксперимента осуществляется в следующей последовательности: 1) отбор лабораторного оборудования и реактивов; 2) составление плана проведения эксперимента, и, при необходимости изображение конструкции прибора; 3)продумывание работы после окончания эксперимента (утилизация реактивов, особенности мытья посуды и т.д.); 4) выявление источника опасности (описание мер предосторожности при выполнении эксперимента); 5) выбор формы записи результатов эксперимента.

Осуществление эксперимента, фиксация наблюдений и измерений.

Анализ, обработка и объяснение результатов эксперимента предусматривают: 1) математическую обработку результатов эксперимента (при необходимости); 2) сравнение результатов эксперимента с гипотезой; 3) объяснение протекающих процессов в эксперименте; 4) формулировку вывода.

Рефлексия – осознание и оценка эксперимента на основе сопоставления цели и результатов. Необходимо выяснить, все ли операции по выполнению эксперимента были успешными.

Оценка выставляется как за общенаучные умения, такие как умения ставить цель, выдвигать гипотезу, планировать, осуществлять эксперимент, анализировать полученные результаты, делать выводы, но и за специальные умения, предусмотренные данной работой.

При организации таких занятий учащиеся оказываются в условиях, требующих от них умения планировать эксперимент, грамотно проводить наблюдения, фиксировать и описывать его результаты, обобщать и делать выводы, а также осваивать научные методы познания.

Особое значение в формировании исследовательских умений имеют задания, предусматривающие проведение мысленного эксперимента, способствующие развитию умения рассуждать. Это задания, в которых требуется получить конкретное вещество из предложенных; получить вещество несколькими способами; провести все характерные и качественные реакции, свойственные данному классу веществ; выявить генетическую связь между классами неорганических веществ.

Например, при изучении темы “Электролитическая диссоциация” традиционное экспериментальное определение электрической проводимости веществ с помощью прибора начинается с мысленного эксперимента. После этого проводим демонстрационный эксперимент. Учащиеся сравнивают и анализируют результаты, выполняют в тетрадях рисунки и схемы, записывают уравнения реакции электролитической диссоциации.

Приведем примеры заданий мысленного эксперимента.

1. В реторту насыпали порошок цинка, перекрыли газоотводную трубку зажимом, реторту взвесили и содержимое прокалили. Когда реторта остыла, ее снова взвесили. Изменилась ли масса и почему? Затем открыли зажим. Изменилась ли масса и почему?

2. На чашках весов уравновешены стаканчики с растворами гидроксида натрия и хлорида натрия. Изменит ли положение стрелка весов через некоторое время и почему?

По результатам выполнения заданий учитель может судить о готовности ученика к практическому проведению работы.

При изучении качественных реакций на ионы учащиеся приобретают умение составлять план распознавания веществ. Класс разделяется на группы каждой группе дается задание составить план определения в трех пронумерованных пробирках растворов сульфата, карбоната и хлорида натрия. Обязательные условия: наглядность, желаемые условия: быстрота и минимум затраченных реактивов. Каждая группа защищает свой план, используя ранее полученные знания, записывает молекулярные и ионные уравнения реакций. В заключении учащиеся проводят лабораторный опыт, реализуя свой план на практике.

Особую группу составляют задания эвристического и исследовательского характера . Выполняя их, учащиеся используют рассуждения как средство, получить субъективно новое знание о веществах и химических реакциях. При этом школьники осуществляют теоретические исследования, на основе которых формируют определения, находят взаимосвязи между строением и свойствами, генетическую взаимосвязь веществ, систематизируют факты и устанавливают закономерности, проводят эксперимент с целью разрешения проблемы, сформированной учителем или поставленной самостоятельно. Например, при изучении амфотерных гидроксидов можно предложить такое задание:

Будет ли одинаков результат взаимодействия растворов гидроксида натрия и хлорида алюминия при добавлении 1 ко 2 и наоборот?

При изучении темы “Обобщение основных классов неорганических веществ” предлагаем ответить на вопрос: что произойдет, если к раствору сульфата меди (II) добавить раствор гидроксида натрия, а к раствору карбоната натрия гидроксид калия. По теме “Галогены” интерес вызывают вопросы:

1.Какого цвета будет индикаторная бумажка в свежеприготовленном растворе хлора в воде?

2. Какого цвета будет индикаторная бумажка в растворе хлора, который некоторое время находился на свету?

Ответы на данные вопросы подтверждаются опытным путем.

Практика показывает, что использование творческих заданий на прогнозирование свойств веществ способствует формированию исследовательских умений, стимулирует интерес, позволяет познакомить учащихся с достижениями ученых, увидеть красивые, изящные яркие примеры работы творческой мысли.

При изучении темы “Углеводы” учащимся предлагаются вопросы:

1.Немецкий химик Христиан Шенбейн нечаянно пролил на пол смесь серной и азотной кислот. Он машинально вытер пол хлопчатобумажным фартуком своей жены. “Кислота может поджечь фартук”, - подумал Шенбейн, прополоскал фартук в воде и повесил сушить над печкой. Фартук подсох, но затем раздался негромкий взрыв и … фартук исчез. Почему произошел взрыв? (Выяснилось, что азотная кислота в смеси с хлопком - фактически той же целлюлозой - образует взрывчатое вещество, которое Шенбейн назвал пироксилином - "горючим деревом". В те годы пироксилин не смог заменить порох, поскольку был очень взрывоопасен).

Таким образом, учебное исследование является способом творческого обучения, которое спроектированное в соответствии с моделью научного исследования, позволяет построить образовательный процесс на деятельностной основе, и возможно при конструировании уроков химии.

Анализ собственного опыта и знакомство с опытом работы в этом направлении позволяет сделать некоторые педагогические выводы:

1. В исследовательскую деятельность с удовольствием и интересом включаются учащиеся разного уровня подготовленности и разного возраста, т.е. неверно утверждение о том, что это область интересов и возможностей старшеклассников и что этот вид деятельности под силу только одаренным детям. Педагоги, вовлекающие в исследовательскую деятельность учащихся разного уровня подготовленности, должны учитывать возможности ребенка, прогнозировать уровень результата, темп реализации программы исследования.

2. В ходе исследовательской деятельности развитие способностей ребенка происходит при определенных условиях:

Если тема и предмет исследовательской деятельности соответствуют потребностям ребенка;

Обучение идет в “зоне ближайшего развития и на достаточно высоком уровне трудностей”;

Если содержание деятельности опирается на “субъективный опыт ребенка”;

Если идет научение способам деятельности.

3. Обучение навыкам исследовательской работы начинается с урока, который строится по законам проведения научного исследования. Технология исследовательской деятельности ориентирована на развитие умений:

Определять цели и задачи исследования, его предмет;

Самостоятельного поиска литературы и ее конспектирования;

Анализа и систематизации информации;

Аннотировать изученные источники;

Выдвигать гипотезу, проводить в соответствии с ней практическое исследование с классификаций материала;

Описывать результаты исследования, делать выводы и обобщения.

Образованный человек в современном обществе – это не только и не столько человек, вооруженный знаниями, но умеющий добывать, приобретать знания и применять их в любой ситуации. Выпускник школы должен адаптироваться в меняющихся жизненных ситуациях, самостоятельно критически мыслить, быть коммуникабельным, контактным в различных социальных группах.

Речь идет о формировании у обучающихся современных ключевых компетенций: общенаучной, информационной, познавательной, коммуникативной, ценностно-смысловой, социальной.

Химия – одна из самых гуманистически ориентированных естественных наук: ее успехи всегда были направлены на удовлетворение потребностей человечества.

Изучение химии в школе способствует формированию мировоззрения учащихся и целостной научной картины мира, пониманию необходимости химического образования для решения повседневных жизненных проблем, воспитанию нравственного поведения в окружающей среде.

Научно обоснованным является постулат о том, что развитие нравственной и творческой личности – цель педагогического процесса в школе.

Что следует изменить в структуре, содержании уроков и воспитательной работе педагога для достижения цели образования? Как создать действенную модель активизации мыслительной деятельности и развивающих приемов обучения. В контексте современных теорий интеллектуального развития особое значение приобретают направления связанные с “качественными” изменениями в обучении. Среди наиболее значимых стратегий обучения на современном этапе рядом авторов выделяется “исследовательское обучение”, которое придает познавательной деятельности творческий характер и является одновременно одним из вариантов индивидуализации обучения.

Учение вообще есть “совместное исследование, проводимое учителем и учеником” (С.Л.Рубинштейн). Задача педагога – создать гипотетико-проективную модель по формированию развивающей среды для учащихся. Именно педагог дает формы и условия исследовательской деятельности, благодаря которым у ученика формируется внутренняя мотивация подходить к любой возникающей перед ним проблеме с исследовательской, творческой позиции.

Конечно, существуют различные формы внеурочной работы со школьниками по развитию интеллектуальных способностей учащихся (школа олимпийского резерва, сами олимпиады, конкурсы, конференции и др.), но особое значение приобретает научно-исследовательская работа (НИР) школьников.

НИР позволяет ученикам испытать, испробовать, выявить и актуализировать хотя бы некоторые из своих талантов-дарований. Участие в научно-исследовательской деятельности развивает:

познавательные функции ученика;
умение критически оценивать подходы к решению исследовательских задач;
творческие способности;
умение грамотно и компетентно излагать результаты исследований.

Хочется отметить, что в Первом Темиртауском Классическом Лицее широко внедряется метод проектов, как один из элементов учебного процесса. Этот метод, являясь одним из самых перспективных, позволяет решать многочисленные задачи обучения, воспитания и развития школьника. Именно он дает возможность наиболее активно формировать исследовательские навыки и создавать ситуации успеха у школьников разного уровня подготовленности.

Но следует признать, что урок на протяжении 350 лет остается ведущей формой педагогического процесса. Ю.А.Конаржевский говорил, что “с урока начинается УВП, уроком он и заканчивается. Все остальное в школе играет хотя и важную, но вспомогательную роль, дополняя и развивая все то, что закладывается в ходе уроков. Каждый новый урок – это ступенька в знаниях и развитии ученика, новый вклад в формирование его умственной и моральной культуры”.

Основой работы учителя является индивидуально-личностный и деятельностный подход: вся работа ученика на уроке направлена на поиск решения поставленной познавательной задачи, на развитие умений рассуждать, доказывать, думать, анализировать, объяснять и сравнивать.

Исследовательскую деятельность, по нашему мнению, также можно отнести к числу технологий личностно ориентированного характера при условии, если педагог проявляет заинтересованность в личностном росте ученика, формировании его ценностных ориентиров, личностных качеств. Это возможно благодаря и содержанию работы, которую выполняет ученик и благодаря общению взрослого и ребенка в ходе исследовательской деятельности.

Использование в практике обучения исследовательского метода представляет собой высший этап процесса познания учащихся и предполагает развитие творческого мышления. Приобретение навыков творческого мышления, возможно, прежде всего, через деятельность, моделирующую научную.

Проведение подобных занятий кардинально изменяет взгляд учащихся на природные процессы: потребность вникнуть в суть вещей. Они сами пытаются формировать творческие задания и продумывать ход их экспериментального исследования. Что такое эксперимент?

Эксперимент – один из тех методов научного познания, который должен освоить учащийся при изучении химии. На основе ощущений создается более содержательное восприятие – важное условие для достижения осознанных и прочных знаний.

Химический эксперимент является одним из самых эффективных методов стимулирования учебно-познавательной деятельности и должен отвечать следующим требованиям: наглядность, простота выполнения, безопасность, надежность, объясняемость.

В практике своей работы мы используем оригинальный химический эксперимент, который отвечает всем этим требованиям, на основе методике Дианы Эпп, семь превращений в одной пробирке.

Постановка цели эксперимента, цель определяет, какой результат намерен получить экспериментатор в ходе исследования.
Формулировка и обоснование гипотезы, которую можно положить в основу эксперимента. Гипотеза совокупность теоретических положений, истинность которых подлежит проверке.
Планирование эксперимента осуществляется в следующей последовательности: 1) отбор лабораторного оборудования и реактивов; 2) составление плана проведения эксперимента, и, при необходимости изображение конструкции прибора; продумывание работы после окончания эксперимента (утилизация реактивов, особенности мытья посуды и т.д.); 3) выявление источника опасности (описание мер предосторожности при выполнении эксперимента); 4) выбор формы записи результатов эксперимента.
Осуществление эксперимента, фиксация наблюдений и измерений.
Анализ, обработка и объяснение результатов эксперимента предусматривают: 1) математическую обработку результатов эксперимента (при необходимости); 2) сравнение результатов эксперимента с гипотезой; 3) объяснение протекающих процессов в эксперименте; 4) формулировку вывода.
Рефлексия – осознание и оценка эксперимента на основе сопоставления цели и результатов. Необходимо выяснить, все ли операции по выполнению эксперимента были успешными.

Важный этап этой работы осуществление самодиагностики экспериментатором. Ведь без умения осуществлять рефлексию невозможно дальнейшее саморазвитие.

Оценка, выставляется как за общенаучные умения, такие как умения ставить цель, выдвигать гипотезу, планировать, осуществлять эксперимент, анализировать полученные результаты, делать выводы, но и за специальные умения, предусмотренные данной работой.

Приведем примеры заданий мысленного эксперимента.

При изучении качественных реакций на ионы учащиеся приобретают умение составлять план распознавания веществ. Класс разделяется на группы по четыре человека и каждой группе дается задание составить план определения в трех пронумерованных пробирках растворов сульфата, карбоната и хлорида натрия. Обязательные условия: наглядность, желаемые условия: быстрота и минимум затраченных реактивов. Каждая группа защищает свой план, используя ранее полученные знания, записывает молекулярные и ионные уравнения реакций. В заключении учащиеся проводят лабораторный опыт, реализуя свой план на практике.

1.Какого цвета будет индикаторная бумажка в свежеприготовленном растворе хлора в воде?

2. Какого цвета будет индикаторная бумажка в растворе хлора, который некоторое время находился на свету?

Ответы на данные вопросы подтверждаются опытным путем.

Практика показывает, что использование творческих заданий на прогнозирование свойств веществ. Такие задания способствуют формированию исследовательских умений, стимулируют интерес, позволяют познакомить учащихся с достижениями ученых, увидеть красивые, изящные яркие примеры работы творческой мысли.

При изучении темы “Углеводы” учащимся предлагаются вопросы:

2.Что произойдет, если долго жевать хлебный мякиш?

Популярными среди учителей физики и химии становятся уроки-исследования . Такие уроки требуют большой подготовки, которая, как показывает практика, себя оправдывает. Такие уроки строятся в соответствии с логикой деятельностного подхода и включают следующие этапы: мотивационно-ориентировочный, операционно-исполнительский (анализ, прогнозирование и эксперимент), оценочно-рефлексивный.

Если тема и предмет исследовательской деятельности соответствуют потребностям ребенка;

Обучение идет в “зоне ближайшего развития и на достаточно высоком уровне трудностей”;

Если идет научение способам деятельности.

Определять цели и задачи исследования, его предмет;

Самостоятельного поиска литературы и ее конспектирования;

Анализа и систематизации информации;

Аннотировать изученные источники;

Выдвигать гипотезу, проводить в соответствии с ней практическое исследование с классификаций материала;

Описывать результаты исследования, делать выводы и обобщения.

Используемая литература

Батаева Е.Н. Формирование исследовательских умений. Ж,Химия: методика обучения. 8.2003-1.2004

Емельянова Е.О., Иодко А.Г. Организация познавательной деятельности учащихся на уроках химии в 8-9 классах. М.: Школьная Пресса, 2002.

Дмитров Е.Н. Познавательные задачи по органической химии и их решения. Тула: “Арктоус”, 1996.

Увлекательный мир химических превращений: Оригинальные задачи с решениями / А.С.Суворов и др. Химия, 1998

Степин Б.Д. Занимательные задания и эффективные опыты по химии. М.: Дрофа, 2002.

Рягин С.Н. Лабораторный практикум “Идентификация органических соединений” 10 класс: Учеб.-практическое пособие для учащихся профильных классов и модульных групп. – Омск: ООИПКПО, 2003.

В статье представлены цели и задачи исследовательского обучения, типология и роль исследовательских задач по химии в становлении соответствующей компетенции. Приведены примеры разного типа исследовательских задач для работы на уроках или дома. Сделаны выводы об эффективности их использования для получения запланированных предметных, метапредметных и личностных результатов.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Исследовательские задачи по химии как средство формирования соответствующей компетенции в пространстве урока.

Реализация ФГОС подразумевает практику по формированию метапредметных умений и навыков, которые являются результатом образовательной формы, выстраиваемой поверх традиционных предметных знаний, умений и навыков, и в основе которой лежит мыслительно - деятельностный тип интеграции учебного материала с принципом рефлексивного мышления.

Примером метапредметной компетенции может служить исследовательская, включающая в себя целый комплекс образовательных компетенций, напрямую связанных с мыслительными, поисковыми, логическими, творческими процессами познания обучающихся.

Химия - одна из наиболее практически ориентированных дисциплин, изучаемых в условиях общеобразовательной школы. Ее преподавание напрямую связано с процессом формирования исследовательской компетенции, поскольку методы, на которых основывается химическая наука (анализ, синтез, моделирование и пр), во многом совпадают с основными компонентами исследовательской компетенции.

Наиболее полно формирование последней реализуется посредством дополнительной внеурочной проектно-исследовательской деятельности, о чем сказано достаточно.

Приоритет в моей работе - включение заданий исследовательского характера в содержание уроков и домашних заданий.

Здесь следует оговорить, что спонтанное привитие обучающимся ряда навыков исследовательской деятельности в ходе уроков и даже средствами внеурочной работы не может служить достаточной базой для реализации целей исследовательского обучения.

Только системное использование возможностей современных педагогических технологий (исследовательской, проектной, информационно-коммуникационной, критического мышления, ТРИЗ и др.) и систематическое обращение к исследовательским заданиям способно обеспечить решение поставленной задачи.

Требования к исследовательскому заданию по химии совпадают с таковыми для любой учебной дисциплины. Это наличие проблемы, решение которой требует теоретического анализа, применения методов научного исследования (теоретических, эмпирических), с помощью которых учащиеся должны открыть ранее неизвестное для них знание.

Главная цель его введения - формирование у учащихся способности самостоятельно, творчески осваивать новые способы деятельности, активизировать обучение, передавать учащимся инициативу в организации познавательной деятельности

Наиболее важными видами исследований учащихся в пространстве урока химии являются следующие:

Решение качественных химических задач на основе мысленного и реального эксперимента.
Самостоятельное прогнозирование и моделирование химических процессов и реакций.
Решение химических, физико-химических и химико-бытовых проблем.
Критический анализ имеющихся или предоставленных фактов и формирование на их основе значимой информации.

Приведем примеры исследовательских задач.

Так, на первых уроках химии в 8 классе может быть проведено совместное исследование по теме «Роль химии в жизни человека». Или «Химия - хорошо это или плохо» На уроке используются методический прием опоры на уже имеющийся бытовой опыт учащихся, электронная презентация, содержащая дополнительный материал по данному вопросу. В качестве домашнего задания предлагается написание рассказа «Жизнь без химии».

Или другая задача. Каковы последствия недостатка калия в организме человека?

Используя данные таблицы, рассчитайте, сколько каждого продукта нужно съесть, чтобы удовлетворить суточную потребность в калии (2-3 г).

Решение любой исследовательской задачи подразумевает прохождение следующих основных этапов:

Определение цели и задач исследования, его предмета;

Анализ и систематизация имеющейся информации, поиск новой;

Выдвижение гипотез, проведение в соответствии с ними теоретического и/или практического исследования с классификаций материала;

Описание результатов исследования, формулировка выводов и обобщений.

Особое значение в формировании исследовательских умений имеют задания, предусматривающие проведение мысленного эксперимента , способствующие развитию умения рассуждать. Это задания, в которых требуется получить конкретное вещество из предложенных; получить вещество несколькими способами; провести все характерные и качественные реакции, свойственные данному классу веществ; выявить генетическую связь между классами неорганических или органических веществ.

Например: в реторту насыпали порошок цинка, перекрыли газоотводную трубку зажимом, реторту взвесили и содержимое прокалили. Когда реторта остыла, ее снова взвесили. Изменилась ли масса и почему? Затем открыли зажим. Изменилась ли масса и почему?

Или: на чашках весов уравновешены стаканчики с растворами гидроксида натрия и хлорида натрия. Изменит ли положение стрелка весов через некоторое время и почему? Почему в этой связи щелочные растворы средств бытовой химии (средства для устранения засоров водопровода, антипригарные смеси) рекомендуют хранить плотно закрытыми?

По результатам выполнения заданий учитель может судить о готовности ученика к практическому проведению работы и уровне освоения пройденного программного материала.

Другой пример. При изучении качественных реакций на ионы учащиеся приобретают умение составлять план распознавания веществ. Класс разделяется на группы каждой группе дается задание составить план определения в трех - пяти веществ в пронумерованных пробирках. например, растворов сульфата, карбоната и хлорида натрия. с заведомо избыточным количеством реактивов для определения. Обязательные условия: наглядность, желаемые условия: быстрота и минимум затраченных реактивов. Каждая группа защищает свой план, используя ранее полученные знания, записывает молекулярные и ионные уравнения реакций. В заключении учащиеся проводят лабораторный опыт, реализуя свой план на практике.

Особую группу составляют задания эвристического характера . Выполняя их, учащиеся используют рассуждения как средство, получить субъективно новое знание о веществах и химических реакциях и их месте в том числе в нашей повседневной жизни. При этом школьники осуществляют теоретические исследования, на основе которых, например, формируют определения, находят взаимосвязи между строением и свойствами, генетическую взаимосвязь веществ, систематизируют факты и устанавливают закономерности, проводят эксперимент с целью разрешения проблемы, сформированной учителем или поставленной самостоятельно .

Так, при изучении амфотерных гидроксидов можно предложить такое задание:

Будет ли одинаков результат взаимодействия растворов гидроксида натрия и хлорида алюминия при добавлении 1 раствора ко 2 и наоборот?

По теме “Галогены” интерес вызывают вопросы:

1.Какого цвета будет индикаторная бумажка в свежеприготовленном растворе хлора в воде?

2. Какого цвета будет индикаторная бумажка в растворе хлора, который некоторое время находился на свету?

Ответы на данные вопросы подтверждаются опытным путем и уравнениями происходящих процессов.

Практика показывает, что использование подобных заданий способствует формированию исследовательских умений, стимулирует интерес, позволяет познакомить учащихся с достижениями ученых, увидеть красивые, изящные яркие примеры работы творческой мысли.

Анализ собственного опыта и знакомство с опытом работы в этом направлении позволяет сделать следующие выводы:

1. В исследовательскую деятельность на уроке с удовольствием и интересом включаются учащиеся разного уровня подготовки и разного возраста, т.е. неверно утверждение о том, что этот вид деятельности под силу только одаренным детям. Просто педагоги, вовлекающие в исследовательскую деятельность таких учащихся, должны учитывать возможности ребенка, прогнозировать уровень результата, темп реализации программы исследования.

2. Решение исследовательской задачи будет эффективнее, если

Если тема и предмет исследовательской деятельности соответствуют потребностям ребенка;

Если ее содержание опирается на его субъективный опыт.

Как говорили в старину, ум хорошо устроенный, лучше, чем ум, хорошо заполненный. Образованный человек в современном обществе – это не только и не столько человек, вооруженный знаниями, но человек, умеющий добывать, приобретать знания самостоятельно, применять их в любой ситуации, чему во многом способствует использование приемов, методов и технологий исследовательской деятельности.

§ 14. Закон сохранения массы веществ
Вещества вступают в химические реакции, в результате которых образуются другие вещества. Происходят ли какие-либо изменения с массой вещества в результате реакции? По этому вопросу ученые высказывали различные предположения.
Знаменитый английский химик Р. Бойль, прокаливая в открытой реторте различные металлы и взвешивая их до и после нагревания, обнаружил, что масса металлов становится больше. Основываясь на этих опытах, он не учитывал роль воздуха и сделал неправильный вывод, что масса веществ в результате химических реакций изменяется. Р. Бойль утверждал, что существует какая-то «огненная материя», которая в случае нагревания металла соединяется с металлом, увеличивая массу.

М. В. Ломоносов в отличие от Р. Бойля прокаливал металлы не на открытом воздухе, а в запаянных ретортах и взвешивал их до и после прокаливания. (Реторта с жаровней изображены на рис. 35, см. с. 54.) Он доказал, что масса веществ до и после реакции остается без изменения и что при прокаливании к металлу присоединяется какая-то часть воздуха. (Кислород в то время не был еще открыт.) Результаты этих опытов он сформулировал в виде закона: «Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимается, столько присовокупится к другому». В настоящее время этот закон формулируется так:
Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе образовавшихся веществ .
Значительно позже (1789) закон сохранения массы был независимо от М. В. Ломоносова установлен французским химиком А. Лавуазье (с. 55).

Подтвердить правильность закона сохранения массы веществ можно и на простом опыте. В колбу (рис. 16) помещают немного красного фосфора, закрывают пробкой и взвешивают на весах (а). Затем колбу с фосфором (б) осторожно нагревают. О том, что произошла химическая реакция, судят по появлению в колбе белого дыма, состоящего из частиц оксида фосфора (V). При вторичном взвешивании убеждаются, что в результате реакции масса веществ не изменилась (в).

С точки зрения атомно-молекулярного учения закон сохранения массы объясняется так: в результате химических реакций атомы не исчезают и не возникают, а происходит их перегруппировка. Так как число атомов до реакции и после остается неизменным, то их общая масса также не изменяется.
Значение закона сохранения массы веществ.

1. Открытие закона сохранения массы веществ способствовало дальнейшему развитию химии как науки.

2. На основании закона сохранения массы веществ производят практически важные расчеты. Например, можно вычислить, сколько потребуется исходных веществ, чтобы получить сульфид железа (II) массой 44 кг, если железо и сера вступают в реакцию в массовых отношениях 7:4. Согласно закону сохранения массы веществ при взаимодействии железа массой 7 кг и серы массой 4 кг образуется сульфид железа (II) массой 11 кг. А так как необходимо получить сульфид железа (II) массой 44 кг, т. е. в 4 раза больше, то и исходных веществ также потребуется в 4 раза больше: 28 кг железа (7-4) и 16 кг серы (4-4).

3. На основе закона сохранения массы веществ составляют уравнения химических реакций.
Ответьте на вопросы 1-3 (с. 42).
§15. Химические уравнения
Химическим уравнением называют условную запись химической реакции посредством химических знаков и формул.
По химическому уравнению реакций можно судить о том, какие вещества вступают в реакцию и какие образуются. При составлении уравнений реакций поступают следующим образом:

1. В левой части уравнения пишут формулы веществ, вступающих в реакцию, а затем ставят стрелку. При этом нужно помнить, что молекулы простых газообразных веществ почти всегда состоят из двух атомов (О 2 , Н 2 , С1 2 и т. д.):

2. В правой части (после стрелки) пишут формулы веществ, образующихся в результате реакции:

3. Уравнение реакции составляют на основе закона сохранения массы веществ, т. е. слева и справа должно быть одинаковое число атомов. Это достигается расстановкой коэффициентов перед формулами веществ. Вначале уравнивают число атомов, которых в реагирующих веществах содержится больше. В наших примерах это атомы кислорода. Находят наименьшее общее кратное чисел атомов кислорода в левой и правой частях записи от стрелки. В реакции магния с кислородом наименьшим общим кратным является число 2, а в примере с фосфором - число 10. При делении наименьшего общего кратного на число соответствующих атомов (в приведенных примерах - на число атомов кислорода) в левой и в правой частях записи от стрелки находят соответствующие коэффициенты, как показано на следующей схеме:

Уравнивают число атомов остальных химических элементов. В наших примерах следует уравнять число атомов магния и фосфора:

В тех случаях, когда при составлении химических уравнений тепловые эффекты реакций не указывают, вместо знака равенства ставят стрелку.
§ 16. Типы химических реакций
Химические реакции можно подразделить на четыре основных типа: 1) разложения; 2) соединения; 3) замещения; 4) обмена (с. 82).
С реакцией разложения вы познакомились на примере разложения воды (с. 13). Реакция соединения вам известна из примера взаимодействия серы с железом (с. 15).

Чтобы познакомиться с реакцией замещения, можно выполнить следующий опыт. В голубой раствор хлорида меди (II) СuС1 2 опускают очищенный железный гвоздь (или железные опилки). Гвоздь (опилки) тотчас покрывается налетом меди, а раствор из голубого становится зеленоватым, так как вместо хлорида меди (II) СuС1 2 образуется хлорид железа (II) FeCl 2 . Происходящую химическую реакцию выражают химическим уравнением

Fe + CuCl 2 ->Cu + FeCl 2

При сравнении рассмотренных выше химических реакций можно дать им определения и выявить их особенности (схема 6).

1 С реакциями обмена вы познакомитесь в дальнейшем курсе химии (с. 82).

2 Для того чтобы началась реакция, во многих случаях требуется нагревание. Тогда в уравнениях реакций над стрелкой ставят знак t.

3 Если в результате реакции выделяется газ, рядом с его формулой ставят стрелку Beepx , а если вещество выпадает в осадок, то рядом с формулой этого вещества ставят стрелку вниз.
Выполните упражнения 5-7 (с. 42-43).

1. Кем, когда и как был открыт закон сохранения массы? Приведите формулировку закона и объясните его с точки зрения атомно-молекулярного учения.

2. В реторту (рис. 35) насыпали порошок цинка, закрыли газоотводную трубку зажимом, реторту взвесили и содержимое прокалили. Когда реторта остыла, ее вновь взвесили. Изменилась ли ее масса и почему? Затем открыли зажим. Остались ли чашки весов в равновесии и почему?

3. Какое теоретическое и практическое значение имеет закон сохранения массы веществ? Приведите примеры.

4. Придерживаясь последовательности, ранее приведенной (см. с. 35), и учитывая валентность элементов, составьте уравнения реакций по следующим схемам:

5. Напишите по два уравнения реакций каждого из известных вам типов и объясните их сущность с точки зрения атомно-молекулярного учения.

6. Даны металлы: кальций Са, алюминий AI , литий Li . Составьте уравнения химических реакций этих металлов с кислородом, хлором и серой, если известно, что сера в соединениях с металлами и водородом двухвалентна.

7. Перепишите приведенные ниже схемы уравнений реакций, вместо знаков вопроса напишите формулы соответствующих веществ, расставьте коэффициенты и поясните, к какому типу относится каждая из указанных реакций: