Классификация учебного химического эксперимента

Формирование экспериментальной компетентности учащихся
на уроках химии и во внеурочное время
Терещенко Елена Викторовна,
учитель химии, специалист высшей категории,
Кольчугинская общеобразовательная школа I-III cтупеней № 1,
Симферопольского района, АР Крым
Химии никоим образом научиться невозможно,
не видав самой практики и не принимаясь
за химические операции.
М.В.Ломоносов
В процессе обучения химии огромную роль играет именно химический
эксперимент как таковой, так как является составной частью учебного
процесса в школьном химическом образовании. Химический эксперимент
является важнейшим способом осуществления связи теории с практикой
путем превращения знаний в убеждения.
Химический эксперимент может выполнять различные дидактические
функции, использоваться в различных формах и сочетаться с разными
методами и средствами обучения. В целом, он представляет собой систему, в
которой используется принцип постепенного повышения самостоятельности
учащихся: от демонстрации явлений через проведение лабораторных опытов
под руководством учителя к самостоятельной работе при выполнении
практических работ и решении экспериментальных задач.
Используя различные виды химического эксперимента, преподаватель
учит конкретизировать теоретические знания, находить общее в единичном,
конкретном.
Химический
эксперимент
способствует
развитию
самостоятельности, повышает интерес к химии, т. к. в процессе его
выполнения учащиеся убеждаются не только в практическом значении такой
работы, но и имеют возможность творчески применять свои знания.
Химический эксперимент развивает мышление, умственную активность
учащихся, его можно рассматривать как критерий правильности полученных
результатов, сделанных выводов. Очень часто эксперимент становится
источником формируемых представлений, без которых не может протекать
продуктивная мыслительная деятельность. В умственном развитии ведущую
роль играет теория, но в единстве с экспериментом, с практикой.
Химический эксперимент можно использовать в качестве метода
познания, или методического приема, или как средство наглядности.
Химический эксперимент обычно проводится в несколько этапов:
первый – обоснование постановки опыта,
второй – планирование и проведение,
третий – оценка полученных результатов.
Различают учебный демонстрационный эксперимент, выполняемый в
основном преподавателем на демонстрационном столе, и ученический
эксперимент –
практические
работы,
лабораторные
опыты,
экспериментальные задачи, которые проводят учащиеся на своих рабочих
местах. Своеобразным видом эксперимента является домашний эксперимент.
Классификация учебного химического эксперимента
Школьный химический эксперимент
Демонстрационный
Ученический
Лабораторные опыты
Домашний
эксперимент
Практические работы
Исследовательский
Иллюстрированный
К проведению школьного эксперимента предъявляются определенные
методические и технические требования.

Демонстрационный химический эксперимент
Цель демонстрационных опытов – создание у учащихся определенных
представлений о веществах, химических явлениях и процессах с
последующим формированием химических понятий.
Он позволяет за небольшой промежуток времени сделать понятными
важные выводы или обобщения из области химии, научить выполнять
лабораторные опыты и отдельные приемы и операции.
Этот эксперимент обычно проводит сам учитель.
Химический демонстрационный эксперимент должен отвечать
следующим требованиям:
 быть наглядным (все, что делается на демонстрационном столе, должно
быть хорошо видно всем учащимся);
 быть простым по технике проведения и доступным для понимания;
проходить удачно, без срывов;
 заранее подготавливаться учителем
воспринимали его содержание;
 быть безопасным.
так,
чтобы
ребята
легко
Предварительно необходимо изучить оборудование кабинета в целом и
каждый прибор в отдельности, отработать технику демонстрирования,
которая представляет собой совокупность приемов обращения с приборами в
процессе подготовки и проведения демонстраций, которые обеспечивают их
успешность и выразительность. Методика демонстрирования – совокупность
приемов, обеспечивающих эффективность демонстрации, наилучшее ее
восприятие. Методика и техника демонстрирования тесно связаны между
собой и могут быть названы технологией демонстрационного эксперимента.
Очень важное значение при проведении демонстрационных опытов
имеет предварительная проверка каждого опыта с точки зрения техники
выполнения, качества реактивов, хорошей видимости учащимися приборов и
явлений, в них происходящих, гарантии безопасности. Иногда целесообразно
на демонстрационный стол выставлять два прибора: один – собранный и
готовый к действию, другой – в разобранном виде, чтобы, используя его,
лучше объяснить устройство прибора, например аппарат Киппа, холодильник
и др.
Нужно всегда помнить, что всякий неудавшийся при демонстрации опыт
подрывает авторитет учителя.
При демонстрационных опытах по сравнению с лабораторными
опытами наблюдения явлений проходят более организованно, но
демонстрации не вырабатывают необходимые экспериментальные
компетентности.

Лабораторные опыты
Цель лабораторных опытов ─ приобретение новых знаний, изучение
нового
материала.
Кроме
того
время
лабораторных
опытов
совершенствуются экспериментальные умения и навыки, т. к. ученики
работают в основном самостоятельно. При выполнении лабораторных
опытов учащиеся точно повторяют действия учителя, который показывает,
как необходимо выполнять эксперимент. При этом набор оборудования и
реактивов учителя и учащихся должен быть идентичный.
Лабораторные опыты проводят чаще всего для знакомства с
физическими и химическими свойствами веществ, а также для
конкретизации теоретических понятий или положений, реже – для получения
новых знаний. Выполнение опытов занимает часть урока.
Лабораторные опыты в отличие от практических работ знакомят с
небольшим количеством фактов. Лабораторные опыты сопровождают
изложение учебного материала учителем и так же, как и демонстрации,
создают у учащихся наглядные представления о свойствах веществ и
химических процессах, приучают обобщать наблюдаемые явления. Но в
отличие от демонстрационных экспериментов они вырабатывают
экспериментальные компетентности. Задача лабораторных опытов – как
можно быстрее познакомить учащихся с изучаемым конкретным явлением
(веществом). Применяемая при этом техника сводится к выполнению
учениками 2–3 операций, что, естественно, ограничивает возможности
формирования практических умений и навыков.
Подготовка лабораторных опытов должна проводиться более тщательно,
чем демонстрационных. Это связано с тем, что всякая небрежность и
упущение может привести к нарушению дисциплины всего класса.
Нужно стремиться к тому, чтобы лабораторные работы выполнял
каждый ученик в отдельности. В крайнем случае можно допускать, чтобы
один комплект оборудования приходился не больше чем на двоих. Это
способствует лучшей организованности и активности детей, а также
достижению цели лабораторного опыта.
После выполнения опытов должен быть проведен их анализ и сделана
краткая запись проделанной работы. Отчеты по лабораторным опытам
ученики выполнят в рабочих тетрадях.

Практические работы
Цель практических занятий ─ закрепление и совершенствование
знаний, умений и навыков.
Практическая работа – вид самостоятельной работы, когда ученики
выполняют химические опыты на определенном уроке после изучения темы
или раздела курса химии. Она способствует закреплению полученных знаний
и развитию умения применять эти знания, а также формированию
экспериментальных компетентностей.
Практическая работа требует от учащихся большей самостоятельности,
чем лабораторные опыты. Это связано с тем, что ребятам предлагается дома
познакомиться с содержанием работ и порядком их выполнения, повторить
теоретический материал, имеющий непосредственное отношение к работе.
Практическую работу ученик выполняет самостоятельно, что
способствует повышению дисциплины, собранности и ответственности.
Роль учителя на практических работах заключается в наблюдении за
правильностью выполнения опытов и правил безопасности, за порядком на
рабочем столе, в оказании индивидуально-дифференцированной помощи.
Во время практической работы учащиеся записывают результаты
опытов, а в конце урока делают соответствующие выводы и обобщения.
Отчеты по практическим работам учащиеся выполняют в специальных
тетрадях для практических работ, которые хранятся в кабинете.
 Домашний эксперимент
Домашний эксперимент – вид самостоятельной работы, выполняемой в
домашних условиях без контроля со стороны учителя. Домашние опыты и
наблюдения представляют собой простые эксперименты. Их проведение не
только способствует развитию интереса к химии, но и приучает
самостоятельно применять полученные знания, умения и навыки.
Одним из приоритетных направлений в педагогической работе учителя
является формирование ключевых и предметных компетентностей у
учащихся.
Большой потенциал в формировании химических компетентностей
скрыт в использовании различных видов химического эксперимента.
Можно выделить четыре группы компетентностей, развиваемых на
уроках химии:
*экспериментальные
(использование
различных
методов
количественных измерений, выполнение химических операций, правильное
обращение с реактивами и оборудованием, составление плана эксперимента,
зарисовка схем, приборов, запись уравнений реакций, письменное
оформление результатов с привлечением справочной и научной литературы);
* коммуникативные (комментирование опыта, обсуждение результатов
эксперимента, планирование эксперимента и теоретическое его обоснование,
применение критериев контроля и самоконтроля, самостоятельное
определение очередности всех операций);
* интеллектуальные (определение целей и задач эксперимента,
наблюдение и установление характерных признаков явлений и процессов,
проведение синтеза, анализа, установление причинно-следственных связей,
формулирование выводов);
* контрольно-оценочные (осуществление самоконтроля по ходу
эксперимента, применение различных видов контроля деятельности
одноклассника).
Систематическое использование на уроках химии эксперимента
помогает бороться с формализмом в знаниях, формирует у учащихся
химические компетентности.
Выполняя лабораторные опыты и практические работы, учащиеся
самостоятельно исследуют химические явления и закономерности, при
этом формируются экспериментальные умения и навыки в обращении с
реактивами и оборудованием.
Методисты определяют несколько характеристик ученического
эксперимента.
В работе П.Н. Жукова 29 умений и навыков представлены так: из них 14
─ общих лабораторных умений, 6 ─ организационных, 9 ─ связанных
со свойствами веществ.
Общелабораторные
умения
1.Пользование
нагревательными
приборами
2.Проведение нагревания
3.Пользование
4.Укрепление пробирки в
штативе
Умения связанные со
свойствами веществ
15.Собирание газа
вытеснением воздуха
16.Собирание газа
вытеснением воды
17. Обнаружение
вещества
18.Осуществление
Организационные умения
24.Предварительная
подготовка к работе
25. Наблюдение и
анализ опытов
26.Составление плана
решения
27.Аккуратность и
5.Пользование
пробиркодержателем
6. Сборка прибора
7.Проверка прибора на
герметичность
8.Пользование мерной
посудой
9. Растворение
10. Пользование пипеткой
11. Выпаривание
12. Приготовление
фильтра
13. Фильтрование
14. Взвешивание
химических реакций
19. Качественные реакции
на неорганические
вещества
20.Получение вещества в
одну стадию
21.Получение вещества в
несколько стадий
22.Распознание
органического вещества
23.Установление
элементарного состава
органических веществ
четкость в работе
28.Поддержка
чистоты рабочего
места
29.Оформление
записи
Так, В.С. Полосин эти же умения сгруппировал в 7 групп. Их отличает
большая конкретность и каждая из групп умений представлена в развернутом
виде:
1. Обращение с лабораторной посудой, принадлежностями и реактивами:
обращение со стеклянной и фарфоровой посудой, пробирками,
колбами, химическими
стаканами,
воронками,
материальными
склянками и банками; фарфоровыми чашками, тиглями и ступками;
навыки нагревания посуды; содержание посуды и приборов в чистоте;
бережливое и аккуратное отношение с реактивами; в какой посуде, под
какой пробкой нужно держать реактивы и растворы; в каких количествах
и как брать реактивы из склянок и банок для экспериментальных
работ.
2. Обращение с сильнодействующими веществами: растворами кислот и
щелочей, умение нейтрализовать кислоту и щелочь, попавшую на стол,
одежду,
руки.
3. Обращение с приборами и принадлежностями: с нагревательным
прибором, обращение с лабораторным штативом, тигельными щипцами,
держалкой для пробирок и другими принадлежностями.
4. Умение производить измерение: объема жидкостей мензуркой,
измерительным цилиндром, мерной пипеткой, бюреткой, массы тел на
весах, температуры химическим термометром, плотности жидкостей
ареометром.
5. Умения и навыки, необходимые для собирания приборов из готовых
деталей: подбор пробок, вставление стеклянных трубок в отверстия
пробок, надевание резиновых трубок на стеклянные, вставление пробок в
пробирки или колбы, проверка собранного прибора на герметичность.
6. Умения и навыки проводить лабораторные операции: измельчение и
смешивание твердых веществ, перемешивание твердых и жидких
веществ с жидкостями, растворение твердых и жидких веществ,
растворение газов, фильтрование, упаривание и выпаривание, перегонка
жидкостей, очистка соли, собирание газа в сосуд путем вытеснения
воздуха и над водой, приготовление растворов определенной
концентрации, выраженной в процентах.
7. Умение распознать вещества: по характерным физическим свойствам ─
цвету, запаху, агрегатному состоянию и т.д. при помощи
качественных реакций.
По П.С. Белову экспериментальные компетентности это:
- использование различных методов количественных измерений,
- выполнение химических операций,
- правильное обращение с реактивами,
- правильное обращение с лабораторной посудой, оборудованием,
принадлежностями,
- составление плана эксперимента, зарисовка схем, приборов, запись
уравнений реакций,
- письменное оформление результатов с привлечением справочной и
научной литературы.
Существует и другая классификация вышеупомянутых умений.
Учитель, чтобы управлять процессом формирования экспериментальных
компетентностей, должен сам четко представлять путь и методику их
формирования.
В чем же заключается методика формирования экспериментальных
компетентностей у учащихся?
1. Единство теории и практики, как известно, больше всего способствует
прочному усвоению учебного материала, поэтому теоретические знания по
химии должны опираться на эксперимент, а химический эксперимент должен
предполагать применение теоретических знаний. В процессе обучения оба
эти звена должны находиться в тесной взаимосвязи, и нельзя ни одно из них
ни умалять, ни превозносить.
2. Экспериментальные умения и навыки должны формироваться
систематически при выполнении лабораторных опытов, проведении
практических занятий и решении экспериментальных задач. Успех этой
работы во многом зависит от знания учителем структуры и содержания
экспериментальных умений и навыков, а также от условий эффективного
использования различных видов учебного химического эксперимента.
3. Проверять уровень владения практическими умениями и навыками
следует начинать сразу после первых практических занятий. Это несколько
усложняет работу учителя при подготовке эксперимента и во время его
проведения, но время и труд, затраченные на привитие или восстановление
необходимых умений и навыков, не пропадут даром – в дальнейшем ребята
смогут не только в более быстром темпе выполнять различные опыты, но и
уделять больше времени правильному раскрытию их сущности.
4. Большое значение в совершенствовании и закреплении умений и
навыков имеет индивидуальное выполнение опытов учащимися в ходе
проведения всех видов эксперимента. При самостоятельном выполнении
опытов, в которых встречаются уже известные ученикам приемы и операции,
они быстрее и прочнее закрепляются и совершенствуются.
Важную роль играет также правильная организация практических
занятий, лабораторных опытов. Необходимо добиваться, чтобы учащиеся
понимали, почему на этих занятиях нужны идеальный порядок и
дисциплина.
Эффективность
управления
процессом
формирования
экспериментальных компетентностей зависит от контроля и учета. Во время
выполнения лабораторных опытов, когда учащиеся отрабатывают небольшое
количество операций и приемов, можно наблюдать за работой 10–12 человек.
На практических занятиях следует более тщательно контролировать эту
работу и наблюдать не более чем за 6–8 учащимися. При наблюдении за
учениками следует обращать внимание на все группы умений.
Наряду с этим необходимо проверять, как они понимают цель опыта,
умеют ли составлять план, какие вещества и приборы нужно использовать
для его проведения, при каких условиях будет протекать химический процесс
и как выразить его соответствующими уравнениями реакций, умеют ли
анализировать опыты, делать обобщения и выводы. Важно также
осуществлять контроль за соблюдением учениками правил безопасности при
обращении с реактивами, нагревательными приборами, химической посудой,
а также за чистотой рабочего места, бережным отношением к оборудованию
и экономным расходованием реактивов, за рациональным использованием
времени на проведение отдельных приемов и операций, за дисциплиной.
Учебные
программы
по
химии
предусматривают
широкое
использование химического эксперимента – демонстрации, лабораторные
опыты, практические работы – на протяжении всех лет обучения. Учителю
необходимо отражать его проведение
в календарно-тематическом
планировании и классном журнале. Учитель может вносить коррективы при
выполнении практической части программы: увеличить количество
демонстраций и лабораторных опытов, демонстрации проводить как
лабораторные опыты, но ни в коем случае не проводить практические
работы как лабораторные опыты.
У каждого учителя должна быть картотека для демонстрационных и
лабораторных опытов и практических работ с указанием оборудования,
которое размещается на ученическом столе: основное оборудование (весы,
штатив и др.); химическая посуда; реактивы (указывается агрегатное
состояние, для кислот - концентрация); дополнительные лабораторные
приборы (щипцы, зажимы, пинцеты, пипетки и др.); дополнительные
материалы (фильтровальная бумага) и др. Наличие такой картотеки поможет
обеспечить качественно провести химический эксперимент. Методическую
подготовку по подготовке и проведению опыта учитель должен
осуществлять, пользуясь специальной методической литературой.
Для удобства работы учителя и учащихся разрабатываю инструктивные
кары для проведения практических работ. Инструктивные карточки
составлены в соответствии с учебной программой. Многие практические
работы составлены с учётом замены химического оборудования и реактивов
на более простые и доступные. Инструктивные карты содержат краткое
описание выполняемых опытов, иллюстрации, показывающие как должен
быть собран прибор для проведения опыта, что даёт возможность учащимся
ясно видеть цель работы, а также даёт представление о том, какие записи
необходимо сделать в тетради для составления отчёта о работе.
Химический эксперимент сродни искусству. Постичь его может каждый,
кто намерен поднять преподавание химии на более высокий уровень.
Литература:
1. Космодемьянская С. С., Гильманшина С. И. Методика обучения
химии: учебное пособие. – Казань: ТГГПУ, 2011. – с. 75-80.
2. Белов П.С. Из опыта формирования химических компетенций
учащихся [Текст] / П.С. Белов// Химия в школе.-№10, 2010. С. 25-28.
3. Беспалов П.И. Химический эксперимент в современной школе. //
Химия. Предметное приложение к газете «Первое сентября». – 2006. №22, - с.3-10.
4. Злотников Э.Г. Химический эксперимент как специфический метод
обучения.//Химия. Предметное приложение к газете «Первое
сентября». – 2007. - №24, - с.18-25.
5. Иванова Р.Г. Общая методика обучения химии в школе. Химический
эксперимент – основа изучения химии. – М.: Дрофа, 2008. – с.170-184.
6. Габриелян О.С., Краснова В.Г. Компетентностный подход в обучении
химии // Химия в школе. – 2007. – №2. – с.16-22.
7. Гузеев В.В. Поколение образовательных технологий.// Химия в школе.2004.-№2. – с.12-17.
8. Исаев Д.С. Формирование химической компетенции школьников при
использовании некоторых видов химического эксперимента/
Актуальные проблемы развития среднего и высшего образования/
V межвузовский сборник научных трудов/под ред. А.В. Усовой,
О.Р. Шефер. – Челябинск: Изд-во ИИУМЦ «Образование», 2009. – с.
124-132.
9. Исаев Д.С. Об использовании демонстрационного эксперимента в 8-11м классах//Химия в школе. – М., 2008. – №3. – с. 66-69.
10. Хуторской А.В. Ключевые компетенции как компонент личностноориентированной
парадигмы
образования
/
Доклады
4-й
Всероссийской
дистанционной
августовской
педагогической
конференции "Обновление российской школы" (26 августа - 10
сентября 2002 г.). - http://www.eidos.ru/conf/
11. Смирнова Е.А. Экспериментальная деятельность при обучении химии
как средство активизации творческой активности учащихся / Доклады
областного зонального семинара «Информационно-коммуникативные
технологии
в
образовательном
процессе».
г.Коломна
http://www.eidos.ru/conf/