2. Формирование у учащихся экспериментальных умений при изучении химии на профильном уровне

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.

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 преподавателем структуры и содержания экспериментальных умений и навыков, а также от условий эффективного использования различных видов учебного химического эксперимента.

По форме деятельности учащихся экспериментальные умения и навыки, которые формируются в процессе обучения химии, можно условно разделить на пять групп:

организационные;

технические;

измерительные;

интеллектуальные;

конструкторские.

Исходя из учебной программы по химии, можно установить содержание умений и навыков для каждой из указанных групп.

Организационные умения и навыки:

1) планирование эксперимента;

2) подбор реактивов и оборудования;

3) рациональное использование времени, средств, методов и приемов в процессе выполнения работы;

4) осуществление самоконтроля;

5) содержание рабочего места в чистоте и порядке;

6) самостоятельность в работе.

Технические умения и навыки:

1) обращение с реактивами и оборудованием;

2) сборка приборов и установок из готовых деталей, узлов;

3) выполнение химических операций;

4) соблюдение правил безопасности труда.

Измерительные умения и навыки:

1) измерения объемов жидкостей и газов;

2) взвешивание;

3) измерения температуры и плотности жидкостей;

4) обработка результатов измерений.

Интеллектуальные умения и навыки:

1) уточнение цели и определение задач эксперимента;

2) выдвижение гипотезы;

3) использование имеющихся знаний;

4) описание наблюдаемых явлений и процессов;

5) анализ результатов эксперимента;

6) установление причинно-следственных связей;

7) обобщение и выводы.

Конструкторские умения и навыки:

1) ремонт оборудования, приборов и установок;

2) усовершенствование оборудования, приборов и установок;

3) изготовление оборудования, приборов и установок;

4) графическое оформление (в виде рисунков и схем) оборудования, приборов и установок.

Деление умений и навыков на пять отдельных групп еще не может решить проблему успешного овладения ими учащимися. Одни ребята хорошо и быстро освоят организационные умения и навыки, другие – интеллектуальные, третьи – технические и т. д. Поэтому в соответствии с программой по химии необходимо определить перечни умений и навыков, которыми должны овладеть ученики в зависимости от уровня подготовки и индивидуальных особенностей. В связи с этим все экспериментальные умения и навыки можно разделить на три уровня.

К первому уровню относятся типичные умения и навыки, необходимые для усвоения содержания учебной программы по химии всеми учащимися. На этом уровне ученики выполняют практические занятия или лабораторные опыты по инструкциям и еще нуждаются в контроле и помощи преподавателя. По мере овладения обязательными умениями необходимо требовать от учащихся проявления при выполнении эксперимента все большей самостоятельности.

Второй уровень предполагает приобретение учащимися таких умений и навыков, которые позволили бы им выполнять химический эксперимент без подробных инструкций, в измененных условиях, пользоваться алгоритмическими предписаниями к опытам, а в работе проявлять самостоятельность. При этом в контроле и помощи преподавателя такие ученики нуждаются эпизодически.

Третий уровень составляют умения и навыки, характерные для учеников, проявляющих глубокий интерес к химии, самостоятельность и творческий подход при выполнении химического эксперимента. В контроле и помощи преподавателя эти ученики не нуждаются.

Ниже приводится примерный перечень экспериментальных умений и навыков для каждого уровня по группам.

Организационные умения и навыки

Первый уровень:

1) составление плана эксперимента по инструкции;

2) определение перечня реактивов и оборудования по инструкции;

3) подготовка формы отчета по инструкции;

4) выполнение эксперимента в заданное время, использование знакомых средств, методов и приемов в работе;

5) осуществление самоконтроля по инструкции;

6) знание требований к письменному оформлению результатов эксперимента;

7) отсутствие, как правило, чистоты и порядка на рабочем месте;

8) потребность в систематическом контроле и помощи в работе со стороны преподавателя.

Второй уровень:

1) составление плана эксперимента без подробной инструкции;

2) определение перечня реактивов и оборудования без подробной инструкции;

3) подготовка формы отчета без подробной инструкции;

4) рациональное использование времени, средств, методов и приемов в ходе выполнения работы;

5) осуществление самоконтроля без инструкции;

6) письменное оформление результатов эксперимента с привлечением справочной литературы, с рисунком или схемой;

7) содержание рабочего места в чистоте и порядке;

8) эпизодическая потребность в контроле и помощи в работе со стороны преподавателя.

Третий уровень:

1) самостоятельное планирование эксперимента и теоретическое его обоснование;

2) самостоятельное определение перечня реактивов и оборудования;

3) внесение изменений в форму отчета;

4) экономное расходование времени и отбор наиболее эффективных средств, методов и приемов в процессе выполнения работы;

5) увеличение количества критериев самоконтроля;

6) письменное оформление результатов эксперимента с привлечением справочной и научной литературы, чертежей;

7) содержание рабочего места в чистоте и порядке в течение всего эксперимента;

8) самостоятельное выполнение эксперимента.

Интеллектуальные умения и навыки

Первый уровень:

1) уточнение цели и определение задач эксперимента согласно инструкции;

2) выдвижение гипотезы эксперимента с помощью преподавателя;

3) отбор и использование теоретических знаний по указанию преподавателя;

4) наблюдение и установление характерных признаков явлений и процессов по инструкции;

5) сравнение, анализ, установление причинно-следственных связей, обобщение полученных результатов и формулировка выводов под руководством преподавателя.

Второй уровень:

1) определение цели и задач эксперимента без подробной инструкции;

2) выдвижение гипотезы и определение содержания эксперимента с незначительной помощью преподавателя;

3) использование теоретических знаний по аналогии;

4) наблюдение и установление характерных признаков явлений и процессов без подробной инструкции;

5) сравнение, анализ, установление причинно-следственных связей, обобщение полученных результатов и формулировка выводов с незначительным участием преподавателя.

Третий уровень:

1) самостоятельное определение цели и задач эксперимента;

2) самостоятельное выдвижение гипотезы и составление алгоритма проведения эксперимента;

3) самостоятельное использование теоретических знаний в новых условиях;

4) самостоятельное наблюдение и установление характерных признаков явлений и процессов;

5) самостоятельное осуществление синтеза, анализа, установление причинно-следственных связей, обобщений, формулировка и сопоставление выводов с целью и задачами эксперимента.

Конструкторские умения и навыки

Первый уровень:

1) исправление простейших неполадок в оборудовании, приборах и установках по инструкции под контролем преподавателя;

2) пользование готовым оборудованием, приборами и установками;

3) изготовление простейшего оборудования, приборов и установок под руководством преподавателя;

4) изображение оборудования, приборов и установок в виде рисунка.

Второй уровень:

1) осуществление ремонта оборудования, приборов и установок по указанию преподавателя;

2) внесение некоторых изменений в конструкцию оборудования, приборов и установок;

3) изготовление простейшего оборудования, приборов и установок по инструкции;

4) изображение оборудования, приборов и установок в виде схемы.

Третий уровень:

1) самостоятельное проведение ремонта оборудования, приборов и установок;

2) усовершенствование конструкции оборудования, приборов и установок;

3) изготовление приборов по чертежу;

4) изображение оборудования, приборов и установок в виде чертежа.

Выполнение учащимися работы на первом уровне можно оценить отметкой «3», на втором – отметкой «4» и на третьем уровне – отметкой «5».

Роль наблюдения в процессе формирования экспериментальных умений и навыков

Наблюдение способствует непосредственному чувственному восприятию изучаемых веществ и явлений. Информация, полученная в процессе созерцания, вызывает познавательный интерес, способствует формированию самостоятельности в познании окружающей действительности. Наблюдение развивает наблюдательность, логическое мышление, речь. Однако наблюдение дает лишь внешнее представление о веществах и явлениях и не вскрывает их внутренней сущности. Внимание концентрируется преимущественно на отдельных веществах и явлениях, и недостаточно раскрываются причинно-следственные связи между ними, что ограничивает кругозор.

В тесной связи с наблюдением находится эксперимент, который восполняет этот недостаток. При его помощи учащиеся выясняют не только внешние особенности веществ и явлений, но и внутреннюю структуру веществ, раскрывают сущность и закономерности химических явлений.

Следовательно, если на основе наблюдений формируются главным образом предметные представления, то на основе эксперимента – химические понятия.

Умению наблюдать за происходящими явлениями и процессами следует учить непрерывно. При этом нужно добиваться, чтобы учащиеся обращали внимание не только на внешние изменения, но и одновременно осмысливали внутреннюю сущность происходящих явлений.

Наблюдая под руководством преподавателя за условиями протекания опытов, признаками реакций и образующимися продуктами и анализируя полученные результаты, ученики обогащают свои представления о химических превращениях и процессах, а объясняя причины, их вызвавшие, они учатся применять на практике полученные теоретические знания.