Экспериментальные работы при изучении органической химии в 10 классе

В последние годы обозначилась настораживающая тенденция: из школьных программ и учебников стали исчезать сведения о химических производствах, резко ограничились возможности эксперимента, составляющего основу химии как науки, не находит должного отражения в преподавании дисциплины прикладной аспект химических знаний. А ведь современное состояние развития общества характеризуется проникновением химии во все сферы жизни. Но само общество в вопросах химизации находится на низком уровне и не имеет необходимой подготовки для применения химических знаний на практике.

Все это идет не только вразрез с идеей профессиональной ориентации школьников через предмет, но и резко снижает мотивацию к изучению химии, переводит эту живую экспериментальную науку, всегда привлекающую учащихся удивительными превращениями, в область сухих абстракций, при изучении которых основным «реактивом» становится мел.

В связи с этим большую актуальность приобретает изучение в школе прикладных аспектов химии и не просто их изучение, а именно разработка техники и методики проведения экспериментальных работ прикладного характера.

Объект исследования: учебно-воспитательный процесс обучения химии в 10 классе.

Цель исследования: изучение экспериментальных работ по органической химии в 10 классе.

Гипотеза исследования: усиление экспериментальной направленности учащегося  должна способствовать повышению уровня сформированности практических умений, повышать прочность знаний учащихся, развивать познавательную активность и интерес к изученной теме.

Эксперимент служит средством предупреждения ошибок учащихся и корректировки их знаний, превращений в источник приобретения последних. Его используют для проверки истинности выдвигаемых гипотез, так же с помощью него решаются проблемы, эксперимент позволяет изучить объекты, явления и, в то же время, служит доказательством объективности научных знаний о мире, возможности преобразования природы, доступности мира познанию человеком. (1)

Посредством химического эксперимента ученики познают вещества и происходящие с ними изме6нения, учатся сравнивать, обобщать, делать выводы. Педагогическая ценность химического эксперимента как метода и средства обучения химии состоит в том, что в ходе его наблюдения или самостоятельного выполнения ученик убеждается, что сложными химическими процессами можно управлять, целенаправленно их осуществлять. Они подчиняются естественным законам природы, познавая которые, обеспечивается возможность широкого использования химических превращений в практической деятельности людей. В связи с эти эксперимент как средство и метод обучения выполняют развивающую, обучающую и воспитательную функцию, способствуют формированию научного мировоззрения учащихся.(2)

Химический эксперимент, используемый в процессе обучения, можно классифицировать следующим образом:

На пути познания объективного мира человек использует два основных источника опытного знания – наблюдение и эксперимент.

Эксперимент как метод познания всегда связан с наблюдением, однако, качественно от него отличается тем, что при экспериментировании исследователь не только наблюдает явления, но и активно вмешивается в эти явления и даже преднамеренно воспроизводит их в специально созданных, искусственных условиях, если в естестественной среде их исследовать нельзя. (1)

Химический эксперимент выполняет в процессе обучения образовательную, воспитывающую и развивающую функции. (2)

Образовательная функция проявляется в том, что учащиеся получают информацию о протекании химических процессов, свойствах веществ, о методах химической науки.

Воспитывающая функция выражается в формировании убеждений в том, что мир познаваем, а опыт – это инструмент познания.

Развивающая функция: у учащихся развивается наблюдательность, умение анализировать явления, делать выводы, обобщать.

В ходе экспериментальной работы развивается и формируется мышление учащихся. Среди существующих типов мышления следует выделить два основных – продуктивное и репродуктивное. (3)

Представители репродуктивного подхода к мышлению были А. Бэн, Д. Гортли, И. Гербарт и другие зарубежные психологи. Характеризуя мышление с идеалистической позиции они сводили его суть к отвлечению от неисходных элементов в комплексы, к их перекомбинации, в результате которой не возникает ничего принципиально нового. (3)

Важной же особенностью продуктивного мышления является то, что оно служит основой к самостоятельному открытию новых знаний. Творческое мышление характеризует высший уровень развития человека, когда он способен сотворить, придумывать, изобрести что-то новое. Продуктивное мышление позволяет человеку ставит проблемы, находить новые решения в условиях неопределенности, множества выборов, делать открытия, не вытекающие из уже имеющихся знаний.(3)

Продуктивное мышление характеризуется высокой степенью новизны получаемого на его основе продукта, его оригинальностью.  Новизна проблемы диктует своебразный путь ее решения, скачкообразность, включение эвристических «поисковых» проб, большую роль содержательного анализа проблемы.(2) В этом процессе, наряду с хорошо осознанными обобщениями, очень важны обобщения интуитивно-практические. Они возникают в процессе анализа наглядных ситуаций, решения конкретно-практических задач, реальных действий с предметами, моделями, что облегчает поиск неизвестного.(4) При обучении химии целесообразно уделять внимание развитию не отдельной составляющей творческой способности (например, развивать мышление, творческую результативность), а формировать опыт творческой деятельности в целом, способность к сотрудничеству. Основные компоненты опыта творческой деятельности, формируемого при обучении химии можно выделить:

- мотивация творчества

- способность творчески мыслить

- решенные учебные творческие задачи (проблемы)

- творческая продуктивность

- способность к творческому сотрудничеству

- опыт технического творчества

- опыт использования различных научных знаний при решении проблем.

Немаловажна роль эксперимента в развитии практических умений и навыков. Учащиеся в ходе визуального наблюдения учатся проводить простейшие операции (нагревание, взвешивание и т.д.), у них развиваются умения читать схемы, по схемам собирать приборы. Происходит обработка экспериментальных умений: школьники предлагают иные конструкции приборов, развивается способность к моделированию химических процессов, выявлению проблем, что выводит школьников на более высокий уровень интеллектуального развития с проявлением творческого мышления, которое является составляющим компонентом опыта химического творчества. (4)

Химический эксперимент выполняет и воспитывающую функцию: аккуратность в выполнении опытов, чистота посуды и приборов, разумное расходование реактивов способствуют формированию эстетического чувства и экономической культуры. Многие эффектные опыты (изменение цвета, вспышки, и другие признаки) побуждают к активной мыслительной деятельности творческого характера.

Изучение органической химии практически всегда ориентировано на систему понятий о веществе. Органическая химия преподается в конце 9 класса (по учебнику О.С. Габриелян) и целостным блоком в 10 классе.  В старших классах органическая химия изучается в большом объеме и выделяется в отдельный курс, где усилена теоретическая сторона предмета. Органическая химия вносит представления о веществах, составляющих организм растений, животных и человека, об образовании этих веществ из неорганических, о тех изменениях, которые происходят с веществами в организмах и лежат в основе их жизнедеятельности (образовательное и воспитательное значение курса).

Разнообразие отрасли промышленности органической химии создают многочисленные предметы народного потребления. Поэтому органическая химия ближе стоит к человеку, ее значение более непосредственно им воспринимается, чем химии неорганической. Ознакомление учащихся с важнейшими органическими производствами вносит существенный вклад в их политехническую подготовку. Рассмотрение процессов переработки газа, нефти и каменного угля дает понятие об основах топливной промышленности. На примере синтеза этилового спирта или уксусной кислоты учащиеся знакомятся с промышленностью органического синтеза. Ознакомление с жирами, белками, крахмалом и др. продуктами дает представление о применении химии в пищевой промышленности. Изучение промышленных способов получения каучука, смол, пластмасс, волокон дает понятие о важнейшей в настоящее время отрасли народного хозяйства – промышленности синтетических материалов.

Органическая химия открывает широкие возможности и для умственного развития учащихся, требует более глубокое проникновение в микромир. Наблюдая превращения веществ, учащиеся должны представлять не наблюдаемые явления, а то, в какой последовательности соединяются атомы в молекуле, как располагаются в пространстве, в чем проявляется взаимное влияние атомов в молекуле. Также используются приемы дедукции в сочетании с индукцией, боле содержательными становятся процессы аналитико-синтетической деятельности учащихся, возрастает роль сравнений, поиска причинно-следственных связей, обобщений и других логических операций. Это наиболее характерные черты образовательной, воспитательной и развивающей функции курса органической химии.

Познавательная задача органической химии сейчас – изучить биологические явления на молекулярном уровне, объяснить «диалектический переход к организму».

Если органическая химия изучает развитие веществ от углеводородов до сложных соединений и направлена на раскрытие химических основ явлений жизни, значит, в учебном предмете следует отразить этот процесс и подвести учащихся к пониманию роли органических веществ в жизни организмов. На этом основании в него должны войти, очевидно, сведения о веществах, из которых организм воссоздает себя в процессе обмена с внешней средой, строит свою сложную материальную систему. К ним относятся белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, непосредством которого синтезируются белки организма. Также предусмотрены лабораторные опыты и практические работы, определены требования к знаниям и умениям учащихся по химии и примерные нормы их оценки. Построение курса находится в полном соответствии с учебно-воспитательными задачами школы и целями обучения химии. Данная структура вполне обеспечивает правильное распределение учебного материала во времени, оптимальное соотношени6 теории и фактов, конкретного и абстрактного, простого и сложного с учетом процесса обучения. Знание конкретных познавательных и воспитательных задач содержания и построения курса органической химии поможет учителю творчески планировать процесс обучения, отбирать наиболее эффективные методы, обеспечивать высокий уровень теоретической и практической подготовки учащихся формировать научное мировоззрение. (5)

Эксперимент при изучении химии в школе играет большую роль для понимания данного предмета. Он важен как в органической, так и в неорганической химии. Но в курсе органической химии эксперимент имеет свои специфические особенности: (5)

1.Учителю необходимо раскрыть перед учащимися идею развития органической химии: генетическую связь вещества, переходы между классами органических соединений, синтезы сложных веществ из простых и т.д.. Поэтому учителю нужно проявить достаточное внимание, чтобы эта важная сторона науки была правильно вскрыта перед учащимися, чтобы органическая химия помогла им воспринимать естествознание в целом как науку «о процессах, о происхождении и развитии этих вещей и о связи, соединяющей эти процессы природы в одно великое целое».

2.Показать на конкретных убедительных фактах зависимость скорости химических свойств веществ от их строения и характер взаимного влияния атомов в молекулах.

3. Эксперимент в органической химии содействует успешному политехническому обучению школьников. С его помощью учитель может показать связь органической химии с жизнью, с народным хозяйством страны, раскрыть основы важнейших химических производств и другое.

4. В органической химии опыты оказываются более продолжительными во времени, чем опыты по неорганической химии. Иногда они занимают целый урок, а в отдельных случаях и не вмещаются в рамки 45-минутного урока. Среди таких опытов можно назвать следующие: разгонка нефти, получение бромбензола, брожение глюкозы, получение бромистого этила, нитрование клетчатки и другие.

5. Химические опыты в ряде случаев менее наглядны и выразительны, чем в неорганической химии, так как в наблюдаемых процессах мало внешних изменений, а получаемые вещества часто не имеют резких отличий в свойствах от исходных веществ. Для достижения большей наглядности можно применять подкрашивание некоторых растворов, подсвета растворов с помощью цветной бумаги, раздавать образцы в качестве раздаточного материала и т.д.

6. При изучении органической химии нет ни возможности , ни необходимости демонстрировать все явления, о которых идет речь на уроке. Учащиеся должны в натуре наблюдать все вещества, указанные в программе, их важнейшие химические реакции.

Экспериментальные работы широко предлагаются к использованию в программах и учебниках органической химии в школе. Анализ выше перечисленных литературных источников показал, что чаще всего используются следующие виды экспериментальных работ: лабораторные опыты, практические работы, экспериментальные задачи, демонстрационный и ученический эксперименты. Предлагаемые работы соответствуют уровню развития учащихся 10 класса и носят (по характеру УУД) реконструктивный характер. Работы способствуют развитию предметных умений учащихся, формируют исследовательские умения. Однако, можно отметить, что в практических работах и лабораторных опытах, выполняемых учащимися, недостаточно полно предлагаются к изучению вещества, окружающие человека в повседневной жизни. И, как следствие этого, прикладной характер понижен.

 

Литература