Staatliche Haushaltsbildungseinrichtung der weiterführenden Schule Nr. 1, städtische Siedlung „Bildungszentrum“. Baukeramik des Stadtbezirks Wolschski, Region Samara
Thema: " Chemisches Experiment als Mittel zur Entwicklung des Interesses an Chemie“
Chemielehrer
Ljukschina Natalia Alexandrowna
Einführung
Chemie ist eine theoretisch-experimentelle Wissenschaft. Daher ist die wichtigste Methode im Studium das Experiment, um konkrete Ideen und solides Wissen zu erlangen.
Unterhaltsame Experimente, Teil des Experiments sein, die Liebe zur Chemie wecken, Interesse am Thema in der Zeit nach dem Unterricht wecken, zu einer erfolgreicheren Beherrschung der Chemie beitragen, Wissen vertiefen und erweitern, Fähigkeiten für selbständiges kreatives Arbeiten entwickeln und praktische Erfahrungen vermitteln im Umgang mit chemischen Reagenzien und Geräten.
Demonstrationsexperimente mit einem unterhaltsamen Element tragen zur Entwicklung der Fähigkeiten der Schüler bei, chemische Phänomene zu beobachten und zu erklären. Ein chemisches Experiment ist die wichtigste Methode und das wichtigste Visualisierungsmittel im Unterricht. Experimente sind ein komplexes und mächtiges Wissenswerkzeug. Der flächendeckende Einsatz von Experimenten im Chemieunterricht ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für bewusste und fundierte Chemiekenntnisse der Studierenden. Ein chemisches Experiment ist die wichtigste Möglichkeit, Theorie und Praxis zu verbinden, indem es Wissen in Überzeugungen umwandelt.
Das Hauptziel dieses Berichts besteht darin, das Interesse der Schüler an der Chemie bereits in den ersten Unterrichtsstunden zu wecken und zu zeigen, dass diese Wissenschaft nicht nur theoretisch ist.
Ein chemisches Experiment, das auf kreativer selbstständiger Tätigkeit basiert, hilft dabei, die Schüler in die grundlegenden Methoden der chemischen Wissenschaft einzuführen. Dies geschieht, wenn der Lehrer es häufig in einer Weise verwendet, die dem Untersuchungsprozess in den Chemiewissenschaften ähnelt, der besonders gut funktioniert, wenn Experimente die Grundlage eines problembasierten Ansatzes im Chemieunterricht sind. In diesen Fällen helfen Experimente dabei, die getroffenen Annahmen zu bestätigen oder zu widerlegen, wie es in der wissenschaftlichen Forschung in der Chemie der Fall ist. Eines der Ziele dieses Berichts ist es, zu zeigen, wie interessant selbst die grundlegendsten Informationen aus einem Chemiekurs in der Schule sein können, wenn man sie nur genauer betrachtet. Im Unterricht der achten Klasse habe ich Demonstrationsexperimente durchgeführt. Wie aus einer Befragung von Studierenden hervorgeht, weckten die durchgeführten Arbeiten das Interesse am Studium der Chemie. Während der Experimente begannen die Schüler, logisch zu denken und zu argumentieren. Während ich diese Arbeit durchführte, wurde mir klar, dass ein chemisches Experiment der Kern der chemischen Ausbildung ist. Die Bewegung zur Wahrheit beginnt mit Überraschung, und für die meisten Schulkinder entsteht sie gerade im Prozess des Experimentierens, wenn der Experimentator wie ein Zauberer eine Substanz in eine andere umwandelt und dabei erstaunliche Veränderungen in ihren Eigenschaften beobachtet. In diesen Fällen helfen Experimente dabei, die getroffenen Annahmen zu bestätigen oder zu widerlegen, wie es in der wissenschaftlichen Forschung in der Chemie der Fall ist. Die Leidenschaft für die Chemie beginnt fast immer mit Experimenten, und es ist kein Zufall, dass fast alle berühmten Chemiker seit ihrer Kindheit gern mit Stoffen experimentierten, wodurch in der Chemie viele Entdeckungen gemacht wurden, die man nur aus der Geschichte lernen kann.
Im Laufe der Geschichte der Chemie als experimentelle Wissenschaft wurden verschiedene Theorien bewiesen oder widerlegt, verschiedene Hypothesen getestet, neue Substanzen gewonnen und ihre Eigenschaften enthüllt. Derzeit sind chemische Experimente immer noch das wichtigste Instrument zur Überprüfung der Verlässlichkeit von Wissen. Ein chemisches Experiment wird immer mit einem bestimmten Zweck durchgeführt, es ist klar geplant, für seine Durchführung werden besondere Bedingungen, notwendige Geräte und Reagenzien ausgewählt.
Von besonderer Bedeutung ist die Frage nach dem Ort des Experiments im Lernprozess. Lernerfahrungen sind die Mittel des Lernens. In einem Fall kann nach einer Erklärung ein Experiment durchgeführt werden und mit dessen Hilfe bestimmte Fragen beantwortet werden. Das Experiment soll den Studierenden zum Verständnis der wichtigsten Gesetze der Chemie verhelfen.
Im Prozess des Chemieunterrichts findet ein Experiment statt
erstens eine Art Lernobjekt,
zweitens nach Forschungsmethode,
drittens die Quelle und Mittel neuen Wissens.
Daher zeichnet es sich durch drei Hauptfunktionen aus:
lehrreich, weil es für Studierende wichtig ist, die Grundlagen der Chemie zu beherrschen, praktische Probleme zu stellen und zu lösen und die Bedeutung der Chemie im modernen Leben zu erkennen;
erziehen, weil es zur Bildung des wissenschaftlichen Weltbildes von Schülern beiträgt und auch für die Orientierung von Schülern an relevanten Berufen wichtig ist;
Entwicklung, denn es dient dem Erwerb und der Verbesserung allgemeiner wissenschaftlicher und praktischer Kompetenzen.
Der Chemieunterricht in der Schule sollte visuell sein und auf chemischen Experimenten basieren.
Das reale und das virtuelle Experiment sollten sich ergänzen. Bei der Arbeit mit toxischen Reagenzien ist ein virtuelles chemisches Experiment möglich.
Theoretischer Teil der Erfahrung
Chemie ist eine experimentelle Wissenschaft. Das lateinische Wort „Experiment“ bedeutet „Test“, „Erfahrung“. Ein chemisches Experiment ist eine Wissensquelle über Materie und chemische Reaktionen und eine wichtige Voraussetzung für die Verbesserung der kognitiven Aktivität der Schüler und die Weiterentwicklung des Interesses an dem Thema. Selbst das hellste Bild auf einem Bildschirm ist kein Ersatz für reale Erfahrungen, da die Schüler die Phänomene selbst beobachten und studieren müssen.
Die Visualisierung und Aussagekraft von Experimenten ist die erste und wichtigste Voraussetzung für ein Experiment.
Die kurze Versuchsdauer ist die zweite Voraussetzung für das Experiment.
Überzeugungskraft, Zugänglichkeit, Zuverlässigkeit – das ist die dritte Voraussetzung für ein Experiment.
Eine sehr wichtige Anforderung ist die Sicherheit der durchgeführten Experimente. Im Chemieunterricht gibt es einen Stand mit Sicherheitsregeln, die strikt einzuhalten sind.
Durch Beobachtung und Experimente lernen die Schüler die vielfältige Natur von Substanzen kennen und sammeln Fakten für Vergleiche, Verallgemeinerungen und Schlussfolgerungen.
Aus kognitiver Sicht lässt sich ein chemisches Experiment in zwei Gruppen einteilen:
1. Pädagogisches Experiment , das den Studierenden Kenntnisse über das Studienfach vermittelt (z. B. Experimente zur Charakterisierung der chemischen Eigenschaften von Stoffen).
2. Visuelles Experiment , was die Erklärungen des Lehrers bestätigt.
Kognitive Erfahrungen lassen sich nach ihrer Bedeutung in folgende Gruppen einteilen:
Experimente sind die Ausgangsquelle des Wissens über die Eigenschaften von Stoffen, Zuständen und den Mechanismus chemischer Reaktionen. Die Durchführung solcher Experimente ist mit der Aufstellung und Lösung problematischer Probleme verbunden, und Schlussfolgerungen aus Beobachtungen wirken als Verallgemeinerungen, Regeln, Definitionen, Muster usw.
Experimente, deren kognitiver Wert darin besteht, die aufgestellte Hypothese zu bestätigen oder zu widerlegen. Verallgemeinerte Schlussfolgerungen aus solchen Experimenten helfen bei der Lösung grundlegender Fragen des schulischen Chemieunterrichts, beispielsweise der Frage nach genetischen Beziehungen zwischen Klassen chemischer Verbindungen usw.
Experimente, die Schlussfolgerungen und Schlussfolgerungen aus dem Studium theoretischer Prinzipien veranschaulichen.
Experimente, die die Schlussfolgerungen verbessern und das Wissen der Schüler über die Eigenschaften von Stoffen und deren Umwandlungen festigen.
Experimente, deren kognitive Bedeutung in einem bestimmten Stadium indirekter Natur ist (Beispiele für chemische Transformationen, ohne das Wesen der Prozesse preiszugeben).
Testexperimente und experimentelle Aufgaben. Ihre kognitive Bedeutung für Studierende drückt sich in den Elementen der Selbstkontrolle aus.
Wenn ein Experiment dazu verwendet wird, problematische Situationen zu erzeugen oder problematische Probleme zu lösen, sollte es anschaulich und einprägsam sein, unerwartet und überzeugend für die Schüler, es sollte die Fantasie anregen und einen starken Einfluss auf die emotionale Sphäre haben. Bei der Organisation und Durchführung eines chemischen Experiments auf diese Weise vertiefen sich die Studierenden tief in die Essenz des Experiments, denken über die Ergebnisse nach und versuchen, Fragen zu beantworten, die während des Experiments auftauchen.
Ein korrekt durchgeführtes Experiment und klare Schlussfolgerungen daraus sind das wichtigste Mittel zur Entwicklung des wissenschaftlichen Weltbildes der Studierenden.
Darüber hinaus spielt ein chemischer Versuch eine wichtige Rolle für die erfolgreiche Lösung pädagogischer Aufgaben im Chemieunterricht:
Als ursprüngliche Quelle des Wissens über Phänomene;
Als einziges Mittel zum Beweis einer Hypothese, einer Schlussfolgerung;
Als einziges Mittel zur Entwicklung der Verbesserung praktischer Fähigkeiten;
Als wichtiges Mittel zur Entwicklung, Verbesserung und Festigung theoretischen Wissens;
Als Methode zum Testen der Kenntnisse und Fähigkeiten von Schülern;
Als Mittel zur Weiterentwicklung des Interesses der Studierenden am Studium der Chemie, zur Entwicklung ihrer Beobachtungsgabe, Neugier, Initiative, des Wunsches nach unabhängiger Suche, zur Verbesserung ihres Wissens und zur praktischen Anwendung.
Für die polytechnische Ausbildung der Studierenden ist der Schulchemieversuch von großer pädagogischer Bedeutung.
In der Praxis des Chemieunterrichts ist es üblich, ein chemisches Experiment in ein Demonstrationsexperiment, das von einem Lehrer durchgeführt wird, und ein Schülerexperiment, das von Schülern durchgeführt wird, zu unterteilen.
Demonstrationsexperimente sind eine notwendige Art von Experimenten. Es wird in folgenden Fällen verwendet:
wenn Studierende, insbesondere in den ersten Phasen der Ausbildung, die Technik der Durchführung von Experimenten nicht ausreichend beherrschen und daher nicht in der Lage sind, diese selbstständig durchzuführen;
wenn die technische Ausstattung des Erlebnisses für die Studierenden schwierig ist oder keine entsprechende Ausrüstung in ausreichender Menge vorhanden ist;
wenn einzelne Laborexperimente durch Demonstrationsexperimente ersetzt werden, um Zeit zu sparen und bei unzureichenden Reagenzienmengen;
wenn die Demonstration die von den Studierenden erbrachten Erfahrungen hinsichtlich Außenwirkung und Überzeugungskraft übertrifft;
wenn den Schülern aufgrund von Sicherheitsvorschriften die Verwendung bestimmter Stoffe (Brom, festes Kaliumpermanganat usw.) untersagt ist.
Die Hauptanforderung an jedes chemische Experiment besteht darin, dass es für die Schüler völlig sicher sein muss.
Der Lehrer ist sowohl moralisch als auch rechtlich für den Unfall verantwortlich. Daher sind eine Vorprüfung der Experimente und die Einhaltung aller Sicherheitsanforderungen für alle im Chemieraum tätigen Personen verpflichtend. Der Hauptgarant für die Sicherheit von Demonstrationsexperimenten ist die hohe technische Kompetenz des Lehrers, der über entsprechende Sicherheitskompetenzen verfügt.
Schülerexperimente werden üblicherweise in Laborexperimente, praktische Übungen und Heimexperimente unterteilt.
Der didaktische Zweck von Laborexperimenten besteht darin, neue Erkenntnisse zu gewinnen, da sie während des Studiums von neuem Material durchgeführt werden. Die praktische Arbeit wird in der Regel am Ende des Studiums eines Themas durchgeführt und hat zum Ziel, das Wissen zu festigen und zu systematisieren sowie die experimentellen Fähigkeiten der Studierenden zu formen und weiterzuentwickeln. Je nach Organisationsform von Laborexperimenten: 1) individuell, 2) Gruppe, 3) kollektiv. Die Ergebnisse der Experimente sollten in Arbeitsbüchern festgehalten werden.
Praktische Kurse sind:
nach Weisung durchgeführt werden,
experimentelle Aufgaben.
Praktische Übungen sind ein komplexer Unterrichtstyp. Die Schüler führen die Experimente zu zweit nach den Anleitungen in den Lehrbüchern durch.
Der Lehrer muss die gesamte Klasse überwachen und die Handlungen der Schüler korrigieren. Nach Abschluss der Experimente füllt jeder Schüler einen Bericht auf dem Formular aus.
Experimentelle Aufgaben enthalten keine Anweisungen, sondern nur Bedingungen. Die Vorbereitung zur Lösung experimenteller Probleme erfolgt stufenweise. Zunächst werden die Aufgaben von der gesamten Klasse theoretisch gelöst. Anschließend führt der Schüler ein Experiment durch. Danach beginnt die Klasse, ähnliche Aufgaben am Arbeitsplatz auszuführen.
Ein Heimversuch gehört zu den Formen der selbstständigen Arbeit, die sowohl für die Entwicklung des Interesses an Chemie als auch für die Festigung von Wissen und vielen praktischen Fähigkeiten von großer Bedeutung sind.
PlanenKlassifizierung chemischer Lehrexperimente
Chemisches Lehrexperiment
Demo
Student
Laborexperimente
Praktischer Unterricht
Workshops
Heimexperimente
Forschung
Illustrativ
Neben Forschungsarbeiten in Form von Hausaufgaben gibt es auch außerschulische Forschungsaktivitäten.
Außerschulische Forschungsaktivitäten von Studierenden können durch folgende Formen der Beteiligung von Schülern daran dargestellt werden: Schule, nichtstaatliche Bildungseinrichtung; Olympiaden, Wettbewerb, Projektaktivitäten; intellektuelle Marathons; Forschungskonferenzen verschiedener Art; Wahlfächer, Wahlfächer, Wahlfächer; Prüfungsunterlagen.
Forschungsarbeit ist wie jede Kreativität nur auf freiwilliger Basis möglich und wirksam. Daher sollte das Thema der wissenschaftlichen Forschung sein: interessant für den Studierenden, faszinierend für ihn; machbar; originell (es erfordert ein Element der Überraschung, Ungewöhnlichkeit); zugänglich; muss den Altersmerkmalen der Studierenden entsprechen.
Bildungs- und Forschungsaktivitäten tragen dazu bei: Interesse zu wecken, Wissen zu diesem Thema zu erweitern und zu aktualisieren, Ideen über interdisziplinäre Verbindungen zu entwickeln; Entwicklung intellektueller Initiativen, die Voraussetzungen für die Entwicklung einer wissenschaftlichen Denkweise schaffen; Beherrschung einer kreativen Herangehensweise an jede Art von Aktivität; Ausbildung in Informationstechnologie und im Umgang mit Kommunikationsmedien; eine vorberufliche Ausbildung erhalten; sinnvolle Gestaltung der Kinderfreizeit. Die gebräuchlichste Form der Verteidigung von Forschungsarbeiten ist das Modell der kreativen Verteidigung.
Das kreative Schutzmodell geht davon aus:
Gestaltung eines Standes mit Dokumenten und Anschauungsmaterial zum genannten Thema, deren Kommentierung;
Vorführung von Videoaufnahmen, Dias, Anhören von Audioaufnahmen, Präsentation eines Fragments als Grundlage eines Teils der Studie;
Schlussfolgerungen zur Arbeit in Form einer Präsentation der Ergebnisse;
Wissenschaftliche Arbeit sollte sein:
Forschung;
Aktuell;
Praktische Bedeutung für den Autor selbst und die Schule haben.
Kreative Entdeckungen und methodische Errungenschaften des Lehrers
Die Rolle der Chemie bei der Lösung von Umweltproblemen ist enorm. In meiner Arbeit verwende ich aktive Lernmethoden: nicht-traditionelle Unterrichtsstunden, Wahlfächer, Umweltprojekte, Seminare, Konferenzen. Die Ökologisierung eines chemischen Experiments beinhaltet die experimentelle Prüfung der Reinheit von Lebensmitteln und dient als Grundlage für die Schaffung problematischer Situationen.
Studienjahr 2010-2011
Im Jahr 2010 erhielt ich von der Städtischen Bildungseinrichtung der Bildungseinrichtung TsVR des Stadtbezirks Wolschski der Region Samara in der 11. Klasse eine Urkunde über den 1. Platz bei der regionalen wissenschaftlichen und praktischen Konferenz
Man unterscheidet folgende Arten von Schulchemieversuchen: Demonstrationsversuch, Laborversuch, Laborarbeit, praktische Arbeit, Laborwerkstatt und Heimversuch.
Abhängig von der Art der Auswirkungen auf das Denken der Schüler und der Methodik zur Organisation eines chemischen Experiments in der Schule kann es in einer Forschungs- und Anschauungsform durchgeführt werden.
Die illustrative Methode wird manchmal als Methode des vorgefertigten Wissens bezeichnet: Der Lehrer teilt zunächst mit, was als Ergebnis des Experiments erreicht werden soll, und veranschaulicht dann das Gesagte durch eine Demonstration, oder der untersuchte Stoff wird durch die Durchführung eines Labors bestätigt Experiment.
Forschung ist eine Methode, bei der die Schüler aufgefordert werden, Reagenzien und Geräte für die Durchführung eines Experiments auszuwählen, das Ergebnis vorherzusagen, die Hauptsache in Beobachtungen hervorzuheben und ihre eigenen Schlussfolgerungen zu ziehen. Der Lehrer führt das Experiment wie unter Anleitung der Schüler durch, führt die vorgeschlagenen Versuchshandlungen durch, kommentiert die Sicherheitsregeln für die Durchführung des Experiments und stellt klärende Fragen.
In der ersten Phase des Chemiestudiums erweist sich die anschauliche Methode der Durchführung von Demonstrationsexperimenten als effektiver als die Forschungsmethode. In diesem Fall haben die Studierenden weniger Schwierigkeiten, Beobachtungen anschließend zu beschreiben und Schlussfolgerungen zu formulieren. Der Einsatz der illustrativen Methode sollte sich jedoch nicht nur auf den kompetenten Kommentar des Lehrers beschränken. Die Schüler werden durch ein heuristisches Gespräch, das der Lehrer während der Demonstration aufgebaut hat, über umfassendere Kenntnisse verfügen. Da die Bereitschaft von Schülern zur selbstständigen Beobachtung im Chemiestudium zunimmt, ist es möglich, den Anteil der Forschungsmethode an der Durchführung von Demonstrationen zu erhöhen. Die richtige Wahl der Organisationsform des Experiments ist ein Indikator für die pädagogischen Fähigkeiten des Lehrers.
Ein chemisches Experiment in der Schule kann in ein Demonstrationsexperiment, bei dem der Lehrer das Experiment vorführt, und ein Schülerexperiment, das von Schülern durchgeführt wird, unterteilt werden.
Am häufigsten und am schwierigsten zu lehren ist die Durchführung von Demonstrationsexperimenten, bei denen Objekte und Prozesse beobachtet werden.
Eine Demonstration ist ein Experiment, das im Klassenzimmer von einem Lehrer, einem Laborassistenten oder manchmal auch einem der Schüler durchgeführt wird. Der Lehrer nutzt dieses Experiment zu Beginn des Kurses, um den Schülern das Beobachten von Prozessen, Arbeitsweisen und Manipulationen beizubringen. Dies weckt das Interesse der Schüler am Thema, beginnt ihre praktischen Fähigkeiten zu entwickeln und führt sie in chemische Glasgeräte, Instrumente, Substanzen usw. ein. Das Demonstrationsexperiment kommt dann zum Einsatz, wenn es zu komplex ist, als dass die Schüler es alleine durchführen könnten.
Die Schule verwendet zwei Arten von Demonstrationsexperimenten:
Demonstrationen, bei denen der Schüler die Gegenstände der Demonstrationen direkt beobachtet. Dabei zeigen sie Stoffe und führen mit ihnen verschiedene chemische Operationen durch, zum Beispiel Erhitzen, Verbrennen, oder demonstrieren Experimente in großen Gefäßen – Gläsern, Kolben etc.
2. Indirekte Demonstrationen werden in Fällen eingesetzt, in denen die ablaufenden Prozesse kaum wahrnehmbar sind oder von den Sinnen schlecht wahrgenommen werden. In diesen Fällen werden chemische Prozesse mit verschiedenen Geräten nachgebildet. So werden schlecht sichtbare chemische Reaktionen mit einem Grafikprojektor auf eine Leinwand projiziert, elektrolytische Dissoziationsprozesse mit Sonden nachgewiesen und die Dichte von Lösungen mit Aräometern bestimmt.
Diese beiden Demonstrationsarten sollten geschickt eingesetzt werden und dürfen die Bedeutung einer davon nicht überbewerten; beispielsweise können nicht alle Experimente nur durch Projektion auf eine Leinwand gezeigt werden, da die Schüler in diesem Fall die ablaufenden Stoffe und Prozesse nicht direkt sehen. Folglich werden sie keine spezifischen Vorstellungen über sie erwerben. Manchmal erweist es sich als ratsam, eine kombinierte Technik aus direkten und indirekten Demonstrationen zu verwenden, bei der gut sichtbare Vorgänge in Glasgefäßen gezeigt werden und einzelne, schlecht sichtbare Details auf die Leinwand projiziert werden. Oder bei einer indirekten Demonstration werden die aufgenommenen und gewonnenen Stoffe auf dem Demonstrationstisch (oder den Schülertischen) angezeigt und die Prozesse zwischen ihnen auf die Leinwand projiziert.
Die didaktische Wirkung von Demonstrationsexperimenten hängt unter anderem von der Technik der Versuchsdurchführung und der Schaffung optimaler Bedingungen für die Klarheit dessen ab, was der Lehrer zeigen und beweisen möchte, d.h. das Ziel des Experiments erreichen.
Voraussetzungen für den Demonstrationsexperiment:
Sicherheit des Experiments;
Einhaltung der Bedingungen eines bestimmten Abstands der Beobachtungsobjekte zum Betrachter, Lichtverhältnisse, Stoffmengen, Größen und Formen von Geschirr und Geräten;
Kombination aus Erfahrungsnachweis und Lehrerkommentar.
Die letzte Anforderung spielt bei der Demonstration eine große Rolle, wenn der Lehrer durch Kommentare die Beobachtung des Experiments leitet. Die Durchführung eines Experiments durch einen Lehrer kann sowohl mit einer rein illustrativen Methode als auch mit einer teilweise explorativen Methode durchgeführt werden.
Somit werden im Demonstrationsprozess drei Funktionen des Bildungsprozesses ausgeführt: Bildung, Bildung und Entwicklung. Demonstrationserfahrungen ermöglichen es den Studierenden, grundlegende theoretische Konzepte der Chemie zu entwickeln, bieten eine visuelle Wahrnehmung chemischer Phänomene und spezifischer Substanzen, entwickeln logisches Denken und offenbaren die praktische Bedeutung der Chemie. Mit seiner Hilfe werden Studierende vor kognitive Probleme gestellt und Hypothesen aufgestellt, die experimentell überprüft werden. Es fördert die Festigung und weitere Anwendung des untersuchten Materials.
Ein Schülerexperiment ist eine Form der selbstständigen Arbeit. Es bereichert die Studierenden nicht nur mit neuen Kenntnissen, Konzepten und Fähigkeiten, sondern beweist auch die Richtigkeit des erworbenen Wissens, was ein tieferes Verständnis und eine tiefere Aufnahme des Stoffes gewährleistet. Es ermöglicht Ihnen, das Prinzip des Polytechnikums – Verbindung mit dem Leben, mit praktischer Tätigkeit – besser umzusetzen.
Studentenexperimente werden in zwei Arten unterteilt: 1) Laborexperimente, die von Studenten durchgeführt werden, um sich neues Wissen anzueignen; 2) praktische Arbeit, die Studierende nach Abschluss eines oder zweier Themen durchführen.
Laborexperimente haben pädagogischen und entwicklungsfördernden Charakter und spielen beim Studium der Chemie eine äußerst wichtige Rolle.
Der Zweck von Laborexperimenten besteht darin, neues Wissen zu erlangen und neues Material zu untersuchen. Sie üben zunächst Handlungsweisen ein, meist arbeiten die Studierenden zu zweit.
Praktische Lehrveranstaltungen werden in der Regel am Ende des Studiums eines Themas mit dem Ziel durchgeführt, das Wissen zu festigen, zu konkretisieren, praktische Fähigkeiten zu entwickeln und die vorhandenen Fähigkeiten der Studierenden zu verbessern. Im praktischen Unterricht führen sie selbstständig und nach Anleitung Experimente durch, oft auch einzeln.
Die Durchführung praktischer Arbeiten ermöglicht es den Studierenden, die erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten in selbstständiger Arbeit anzuwenden, Schlussfolgerungen und Verallgemeinerungen zu ziehen, und dem Lehrer die Beurteilung des Niveaus der erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten der Studierenden. Die praktische Arbeit ist eine Art Abschluss, der letzte Schritt beim Studium von Themen und Abschnitten.
Die Studierenden müssen sich auf die praktische Arbeit vorbereiten und das Experiment selbstständig durchdenken. In vielen Fällen erfolgt die praktische Arbeit in Form experimenteller Problemlösungen, im Gymnasium in Form eines Workshops, bei dem nach Bearbeitung mehrerer Themen in mehreren Unterrichtsstunden praktische Arbeiten durchgeführt werden. Ein geschickt eingesetzter chemischer Versuch ist nicht nur für die Erreichung der gesetzten Bildungsziele im Chemieunterricht, sondern auch für die Entwicklung der kognitiven Interessen der Studierenden von großer Bedeutung. Wenn ein Lehrer ein chemisches Experiment fließend beherrscht und es nutzt, um den Schülern beim Erwerb von Wissen und Fertigkeiten zu helfen, dann beschäftigen sich die Schüler mit Interesse mit Chemie. Ohne ein chemisches Experiment im Chemieunterricht können die Chemiekenntnisse der Schüler eine formale Konnotation bekommen – das Interesse an dem Fach sinkt stark.
Aus Sicht des Lernprozesses sollte ein Schülerexperiment die folgenden Phasen durchlaufen: 1) Bewusstsein für den Zweck des Experiments; 2) Untersuchung der vorgeschlagenen Stoffe; 3) Montage oder Verwendung eines fertigen Geräts; 4) Durchführung des Experiments; 5) Analyse der Ergebnisse und Schlussfolgerungen; 6) Erläuterung der erzielten Ergebnisse und Verwendung chemischer Gleichungen; 7) Erstellung eines Berichts.
Jeder Schüler muss verstehen, warum er das Experiment durchführt und wie er das ihm gestellte Problem lösen kann. Er untersucht Stoffe organoleptisch oder mit Hilfe von Instrumenten und Indikatoren, untersucht die Teile des Gerätes oder das gesamte Gerät. Durch die Durchführung des Experiments beherrscht der Schüler Techniken und Manipulationen, beobachtet und bemerkt die Merkmale des Prozesses und unterscheidet wichtige von unwichtigen Änderungen. Nach Abschluss des Experiments muss er einen Bericht schreiben.
Im Praxisunterricht wird viel Wert auf die Entwicklung praktischer Fähigkeiten gelegt, da deren Grundlagen bereits in den ersten Phasen des Chemiestudiums gelegt und in den Folgeveranstaltungen ausgebaut und verbessert werden.
Es gibt zwei Arten von praktischen Übungen: solche, die nach Anleitung durchgeführt werden, und solche, die experimentell durchgeführt werden.
Anweisungen sind die indikative Grundlage für die Aktivitäten der Schüler. Es beschreibt ausführlich jeden Versuchsabschnitt, gibt Hinweise zur Vermeidung von Fehlhandlungen und enthält Hinweise zu Sicherheitsmaßnahmen bei der Durchführung der Arbeiten. Anweisungen für Laborversuche und praktische Aufgaben müssen klar und konsistent sein. Bei der Durchführung von Arbeiten reichen jedoch schriftliche Anweisungen allein nicht aus; der Lehrer muss im Rahmen der vorbereitenden Vorbereitung der Schüler auf die praktische Arbeit Labortechniken und -manipulationen kompetent und anschaulich demonstrieren.
Experimentelle Aufgaben enthalten keine Anweisungen, sondern nur Bedingungen. Die Studierenden müssen einen Lösungsplan entwickeln und diesen selbstständig umsetzen.
Die Vorbereitung auf den praktischen Unterricht ist allgemeiner Natur. Gleichzeitig werden die in verschiedenen Themenbereichen erlernten Materialien genutzt und praktische Fähigkeiten ausgebildet. In den vorherigen Unterrichtsstunden verwendete der Lehrer die Instrumente, die die Schüler im praktischen Unterricht verwenden werden, besprach die Bedingungen und Merkmale des Experiments usw.
Zu Beginn der Praxisstunde ist ein kurzes Gespräch über Sicherheitsregeln und Schwerpunkte der Arbeit erforderlich. Alle in der Arbeit verwendeten Instrumente werden zusammengebaut auf dem Demonstrationstisch platziert.
Eine praktische Lektion zur Lösung experimenteller Probleme ist eine Art Test und wird daher etwas anders durchgeführt als eine praktische Lektion nach Anleitung.
Die Studierenden können darauf vorbereitet werden, experimentelle Probleme schrittweise zu lösen.
1. Zunächst löst die gesamte Klasse das Problem theoretisch. Dazu ist es notwendig, die Bedingungen des Problems zu analysieren, Fragen zu formulieren, die beantwortet werden müssen, um das Endergebnis zu erhalten, und Experimente vorzuschlagen, die zur Beantwortung jeder Frage erforderlich sind.
2. Einer der Studierenden löst die Aufgabe theoretisch an der Tafel.
3. Ein Schüler führt an der Tafel ein Experiment durch. Danach beginnt die Klasse, ähnliche Probleme am Arbeitsplatz zu lösen.
Um eine größere Selbstständigkeit und Aktivität der Studierenden im Arbeitsprozess zu erreichen, empfiehlt es sich, die Versuchsaufgaben nach Optionen zu verteilen.
Bei der experimentellen Lösung chemischer Probleme werden von den Studierenden die selbstständige Durchführung chemischer Experimente zum Wissenserwerb oder zur Bestätigung von Vermutungen gefordert. Dies stellt die Entwicklung ihrer kognitiven Aktivität bei der Durchführung eines chemischen Experiments sicher.
LEHRPLAN
| Zeitungsnr. | Unterrichtsmaterial |
|---|---|
| 17 | Vorlesung Nr. 1. Inhalte des Schulchemiekurses und seine Variabilität. Propädeutischer Chemiekurs. Grundkurs Chemie in der Schule. Chemiekurs an der Oberstufe.(G.M. Chernobelskaya, Doktor der Pädagogischen Wissenschaften, Professor) |
| 18 | Vorlesung Nr. 2. Vorberufliche Vorbereitung von Grundschülern in Chemie. Essenz, Ziele und Zielsetzungen. Berufsvorbereitende Wahlfächer. Methodische Empfehlungen für ihre Entwicklung.(E.Ya. Arshansky, Doktor der Pädagogischen Wissenschaften, außerordentlicher Professor) |
| 19 | Vorlesung Nr. 3. Profilausbildung in Chemie auf der höheren Ebene der Allgemeinbildung. Ein einheitlicher methodischer Ansatz zur Strukturierung von Inhalten in Klassen mit unterschiedlichen Profilen. Variable Inhaltskomponenten.(E.Ya. Arshansky) |
| 20 | Vorlesung Nr. 4. Individualisierte Technologien für den Chemieunterricht. Grundvoraussetzungen für den Aufbau individualisierter Lerntechnologien (ITI). Organisation der selbstständigen Arbeit der Studierenden in verschiedenen Phasen des Unterrichts im TIO-System. Beispiele moderner TIOs.(T.A. Borovskikh, Kandidat der Pädagogischen Wissenschaften, außerordentlicher Professor) |
| 21 | Vorlesung Nr. 5. Modulare Unterrichtstechnik und ihr Einsatz im Chemieunterricht. Grundlagen der modularen Technologie. Methoden zum Aufbau von Modulen und modularen Programmen in der Chemie. Empfehlungen zum Einsatz von Technik im Chemieunterricht.(P.I. Bespalov, Kandidat der Pädagogischen Wissenschaften, außerordentlicher Professor) |
| 22 | Vorlesung Nr. 6. Chemisches Experiment in einer modernen Schule. Arten von Experimenten. Funktionen eines chemischen Experiments. Ein problembasiertes Experiment mit modernen technischen Lehrmitteln.(P. I. Bespalov) |
| 23 | Vorlesung Nr. 7.Ökologischer Bestandteil im schulischen Chemieunterricht. Kriterien für die Inhaltsauswahl. Ökologisch orientiertes chemisches Experiment. Bildungs- und Forschungsumweltprojekte. Probleme mit Umweltinhalten.(V.M. Nazarenko, Doktor der Pädagogischen Wissenschaften, Professor) |
| 24 | Vorlesung Nr. 8.Überwachung der Ergebnisse des Chemietrainings. Formen, Arten und Methoden der Kontrolle. Testkontrolle der Kenntnisse in Chemie.(M.D. Trukhina, Kandidatin der Pädagogischen Wissenschaften, außerordentliche Professorin) |
Abschlussarbeit. Entwicklung eines Unterrichts gemäß dem vorgeschlagenen Konzept. Bis spätestens 28.02.2007 muss ein Kurzbericht über die Abschlussarbeit zusammen mit einer Bescheinigung der Bildungseinrichtung an die Pädagogische Hochschule geschickt werden. |
|
P. I. BESPALOV
VORTRAG Nr. 6
Chemisches Experiment in einer modernen Schule
Vorlesungsübersicht
Arten von Experimenten und Methoden ihrer Verwendung.
Funktionen eines chemischen Experiments.
Problemexperiment.
Es gibt drei Wissensquellen: Autorität, Vernunft, Erfahrung.
Die Autorität reicht jedoch nicht aus, wenn sie nicht vorhanden ist
rationale Grundlage, ohne die er Missverständnisse erzeugt,
aber nur Annahme im Glauben; und die Vernunft allein kann den Sophismus nicht unterscheiden
aus echten Beweisen, wenn er sich nicht rechtfertigen kann
Ihre Schlussfolgerungen aus Erfahrung.
Roger Bacon
EINFÜHRUNG
Ein chemisches Experiment ist die wichtigste Methode und Mittel im Chemieunterricht. Die Methodik zur Verwendung eines chemischen Experiments im Chemieunterricht ist von Methodenwissenschaftlern ausreichend erforscht und entwickelt. Derzeit besteht jedoch erneutes Interesse an diesem Thema. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, dass sich die Inhalte des Studienfachs stark verändern und propädeutische und Wahlfächer entstehen. All dies erfordert die Suche nach neuen Erfahrungen, die in die modernen Inhalte des Chemieunterrichts in der Schule passen.
Generell hängen sowohl der Bildungsinhalt als auch die Auswahl eines chemischen Experiments von der sozialen Ordnung der Gesellschaft ab. Dies lässt sich in den Veröffentlichungen der Zeitschrift „Chemistry at School“ beobachten. Beispielsweise waren in der Nachkriegszeit, als die durch den Krieg zerstörte Volkswirtschaft wiederhergestellt wurde, zahlreiche Artikel der chemischen Produktion gewidmet. Unter den Rubriken „Chemisches Experiment“ und „Außerschulische Aktivitäten“ wurden bestehende Laboranlagen zur Herstellung verschiedener Stoffe beschrieben. Später wurde die Landwirtschaft zum Schwerpunkt. Landwirtschaftliche Themen manifestierten sich in der Synthese von Herbiziden, Pestiziden, verschiedenen Wachstumsstimulanzien usw.
ARTEN VON EXPERIMENTEN UND METHODEN ZU IHRER VERWENDUNG
Es ist bekannt, dass ein Chemieexperiment in der Schule in Demonstrationsexperimente und Schülerexperimente unterteilt wird. Je nach Zweck und Art der Organisation werden Schülerversuche in Laborversuche, praktische Übungen und Heimversuche unterteilt.
Demonstrationsexperiment
Ein chemisches Demonstrationsexperiment ist das Hauptvisualisierungsmittel im Unterricht. Dies wird durch die Besonderheiten der Chemie als experimentelle Wissenschaft bestimmt. Daher nimmt das Experiment einen der führenden Plätze ein. Es ermöglicht nicht nur die Identifizierung von Fakten, sondern auch die Einführung in die Methoden der chemischen Wissenschaft.
Der Demonstrationsexperiment wird von einem Lehrer oder Laborassistenten durchgeführt. In manchen Fällen kann ein Schüler ein einfaches Experiment vorführen.
Wann wird ein Demonstrationsexperiment im Unterricht eingesetzt?
Zu Beginn des Schulkurses - um experimentelle Fähigkeiten, Interesse an Chemie, Kennenlernen von Utensilien, Substanzen und Geräten zu vermitteln.
Wenn es für Schüler schwierig ist, die Aufgabe selbständig abzuschließen (Beschaffung von Ozon).
Wenn es für Schüler gefährlich ist (Explosion von Wasserstoff mit Sauerstoff).
Es gibt keine geeigneten Geräte und Reagenzien.
Bekannt und Anforderungen an ein Demonstrationsexperiment.
1. Sichtbarkeit – eine große Menge an Reagenzien und Glaswaren, sichtbar von den letzten Reihen, es sollten keine unnötigen Teile auf dem Tisch liegen. Um die Klarheit zu verbessern, können ein Overheadprojektor, ein Computer, eine Bühne und Farbbildschirme verwendet werden.
2. Einfachheit – Geräte sollten kein Durcheinander unnötiger Teile enthalten. Es sollte daran erinnert werden, dass das Untersuchungsobjekt nicht das Gerät ist, sondern der darin ablaufende chemische Prozess. Je einfacher das Gerät, desto einfacher lässt sich das Experiment erklären. Daher ist es bei der Verwendung des Kipp-Geräts, Gasometers oder Kiryushkin-Geräts erforderlich, das Funktionsprinzip des Geräts zu erläutern.
3. Sicherheit – der Chemielehrer ist für das Leben der Schüler verantwortlich. Daher müssen alle Experimente unter Einhaltung der Sicherheitsvorschriften durchgeführt werden. Bei der Demonstration von Explosionsexperimenten ist die Verwendung einer Schutzscheibe erforderlich; beim Empfang und Nachweis giftiger Gase - Zwangsbelüftung (Absaugung) usw.
4. Zuverlässigkeit – erfolglose Erfahrungen führen bei den Schülern zu Enttäuschungen. Daher ist es notwendig, das Experiment vor dem Unterricht zu üben. Gleichzeitig wird der Zeitaufwand für die Umsetzung angegeben.
5. Die Technik zur Durchführung des Experiments muss einwandfrei sein. Wenn also ein neues Experiment gemeistert werden soll, muss es gut ausgearbeitet sein. Fehler des Lehrers übertragen sich leicht auf die Schüler.
6. Die Notwendigkeit einer Erklärung demonstrativer Erfahrungen e n t a. Vor der Demonstration des Experiments ist es notwendig, den Zweck des Experiments anzugeben, die Beobachtungen der Schüler an dem Experiment auszurichten und nach dem Experiment Schlussfolgerungen zu ziehen.
Methodik zur Durchführung von Demonstrationsexperimenten
1. Den Zweck des Experiments festlegen: Warum dieses Experiment durchgeführt wird, wovon die Schüler überzeugt werden sollten, was sie verstehen sollen.
2. Beschreibung des Geräts, an dem das Experiment durchgeführt wird, und der Bedingungen für seine Durchführung.
3. Organisation der Schülerbeobachtungen: Der Lehrer muss den Schülern zeigen, welcher Teil des Geräts beobachtet werden soll.
4. Schlussfolgerung.
Es kommt vor, dass beim Unterrichten einer Lektion eine Reihe von Demonstrationsexperimenten verwendet wird. Wie lässt sich die Reihenfolge ihrer Demonstration bestimmen? Schauen wir uns am Beispiel des Themas „Sauerstoff“ an, woran Sie sich orientieren müssen.
Beim Studium des Themas „Sauerstoff“ demonstriert der Lehrer den Schülern die Verbrennung von Schwefel, Kohle, Phosphor und Eisen in Sauerstoff. Die folgende Reihenfolge der Demonstrationen ist korrekt: Kohleverbrennung, Schwefelverbrennung, Phosphorverbrennung, Eisenverbrennung. Diese Reihenfolge erklärt sich durch die äußere Wirkung, die mit der Verbrennung dieser Stoffe einhergeht. Kohle brennt in Sauerstoff stärker als in Luft. Die Verbrennung von Schwefel in Sauerstoff geht mit dem Erscheinen einer großen blauen Flamme einher. Phosphor brennt hervorragend in Sauerstoff. Und schließlich ähnelt das Verbrennen von Eisen dem Verbrennen von Wunderkerzen.
Wenn diese Reihenfolge geändert wird, ist die Wirkung nachfolgender Reaktionen geringer als die der vorherigen, was zweifellos zu Enttäuschungen bei den Schülern führt. Darüber hinaus demonstrieren wir zunächst die Verbrennung von in der Luft brennbaren Stoffen (C, S, P) in Sauerstoff und erst dann die Verbrennung des nicht brennbaren Stoffes Eisen. Bei den ersten drei Prozessen schließlich handelt es sich um die Wechselwirkung von Sauerstoff mit Nichtmetallen, und bei der letzten Demonstration handelt es sich um die Wechselwirkung von Sauerstoff mit Metallen. Wenn sich der Lehrer darauf konzentriert, formt er das systematische Wissen der Schüler.
Daher ist es bei der Auswahl der Erfahrungen notwendig, diese optimal und harmonisch in den Unterrichtsablauf einzubinden.
Schülerexperiment
Der Schülerversuch gliedert sich in Laborversuche und praktische Arbeiten. Einige Methodiker heben auch einen Workshop hervor, der in der Abschlussphase des Chemiestudiums stattfindet.
Das didaktische Ziel von Laborexperimenten ist der Erwerb neuer Erkenntnisse, denn Sie werden beim Studium neuen Materials durchgeführt. Die praktische Arbeit wird in der Regel am Ende des Studiums eines Themas durchgeführt und hat zum Ziel, das Wissen zu festigen und zu systematisieren sowie die experimentellen Fähigkeiten der Studierenden zu formen und weiterzuentwickeln.
Bei der Durchführung eines Schülerversuchs müssen folgende Schritte berücksichtigt werden:
1) Bewusstsein für den Zweck der Erfahrung;
2) Untersuchung von Substanzen;
3) Installation des Geräts (falls erforderlich);
4) Durchführung des Experiments;
5) Analyse der Ergebnisse;
6) Erläuterung der erzielten Ergebnisse, Aufstellen chemischer Gleichungen;
7) Formulierung von Schlussfolgerungen und Erstellung eines Berichts.
Je nach Organisationsform Laborexperimente kann individuell, gruppenweise und kollektiv sein. Es ist sehr wichtig, die Aktivitäten der Schüler richtig zu organisieren, sodass nur die vorgesehene Zeit für die Durchführung des Experiments aufgewendet wird. Dies erfordert eine sorgfältige Vorbereitung der Trainingsausrüstung und Reagenzien. Reagenzflaschen müssen mit Etiketten versehen sein. Werden Reagenzien in Reagenzgläsern angegeben, müssen diese nummeriert werden und es müssen entsprechende Notizen an der Tafel oder auf Zetteln angebracht werden. Während der Experimente ist es notwendig, das Handeln der Studierenden zu leiten. Nach Abschluss der Arbeiten müssen Sie eine Diskussion der Ergebnisse organisieren. Die Ergebnisse der Experimente sollten in Arbeitsbüchern festgehalten werden. Der Nachteil von Laborexperimenten besteht darin, dass es bei ihrer Durchführung nicht möglich ist, experimentelle Fähigkeiten zu entwickeln. Diese Aufgabe wird durch praktische Übungen gelöst.
Praktischer Unterricht werden in zwei Typen unterteilt: solche, die nach Anleitung durchgeführt werden, und solche, die experimentell durchgeführt werden. Anleitungen zur praktischen Arbeit bilden eine orientierende Grundlage für die Aktivitäten der Studierenden. In der Anfangsphase des Chemiestudiums werden detaillierte Anweisungen mit einer detaillierten Beschreibung der durchgeführten Operationen gegeben. Mit Abschluss der praktischen Arbeit und der Beherrschung experimenteller Fähigkeiten werden die Anweisungen immer komprimierter. Experimentelle Aufgaben enthalten keine Anweisungen, sondern nur Bedingungen. Der Student muss einen Plan zur Lösung des Problems entwickeln und diesen selbstständig umsetzen.
Vor Beginn der praktischen Arbeit führt der Lehrer die Schüler in die Regeln des sicheren Arbeitens im Chemieunterricht ein und macht auf die Durchführung komplexer Vorgänge aufmerksam. Bei der Durchführung der ersten praktischen Arbeit gibt der Lehrer eine ungefähre Form des Berichts vor und hilft den Schülern, Schlussfolgerungen zu ziehen.
Die Vorbereitung zur Lösung experimenteller Probleme erfolgt stufenweise. Zunächst werden die Aufgaben von der gesamten Klasse theoretisch gelöst. Dazu werden die Problembedingungen analysiert, zu beantwortende Fragen formuliert und Experimente vorgeschlagen. Dann löst ein Student das Problem an der Tafel theoretisch und beweist experimentell die Richtigkeit seiner Annahmen. Danach beginnt die Klasse, ähnliche Aufgaben an ihren Arbeitsplätzen auszuführen. Erfahrene Lehrkräfte führen nach und nach experimentelle Aufgaben in den Unterrichtsprozess ein. So stellt der Lehrer beispielsweise bei der Durchführung der praktischen Arbeit „Sauerstoff gewinnen und seine Eigenschaften untersuchen“ leistungsstarken Schülern die Aufgabe: „Welche der vorgeschlagenen Stoffe (KNO 3, K 2 SO 4, MnO 2) können verwendet werden?“ Sauerstoff produzieren?“
Der praktische Unterricht ist eine komplexe Art von Unterricht. Der Lehrer muss die gesamte Klasse überwachen und die Handlungen der Schüler korrigieren. Speziell ausgebildete Schüler der Klasse – Aufsichtspersonen – können dem Lehrer eine große Hilfe sein. Das kann ein Mitglied eines Kreises sein, ein Student, der sich für Chemie interessiert, oder einfach jemand, der es möchte.
Der Lehrer lädt die Aufsichtspersonen nach der Schulzeit in den Chemieunterricht ein und lädt sie ein, die anstehenden praktischen Arbeiten unter seiner Aufsicht zu absolvieren und dabei auf mögliche Fehler und Feinheiten zu achten.
Jeder Prüfer erhält dann ein Protokollblatt und weist darauf hin, wie es auszufüllen ist. Hier ist ein Ausschnitt eines solchen Blattes für die praktische Arbeit „Gewinnung von Kupfersulfat“.
Abrechnungsblatt
| Inhalt der Operation | Beurteilung der Betriebsleistung | |||
|---|---|---|---|---|
| Iwanow | Petrow | Sidorow | Sergejew | |
| Nehmen Sie eine Flasche Schwefelsäurelösung, sodass sich das Etikett unter Ihrer Handfläche befindet | ||||
| Gießen Sie 20 ml Schwefelsäurelösung in ein Glas | ||||
| Nehmen Sie einen Tropfen Säure aus dem Flaschenhals | ||||
| Bauen Sie das Stativ richtig zusammen und stellen Sie ein Glas Schwefelsäure auf das Gitter | ||||
| Platzieren Sie die Alkohollampe so unter dem Netz, dass die Oberseite der Flamme das Netz berührt | ||||
| .............................. usw. | ||||
| Sauberkeit des Arbeitsplatzes | ||||
| Einhaltung der Sicherheitsvorschriften | ||||
Aufsichtspersonen müssen außerdem Kommunikations- und Verhaltensstile erlernen. Wichtig ist, dass sie verantwortungsbewusst an die gestellte Aufgabe herangehen, kontaktfreudig sind und sich nicht arrogant verhalten.
Danach werden die Aufsichtspersonen während des Unterrichts damit beauftragt, eine Mikrogruppe von 3-4 Schülern zu beaufsichtigen, die an benachbarten Tischen sitzen und praktische Arbeiten durchführen. Führt ein Student eine Operation korrekt und selbständig ohne Eingreifen einer Aufsichtsperson durch, erhält er dafür 1 Punkt; macht er bei der Durchführung der Operation einen Fehler, erhält er keine Punkte.
Der ausgefüllte Abrechnungsbogen wird nach Abschluss der Arbeiten der Lehrkraft ausgehändigt und ist bei der Prüfung des Berichts in den Heften zu berücksichtigen. Wenn Schüler eine Beschwerde gegen die Aufsichtsperson erhalten, muss der Lehrer diese prüfen und eine faire Entscheidung treffen. Die Aufsichtspersonen überwachen nicht nur die Arbeit der Studierenden, sondern geben ihnen auch die nötige Hilfestellung, erklären Unklarheiten, d.h. üben einige Lehrerfunktionen in ihrer Gruppe aus.
Die Erfahrung mit der Anwendung dieser Technik in der Anfangsphase des Chemiestudiums hat ihre hohe Wirksamkeit gezeigt.
Heimexperiment
Ein chemisches Heimexperiment gehört zu den Formen der selbstständigen Arbeit für Studierende, die sowohl für die Entwicklung des Interesses an Chemie als auch für die Festigung von Wissen und vielen praktischen Fähigkeiten von großer Bedeutung ist. Bei einigen Heimversuchen fungiert der Student als Forscher, der die ihm gegenüberstehenden Probleme selbstständig lösen muss. Daher ist nicht nur der didaktische Wert dieser Art von Schülerexperimenten wichtig, sondern auch der pädagogische und entwicklungspolitische Wert.
Ab den ersten Unterrichtsstunden des Chemiestudiums ist es notwendig, die Schüler anzuweisen, Experimente nicht nur in der Schule, sondern auch zu Hause durchzuführen. Heimexperimente umfassen Experimente, die keine komplexen Installationen und teuren Reagenzien erfordern. Die verwendeten Reagenzien müssen sicher sein und in Baumärkten oder Apotheken erworben werden. Bei der Verwendung dieser Reagenzien ist jedoch eine Rücksprache mit einem Lehrer erforderlich.
Die vorgeschlagenen Experimente können vielfältiger Natur sein. Einige sind mit der Beobachtung von Phänomenen verbunden (Verschmelzen von Soda- und Essiglösungen), andere mit der Trennung eines Stoffgemisches und wieder andere erfordern die Erklärung der beobachteten Phänomene anhand Ihrer Chemiekenntnisse. Dazu gehören auch experimentelle Aufgaben, bei denen die Schüler vom Lehrer keine vorgefertigten Anweisungen zur Technik der Versuchsdurchführung erhalten, beispielsweise zum experimentellen Nachweis des Vorhandenseins von Salzen im Trinkwasser.
Es ist ratsam, dass ältere Familienmitglieder des Kindes während des Experiments anwesend sind.
Für den Lehrer ist es hilfreich, für jedes Thema Anleitungen zur Durchführung von Experimenten zu erstellen. Dann wird diese Richtung systemischer Natur sein.
Ein ebenso wichtiger Punkt in der Arbeit der Studierenden ist die Erstellung schriftlicher Berichte über die Ergebnisse eines häuslichen chemischen Experiments. Sie können den Studierenden empfehlen, Berichte in der Form zu verfassen, die sie bei der praktischen Arbeit verwenden.
Der Lehrer kann die Hausberichte in den Arbeitsbüchern der Schüler systematisch überprüfen und den Schülern zuhören, wie sie über die Ergebnisse der geleisteten Arbeit sprechen.
FUNKTIONEN CHEMISCHER EXPERIMENTE
Während des Lernprozesses erfüllt ein chemisches Experiment verschiedene Funktionen 1. Schauen wir uns einige davon an.
Heuristische Funktion eines chemischen Experiments manifestiert sich in der Etablierung von Neuem
A) Fakten; B) Konzepte und C) Muster.
a) Ein Beispiel ist die Reaktion von Wasserstoffgas mit Kupfer(II)-oxid. Durch die Beobachtung dieser Demonstration stellen die Schüler fest, dass Wasserstoff unter bestimmten Bedingungen mit Metalloxiden reagieren und das Metall zu einer einfachen Substanz reduzieren kann.
b) Ein chemisches Experiment birgt großes Potenzial für die Bildung neuer Konzepte. Beim Studium des Themas „Sauerstoff“ demonstriert der Lehrer beispielsweise eine Methode zur Herstellung von Sauerstoff aus Wasserstoffperoxid. Um den Zersetzungsprozess von Wasserstoffperoxid zu beschleunigen, wird Mangandioxid in das Reagenzglas gegeben. Nachdem die Reaktion abgeschlossen ist, gibt der Lehrer die Definition eines Katalysators.
c) Die Funktion, Abhängigkeiten und Muster zu erkennen, kommt bei der Beschäftigung mit dem Thema „Muster chemischer Reaktionen“ besonders zum Tragen. Ein Demonstrationsexperiment ermöglicht es uns, die Abhängigkeit der Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion von der Art der reagierenden Substanzen, der Konzentration, der Kontaktoberfläche der reagierenden Substanzen usw. zu ermitteln.
Korrekturfunktion eines chemischen Experiments manifestiert sich in Schwierigkeiten überwinden Beherrschung des theoretischen Materials und Fehlerbehebung Studenten. Sehr oft glauben Studierende, dass bei der Reaktion von Lösungen von Chlorwasserstoff und Schwefelsäure mit Kupfer Wasserstoff freigesetzt wird. Um solche Fehler zu korrigieren, ist es hilfreich, die folgende Erfahrung zu demonstrieren. Kupferstücke werden mit Salzsäure und Schwefelsäurelösung in Reagenzgläser gegeben. Die Schüler beobachten, dass unter normalen Bedingungen und beim Erhitzen kein Wasserstoff freigesetzt wird.
Die Anpassung des Prozesses des Erwerbs experimenteller Fähigkeiten wird durch demonstrierende Experimente erleichtert Folgen einer fehlerhaften Durchführung bestimmter chemischer Vorgänge. Zum Beispiel, wie man konzentrierte Schwefelsäure mit Wasser verdünnt. Dazu wird konzentrierte Schwefelsäure in ein hohes Becherglas gegossen. Das Glas wird mit einem Blatt Filterpapier abgedeckt und mit einer Pipette wird heißes Wasser durch ein Loch im Papier gegossen. Wenn Wasser mit Säure in Kontakt kommt, bilden sich Dämpfe und die Lösung spritzt. Wenn Schwefelsäure zu Wasser gegeben wird und die Lösung gerührt wird, verläuft die Auflösung ruhig.
Verallgemeinernde Funktion eines chemischen Experiments ermöglicht es uns, Voraussetzungen für die Konstruktion verschiedener Arten empirischer Verallgemeinerungen zu entwickeln. Anhand einer Versuchsreihe kann man beispielsweise einen allgemeinen Rückschluss auf die Zugehörigkeit verschiedener Stoffklassen zu Elektrolyten ziehen.
Forschungsfunktion eines chemischen Experiments manifestiert sich am deutlichsten im problembasierten Lernen. Betrachten wir dieses Problem genauer.
PROBLEM-EXPERIMENT
Wie Sie wissen, ist der Ausgangspunkt jeder gezielten Forschung ein Problem. Die Suche nach Lösungsmöglichkeiten für ein Problem führt dazu, dass der Forscher die eine oder andere Idee vorschlägt – eine erste Annahme. Von dem Moment an, in dem die anfängliche Annahme geboren wird, beginnt der Prozess der Hypothesenbildung. Erste Annahmen werden in Form einer Vermutung geboren, d. h. intuitiv. Eine Idee für eine mögliche Lösung eines Problems zu finden, ist ein zutiefst kreativer Prozess und es gibt keine einheitliche Lösung. Die anfängliche Annahme kommt jedoch nicht aus der Luft. Es ist das Ergebnis der Untersuchung neuer Fakten durch den Forscher, die auf in der Wissenschaft gesammelten Erkenntnissen basieren. Die Untermauerung einer Idee mit immer neuen Argumenten führt zur Schaffung einer vernünftigen Annahme – einer Hypothese.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Wahrheit einer Hypothese zu bestätigen. Die wichtigste und gebräuchlichste Methode besteht darin, die daraus resultierenden Konsequenzen abzuleiten und zu überprüfen, d. h. Feststellung der Übereinstimmung mit den tatsächlichen Daten und deren Konsistenz. In diesem Fall basiert die Argumentation auf dem folgenden Schema: Wenn die Hauptannahme der Hypothese wahr ist, dann sollten in Wirklichkeit diese oder jene spezifischen Phänomene auftreten. Werden diese Phänomene durch gezielte Beobachtung, in wissenschaftlichen Experimenten oder in der Praxis entdeckt, dann wird die Hypothese bestätigt. Auf diese Weise wurde einst die Hypothese über die Existenz von Ionen in Lösungen bestätigt.
Eine andere Möglichkeit, eine Hypothese zu bestätigen, besteht darin, Objekte direkt zu erkennen, deren Existenzidee der Hauptinhalt der Hypothese war. Diese Methode wurde von D. I. Mendeleev häufig verwendet, um die Eigenschaften noch nicht entdeckter Elemente vorherzusagen.
Und schließlich kann eine Hypothese bestätigt werden, indem man sie deduktiv aus einem anderen, aber bereits verlässlichen Wissen ableitet – einer wissenschaftlichen Theorie, einem Gesetz. Dazu ist es notwendig, dass mit der Entwicklung der Wissenschaft ein Gesetz zuverlässig etabliert wird, aus dem diese Hypothese abgeleitet werden kann. Ein Beispiel ist die Entdeckung von Verbindungen inerter Gase. Bis in die 1940er Jahre Es wurde angenommen, dass Inertgase keine chemischen Verbindungen bilden können. Die Entwicklung theoretischer Konzepte, die Bewertung der Bindungsenergien von Elektronen in einem Atom, Ionisierungspotentiale und Ionenradien ermöglichten die Aufstellung der Hypothese, dass elektronische Oktette in Edelgasatomen nicht so stabil sind. Der amerikanische Wissenschaftler L. Pauling wies 1933 überzeugend die grundsätzliche Möglichkeit der Bildung chemischer Verbindungen von Xenon und Krypton mit Fluor nach. Doch bis zur Geburt der weltweit ersten Edelgasverbindungen Xe(PtF 6) und Kr(PtF 6) vergingen fast 30 Jahre.
Die Verwendung von Hypothesen im Bildungsprozess beschränkt sich nicht auf die Umsetzung des Prinzips des Historismus. Große Chancen für die Nutzung pädagogischer Hypothesen liegen in der Organisation des Bildungsprozesses. Gleichzeitig kann der Studierende selbst in die Rolle eines Forschers, eines Ideengebers versetzt werden.
Der Einsatz eines chemischen Experiments im Unterricht bietet großes Potenzial. Die Durchführung von Standardexperimenten, die im Lehrplan vorgesehen sind, trägt wenig dazu bei, die kreative Arbeit der Schüler im Unterricht anzuregen und entspricht nicht vollständig den Besonderheiten der chemischen Wissenschaften selbst. Es zeichnet sich durch ein Experiment mit explorativem und problematischem Charakter aus. Es empfiehlt sich, solche Experimente in Gespräche heuristischer Natur oder in den Prozess problematischer Stoffpräsentation einzubeziehen.
Zur Veranschaulichung können wir problematische Experimente durchführen, die von Yu.V. Surin 2 entwickelt wurden. Es ist bekannt, dass Schüler beim Schreiben von Gleichungen für die Reaktionen von Metallen mit Salpetersäure häufig Fehler machen, wenn sie die Entwicklung von Wasserstoff für akzeptabel halten. Dieser Fehler kann durch die Durchführung eines Experiments im Problemgespräch verhindert werden. Zu Beginn des Studiums der Frage der Wechselwirkung von Metallen mit Salpetersäure fordert der Lehrer die Schüler zunächst auf, Annahmen über die möglichen Produkte einer solchen Wechselwirkung zu treffen.
Studierende glauben oft, dass Metalle nicht nur aus Lösungen von Salz- und Schwefelsäure, sondern auch aus Salpetersäure Wasserstoff freisetzen. Um eine Problemsituation zu schaffen, schlägt der Lehrer vor, ein Forschungsexperiment durchzuführen und die Ergebnisse des Experiments zu erläutern.
Mehrere Zinkkörnchen werden mit Salzsäure in ein Reagenzglas gegeben. Nachdem die Reaktion mit der Freisetzung von Wasserstoff beginnt, 1-2 Tropfen konzentrierte Salpetersäure hinzufügen. Die Schüler beobachten, dass die Wasserstoffentwicklung praktisch aufhört, aber nach einer Weile wieder einsetzt. Dieses Ergebnis des Experiments erscheint den Schülern unverständlich und verwirrt sie. Das Experiment lässt uns über eine Reihe von Fragen nachdenken:
1. Was ist der Grund für das beobachtete Phänomen?
2. Warum beeinflusst die Zugabe von Salpetersäure die Wasserstoffentwicklung aus einer Salzsäurelösung?
3. Warum setzt die Wasserstoffentwicklung nach einer gewissen Zeit wieder ein?
Die Schüler machen Vorschläge, um diese ungewöhnliche Tatsache zu erklären. Sie sind bestens darauf vorbereitet, das Problem zu lösen, denn... Sie verfügen über ausreichende Kenntnisse über die Eigenschaften von Säuren und sind mit der Aufstellung von Gleichungen für Redoxreaktionen vertraut. Es wird eine Arbeitshypothese aufgestellt: Der aus Salzsäure freigesetzte Wasserstoff wird für die Reduktion von Salpetersäure aufgewendet. Studierende können diese Hypothese begründen, indem sie ihr Wissen über die reduzierenden Eigenschaften von Wasserstoff aktualisieren. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass Wasserstoff zum Zeitpunkt der Freisetzung ein sehr starkes Reduktionsmittel und Salpetersäure ein Oxidationsmittel ist, schreiben die Schüler die Gleichung für die Reduktionsreaktion von Salpetersäure auf:
HNO 3 + 8H = NH 3 + 3H 2 O.
NH 3 + HCl = NH 4 Cl.
Die Schüler können nachweisen, dass dies tatsächlich der Fall ist, indem sie die Lösung auf den Gehalt an Ammoniumionen testen. Die Studierenden können die im Forschungsexperiment gewonnenen Erkenntnisse nutzen, um die Gleichung für die Reaktion von Zink mit stark verdünnter Salpetersäure richtig aufzustellen:
4Zn + 10HNO 3 = 4Zn(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O.
Jetzt sind die Studierenden in der Lage, alle Fragen zu beantworten, die bei der Ermittlung einer Arbeitshypothese gestellt werden. Aus Salpetersäure und Lösungen anderer Säuren wird in Gegenwart von Salpetersäure kein Wasserstoff freigesetzt, da er für die Reduktion von Salpetersäure aufgewendet wird. Die Wasserstoffentwicklung setzt sich in diesem Experiment fort, da die gesamte Salpetersäure reduziert wird.
Der Student agiert als Forscher bei der Lösung experimenteller Probleme. Bei der Untersuchung der Eigenschaften von Stoffen kann das Forschungsschema also wie folgt aussehen:
Wissen aktualisieren;
Festlegung von Forschungszielen;
Durchführung theoretischer Analysen;
eine Hypothese aufstellen;
Erstellung eines Plans zur experimentellen Prüfung der Hypothese;
ein Experiment durchführen;
Diskussion der Ergebnisse und Formulierung von Schlussfolgerungen.
Experimente sind im Chemieunterricht die wichtigste Möglichkeit, Theorie und Praxis zu verbinden und Wissen in Überzeugungen umzuwandeln. Ein in der Schulpraxis eingesetztes chemisches Experiment steht in der Regel nicht im Widerspruch zu bestehenden Gesetzen und dient der Bestätigung bestimmter theoretischer Grundsätze. Allerdings sind die Ergebnisse mancher chemischer Experimente unerwartet und passen nicht in traditionelle Vorstellungen über die Eigenschaften von Stoffen oder die Muster chemischer Reaktionen. Ist beispielsweise eine chemische Reaktion zwischen Bromwasserstoffsäure und einem Metall möglich, das in der elektrochemischen Spannungsreihe des Metalls nach Wasserstoff steht? Oder: Kann eine schwache Säure eine stärkere Säure aus ihrem Salz verdrängen? Die Antwort scheint klar: Nein. Dennoch gibt es solche Beispiele und sie sind wissenschaftlich bestätigt. Solche Erfahrungen sind ein fruchtbarer Boden, um problembasiertes Lernen in den Bildungsprozess einzuführen und das dialektische und systemische Denken des Schülers zu entwickeln.
Lassen Sie uns einige Beispiele für solche paradoxen Experimente beschreiben.
Kupfer in Bromwasserstoffsäure auflösen
Reagenzien. Frisch gefälltes Kupfer, starke Bromwasserstoffsäurelösung.
Durchführung des Experiments. Mit einer kleinen Menge frisch gefälltem Kupfer in ein Reagenzglas füllen
3–5 ml Bromwasserstoffsäure hinzufügen und vorsichtig auf der Flamme einer Alkohollampe erhitzen. Es beginnt eine heftige Wechselwirkung von Kupfer mit Säure. Der freigesetzte Wasserstoff wird in einem kleinen Reagenzglas gesammelt oder direkt an der Öffnung des Reagenzglases gezündet. Wasserstoff brennt mit grünlicher Flamme.
Gewinnung von frisch abgelagertem Kupfer. Eine gesättigte Kupfer(II)sulfatlösung wird in einen Porzellanbecher gegossen und mit Zinkgranulat versetzt. Das freigesetzte Kupfer lagert sich in Form einer losen Masse auf dem Zink ab. Beim Rühren der Lösung setzt sich der Niederschlag am Boden des Bechers ab. Der Niederschlag wird gewaschen, Körnchen von nicht umgesetztem Zink werden entfernt; Das resultierende Kupfer wird ohne Trocknung für Experimente verwendet.
Erfahrungserklärung. Die Wechselwirkung von Kupfer mit Bromwasserstoffsäure kann dadurch erklärt werden, dass die Reaktion zur Bildung einer komplexen Verbindung H führt:
4HBr + 2Cu = 2H + H2.
Das Komplexion ist ziemlich stark, wodurch sich herausstellt, dass die Konzentration der Kupferionen Cu + in der Lösung vernachlässigbar ist, das Elektrodenpotential von Kupfer negativ wird und Wasserstoff freigesetzt wird.
Ein ähnliches Experiment kann mit Silber und Jodwasserstoffsäure durchgeführt werden. Bei Silberpulver ist die Reaktion sehr heftig. Das entstehende Silberiodid ist in Wasser praktisch unlöslich (Löslichkeitsprodukt PR(AgI) = 8,3 · 10 –17). Daher ist in diesem Fall die Konzentration an Silberionen in der Lösung vernachlässigbar und das Silberpotential wird negativ.
Eine schwache Säure verdrängt eine starke Säure aus ihrem Salz
Reagenzien. Borsäure, Natriumchlorid, Universalindikator oder blaues Lackmuspapier.
Durchführung des Experiments. In ein Reagenzglas wird eine fein gemahlene Mischung bestehend aus 1 g Natriumchlorid und 3 g Borsäure gegeben. Das Reagenzglas wird im Reagenzglashalter befestigt und mit der Flamme einer Alkohollampe erhitzt. Nach einiger Zeit erscheint weißer Rauch an der Öffnung des Reagenzglases. Ein mit Wasser angefeuchtetes Universalindikatorpapier wird an die Öffnung des Reagenzglases gehalten; es ist eine Rötung des Papiers zu beobachten. Bei der Durchführung eines Experiments muss der Lehrer auf die Nichtflüchtigkeit von Borsäure achten.
Erfahrungserklärung. Beim Erhitzen der Mischung kommt es zu folgender Reaktion:
2NaCl + 4H 3 BO 3 = Na 2 B 4 O 7 + 5H 2 O + 2HCl.
In Lösung würde die Reaktion in die entgegengesetzte Richtung verlaufen – Salzsäure würde Borsäure aus ihrem Salz verdrängen. Beim Erhitzen verschiebt sich das Gleichgewicht in Richtung der Bildung flüchtiger Produkte – Chlorwasserstoff und Wasserdampf. Dabei entsteht auch hitzebeständiges Natriumtetraborat. Die Möglichkeit, dass dieser chemische Prozess abläuft, kann auch durch thermodynamische Berechnungen bestätigt werden.
N/S= 486,6/1 = 486,6 K oder 213,6 °C.Diese chemische Reaktion findet bei relativ geringer Erwärmung statt.
Auflösung von Kupfer in einer Eisen(III)-chloridlösung
Reagenzien. Frisch gefälltes Kupfer, 10 %ige Eisen(III)-chlorid-Lösung.
Durchführung des Experiments. In ein Reagenzglas wird etwas frisch gefälltes Kupfer gegeben und mit einer Lösung von Eisen(III)-chlorid versetzt. Innerhalb einer Minute löst sich das Kupfer auf und die Lösung wird grün. Um die Reaktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, kann die Lösung leicht erhitzt werden. Bei Verwendung von Kupferspänen, -spänen oder Kupferdraht ist die Reaktion zu langsam.
Erfahrungserklärung. Diese chemische Reaktion wird in der Funktechnik zum Ätzen von Leiterplatten genutzt. In diesem Fall läuft ein Prozess ab, der durch den folgenden chemischen Prozess beschrieben wird:
Cu + FeCl 3 = CuCl 2 + FeCl 2.
Die Reaktion ist Redox. Das Eisenion Fe 3+ ist ein Oxidationsmittel und das Kupferatom ist ein Reduktionsmittel. Ein Maß für die Redoxfähigkeit von Stoffen ist ihr Redoxpotential. Je größer der algebraische Wert des Standard-Redoxpotentials eines bestimmten Atoms oder Ions ist, desto größer sind seine oxidierenden Eigenschaften, und je kleiner der algebraische Wert des Redoxpotentials eines Atoms oder Ions, desto größer sind seine reduzierenden Eigenschaften.
Um die Richtung der Redoxreaktion zu bestimmen, muss die EMK des Elements ermittelt werden, das aus einem bestimmten Oxidationsmittel und Reduktionsmittel gebildet wird. EMF ( E) Redoxelement ist gleich:
E = E(ok-la) – E(vo-la).
Wenn E> 0, dann ist diese Reaktion möglich. Redoxpotentiale von Paaren E 0 (Fe 3+ /Fe 2+) = 0,771 V, E 0 (Cu 2+ /Cu 0) = 0,338 V. Finden wir die elektromotorische Kraft der Reaktion:
EMF = 0,771 – 0,338 = 0,433 V.
Ein positiver EMF-Wert bestätigt die Möglichkeit, dass diese Reaktion unter Standardbedingungen abläuft.
Kupfer in Ammoniaklösung auflösen
Reagenzien. 15–25 %ige Ammoniaklösung, frisch abgeschiedenes Kupfer.
Durchführung des Experiments. Einige Körner frisch gefälltes Kupfer werden in einen Kolben mit einem Volumen von 250–300 ml gegeben und mit 15–20 ml einer starken Ammoniaklösung versetzt. Der Kolben wird verschlossen und einige Sekunden lang kräftig geschüttelt. Die Lösung wird blau.
Erfahrungserklärung. Die Auflösung von Kupfer in einer Ammoniaklösung lässt sich dadurch erklären, dass bei der Oxidation von Kupfer durch Luftsauerstoff in Gegenwart von Ammoniak ein stabiles Komplexion entsteht, das die Richtung der chemischen Reaktion bestimmt:
2Cu + 8NH 3 + O 2 + 2H 2 O = 2 2+ + 4OH – .
Da es sich bei der Reaktion um eine Redoxreaktion handelt, kann ihre EMK berechnet werden:
Cu + 4NH 3 – 2 e = 2+ , E 0 = –0,07 V,
O2 + 2H2O + 4 e= 4OH – , E 0 = 0,401 V,
EMF = 0,401 – (–0,07) = 0,408 V.
Ein positiver EMF-Wert wie im vorherigen Experiment weist auf die Möglichkeit seines Auftretens hin.
Ein pädagogisches chemisches Experiment ist eine der Lehrmethoden, deren Besonderheit darin besteht, einen integralen Bestandteil der Wissenschaft widerzuspiegeln. Das wichtigste Merkmal eines chemischen Experiments als Mittel zur Erkenntnis besteht darin, dass die Studierenden im Prozess der Beobachtung und bei der selbstständigen Durchführung von Experimenten nicht nur mit bestimmten Objekten der chemischen Wissenschaft kommunizieren, sondern auch Prozesse der qualitativen Veränderung von Stoffen sehen und durchführen können. So lernen die Studierenden die vielfältige Natur von Stoffen kennen, sammeln Fakten für Vergleiche, Verallgemeinerungen und Schlussfolgerungen und werden von der Möglichkeit überzeugt, komplexe chemische Prozesse zu steuern.
Fragen und Aufgaben zum selbstständigen Arbeiten
1. Welche Funktionen erfüllt das Experiment im Bildungsprozess?
Antwort. Heuristisch, korrigierend, verallgemeinernd und forschend.
2. Welche Möglichkeiten zur Bestätigung einer Hypothese kennen Sie?
Antwort. Daraus resultierende Konsequenzen ableiten und deren Überprüfung, direkte Erfassung von Objekten, deduktive Schlussfolgerung aus einer wissenschaftlichen Theorie oder einem Gesetz.
3. Was ist der größte didaktische Nachteil von Laborexperimenten?
Antwort. Die Unmöglichkeit, die experimentellen chemischen Fähigkeiten der Schüler vollständig zu entwickeln.
4. Nach welchen Kriterien wählen Sie ein Demonstrationsexperiment für eine Unterrichtsstunde aus?
(Für die Beantwortung dieser Frage sind verschiedene Möglichkeiten möglich. Hier zeigt sich der kreative Ansatz des Lehrers bei der Durchführung eines chemischen Experiments.)
1 Zlotnikov E.G.. Zum Inhalt des Konzepts des „pädagogisch-chemischen Experiments“ im System der Intensivausbildung. Im Buch: Verbesserung der Inhalte und Methoden des Chemieunterrichts im Gymnasium.
L.: LGPI im. A. I. Herzen, 1990.
2 Surin Yu.V.. Methodik zur Durchführung von Problemexperimenten in der Chemie. Entwicklungsexperiment.
M.: Shkola-Press, 1998.
INHALT
Einführung.
Kapitel 1. Chemisches Experiment im Prozess des Chemieunterrichts.
§ 1.1. Chemisches Experiment als Wissensquelle und Bildungsmittel.
.
Kapitel 2. Fragen der Organisation eines chemischen Experiments.
§ 2.1. Vorbereitung eines chemischen Experiments durch einen Lehrer.
§ 2.2. Vorbereitung der Schüler auf die Durchführung eines chemischen Experiments.
§ 2.3. Aufgaben eines Laborassistenten bei der Vorbereitung und Durchführung eines chemischen Experiments.
Kapitel 3. Chemische Experimentiertechnik.
§ 3.1. Demonstrationstechnik.
§ 3.2. Durchführung von Laborexperimenten.
§ 3.3. Durchführung praktischer Arbeiten.
§ 3.4. Experimentelle Probleme lösen.
§ 3.5. Gedankenexperiment.
§ 3.6. Chemisches Experiment im problembasierten Lernen.
§ 3.7. Chemisches Experiment und technische Lehrmittel.
Kapitel 4. Methodik zur Entwicklung experimenteller Fähigkeiten und Fertigkeiten.
§ 4.1. Klassifizierung experimenteller Fähigkeiten und Fertigkeiten.
§ 4.2. Die Rolle der Beobachtung im Prozess der Entwicklung experimenteller Fähigkeiten.
Wenn Sie den historischen Weg der chemischen Wissenschaft gedanklich verfolgen, können Sie davon überzeugt sein, dass Experimente eine große Rolle bei ihrer Entwicklung spielen. Alle bedeutenden theoretischen Entdeckungen in der Chemie sind das Ergebnis einer Verallgemeinerung einer Vielzahl experimenteller Fakten. Das Wissen über die Natur von Stoffen wird durch Experimente erlangt; es hilft, die Beziehungen und gegenseitigen Abhängigkeiten zwischen ihnen aufzudecken.
Wenn Experimente in der Chemiewissenschaft eine so große Bedeutung haben, so spielen sie auch bei der Vermittlung der Grundlagen dieser Wissenschaft in der Schule eine ebenso wichtige Rolle. Die Bildung von Vorstellungen und Konzepten über Stoffe und deren Umwandlungen im Chemiestudium und darauf aufbauend theoretische Verallgemeinerungen ist ohne konkrete Beobachtung dieser Stoffe und ohne ein chemisches Experiment nicht möglich. Um das Wesen der beobachteten chemischen Phänomene und Prozesse zu erklären, die während eines chemischen Experiments ablaufen, müssen die Studierenden gleichzeitig über fundierte Kenntnisse der Gesetze und Theorien verfügen. Darüber hinaus spielt ein chemisches Experiment eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Fähigkeiten zur Durchführung von Experimenten.
Folglich kann nur durch eine enge Interaktion zwischen Experiment und Theorie im Bildungsprozess eine hohe Qualität der Kenntnisse der Studierenden in der Chemie erreicht werden.
Ein chemisches Experiment sollte als ein Prozess betrachtet werden, an dem zwei aktive Parteien beteiligt sind – der Lehrer und der Schüler. In diesem Zusammenhang kann ein chemisches Experiment während der Ausbildung als kreative Aktivität eines Lehrers betrachtet werden, die darauf abzielt, Schüler mit einem bestimmten System von Wissen, Fähigkeiten und Fertigkeiten auszustatten, und als kognitive Aktivität von Schülern, die darauf abzielt, ein Wissenssystem zu beherrschen , Qualifikationen und Fähigkeiten. Im ersten Fall fungiert der Schüler als Objekt, das beeinflusst wird, im zweiten Fall als Subjekt, das beide Arten von Aktivitäten verbindet. Nur so ist es einem Studierenden möglich, in das Wesen chemischer Phänomene und Prozesse einzudringen, diese auf der Ebene allgemeiner Muster, Leitgedanken und Theorien zu beherrschen und das erworbene Wissen für die weitere Kenntnis des Faches Chemie zu nutzen.
Fragen chemischer Experimente werden in einer Reihe von Arbeiten zu Methoden des Chemieunterrichts behandelt. In den meisten Fällen achten sie jedoch auf die Technik des Versuchsaufbaus und viel seltener auf die Methoden ihrer Anwendung im Unterricht. Es gibt keine speziellen Handbücher, die sich speziell mit der Methodik eines chemischen Experiments befassen. Daher besteht die Hauptidee dieses Handbuchs darin, die Methodik eines chemischen Experiments als integrales System aufzuzeigen und seine Bedeutung im Lehr- und Erziehungsprozess im Chemieunterricht und in außerschulischen Aktivitäten zu bestimmen. Aus dieser Position wird die Methodik als integraler Bestandteil eines chemischen Experiments betrachtet, das dazu beitragen wird, die wissenschaftliche und methodische Ausbildung von Chemielehrern zu verbessern, und die Umsetzung seiner Empfehlungen wird dazu beitragen, die Schüler für den Prozess des Chemieunterrichts zu aktivieren.
Die interne Beziehung zwischen den Aktivitäten des Lehrers und der Schüler im Prozess eines chemischen Experiments wird es ermöglichen, den Prozess des Wissens über Chemie nicht auf der Ebene der beschreibenden Einarbeitung in Phänomene und Prozesse, sondern auf der Ebene der Beherrschung ihres Wesens und der Erklärung zu organisieren Ursache-Wirkungs-Beziehungen zwischen ihnen aus der Sicht der modernen chemischen Wissenschaft.
Das Methodenhandbuch enthält nicht die Entwicklung aller Lektionen zu den Themen, sondern gibt nur allgemeine Empfehlungen, die dem Lehrer bei der Vorbereitung und Durchführung eines chemischen Experiments im Klassenzimmer unter Berücksichtigung des Inhalts des Unterrichtsmaterials und der Lernziele nützlich sein können .
Ein unerfahrener Lehrer kann in seiner Arbeit die Empfehlungen aus diesem Handbuch nutzen, um die Technik eines chemischen Experiments erfolgreich zu beherrschen. Ein erfahrener Lehrer, der seine Erfahrungen mit der vorgeschlagenen Methodik vergleicht und einen kreativen Ansatz zeigt, kann die Methodik zur Durchführung eines chemischen Experiments in seinem Unterricht überdenken und verbessern.
Kapitel I.
Chemisches Experiment
im Prozess des Chemieunterrichts
§ 1.1. Chemisches Experiment
als Wissensquelle und Bildungsmittel
Im Chemiestudium spielen chemische Experimente eine wichtige Rolle – ein integraler Bestandteil des Bildungsprozesses.
Der experimentelle Charakter der Chemie zeigt sich vor allem darin, dass jedes wissenschaftliche Konzept aus der gestellten Aufgabe logisch folgen und praktisch begründet werden muss. Die Erkenntnis beginnt mit der Wahrnehmung und Wahrnehmung spezifischer Objekte, Phänomene, Prozesse und Fakten und geht dann zur Verallgemeinerung und Abstraktion über. Ein chemischer Begriff ist verallgemeinertes Wissen über die wesentlichen Merkmale chemischer Phänomene und Prozesse, das auf der Grundlage ihrer Wahrnehmung entsteht. Ihre Analyse ermöglicht es, die ihnen allen innewohnenden wesentlichen Merkmale zu finden und auf dieser Grundlage chemische Gesetze aufzustellen. Anhand verschiedener Arten chemischer Experimente lehrt der Lehrer, theoretisches Wissen zu konkretisieren und das Allgemeine im Einzelnen, Konkreten zu finden. Ein chemisches Experiment hilft den Schülern, die chemischen Konzepte, die sie lernen, mit lebendigen, konkreten Inhalten zu füllen und allgemeine Muster in einzelnen Fakten zu erkennen.
Ein chemisches Experiment fördert die Entwicklung der Selbstständigkeit und steigert das Interesse an der Chemie, da die Studierenden bei der Durchführung nicht nur von der praktischen Bedeutung einer solchen Arbeit überzeugt werden, sondern auch die Möglichkeit haben, ihr Wissen kreativ anzuwenden.
Ein chemisches Experiment fördert das Denken und die geistige Aktivität der Schüler und kann als Kriterium für die Richtigkeit der erzielten Ergebnisse und der daraus gezogenen Schlussfolgerungen angesehen werden. Sehr oft wird ein Experiment zu einer Quelle geformter Ideen, ohne die keine produktive geistige Aktivität stattfinden kann. In der geistigen Entwicklung spielt die Theorie eine führende Rolle, jedoch in Einheit mit Experiment und Praxis. Die Erfahrung von Chemielehrern zeigt, dass einer der Gründe für den Rückstand im Studium die Schwierigkeit ist, die durch den Übergang von visuellen Bildern zu abstrakten Konzepten entsteht. Die systematische Durchführung von Experimenten, bei denen Kinder diese Fähigkeit trainieren, kann zu einer Verbesserung der schulischen Leistungen, insbesondere in der Chemie, beitragen. Die erworbenen Fähigkeiten und Fertigkeiten nutzen die Studierenden nicht nur zum selbstständigen und aktiven Wissenserwerb während des Studiums an einer weiterführenden Bildungseinrichtung, sondern auch nach dem Abschluss im Selbststudium.
Ein chemisches Experiment wird in mehreren Schritten durchgeführt:
Erste
– Begründung für die Durchführung des Experiments,
zweite
– Planung und Ausführung,
dritte
– Auswertung der erzielten Ergebnisse.
Es ist möglich, ein Experiment nur auf der Grundlage zuvor erworbener Kenntnisse durchzuführen. Die theoretische Begründung der Erfahrung trägt zu ihrer fokussierteren und aktiveren Wahrnehmung und zum Verständnis ihres Wesens bei.
Bei der Durchführung eines Experiments wird in der Regel eine Hypothese entwickelt. Die Einbeziehung der Schüler in diese Arbeit entwickelt ihr Denken, zwingt sie dazu, vorhandenes Wissen anzuwenden, um eine Hypothese zu formulieren, und als Ergebnis der Prüfung gewinnen die Kinder neues Wissen.
Ein chemisches Experiment eröffnet große Möglichkeiten sowohl zur Schaffung und Lösung von Problemsituationen als auch zur Überprüfung der Richtigkeit der aufgestellten Hypothese.
Dadurch wirkt sich das Experiment positiv auf die geistige Entwicklung der Schüler aus und der Lehrer hat die Möglichkeit, die Prozesse des Denkens, Lernens und Wissenserwerbs zu steuern.
In Chemiestudiengängen werden in allen Studienjahren in großem Umfang chemische Experimente durchgeführt – Demonstrationen, Laborexperimente, praktische Übungen und experimentelle Probleme.
Ein chemischer Versuch kann unterschiedliche didaktische Funktionen erfüllen, in unterschiedlichen Formen eingesetzt und mit unterschiedlichen Lehrmethoden und -mitteln kombiniert werden. Es handelt sich um ein System, das das Prinzip der schrittweisen Steigerung der Selbstständigkeit der Studierenden nutzt: von der Demonstration von Phänomenen über die Durchführung frontaler Laborexperimente unter Anleitung eines Lehrers bis hin zum selbstständigen Arbeiten bei der Durchführung praktischer Übungen und der Lösung experimenteller Probleme.
Durch die Durchführung von Demonstrationen können Studierende mit verschiedenen chemischen Phänomenen und deren Zusammenhängen vertraut gemacht werden, deren Verallgemeinerung die Grundlage für ein Gesetz oder eine theoretische Schlussfolgerung bilden kann; mit dem Aufbau und der Funktionsweise von Geräten und Anlagen; mit dem Wesen der in ihnen ablaufenden Prozesse, die als Kriterien für die Richtigkeit von Schlussfolgerungen dienen können.
Ein Demonstrationsexperiment wird zu verschiedenen Zwecken durchgeführt, beispielsweise kann es als erste Stufe der Beherrschung einer theoretischen Position dienen. Bei der Betrachtung der Bedingungen, von denen der Dissoziationsgrad von Elektrolyten abhängt, schlägt der Lehrer daher die Beantwortung der Frage vor: „Hängt der Dissoziationsgrad von der Konzentration der Lösung ab?“ Es wird eine Erfahrung demonstriert, die auf der Prüfung der elektrischen Leitfähigkeit konzentrierter und verdünnter Essigsäurelösungen basiert. Durch den Vergleich der Versuchsergebnisse kommen die Studierenden zu dem Schluss, dass der Dissoziationsgrad des Elektrolyten von der Konzentration der Lösung abhängt, und stellen ein Muster fest – mit der Verdünnung der Lösung nimmt der Dissoziationsgrad zu.
Das Demonstrationsexperiment verdeutlicht die Richtigkeit der vom Lehrer dargelegten theoretischen Position. Um beispielsweise zu beweisen, dass beim Erhitzen einiger Salze flüchtige Säuren freigesetzt werden, gewinnt der Lehrer Salpetersäure aus Nitraten und zeigt deren spezifische Eigenschaften oder zeigt, wenn es um die chemischen Eigenschaften von Metallen geht, Experimente zur Wechselwirkung von Metallen mit Nichtmetallen und Wasser. In diesem Fall muss der Lehrer jedes Mal den Zweck des Experiments klar formulieren. Seine Erläuterungen helfen, die erzielten Ergebnisse zu analysieren, das Wesentliche hervorzuheben und Verbindungen zwischen theoretischen Prinzipien und experimentellen Daten herzustellen, die sie veranschaulichen.
Durch die Durchführung von Laborexperimenten und praktischen Arbeiten untersuchen die Studierenden selbstständig chemische Phänomene und Gesetze und gewinnen in der Praxis eine Überzeugung von deren Gültigkeit, was zum bewussten Wissenserwerb beiträgt. Manchmal manifestiert sich bei der Durchführung dieser Experimente ein kreativer Ansatz – die Anwendung von Wissen unter neuen Bedingungen. Dadurch können Sie Kenntnisse aus verschiedenen Teilgebieten der Chemie wiederholen, festigen, vertiefen, erweitern und systematisieren. Darüber hinaus entwickeln Schülerinnen und Schüler experimentelle Fähigkeiten im Umgang mit Reagenzien und Geräten. All dies trägt dazu bei, das theoretische Wissen und die polytechnische Ausbildung der Studierenden zu verbessern.
Durch die Lösung experimenteller Probleme verbessern die Studierenden ihre Fähigkeiten und Fertigkeiten und lernen, das erworbene theoretische Wissen zur Lösung spezifischer Probleme anzuwenden.
Sie können Kindern auch Experimente anbieten, die sie zu Hause durchführen können. Heimexperimente und Beobachtungen sind einfache Experimente, die ohne Aufsicht eines Lehrers durchgeführt werden. Durch die Durchführung lernen Sie, die erworbenen Kenntnisse, Fähigkeiten und Fertigkeiten selbstständig anzuwenden.
Beobachtung als Erkenntnismethode wird häufig bei der Durchführung chemischer Experimente eingesetzt. Die Aktivitäten der Studierenden werden zielgerichtet und nehmen eine aktive Form an, sofern das Problem klar formuliert und eine Lösungsmethode entwickelt wird. Wenn die Jungs zum Beispiel die Elektrolyse von Kupfer(II)-sulfat beobachten, geht es vor allem darum, die Farbänderung der Salzlösung und das Auftreten eines roten Belags auf einer Kohlenstoffelektrode und von Gasblasen in der Nähe der anderen zu überwachen. Die Studierenden interpretieren die Ergebnisse der Beobachtungen unter Berücksichtigung ihres vorhandenen theoretischen Wissens.
Bei der Überwachung der Durchführung von Experimenten (Labor- und Praxisunterricht) sowie bei der Lösung experimenteller Probleme funktionieren alle Analysatoren. Mit ihrer Hilfe können Kinder Farbe, Geruch, Geschmack, Dichte und andere Eigenschaften der untersuchten Objekte bestimmen, durch den Vergleich lernen sie, wesentliche Merkmale zu erkennen und deren Natur zu erkennen.
Das Experiment sollte zu einem notwendigen Bestandteil des Unterrichts werden, wenn konkrete Fragestellungen untersucht werden. Die Studierenden müssen wissen, warum ein Experiment durchgeführt werden soll, welche theoretische Position es bestätigt und welche Frage es beantworten hilft. Wenn der Lehrer beispielsweise die chemischen Eigenschaften von Metallen erklärt, stellt er die Frage: „Interagieren alle Metalle mit Wasser?“ Nachdem der Lehrer die Experimente vorgeführt hat, ziehen die Kinder selbstständig eine Schlussfolgerung: Metalle, die sich in der Spannungsreihe rechts von Wasserstoff befinden, interagieren nicht mit Wasser.
Es ist sehr wichtig, die Ergebnisse von Experimenten zu analysieren, um eine klare Antwort auf die zu Beginn des Experiments gestellte Frage zu erhalten und alle Gründe und Bedingungen zu ermitteln, die zum Erhalt dieser Ergebnisse geführt haben. Darüber hinaus fördert ein richtig organisiertes Experiment bewusste Disziplin, entwickelt kreative Initiative und Respekt vor Eigentum.
Das Arbeitsumfeld im Labor und die vorbildliche Ordnung darin haben auch eine pädagogische Wirkung auf die Studierenden und verbessern die Disziplin. Das Labor muss ständig sauber gehalten werden, es muss ein streng durchdachtes System zur Lagerung von Geräten und Reagenzien vorhanden sein: Feststoffe – in Schränken nach Gruppen des Periodensystems; Lösungen – nach Hauptverbindungsklassen oder nach Kationen oder Anionen; organische Substanzen - auch nach Hauptklassen von Verbindungen oder funktionellen Gruppen. Geschirr und Geräte sind übersichtlich in Schränken untergebracht.
Die vorbereitende Vorbereitung des theoretischen Materials auf die bevorstehende praktische Arbeit erhöht das Interesse an dieser, was dazu führt, dass die Kinder während des Unterrichts aktiv und diszipliniert sind. Ein sinnvolles Verständnis des Wesens der Experimente sowie eine sorgfältige Ausführung der abgeschlossenen Arbeiten wirken sich positiv auf das Verhalten der Studierenden während der Experimente aus.
Es muss sichergestellt werden, dass alle Studierenden die praktische Arbeit abschließen und die gewünschten Ergebnisse erzielen, damit sie sich ihrer Fähigkeiten sicher fühlen und sich bemühen, Schwierigkeiten zu überwinden.
Es ist sehr wichtig, differenzierte Hilfestellung zu leisten: Beobachten Sie sorgfältig die Arbeit jedes Einzelnen, achten Sie darauf, wie er seine Arbeit plant und organisiert, wie er die Fähigkeiten und Techniken zur Durchführung eines Experiments beherrscht, ob er beobachten kann, das Wesen der auftretenden Phänomene erklären kann und ziehen Sie korrekte Schlussfolgerungen und Verallgemeinerungen. Es ist notwendig, dass jeder Studierende den Stoff selbstständig versteht, theoretisches Wissen nutzt, um ablaufende Phänomene und Prozesse zu erklären, Schlussfolgerungen und Verallgemeinerungen zu ziehen. Bei der Durchführung von Experimenten ist auf einen sorgfältigen Umgang mit Reagenzien und Materialien zu achten und die Bedeutung ihrer Einsparungen für die Bildungseinrichtung und den Staat zu erläutern.
Besonderes Augenmerk wird auf die Technik der Arbeitsausführung gelegt: wie man Stoffe auflöst, die Lösung in einem Reagenzglas oder Kolben erhitzt, Indikatorlösungen hinzufügt usw.
Sicherheitshinweise müssen gut sichtbar angebracht werden. Dadurch lernen Sie, während des Unterrichts organisiert und diszipliniert zu sein.
Der systematische Einsatz von Experimenten im Chemieunterricht hilft, den Formalismus im Wissen zu bekämpfen, entwickelt die Fähigkeit, Fakten und Phänomene zu beobachten und ihr Wesen im Lichte der untersuchten Theorien und Gesetze zu erklären; bildet und verbessert experimentelle Fähigkeiten; vermittelt die Fähigkeiten, Ihre Arbeit zu planen und Selbstkontrolle auszuüben; fördert Respekt und Liebe zur Arbeit. Diese Arbeit trägt zur Allgemeinbildung, zur umfassenden Persönlichkeitsentwicklung und zur Vorbereitung auf Tätigkeiten in der modernen Produktion bei.
§ 1.2. Arten chemischer Experimente
Chemische Experimente sind wichtig für das Studium der Chemie. Es gibt pädagogische Demonstrationsexperiment, hauptsächlich vom Lehrer auf einem Demonstrationstisch durchgeführt, und Schülerexperiment– praktische Arbeiten, Laborversuche und experimentelle Aufgaben, die Studierende an ihren Arbeitsplätzen durchführen. Eine einzigartige Art von Experiment ist ein Gedankenexperiment.
Demonstrationsexperiment
wird hauptsächlich bei der Präsentation von neuem Material durchgeführt, um bei Schulkindern konkrete Vorstellungen über Stoffe, chemische Phänomene und Prozesse zu entwickeln und anschließend chemische Konzepte zu bilden. Es ermöglicht Ihnen, in kurzer Zeit klare wichtige Schlussfolgerungen oder Verallgemeinerungen aus dem Bereich der Chemie zu ziehen, die Durchführung von Laborexperimenten sowie einzelne Techniken und Operationen zu erlernen.
Die Aufmerksamkeit der Studierenden richtet sich auf die Durchführung des Experiments und das Studium seiner Ergebnisse. Sie werden die Durchführung von Experimenten nicht passiv beobachten und den präsentierten Stoff nicht wahrnehmen, wenn der Lehrer, der das Experiment vorführt, es mit Erklärungen begleitet. So lenkt er die Aufmerksamkeit auf die Erfahrung und lehrt ihn, das Phänomen in all seinen Details zu beobachten. In diesem Fall werden alle Techniken und Handlungen des Lehrers nicht als magische Manipulationen, sondern als Notwendigkeit wahrgenommen, ohne die es fast unmöglich ist, das Experiment abzuschließen. Bei Demonstrationsexperimenten erfolgen die Beobachtungen von Phänomenen im Vergleich zu Laborexperimenten organisierter. Demonstrationen entwickeln jedoch nicht die notwendigen experimentellen Fähigkeiten und Fertigkeiten und müssen daher durch Laborversuche, praktische Arbeiten und experimentelle Aufgaben ergänzt werden.
Der Demonstrationsversuch wird in folgenden Fällen durchgeführt:
es ist unmöglich, den Studierenden die erforderliche Menge an Ausrüstung zur Verfügung zu stellen;
das Experiment ist komplex und kann von Schülern nicht selbst durchgeführt werden;
Die Schüler verfügen nicht über die nötige Ausrüstung, um dieses Experiment durchzuführen.
Experimente mit geringen Stoffmengen oder im kleinen Maßstab führen nicht zum gewünschten Ergebnis;
Experimente sind gefährlich (Arbeiten mit Alkalimetallen, Verwendung von Hochspannungsstrom usw.);
Es ist notwendig, das Arbeitstempo im Unterricht zu erhöhen.
Natürlich hat jedes Demonstrationserlebnis seine eigenen Merkmale, abhängig von der Art des untersuchten Phänomens und der spezifischen pädagogischen Aufgabe. Gleichzeitig muss das chemische Demonstrationsexperiment folgende Anforderungen erfüllen:
Die pädagogische Wirksamkeit eines Demonstrationsexperiments, sein Einfluss auf Wissen und experimentelle Fähigkeiten hängen von der experimentellen Technik ab. Dabei handelt es sich um eine Reihe von Instrumenten und Geräten, die speziell für ein Demonstrationsexperiment erstellt und verwendet werden. Der Lehrer sollte die Unterrichtsausrüstung als Ganzes und jedes Gerät einzeln studieren und Demonstrationstechniken üben. Letzteres ist eine Reihe von Techniken für den Umgang mit Instrumenten und Geräten bei der Vorbereitung und Durchführung von Demonstrationen, die deren Erfolg und Ausdruckskraft sicherstellen. Bei der Demonstrationsmethodik handelt es sich um eine Reihe von Techniken, die die Wirksamkeit der Demonstration und deren beste Wahrnehmung gewährleisten. Die Methodik und die Demonstrationstechnik sind eng miteinander verbunden und können als Technologie des Demonstrationsexperiments bezeichnet werden.
Bei der Durchführung von Demonstrationsexperimenten ist eine Vorprüfung jedes Experiments im Hinblick auf Technik, Qualität der Reagenzien, gute Sichtbarkeit der Instrumente und der darin auftretenden Phänomene durch die Studierenden sowie Garantien für die Sicherheit sehr wichtig. Manchmal ist es ratsam, zwei Geräte auf einem Demonstrationstisch auszustellen: eines – zusammengebaut und betriebsbereit, das andere – zerlegt, damit man bei der Verwendung besser den Aufbau des Geräts, zum Beispiel eines Kipp-Geräts, erklären kann. ein Kühlschrank usw.
Sie müssen immer bedenken, dass jedes Experiment, das während der Demonstration fehlschlägt, die Autorität des Lehrers untergräbt.
Laborexperimente
– eine Art unabhängiger Arbeit, bei der in jeder Phase des Unterrichts chemische Experimente durchgeführt werden, um den Stoff produktiver zu erlernen und spezifisches, bewusstes und dauerhaftes Wissen zu erlangen. Darüber hinaus werden bei Laborversuchen die experimentellen Fähigkeiten verbessert, da die Studierenden überwiegend selbstständig arbeiten. Das Durchführen von Experimenten nimmt nicht den gesamten Unterricht ein, sondern nur einen Teil davon.
Laborexperimente werden am häufigsten durchgeführt, um sich mit den physikalischen und chemischen Eigenschaften von Stoffen vertraut zu machen, sowie um theoretische Konzepte oder Bestimmungen zu klären, seltener, um neue Erkenntnisse zu gewinnen. Letztere beinhalten immer eine bestimmte kognitive Aufgabe, die die Studierenden experimentell lösen müssen. Damit wird ein Forschungselement eingeführt, das die geistige Aktivität von Schulkindern aktiviert.
Laborexperimente bringen im Gegensatz zur praktischen Arbeit nur wenige Fakten ein. Darüber hinaus fesseln sie die Aufmerksamkeit der Studierenden nicht vollständig, ebenso wie praktische Übungen, da die Studierenden nach kurzer Zeit der selbstständigen Erledigung der Arbeit (Erfahrung) wieder bereit sein müssen, die Erklärung des Lehrers wahrzunehmen.
Laborexperimente begleiten die Präsentation von Unterrichtsmaterial durch den Lehrer und schaffen ebenso wie Demonstrationen bei den Schülern eine visuelle Darstellung der Eigenschaften von Stoffen und chemischen Prozessen und lehren sie, beobachtete Phänomene zu verallgemeinern. Im Gegensatz zu Demonstrationsexperimenten entwickeln sie aber auch experimentelle Fähigkeiten. Allerdings kann nicht jedes Experiment als Laborexperiment durchgeführt werden (z. B. Ammoniaksynthese usw.). Und nicht jedes Laborexperiment ist effektiver als ein Demonstrationsexperiment – viele Laborexperimente erfordern mehr Zeit und die Dauer hängt direkt von der Qualität der entwickelten experimentellen Fähigkeiten ab. Der Zweck von Laborexperimenten besteht darin, die Studierenden so schnell wie möglich mit dem spezifischen Phänomen (Substanz) vertraut zu machen, das untersucht werden soll. Die verwendete Technik beschränkt sich auf die Durchführung von 2-3 Operationen durch die Studierenden, was natürlich die Möglichkeiten zur Entwicklung praktischer Fähigkeiten einschränkt.
Die Vorbereitung von Laborversuchen sollte sorgfältiger erfolgen als die von Demonstrationsversuchen. Dies liegt daran, dass jede Nachlässigkeit und Unterlassung zu einem Verstoß gegen die Disziplin der gesamten Klasse führen kann.
Wir müssen uns bemühen, sicherzustellen, dass jeder Student seine Laborarbeiten individuell durchführt. Als letzten Ausweg können Sie nicht mehr als zwei Personen die Nutzung einer Ausrüstung gestatten. Dies trägt zu einer besseren Organisation und Aktivität der Kinder sowie zur Erreichung des Ziels der Laborarbeit bei.
Nach Abschluss der Experimente sollten diese analysiert und ein kurzes Protokoll der durchgeführten Arbeiten erstellt werden.
Praktische Arbeit
– eine Art eigenständige Arbeit, bei der Schüler in einer bestimmten Unterrichtsstunde chemische Experimente durchführen, nachdem sie ein Thema oder einen Abschnitt eines Chemiekurses studiert haben. Es hilft, erworbenes Wissen zu festigen und die Fähigkeit zur Anwendung dieses Wissens zu entwickeln sowie experimentelle Fähigkeiten auszubilden und zu verbessern.
Die praktische Arbeit erfordert eine größere Selbständigkeit der Studierenden als Laborexperimente. Dies liegt daran, dass die Kinder eingeladen werden, sich zu Hause mit dem Inhalt der Arbeit und der Reihenfolge ihrer Umsetzung vertraut zu machen und theoretisches Material zu wiederholen, das in direktem Zusammenhang mit der Arbeit steht. Der Student führt die praktische Arbeit selbständig durch, was zur Steigerung von Disziplin, Gelassenheit und Verantwortung beiträgt. Und nur in Einzelfällen, wenn es an der nötigen Ausrüstung mangelt, kann die Arbeit in Zweiergruppen erlaubt werden, mehr aber besser nicht.
Die Aufgabe des Lehrers in der praktischen Arbeit besteht darin, die korrekte Durchführung von Experimenten und Sicherheitsregeln, die Ordnung auf dem Arbeitstisch und die Bereitstellung individuell differenzierter Hilfestellungen zu überwachen.
Während der praktischen Arbeit schreiben die Studierenden die Ergebnisse der Experimente auf und ziehen am Ende der Unterrichtsstunde entsprechende Schlussfolgerungen und Verallgemeinerungen.
§ 1.2. Arten chemischer Experimente
(Fortsetzung)
Experimentelle Aufgaben
- eine Form der selbstständigen Arbeit, die nur eine Aufgabe enthält, bei der die Studierenden die Wahl der Lösung treffen und selbstständig ein Experiment durchführen. Dies erfordert von ihnen nicht nur die aktive Anwendung theoretischen Wissens, sondern auch die Fähigkeit, entsprechende Experimente durchzuführen. Die Hauptziele experimenteller Aufgaben sind systematische Übungen zur praktischen Anwendung des Wissens sowie die Entwicklung experimenteller Fähigkeiten, die für verschiedene Studien erforderlich sind.
Im Gegensatz zu praktischen Unterrichtsstunden und Laborexperimenten können experimentelle Probleme in jeder Unterrichtsstunde über alle Jahre des Chemieunterrichts beim Lernen und Festigen neuer Materialien, bei der Kontrolle des Wissens der Schüler und zu Hause gelöst werden. Sie können einzeln, in separaten Gruppen oder von allen Studierenden gleichzeitig durchgeführt werden. Durch die Lösung experimenteller Aufgaben verbessern Schüler nicht nur bereits erworbene Fähigkeiten und Fertigkeiten, sondern lernen auch, das erworbene Wissen anzuwenden. Dies erleichtert das eigenständige Finden einer theoretischen Lösung des Problems mit zwingender experimenteller Überprüfung der Richtigkeit des erzielten Ergebnisses.
Im Vergleich zu Rechenproblemen sind experimentelle Probleme kognitiv wertvoller. Dies liegt daran, dass zur Lösung solcher Probleme eine korrekte theoretische Begründung nicht ausreicht – man muss immer noch ein Experiment durchführen und dessen Wesen erklären. Durch die Lösung experimenteller Probleme kann der Lehrer in kürzester Zeit beurteilen, wie gut er den Stoff beherrscht und wie der Schüler das erworbene Wissen in der Praxis anwenden kann. Die Diskussion der Ergebnisse ermöglicht es, Fehler oder Unzulänglichkeiten der Lösung zu erkennen, deren Ursachen zu ermitteln, deren Korrektur zu erreichen, den Studierenden differenzierte Hilfestellungen zu geben und Wege zur Verbesserung der experimentellen Fähigkeiten aufzuzeigen.
Die experimentellen Aufgaben werden ihrem Inhalt nach wie folgt unterteilt.
Aufgaben zur Beobachtung physikalischer und chemischer Phänomene und der Fähigkeit, deren Wesen zu erklären. Zum Beispiel: „Wie kann man anhand der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Polyethylen und Polystyrol feststellen, welches der Reagenzgläser Teile dieser Kunststoffe enthält?“ Erklären Sie das Wesen der beobachteten Phänomene.“
Aufgaben zur Durchführung der Synthese von Stoffen und die Fähigkeit, Reaktionsbedingungen zu erklären oder vorherzusehen. Zum Beispiel: „Aus den auf der Tabelle verfügbaren Reagenzien – Kupfer(II)-oxid, Wasser, Kupfer(II)-chlorid, Lösungen von Natriumhydroxid und Salzsäure – erhält man Kupfer(II)-hydroxid auf zwei Arten.“ Geben Sie jeweils die Reaktionsbedingungen an.“
Aufgaben zum Erkennen von Stoffen und zur Erklärung ihrer charakteristischen Eigenschaften. Zum Beispiel: „Bestimmen Sie anhand charakteristischer Reaktionen, welches Reagenzglas Glukose und Stärke enthält.“ Listen Sie ihre charakteristischen Eigenschaften auf.“
Aufgaben zur Bestätigung der qualitativen Zusammensetzung von Stoffen und der Fähigkeit zur Charakterisierung ihrer Eigenschaften. Zum Beispiel: „Verwenden Sie charakteristische Reaktionen, um festzustellen, dass es sich bei diesem Stoff um Aluminiumchlorid handelt.“ Listen Sie seine charakteristischen chemischen Eigenschaften auf.“
Aufgaben zur Bestimmung von Verunreinigungen in einem bestimmten Produkt und die Fähigkeit, den Grund für die gewählte Methode zur Bestimmung von Gemischen zu erklären. Zum Beispiel: „Beweisen Sie, dass Kupfersulfat Natriumchlorid-Verunreinigungen enthält.“ Erklären Sie, warum die von Ihnen gewählte Methode zur Bestimmung der Verunreinigung die rationalste ist.“
Aufgaben zur Isolierung eines Stoffes in seiner reinen Form aus einem Gemisch und die Fähigkeit, den Grund für die gewählte Methode zur Trennung von Gemischen zu erklären. Zum Beispiel: „Isolieren Sie Speisesalz in reiner Form aus einer Mischung, die Eisen(III)-hydroxid und Polyethylenstücke enthält.“ Erklären Sie, warum die von Ihnen gewählte Methode zur Stofftrennung richtig ist.“
Aufgaben zur Festigung der Klassifizierung von Stoffen und der Fähigkeit, diese zu definieren. Zum Beispiel: „Beweisen Sie, dass Aminoessigsäure eine Aminosäure ist. Definieren Sie diese Stoffklasse.“
Aufgaben zur Durchführung charakteristischer Reaktionen und zur Erklärung ihrer typischen Eigenschaften. Zum Beispiel: „Identifizieren Sie Glukose anhand charakteristischer Reaktionen.“ Listen Sie seine typischen chemischen Eigenschaften auf.“
Aufgaben zur Herstellung von Lösungen von Stoffen mit unterschiedlichen Massenanteilen und die Fähigkeit, deren Herstellung zu erklären. Zum Beispiel: „Bereiten Sie 300 g Natriumbicarbonatlösung vor, deren Massenanteil 0,03 oder 3 % beträgt. Erklären Sie, warum Sie einen Stoff zunächst auflösen und dann bis zu einer bestimmten Marke Lösungsmittel hinzufügen sollten. Warum kann man es nicht andersherum machen?“
Kombinierte Aufgaben, deren Ausführung fundierte Kenntnisse und ausgeprägte Fähigkeiten erfordert.
Experimentelle Aufgaben unterscheiden sich Qualität Und rechnerisch und experimentell. Qualitative Probleme werden empirisch gelöst; es fehlen quantitative Daten und daher mathematische Berechnungen, zum Beispiel: „Beweisen Sie experimentell das Vorhandensein von Sulfationen in Eisen(III)sulfat.“ Zur Lösung rechnerischer und experimenteller Probleme ist neben dem Aufbau des Experiments die Verarbeitung bestimmter experimentell gewonnener Daten erforderlich. Es wird beispielsweise vorgeschlagen, einen Niederschlag aus Eisen(III)-hydroxid zu gewinnen und aus der resultierenden Masse des Niederschlags die Masse der Lösung zu seiner Herstellung mit einem Massenanteil an Kaliumhydroxid von 0,1 (10 %) zu berechnen .
Die höchste Form rechnerischer und experimenteller Probleme ist rechnerisch-experimentell, das die besten Eigenschaften beider Probleme vereint.
Gedankenexperiment
Als Methode zur Aktivierung der kognitiven Aktivität von Schülern wurde es zu Unrecht vergessen und Chemielehrer nutzen es praktisch nicht. Dies ist höchstwahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass in der zahlreichen und vielfältigen methodischen Literatur zur Chemie und in der Ausbildung zukünftiger Chemielehrer an Universitäten nur unzureichende Informationen darüber vorliegen. Als Ergebnis stellte sich heraus, dass das Gedankenexperiment, das große Möglichkeiten zur Entwicklung des abstrakten Denkens der Schüler bietet, in der Praxis des Chemieunterrichts keine angemessene Anwendung findet.
Diese Situation könnte bis zu einem gewissen Grad gerechtfertigt und erträglich sein, wenn in all den Jahren des Chemiestudiums in der Schule ständig ein echtes chemisches Experiment durchgeführt würde. Gerade jetzt, wo ein echtes chemisches Experiment aufgrund der aktuellen ungünstigen gesellschaftlichen Verhältnisse sehr teuer ist, viele Reagenzien, Geräte und Zubehör fehlen und es immer seltener genutzt oder gar nicht durchgeführt wird, stellt sich die Frage die Notwendigkeit, Gedankenexperimente in größerem Umfang als alternative Realität einzusetzen.
Aus finanzieller Sicht kostet ein Gedankenexperiment nichts; zum Nachdenken braucht es nur den Kopf eines Schülers. Da das Gedankenexperiment theoretisch durchgeführt wird, benötigt es nur sehr wenig Zeit. Während dieser kurzen Zeit findet eine aktive geistige Aktivität statt: Das Ziel des Experiments wird festgelegt, ein Problem wird erstellt, eine Hypothese aufgestellt und Wege zur Suche und Lösung des Problems festgelegt. In Ermangelung von Reagenzien und Geräten diskutieren die Studierenden theoretisch den Verlauf des Experiments und seine Ergebnisse und ziehen Schlussfolgerungen.
Die Rolle des Lehrers bei der Durchführung eines Gedankenexperiments ist sehr wichtig. Er überwacht sorgfältig die Richtigkeit der Argumentation der Schüler und fungiert als Schiedsrichter, indem er die Möglichkeit beurteilt, die vom Schüler vorgeschlagene Art und Weise zur Durchführung des Experiments umzusetzen und das Endergebnis zu erzielen.
In Fällen, in denen der Chemieunterricht über alles Notwendige zur Durchführung eines Experiments verfügt, testen die Schüler ihre theoretischen Annahmen praktisch.
Somit kann ein Gedankenexperiment in seiner reinen Form, also ohne Experimente, und in enger Einheit mit einem realen Experiment durchgeführt werden. In beiden Fällen aktiviert ein Gedankenexperiment die kognitive Aktivität der Schüler und verdient in jeder Hinsicht einen Platz in der Methodensammlung, die der Lehrer in seiner Arbeit verwendet.
Kapitel 2.
Organisatorische Probleme
chemisches Experiment
Die Qualität und Wirksamkeit eines chemischen Experiments hängt von der Vorbereitung und Organisation durch den Lehrer, der Vorbereitung der Schüler und der Unterstützung eines Laborassistenten ab.
§ 2.1.
Chemische Zubereitung
Experiment des Lehrers
Der Bedarf des Lehrers an der Vorbereitung eines Experiments wird durch die pädagogischen Aufgaben bestimmt, die dem Experiment durch den Inhalt des Faches Chemie und die Methodik seines Unterrichts gestellt werden.
Die Wirksamkeit des Chemieunterrichts hängt eng mit der Gesamtplanung des Unterrichtsmaterials zusammen. Die Hauptaufgaben, die im Planungsprozess gelöst werden, sind die Optimierung des Bildungsprozesses, die Festlegung des Umfangs des Unterrichtsmaterials, die Auswahl von Aufgaben für den Unterricht und für zu Hause; Zeiteinteilung für die Durchführung von Laborexperimenten und praktischen Kursen sowie die Lösung experimenteller und rechnerischer Probleme; Kontrolle der Kenntnisse, Fähigkeiten und Fertigkeiten der Studierenden; Konsolidierung und Wiederholung des Materials.
Ein Chemielehrer muss in der Lage sein, ein Experiment zum gesamten Thema und für eine bestimmte Unterrichtsstunde zu planen, es methodisch richtig anzuwenden, experimentelle Optionen auszuwählen, die kognitive Aktivität der Schüler zu steuern, die eigenen Aktivitäten bei Demonstrationen und die Aktivitäten der Schüler zu analysieren und zu bewerten Sie führen selbstständig experimentelle Arbeiten durch.
Ein chemisches Experiment ist geplant. Zu diesem Zweck wird zu Beginn des Studienjahres in einem langfristigen Plan entsprechend dem Lehrplan die Abfolge von Demonstrationen, Laborversuchen, praktischen Übungen und der Lösung experimenteller Probleme zu Themen und deren Verbindung mit dem theoretischen Unterricht festgelegt; eine Liste der experimentellen Fähigkeiten und Fertigkeiten, die die Studierenden erwerben müssen, und die didaktischen Mittel zur Erreichung ihrer Ziele werden festgelegt; Es werden außerschulische Arten chemischer Experimente etabliert, die eine berufliche Ausrichtung und Bedeutung für außerschulische Aktivitäten haben.
Vor Beginn der Auseinandersetzung mit dem Thema erfolgt eine gründliche und detaillierte Analyse des Unterrichtsmaterials, um erstens klar zu bestimmen, über welchen Wissensumfang der Lehrer selbst verfügen sollte, und zweitens, welche Versuchsarten eine bestmögliche Ausbildung ermöglichen und Verbesserung der Fähigkeiten in jeder Lektion beim Studium dieses Themas.
Vielversprechend Und thematische Planung zusammen ist für eine möglichst rationelle und zeitnahe Vorbereitung auf diese Kurse notwendig.
Da der Lehrer den Zeitpunkt des Experiments im Voraus kennt, hat er die Möglichkeit, Geräte, Lehrmittel usw. für den Unterricht im Voraus vorzubereiten.
Die Vorbereitung auf einen Unterricht hängt von der Art des Unterrichts und dem gesetzten didaktischen Ziel ab. Zunächst klärt der Lehrer die pädagogischen Ziele des Unterrichts und denkt über die Methodik zu seiner Umsetzung nach. Damit ein chemisches Experiment fundiertes und tiefgreifendes Wissen vermittelt, muss vorhergesehen werden, welche experimentellen Fähigkeiten und Fertigkeiten die Studierenden erwerben werden, mit Hilfe welcher Techniken sie zum Verständnis der beobachteten chemischen Umwandlungen gelangen können. Dem Lehrer wird empfohlen, die relevante methodische Literatur durchzusehen, Fragen zu formulieren, die dabei helfen, das theoretische Wissen der Schüler zum Thema zu ermitteln, und Punkte hervorzuheben, auf die man sich konzentrieren sollte, da sie zum Erwerb von Fähigkeiten und Fertigkeiten beitragen und die Wahrnehmung von Bildung erleichtern Material in der Zukunft.
Der Lehrer muss darüber nachdenken, in welcher Phase des Unterrichts, in welcher Reihenfolge, mit welchen Reagenzien und Instrumenten die Experimente durchgeführt werden sollen, ihren Platz im Unterricht abhängig von der Bedeutung der Aufgaben sowie die Form der Aufzeichnung der Ergebnisse festlegen erhalten (Abbildung, Tabelle, Reaktionsgleichung usw.). d.).
Vor dem Unterricht ist es sehr wichtig, die Technik zur Durchführung jedes Demonstrationsexperiments einzustudieren, die Verfügbarkeit und Qualität der Reagenzien zu überprüfen und sicherzustellen, dass die Funktionsweise des Geräts und die auftretenden Phänomene klar sind, da sich die während des Unterrichts entdeckten Probleme auswirken nicht nur die Disziplin der Schüler, sondern auch das Erreichen des gesetzten Ziels. Bei Bedarf sollten Reagenzien ausgetauscht, Instrumente angepasst oder andere geeignete Geräte verwendet werden.
Um beispielsweise Ethylen, Acetylen und andere Gase zu verbrennen, ist kein gerades Gasauslassrohr mit verlängertem Ende erforderlich. Sie können ein Gasauslassrohr im rechten Winkel verwenden. Beachten Sie dabei, dass der Gasstrom in diesem Fall ausreicht, um eine gleichmäßige Verbrennung der Gase aufrechtzuerhalten. Kalkwasser, das durch unsachgemäße oder längere Lagerung unbrauchbar wird, kann vollständig durch Barytwasser (Ba(OH) 2 -Lösung) ersetzt werden, dessen Eigenschaften sich auch nach längerer Lagerung nicht verändern. Wenn in der Praxis aus irgendeinem Grund kein Phenolphthalein vorhanden ist, kann es durch Purgen (ein Abführmittel) ersetzt werden, das Phenolphthalein und Zucker enthält. Purgen wirkt ähnlich wie reines Phenolphthalein. Anstelle von Silbernitrat können Sie auch Lapislazuli usw. verwenden.
In anderen Fällen können fehlende Reagenzien auf verschiedene Weise aus im Büro vorhandenen Stoffen beschafft werden. Es wird empfohlen, Studierende für diese Art von Arbeit einzubeziehen. Dies hilft dem Lehrer und weckt das Interesse der Schüler an einem tiefergehenden Studium der Chemie.
Bei der Vorbereitung eines Experiments empfiehlt es sich außerdem, Karten zu verwenden, auf denen alle notwendigen Daten zum Experiment eingetragen sind: Auf einer Seite sind die Namen von Geräten, Reagenzien und Zubehör angegeben, auf der einen Seite die Gerätezeichnung und der Installationsplan auf der anderen Seite markiert. Um die Karten besser zu schützen und ihre Lebensdauer zu verlängern, können Sie sie in einen Zellophanumschlag stecken oder auf zwei Seiten Notizbuchpapier drucken und sie dann auf Karton oder dickes Papier kleben.
Diese Karten sind für einen Laborassistenten bestimmt, der ein Experiment vorbereitet (Demonstrationen, Laborversuche, praktische Übungen und experimentelle Probleme) und der Lehrer seine Arbeit überprüft.
In manchen Fällen ist es ratsam, zwei identische Geräte zu haben, von denen eines im zerlegten Zustand zur Erklärung seines Aufbaus und das andere im zusammengebauten Zustand zur Demonstration in Aktion dient.
Es ist auch notwendig, den Schülern den physikalischen Zustand der Stoffe zu zeigen, aus denen ihre Lösungen hergestellt werden. Dies gilt für die am häufigsten verwendeten Substanzen wie Natriumhydroxid, Calciumhydroxid, Indikatoren, Bariumchlorid usw. Durch diesen wiederholten Vergleich können sich die Schüler daran erinnern, dass alle Basen und Salze unter normalen Bedingungen Feststoffe sind. In der alltäglichen Praxis werden sie jedoch häufiger in Form von Lösungen einer bestimmten Konzentration eingesetzt.
Die bei der Vorführung gezeigten Geräte sind nicht zerlegt, sondern werden bei der Befragung der Schüler in den darauffolgenden Unterrichtsstunden eingesetzt.
Das Studium der physikalischen Eigenschaften einfacher Stoffe und der wichtigsten Elementverbindungen setzt die Kenntnis ihrer wichtigsten Eigenschaften voraus. Dazu benötigt der Lehrer Handouts für jeden Tisch. Stoffproben mit Namen und angegebener Zusammensetzung werden in Kartons gelegt, während des Unterrichts verteilt, wenn die Schüler mit ihnen vertraut gemacht werden müssen, und unmittelbar danach entnommen. Flüssige oder feste Stoffe in Form von Kristallen (bzw. Pulver) werden in Gläser, Fläschchen oder Reagenzgläser gegossen bzw. gegossen und in dieser Form den Schülern zum Kennenlernen ihrer äußeren Eigenschaften gegeben.
Für Erhebungen zu Themen wie „Stickstoff und Phosphor“, „Kohlenstoff und Silizium“, „Metalle“ und anderen ist es sinnvoll, thematische Probensammlungen von Stoffen und Mineralien ohne Namensaufschrift zu haben.
Es ist notwendig, die Schüler vorab mit der Namensliste der praktischen Arbeiten vertraut zu machen, die sie in den folgenden Unterrichtsstunden durchführen werden, damit sich die Kinder im Voraus vorbereiten können. In der der praktischen Unterrichtsstunde vorausgehenden Unterrichtsstunde informiert der Lehrer über Thema, Zweck und Inhalt der Arbeit und weist im Lehrbuch auf Seiten für die Wiederholung des theoretischen Stoffes hin. Die Schüler zu Hause lesen die Unterrichtsanweisungen sorgfältig durch, denken über den Fortschritt der Arbeit nach und berichten über die Umsetzung. Bei Schwierigkeiten empfiehlt es sich, auf den Text des Lehrbuchs oder Notizen im Notizbuch zurückzugreifen.
Vor Abschluss der Arbeit fordert der Lehrer die Schüler auf, den Inhalt noch einmal sorgfältig zu lesen und den Fortschritt zu wiederholen.
Im Gespräch prüft der Lehrer zunächst den Grad der Vorbereitung auf den Praxisunterricht: Wie theoretisch der Versuch sinnvoll ist. Er klärt Zweck und Inhalt der durchzuführenden Arbeiten, die Reihenfolge der einzelnen Elemente, Sicherheitsvorkehrungen sowie Form und Inhalt des Berichts.
Den Schülern wird die Möglichkeit gegeben, selbstständig Experimente durchzuführen. Der Lehrer beobachtet lediglich den Fortschritt der Arbeit und greift ein, wenn der Schüler einen schwerwiegenden Fehler macht oder die Aufgabe nicht erledigt. Wenn der Lehrer im Klassenzimmer um Schüler (vor allem leistungsschwache Schüler) herumgeht, gibt er die notwendigen Anweisungen. Die Hilfe sollte jedoch so gestaltet sein, dass die Schüler lernen, Schwierigkeiten selbstständig zu überwinden, ihre Fehler zu analysieren, sie zu korrigieren und Eigeninitiative zu zeigen.
Schriftliche Berichte, die im Verlauf der Arbeiten erstellt werden, müssen eine Zeichnung des Geräts, Aufzeichnungen von Beobachtungen, Erläuterungen zu den Ergebnissen, Antworten auf Fragen, Anweisungen und Schlussfolgerungen enthalten.
Wenn die Arbeit einen geringen Umfang hat oder die Schüler über stabile Fähigkeiten bei der Erstellung eines Berichts verfügen, ist die Erstellung eines Berichts in dieser Lektion erforderlich. In Fällen, in denen Studierende keine Zeit haben, einen Fortschrittsbericht auszufüllen, kann es ihnen gestattet werden, grobe Notizen einzureichen. Der Lehrer prüft und unterschreibt diese Notizen und gibt sie den Schülern zur endgültigen Registrierung zu Hause in der nächsten Unterrichtsstunde zurück. Das Verfassen eines Referats zu Hause soll in Ausnahmefällen und nur für ausgewählte Studierende erlaubt sein.
Die Zusammenfassung der Ergebnisse praktischer Übungen sollte in der nächsten Lektion erfolgen. Die besten Werke werden (teilweise oder vollständig) vorgelesen, typische Fehler analysiert, die besten Zeichnungen durch ein Epidiaskop gezeigt, einige Studierende werden mündlich interviewt usw.
Ein Chemielehrer steht in weiterführenden Schulen vor der Aufgabe, die Inhalte experimenteller Aufgaben zu den Themen eines Chemiekurses selbstständig zu erarbeiten, in Abendrealschulen auch produktionstechnische Inhalte. Dies liegt daran, dass es in Lehrbüchern keine derartigen Probleme gibt, und auch daran, dass Arbeitnehmer verschiedener Berufe in Abendschulen ausgebildet werden.
Bei der Auswahl experimenteller Aufgaben muss der Lehrer folgende Anforderungen erfüllen:
Die Aufgaben müssen den gesamten Lehrstoff des Chemiestudiums abdecken;
Der Inhalt der Aufgaben sollte den unterschiedlichen Vorbereitungsniveaus der Studierenden und den individuellen Merkmalen ihrer Entwicklung Rechnung tragen.
Aufgaben sollten nicht nur zur Verbesserung der Qualität der Kenntnisse in der Chemie und zur Verbesserung der experimentellen Fähigkeiten beitragen, sondern auch zur Verbesserung der beruflichen Ausbildung der Arbeitnehmer;
die für die Lösung von Problemen vorgesehene Zeit muss streng begrenzt sein;
Die Bedingungen der Aufgaben müssen klar formuliert sein.
Prüfungsarbeiten im Fach Chemie müssen Laborexperimente und experimentelle Aufgaben umfassen, deren Zweck darin besteht, das Vorhandensein experimenteller Fähigkeiten der Studierenden zu überprüfen.
Beispiele für Experimente und Aufgaben für jedes Ticket werden vom Lehrer vorbereitet.
Die Effektivität der Unterrichtsdurchführung mit einem chemischen Experiment hängt maßgeblich davon ab, wie moderne Anforderungen der wissenschaftlichen Arbeitsorganisation (SLO), Ergonomie, Sicherheitsvorkehrungen und Ästhetik bei der Ausstattung des Lehrerarbeitsplatzes berücksichtigt werden.
Der Chemielehrer, der auch Leiter des Chemielabors ist, ist für die Organisation aller Arbeiten zur Ausstattung seines Büros mit neuen Geräten und Geräten verantwortlich. Unter seiner Leitung wird eine Liste der notwendigen Geräte und Bestände für das laufende und die Folgejahre erstellt. Um Gerätefehler zu beheben und neue Handbücher im Büro zu erstellen, empfiehlt es sich, einen Kreis zu gründen und die Studierenden in die Arbeit einzubeziehen.
§ 2.2.
Vorbereitung der Schüler auf Auftritte
chemisches Experiment
Die korrekte und schnelle Umsetzung der praktischen Arbeit im Unterricht hängt in hohem Maße von der guten Vorbereitung der Studierenden und der Organisation des Unterrichts ab.
Zur Vorbereitung der Studierenden gehört es, vor dem praktischen Unterricht Hausaufgaben zu machen, nämlich den relevanten theoretischen Stoff aus dem Lehrbuch zu wiederholen, sich mit dem Inhalt der experimentellen Arbeit vertraut zu machen, um zu wissen, welche praktischen Fähigkeiten für die Fertigstellung erforderlich sind.
Um beispielsweise die praktische Arbeit „Herstellung von Ethylen und Experimente damit“ abzuschließen, wiederholen die Studierenden Material über die Struktur des Moleküls, die Produktion sowie die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Ethylen, wobei sie besonders auf die Abhängigkeit dieser Eigenschaften von der Struktur achten das Molekül; Machen Sie sich mit dem Bild vertraut, das eine Vorrichtung zur Herstellung von Ethylen zeigt; Denken Sie daran, wie Sie das Gerät zur Gaserzeugung richtig zusammenbauen, auf Undichtigkeiten prüfen und verstärken. wiederholen Sie, welche Vorsichtsmaßnahmen beim Umgang mit Ausgangsstoffen zu beachten sind.
Zur Aufrechterhaltung einer korrekten Körperhaltung und einer guten Sicht müssen den Studierenden komfortable Arbeitsplätze entsprechend den Anforderungen der Wissenschaftlichen Arbeitsorganisation (SLO) und Ergonomie zur Verfügung gestellt werden. Die Ausstattung muss unter Berücksichtigung der anthropometrischen Merkmale der Studierenden und der Art der Arbeitstätigkeit erfolgen. Arbeitsplätze werden mit den notwendigen Geräten und Reagenzien ausgestattet und den Studierenden für einen bestimmten Zeitraum zugewiesen. Sie sind verpflichtet, während der Arbeit und nach deren Abschluss für Ordnung auf dem Tisch zu sorgen.
Während des Experiments beobachten die Schüler gemäß den Anweisungen sorgfältig die Anzeichen und Bedingungen der Reaktionen und notieren alle auftretenden Änderungen in ihren Notizbüchern.
Berichte über praktische Übungen werden in separaten Heften erstellt. Die Berichte werden ungefähr nach folgendem Schema erstellt: Name und Datum der Arbeit; Liste der Instrumente und Ausrüstung; Beschreibung des Arbeitsfortschritts (Zusammenbau des Geräts, Reagenzien, Beobachtungen, Erklärung der Ergebnisse usw.); Diagramme und Zeichnungen, die das Wesen der beobachteten Phänomene widerspiegeln; Verallgemeinerung und Schlussfolgerungen; kurze Antworten auf die in der Aufgabe gestellten Fragen.
Es empfiehlt sich, den Bericht am Tag der praktischen Arbeit einzureichen. Durch das Schreiben eines Berichts lernen die Schüler, ihre Handlungen zu analysieren, Verallgemeinerungen zu ziehen und Schlussfolgerungen zu ziehen.
Nach der praktischen Unterrichtsstunde erfolgt der Abtransport der Geräte, der von der Laborassistentin gesteuert wird: Jeder Schüler sammelt alle einzelnen Gegenstände und Reagenzien vom Tisch ein, legt sie auf ein Tablett (oder eine Küvette) und bringt sie in den Laborraum. Die Betreuer kontrollieren die Sauberkeit der Schülertische. All dies ist schnell erledigt und beeinträchtigt nicht die nächste Unterrichtsstunde. Anschließend zerlegen der Laborassistent und die Studierenden die Tabletts, waschen Reagenzgläser und andere Utensilien und platzieren Laborutensilien und Reagenzien an ihren festen Plätzen (in Schränken und Regalen).
Die Durchführung von Experimenten im praktischen Unterricht erfordert Gelassenheit, Präzision und Genauigkeit. Wenn Sie schlecht auf die Arbeit vorbereitet sind oder sie nachlässig ausführen, kann es sein, dass die Experimente nicht gelingen. Während der Arbeit selbst werden die Studierenden davon überzeugt, dass eine erfolgreiche Durchführung von Experimenten nur mit einem tiefen Verständnis des untersuchten Materials und der Fähigkeit, theoretisches Wissen in der Praxis anzuwenden, möglich ist.
Im praktischen Unterricht wiederholen die Studierenden in der Regel Experimente, die der Lehrer bereits beim Studium eines bestimmten Themas vorgeführt hat. Doch wenn man diese Experimente aus der Ferne beobachtet, können die Jungs die Details nicht immer verstehen. Nach der theoretischen Ausbildung haben sie die Möglichkeit, die Experimente selbstständig zu wiederholen, in alle Details der Experimente einzutauchen und deren Wesen zu erläutern. Dadurch entsteht Interesse an der Arbeit und das Wissen wird, unterstützt durch praktische Arbeit, dauerhafter und wirksamer.
Durch den Erwerb von Wissen und experimentellen Fähigkeiten soll den Kindern im praktischen Unterricht mehr Selbständigkeit bei der Durchführung chemischer Experimente ermöglicht werden. Sie können anbieten, die Versuchstechnik selbstständig zu analysieren, einen Arbeitsplan zu erstellen, Beobachtungen durchzuführen und die erzielten Ergebnisse zu erläutern. Diese Art der Versuchsdurchführung kommt der Lösung experimenteller Probleme nahe, der im Praxisunterricht auch eine sorgfältige häusliche Vorbereitung vorausgehen sollte. Der Lösungsweg wird durchdacht, ein Plan zur Durchführung entsprechender Experimente entwickelt und eine Liste der notwendigen Reagenzien, Materialien, Utensilien und Zubehörteile erstellt. Dies ermöglicht es den Studierenden, ins Labor zu kommen und sofort mit der Durchführung des Experiments zu beginnen. Experimentelle Aufgaben werden ohne Anleitung durchgeführt und erfordern daher deutlich mehr Selbständigkeit von den Studierenden.
Verständlicherweise beenden nicht alle Studierenden gleichzeitig die praktische Arbeit. Jeder hat seine eigenen Fähigkeiten, individuellen Eigenschaften, seinen eigenen Vorbereitungsgrad und daher das ungleiche Arbeitstempo. Einige halten die vorgegebene Zeit nicht ein, andere beenden die Arbeit vorzeitig. Für diejenigen, die die Aufgabe früher bewältigen, können Sie Aufgabenkarten mit dem Inhalt neuer Erfahrungen anbieten. Dies trägt zur Aufrechterhaltung einer Arbeitsumgebung im Klassenzimmer bei und regt das Denken der Schüler an.
Im Gegensatz zum praktischen Unterricht werden Laborexperimente von allen Schülern unter Anleitung eines Lehrers durchgeführt; dies trägt zu einem bewussten und spezifischen Verständnis des neuen Unterrichtsstoffs bei. Da ihnen nur wenig Zeit zur Verfügung steht, werden von den Studierenden Aufmerksamkeit, Fleiß und Disziplin verlangt. Die Experimente werden nach mündlichen Anweisungen des Lehrers oder nach Aufgabenkarten durchgeführt, deren Inhalte mit einem Epidiaskop oder Overheadprojektor auf die Leinwand projiziert werden können.
Ein spezieller Stand soll darauf hinweisen, welche allgemeinen Fähigkeiten und Fertigkeiten Studierende während des Studiums der anorganischen und organischen Chemie beherrschen sollten. Anhand einzelner Beispiele können Sie die Bedeutung einer bestimmten erworbenen Kompetenz verdeutlichen.
Zum Beispiel, was Sie beim Arbeiten mit einem Gasbrenner wissen müssen. Erdgas ist giftig, daher ist es nicht akzeptabel, es in Innenräumen freizusetzen. Bei Nichtgebrauch des Brenners müssen die Wasserhähne geschlossen sein; Die größte Wärmemenge wird freigesetzt, wenn eine nicht leuchtende Flamme entsteht. Beim Anzünden eines Gasbrenners sollten Sie folgende Reihenfolge einhalten: Verbinden Sie den Brenner mit einem Gummischlauch mit dem Wasserhahn; Verschließen Sie den Luftzugang mit einer Scheibe oder einem Clip. Zünden Sie das Gas einige Sekunden nach dem Start an. Stellen Sie die Luftzufuhr so ein, dass die Flamme nicht mehr leuchtet. Stellen Sie während des Betriebs sicher, dass es zu keinem „Durchbruch“ der Flamme kommt. Das Gas entzündet sich im unteren Teil des Rohrs und brennt darin und nicht im oberen Teil des Rohrs. Wenn ein „Schlupf“ festgestellt wird, muss der Brenner sofort gelöscht, abgekühlt und bei geschlossener Entlüftung erneut gezündet werden.
Es wird empfohlen, Literatur zu diesem Thema am gleichen Stand anzugeben.
Es ist sehr gut, im Klassenzimmer Aufzeichnungen über die Entwicklung experimenteller Fähigkeiten und Fertigkeiten nach Studienjahr zu führen, was als eine Art Kontrolle und Selbstkontrolle dient. Die Buchhaltung besteht aus einer Liste der entwickelten und geübten Fähigkeiten und Fertigkeiten jedes Studenten in anorganischer und organischer Chemie.
Während der Prüfung besetzt der Studierende einen von fünf Tischen, die speziell für die Durchführung von Laborversuchen und die Lösung experimenteller Probleme ausgestattet sind. An diesem Tisch bereitet er Antworten auf die theoretischen Fragen auf dem Ticket vor und plant den Ablauf des Experiments. Zunächst schreibt der Schüler die Gleichung einer chemischen Reaktion auf, erstellt dann eine Liste der Reagenzien und Geräte, die er in einem bestimmten Experiment oder einer bestimmten experimentellen Aufgabe verwenden möchte, und fertigt bei Bedarf auch eine Zeichnung oder ein Diagramm an. Erst nachdem der Lehrer die Notizen überprüft hat, beginnt der Schüler mit der Durchführung des Experiments.
Bei der Beurteilung der Durchführung von Laborexperimenten und der Lösung experimenteller Probleme berücksichtigen sie die Fähigkeit, Geräte auf Lecks zu testen, sie zusammenzubauen und in einem Laborstand zu befestigen, Reagenzien und Geräte zu verwenden, Reagenzien sparsam zu verwenden und Vorgänge beim Erkennen oder Erhalten konsequent durchzuführen Substanzen, beachten Sie Sicherheitsvorkehrungen usw.
Studierende, die bereits über ausgeprägte Arbeitsfähigkeiten verfügen, sollten in die Arbeiten zur Ausstattung des Klassenzimmers einbezogen werden. Sie können die fehlenden Tabellen zur Herstellung von Stoffen, Installationspläne, Zeichnungen von Geräten, Betriebsanlagen und -instrumenten, Sammlungen erstellen und sich auch an der Sammlung von Gläsern und Flaschen beteiligen. Eltern und Kinder, die diese Schule abgeschlossen haben, können bei dieser Arbeit eine große Hilfe sein.
§ 3.3. Durchführung praktischer Arbeiten
Der ungefähre Zeitpunkt der praktischen Arbeit richtet sich nach dem thematischen Plan.
Im Unterrichtsplan legt der Lehrer dar, wie er die Arbeit der gesamten Klasse und einzelner Schüler beobachtet und steuert, auf welche technischen und theoretischen Schwierigkeiten die Kinder bei der Durchführung von Experimenten stoßen können und welche differenzierten Hilfestellungen sie für den erfolgreichen Abschluss und Abschluss leisten müssen die Arbeit.
Der Plan zeichnet auch den möglichen Austausch von Reagenzien oder Geräten sowie Änderungen im Inhalt eines Experiments auf, listet Fragen auf, mit denen die theoretische Vorbereitung der Schüler auf den Unterricht getestet wird, und gibt auch Anweisungen zur Technik der Durchführung von Experimenten.
Praktische Fähigkeiten werden erfolgreich entwickelt, wenn Schüler bereits über ausreichende theoretische Kenntnisse verfügen. In diesem Fall werden einzelne Operationen sinnvoller durchgeführt und starke Fähigkeiten erworben. Daher muss der Lehrer zunächst die theoretische Vorbereitung der Schüler auf die anstehende Arbeit überprüfen. Zu diesem Zweck werden Fragen vorgeschlagen, mit deren Hilfe der Lehrer die Stärke und Tiefe des Wissens kontrolliert und gleichzeitig die geistige Aktivität aktiviert.
Fragen sollten sich natürlich aus dem Inhalt der praktischen Arbeit selbst ergeben. Sollten Änderungen in der Arbeit geplant sein, wird dies ebenfalls gleich zu Beginn der Unterrichtsstunde bekannt gegeben. Anschließend beantwortet der Lehrer Fragen, die bei der Unterrichtsvorbereitung zu Hause aufgekommen sind, erklärt und zeigt die Techniken, die erstmals zum Einsatz kommen. Weniger Zeit wird der Erläuterung der Techniken zur Durchführung bereits bekannter Operationen und Techniken gewidmet, die den Kindern anhand der Anleitungen für die praktische Arbeit noch einmal vertraut gemacht werden. Der Überwachung der Umsetzung dieser Vorgänge während der Arbeit wird jedoch viel mehr Zeit gewidmet.
Anschließend führen die Studierenden Experimente durch, die Lehrkraft überwacht die Qualität der Umsetzung und gibt bei Schwierigkeiten differenzierte Hilfestellungen. Wenn ein Fehler entdeckt wird, besteht kein Grund zur überstürzten Korrektur; dem Schüler muss die Möglichkeit gegeben werden, selbst darüber nachzudenken und ihn umzusetzen.
Wenn das Chemielabor mit allem ausgestattet ist, was für einen Versuch notwendig ist, führt jeder Schüler im praktischen Unterricht selbstständig Versuche durch. Liegen solche Voraussetzungen nicht vor, wird die praktische Arbeit abwechselnd von zwei Studierenden durchgeführt: Jeder führt etwa die Hälfte der vorgesehenen Experimente durch. Aber auch wenn Schüler zu zweit Experimente durchführen, legt jeder Schüler separat einen Bericht über die geleistete Arbeit vor. Dies zwingt sie, sich mit dem Wesen der von ihrem Kameraden geleisteten Arbeit auseinanderzusetzen, zu beobachten und Schlussfolgerungen zu ziehen.
Bei der Durchführung von Experimenten sollten Sie sicherstellen, dass jeder Schüler ein aktiver Darsteller und kein passiver Betrachter ist. Nur unter dieser Voraussetzung werden experimentelle Fähigkeiten gefestigt und verbessert.
Der Lehrer hält seine Beobachtungen in einem Notizbuch fest, in dem die Namen der Schüler, Elemente der Arbeitsabläufe sowie Fähigkeiten und Fertigkeiten, die in dieser Unterrichtsstunde erworben oder verbessert werden, festgehalten werden. Einige Kommentare werden kurz in der Spalte „Notizen“ festgehalten.
Beispielsweise überwacht der Lehrer bei der praktischen Arbeit zum Thema „Erkennung polymerer Werkstoffe – Kunststoffe, Chemiefasern“ die korrekte Entwicklung folgender experimenteller Fähigkeiten:
Zünd- und Löschbrenner (Alkohollampen);
Kunststoffe und Fasern anhand ihres Aussehens identifizieren;
Bestimmen Sie die Dichte von Kunststoff;
Kunststoffe und Fasern anhand ihres Verbrennungsmusters identifizieren;
Verwenden Sie eine Tiegelzange;
mit Nachschlagetabellen arbeiten.
Während die Schüler ihre Experimente abschließen, notieren sie ihre Ergebnisse in Notizbüchern und erstellen anschließend einen schriftlichen Bericht. Jeder Bericht sollte eine kurze Aufzeichnung der Beobachtungen, deren Erläuterungen und Schlussfolgerungen enthalten. Die Schüler überdenken die Reihenfolge der Durchführung von Experimenten zu Hause als Vorbereitung auf den Unterricht, sodass sie während der praktischen Arbeit deutlich weniger Zeit mit dem Verfassen eines Berichts verbringen. Sie sollten die Erstellung von Berichten nicht nach Hause verlegen, da dies die Schüler im Unterricht entmutigt. Zudem geraten die bei der Beobachtung gewonnenen Ergebnisse schnell in Vergessenheit, was zu Betrug führt.
Studentische Laborassistenten leisten eine große Hilfe bei der Vorbereitung praktischer Arbeiten. Sie helfen dabei, alle Sets auf Tabletts auszustellen und aufzubewahren. Diese Schüler können aufgefordert werden, die Arbeit ihrer Kameraden zu beobachten und ihnen bei Schwierigkeiten zu helfen. Um den Erfolg sicherzustellen, empfiehlt es sich, diesen Studierenden vorab die Möglichkeit zu geben, praktische Arbeiten zu absolvieren und ihnen einen Fragenkatalog zur Verfügung zu stellen, zu dem sie Beobachtungen durchführen sollen.
Die Leistung der Studierenden in der praktischen Arbeit wird anhand eines schriftlichen Berichts und Beobachtungsergebnissen beurteilt. Solche Kriterien könnten sein:
fehlerfreie und genaue Durchführung von Experimenten;
korrekte Aufzeichnung von Erläuterungen, Schlussfolgerungen und Reaktionsgleichungen;
geschickter Umgang mit Reagenzien und Geräten;
Qualität des Berichtsdesigns;
Einhaltung der Sicherheitsvorkehrungen und Disziplin während des Unterrichts.
Typische Fehler bei der Durchführung von Experimenten werden in der nächsten Lektion besprochen. Einzelne Studierende sind eingeladen, am Demonstrationstisch praktische Experimente durchzuführen. Die gesamte Klasse beteiligt sich an der Diskussion ihrer Ergebnisse.
Praktische Arbeiten, die nach Lehrbuchanweisungen durchgeführt werden, schränken die Selbständigkeit der Studierenden ein, da es sich bei den Inhalten dieser Arbeiten hauptsächlich um exekutive Tätigkeiten handelt. Probleme im Zusammenhang mit der Entwicklung des Denkens der Studierenden sollten auf der Grundlage ihrer zunehmenden Unabhängigkeit bei der Durchführung dieser Arbeit gelöst werden. In dieser Richtung kann viel getan werden, ohne dass sich die im Programm vorgesehenen Themen und der Umfang der praktischen Arbeit ändern.
Nehmen wir als Beispiel ein praktisches Beispiel. zum Thema „Bestimmung von Mineraldüngern“, deren Umsetzung große Aktivität und Unabhängigkeit erfordert.
Forschungsschwerpunkte.
1. Bestimmen Sie anhand charakteristischer Reaktionen Ammoniumnitrat, Natriumnitrat und Kaliumsalz, die sich unter Zahlen in Reagenzgläsern (in Beuteln) befinden.
2. Beweisen Sie, dass die Zusammensetzung von Ammoniumnitrat Ammoniumionen und Nitrationen von Natriumnitrat umfasst – Natriumionen Na + und Nitrationen, Kaliumsalz – Kaliumionen K + und
Chloridionen Cl – .
Forschungsplan.
1. Berücksichtigen Sie das Aussehen des Düngers.
2. Überprüfen Sie die Löslichkeit von Düngemitteln in Wasser.
3. Gießen Sie eine konzentrierte Schwefelsäurelösung in Reagenzgläser mit festen Düngemitteln und senken Sie die Kupferstücke ab ( für welchen Zweck?) und leicht aufwärmen ( Warum?).
4. In Reagenzgläser mit Düngemittellösungen füllen:
a) eine Lösung aus Bariumchlorid und Essigsäure ( wofür?);
b) Alkalilösung ( für welchen Zweck?) und Hitze ( Warum?);
c) Silbernitratlösung ( wofür?).
5. Düngerkristalle auftragen ( Wie?) in die Flamme eines Brenners oder einer Alkohollampe ( für welchen Zweck?).
6. Beobachten Sie die auftretenden Phänomene sorgfältig.
7. Schreiben Sie Reaktionsgleichungen auf.
8. Beachten Sie die charakteristische Färbung der Flamme eines Brenners oder einer Alkohollampe, wenn Sie Düngemittel darauf auftragen.
9. Ziehen Sie entsprechende Schlussfolgerungen.
Fragen zum Überprüfen.
1. Wie bestimmt man die Ionen Na + , K + , , , Cl – ?
2. Ist es möglich, Na + und Ionen anhand der Farbe der Flamme zu unterscheiden? Warum? Wie sollten sie definiert werden?
3. Zu welchem Zweck wird konzentrierte Schwefelsäure gleichzeitig mit Kupferstücken zu Düngemitteln hinzugefügt? Geben Sie eine begründete Antwort.
4. Warum wird Essigsäure zusammen mit Bariumchlorid hinzugefügt?
5. Wie lässt sich erklären, dass viele Düngemittel die Flamme gelb färben?
6. Wie lässt sich die ungleiche Erhitzung von Düngemitteln mit konzentrierter Schwefelsäure und Kupfer sowie mit Natronlauge erklären?
7. Wie kann man das Nitration in Alkalimetallsalzen sonst noch bestimmen?
Die Festlegung der Ziele des Experiments und die Erstellung eines Forschungsplans helfen den Schülern, sich während des Experiments auf das Wesentliche zu konzentrieren. Mithilfe von Testfragen für die praktische Arbeit erfahren sie, wie gut sie das Wesen von Phänomenen und Prozessen verstehen und in der Lage sind, das erworbene Wissen in neuen Situationen anzuwenden.
Der Lehrer kann analog die Inhalte anderer praktischer Arbeiten selbstständig verfassen.
In den Abschlusslektionen erfolgt keine praktische Erarbeitung neuer Inhalte. Allerdings empfiehlt es sich, die letzten beiden Lektionen nur einem chemischen Experiment zu widmen. Auf der einen Seite erhalten die Studierenden ihnen bekannte Gase (Sauerstoff, Ammoniak, Kohlenmonoxid (IV), Wasserstoff, Ethylen etc.) und weisen deren Vorhandensein nach, auf der anderen Seite lösen sie experimentelle Aufgaben zur Erkennung anorganischer und organischer Stoffe. Obwohl die Studierenden diese Experimente schon einmal durchgeführt haben, werden sie auf einer neuen und qualitativ hochwertigeren Basis wiederholt. Dies äußert sich nicht nur in der Fähigkeit zur schnellen und selbstständigen Durchführung von Experimenten, sondern auch in höheren Anforderungen an die Auswertung der Arbeitsergebnisse.
Die Qualität und Stärke der erworbenen Fähigkeiten und Fertigkeiten hängt von der Häufigkeit ihres Einsatzes in der praktischen Arbeit ab. Die Tatsache, dass einige Fähigkeiten und Fertigkeiten während der Ausbildung nur ein- oder zweimal und dann mit einer längeren Pause eingesetzt werden, schließt nicht aus, dass die Studierenden sie bei Bedarf in ihrer beruflichen Tätigkeit anwenden und verbessern.
Kapitel 4. Methodik zur Entwicklung experimenteller Fähigkeiten und Fertigkeiten
§ 4.1. Klassifizierung experimenteller Fähigkeiten und Fertigkeiten
Die Einheit von Theorie und Praxis trägt bekanntlich am meisten zur soliden Aneignung von Lehrmaterial bei, daher sollte theoretisches Wissen in der Chemie auf Experimenten basieren und ein chemisches Experiment sollte die Anwendung theoretischen Wissens beinhalten. Im Lernprozess müssen diese beiden Verbindungen in enger Beziehung zueinander stehen, und keines von ihnen darf herabgesetzt oder erhöht werden.Experimentelle Fähigkeiten und Fertigkeiten sollen systematisch durch die Durchführung von Laborexperimenten, die Durchführung praktischer Kurse und die Lösung experimenteller Probleme entwickelt werden. Der Erfolg dieser Arbeit hängt weitgehend von den Kenntnissen des Lehrers über die Struktur und den Inhalt experimenteller Fähigkeiten sowie von den Bedingungen für den effektiven Einsatz verschiedener Arten chemischer Lehrexperimente ab.
Je nach Form der studentischen Tätigkeit lassen sich die experimentellen Fähigkeiten, die im Chemieunterricht ausgebildet werden, in fünf Gruppen einteilen:
organisatorisch;
technisch;
Messung;
intellektuell;
Design.
Basierend auf dem Chemielehrplan ist es möglich, den Inhalt der Fähigkeiten und Fertigkeiten für jede dieser Gruppen festzulegen.
Organisatorische Fähigkeiten:
1) Planung des Experiments;
2) Auswahl der Reagenzien und Ausrüstung;
3) rationeller Einsatz von Zeit, Mitteln, Methoden und Techniken im Prozess der Arbeitsausführung;
4) Selbstbeherrschung üben;
5) den Arbeitsplatz sauber und ordentlich halten;
6) Unabhängigkeit bei der Arbeit.
Technische Fähigkeiten:
1) Umgang mit Reagenzien und Geräten;
2) Montage von Geräten und Anlagen aus Fertigteilen und Baugruppen;
3) Durchführung chemischer Operationen;
4) Einhaltung der Arbeitssicherheitsvorschriften.
Messfähigkeiten:
1) Messung des Volumens von Flüssigkeiten und Gasen;
2) Wiegen;
3) Messungen der Temperatur und Dichte von Flüssigkeiten;
4) Verarbeitung der Messergebnisse.
Intellektuelle Fähigkeiten:
1) Klärung des Zwecks und Definition der Ziele des Experiments;
2) eine Hypothese aufstellen;
3) Nutzung vorhandener Kenntnisse;
4) Beschreibung der beobachteten Phänomene und Prozesse;
5) Analyse der experimentellen Ergebnisse;
6) Herstellung von Ursache-Wirkungs-Beziehungen;
7) Verallgemeinerung und Schlussfolgerungen.
Designfähigkeiten:
1) Reparatur von Geräten, Instrumenten und Anlagen;
2) Verbesserung von Geräten, Instrumenten und Anlagen;
3) Herstellung von Geräten, Instrumenten und Anlagen;
4) grafische Gestaltung (in Form von Zeichnungen und Diagrammen) von Geräten, Instrumenten und Installationen.
Die Einteilung der Fähigkeiten in fünf separate Gruppen kann das Problem der erfolgreichen Beherrschung durch die Studierenden noch nicht lösen. Manche Kinder erlernen organisatorische Fähigkeiten und Fertigkeiten gut und schnell, andere – intellektuelle, andere – technische usw. Daher ist es in Übereinstimmung mit dem Chemieprogramm notwendig, Listen von Fähigkeiten festzulegen, die die Schüler je nach Ausbildungsstand beherrschen müssen und individuelle Eingenschaften. Dabei lassen sich alle experimentellen Fertigkeiten in drei Stufen einteilen.
ZU erste Ebene
Dazu gehören die typischen Fähigkeiten und Fertigkeiten, die alle Studierenden benötigen, um die Inhalte des Chemie-Lehrplans zu beherrschen. Auf dieser Stufe führen die Studierenden nach Anleitung praktische Übungen oder Laborexperimente durch und benötigen dabei weiterhin Aufsicht und Unterstützung durch den Lehrer. Mit der Beherrschung der erforderlichen Fähigkeiten ist von den Studierenden eine zunehmende Selbständigkeit bei der Durchführung von Experimenten zu verlangen.
Zweites Level
Dabei geht es darum, dass Studierende solche Fähigkeiten und Fertigkeiten erwerben, die es ihnen ermöglichen, ein chemisches Experiment ohne detaillierte Anweisungen und unter veränderten Bedingungen durchzuführen, algorithmische Anweisungen für Experimente zu verwenden und Unabhängigkeit in ihrer Arbeit zu demonstrieren. Gleichzeitig benötigen solche Schüler gelegentlich die Aufsicht und Hilfe eines Lehrers.
Drittes Level
stellen Fähigkeiten und Fertigkeiten dar, die für Studierende charakteristisch sind, die ein tiefes Interesse an Chemie, Unabhängigkeit und einen kreativen Ansatz bei der Durchführung eines chemischen Experiments zeigen. Diese Schüler benötigen nicht die Kontrolle und Unterstützung des Lehrers.
Nachfolgend finden Sie eine ungefähre Liste der experimentellen Fähigkeiten für jedes Level nach Gruppe.
Organisatorische Fähigkeiten
Erste Ebene:
1) Erstellung eines Versuchsplans gemäß den Anweisungen;
2) Festlegung der Liste der Reagenzien und Geräte gemäß den Anweisungen;
3) Erstellung eines Berichtsformulars gemäß den Anweisungen;
4) Durchführung des Experiments zu einem bestimmten Zeitpunkt unter Verwendung vertrauter Mittel, Methoden und Techniken in der Arbeit;
5) Durchführung der Selbstkontrolle gemäß den Anweisungen;
6) Kenntnis der Anforderungen an die schriftliche Dokumentation experimenteller Ergebnisse;
7) der in der Regel mangelnde Sauberkeit und Ordnung am Arbeitsplatz;
8) die Notwendigkeit einer systematischen Kontrolle und Unterstützung der Arbeit durch den Lehrer.
Zweites Level:
1) Erstellung eines Versuchsplans ohne detaillierte Anweisungen;
2) Festlegung der Liste der Reagenzien und Geräte ohne detaillierte Anweisungen;
3) Erstellen eines Berichtsformulars ohne detaillierte Anweisungen;
4) rationeller Einsatz von Zeit, Mitteln, Methoden und Techniken bei der Ausführung der Arbeit;
5) Selbstkontrolle ohne Anweisungen durchführen;
6) schriftliche Dokumentation der Versuchsergebnisse anhand von Referenzliteratur, mit einer Zeichnung oder einem Diagramm;
7) den Arbeitsplatz sauber und ordentlich halten;
8) gelegentlicher Bedarf an Kontrolle und Unterstützung bei der Arbeit durch den Lehrer.
Drittes Level:
1) unabhängige Planung des Experiments und seiner theoretischen Begründung;
2) unabhängige Festlegung der Liste der Reagenzien und Geräte;
3) Änderungen am Berichtsformular vornehmen;
4) sparsamer Zeiteinsatz und Auswahl der effektivsten Mittel, Methoden und Techniken im Prozess der Arbeitsausführung;
5) Erhöhung der Anzahl der Selbstkontrollkriterien;
6) schriftliche Dokumentation der Versuchsergebnisse anhand von Referenz- und wissenschaftlicher Literatur, Zeichnungen;
7) Den Arbeitsplatz während des gesamten Experiments sauber und ordentlich halten;
8) unabhängige Durchführung des Experiments.
Technische Fähigkeiten
Zweites Level:1) ordnungsgemäßer Umgang mit verschiedenen Reagenzien und Geräten;
2) Zusammenbau von Geräten und Anlagen aus Fertigteilen nach Zeichnung oder Schema ohne detaillierte Anleitung;
3) Festlegung der Arbeitsreihenfolge ohne detaillierte Anweisungen;
4) ständige Einhaltung aller Arbeitssicherheitsvorschriften.
Drittes Level:
1) korrekter Umgang mit verschiedenen Reagenzien und Geräten und deren Austausch durch andere;
2) Montage von Geräten und Anlagen aus Fertigteilen gemäß Zeichnung;
3) selbstständig die Reihenfolge aller Vorgänge erstellen und diese während des Experiments durchführen;
4) strikte Einhaltung aller Arbeitssicherheitsvorschriften.
Messfähigkeiten
Erste Ebene:
1) mit Messgeräten gemäß den Anweisungen arbeiten;
2) Kenntnis und Anwendung der Messmethoden gemäß den Anweisungen;
3) Verarbeitung der Messergebnisse gemäß den Anweisungen.
Zweites Level:
1) Arbeiten mit Messgeräten ohne detaillierte Anleitung;
2) Kenntnis und Anwendung von Messmethoden ohne detaillierte Anweisungen;
3) Verarbeitung der Messergebnisse ohne detaillierte Anweisungen.
Drittes Level:
1) selbstständiges Arbeiten mit verschiedenen Messgeräten;
2) Einsatz verschiedener Messmethoden;
3) Einbeziehung von Computergeräten, Tabellen, Referenzliteratur usw. in die Verarbeitung der Messergebnisse.
Intellektuelle Fähigkeiten
Erste Ebene:
1) Klärung des Zwecks und Definition der Ziele des Experiments gemäß den Anweisungen;
2) mit Hilfe eines Lehrers eine Experimenthypothese aufstellen;
3) Auswahl und Anwendung des theoretischen Wissens nach Anweisung des Lehrers;
4) Beobachtung und Identifizierung charakteristischer Anzeichen von Phänomenen und Prozessen gemäß den Anweisungen;
5) Vergleich, Analyse, Feststellung von Ursache-Wirkungs-Beziehungen, Verallgemeinerung der erzielten Ergebnisse und Formulierung von Schlussfolgerungen unter Anleitung eines Lehrers.
Zweites Level:
1) Definition des Zwecks und der Ziele des Experiments ohne detaillierte Anweisungen;
2) eine Hypothese aufstellen und den Inhalt des Experiments mit geringfügiger Unterstützung des Lehrers festlegen;
3) Nutzung theoretischen Wissens durch Analogie;
4) Beobachtung und Feststellung charakteristischer Anzeichen von Phänomenen und Prozessen ohne detaillierte Anweisungen;
5) Vergleich, Analyse, Feststellung von Ursache-Wirkungs-Beziehungen, Verallgemeinerung der erzielten Ergebnisse und Formulierung von Schlussfolgerungen unter geringer Beteiligung des Lehrers.
Drittes Level:
1) unabhängige Festlegung des Zwecks und der Ziele des Experiments;
2) selbstständig eine Hypothese aufstellen und einen Algorithmus zur Durchführung eines Experiments erstellen;
3) selbstständige Anwendung theoretischen Wissens unter neuen Bedingungen;
4) unabhängige Beobachtung und Identifizierung charakteristischer Anzeichen von Phänomenen und Prozessen;
5) eigenständige Durchführung von Synthese, Analyse, Feststellung von Ursache-Wirkungs-Beziehungen, Verallgemeinerungen, Formulierung und Vergleich von Schlussfolgerungen mit dem Zweck und den Zielen des Experiments.
Designfähigkeiten
Erste Ebene:1) Behebung einfacher Probleme an Geräten, Geräten und Anlagen gemäß den Anweisungen unter der Aufsicht eines Lehrers;
2) Verwendung vorgefertigter Geräte, Instrumente und Anlagen;
3) Herstellung einfacher Geräte, Instrumente und Installationen unter Anleitung eines Lehrers;
4) Abbildung von Geräten, Instrumenten und Anlagen in Form einer Zeichnung.
Zweites Level:
1) Reparatur von Geräten, Instrumenten und Anlagen nach Anweisung des Lehrers;
2) Vornahme einiger Änderungen am Design von Geräten, Instrumenten und Installationen;
3) Herstellung einfacher Geräte, Instrumente und Anlagen nach Anleitung;
4) Darstellung von Geräten, Instrumenten und Anlagen in Form eines Diagramms.
Drittes Level:
1) unabhängige Reparatur von Geräten, Geräten und Anlagen;
2) Verbesserung des Designs von Geräten, Instrumenten und Anlagen;
3) Herstellung von Geräten nach Zeichnungen;
4) Abbildung von Geräten, Instrumenten und Anlagen in Form einer Zeichnung.
Die Arbeitsleistung der Studierenden kann auf der ersten Stufe mit der Note „3“, auf der zweiten mit der Note „4“ und auf der dritten Stufe mit der Note „5“ bewertet werden.
Betrachten wir die Ausbildung experimenteller Fähigkeiten anhand der vorgeschlagenen Beherrschungsniveaus, wenn sie von Schülern der 8. Klasse durchgeführt werden Praktische Lektion „Herstellung und Eigenschaften von Sauerstoff“.
Die erste Schülergruppe erledigt eine nicht sehr schwierige Aufgabe (erste Stufe).
Variante 1
Berufsziele:
1) Sauerstoff durch Zersetzung von Kaliumpermanganat beim Erhitzen gewinnen und durch Luftverdrängung sammeln;
2) beweisen, dass das resultierende Gas Sauerstoff ist;
3) Überprüfen Sie die Verbrennung von Kohle in Sauerstoff.
Arbeitsplan:
1) ein Gerät zur Sauerstofferzeugung zusammenbauen;
2) auf Undichtigkeiten prüfen (wie?);
3) einen Wattebausch in das Gerät einführen (wofür?);
4) Reagenzgläser, Gläser oder Flaschen vorbereiten, um sie mit Sauerstoff zu füllen;
5) Erhitzen Sie vorsichtig die gesamte Länge des Reagenzglases (warum?), das Kaliumpermanganat enthält, und erhitzen Sie dann die Stelle, an der sich das Reagenz befindet;
6) Überwachen Sie den Beginn der Sauerstofffreisetzung (durch welches Zeichen?);
7) das freigesetzte Gas auffangen;
8) Testen Sie das entstehende Gas in einem Reagenzglas (wie?);
9) die Verbrennung von Kohle in Luft und Sauerstoff untersuchen;
10) Gießen Sie etwas Kalk- oder Barytwasser in das Gefäß oder die Flasche, in der die Kohle verbrannt wurde (was wird beobachtet?);
11) eine Gleichung für die chemische Reaktion der Kohleverbrennung aufstellen und die entsprechenden Schlussfolgerungen ziehen;
12) Erstellen Sie einen Bericht über die geleistete Arbeit.
Fragen zur Selbstkontrolle.
1) Wie prüft man die Dichtheit eines Geräts zur Gaserzeugung?
2) Welche Rolle spielt Watte in einem Gerät zur Sauerstofferzeugung aus Kaliumpermanganat?
3) Wie lässt sich der Beginn der Sauerstofffreisetzung bestimmen?
4) Wie erkennt man Sauerstoff unter anderen Gasen?
5) Wie lässt sich die ungleiche Verbrennung von Stoffen in Luft und Sauerstoff erklären?
Der Inhalt der Aufgabe für diese Schülergruppe ähnelt den Anweisungen im Lehrbuch. Gleichzeitig unterscheidet es sich dadurch, dass es Fragen enthält, die von den Schülern keine Leistung, sondern die Schaffung kreativer Aktivitäten erfordern. Die Schüler erledigen solche Aufgaben in der ersten Unterrichtsstunde und sind dann bereit für komplexere selbstständige Arbeiten.
Die zweite Schülergruppe bearbeitet eine komplexere Aufgabe (zweite Stufe).
Option 2
Aufgabe:Überlegen Sie, wie Sie Sauerstoff abhängig von seiner Löslichkeit und Dichte sammeln können.
Arbeitsplan:
1) Sauerstoff gewinnen und durch Verdrängung von Wasser und Luft sammeln;
2) die Unterschiede zwischen Geräten zum Sammeln von Sauerstoff über Wasser und zum Verdrängen von Luft herausfinden;
3) einen Bericht über die geleistete Arbeit erstellen.
Fragen zur Selbstkontrolle.
1) In welchen Fällen können beide Methoden der Gassammlung mit gleichem Erfolg eingesetzt werden?
2) Wie beeinflusst die Löslichkeit von Gasen die Wahl der Methode zu ihrer Sammlung?
3) Wie beeinflusst die Dichte von Gasen die Wahl der Methode zu ihrer Sammlung?
4) Ist es möglich, die Art der Gassammlung anhand der Form des Gasauslassrohrs zu bestimmen?
Die Studierenden der zweiten Gruppe müssen vor Beginn des Experiments die Durchführbarkeit und Notwendigkeit ihres Handelns begründen. Die Beschreibung erfolgt in allgemeiner Form und sie müssen nicht nur in der Lage sein, ein Experiment durchzuführen, sondern auch unabhängige Schlussfolgerungen aus den erzielten Ergebnissen zu ziehen. Diese Aufgabe erfordert von den Studierenden Selbstständigkeit in ihrer Arbeit und Elemente kreativer Tätigkeit.
Der dritten Schülergruppe wird die schwierigste Aufgabe angeboten (dritte Stufe).
Option 3
Berufsziele:
1) Überprüfen Sie die Möglichkeit, Sauerstoff aus den folgenden Substanzen zu gewinnen: KNO 3, H 2 O 2, KMnO 4;
2) Finden Sie die Bedingungen für die Zersetzungsreaktion für jeden dieser Stoffe heraus;
3) Stellen Sie fest, welcher dieser Stoffe für die Sauerstoffproduktion im Labor am besten geeignet ist.
Arbeitsplan:
1) Listen Sie die Stoffe auf, aus denen im Labor Sauerstoff gewonnen werden kann;
2) optimale Bedingungen für die Gewinnung von Sauerstoff aus den oben aufgeführten Stoffen benennen (oder annehmen);
3) einen Plan entwickeln und selbstständig ein Experiment durchführen, um theoretische Annahmen zu testen;
4) Erstellen Sie einen Bericht über die geleistete Arbeit.
Fragen zur Selbstkontrolle.
1) Mit welchen Stoffen lässt sich Sauerstoff im Labor und in der Praxis herstellen?
2) Welche Faktoren beeinflussen die Auswahl der Stoffe zur Sauerstofferzeugung im Labor und in der Praxis?
Die Bewältigung dieser Aufgabe erfordert nicht nur die Fähigkeit, Phänomene theoretisch zu begründen und die erzielten Ergebnisse zu verallgemeinern, sondern auch die notwendigen Informationen aus der wissenschaftlichen und populärwissenschaftlichen Literatur zu gewinnen. Diese Aufgabe ist kreativer Natur.
§ 4.2. Die Rolle der Beobachtung im Bildungsprozess
experimentelle Fähigkeiten
Die Beobachtung fördert die direkte sensorische Wahrnehmung der untersuchten Stoffe und Phänomene. Die im Prozess der Kontemplation gewonnenen Informationen wecken kognitives Interesse und tragen zur Bildung von Selbstständigkeit im Wissen über die umgebende Realität bei. Beobachtung fördert Beobachtung, logisches Denken und Sprechen. Die Beobachtung vermittelt jedoch nur eine äußere Vorstellung von Stoffen und Phänomenen und offenbart nicht deren inneres Wesen. Die Aufmerksamkeit konzentriert sich hauptsächlich auf einzelne Substanzen und Phänomene, und die Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge zwischen ihnen werden nicht ausreichend offengelegt, was den eigenen Horizont einschränkt.
Eng mit der Beobachtung verbunden ist das Experiment, das diesen Mangel ausgleicht. Mit seiner Hilfe erfahren die Studierenden nicht nur die äußeren Merkmale von Stoffen und Phänomenen, sondern auch die innere Struktur von Stoffen, offenbaren das Wesen und die Muster chemischer Phänomene.
Wenn also auf der Grundlage von Beobachtungen hauptsächlich inhaltliche Konzepte gebildet werden, dann auf der Grundlage von Experimenten - chemische Konzepte.
Die Fähigkeit, laufende Phänomene und Prozesse zu beobachten, soll kontinuierlich vermittelt werden. Gleichzeitig ist darauf zu achten, dass die Studierenden nicht nur auf äußere Veränderungen achten, sondern gleichzeitig auch das innere Wesen der auftretenden Phänomene begreifen.
Indem die Schüler unter Anleitung eines Lehrers die Bedingungen von Experimenten, Anzeichen von Reaktionen und resultierenden Produkten beobachten und die erzielten Ergebnisse analysieren, erweitern sie ihr Verständnis für chemische Umwandlungen und Prozesse und lernen, die Gründe zu erklären, die sie verursacht haben wenden das erworbene theoretische Wissen in der Praxis an.
Um erfolgreich Chemie zu unterrichten, muss ein Lehrer ein chemisches Schulexperiment meistern, wodurch die Schüler die erforderlichen Kenntnisse und Fähigkeiten erwerben. Ein chemisches Experiment in der Schule kann in ein Demonstrationsexperiment, bei dem der Lehrer das Experiment vorführt, und ein Schülerexperiment, das von Schülern durchgeführt wird, unterteilt werden. Schülerexperimente werden wiederum in zwei Typen unterteilt:
- Laborexperimente, die von Studierenden durchgeführt werden, um sich neues Wissen anzueignen;
- praktische Arbeit, die Studierende nach Abschluss eines oder zweier Themen durchführen
In vielen Fällen erfolgt die praktische Arbeit in Form experimenteller Problemlösungen, im Gymnasium in Form eines Workshops, bei dem nach Bearbeitung mehrerer Themen in mehreren Unterrichtsstunden praktische Arbeiten durchgeführt werden.
Die Entwicklung der kognitiven Interessen der Studierenden während des Lernprozesses ist für jedes akademische Fach von großer Bedeutung. Das Studium der Chemie hat seine eigenen Besonderheiten, die für Lehrer zu berücksichtigen sind. Dies betrifft zunächst den Einsatz chemischer Lehrexperimente, die in verschiedenen Formen in Schulen weit verbreitet sind. Das Experiment erfordert vom Lehrer viel Zeit für die Vorbereitung und Durchführung. Nur in diesem Fall kann die erwartete pädagogische Wirkung erzielt werden. In diesem Fall ist es notwendig, sowohl Ihre Berufserfahrung als auch die aus Literatur und persönlicher Kommunikation bekannten Erfahrungen anderer Lehrkräfte zu berücksichtigen. Wenn ein Lehrer ein chemisches Experiment fließend beherrscht und es nutzt, um den Schülern beim Erwerb von Wissen und Fertigkeiten zu helfen, dann beschäftigen sich die Schüler mit Interesse mit Chemie. Ohne ein chemisches Experiment im Chemieunterricht kann das Wissen der Schüler eine formale Konnotation bekommen – das Interesse am Fach sinkt stark.
Ein Chemielehrer muss nicht nur die Technik und Methodik von Demonstrationsexperimenten beherrschen, sondern auch Schülerexperimente. Manchmal können die einfachsten Experimente scheitern, wenn die erforderliche Konzentration der Reaktanten in Lösungen nicht eingehalten wird oder die Bedingungen für die Durchführung chemischer Reaktionen nicht berücksichtigt werden. Deshalb ist es notwendig, einfache Reagenzglasexperimente im Detail zu studieren, um die Durchführung von Schülerversuchen im Unterricht anzuleiten und den Schülern Hilfestellungen zu geben.
In letzter Zeit werden Schülerexperimente immer häufiger durchgeführt, indem entweder mit einer kleinen Menge Reagenzien in kleinen Kolben und Reagenzgläsern gearbeitet wird oder nach der Halbmikromethode, bei der Experimente in Zellen zur Tröpfchenanalyse durchgeführt werden, Lösungen entnommen werden Mit einer Pipette ein paar Tropfen auftragen. Wenn Sie eine Büroklammer nehmen und ihr Ende in eine Zelle mit einer Kupferchloridlösung (11) senken, ist die Büroklammer nach einigen Sekunden mit einer hellen Kupferschicht bedeckt. Die Halbmikromethode spart nicht nur Zeit für Lehrer und Schüler, sondern auch materielle Vermögenswerte – teure Reagenzien, Materialien und Utensilien.
Demonstrationsexperimente sind die häufigste Form chemischer Experimente in der Schule, die einen starken Einfluss auf den Prozess des Wissenserwerbs der Schüler in der Chemie haben. Bei der Demonstration von Experimenten sind die folgenden drei Aspekte des Experiments für Studierende besonders wichtig:
1. Direkter Einfluss der chemischen Reaktion selbst.
Wenn wir die Faktoren, die die Schüler bei der Demonstration von Experimenten beeinflussen, nach ihrer Wichtigkeit ordnen, dann werden sie zunächst durch den Lichtreiz (Blitze, Verbrennung, Farbe der Ausgangs- und Ergebnisstoffe) beeinflusst. Von großer Bedeutung sind die verschiedenen, für die nachgewiesenen und gebildeten Stoffe charakteristischen Gerüche.
während des Experiments. Sie können angenehm und unangenehm, stark und schwach sein. Bei giftigen und gesundheitsschädlichen Stoffen werden Versuche unter Zugluft oder Aufnahme dieser Stoffe durchgeführt. An dritter Stelle stehen akustische Reize: starke Explosionen oder Lichtgeräusche, die beim Aufblitzen verschiedener Stoffe entstehen. Schüler mögen Pieptöne normalerweise sehr. Leider gehen sie nicht immer mit der gewünschten pädagogischen Wirkung einher.
Motorische Prozesse (Bewegung flüssiger und fester Stoffe, Umordnen von Teilen beim Zusammenbau von Geräten) haben einen wichtigen Einfluss auf Studierende. Mit Interesse beobachten die Schüler beispielsweise das Sprudeln von Gasblasen in einer Flüssigkeit und die Bewegung farbiger Lösungen. Sind die bei einer Vorführung ablaufenden Vorgänge für die Sinne kaum oder kaum wahrnehmbar, werden die Vorführungen mit verschiedenen Geräten nachgebildet. So werden schlecht sichtbare chemische Reaktionen per Grafikprojektor, Computer, Multimedia, interaktivem Whiteboard oder Video auf eine Leinwand projiziert. Manchmal empfiehlt es sich, Demonstrationen zu kombinieren – gut sichtbare Vorgänge werden in Glas gezeigt und einzelne, schlecht sichtbare Details werden auf die Leinwand projiziert.
2. Das Wort und die Taten des Lehrers.
Es ist bekannt, dass Demonstrationen fast nie im Stillen stattfinden. Der Lehrer leitet die Beobachtung der Schüler und lenkt ihre Gedanken je nach Zweck der Demonstration. Die Art dieses Handbuchs führt meist zu einer unterschiedlichen pädagogischen Wirkung der Demonstration.
Auch die Handlungen des Lehrers sind von Bedeutung: Zusammenbau des Geräts, Zugabe von Lösungen, Mischen von Substanzen, Gestikulieren usw.
Oft haben diese Handlungen einen großen Einfluss auf die Schüler, und sie nehmen sie manchmal als das wichtigste, primäre Zeichen und geben in ihren Notizen detailliert an, wie der Lehrer Lösungen hinzufügt und Substanzen mischt.
3. Verschiedene visuelle Hilfsmittel (Zeichnungen und Diagramme des Lehrers, Formeln und chemische Gleichungen, Modelle usw.)
Sie alle helfen den Schülern, ein chemisches Experiment richtig wahrzunehmen und zu verstehen, betonen schlecht sichtbare Details und tragen zur korrekten Offenlegung der Chemie der Demonstrationen bei.
Wie wirken sich diese drei Aspekte des Demonstrationsexperiments auf die Schüler aus? Die gezeigten chemischen Reaktionen weisen wesentliche und nicht wesentliche Merkmale auf. Ein wesentliches Merkmal ist eines, ohne das es unmöglich ist, einen chemischen Vorgang richtig wahrzunehmen. Beim Nachweis der Wechselwirkung von Natrium mit Wasser sind beispielsweise die Entwicklung von Wasserstoff und die Bildung von Alkali die wesentlichen Merkmale. Unwesentliche Funktionen ergänzen das Gesamtbild der Demonstration und machen sie vollständiger. Im obigen Beispiel ist die Bewegung eines Natriumstücks entlang der Wasseroberfläche ein unbedeutendes Merkmal.
Bei der Beobachtung wesentlicher und nicht wesentlicher Eigenschaften werden die Schüler durch starke und schwache Reize beeinflusst, die aus einer chemischen Reaktion resultieren. Manchmal ermöglicht die starke Erregung, die Schüler durch die Wirkung eines starken Reizes erfahren, die schwachen Komponenten, die mit der wesentlichen Seite der Erfahrungsdemonstration verbunden sind, „auszublenden“. Im obigen Beispiel zur Demonstration der Wechselwirkung eines Alkalimetalls mit Wasser werden die Schüler also stark von einem starken Reiz beeinflusst, der mit einem unbedeutenden Merkmal verbunden ist – der Bewegung des Metalls auf der Wasseroberfläche und der Bildung von Alkali und Wasserstoff bleibt ohne große Aufmerksamkeit. Bei der Vorführung eines Ozonisators bekommen die Schüler den deutlichsten Eindruck vom Geräusch der Induktionsspule, das das Wesen des chemischen Prozesses – die Bildung von Ozon – verdeckt. Wenn ein explosives Gemisch (Wasserstoff und Sauerstoff) in einer Blechdose explodiert, hinterlässt die lauteste Explosion (ein unbedeutendes Zeichen) den stärksten Eindruck auf die Schüler, während die wichtigste Explosion – die Bildung von Wasser – an der Aufmerksamkeit der Schüler vorbeigeht Der Lehrer informiert sie darüber. Es ist bekannt, dass zur Erkennung von Säuren und Laugen verschiedene Indikatoren verwendet werden (Lackmus, Phenolphthalein usw.), die auf die zusätzlichen Eigenschaften dieser Stoffe hinweisen. Bei der Demonstration von Indikatoren, wie sie von D.M. Kiryushin [3] festgestellt wurden, weisen die Schüler aufgrund einer falschen Kombination von Worten und Handlungen des Lehrers auf eine Änderung der Farbe von Säuren und Laugen hin und nicht auf die Indikatoren selbst.
Was tun, wenn Studierende bei der Demonstration eines Experiments unwichtige Zusatzfunktionen mit wesentlichen Hauptfunktionen verwechseln? Psychologen weisen darauf hin, dass es notwendig ist, verschiedene verbale Anweisungen des Lehrers zu verwenden, um zu verhindern, dass Schüler falsche Vorstellungen haben oder diese ändern. Es sind zwei Haupttypen von Anweisungen zu unterscheiden. Sie können den Schülern genau angeben, auf welche Merkmale des Fachs sie achten sollen (positive Hinweise), und Sie können angeben, auf welche Merkmale sie nicht achten sollen (negative Hinweise). Wenn Schüler im Chemieunterricht helle Blitze und starke Explosionen als Hauptzeichen einer Reaktion wahrnehmen, reicht es nicht aus, nur verbale Anweisungen zu verwenden; es ist notwendig, verschiedene visuelle Hilfsmittel zu verwenden, zum Beispiel Farbzeichnungen und Diagramme in Kombination mit dem Wort des Lehrers.
Bei der Demonstration der Wechselwirkung von Alkalimetallen mit Wasser sollen die Studierenden darauf aufmerksam gemacht werden, dass hier Alkali und Wasserstoff entstehen. Die Bewegung eines Metallstücks auf der Wasseroberfläche sollte nicht ignoriert werden. Für den Lehrer ist es ratsam, den Schülern folgende Fragen zu stellen: Warum zieht er um? Wäre dieses Phänomen beobachtet worden, wenn kein Wasserstoff freigesetzt worden wäre? Um das zweite wesentliche Merkmal dieser chemischen Reaktion – die Bildung eines Alkalis – hervorzuheben, wird die Aufmerksamkeit der Schüler auf die Farbänderung der Phenolphthaleinlösung gelenkt.
Ein wichtiger Punkt bei der Demonstration von Chemie ist die Anzahl der Experimente, die der Lehrer im Unterricht vorführt. V. N. Werchowski wies auf die Gefahr hin, den Unterricht mit chemischen Demonstrationsexperimenten zu überlasten. Eine große Anzahl von Experimenten beeinträchtigt die Klarheit und Klarheit der Aufnahme des Materials durch die Schüler; unnötige Experimente lenken ihre Aufmerksamkeit ab. Noch schlechtere Ergebnisse werden erzielt, wenn der Lehrer nicht genügend Erfahrungen nachweist, auf deren Grundlage er theoretische Schlussfolgerungen zieht. Wenn man den Schülern nur die Wechselwirkung von Eisen und Zink mit Säure zeigt, dann machen sie einen Fehler, der selbst im Gymnasium schwer zu korrigieren ist: Um Wasserstoff zu erzeugen, bieten die Schüler Salpetersäure und Zink an.
Wie viele Experimente sollen im Unterricht vorgeführt werden? In jedem Einzelfall muss der Lehrer über diese Frage nachdenken und sich dabei von der Tatsache leiten lassen, dass ihre Anzahl optimal sein sollte. Den Schülern müssen mit sparsamem Zeitaufwand im Unterricht alle wesentlichen Aspekte des demonstrierten Prozesses vermittelt werden, damit sie im Ergebnis bewusstes und nachhaltiges Wissen erlangen, nicht zu vergessen, dass ein chemisches Experiment einen großen, manchmal sogar stärkeren Einfluss auf das Bewusstsein hat als das Wort des Lehrers.
Das kognitive Interesse der Schüler entsteht im Prozess einer faszinierenden Geschichte des Lehrers, beispielsweise über eine Situation, in der er sich einmal befand. Die Geschichte weckt bei den Kindern positive Emotionen, ohne die laut Psychologen kein fruchtbares Lernen möglich ist. Es ist zu bedenken, dass es immer notwendig ist, die Wahrheit zu sagen (auch wenn es für den Lehrer selbst unangenehm ist), da die Schüler keine Unwahrheit dulden. Am überzeugendsten erweist sich die Lebensdeutung des chemischen Experiments. Besonders in Fällen, in denen das Experiment unsicher ist.
Als ich mich mit weißem Phosphor beschäftigte, erinnerte ich mich an einen Vorfall aus meinem Studentenleben, als in einem Chemielabor eine neben mir sitzende Studentin ein Stück weißen Phosphor mit der Hand nahm, das sofort aufflammte. Die Studentin war verwirrt und rieb mit der Handfläche den brennenden Phosphor über ihr Gewand, das ebenfalls aufflammte. Das Feuer wurde gelöscht, aber der Phosphor verbrannte die Haut der Hand schwer und verursachte, nachdem er in den Körper eingedrungen war, dessen Vergiftung.
Während ich für eine Vorführung bei einem Chemieabend eine Mischung aus Berthollet-Salz mit rotem Phosphor zubereitete, drückte ich fest auf einen Klumpen Berthollet-Salz, es kam zu einem Ausbruch – Augenbrauen, Wimpern, ein Teil der Haare waren versengt, der brennende Phosphor gelangte auf meine Hände und verursachte Verbrennungen, die lange Zeit nicht heilten.
Ein Laborant der Abteilung für Anorganische Chemie warf die restlichen Reagenzien, darunter Kaliummetall, in die Spüle – es kam zu einer Explosion und die Keramikspüle zersprang.
Eine Kollegin aus einer benachbarten Schule erzählte mir, dass, als sie ein Experiment zur Wechselwirkung von Natrium mit Wasser nicht in einem Glas, nicht in einem Kristallisator, sondern in einem Reagenzglas durchführte, dieses in ihren Händen durch eine Explosion von Knallgas zerplatzte.
Da die Rezeption der persönlichen Erfahrung des Lehrers begrenzt ist, sollte die historische Erfahrung der Chemiker-Wissenschaftler breiter genutzt werden, nicht nur auf der Grundlage ihrer Leistungen, sondern auch ohne über Fehler zu schweigen. Dadurch werden die Studierenden verstehen, dass die Entwicklung der chemischen Wissenschaft keinem glatten, ausgetretenen Weg folgt. Normalerweise ist dies ein schwieriger Weg des Kampfes zwischen Meinungen und Beweisen.
Daher muss ein Demonstrationsexperiment in der Chemie so durchgeführt werden, dass es eine emotionale Wirkung auf den Schüler hat und zur Entwicklung seines Interesses am Chemiestudium beiträgt.
Wie A. Einstein sagte: „Ein schönes Experiment an sich ist oft viel wertvoller als zwanzig Formeln, die man in der Erwiderung abstrakten Denkens erhält.“
Literatur
- Polosin V.S., Prokopenko V.G. Workshop zu Methoden des Chemieunterrichts – M.: Pädagogik, 1989.
- Polosin V.S. Schulexperiment in anorganischer Chemie – M.: Pädagogik, 1970.
- Kiryushkin D.M. Erfahrung in der Erforschung der Interaktion von Wörtern und Bildern im Unterricht – M.: Verlag APN, 1980.
- Khomchenko G.P., Platonov F.P., Chertkov I.N. Demonstrationsexperiment in der Chemie - M.: Pädagogik, 1978.
- Werchowski V. N., Smirnow A. D. Technik chemischer Experimente in der Schule – M.: Pädagogik, 1975.
- Moshchansky V.N. Zu den pädagogischen Ideen Albert Einsteins (zu seinem 100. Geburtstag) – Sowjetische Pädagogik, 1979, Nr. 10
