Kazanobr.ru | Электронный научно-методический журнал | Выпуск №44

Формирование химических компетенций обучаемых на практических занятиях по химии

Хайруллина Эсмеральда Васильевна,
учитель химии
МБОУ «Школа №9 с углублённым изучением английского языка»
Ново-Савиновского района г.Казани

Химия как фундаментальная область естественнонаучного направления опирается на эмпирические методы исследования, что делает химический эксперимент системообразующим элементом процесса формирования профильных компетенций обучающихся.

Актуальность темы исследования обусловлена ключевой ролью химического эксперимента в реализации современных образовательных стандартов. Являясь фундаментом естественнонаучного познания, эксперимент позволяет трансформировать теоретические знания в устойчивые профессиональные убеждения и практические навыки. В процессе опытной деятельности у обучающихся не только развиваются способноти к наблюдению и системному анализу, но и осваиваются навыки безопасного обращения с лабораторным оборудованием. Особое значение химический эксперимент имеет для формирования универсальных учебных действий: от регулятивных навыков планирования работы до коммуникативных умений при обсуждении результатов. Таким образом, экспериментальная деятельность выступает эффективным инструментом перехода от репродуктивного усвоения материала к деятельностной стратегии обучения.

Химический эксперимент может выполнять различные дидактические функции в различных формах и сочетаться с различными методами и средствами обучения. В целом, он представляет собой систему, в которой используется принцип постепенного повышения самостоятельности обучающихся: от демонстрации явлений через проведение фронтальных практических работ под руководством учителя к самостоятельной работе при выполнении практических занятий и решении экспериментальных задач.

На практических занятиях обучающиеся выполняют практические работы, при проведении которых, обучаем - с первых учебных предметов естественнонаучного цикла, а в основной и средней школе - обучающиеся овладевают элементами научного знания и видами учебной деятельности, позволяющими выйти на более научный уровень.

Выполняя химические эксперименты на практических работах, внедряя системно-деятельностный и компетентностный подходы в процессе обучения химии, развивают химические компетенции обучающихся:

? Интеллектуальный компонент - определенный набор и уровень интеллектуальных компетенций о предстоящем эксперименте. Интеллектуальный компонент предполагает наличие у обучаемых компетенций определять цели и задачи опыта, находить причинно-следственные связи между наблюдаемыми явлениями, делать необходимые выводы и следствия, обобщения через комментарии, речь, проводить обсуждение по ходу эксперимента и по его завершении.

? Экспериментальный компонент - технику проведения практических работ. Экспериментальный компонент направлен на выработку компетенций, связанных с выполнением учащимися логической последовательности химических операций с соблюдением правил техники безопасности лабораторного опыта (правильное обращение с реактивами и оборудованием, составление плана эксперимента, зарисовка схем, приборов, запись уравнений реакций, письменное оформление результатов).

? Коммуникативный компонент - методику их выполнения. Коммуникативный компонент предполагает формирование и развитие компетенций обучаемых комментировать, обсуждать содержание эксперимента по ходу его реализации и завершении; выбирать, исходя из дидактической цели и принципов, а также поставленных задач, формы проведения опыта; определять его значение и место в системе знаний данной учебной дисциплины.

? Контрольно-оценочный компонент - контроль и оценку деятельности. Контрольно-оценочный компонент учитывает компетенции обучаемых делать качественный и количественный анализ проводимой ими экспериментальной, коммуникативной и интеллектуальной сторон эксперимента.

В качестве примера реализации идей химического эксперимента как источника познания, рассмотрим вариант проведения урока в 9 классе, нацеленного на обобщение и совершенствование обучающихся о свойствах солей. Так, сульфат меди (II) — один из наиболее важных объектов, используемых в школьном химическом эксперименте при изучении свойств солей. Уже в 8 классе учащиеся проводят исследование, опуская в раствор медного купороса образцы различных металлов. После обобщения наблюдаемых изменений восьмиклассники делают вывод о том, что более активные металлы, расположенные в ряду активности левее, способны вытеснять менее активные (расположенные правее) металлы из их солей.

Вместе с тем изучение химии на следующем этапе, на более высоком уровне, позволяет обучающимся детальнее исследовать взаимодействие металлов с растворами солей. В этом случае использование раствора CuSO4 в качестве одного из основных объектов весьма удобно для организации учебного исследования на основе проблемного химического эксперимента. Причём это исследование можно организовать так, что оно станет основой для самостоятельного конструирования новых знаний.

Работая с хорошо известными реактивами, ребята сталкиваются с затруднениями при попытке объяснения наблюдаемых результатов: реакция не идёт совсем, реакция идёт, но образуются неожиданные продукты, взаимодействие сопровождается выделением газа. На особенности протекания реакции сульфата меди (II) с металлами может влиять активность металла, образование оксидной пленки на его поверхности, степень дисперсности твердой фазы. Необходимо учесть, что вода как растворитель в ряде случаев является активным участником данной реакции.

Учащимся выдаётся следующий набор реактивов: железо (порошок), цинк (гранулы), алюминий (гранулы), литий, магний, хлорид натрия, растворы CuSO4, CuCl2, H2SO4, HCl. Предлагается поместить в пробирки образцы различных металлов. К каждому образцу прилить небольшой объём раствора сульфата меди и наблюдать происходящие изменения. Обучающиеся отмечают, что в ряде случаев реакция не идёт совсем или идёт «не так, как надо». Им нужно объяснить наблюдаемые изменения и «заставить» все металлы реагировать с раствором CuSO4. Следует отметить, что только с гранулами цинка реакция протекает «ожидаемо». С металлическим литием наблюдается бурное выделение водорода, образование осадка голубого цвета, который быстро чернеет. С магнием наблюдается образование металлической меди и активное выделение водорода.

С порошкообразным железом и с алюминием раствор сульфата меди (II) практически не реагирует. Возникает проблемная задача, вызывающая у ребят интеллектуальные затруднения. Ученик не может решить задачу известными ему способами, ему необходимо найти новый способ. Возникает побуждение к мышлению. Необходимо сформулировать гипотезу, применить имеющиеся знания и в результате проверки гипотезы выйти на новый уровень познания природы.

В процессе обсуждения одиннадцатиклассники выдвигают идею о наличии на поверхности металлов (Fe и Al) оксидной пленки. Раствор сульфата меди (II) начинает быстро взаимодействовать с порошком железа, если в реакционную смесь добавить несколько капель кислоты (серной или соляной), которая растворяет оксидную пленку и освобождает поверхность металла. В случае алюминия учащиеся встречаются с более сложной проблемой, когда добавление серной и соляной кислот приводит к разным результатам.

Необходимо выдвигать новую гипотезу, продолжать исследование, требуется использовать дополнительную литературу. На качественно новом уровне обобщается учебный материал по теме «Классы неорганических соединений».

В процессе выполнения учебного химического эксперимента обучающийся сталкивается с проблемными ситуациями. Поиск их решения, выдвижение гипотез и их последующая опытная проверка позволяют учащемуся не только приобретать новые знания, но и осваивать прикладные умения. Таким образом, реализация проблемного химического эксперимента становится первым этапом на пути к полноценной научно-исследовательской деятельности.

Применение полученных навыков в практической работе способствует формированию основ химической грамотности. Это включает в себя способность обучающихся самостоятельно определять цели и задачи исследования, владеть техникой проведения работ, выявлять причинно-следственные связи между наблюдаемыми явлениями, а также проводить качественный и количественный анализ полученных данных. Особое значение приобретает рефлексивная составляющая: умение обсуждать ход эксперимента и формулировать аргументированные выводы.

Химический эксперимент позволяет наполнить абстрактные теоретические понятия конкретным содержанием, стимулируя познавательный интерес и интеллектуальную активность учащихся. Систематическое использование экспериментальной базы в образовательном процессе не только повышает академическую успеваемость, но и формирует устойчивый навык самостоятельного овладения знаниями. В зависимости от дидактических задач, химический эксперимент может выступать как фундаментальный метод познания, эффективный методический прием или базовое средство наглядности.

Список литературы:

1. Габриелян О. С. Химический эксперимент в школе: учеб. пособие. М.: Дрофа, 2005. 208 с.

2. Заграничная Н. А., Парменов Г. Г. Химический эксперимент как специфический метод обучения // Химия в школе. 2014. № 4. С. 49–54.

3. Сурин Ю. В. Методика проведения проблемных опытов по химии: Развивающее обучение. М.: Школа-Пресс, 2000. 102 с.

4. Чернобельская Г. М. Методика обучения химии: учеб. для студентов вузов. М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2000. 336 с.

5. Шалашова М. М. Теоретико-методологические основы построения системы оценивания учебных достижений учащихся по химии: дис. ... д-ра пед. наук. М., 2009. 321 с.

6. Шульпина И. И. Проблемный эксперимент как средство формирования исследовательских компетенций обучающихся // Вестник образования. 2018. № 2. С. 15–20.