Методы обучения химии – сложная категория

Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 85 страниц
В избранное:

Глава 1.

Введение.

К основным разделам методики обучения химии относятся методы, формы, средства обучения и научная организация труда учителя химии.

Как известно, любое учебное содержание не может быть введено в учебный процесс вне метода. Поэтому метод обучения называют формой движения содержания в учебном процессе. Если предметное содержание - дидактический эквивалент науки, то методы обучения - дидактический эквивалент методов познания и методов изучаемой науки. Они должны отражать их структуру, специфику и диалектику. Поэтому в дидактике не случайно ставиться вопрос о соотношении методов науки и методов обучения.

Главной задачей учителя является оптимальный выбор методов обучения, чтобы они обеспечивали образование, воспитание и развитие учащихся. Метод обучения - это вид целенаправленной совместной деятельности учителя и руководимых им учащихся. Специфика методов обучения химии кроется, во-первых, в специфики содержания и методов химии как экспериментально-теоретической науки и, во-вторых, в особенностях познавательной деятельности учащихся, необходимости мыслить «двойным рядом образов», объяснять реально ощутимые свойства и изменения веществ состоянием и изменениями в невидимом микромире, понять которые можно, пользуясь теоретическими, модельными представлениями.

При изучении методов химии затрагивается проблема оптимального их выбора. При этом учитывается следующее:

закономерности и принципы обучения;
цели и задачи обучения;
содержание и методы данной науки вообще и данного предмета, темы в частности;
учебные возможности школьников;
специфика внешних условий;
возможности самих учителей.

Глава 2. ХИМИЧЕСКИЙ КАБИНЕТ ШКОЛЫ

Кабинет химии - это школьное помещение, организованное и оборудованное для проведения урочных и внеурочных занятий, направленных на решение учебно-воспитательных задач общеобразовательных программ по химии.

Методические требования выражают необходимость создания условий для образования, воспитания и развития, учащихся в процессе обучения химии. Требования исходят из научных основ дидактики, теории воспитания, психологии на материале химии.

На основе методических требований кабинет можно представить как совокупность следующих блоков: демонстрации химических опытов, ученического эксперимента, общепедагогических методов обучения, совершенствования и контроля знаний. Каждый блок представляет собой материальную часть кабинета, функционально направленную на одну из составляющих процесса обучения химии.

Рассмотрим более подробно перечисленные блоки кабинета с учетом состава оборудования, его размещения и применения на основе системы требований.

1. Блок демонстраций химических опытов. Включает стационарное оборудование; демонстрационный стол и дополняющие его вытяжной зонт или шкаф, устройства управления освещением класса (шторами, лампами) и подсветки демонстрационных установок; шкафы и полки для хранения демонстрационного оборудования и реактивов.

К переносному оборудованию принадлежат наборы и приборы для сборки демонстрационных установок с определенной функциональностью: электронагреватели, газовые горелки, измерительные демонстрационные приборы, аппараты для получения и собирания газов, а также для проведения химических реакций. Сюда же относятся приборы для физических демонстраций, применяемые на уроках химии; электрофорные машины, выпрямители тока и др.

Другую группу переносного оборудования образуют средства для традиционного монтажа демонстрационных химических установок на основе описаний в руководствах по химическому эксперименту. К ней относятся: наборы посуды и принадлежностей для восьмилетней и средней школы, наборы стеклянных трубок, металлические штативы и др.

К переносной части демонстрационных средств можно отнести и группу демонстрационных реактивов с наглядными надписями на этикетках.

К вспомогательному оборудованию для демонстраций относят: щитовые устройства электропитания демонстрационного стола, элементы устройств и систем: водопровода, канализации, тяги, газоснабжения;

инструменты и приспособления для монтажа приборов, а также станочное оборудование школьных учебных мастерских (на основе межпредметного его применения в самооборудовании) ;

средства пожарной безопасности (ведро с песком, огнетушитель, асбестовая ткань) ;

средства индивидуальной защиты: аптечка, очки или защитный щиток для лица, резиновые перчатки, респираторы, халаты, фартуки, наличие на водопроводном кране толстостенного резинового шланга для промывки глаз и зеркала над раковиной.

Для удобства применения вспомогательного и переносного оборудования его, по возможности, концентрируют непосредственно вблизи демонстрационного стола, дополняющего его зонта или вытяжного шкафа.

2. Блок ученического эксперимента включает стационарное оборудование: рабочие столы учащихся, а также шкафы для хранения специальной группы приборов и реактивов.

При организации блока наиболее распространены два способа. При первом способе организации большая часть учебного оборудования и реактивов для ученических работ хранится в двух стационарных ящиках на каждом из рабочих столов. В одном из ящиков находится набор посуды с малой вместимостью, приспособления и материалы для монтажа ученических приборов и установок (НПМ), в другом ящике - набор наиболее употребимых реактивов, подготовленных к работе НПР. Достоинства применения первого способа организации блока заключаются в малых затратах времени на проведение отдельных опытов в условиях урока, постоянной готовности к действию. Недостатки в трудоемкости поддержания комплектов в рабочем состоянии. Эти недостатки усложняют работу учителя и лаборанта. Второй способ организации блока заключается в лоточном способе выдачи оборудования и реактивов только на период выполнения работы. Их хранят в секциях шкафов, в аудитории с учетом наикратчайших путей перемещений во время подготовки и уборки. Хранение осуществляют в лотках, объединяющих одинаковые предметы по числу столов учащихся. Лотки с реактивами размещают в секциях шкафов по определенной классификации.

При лоточном способе производят выдачу отдельных предметов непосредственно из лотков хранения на столы или подготовкой и выдачей наборов в лотке-подносе. При любом способе применения лотков в аудитории необходим специальный стол для работы с ними (для накопления лотков, выдачи, сборки), демонстрационный стол для этой цели использовать нельзя.

Любой из указанных способов достаточно эффективен, при условии умения учителя организовать самостоятельную экспериментальную работу учащихся.

3. Блок общепедагогических методов обучения. Стационарная часть блока включает: классную доску, магнитную доску или фланелеграф (для плоскостного моделирования), устройства для подвески таблиц, аппаратуру для демонстрации экранных пособий, экран, таблицы постоянного применения (например, таблица с периодической системой химических элементов Д. И. Менделеева, электрохимический ряд напряжений металлов, таблица растворимости кислот, оснований и солей в воде и т. д. ), электрифицированные таблицы, секции шкафов и кассеты для хранения проекционных материалов, печатных таблиц и различных моделей.

Переносную часть блока составляют пособия: таблицы, применяемые по мере необходимости, проекционные материалы (кинофрагменты, кинокольцовки, диапозитивы, диафильмы, транспаранты и диапозитивы для графопроектора), а также средства для объемного и плоскостного моделирования строения веществ и производственных химических установок, включая самодельные. Сюда же входят мелкие устройства и материалы: фломастеры для работы на графопроекторе, указки, пленки и др.

Блок дополняют средства дистанционного управления освещением аудитории, включения проекционной аппаратуры, управления электрифицированными таблицами. Элементы дистанционного управления рассредоточивают.

4. Блок совершенствования и контроля знаний представлен средствами общедидактического значения для самостоятельных работ учащихся. Основную часть составляют: библиотечка учебной и справочной литературы, картотеки самостоятельных и контрольных работ, средства контроля, механизации расчетов в соответствии с наполняемостью классов.

Создание карточек-заданий для самостоятельных и контрольных работ по классам и темам программы - сложная и трудоемкая задача, выполняемая учителем в течение нескольких лет. В то же время эта работа носит творческий характер. Учитель подбирает или составляет задание различных уровней сложности для дифференцированного индивидуального подхода в организации самостоятельных работ, планирует работы разной длительности, постепенного нарастания сложности, разнообразит их содержание для развития творческого мышления учащихся.

Оперативную проверку выполнения работ проводят, используя набор цветных сигнальных карточек. Их выдают учащимся по числу ответов для выбора, обычно не более пяти. Ответы в задании выписаны цветными чернилами в соответствии с цветным набором карточек. При подготовке заданий правильным ответам присваивают определенные цвета. При проверке учащиеся демонстрируют учителю карточку избранного цвета. Одновременное предъявление всеми учащимися карточек позволяет судить о выполнении работы коллективом класса.

Выполнению единых требований к оформлению расчетных задач служит таблица условных сокращений и наименований величин в химических расчетах, составленная с учетом международной системы СИ.

В перспективе большое значение в организации самостоятельных работ учащихся и контроля знаний должны иметь персональные компьютеры. Для работы с ними учащиеся переходят в дисплейный класс и выполняют задания по типовым машинным программам на основе последовательного диалога с машинами.

Хорошо организованный блок совершенствования и контроля знаний позволяет усилить роль самостоятельных работ в учебном процессе на основе активизации деятельности учащихся и их творческого отношения к учебному труду.

2. 2. СВЕДЕНИЯ О СТЕКЛЕ И ФАРФОРЕ

Применение стекла в химическом эксперименте основывается на его свойствах: твердости, прозрачности, гладкости поверхностей, химической устойчивости и термостойкости. Использование стекла в учебных приборах обеспечивает высокую наглядность химических явлений, которая может быть усилена применением фонов, подсветок, изменением освещенности.

Недостатком стекла является его хрупкость, а, следовательно, опасность травмирования работающих острыми гранями осколков.

Толстостенная фарфоровая посуда (кружки, ступки, воронки и др. ) не предназначены для нагревания.

Марки фарфоровых изделий различают по номерам. Изделия с № 1 имеют самые малые размеры, и большинство из них применяют в ученическом эксперименте. Изделия с более высокими номерами применяют в демонстрациях и при ведении лабораторного хозяйства кабинета. Огнезащитные прокладки ПОД и ПОЛ изготовляют из специальной керамики. Их применяют взамен асбестированных сеток.

2. 3. ПОСУДА И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ ИЗ СТЕКЛА

В школе используют несколько стандартных видов пробирок. Пробирки ПХ-21 (число в марке указывает диаметр цилиндра) изготовляют из нетермостойкого стекла и применяют в демонстрационном эксперименте, их размещают в специальном штативе с подсветкой.

В ученическом эксперименте применяют пробирки ПХ-16 длиной 150 мм, а также ПХ-14 длиной 120 мм, с развернутым рантом и без него. Эти пробирки выпускают из термостойкого и легкоплавкого стекла. Знание стекла и типа пробирок необходимо для выбора электронагревателя. Так, нагреватели пробирок НПЭШ, НЛЩ и др. рассчитаны по диаметру нагревательного элемента и держателя на применение пробирок ПХ-16.

В ученических опытах применяют также пробирки с отводами (на основе ПХ-21, ПХ-16) в установках для получения газов, например в приборе, ППГ, в наборе НДХП.

Колбы характеризуются разнообразием конфигураций и размеров. Колбы на 250 мл и выше предназначены для демонстраций, а на 50-100 мл - в основном для ученических опытов. Большинство колб для школьных опытов тонкостенные, исключением являются толстостенные конические колбы Бунзена вместимостью 250 мл без отвода и 500 мл с отводом (или тубусом) . Эти колбы предназначены: первая для демонстрации фонтана в пустоте при растворении газов: хлороводорода, аммиака, оксида серы (IV) и др. в воде, вторая для фильтрования при разряжении в сосуде-приемнике (в опытах с разряжением - опасность разрушения колбы атмосферным давлением, которое сопровождается разбрасыванием осколков) . Во избежание несчастного случая колбы следует оклеить липкой полиэтиленовой лентой.

Круглодонные колбы применяют для нагревания и кипячения жидкостей, а также для нагревания твердых порошкообразных веществ. Эти колбы нагревают на электрических нагревателях. Разновидностью круглодонной колбы является колба Вюрца, имеющая боковой отвод в горловине. Эта колба является неотъемлемой частью установок для получения газов во многих химических приборах. Другой разновидностью круглодонной колбы можно считать реторту - горловина вытянута в газоотводную трубку. В школе реторта в большей мере является символом химической науки, тем не менее, ее применяют в опытах, где соединения сосудов нежелательны, например, в опыте получения азотной кислоты реакцией обмена.

Плоскодонные конические и круглые колбы предназначены для проведения простейших химических операций: растворения веществ, фильтрования, хранения растворов, кристаллизации. Они пригодны также и для нагревания жидкостей при условии равномерной передачи теплоты от электронагревателей.

Конические колбы используют для отделения осадков после их отстаивания (декантацией), хранения растворов и для замедленной кристаллизации (из-за малой, но регулируемой наполнением поверхности испарения) .

Стаканы и цилиндры применяют в демонстрационных и ученических опытах. Для демонстраций используют тонкостенные цилиндрические стаканы вместимостью 250 мл и выше из термостойкого и нетермостойкого стекла с рантом и носиком, а также конические и цилиндрические (батарейные) толстостенные стаканы, непригодные для нагревания. В ученических опытах применяют стаканы вместимостью 50-250 мл. Стаканы из термостойкого стекла используют в качестве водяных бань, например в ученическом эксперименте, при проведении реакции серебряного зеркала.

Для осуществления некоторых реакций с газами, например опытов хлорирования метана, взрыва газовых смесей, применяют толстостенные цилиндры для препаратов с пластинами типа ЦПП (диаметр 50 мм и длина 150 мм) с плоскими шлифами горловин (заимствованы из оборудования по биологии) . Взрывы газовых смесей проводят в цилиндрах комплекта, которые заранее оклеивают полиэтиленовой или лавсановой липкой лентой. Цилиндр можно обернуть тканью, но это снижает наглядность явления.

Чаши вместимостью 2-3 л (диаметр до 310 мм) применяют для демонстрации растворимости газов, собирания газов в сосуды над водой, изучения состава воздуха и др. Чашу ЧКО-125 (диаметр 125 мм) используют для тех же целей в ученических опытах. Кристаллизаторы отличаются от чашек более тонкими прозрачными стенками. Для демонстраций опытов на экран с помощью оптической скамьи или графопроектора применяют чаши Петри из-за оптической чистоты и однородности их дна.

Воронки в химическом эксперименте разнообразны по форме и применению.

Обычные конические воронки применяют для переливания жидкостей в сосуды с горловинами малых диаметров, а также для фильтрования. Если очистку проводят для получения фильтрата, то удобней пользоваться воронкой наибольшего объема и с конусом в 60°. Если получают осадок, то лучше применять воронку с меньшим углом конуса и меньшим размером фильтра. В последнем случае лучше всего использовать прием фильтрования на стеклянном гвоздике с отсосом. Фильтр вырезают пробочным сверлом размером меньше копеечной монеты. Слегка увлажненный фильтр укладывают на шляпку стеклянного гвоздика, помещенного в воронку. Воронка с помощью резиновой пробки установлена в колбу Бунзена. Колбу на период разряжения заключают в полотняный мешочек. Фильтруемую жидкость заливают в воронку, затем включают отсос воздуха из колбы.

При проведении фильтрования необходимо обратить внимание учащихся на то, как расположить фильтр в воронке, на уровень фильтруемой жидкости в воронке и на соприкосновение ее стебля (отростка) со стенкой стакана.

Капельные воронки чаще всего имеют цилиндрическую или шаровую форму сосудов с удлиненными трубчатыми стеблями. Эти воронки предназначены для введения жидкостей в реакционные сосуды, например в колбы Вюрца. Для соединения колбы и воронки используют резиновые пробки. Пробка часто служит соединительной муфтой для стебля, выполненного из обрезка стеклянной трубки. Если конец стебля погружен в жидкость на дне реактора, то столб жидкости в воронке выполняет роль затвора и ее верхнюю часть закрывать не обязательно. При получении хлора и других ядовитых газов в качестве капельной применяют делительную воронку для работы с вредными веществами. Особенность ее конструкции заключается в использовании дополнительной трубки, обеспечивающей сообщение реактора с пространством над жидкостью в воронке. При герметизации воронки и открывании крана жидкость поступает в реактор. При этом стебель воронки может не касаться поверхности жидкости в реакторе.

Делительные воронки отличаются от капельных большим объемом цилиндрической части сосуда, коротким стеблем, наличием пришлифованной пробки с отверстием малого диаметра, совмещаемого с таким же отверстием в горловине. Эти воронки применяют для разделения несмешивающихся жидкостей, проведения реакций, требующих встряхивания (без обильного газовыделения и нагревания), с последующим разделением расслоившихся продуктов.

В школьной практике используют также воронки для порошков, чаще всего толстостенные с отверстием в стебле более 10 мм.

Эксикатор предназначен для хранения небольших количеств гигроскопических веществ (безводных солей, способных поглощать влагу, абсолютного спирта для количественного опыта с натрием и др. ) . Эксикатор устанавливают в укрепленной полке шкафа или в крышке стола, где делают отверстие по диаметру нижней части эксикатора. В нижнюю часть сосуда примерно наполовину наливают концентрированную серную кислоту. Затем устанавливают фарфоровую вставку, а на ней размещают сосуды с гигроскопическими веществами. Плоские шлифы сосуда и крышки смазывают тонким слоем вазелина и закрывают эксикатор, уплотняя соединение вращением крышки с нажимом на нее. Открывают эксикатор, сдвигая крышку по горизонтали. Кислоту меняют раз в год, одновременно меняют смазку шлифов.

2. 4. ФАРФОРОВАЯ ПОСУДА И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ

Выпарительные чаши и кастрюли применяют для упаривания растворов (кроме щелочных) в ученических и демонстрационных опытах с применением электронагревателей.

Фарфоровые тонкостенные стаканы применяют, как и стеклянные, без нагревания в тех случаях, когда не требуется прозрачность сосуда.

Кружки вместимостью 0, 5-1 л используют в качестве настольных сосудов для сбора отходов в ученических опытах. С помощью трафарета на них делают надпись «слив».

Ступки используют для измельчения твердых веществ, уступающих по твердости фарфору, а также для приготовления порошков - смесей, состоящих из компонентов, которые не реагируют с выделением теплоты при растирании.

Воронка Бюхнера изготовлена из толстостенного фарфора и имеет перфорированную плоскую внутреннюю поверхность для размещения бумажного фильтра. Механическая прочность воронки позволяет использовать ее для фильтрования с применением разряжения в сочетании с колбой Бунзена. Для соединения воронки с колбой используют резиновую пробку. При использовании прослабленного соединения пробку может резко засосать в колбу. При этом воронка и колба разбиваются, не исключено разлетание осколков. Для безопасности колбу лучше всего заключить в полотняный мешочек.

Фарфоровые шпатели и ложки используют для извлечения из реактивных склянок сыпучих и твердых веществ. Они не рассчитаны на нагревание.

Тигли применяют для нагревания порошковых смесей, варки стекол с применением электронагревателей, в том числе муфельных печей.

При резких перепадах температуры, например при проведении реакции восстановления кремния из кремнезема порошком магния, используют стальные тигли.

... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.