Решение экспериментальных задач

На данное время в общеобразовательной школе большое внимание уделяется практической подготовке учащихся, совершенствованию школьного химического эксперимента — лабораторных и практических работ. В решении этих проблем важное место занимают экспериментальные задачи, дидактические функции которых в настоящее время возрастают: они не только выполняют контролирующую роль знаний и практических умений учащихся, но и способствуют развитию их мышления, творческой активности, самостоятельности.

Экспериментальные задачи используются в практике преподавания химии с целью закрепления, углубления и контроля знаний. Необходимо помнить, что решение задач – это средство обучения, способствующее прочному усвоению знаний.

Для успешного решения экспериментальных задач необходимо сочетание теоретических знаний с практическими умениям. Для этого нужна лишь кропотливая систематическая работа.

Решение химических задач способствует осуществлению связи обучения с жизнью, воспитывает трудолюбие, формирует рациональные приемы мышления, устраняет формализм знаний, прививает навыки самоконтроля, развивает самостоятельность.

Образовательная роль задач выражается в том, что через задачи осуществляется связь теории с практикой, в процессе их решения закрепляются и совершенствуются химические понятия о веществах и процессах. На основе решения задач легко организовать проблемное обучение.

Большой интерес вызывают у учащихся задачи, содержание которых связано с повседневной жизнью, например:

Докажите опытным путем, что сок лимона содержит кислоту.

Определите, содержит ли отобранная проба дождевой воды примеси кислот, т.е. являлся ли данный дождь кислотным.

. Решение учащимися экспериментальных задач слагается из следующих этапов:

постановка проблемы (задача) → построение гипотезы → проектирование опыта для проверки гипотезы → составление плана эксперимента → осуществление эксперимента → оформление результатов эксперимента → формулирование ответа.

Различают следующие по типам экспериментальные задачи:

на получение веществ;

на распознавание одного или нескольких веществ;

на определение качественного состава веществ;

задачи, в которых предлагается провести опыт, а затем объяснить наблюдаемые при этом явления.

С точки зрения степени проявления самостоятельности экспериментальные задачи можно условно разделить на два вида:

Задачи на воспроизведение связаны с повторением определенных знаний, практических умений и ранее проведенных опытов. Например. 1.Опытным путем докажите, что при взаимодействии железа с соляной кислотой выделяется газ — водород. 2.Проделайте реакции, характеризующие химические свойства серной кислоты. 3. В пробирках находятся растворы хлорида калия и сульфата натрия. Установите, в какой пробирке находится сульфат натрия? 4.Осуществите превращения: 2Са(HСО3)2 → СаСО3 → CO2.

Для решения задач продуктивного уровня учащимся необходимо использовать значительный объем теоретических знаний, логические операции. Причем ученик может предложить оригинальное решение или несколько способов решения одной и той же задачи. Примеры задач продуктивного характера. 1. Получите двумя способами хлорид натрия. В результате анализа химических свойств основных классов неорганических соединений и пользуясь таблицей растворимости, учащиеся должны предложить способы получения хлорида натрия. 2.Получить меди 2 сульфат и цинка сульфат. Учащиеся должны использовать таблицы (активности Ме) 3.Исходя из оксида меди (II), получите гидроксид меди (II). Так как в условии не обозначен промежуточный продукт, учащимся необходимо будет в две стадии получить гидроксид меди (II).

Подготовку учеников к решению экспериментальных задач обычно осуществляют тремя путями.

Первый из них — демонстрации учителем, показ различных практических действий, необходимых учащимся при выполнении опытов, обучение их решать экспериментальные задачи на уроках (при опросе, изложении, закреплении и повторении материала).

Второй путь — выполнение лабораторных опытов, где учащиеся обучаются химическому эксперименту, решению экспериментальных задач.

Третий путь — осуществление практических работ по получению веществ и изучению их свойств. Здесь учащиеся закрепляют свои знания и практические умения.

В результате такой многосторонней подготовки ученики в состоянии будут успешно решать контрольные экспериментальные задачи, которые включены в практические работы.

Решение учащимися экспериментальных задач слагается из следующих этапов:

а) осмысления условия задачи,

б) теоретического решения задачи (составление плана), выяснения условий протекания реакций,

в) подготовки реактивов и оборудования,

г) практического решения задачи,

д) оформления отчета.

Обучать решению задач следует как фронтально, так и путем вызова отдельных учеников к демонстрационному столу. При этом учащиеся всего класса должны участвовать в обсуждении задачи, в составлении плана ее решения, а выполняют опыты вызванные к столу учащиеся. Учителю необходимо проследить за тем, какие ошибки допускают ученики при выполнении опытов, исправить ошибки, привлекая для этого учащихся.

Перед решением экспериментальной задачи составления списка необходимых реактивов, материалов и посуды. Особенно важно учитывать знания учащимися техники безопасности, которую они должны соблюдать.

После решения экспериментальной задачи необходимо требовать составления в классе письменного отчета: план решения каждой экспериментальной задачи, записать необходимые уравнения реакций и условия их течения, фиксировать наблюдения, записи выводов, а в случае необходимости зарисовать приборы, используемые для решения.

Проверка учителем решения экспериментальной задачи учащимися проводится путем наблюдения за проведением химического эксперимента, а также проверки письменного отчета.

При решении задач на распознавание веществ надо уметь классифицировать и группировать вещества, сравнивать их индивидуальные свойства, знать качественные реакции. Кроме того, важно найти наиболее короткое и красивое решение. Для облегчения решения такой задачи нередко составляют логические схемы и таблицы. Например, следующую таблицу.

Реактив/ Проба №1 №2 №3

?

?

?

Ответ ? ? ?

После выбора пути решения задачи посредством теоретических рассуждений можно приступать к экспериментальному выполнению. Очень важно, чтобы после выполнения работы большая часть исследуемых веществ осталась неиспользованной. Это необходимо на случай ошибки, если придется повторить исследование.

Экспериментальные задачи на определение качественного состава вещества

сводятся к тому, чтобы установить наличие в нем тех или иных ионов или функциональных групп (если анализируется органическое вещество). Для решения таких задач надо знать реакции, с помощью которых можно выявить наличие иона или группы. Полезно помнить и специфические свойства веществ, которые помогают их обнаружить. Особенно это важно при обнаружении солей аммония: хлорид аммония, например, легко возгоняется, карбонат аммония при нагревании улетучивается, разлагаясь на газообразные продукты, и т. д.

Например дано вещество докажите, что это сульфат аммония т.е. должны доказать наличие (NH4)2SO4.

Экспериментальные задач на получение веществ

требуется уметь соотносить известный способ получения конкретного вещества с теми реактивами, которые выданы для работы. Поэтому при планировании решения такой задачи полезно предусмотреть разные его варианты.

Получить магниевую соль высшей карбоновой кислоты исходя из мыла.

В отчете учащиеся указывают номера веществ, названия опытов, пробы, действия и наблюдения. В заключение делают выводы.

Экспериментальные задачи на объяснение наблюдаемых явлений

Например к порции CaO долго хранившемуся прилить хлоридную кислоту и объяснить происходящие явления. Выделяется газ (нужно подогреть или подождать), постепенно кристаллики растворяются и раствор становиться прозрачным.

Кальций оксид поглощает из воздуха CO2 и превращается в CaCO3. Выделяется углекислый газ и постепенно CaCl2 растворяется.

Или свойства уксусной кислоты.

Решение учащимися экспериментальных задач не только способствует закреплению знаний учащихся и формированию у них практ. умений, но и учит делать обобщения, взаимосвязывать процессы, проверять торетич. суждения определять цель работы, составлять план исследования проводить эксперимент, оформлять, анализировать и делать выводы.