Использование исследовательского метода при изучении химии Мирошниченко В. П. –учитель химии Воинской ОШ 1-111 ступеней Цель –использования элементов учебного и ученического проектирования в классно-урочной системе, для повышения мотивации познавательной деятельности учащихся Инновация проектной и исследовательской деятельности Учебное проектирование и исследование позволяют внести деятельностную составляющую в содержание образования, формировать ключевые компетенции и способности к самостоятельному учению и развитию учащихся. Среди ключевых компетенция решать проблемы краеугольная! Формирование способностей к проектной и исследовательской деятельности Сформировать способности к проектной и исследовательской деятельности, проблемную компетенцию означает: • Научить анализировать разного рода ситуации, содержащие проблемы, вычленять проблему и конкретизировать ее. • Научить применять технологию проектирования для поиска решения проблемы. • Научить ставить и проводить исследование для решения познавательных проблем. • Сформировать рефлексивные умения и критическое мышление для оценивания качества и эффективности найденного решения. При проведении любого занятия с использованием исследовательской работы определяются следующие этапы • Инициация занятия. Объявление темы, определение целей деятельности. • Фронтальная беседа: инструктаж, установление правил деятельности в ходе исследования. • Теоретическое введение в материал, постановка проблемы исследования, распределение функций, формирование пар, групп, выдача заданий. • Выполнение заданий • Подведение итогов. Дело педагога – создать и поддержать творческую атмосферу исследовательской работе учащихся Ученик должен: Испытать Испробовать Выявить Актуализировать можно выделить три группы исследовательских умений: • Первая группа умений характеризуется выполнением единичных операций исследования: • 1) наблюдение; • 2) сравнение фактов, свойств веществ и явлений; • 3) нахождение причинно-следственных связей; 4) формулирование выводов на основе единичных операций исследования. Вторая группа исследовательских умений • характеризуется сочетанием различных умений первой группы и включает: • 1) умение сформулировать цель работы; • 2) умение выразить зависимость между фактами, явлениями в виде графика, схемы, таблицы; • 3) умение высказать суждение, построить умозаключение, на основе ранее приобретённых знаний; 4) умение проектировать опыт для подтверждения высказанного суждения; • 5) умение провести опыт и сформулировать вывод. Третья группа исследовательских умений • характеризуется комплексным использованием • • • • • различных умений первой и второй групп и включает: 1) умение видеть проблему; 2) умение строить гипотезу; 3) умение составить план исследования; 4) умение найти способ экспериментального подтверждения гипотезы; 5) умение не только провести эксперимент, но и обработать его результаты, сформулировать вывод. • Научноисследовательская деятельность – мощное средство, позволяющее увлечь новое поколение по самому продуктивному пути развития и самосовершенствован ия. • Научно – исследовательска я работа учащихся может быть посвящена самым разным темам, актуальным в наши дни. Химический эксперимент• источник знаний о веществе и химической реакции – важное условие активизации познавательной деятельности учащихся, воспитания устойчивого интереса к предмету, а также представлений о практическом применении химических знаний. • Эти вопросы могут быть успешно решены при активном использовании исследовательского подхода. Исследование • это метод проверки суждений, нахождения неизвестного. Исследовательская деятельность может быть использована при изучении любой темы школьного курса, способствуя раскрытию её содержания. Формирование пространственного мировоззрения • Исследование в рамках предмета химии предполагает формирование у учащихся элементов научной работ. При этом в исследовании важно выделить гипотезу. Гипотеза • В ходе работы она может быть подтверждена или опровергнута. Гипотеза должна быть обоснованной, т. е. подкреплятся научными данными и логическими соображениями. Исследование кислот • Используя индикатор метилоранж, ученик узнает как отличить кислоты от других веществ Исследование щелочей • Используя индикатор фенолфталеин, ученик узнает как отличить щелочи от других веществ Изучение свойств нерастворимых оснований • Реакция разложения гидроксида меди происходит при нагревании, • ученики изучают условия протекания химических реакций Химический практикум • Практикум включает и экспериментальные задачи, через которые есть возможность так же использовать исследовательскую технологию. 9 класс. Гидролиз солей • Исследования процесса растворения солей в воде и испытание их действием индикаторов дает возможность учащимся объяснить явления: • Mg +CuSO4 →Мg S04 + CuSO4+ Н2 • Почему выделяется водород ? Гидролиз карбидов CaC2+2H2O = Ca(OH)2 +C2H2 Карбид кальция ацетилен Al4C3+12 H2O =4 Al(OH)3+3 CH4 Карбид алюминия метан Гидролиз галогенидов SiCl4 + 3H2O = H2SiO4 + 4 HСl Хлорид кремния Кремневая кислота Гидролиз фосфидов Mg3P2 + 6 H2O =3Mg(OH)2 +2PH3 Фосфид магния Исследовательская работа по анализу минеральных удобрений • Анализ включает: • определение основные элементов (N, P,K) – качественный анализ; • определение содержания нитратов в соке различных сельскохозяйственных культур количественный анализ. Исследование строения молекул Развить понятие о пространственном строении алканов; развитие познавательных интересов, творческих и интеллектуальных способностей, развитие самостоятельности в приобретении новых знаний с использованием новых технологий. Исследовательский метод при изучении пространственного строения органических соединений • Пространственное строение молекул трудно представить без знаний теории строения атома, гибридизации электронных орбиталей. Гибридизация не является реальным процессом и введена для описания геометрии молекулы. ГИБРИДИЗАЦИЯ – «СМЕШЕНИЕ» (Лайнус Полинг 1931 год) Выравнивание электронных облаков по форме и энергии. sp 3 + s 3p sp 2 109028/ + s 2p sp + s p 1200 1800 Пространственное расположение на примере других молекул. молекула этилового спирта C2H5OH молекула ацетилена (этина) C2H2 Функциональный анализ органических веществ • Глюкоза – альдегидоспирт С6 Н12 О6 • Какие функциональные группы входят в состав молекулы ? • Учащиеся предполагают, что это могут быть –ОН или - СОН Эксперимент • Добавляем к глюкозе гидроксид меди, наблюдаем появление раствора ярко – фиолетового цвета, значит, в составе молекулы имеются в наличии группы ОН, т. е. глюкоза – многоатомный спирт, нагреваем раствор, наблюдаем появление красного осадка, значит, глюкоза является еще и альдегидом. Общий вывод: ГЛЮКОЗА - АЛЬДЕГИДОСПИРТ Реакция с Си(ОН)2 Задания для самостоятельной работы • Вариант № 1 • Определите качественный состав серной кислоты, используя предложенные вещества. Запишите проделанные реакции в виде окислительновосстановительных или ионных уравнений • Исследуйте поваренную соль на содержание сульфатов • С помощью предложенных реактивов определите, в какой из пробирок содержатся следующие вещества: сульфат натрия, хлорид натрия, карбонат натрия. Запишите проделанные реакции в виде ионных уравнений. Вариант 2 • Определите качественный состав сульфата меди (II), используя предложенные вещества. Запишите проделанные реакции в виде ионных уравнений • Исследуйте соль нитрат натрия на наличие сульфатов. • С помощью предложенных реактивов определите, в каких пробирках содержатся предложенные вещества: Сульфат магния, хлорид магния, карбонат магния. Запишите проделанные реакции в виде ионных уравнений Вариант № 3 • Определите качественный состав сульфата железа (II), используя предложенные вещества. Запишите проделанные реакции в виде ионных уравнений. • Исследуйте соль хлорид кальция на содержание сульфатов. • С помощью предложенных реактивов распознайте вещества содержащиеся в пробирках: сульфат калия, хлорид калия, карбонат калия. Запишите проделанные реакции в виде ионных уравнений. Вариант № 4 • Определите качественный состав сульфата магния, используя предложенные вещества. Запишите проделанные реакции в виде ионных уравнений. • Исследуйте соль карбонат натрия на наличие примеси сульфатов. • С помощью предложенных реактивов распознайте вещества, находящиеся в пробирках: серная кислота, соляная кислота, гидроксид натрия. Запишите проделанные реакции в виде ионных уравнений. Итоги исследования • Завершается любое исследование выводами, в которых тезисно, по порядку излагаются результаты работы. • Выводы должны соответствовать целям, задаче и гипотезе исследования, является ответом на вопросы, поставленные в них. Значение исследовательской деятельности для учащихся • Приобщение учащихся старших классов к научным исследованиям становится особенно актуальным на заключительном этапе формирования рефлексивных умений, которые становятся важнейшим психологическим механизмом творческого мышления. • На основе теоретического мышления формируется интеллект, обеспечивающий понимание окружающей действительности.