Организация исследовательской деятельности учащихся на уроках химии


Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Дубовская средняя общеобразовательная школа с углублённым изучением
отдельных предметов Белгородского района Белгородской области»
Статья
«Организация исследовательской деятельности
учащихся на уроках химии»
подготовила учитель химии
Евко Надежда Владимировна
Белгород 2015
«Организация исследовательской деятельности учащихся на уроках химии»
Приобщение талантливых и способных ребят к научно-
исследовательской деятельности, разработке проектов, выполнению
творческих работ позволяет создать благоприятные условия для их
самообразования и профессиональной ориентации. Исследовательская
деятельность позволяет развить у детей умение вычленять и решать наиболее
важные проблемы с учетом социальных, экономических, экологических
условий и отражать новейшие достижения в определенной научной области.
Учитель целенаправленно направляет свою деятельность на развитие и
формирование исследовательских интересов учащихся на уроках химии на
создание общей системы учебной и воспитательной работы.
При создании системы исследовательских заданий необходимо
различать такие признаки ученического исследования: 1) характер учебного
материала (исследование теоретического вопроса или свойств вещества); 2)
метод проведения (теоретический анализ, эксперимент и др.); 3) объем и круг
вопросов программы, используемых при этом (проведение исследования с
привлечением знаний из одной темы или из различных разделов курса).
При выполнении исследовательского задания учащиеся осуществляют
действия в таком порядке: ознакомление с содержанием задания и
формулирование цели деятельности, прогнозирование направлений
выполнения заданий и выбор методов исследования, проведение
исследования, оценка полученных результатов в соответствии с
поставленными целями.
Учитель создает ситуации, при которых учащимся необходимо выбрать
определенный путь решения из ряда возможных вариантов, разрешить
противоречия между имеющимися знаниями и новыми фактами,
требующими теоретического объяснения, осознать необходимость в
систематизации, обобщении знаний, найти закономерности для объяснения
нового факта, явления или процесса.
Например, при исследовании процесса гидролиза солей учащиеся
обнаруживают, что растворы некоторых средних солей имеют кислую или
щелочную реакцию среды. Это не согласуется с имеющимися у них
знаниями, и ученики активно включаются в поиск теоретического
объяснения возникшего противоречия. В учебный процесс вводятся
элементы научного исследования: учащиеся проводят теоретический анализ,
выдвигают гипотезу и используют метод ее экспериментальной проверки.
Для проведения исследования недостаточно обладать теми или иными
единичными исследовательскими умениями. Необходимо научить ученика
пользоваться ими в совокупности. Эффективных результатов по
формированию исследовательских умений можно добиться при
целенаправленной систематической работе. Такую систему работы
составляют: проблемное проведение уроков по изучению теоретических
вопросов и фактического материала, проведение большинства лабораторно-
практических занятий исследовательским методом, система домашних
заданий с элементами теоретического исследования, тренировочные
упражнения по отработке отдельных умений. Учащиеся при этом выполняют
различные задания исследовательского характера.
В процессе обучения необходимо постепенно усложнять
исследовательскую деятельность учащихся и увеличивать долю их
самостоятельности в выполнении задания в такой последовательности:
проведение простейших опытов и соответствующих рассуждений под
непосредственным руководством учителя с использованием единичных
понятий изучаемой темы; выполнение несложных исследований по плану,
предложенному учителем, с привлечением совокупности знаний темы;
самостоятельное планирование и выполнение исследовательских заданий, в
которых используются знания из разных тем курса. Таким путем постепенно
у учащихся будут формироваться умения, все более высокого уровня.
Методика, способствующая формированию умений учащихся
самостоятельно проводить исследования, зависит от многих факторов,
прежде всего, от особенностей содержания учебного материала. Характер
содержания - теоретический материал или фактический — обусловливает
вариативность метода обучения и отражается на структуре урока,
включающего исследования учащегося.
Уроки, на которых проводятся такие самостоятельные работы, имеют
ряд общих признаков: создание проблемной ситуации, применение
учащимися методов исследования (теоретический анализ, эксперимент). Как
правило, исследование теоретического вопроса продолжается в течение
нескольких уроков, а исследовательская деятельность учащихся будет
сочетаться с иными видами деятельности. Исследование свойств того или
иного вещества, обычно осуществляется на одном уроке.
Организация самостоятельного исследования и управление
деятельностью учащихся начинается с того, что учитель проводит
логический анализ учебного материала, подлежащего изучению, и на основе
этого ставит задачи, решение которых возможно с помощью проведения
исследования. При этом обязательно намечает промежуточные задачи урока,
уточняет соотношение деятельности учителя и учащихся, выясняет связи
между различными частями урока. Приводим пример структуры урока,
включающего исследование свойств вещества:
Актуализация знаний учащихся
Постановка целей исследования
Проведение теоретического анализа
Построение гипотезы
Составление плана экспериментальной проверки и его выполнение
Обсуждение результатов и формулирование вывода
Подведение итогов работы учащихся на уроке
Разъяснение домашнего задания
Предлагаем фрагмент урока по теме «Соединения железа», на котором
учащиеся выполняют самостоятельную работу, используя
дифференцированные инструкции. С целью подготовки учащихся к
самостоятельной работе учитель предлагает выполнить задание, включающее
такие вопросы, предварительное обсуждение которых поможет преодолеть
трудности при планировании и выполнении эксперимента учащимися.
Задание:
1. Оределить химический характер приведенных ниже гидроксидов.
Опытным путем подтвердить ответ.
а) NаОН, Си(ОН)
2
; б) А1(ОН)
3
, Сг (ОН)
3
; в) Н
3
РО
4
, НNО
3
?
2. Практически осуществить реакции, сущность которых выражается
приведенными ниже уравнениями. Сформулировать вывод: как получить
нерастворимое основание.
3+
+ЗОН
-
=Fе(ОН)
3
; Cu 2
+
+ 2OH
-
= Cu(ОН)
2 ;
А1
3+
+ЗОН
-
= А1(ОН)
3
3. Какую реакцию среды имеют растворы следующих солей? Как обнаружить
реакцию растворов данных солей?
а) ZпSО
4
, FеС1
3
; б) Nа
2
СО
3
, К
2
S; в)NаС1, КNО
3
Обсудив результаты самостоятельной работы, учитель подчеркивает,
что гидроксиды могут проявлять различные свойства (кислотные, основные
или амфотерные) а для установления этих свойств необходимо испытать
отношение конкретного гидроксида к растворам кислот и щелочей. Делается
вывод о том, что нерастворимое основание можно получить, действуя
щелочью на растворимую соль соответствующего металла но при этом
нужно учитывать, что многие соли подвергаются гидролизу. Особое
внимание учитель обращает на то, что эти выводы учащиеся должны будут
использовать в предстоящей работе.
Учащиеся составляют план предстоящей работы, который они либо
осуществляют полностью самостоятельно, либо используют одну из
предложенных инструкций (№1, 2, 3), которые учитель выдает в виде
книжечки, где каждый вариант записан на отдельном листе и рассчитан на
дифференцированный подход к учащимся. В инструкции 1 указывается
только перечень необходимых реактивов для осуществления эксперимента; в
инструкции 2 показана в рисунках последовательность проведения опытов; в
инструкции 3 дано подробное описание выполнения опытов.
Выбор варианта инструкции для проведения эксперимента учащиеся
осуществляют самостоятельно. Однако это не значит, что они должны
работать только по одной определенной инструкции. Ученикам
предоставляется возможность самим рассчитать свои силы.
Инструкция 1
Задание 1: Исследовать свойства гидроксидов железа (II) и (III).
Опыт 1. Получение гидроксидов железа (II) и (III). Реактивы: NaОН, FeС1
2
,
FeС1
3
.
Опыт 2. Взаимодействие гидроксида железа (II) с кислородом воздуха, с
кислотами. Реактивы: Fе(ОН)
2
, HСl, Н
2
4
.
Опыт 3. Взаимодействие гидроксида железа (III) с кислотами. Реактивы:
Fе(ОН)
3
, НСl, Н
2
4
.
Задание 2: Исследовать свойства солей железа (II) и (III). Записать
уравнения реакций, выяснить их сущность, систематизировать наблюдения и
сформулировать выводы о свойствах гидроксидов и солей железа. Реактивы:
FеСl
2
, FеСl
3
, КСNS, К
3
[Fе(СN)
6
], лакмус.
Инструкция 2
Задание 1: Исследовать свойства гидроксидов железа (II) и (III).
Опыт 1. Получение гидроксидов железа (II) и (III)
Опыт 2. Взаимодействие гидроксида железа (II) с кислородом воздуха, с
кислотами
Опыт 3. Взаимодействие гидроксида железа (III) с кислотами
Задание 2: Исследовать свойства солей железа (II) и (III). Написать
уравнения реакций, выяснить их сущность, систематизировать наблюдения и
сформулировать вывод о свойствах рассматриваемых соединений железа.
Опыт 1. Гидролиз солей
Опыт 2. Качественные реакции на Fе
2+
и Fе
3+
Инструкция 3
Задание 1: Исследовать свойства гидроксидов железа (II) и (III).
Опыт 1. Получение гидроксидов железа (II) и (III). К растворам солей FеСl
2
и
FеСl
3
прилейте раствор щелочи NаОН. Напишите уравнения реакций в
молекулярном и ионном видах. Почему возможны эти реакции?
Опыт 2. Взаимодействие гидроксида железа (II) с кислородом воздуха и
кислотой. Полученный в первом опыте гидроксид железа (II) поместите в две
пробирки. В первой пробирке вы наблюдаете изменение цвета гидроксида
железа (II) в местах соприкосновения его с воздухом, объясните это явление.
Во вторую пробирку к гидроксиду железа (II) прилейте раствор соляной
кислоты. Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.
Опыт 3. Взаимодействие гидроксида железа (III) с кислотой. Полученный в
первом опыте гидроксид железа (III) поместите в две пробирки. В первую
прилейте раствор серной кислоты, а во вторую — соляную кислоту. Что
наблюдаете? Напишите уравнения реакций. Какими свойствами обладает
гидроксид железа (III)?
Задание 2: Исследуйте свойства солей железа (II) и (III).
Опыт 1. Гидролиз солей. Испытайте растворы солей FеСl
2
и FеСl
3
на лакмус.
Напишите уравнения реакций гидролиза солей. Сделайте вывод о силе
гидроксидов железа (II) и (III) как оснований.
Опыт 2. Качественные реакции на ионы
2+
и
3+.
К раствору FеСl
2
добавьте раствор Кз [Fе(СN)
6
] - гексацианоферрат (III) калия. К раствору
FеС1
3
добавьте раствор КСNS - роданида калия. Запишите сокращенное
ионное уравнение реакции, учитывая, что турнбулева синь
3
[Fе(СN)
6
]
2
,
выпадает в осадок, а роданид железа (III) Fе(СNS)
3
мало диссоциирует на
ионы. Систематизируйте наблюдения и сформулируйте вывод о свойствах
гидроксидов и солей железа (II) и (III).
В процессе обсуждения результатов эксперимента учитель уточняет
сформулированные учащимися выводы, говорит о практической важности
качественных реакций на ионы
2+
3+,
о биологической роли ионов железа
Ре
2+
и Ре
3+
в организме человека.
В конце урока учитель предлагает ответить на следующие вопросы:
Как экспериментально определить, содержит ли раствор соли Сl
2
примесь соли FеС1
3
?
В состав некоторых образцов природного мела входит оксид железа (III).
Предложите опыт для качественного определения содержания оксида
железа (III) в образце мела.
Организуя самостоятельную работу с элементами исследования, важно,
чтобы предлагаемые задания были посильными для учащихся, и у детей
было желание их выполнять. Исследовательская деятельность не
исчерпывается наличием факта поисковой активности, она предполагает
также анализ получаемых результатов, прогнозирование (построение
гипотез). Сюда же можно присовокупить моделирование и реализацию своих
будущих, предполагаемых действий коррекцию исследовательского
поведения. В дальнейшем всё это, будучи проверено на практике и вновь
оценено, выводит поисковую активность на новый уровень.
Список использованной литературы
1. Алексеев Н.Г. О целях обучения школьников исследовательской
деятельности // VII юношеские чтения им. В.И, Вернадского: Сб. методических
материалов. - М., 2000 .С.304.
2. Иванова Л. В. Проектная деятельность как способ формирования УУД. / Л. В.
Иванова. // Химия в школе. - 2013. - - С. 25-27.
3. Обухов А. С. Исследовательская деятельность как способ формирования
мировоззрения //Народное образование, 1999.- № 10.- с. 158-161
4. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии: Учебное пособие.
М.: Народное образование, 1998.
5. Торосян В. Ф. Об организации научно-исследовательской деятельности
учащихся. / В. Ф. Торосян. // Химия в школе. - 2011. - № 9. С. 2 - 3.