Методика преподавания химии

 

 

2 формы и методы проблемного обучения

 

 

1.  Анкетирование

 

 

Анкетирование – метод сбора первичного материала  в виде письменного опроса респондентов с целью сбора информации с  помощью анкеты о состоянии тех  или иных сторон воспитательного  процесса, отношения к тем или другим явлениям [18]. Мы использовали сплошное (опрос всех представителей выборки) и выборочное (опрос части выборки) анкетирование. По числу респондентов и типов контактов респондентов анкетирование‚ проводимое нами следует отнести к групповому (несколько респондентов) и очному (в присутствии исследователя-анкетёра) соответственно. Вопросы предложенные учащимся были составлены в закрытой (содержит полный набор возможных ответов) и открытой (ответ целиком и полностью формулирует сам респондент) форме (Приложение 7).

 

 

2.  Тестирование

 

 

Для подведения итога по вопросу актуальности химического  эксперимента в системе проблемного  обучения мы использовали педагогический тест. Педагогический тест – это  инструментальное средство контроля знаний, при использовании которого можно  определить надежность проводимого измерения [18, 19]. Тест составлен преимущественно закрытой формой тестовых заданий. То есть‚ учащемуся предлагалось выбрать правильный ответ из нескольких возможных.

 

 

3.  Оценка критерия степени обученности

 

 

Для подведения итога по проводимым тестированиям  мы использовали критерий «Степень обученности».

По В. П.Симонову степень обученности  группы (СОГ) вычисляется по формуле:

СОГ = (n5 ∙ 1 + n4 ∙ 0,64 + n3 ∙ 0,36 + n2 ∙ 0,16) ∙ 100 % / N

Где : n5 –  количество учащихся, получивших оценку "5"

n4 – количество  учащихся, получивших оценку "4"

n3 – количество  учащихся, получивших оценку "3"

n2 – количество  учащихся, получивших оценку "2"

N – количество  учащихся в группе.

Результат до 60 % – вторая степень обученности (низкая).

Результат от 60 до 70 % – третья степень обученности (средняя).

Результат от 70 % и выше – четвертая степень обученности (высокая) [17].

 

 

3. Методические рекомендации и разработки содержания школьного химического эксперимента в системе проблемного обучения

 

 

1.  Разработки химических экспериментов

 

 

Известно, что большая часть, проводимых в  школе опытов имеет иллюстративный характер и используется только для  подтверждения изучаемых явлений. Вместе с тем учащимся 9-10-х, и, особенно, 11-х классов, целесообразно предлагать не только иллюстративные опыты, но и  опыты проблемного характера, так  как они обеспечивают активизацию  познавательной деятельности учащихся, учат самостоятельно мыслить, развивают  интерес к предмету, улучшают знания, расширяют научный кругозор и  часть выводят на новый уровень  понимания ранее изученных вопросов школьной программы, при изучении соединений железа на уроках или на факультативных занятиях, по усмотрению учителя, возможна постановка предлагаемых иных опытов [38]. Такие эксперименты целесообразно включать в беседы эвристического характера или в процесс проблемного изложения материала преподавателем.

Обсуждение результатов всех рассмотренных  ниже экспериментов проводится в  форме фронтальной эвристической  беседы, руководимой учителем. Учитель  задает вопросы, позволяющие установить существующие закономерности, сделать  выводы. Определения понятий, уравнения  реакций, выводы, сформулированные детьми и скорректированные учителем, должны быть записаны каждым учащимся в тетрадь. По ходу обсуждения учитель отмечает успехи учащихся, в конце урока  ставит им оценки.

Здесь и далее по тексту словосочетание «химический эксперимент (опыт) в системе проблемного обучения» может быть записано как «проблемный эксперимент».

Занятие №1. Тема: Зависимость скорости химических реакций от природы реагирующих  веществ, концентрации и температуры

Приведённые ниже опыты, могут быть использованы при объяснении нового материала в изучении темы «Скорость химических реакций. Химическое равновесие» у учеников 9-х классов (см. тематическое планирование для 9 класса, Приложение 1). Использовался теоретический материал учебника 8 класса Н. Н. Нурахметова Химия-8 [39], методическое пособие для учителя [40].

Предварительно (на предыдущем уроке) учитель знакомит учащихся с понятием скорость химической реакции и детально подготавливает их к восприятию материала по теме «Факторы, влияющие на скорость химической реакции», повторяя материал учебной  программы по темам: «Ряд активности металлов», «Концентрация растворов», «Гомогенные и гетерогенные реакции», «Теория активации». На уроке по теме «Зависимость скорости химических реакций от природы реагирующих веществ, концентрации и температуры» учитель проверяет в форме теста пройденный на предыдущем занятии материал и материал по темам повторения.

Цель  работы: провести эксперимент, показывающий зависимость скорости химических реакций от природы реагирующих веществ, концентрации и температуры

Форма проведения эксперимента: фронтальная (демонстрационный эксперимент), и/или эксперимент на лабораторной работе

Оборудование  и реактивы: 10%-ый раствор НCl, 10%-ый раствор H₂SO₄, Mg (опилки), Zn (опилки, гранулы и порошок), Fe (опилки), CuO (порошок), дистиллированная вода; спиртовка, пробирки, пробиркодержатель, спички.

Ход работы:

Опыт №1. Зависимость скорости химической реакции от природы реагирующих  веществ

До проведения опыта 1 учитель не должен акцентировать  внимания учащихся на теме «Ряд активности металлов», необходимо проверить остаточные знания путём создания проблемной ситуации.

В три  пробирки (подписанные, под номерами) прилить по 3 мл раствора НCl и внести в каждую из пробирок навески опилок одинаковой массы: в первую – Mg, во вторую – Zn, в третью – Fe;

Наблюдения: что химическая реакция идет во всех трех пробирках с выделением газа.

Уравнения реакций:

Mg + 2НCl → MgCl₂ + Н₂↑ (очень бурно)

Zn + 2НCl → ZnCl₂ + Н₂↑ (бурно)

Fe + 2НCl → FeCl₂ + Н₂↑ (медленно)

Проблема:

Учитель: массы взятых веществ навесок  твёрдых веществ, концентрация соляной  кислоты, условия проведения реакции  одинаковы, но при этом интенсивность  проходящих процессов (скорость выделения  водорода) различна?

Обсуждение:

Учащиеся: мы брали разные металлы.

Учитель: все вещества состоят из атомов химических элементов. Чем отличаются химические элементы согласно знанию вами Периодического закона и Периодической системы  Д. И. Менделеева?

Учащиеся: Порядковым номером, положением в Периодической  системе Д. И. Менделеева, то есть они  имеют различное электронное  строение, а следовательно простые  вещества образованные этими атомами  имеют различные свойства.

Учитель: то есть эти вещества имеют различную  природу. Таким образом, скорость химической реакции будет зависеть от природы  того или иного реагирующего вещества, т. к. они имеют различное строение и свойства.

Вывод:

Учащиеся: Скорость химической реакции будет  зависеть от природы реагирующих  веществ: чем активнее металл (вещество), тем выше скорость химической реакции.

Учитель: демонстрация положения химических элементов в «Ряду активности металлов»

Опыт №2. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих  веществ

До проведения опыта 2 учитель не должен акцентировать  внимания учащихся на теме «Концентрация  растворов», необходимо проверить остаточные знания путём создания проблемной ситуации.

В три  пробирки (пронумерованные) прилить  раствор НCl: в первую – 3 мл; во вторую – 2 мл; в третью – 1 мл.

Затем во вторую и третью добавить по 1 мл и 2 мл дистиллированной воды соответственно (тем самым разбавляем раствор).

В каждую из пробирок опустить по грануле Zn (примерно одинакового размера).

Наблюдения: химическая реакция идет во всех трех пробирках, но с разной скоростью.

Уравнение реакции:

Zn + 2НCl → ZnCl₂ + Н₂↑

• 10%-ый бурно

раствор НCl

• разбавленный медленно

10%-ый  раствор НCl

• очень разбавленный очень медленно

10%-ый  раствор НCl

Проблема: природа всех реагирующих веществ, условия проведения опыта одинаковы, однако интенсивность проходящих процессов (скорость выделения водорода) различна?

Обсуждение:

Учитель: почему скорость химической реакции  разная, ведь реагируют одинаковые по химической природе вещества?

Учащиеся: При добавлении воды, мы изменили (уменьшили) концентрацию соляной кислоты во второй и третьей пробирках, при  этом интенсивность выделения водорода уменьшалась.

Вывод:

Учащиеся: Скорость химической реакции будет  зависеть от концентрации реагирующих  веществ: чем больше концентрация реагирующих  веществ, тем выше скорость химической реакции.

Опыт №3. Зависимость  скорости химической реакции от температуры

В три  пробирки (под номерами) налить по 3 мл раствора Н₂SO₄ (одинаковой концентрации). В каждую поместить навеску CuO (II) (порошок). Первую пробирку оставить в штативе; вторую – опустить в стакан с горячей водой; третью – нагреть в пламени спиртовки.

Наблюдения: химическая реакция идет во всех трех пробирках: раствор окрашивается в  голубой цвет. Но в первой очень  медленно и практически незаметно, во второй – с небольшой скоростью, а в третьей – очень быстро.

Учитель: какие процессы происходят с веществом  – сильным электролитом – в  растворе?

Учащиеся: при растворении вещества в воде происходит его диссоциация, т.е. вещества диссоциируют на ионы.

Учитель: какие ионы могут образоваться при  диссоциации исходных веществ?

Учащиеся: среди исходных веществ есть только один сильный электролит – это  серная кислота, она диссоциирует по уравнению: Н₂SO₄ → 2Н⁺ + SO₄^2-.

Учитель: известно, что вещества диссоциируя  могут взаимодействовать с молекулами воды, образуя гидратированные ионы, и некоторые среди таких гидратированных  ионов окрашивают раствор в соответствующий  цвет. Однако ни один из ионов: Н⁺ и SO₄^2- не имеет окраски в растворе. Следовательно, синий цвет раствору придали гидратированные ионы полученные при диссоциации продукта реакции.

Учащиеся:

Уравнение реакции:

CuO + Н₂SO₄ → CuSO₄ + Н₂О

Синий раствор

• Н.у. очень медленно
• С горячей водой медленно
• Кипячение очень быстро

Учитель: синюю окраску раствору придали  гидратированные ионы меди.

Проблема:

Учитель: все взятые для эксперимента вещества имеют одинаковую природу, масса  взятого порошка CuO и концентрация серной кислоты также одинаковы, однако скорость реакции разная.

Обсуждение:

Учащиеся: Значит, при изменении температуры  реакции мы изменяем и ее скорость.

Учитель: Значит ли это, что при повышении  температуры будет увеличиваться  скорость всех химических реакций?

Учащиеся: Нет. Некоторые реакции идут при  очень низких и даже минусовых  температурах.

Вывод:

Учащиеся: Следовательно, любое изменение  температуры на несколько градусов будет в разы изменять скорость химической реакции.

Учитель: Практически так звучит закон  Вант-Гоффа, который будет здесь  действовать: При изменении температуры  реакции на каждые 10 ºС скорость химической реакции изменяется (увеличивается  или уменьшается) в 2-4 раза.

Опыт №4. Зависимость скорости химической реакции от площади поверхности  соприкосновения реагирующих веществ

В три  пробирки (под номерами) прилить  по 2 мл раствора HCl, и добавить в первую – гранулу Zn, во вторую – стружку Zn, в третью – порошок Zn (одинаковые по массе).

Наблюдения: химическая реакция идет во всех трех пробирках (выделение газа), но с  разной интенсивностью.

Уравнение реакции:

Zn + 2НCl → ZnCl₂ + Н₂↑