Règles pour mener une expérience chimique à l'école. Expérience chimique dans le plan de cours d'une école moderne

Expérience chimique
comme méthode d'enseignement spécifique

X Une expérience chimique donne une spécificité particulière au sujet de la chimie. C’est le moyen le plus important de relier la théorie à la pratique en transformant les connaissances en croyances.

Dans la littérature méthodologique, on peut trouver de nombreuses formulations différentes du concept d'expérience chimique utilisée pour l'enseignement : « expérience chimique scolaire », « expérience étudiante en chimie », etc. Le concept d'« expérience chimique pédagogique » peut être identifié comme central dans cette variété de concepts.

Dans une expérience chimique pédagogique, les composants les plus courants sont les suivants :

1) l'étude d'objets chimiques (substances et réactions chimiques), conçus pour une perception simultanée par tous les élèves ;

2) fixer les buts et objectifs de l'expérience ;

3) activités expérimentales des étudiants eux-mêmes ;

4) maîtriser la technique de l'expérimentation chimique.

Basé sur ces composants communs, le concept expérience chimique éducative peut être représenté comme un fragment spécialement organisé du processus d'apprentissage visant à la connaissance des objets de chimie et au développement d'activités expérimentales des étudiants.

Dans un cours de chimie scolaire, l'expérimentation n'est pas seulement une méthode de recherche, une source et un moyen de nouvelles connaissances, mais aussi un objet d'étude unique.

Une expérience chimique remplit les fonctions les plus importantes : éducation, éducation (morale, spirituelle, professionnelle, esthétique, économique, etc.) et développement (y compris la mémoire, la pensée, les émotions, la volonté, les motivations, etc.).

Une expérience chimique remplit également certaines fonctions particulières - informative, heuristique, critèrenelle, corrective, de recherche, généralisatrice et idéologique.

1. Fonction informative se manifeste dans les cas où une expérience chimique sert de source initiale de connaissance des objets et des phénomènes. Grâce à l'expérimentation, les élèves découvrent les propriétés et les transformations des substances. Dans ces cas, les phénomènes sont considérés tels qu’ils existent dans une situation réelle. Étant impliqué dans une activité cognitive active, l'étudiant est capable de pénétrer dans l'essence d'un phénomène chimique, de le maîtriser sur le plan empirique et d'utiliser le matériel appris comme moyen d'approfondir ses connaissances.

2. Fonction heuristique fournit non seulement l'établissement de faits, mais sert également de moyen actif pour former de nombreux concepts empiriques, conclusions, dépendances et modèles en chimie.

L'exemple le plus simple est celui où un fait est établi sur la base de l'expérience : un étudiant, ajoutant quelques gouttes de solution de soude à une solution d'un indicateur (phénolphtaléine), est convaincu que cet indicateur change de couleur sous l'influence d'un alcali. .

Le plus souvent, établir un fait est beaucoup plus difficile. Par exemple, en plongeant un morceau de zinc dans une solution d'acide chlorhydrique, l'élève découvre : d'une part, que le zinc réagit avec une solution d'acide chlorhydrique ; deuxièmement, à la suite de cette réaction, un gaz est libéré ; et lorsqu'une goutte de solution est évaporée sur du verre, l'étudiant constate, troisièmement, qu'à la suite de cette réaction, une nouvelle substance s'est formée - le chlorure de zinc.

Dans les activités éducatives, une expérience chimique permet non seulement d'établir des faits, mais sert également de moyen actif pour former de nombreux concepts chimiques. Par exemple, la formation initiale du concept de « catalyseur » est basée sur une simple expérience chimique de décomposition du peroxyde d’hydrogène en présence d’oxyde de manganèse (IV) :

Cinq granules d'oxyde de manganèse (IV) sont placés dans un tube à essai avec 2 ml d'une solution de peroxyde d'hydrogène à 10 %. Une libération intense d'oxygène commence, dont la présence est vérifiée à l'aide d'un éclat fumant. Dès que l'éclat fumant cesse de s'enflammer, égouttez soigneusement le liquide du tube à essai et ajoutez-le à nouveau.
2 ml de solution mère de peroxyde d'hydrogène. Encore une fois, ils prouvent la présence d'oxygène. L'expérience est répétée trois fois.

Sur la base d'observations, les étudiants arrivent à la conclusion que l'oxyde de manganèse (IV) n'est pas consommé pendant la réaction. Ensuite, ils formulent indépendamment une définition du concept de « catalyseur » - une substance qui modifie la vitesse d'une réaction chimique, mais n'est pas consommée lors de sa mise en œuvre.

Une expérience chimique permet également de dériver des dépendances et des modèles. Par exemple, lors de l'étude de la vitesse d'une réaction chimique, il est nécessaire d'organiser le processus éducatif de manière à ce que les étudiants eux-mêmes établissent la dépendance de la vitesse de réaction sur la concentration des substances en réaction. A cet effet, on peut leur demander de faire réagir une solution d'iodure de potassium avec une solution de peroxyde d'hydrogène en présence d'amidon.

Une solution de peroxyde d'hydrogène est versée dans trois tubes à essai contenant une solution d'iodure de potassium avec de l'amidon : dans le premier tube à essai avec la concentration initiale (3%), dans le deuxième - dilué deux fois et dans le troisième - dilué quatre fois . À l'aide d'une horloge ou d'un métronome, il est enregistré que dans le deuxième tube à essai, la réaction se déroule deux fois plus lentement que dans le premier et dans le troisième, quatre fois.

Sur la base de leur expérience, les étudiants arrivent à la conclusion que la vitesse d'une réaction est directement proportionnelle à la concentration des substances en réaction. La conclusion obtenue de l’expérience peut être présentée graphiquement en coordonnées « temps – concentration ». Ce chemin : d'une expérience à un graphique, et de celui-ci à une équation, est un exemple de la plus haute manifestation de l'inférence heuristique. Cela est possible avec un haut niveau d'indépendance et d'activité créative des étudiants.

Tous les exemples ci-dessus montrent que l’expérience peut être utilisée pour organiser des inférences heuristiques directes.

3. Fonction critère se manifeste dans le cas où les résultats expérimentaux confirment les hypothèses (hypothèses) des étudiants, c'est-à-dire servir de « pratique qui est le critère de la vérité ». Il s'agit d'un moyen nécessaire de preuve pratique de l'exactitude ou de l'erreur des jugements conjecturaux, des conclusions, ainsi que de la confirmation d'un certain nombre de dispositions bien connues.

Une expérience chimique est un moyen de comparer des jugements avec un reflet subjectif du monde extérieur obtenu par les sens. Par conséquent, cela peut être perçu comme un moyen de tester les connaissances humaines sur le monde extérieur. Dans le processus d'enseignement de la chimie, il est conseillé de vérifier la « vérité » de chaque proposition théorique à l'aide d'une expérience.

Par exemple, une fois que les élèves ont appris que l’eau est composée d’hydrogène et d’oxygène, il faut leur expliquer que ce sont les seuls composants de l’eau. Dans ce cas, il convient de réaliser une expérience pour obtenir de l'eau à partir d'oxygène et d'hydrogène : les résultats de l'expérience prouveront que l'eau est constituée uniquement de ces éléments. Toutefois, les élèves doivent comprendre que l’expérimentation n’est pas un moyen absolu de tester la vérité. L'expérience ci-dessus prouve la composition qualitative de l'eau, mais elle ne parle pas encore de sa composition quantitative. Afin de porter un jugement définitif sur la formule de l’eau, de nouvelles expériences doivent être réalisées.

Une expérience est souvent considérée comme un moyen de réfuter ou de confirmer une hypothèse. Par exemple, lorsqu’ils étudient le benzène et discutent de sa formule moléculaire, les élèves classent le benzène comme un hydrocarbure insaturé. L'enseignant suggère de tester expérimentalement si le benzène réagit avec l'eau bromée. L'expérience ne confirme pas cette hypothèse : le benzène ne provoque pas la décoloration de l'eau bromée caractéristique des hydrocarbures insaturés. De l’échec de l’expérience, les étudiants concluent que lors des discussions théoriques il faut se concentrer sur la pratique.

4. Fonction corrective permet de surmonter les difficultés de maîtrise des connaissances théoriques : clarifier les connaissances existantes dans le processus d'acquisition de compétences expérimentales, corriger les erreurs des étudiants et suivre les connaissances acquises.

L'étude des relations quantitatives en chimie sans expérience chimique entraîne des difficultés à maîtriser des concepts tels que « taupe », « masse molaire », « volume molaire », « densité relative des gaz », ainsi qu'à comprendre les lois quantitatives qui constituent l'essence de lois stœchiométriques. À l'avenir, ces difficultés pourront être surmontées en développant des expériences quantitatives spéciales et des tâches expérimentales quantitatives qui, malheureusement, ne sont pas prévues dans les programmes de chimie existants dans les écoles secondaires.

Les expériences des élèves peuvent être utilisées pour former des jugements corrects et corriger des jugements erronés. Par exemple, en étudiant les propriétés des oxydes acides, les élèves apprennent grâce à une expérience que l'oxyde de carbone (IV) et l'oxyde de soufre (IV) interagissent avec l'eau. Les élèves prouvent une telle interaction en utilisant le tournesol. Mais si nous nous limitons à ces expériences, les étudiants peuvent alors développer un certain nombre d'idées fausses associées à un transfert incorrect de connaissances. Par exemple, la plupart des élèves écrivent l’équation de réaction d’un processus qui n’existe pas dans la nature, l’interaction de l’oxyde de silicium (IV) avec l’eau. Pour corriger cette erreur, il est nécessaire que les élèves fassent une expérience et constatent par eux-mêmes à l'aide d'une solution décisive que ces substances n'interagissent pas entre elles. De telles expériences aideront les étudiants à surmonter les erreurs courantes.

Dans les activités pratiques des étudiants, il existe également une forte probabilité d'erreurs liées à la violation des règles de sécurité. Lors de l'obtention de chlorure d'hydrogène et d'acide chlorhydrique, les étudiants plongent souvent le tube de sortie de gaz de l'appareil dans l'eau, oubliant que le chlorure d'hydrogène est très soluble dans l'eau. Même les avertissements de l’enseignant et les instructions du manuel n’ont pas l’effet escompté. Dans une telle situation, une expérience corrective spéciale est nécessaire pour démontrer les conséquences possibles si la réaction est effectuée de manière incorrecte. L'enseignant commet délibérément une erreur expérimentale et montre ainsi comment cette expérience ne doit pas être réalisée. Constatant les résultats d'une mauvaise manipulation de l'appareil, l'étudiant ne commettra plus une erreur similaire dans ses travaux pratiques.

5. Fonction de recherche est associé au développement de compétences pratiques dans l'analyse et la synthèse de substances, la recherche de connaissances sur les propriétés des substances et l'étude de leurs caractéristiques les plus simples, la conception d'instruments et d'installations, c'est-à-dire maîtriser les méthodes les plus simples du travail de recherche scientifique. Conformément à cette fonction, une expérience chimique pédagogique, pour ainsi dire, relie l'application des techniques de base de la méthode scientifique à l'accomplissement de tâches éducatives et de recherche par les étudiants.

La recherche la plus courante et la plus accessible est le travail pratique sur l'analyse qualitative des substances. Le travail de recherche expérimentale est précieux sur le plan créatif et donne aux étudiants la possibilité de créer eux-mêmes des installations expérimentales pour étudier des substances. Au cours de ces travaux, non seulement les substances sont étudiées, mais également diverses méthodes expérimentales utilisées en chimie sont maîtrisées.

Cependant, en chimie, les indicateurs non seulement qualitatifs mais aussi quantitatifs sont importants. L'expérimentation étudiante liée à la mesure de caractéristiques quantitatives n'est pratiquement pas utilisée dans les cours et est très rarement utilisée dans les cours au choix et parascolaires de chimie. Dans le même temps, la mise en œuvre systématique de tâches expérimentales quantitatives habitue les étudiants à travailler avec soin, à adopter une approche critique des affaires, développe les compétences nécessaires pour évaluer quantitativement avec précision les résultats d'une expérience et modifie considérablement la nature de l'activité cognitive de recherche.

Dans un premier temps, les étudiants commencent à résoudre des problèmes expérimentaux quantitatifs sur des échantillons de mélanges artificiels (par exemple, déterminer la teneur en carbonate dans un échantillon d'alcali donné). Ensuite, la nature des tâches devient plus complexe et se rapproche des conditions de vie (par exemple, déterminer l'acidité des produits alimentaires : pain, lait, baies, fruits, etc.). Les tâches expérimentales quantitatives sur la synthèse de substances (par exemple, l'obtention de l'indicateur méthylorange et d'autres médicaments nécessaires à une expérience de chimie scolaire) sont particulièrement intéressantes. Ils ont une valeur à la fois créative et émotionnelle : la drogue synthétisée est stockée puis utilisée dans d’autres expériences. En réalisant ces travaux, les étudiants étudient non seulement des substances, mais maîtrisent également les méthodes expérimentales utilisées en chimie (pesée, titrage, extraction, chromatographie, analyse, synthèse, etc.).

6. Fonction de généralisation l'expérience chimique pédagogique crée les conditions nécessaires au développement des conditions préalables à la construction de divers types de généralisations empiriques. Grâce à une série d’expériences d’apprentissage, une conclusion généralisée peut être tirée.

Par exemple, l'observation d'expériences sur la conductivité électrique de solutions aqueuses d'acides, d'alcalis et de sels amène les étudiants à une généralisation : malgré la nature différente de ces substances, leurs solutions ont une propriété : elles peuvent toutes conduire le courant électrique. Les faits expérimentaux individuels obtenus lors des expériences peuvent être interprétés dans une conclusion générale, sur la base de laquelle une définition du concept « électrolyte » est donnée.

Dans l'enseignement de la chimie, il arrive souvent qu'une généralisation faite sur la base de l'expérience soit complétée et clarifiée à l'aide de la théorie.

Lors de la formation d'un concept généralisé de « réaction de substitution », pour créer une base empirique, il est nécessaire de mener au moins trois expériences : l'interaction de solutions de chlorure de cuivre(II) avec le zinc, de sulfate de cuivre(II) avec le fer et d'argent nitrate avec du cuivre. Si ces métaux sont pris sous forme de poudres, alors les étudiants, observant les expériences, peuvent tirer une conclusion généralisée : dans ces expériences, deux substances initiales ont été prises (simples et complexes) et deux nouvelles ont été obtenues (simples et complexes). Cependant, cette conclusion empirique ne suffit pas pour une définition générale de la réaction de remplacement. S'appuyant sur ses connaissances de la théorie atomique-moléculaire, l'enseignant explique le mécanisme de cette réaction et donne la définition suivante : « Réactions chimiques entre substances simples et complexes, dans lesquelles les atomes qui composent une substance simple remplacent les atomes de l'un des éléments. de la substance complexe, sont appelées réactions de substitution.

Dans une généralisation basée sur l'expérimentation, il est important non seulement de transférer un certain nombre de connaissances, mais aussi de formuler des règles uniformes pour le travail en laboratoire.

Dans la norme éducative nationale en chimie pour une école secondaire complète, les exigences relatives au niveau de formation des diplômés énumèrent les compétences expérimentales de base. La plupart de ces compétences sont générales : manipulation d'équipements de laboratoire simples, dissolution de solides, décantation, filtration, manipulation d'acides et d'alcalis, préparation de solutions avec une certaine fraction massique de substances dissoutes, assemblage d'instruments à partir de pièces prêtes à l'emploi, identification de substances inorganiques et organiques. , y compris les matériaux polymères. Lors du développement des compétences expérimentales, il est nécessaire d’attirer constamment l’attention des étudiants sur la manière de mener correctement une expérience particulière du point de vue de la sécurité.

7. Fonction de vision du monde est déterminé par le rôle didactique de l'expérience chimique éducative dans la connaissance scientifique de la chimie. L’expérience fait partie intégrante de la chaîne du processus dialectique de cognition de la réalité objective par les élèves. Une expérience chimique éducative correctement menée est le moyen le plus important de former la vision scientifique du monde des étudiants en train de maîtriser les principes fondamentaux de la science chimique.

Toutes les fonctions énumérées d'une expérience chimique éducative sont interconnectées et se déterminent mutuellement. Le succès et l'efficacité de l'expérience chimique éducative menée dépendent de la capacité à remplir ces fonctions.

Une expérience chimique fait référence à des méthodes d'enseignement spécifiques, qui sont dues à la particularité de la matière - la chimie, dont il ne faut pas perdre de vue la clarté lors de l'étude. L’expérience permet non seulement de comprendre de manière aussi détaillée que possible ce qui se passe dans une réaction chimique particulière, mais contribue également à accroître l’intérêt des étudiants pour le sujet de la chimie.

DANS Il est possible de réaliser une expérience uniquement sur la base de connaissances préalablement acquises. La justification théorique de l'expérience contribue à sa perception (qui devient plus ciblée et active) et à la compréhension de son essence. Mener une expérience implique généralement de développer une hypothèse.

La formulation d'une hypothèse par les étudiants développe leur réflexion, les oblige à appliquer les connaissances existantes et, grâce au test de l'hypothèse, à acquérir de nouvelles connaissances. Une expérience chimique ouvre également de grandes opportunités pour créer puis résoudre des situations problématiques.

L'expérience devrait devenir une partie nécessaire de la leçon lors de l'étude de questions spécifiques. Les étudiants doivent savoir pourquoi l’expérience est menée, quelle position théorique elle confirme et à quelle question elle contribuera à répondre.

Il existe les types suivants d'expériences de chimie scolaire :

Expérience de démonstration ;

Expériences en laboratoire ;

Travaux de laboratoire ;

Travaux pratiques;

Atelier expérimental (laboratoire);

Expérience à domicile.

Expérience de démonstration est une expérience chimique menée par un enseignant (dans de rares cas, un étudiant formé).

Les principaux objectifs de l'expérience de démonstration : révéler l'essence des phénomènes chimiques ; montrer aux étudiants le matériel de laboratoire (instruments, installations, appareils, verrerie chimique, réactifs, matériaux, dispositifs) ; divulgation des techniques de travail expérimental et des règles de sécurité du travail dans les laboratoires chimiques.

Les exigences d'une expérience de démonstration ont été formulées pour la première fois par V.N. Verkhovsky et développées par K.Ya. Parmenov, A.D. Smirnov, V.P. Garkunov, M.S. Pak et d'autres.

Lors de l'expérience de démonstration, les exigences suivantes doivent être remplies :

1) visibilité (assurer une bonne visibilité à tous les étudiants) ;

2) visibilité (garantir une perception correcte par les étudiants) ;

3) technique d'exécution impeccable ;

4) la sécurité des étudiants et des enseignants ;

5) optimalité de la technique expérimentale (combinaison de la technique expérimentale et de la parole de l'enseignant) ;

6) fiabilité (pas de pannes) ;

7) expressivité (révéler l'essence d'un objet avec un minimum d'effort et d'argent) ;

8) émotivité ;

9) caractère persuasif (unicité de l'explication, fiabilité des résultats) ;

10) courte durée ;

11) conception esthétique ;

12) simplicité de la technique ;

13) accessibilité à la compréhension ;

14) préparation préliminaire de l'expérience ;

15) répétition de la technique expérimentale.

Expériences en laboratoire est une expérience que les élèves réalisent sous la direction directe d'un enseignant. Les expériences en laboratoire sont généralement isolées et permettent d'étudier certains aspects d'un objet chimique.

Travaux de laboratoire représentent un ensemble d’expériences en laboratoire et permettent d’étudier de nombreux aspects d’objets et de processus chimiques. Le travail en laboratoire est à réaliser par les élèves, sur instruction de l'enseignant, des expériences à l'aide d'instruments, d'outils et d'autres équipements. En termes de durée, ils peuvent durer de 5 à 10 à 40 à 45 minutes (cours de laboratoire). Dans un cours en laboratoire, les étudiants travaillent principalement non pas selon des devoirs ou un livre, mais sur la base de la parole vivante de l'enseignant.

Travaux pratiques sont l'un des types d'activités éducatives expérimentales destinées aux écoliers. Les cours pratiques se caractérisent par un degré plus élevé d'indépendance des étudiants et contribuent à l'amélioration de leurs connaissances et compétences.

Atelier expérimental – un type de travail indépendant des étudiants, réalisé principalement au lycée. Un atelier expérimental est généralement organisé à la fin de grandes parties du cours et est avant tout à caractère répétitif et généralisant. Un tel atelier contribue à la formation de connaissances et de compétences généralisées.

Expérience à domicile - ce sont des expériences réalisées par les étudiants à la maison et contribuent à satisfaire les intérêts et les besoins cognitifs des étudiants, ainsi qu'à développer l'expérience de leur activité créatrice.

Afin de se préparer professionnellement à la pratique pédagogique, les jeunes enseignants doivent maîtriser délibérément les techniques et les méthodes des expériences chimiques scolaires.

E l'efficacité de l'enseignement de la chimie est étroitement liée à l'enseignement général planification Matériel pédagogique. Les principales tâches résolues dans le processus de planification sont l'optimisation du processus éducatif, la détermination du volume de matériel pédagogique, la sélection des tâches pour la leçon et à la maison, l'allocation de temps pour les expériences en laboratoire et les exercices pratiques, la résolution de problèmes expérimentaux et informatiques, le suivi des connaissances, compétences et capacités des étudiants, consolidation et répétition du matériel.

Un professeur de chimie doit être capable de planifier une expérience à la fois sur l'ensemble du sujet et pour une leçon spécifique, de l'appliquer méthodiquement correctement, de sélectionner les options expérimentales les plus adaptées à chaque cas spécifique, de guider l'activité cognitive des élèves, d'analyser, d'évaluer leurs propres activités. lors des démonstrations, ainsi que les activités des étudiants lors de la réalisation de travaux expérimentaux de manière indépendante.

Planification d'une expérience chimique : en début d'année académique, conformément au programme, l'enchaînement des démonstrations, des expériences en laboratoire, des exercices pratiques et de la résolution de problèmes expérimentaux sur des sujets et leur lien avec les cours théoriques est établi ; une liste de compétences et d'aptitudes expérimentales que les étudiants doivent acquérir et des moyens didactiques pour atteindre leurs objectifs sont déterminés. Connaissant à l'avance le calendrier de l'expérimentation, l'enseignant a la possibilité de préparer à l'avance le matériel, les supports pédagogiques, etc.

La préparation d'un cours dépend du type de cours et de l'objectif didactique fixé. Dans un premier temps, l'enseignant clarifie les objectifs pédagogiques du cours et réfléchit à la méthodologie de sa mise en œuvre. Pour qu'une expérience chimique fournisse des connaissances solides et approfondies, il est nécessaire de prévoir quelles compétences et capacités expérimentales seront acquises par les étudiants, à l'aide de quelles techniques pourront être utilisées pour parvenir à leur compréhension des transformations chimiques observées. Il est recommandé à l'enseignant de passer en revue la littérature méthodologique pertinente, de définir des questions qui révèlent les connaissances théoriques des étudiants sur le sujet, de souligner les points qui contribuent à l'acquisition de compétences, ainsi que de faciliter la perception du matériel pédagogique à l'avenir, et de concentrer son attention sur eux.

L'enseignant doit réfléchir à quelle étape du cours, dans quel ordre, avec quels réactifs et instruments réaliser les expériences, déterminer leur place au cours du cours en fonction des tâches, ainsi que la forme d'enregistrement des résultats obtenus (figure , tableau, équation de réaction, etc.).

Avant le cours, il est très important de répéter la technique de réalisation de chaque expérience de démonstration, de vérifier la disponibilité et la qualité des réactifs, et également de s'assurer que le fonctionnement de l'appareil et les phénomènes qui se produisent sont clairs, car Les problèmes découverts pendant le cours aggravent la discipline des élèves et les empêchent d'atteindre leurs objectifs. Si nécessaire, les réactifs doivent être remplacés, les instruments doivent être corrigés ou tout autre équipement approprié doit être sélectionné à l'avance.

P. L'urgence et la conscience des connaissances en chimie augmentent si l'expérience chimique est réalisée par les étudiants eux-mêmes. Pour le réaliser, vous devez maîtriser un certain nombre de compétences et aptitudes, dont l'absence empêche les étudiants de se concentrer sur l'essence des phénomènes chimiques qui se produisent, car ils doivent s'occuper davantage de la technique de conduite des expériences.

La maîtrise des compétences expérimentales est nécessaire non seulement pour maîtriser avec succès le contenu d'un cours de chimie, mais également pour la formation continue dans les universités et pour les futures activités de production. Les compétences et aptitudes les plus importantes sont :

Ustensiles de manipulation, instruments, réactifs ;

Réaliser des opérations telles que chauffer, dissoudre, collecter des gaz, etc. ;

Observation de phénomènes et de processus chimiques et explication correcte de leur essence ;

Rédiger un rapport écrit sur les travaux effectués ;

Utilisation d'ouvrages de référence.

Afin de gérer le processus d’amélioration et de développement des compétences et des capacités des étudiants, l’enseignant lui-même doit clairement comprendre le parcours et la méthodologie de leur formation. Pour ce faire, il doit se familiariser constamment et soigneusement avec le programme de chimie. Il contient une liste de compétences pratiques que les étudiants doivent acquérir au cours de leurs études de chimie. Vous devriez commencer à vérifier votre niveau de compétences pratiques immédiatement après les premières leçons pratiques. Par exemple, après avoir présenté aux élèves les équipements de laboratoire, l’enseignant vérifie dans les leçons suivantes comment ils ont maîtrisé les compétences pertinentes.

Les compétences et capacités les plus efficaces sont formées lorsque les conditions suivantes sont remplies :

Une combinaison d'une démonstration visuelle de l'expérience avec un commentaire oral sur l'avancement de sa mise en œuvre ;

Explication de l'essence des phénomènes se produisant au cours de l'expérience ;

Clarifier la nécessité de l'expérimentation et prévenir d'éventuelles erreurs ;

Contrôle par l'enseignant et fourniture d'une aide différenciée aux élèves.

La réalisation individuelle d'expériences par les étudiants est d'une grande importance pour l'amélioration et la consolidation des compétences. Lors de la réalisation indépendante d'expériences dans lesquelles des techniques et des opérations déjà connues des étudiants sont rencontrées, celles-ci sont consolidées et améliorées plus rapidement et plus fermement.

Lorsque vous observez les élèves, vous devez prêter attention à :

Leur capacité à utiliser des réactifs, de la verrerie et d’autres équipements ;

Leur travail avec les instruments (assemblage, contrôle d'étanchéité, montage sur trépied, utilisation dans des expériences) ;

Ils effectuent diverses opérations (coulage et coulage de substances, dissolution de substances solides, liquides et gazeuses, broyage et mélange de solides, collecte de gaz, etc.) ;

Leur reconnaissance des substances par leurs propriétés physiques, la nature de la combustion et les réactions qualitatives.

Parallèlement, il est nécessaire de vérifier : si les élèves comprennent le but de l'expérience, s'ils savent élaborer un plan pour mener une expérience, s'ils savent quelles substances et quels instruments doivent être utilisés, dans quelles conditions un le processus chimique se produira et comment l'exprimer avec les équations de réaction appropriées, s'ils peuvent analyser des expériences, faire des généralisations et des conclusions.

Il est également important de contrôler le respect par les étudiants des précautions de sécurité lors de la manipulation des réactifs, des appareils de chauffage, des ustensiles chimiques, ainsi que la propreté du lieu de travail, la manipulation prudente de l'équipement et l'utilisation économique des réactifs, l'utilisation rationnelle du temps pour les techniques et opérations individuelles. , et la discipline.

L'efficacité de l'enseignement de la chimie par l'expérimentation dépend de la présence d'un feedback constant. La prise en compte des compétences expérimentales est le résultat du travail non seulement des étudiants, mais aussi de l'enseignant.

Une expérience chimique est une source importante de connaissances. En combinaison avec des supports pédagogiques techniques, il contribue à une acquisition plus efficace des connaissances, des compétences et des aptitudes. L'utilisation systématique d'expériences dans les cours de chimie contribue à développer la capacité d'observer les phénomènes et d'expliquer leur essence à la lumière des théories et des lois étudiées, forme et améliore les compétences expérimentales, inculque les compétences nécessaires pour planifier son travail et exercer la maîtrise de soi, et favorise l'exactitude, respect et amour du travail. Une expérience chimique contribue à la formation générale et au développement personnel global.

Littérature

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Le rôle de l'expérience chimique dans l'enseignement de la chimie.

Gorbatcheva Irina Evgenievna,

Professeur de chimie

Établissement d'enseignement municipal "École secondaire n° 1 de Krasnoïarsk"

Il n’existe pas de tests fiables pour détecter la surdouance.

ité, à l'exception de ceux qui apparaissent en conséquence

participer activement à au moins les plus petits

quelques travaux de recherche exploratoire.

UN. Kolmogorov

La tâche la plus importante d’une école moderne est une combinaison organique de formation, d’éducation et de développement. La chimie en tant que matière du secondaire apporte une contribution significative à sa solution. La première place dans l'enseignement de la chimie est occupée par l'expérience chimique scolaire. Il s’agit d’une méthode pédagogique basique et spécifique qui introduit directement les phénomènes chimiques et développe en même temps l’activité cognitive des élèves.

La formation qui forme les compétences des activités éducatives des étudiants et affecte directement le développement mental et l'intensification de leurs activités pratiques est considérée comme une formation de développement. Dans le système d'éducation moderne, le rôle d'une expérience chimique est particulièrement important si elle est utilisée non seulement comme illustration, mais aussi comme moyen de connaissance. Il est noté à juste titre : « … la capacité d'effectuer des travaux pratiques, de mener une expérience en laboratoire ou de résoudre un problème de manière expérimentale, en utilisant des connaissances et des compétences pratiques dans divers domaines, ainsi que de faire des observations au cours de l'expérience, d'obtenir le résultat souhaité, de suivre règles de sécurité, généraliser les données expérimentales, etc. P. « Tout cela favorise l’indépendance dans les actions des étudiants. »

Cependant, ces dernières années, l’intérêt pour les expériences de chimie en milieu scolaire a considérablement diminué. Cela s'explique par le fait que le nombre d'heures de chimie a été réduit, les réactifs ont disparu, il n'y a pas de travaux pratiques en préparation à la certification, tant d'enseignants, lors de l'installation de programmes, ont pratiquement cessé d'aborder de manière créative les expériences chimiques. L'utilisation généralisée d'outils pédagogiques technologiques par les enseignants a également réduit leur intérêt pour l'expérience de chimie scolaire.

Dans les conditions de l'éducation au développement, il est actuellement nécessaire de trouver de nouveaux moyens d'améliorer les expériences chimiques scolaires, en particulier celles des étudiants. La rationalisation de l'enseignement moderne de la chimie avec le recours généralisé à l'expérimentation étudiante s'effectue à travers les activités réfléchies des étudiants selon un plan dans lequel leurs activités mentales et pratiques se confondent.

Conformément au concept d'éducation au développement, lors de la mise en place de chaque expérience chimique, il est important de prendre en compte : les caractéristiques du matériel pédagogique dont l'étude est facilitée par l'expérience ; quelles lois et principes théoriques, concepts chimiques de base doivent être appris, répétés, approfondis, élargis et appliqués dans la pratique ; quelles compétences pratiques seront développées grâce à l'expérience ; à quelle attention particulière faut-il prêter lors du développement des capacités mentales des étudiants ; quelles tâches pédagogiques peuvent être réalisées lors de la mise en place de l'expérimentation.

Seule l'inclusion des étudiants dans une activité cognitive expérimentale active leur donne la possibilité de pénétrer dans l'essence d'un phénomène chimique, de le maîtriser au niveau des principes généraux d'un cours de chimie et d'utiliser le matériel appris comme moyen d'approfondir ses connaissances. Le processus d'apprentissage développemental utilisant l'expérimentation génère des stimuli internes pour l'apprentissage, favorise la transition des connaissances en croyances et le développement de l'indépendance cognitive dans les activités des étudiants. Ainsi, tout cela apporte une contribution significative à la formation des fondements d'une vision scientifique du monde chez les étudiants.

La fonction heuristique d'une expérience chimique scolaire dans le développement d'activités éducatives est avant tout associée à la mise en place de nouveaux facteurs. Déjà dès les premiers cours de chimie en 7e, les élèves se familiarisent avec les substances chimiques, étudient leurs propriétés, leur application dans la vie, apprennent beaucoup de nouvelles choses, apprennent à expliquer, par exemple, en 8e, en ajoutant quelques gouttes d'une solution alcaline dans une solution de phénolphtaléine, l'étudiant est convaincu que cet indicateur change de couleur sous l'influence de l'alcali. L’exemple ci-dessus est le cas le plus simple d’établissement d’un fait basé sur l’expérience. Dans les conditions réelles qui se présentent en classe, des situations beaucoup plus complexes se produisent généralement, y compris l'établissement de plusieurs faits à la fois. Ainsi, en plongeant un granule de zinc dans une solution d'acide sulfurique, l'élève découvre : le zinc réagit avec une solution d'acide sulfurique ; À la suite de cette réaction, de l’hydrogène est libéré. Si vous évaporez une goutte de la solution sur un verre de montre, un autre fait deviendra évident : à la suite de cette réaction, une autre nouvelle substance s'est formée - le sulfate de zinc.

Dans les activités éducatives, une expérience chimique permet non seulement d'établir des faits, mais sert également de moyen actif pour former de nombreux concepts chimiques. Par exemple, la formation initiale du concept de « catalyseur » repose sur une simple expérience chimique de la décomposition du peroxyde d’hydrogène en présence d’oxyde de manganèse (IV).

Cinq granules d'oxyde de manganèse (IV) sont placés dans un tube à essai avec 2 ml d'une solution de peroxyde d'hydrogène à 10 %. Une libération intense d'oxygène commence, dont la présence est vérifiée à l'aide d'un éclat fumant. Dès que l'éclat fumant a cessé de s'enflammer, égouttez soigneusement le liquide du tube à essai et ajoutez-y à nouveau 2 ml de la solution originale de peroxyde d'hydrogène. Encore une fois, ils prouvent la présence d'oxygène. L'expérience est répétée une troisième fois.

Sur la base d'observations, les étudiants arrivent à la conclusion que l'oxyde de manganèse (IV) n'est pas consommé pendant la réaction. Ensuite, ils forment indépendamment une définition du concept de « catalyseur » (une substance qui modifie la vitesse d'une réaction chimique, mais n'est pas consommée lors de sa mise en œuvre). Dans le programme de Gabrielyan, la leçon « Réactions composées » considère l'effet des cendres de cigarette sur la vitesse de réaction, ce qui suscite un intérêt, qui peut être dirigé vers le fait que cette expérience ne peut être réalisée qu'avec des adultes en leur présence.

Pour atteindre les objectifs de l'éducation au développement, les conclusions sur les dépendances et les modèles en chimie présentent un intérêt considérable. Par exemple, lors de l'étude de la vitesse d'une réaction chimique, il est nécessaire d'organiser le processus éducatif de manière à ce que les étudiants eux-mêmes établissent la dépendance de la vitesse de réaction sur la concentration des substances en réaction. A cet effet, on peut leur demander de faire réagir une solution d'iodure de potassium avec une solution de peroxyde d'hydrogène en présence d'amidon.

Une solution à 3% de peroxyde d'hydrogène est versée dans trois tubes à essai contenant une solution d'iodure de potassium avec de l'amidon : dans le premier tube à essai - avec la concentration d'origine, dans le second - dilué deux fois et dans le troisième - 4 fois. À l'aide d'une horloge, l'achèvement de la réaction est enregistré : dans le deuxième tube à essai, la réaction se déroule 2 fois plus lentement que dans le premier et dans le troisième - 4 fois.

Sur la base de leur expérience, les étudiants arrivent à la conclusion que la vitesse d'une réaction est directement proportionnelle à la concentration des substances en réaction.

La fonction corrective d'une expérience chimique scolaire dans l'éducation au développement permet de surmonter les difficultés de maîtrise des connaissances théoriques, de corriger les erreurs des élèves, d'apporter des modifications au processus d'acquisition de compétences expérimentales et de contrôler les connaissances acquises. L'étude des relations quantitatives en chimie sans expérience chimique entraîne des difficultés à maîtriser des concepts tels que « taupe », « masse molaire », « volume molaire », « densité relative des gaz », ainsi qu'à comprendre les lois quantitatives qui constituent l'essence de lois stœchiométriques. Ces difficultés pourront être surmontées à l'avenir en développant des expériences quantitatives spéciales et des tâches expérimentales quantitatives qui, malheureusement, ne sont pas prévues dans le programme de chimie existant pour l'école secondaire de base.

La fonction généralisatrice d'une expérience chimique est associée au développement de conditions préalables à la construction de divers types de généralisations empiriques.

Dans l'enseignement de la chimie, des situations surviennent souvent lorsqu'une généralisation faite sur la base d'une expérience est complétée et clarifiée à l'aide de la théorie. Lors de la formation d'un concept généralisé de « réaction de substitution », pour créer une base empirique, il est nécessaire de mener au moins trois expériences d'interaction de solutions de chlorure de cuivre (II) avec du zinc ; sulfate de cuivre (II) avec du fer ; nitrate d'argent avec du cuivre. Si ces métaux sont pris sous forme de poudres, alors les étudiants, observant les expériences, peuvent tirer une conclusion généralisée : dans ces réactions, deux substances initiales ont été prises (simples et complexes) et deux nouvelles ont été obtenues (simples et complexes). Lorsque vous effectuez une expérience sur le cuivre avec du nitrate d'argent, vous pouvez prendre de vieilles pièces de monnaie et transformer le cuivre en argent.

Cependant, cette conclusion empirique ne suffit pas pour une définition générale de la réaction de remplacement. S'appuyant sur ses connaissances de la théorie atomique-moléculaire, l'enseignant explique le mécanisme de cette réaction et donne la définition suivante : « Réactions chimiques entre substances simples et complexes, dans lesquelles les atomes qui composent une substance simple remplacent les atomes de l'un des éléments. de la substance complexe, sont appelées réactions de substitution.

La fonction de recherche de l'expérience offre le plus haut niveau d'apprentissage développemental aux écoliers. Il est associé au développement des compétences de recherche des étudiants en analyse et synthèse de substances, à la conception d'instruments et d'installations et au développement des méthodes de recherche scolaire. Une expérience de recherche étudiante dans le contexte de l'éducation au développement combine l'application prédominante des techniques de base de la méthode scientifique avec une décision et une mise en œuvre indépendantes de tâches de recherche pédagogique. Un exemple d'expérience de recherche pourrait être l'utilisation de mini-projets, par exemple en 9e année sur le thème « Calcium ». De nombreuses substances familières contiennent du calcium, découvrez quelle substance en contient le plus. Vous pouvez prendre du gluconate de calcium, de la craie de coquille d'œuf, du calcium de tri nycomed et autres, acheter du suc gastrique et constater la dissolution des substances, après les avoir pesées.

Les travaux de recherche développent les caractéristiques de l'activité créatrice et suscitent l'intérêt pour la compréhension des phénomènes chimiques et de leurs schémas. La recherche la plus courante et la plus accessible aux écoliers peut être considérée comme un travail pratique sur l'analyse qualitative des substances. Cependant, en chimie, les indicateurs non seulement qualitatifs mais aussi quantitatifs sont importants.

Si les activités de recherche des étudiants sont introduites dans le processus éducatif sur une base interdisciplinaire, on peut alors s’attendre à une augmentation du niveau de connaissance systématique et à son développement ultérieur, ainsi qu’à une croissance du potentiel créatif.

Dans le cours de chimie, les substances qui composent la fumée du tabac sont étudiées et les étudiants découvrent leurs effets nocifs sur le corps humain. Pourquoi, malgré de nombreux faits indiquant les dangers du tabac, le nombre de fumeurs ne diminue pas ? C’est ce paradoxe que j’invite les étudiants à explorer.

Groupe de travail organisationnel. Il peut s'agir d'élèves de classes différentes, de classes parallèles ou d'une même classe.

Je dispense des cours théoriques avec ce groupe, au cours desquels nous définissons l'objet et le sujet de recherche, les objectifs, développons une hypothèse de travail, fixons les tâches et choisissons les méthodes. Nous convenons des délais de réalisation des travaux et des actions de chaque membre du groupe de travail pour cette période. Lors de la dernière leçon théorique, nous annonçons que un objet Notre étude a inclus des élèves de la 7e à la 11e année de l’école n°1. Article recherche – conditions et facteurs qui déterminent l’attitude des élèves à l’égard du tabagisme. Cible – à partir de l'expérience, identifier les changements dans leur attitude à l'égard du tabac.

Nous émettons une hypothèse : si l'élève sait :

Composition de la fumée de cigarette ;

Propriétés de la nicotine ;

Sur les conséquences du tabagisme,

alors cela conduira à un changement dans son attitude envers le tabagisme.

Nous posons ce qui suit aux étudiants : Tâches :

Étudier la littérature sur la prévalence du tabagisme chez les jeunes de différents pays.

Étudiez la littérature sur les dangers du tabagisme.

Identifier l'attitude à l'égard du tabagisme chez les élèves de notre école.

Étudier la culture de la connaissance sur les dangers du tabagisme chez les élèves de notre école.

Menez une expérience ouverte.

Identifier l'attitude à l'égard du tabagisme parmi les élèves de notre école après l'expérience.

Choisir méthodes de recherche: 1) enquête; 2) expérimenter.

Après la préparation théorique, les étudiants entament des activités pratiques : travail sur Internet et dans les bibliothèques. Nous analysons ensemble le matériel collecté, le systématisons et composons une partie introductive. Cette étape vous apprend à travailler avec des informations, développe la réflexion, la capacité de trouver l'essentiel et de tirer une conclusion. Toutes les étapes du travail ne doivent pas s'étendre dans le temps et chacune d'elles doit avoir une conclusion logique.

Le matériel collecté et systématisé montre que dans la société moderne, il existe des problèmes aigus liés au tabagisme et qu'ils doivent être résolus non seulement par la société, mais également par chaque personne.

Ensuite, le groupe développe des questionnaires pour identifier l'ampleur du tabagisme à l'école, les raisons qui contribuent à l'initiation au tabagisme chez les jeunes et l'impact des efforts de marketing des compagnies de tabac sur la prévalence du tabagisme. Nous avons essayé de formuler les questions de manière à ce que les étudiants étudiés aient envie d'y répondre franchement et complètement. A ce stade, le groupe de travail discute de différentes options, ce qui développe chez ses membres la capacité d'argumenter et d'argumenter leurs opinions.

Les prochaines étapes sont l'enquête et le traitement des questionnaires. Je donne des instructions préliminaires au groupe de travail et les conseille sur la manière de présenter le questionnaire et de les convaincre de l'anonymat des informations reçues. Les membres du groupe apprennent à travailler avec un public. Sur la base des résultats de l'enquête, ils établissent des tableaux et tirent des conclusions.

L'analyse des questionnaires révèle un paradoxe : connaissant les propriétés de la nicotine et les conséquences du tabagisme, 30 % des étudiants fument. Le groupe de travail conclut que le fait courant que 7 gouttes de nicotine tuent un cheval présente un danger très lointain du point de vue des étudiants.

L'essence de l'expérience ouverte est la suivante. La presse scolaire rapporte qu'un groupe de chercheurs invite chacun à constater l'effet de la fumée de tabac et de la nicotine sur les blattes, et indique l'heure et le lieu. Il y a généralement beaucoup de spectateurs, la même expérience peut alors être réalisée en même temps, mais dans des lieux différents.

Les élèves peuvent observer ce qui arrive aux insectes étudiés.

Les insectes qui s'adaptent le plus facilement aux conditions de vie et aux influences extérieures - les blattes - peuvent rester pendant 12 jours dans un espace confiné avec un volume d'air de 500 ml. Si cet air est remplacé par la fumée d'une cigarette sans filtre ou d'une cigarette avec filtre, l'espérance de vie des cafards est réduite à 2 minutes, la durée de vie des cafards est réduite de 4 fois. Cela indique que le tabagisme passif est dangereux pour le corps.

Cela indique qu'une expérience visuelle peut faire une impression assez forte sur les enfants et former chez eux une attitude négative à l'égard du tabac.

A la fin des travaux, les membres du groupe préparent leur affiche et leur diapositive de défense pour la conférence de recherche de l'école en collaboration avec les professeurs de biologie dans le cadre de la semaine des disciplines naturelles. Les étudiants ont eux-mêmes déterminé des mesures pour lutter contre le tabagisme.

Chaque société a besoin de personnes douées et la tâche de la société est de prendre en compte et de développer les capacités de tous ses membres. Malheureusement, tout le monde n’est pas capable de réaliser ses capacités. Cela dépend beaucoup de la famille et de l'école.

Il y a de nombreuses années, la thèse principale de la finalité de l'école a été exprimée : « L'école doit s'engager dans la recherche de l'individualité ». Par conséquent, il est si important à l'école d'identifier tous ceux qui s'intéressent à divers domaines scientifiques et de les aider à réaliser leurs projets et leurs rêves et à révéler plus pleinement leurs capacités.

L'activité de recherche est l'un des moyens d'activer le potentiel créatif d'un individu.

L'activité de recherche créative des étudiants est considérée en pédagogie comme une activité visant à créer des valeurs qualitativement nouvelles qui sont importantes pour la formation de leur personnalité en tant que sujet social, basées sur l'acquisition indépendante de connaissances et de compétences subjectivement nouvelles et significatives pour eux. à ce stade de développement.

Actuellement, diverses approches ont été élaborées pour définir les types d'activités de recherche, qui comprennent des activités de recherche, expérimentales, interdisciplinaires, de projet, techniques, créatives et autres, menées à la fois en classe et en dehors des heures de cours.

Dans le même temps, chacun de ses types exige que les étudiants maîtrisent les technologies créatives et les méthodes de travail de recherche créative.

Les activités de recherche des étudiants sont déterminées avant tout par des motivations cognitives et visent à résoudre des problèmes cognitifs, en créant des valeurs qualitativement nouvelles qui sont importantes pour la formation de qualités de personnalité telles que l'indépendance, l'activité créatrice et l'individualité. Ainsi, une telle activité est non seulement libre de choix et motivée intérieurement, mais présuppose également que les élèves soient conscients d’un objectif et subordonnent leurs autres intérêts à cet objectif.

Organiser des activités de recherche pour les étudiants en cours d'étude de la chimie permet non seulement de développer leur ingéniosité chimique, mais aussi d'identifier les étudiants les plus doués et de les impliquer dans le processus d'auto-éducation et de développement personnel.

Des travaux pratiques peuvent être réalisés lors des cours au choix, explorant les substances ordinaires.

1. Réaction colorée de l'acide salicylique avec le chlorure de fer (III).

Placez 5 à 6 gouttes d'une solution saturée d'acide salicylique dans un tube à essai et ajoutez 2 gouttes d'une solution à 1 % de chlorure de fer (III). La solution devient violet foncé, indiquant la présence d'hydroxyle phénolique dans l'acide salicylique.

2 . Preuve de l'absence d'hydroxyle phénolique dans l'acide acétylsalicylique (aspirine).

Placez 2-3 grains d'acide acétylsalicylique dans un tube à essai, ajoutez 1 ml d'eau et agitez vigoureusement. Ajoutez 1 à 2 gouttes de solution de chlorure de fer (III) à la solution obtenue. Aucune couleur violette n'apparaît. Par conséquent, dans l'acide acétylsalicylique

HOOC - C 6 H 4 - O - CO - CH 3

il n'y a pas de groupe phénolique libre, puisque cette substance est un ester formé d'acides acétique et salicylique.

3. Hydrolyse de l'acide acétylsalicylique.

Placez 2-3 grains d'acide acétylsalicylique dans un tube à essai et ajoutez 2 ml d'eau. Portez le contenu du tube à essai à ébullition et faites bouillir pendant 0,5 à 1 minute. Ensuite, 1 à 2 gouttes de solution de chlorure de fer (III) sont ajoutées à la solution obtenue. Une couleur violette apparaît, indiquant la libération d'acide salicylique contenant un groupe phénolique libre. En tant qu'ester, l'acide acétylsalicylique est facilement hydrolysé lorsqu'il est bouilli avec de l'eau. Écrivez une équation pour cette réaction.

Une solution de chlorure de fer (III) est également utilisée pour déterminer la pureté de l'acide acétylsalicylique qui, s'il est mal stocké, se décompose en acides salicylique et acétique.

Le lait est un nutriment qui est une émulsion de globules de lait (graisse) dans le plasma du lait. Le lait contient de l'eau, des graisses, des protéines (caséinogène, albumine du lait et globuline du lait), des glucides (lactose et une petite quantité de glucose), des enzymes (amylase, lipase, catalase, etc.), des vitamines (A, C, D, groupes B , etc., ainsi que les provitamines A - carotènes), les minéraux (sels de potassium, sodium, calcium, magnésium, etc.).

Le lait des herbivores et des omnivores a généralement une réaction neutre, le pH du lait est de 6,5 à 7,0.

1. Détermination de la réaction du lait au tournesol et à la phénolphtaléine.

1 ml de lait est versé dans un tube à essai et du papier de tournesol en est humidifié, après quoi 2-3 gouttes de solution de phénolphtaléine sont ajoutées au tube à essai. La réaction du lait au tournesol et à la phénolphtaléine est notée.

2. Précipitation du caséinogène.

Dans un petit ballon, on verse 2,5 ml de lait et 5 ml d'eau distillée, on mélange le contenu du ballon et on ajoute goutte à goutte 1 ml d'une solution d'acide acétique à 3%. Mélangez ensuite bien le contenu et laissez reposer 5 à 10 minutes. Le précipité obtenu (caséinogène et graisses) est filtré et le filtrat est versé dans des tubes à essai et utilisé dans l'expérience suivante (3).

Après lavage à l'eau, le précipité est dissous sur filtre avec une solution de soude à 1 %. Une réaction biuret est effectuée avec le liquide résultant. Notez si cette réaction fonctionnera et pourquoi.

3. Détection du glucose.

Le filtrat obtenu lors de l'expérience 2 est utilisé pour détecter le glucose par réaction avec l'hydroxyde de cuivre (II). 1 ml de solution d'hydroxyde de sodium est versé dans un tube à essai avec 3-4 gouttes de solution de sulfate de cuivre (II). Le filtrat est ajouté au précipité obtenu et le mélange est agité. Le contenu du tube à essai est ensuite chauffé. Observez les changements qui se produisent et établissez une équation pour la réaction d'oxydation du glucose avec l'hydroxyde de cuivre (II).

Une expérience à domicile est très importante. Les jeunes enfants s'amusent à le faire à la maison, et si un parent les aide, c'est encore mieux. Lorsque vous étudiez le thème « Solutions », vous et vos parents pouvez obtenir de l'eau distillée en utilisant deux bouilloires et un verre. Lorsque vous étudiez le thème « Hydrolyse » pour examiner les sels quant aux propriétés et à la réaction du milieu, vous pouvez préparer vous-même des indicateurs. L’expérience la plus intéressante consiste à faire pousser des cristaux. Seuls les gars très prudents et patients reçoivent des cristaux.

Menant une expérience en classe et en dehors de la classe, chaque enseignant s'efforce avant tout de captiver les enfants avec son sujet, car ce n'est un secret pour personne que les meilleures expériences sont obtenues par des élèves peu capables en classe. Il est donc nécessaire d’encourager et de soutenir leur réussite, peut-être qu’ils deviendront des Marques, des Nobels ou d’autres personnalités marquantes.

École Olga

Quartier Pavlodar

Rapport

« L'expérience chimique comme l'une des formes actives d'apprentissage dans les cours de chimie »

(Conférence des enseignants d'août)

professeur de chimie et biologie : Pavina O.A.

Année académique 2014-2015

Table des matières:

Introduction

Utiliser l'expérience des étudiants dans l'enseignement de la chimie

1.1 . Substances à usage domestique proposées pour l'organisation d'une expérience de chimie

1.2 . .

1.3 . Demande en

2. Conclusion.

3. Littérature.

Introduction.

Aujourd'hui, dans nos écoles rurales, on n'accorde pas suffisamment d'attention à la réalisation d'expériences chimiques, car toutes les écoles ne disposent pas de réactifs pour mener des expériences. Par conséquent, les étudiants n'ont souvent qu'une compréhension formelle des objets chimiques, n'ayant parfois aucune idée des véritables tâches auxquelles est confrontée la connaissance chimique, des méthodes de recherche chimique. En conséquence, certains écoliers potentiellement enclins à travailler dans les sciences naturelles en ont une idée incomplète et unilatérale dans leur école.

Une large vulgarisation des connaissances en chimie contribue au développement d’une attitude positive envers le sujet et améliore la qualité des connaissances des étudiants.

La plupart des expériences proposées ne nécessitent pas d'équipement ni de réactifs spéciaux, elles peuvent donc être réalisées dans n'importe quelle école et même à la maison. Les expériences peuvent être montrées directement en classe ou utilisées dans des activités parascolaires en chimie.

1. Utiliser l'expérience des étudiants dans l'enseignement de la chimie

Une expérience étudiante est un type de travail indépendant. Le programme scolaire de chimie précise quels travaux expérimentaux doivent être effectués.

L'expérience enrichit non seulement les étudiants avec de nouveaux concepts, compétences et capacités, mais constitue également un moyen de tester la véracité des connaissances acquises, contribue à une compréhension plus profonde de la matière et à l'assimilation des connaissances. Il permet une connexion plus complète avec la vie, avec les futures activités pratiques des étudiants.

L'expérience des étudiants est divisée en expériences de laboratoire et exercices pratiques. Ils diffèrent par leur objectif didactique. Le but des expériences en laboratoire est d'acquérir de nouvelles connaissances et d'étudier de nouveaux matériaux. Les cours pratiques ont généralement lieu à la fin de l’étude d’un sujet et servent à consolider et à améliorer, à concrétiser les connaissances, à développer des compétences pratiques et à améliorer les compétences et capacités existantes des étudiants.

La mise en œuvre d'une expérimentation étudiante du point de vue du processus d'apprentissage doit se dérouler selon les étapes suivantes :

Conscience du but de l'expérience ;

Étude de substances ;

Assemblage ou utilisation d'un appareil fini ;

Réaliser l'expérience ;

Analyse des résultats et conclusions ;

Expliquer les résultats obtenus et établir des équations chimiques ;

Rédaction d'un rapport.

L'élève doit comprendre pourquoi il fait l'expérience et ce qu'il doit faire pour résoudre le problème qui lui est posé. Il étudie les substances de manière organoleptique ou à l'aide d'instruments ou d'indicateurs, examine les pièces de l'appareil ou l'appareil lui-même. La réalisation de l'expérience nécessite la maîtrise des techniques et des manipulations, la capacité d'observer et de remarquer les caractéristiques du processus et de distinguer les changements importants de ceux sans importance.

Après avoir analysé le travail que l'étudiant doit réaliser de manière autonome, il tire une conclusion basée sur le concept théorique pertinent. Le rôle du rapport que les élèves rédigent immédiatement après avoir terminé l’expérience ne doit pas être sous-estimé. Il enseigne la formulation concise et précise des pensées, l'enregistrement correct.

1.1 Substances ménagères proposées pour l'organisation d'une expérience de chimie à domicile

Nom de la substance

Nom chimique

Usages ménagers

Où puis je acheter

Colle silicate de bureau

Silicate de sodiumN / A 2 SiO 4

Collage de papier et carton

Papeterie

Sel de table

Chlorure de sodiumNaCl

Manger, mettre en conserve

Magasins d'alimentation

Sulfate de cuivre

Sulfate de cuivre pentahydratéCuSO 4 *5 H 2 Ô

Désinfection, lutte contre les ravageurs et les maladies des plantes

Magasins de jardinage

Nitrate de sodium

NaNO 3

Engrais azoté

Magasins de jardinage

Nitrate de potassium

CONNAÎTRE 3

Engrais azoté et potassique

Magasins de jardinage

Nitrate d'ammonium

N.H. 4 NON 3

Engrais azoté concentré

Magasins de jardinage

Sulfate d'ammonium

(NH 4 ) 2 DONC 4

Engrais azoté

Magasins de jardinage

Nitrate de calcium

Ca(NON 3 ) 2

Engrais azoté

Magasins de jardinage

Urée

Urée, carbamide

(NH 2 ) 2 CO

Engrais azoté

Magasins de jardinage

10.

Chaux éteinte, peluches

Hydroxyde de calciumCa(OH) 2

Agent de blanchiment, composant des mortiers

11.

Chaux vive, eau bouillante

Oxyde de calciumCaO

Moyens de blanchiment à la chaux, de désinfection, composant des mortiers

Magasins de construction et marchés

12.

Plâtre, albâtre

Sulfate de calcium dihydraté ou hémihydratéCaSO 4 *2 H 2 Ô, CaSO 4 *0,5 H 2 Ô

Composition de fixation ou composant de celle-ci

Magasins de construction et marchés

13.

Craie

Carbonate de calciumCaCO 3

Pour des besoins pédagogiques ou dans le cadre d'un badigeonnage

Papeterie

14.

Phosphate trisodique

Phosphate de sodium techniqueN / A 3 P.O. 4

Détergent et produit de nettoyage

15.

Lavage (soude)

Carbonate de sodium anhydreN / A 2 CO 3

Détergent et produit de nettoyage

Magasins de savon, de lessive et d'articles ménagers

16.

Borax technique

Tétraborate de sodiumN / A 2 B 4 Ô 7

Produit pour lutter contre les insectes domestiques

quincaillerie

17.

Bicarbonate de soude (boire du soda)

Bicarbonate de sodiumNaHCO 3

Liquide vaisselle, agent de démoulage de la pâte

Épicerie. Pharmacie (sous forme de comprimés « Becarbon »)

18.

Carbonate d'ammonium en poudre à lever

Carbonate d'ammonium(NH 4 ) 2 CO 3

Agent levant pour pâte sans levain

Épicerie

19.

Essence de vinaigre

Acide acétique 70-80%CH 3 COOH

Produit pour la mise en conserve et le marinage maison des brochettes

Épicerie

20.

Glycérine à usage externe ou interne

GlycérolCH 2 OH-CHOH-CH 2 OH

Agent cosmétique et déshydratant

Pharmacie

21.

Lapis

Nitrate d'argentAgNO 3

Dissolvant de grains de beauté et de verrues, antiseptique

Pharmacie

22.

Permanganate de potassium, permanganate de potassium

Le permanganate de potassiumKMnO 4

Antiseptique

Pharmacie

23.

Sel d'Epsom

Sulfate de magnésiumMgSO 4

Laxatif

Pharmacie

24.

Magnésie 25%

Agent décongestionnant et antihypertenseur

25.

Chlorure de calcium 10%

Chlorure de calciumCaCl 2

Sous forme d'injections intraveineuses - comme agent anti-inflammatoire et déshydratant, par voie orale - pour les allergies et les maladies de peau

Pharmacie

26.

Eau ammoniaquée

L'hydroxyde d'ammoniumN.H. 4 OH

Pour nettoyer les sols peints, laver les vêtements, soulager les évanouissements

Quincaillerie (solution à 25%), pharmacie (solution à 10%)

27.

Mirabilite, sel de Glauber

Sulfate de sodium décahydratéN / A 2 DONC 4 *10 H 2 Ô

Laxatif

Pharmacie

28.

Acide borique

Acide borique (orthoborique)H 3 B.O. 3

Lavage des yeux

Pharmacie

29.

Glucose

GlucoseC 6 H 12 Ô 6

Sous forme de solutions injectables à 40 %, 20 %, 10 %, 5 %, sous forme sèche pour usage oral

Pharmacie

30.

Poudre blanchissante

Hypochlorite de calciumCa(ClO) 2

Pour une désinfection grossière

Pharmacie, magasin de savons et produits d'entretien

31.

Agent de blanchiment "Blancheur"

Mélange de chlorure de sodium et d'hypochloriteNaCl + NaClO

Pour le lavage, le nettoyage, le blanchiment, la désinfection

Magasin de savons et produits d'entretien

32.

Combustible sec

Urotropine technique (hexaméthylènetétraamine)

Pour produire des flammes en laboratoire et sur le terrain

Magasin ou marché d'articles ménagers

33.

Solution d'hexamine à 40 %

Hexaméthylènetétraamine (hexaméthylènetétraamine)

Diurétique osmotique

Pharmacie

34.

Paraffine

Hydrocarbures aliphatiques supérieurs (par exemple, C 35 N 72 )

Bougies à la paraffine

Magasin ou marché d'articles ménagers

35.

Gélatine

Gélatine, substance protéique

Pour faire des gelées, gelées, gelées

Épicerie

36.

Amidon

L'amidon, un glucide complexe de formule générale (C 6 N 5 À PROPOS 10 ) n

Pour faire de la gelée, de la pâte, de l'amidonnage du linge

Épicerie

37.

Phénolphtaléine, purgen

Phénolphtaléine

Auparavant utilisé comme laxatif, maintenant - uniquement comme indicateur dans les laboratoires et les établissements de santé.

Pharmacies, établissements médicaux

38.

Éthanol

ÉthanolC 2 H 5 OH

Pour traiter la peau avant l'injection

Pharmacie

39.

Acétone

AcétoneCH 3 -CO-CH 3

Solvant pour peintures et vernis

Quincailleries et marchés

40.

Peroxyde d'hydrogène

H 2 Ô 2

Pour le traitement des plaies, la désinfection, le blanchiment

Pharmacie

41.

Acide sulfurique

H 2 DONC 4

En piles

42.

Acide hydrochlorique

HCl

Pour le soudage et la gravure

Quincailleries et marchés

43.

Éthylène glycol, antigel

L'éthylène glycol, l'alcool dihydrique le plus simple

Comme antigel - abaisse le point de congélation de l'eau

44.

Soufre

SoufreS

Additif alimentaire et traitement des maladies de la peau

Animaleries, pharmacies vétérinaires

45.

Poudre de fer réduite

FerFe

Pour le traitement de l'anémie ferriprive

A la pharmacie

46.

Teinture alcoolique d'iode

Iodeje

Pour soigner les plaies

A la pharmacie

47.

Feuille d'aluminium ou poudre

AluminiumAl

Feuille - pour la cuisson ou l'emballage, poudre - pour faire de la peinture argentée

En épicerie, quincaillerie, quincaillerie

1.2 . Expériences utilisant de la colle silicate .

UN). Algues (ou Co-hydrolyse). Ajoutez quelques cristaux de sulfate de cuivre (ou quelques gouttes de sa solution aqueuse concentrée) à la colle silicate de bureau. Observez l’apparition de taches bizarres bleu-vert rappelant les algues.

L'essence du processus est l'hydrolyse conjointe de deux sels : une base forte et un acide faible (silicate de sodium) et une base faible et un acide fort (sulfate de cuivre). Lorsqu'ils interagissent dans une solution aqueuse, il se forme du silicate de cuivre, qui existe pendant une très courte période et est rapidement décomposé par l'eau en acide silicique et en hydroxyde de cuivre.

N / A 2 SiO 3 + CuSO 4 → Na 2 DONC 4 + CuSiO 3

CuSiO 3 + 2H 2 O → Cu(OH) 2 ↓+H 2 SiO 3 ↓

Des expériences similaires ont été recommandées par D.I. Shkurko dans le livre « Funny Chemistry » : cependant, l'auteur a souligné qu'il est possible de réaliser l'interaction de la colle silicatée avec des cristaux de sels de cuivre, de fer, de cobalt, de nickel, d'aluminium afin de obtenir des « algues » multicolores. Cependant, tout le monde n’a pas la possibilité de trouver des sels de ces métaux chez soi.

B) Recherchez de l'acide au fond. Pour l'expérience, vous aurez besoin de colle silicate et d'un peu de solution d'acide citrique (vous pouvez utiliser de l'acide acétique dilué - dans la concentration de vinaigre de table). Un peu d'acide est ajouté dans un tube à essai avec de la colle silicate et un précipité gélatineux d'acide silicique tombera immédiatement au fond. C'est l'acide inorganique le plus faible, encore plus faible que l'acide carbonique. Il est facilement déplacé des silicates par les acides organiques et, étant insoluble, précipite. Ce précipité ne peut être dissous qu'en ajoutant un alcali.

Équation de réaction :

N / A 2 SiO 3 + 2 CH 3 COOH ↔ 2 CH 3 COONa + H 2 SiO 3 ↓

DANS). Nous ne sommes pas amis avec le sel (ou le cation du même nom). Ajoutez quelques gouttes d'une solution saturée de sel de table à la colle silicate. Observer l'apparition progressive d'un précipité gélatineux blanc. Il s'agit d'acide silicique libéré à la suite d'une hydrolyse accrue du silicate de sodium.

La présence du cation du même nom (sodium du sel de table) améliore le processus d'hydrolyse du silicate de sodium, le menant presque à son terme - à la formation d'acide silicique insoluble. Comme le montrent les équations de dissociation des sels dans une solution aqueuse, le cation basique fort du même nom (sodium) déplace l'équilibre du processus d'hydrolyse vers la droite, c'est-à-dire vers la formation d'acide silicique.

Dissociation:

N / A 2 SiO 3 ↔ 2 N / A + + SiO 3 2-

NaCl ↔ N / A + + Cl -

Hydrolyse (équation générale) :

N / A 2 SiO 3 + 2 HOH ↔ 2 NaOH + H 2 SiO 3 ↓

1.3 Demande en articles à usage domestique dans les cours de chimie.

Dans les activités éducatives, une expérience chimique permet non seulement d'établir des faits, mais sert également de moyen actif pour former de nombreux concepts chimiques. Par exemple, la formation initiale du concept de « catalyseur » repose sur une simple expérience chimique de la décomposition du peroxyde d’hydrogène en présence d’oxyde de manganèse (IV).

Sur la base de leur expérience, les étudiants arrivent à la conclusion que la vitesse d'une réaction est directement proportionnelle à la concentration des substances en réaction.

Lors de l'étude des réactions d'échange d'ions, l'acide citrique et l'acide acétique peuvent être utilisés pour obtenir une réaction avec précipitation.Un peu d'acide est ajouté dans un tube à essai avec de la colle silicate et un précipité gélatineux d'acide silicique tombera immédiatement au fond. C'est l'acide inorganique le plus faible, encore plus faible que l'acide carbonique. Il est facilement déplacé des silicates par les acides organiques et, étant insoluble, précipite. Ce précipité ne peut être dissous qu'en ajoutant un alcali.

Équation de réaction :

N / A 2 SiO 3 + 2 CH 3 COOH ↔ 2 CH 3 COONa + H 2 SiO 3 ↓

Une réaction dégageant du gaz est obtenue en utilisant du carbonate de calcium (craie) et une solution d'acide acétique.

2. Conclusion .

Une expérience chimique sert de source de connaissances, de moyen de consolidation des connaissances et des compétences, et de méthode de suivi de l'assimilation du matériel pédagogique et du développement des compétences.

Expérience de chimie au lycée- une opportunité unique de développer dans la pensée de l'étudiant les capacités d'analyser, de synthétiser, de préciser, de généraliser et de systématiser le nouveau matériel pédagogique et, par conséquent, de former dans l'esprit du sujet de l'activité éducative et cognitive une structure harmonieuse de l'image chimique de le monde qu'il a compris.

LITTÉRATURE

1. Nazarova T.S., Grabetsky A.A., Lavrova V.N. Expérience chimique à l'école. - M. : Éducation, 1987.

2. Pletner Yu.V., Polosin V.S. Atelier sur les méthodes d'enseignement de la chimie. - M. : Éducation, 1981.

3. Polosin contre.S. Expérience scolaire en chimie inorganique. - M. : Lumières

4. Tarasovskaya N.E., Syzdykova G.K. Aides visuelles et matériel de démonstration pour l'enseignement des disciplines des sciences naturelles dans les universités humanitaires et techniques // Bulletin pédagogique du Kazakhstan. – Pavlodar, 2007. - N° 2. – P. 76-83.

La chimie dans la vie humaine

Pour enseigner avec succès la chimie, un enseignant doit maîtriser une expérience chimique scolaire, grâce à laquelle les élèves acquièrent les connaissances et les compétences nécessaires. Une expérience chimique scolaire peut être divisée en une expérience de démonstration, lorsque l'expérience est montrée par l'enseignant, et une expérience d'élève, réalisée par les élèves. À leur tour, les expériences des étudiants sont divisées en deux types :

expériences de laboratoire menées par des étudiants en cours d'acquisition de nouvelles connaissances ;
travaux pratiques que les étudiants effectuent après avoir terminé un ou deux sujets

Dans de nombreux cas, les travaux pratiques sont réalisés sous forme de résolution expérimentale de problèmes, au lycée - sous forme d'atelier, lorsque, après avoir abordé un certain nombre de sujets, des travaux pratiques sont effectués en plusieurs leçons.

Le développement des intérêts cognitifs des étudiants au cours du processus d'apprentissage est d'une grande importance pour toute matière académique. L’étude de la chimie a ses propres caractéristiques qu’il est important que les enseignants gardent à l’esprit. Tout d’abord, cela concerne l’utilisation d’expériences chimiques pédagogiques, largement utilisées dans les écoles sous diverses formes. L'expérience nécessite beaucoup de temps de la part de l'enseignant pour se préparer et se réaliser. Ce n'est que dans ce cas que l'effet pédagogique attendu peut être obtenu. Dans ce cas, il est nécessaire de prendre en compte à la fois votre expérience professionnelle et celle d'autres enseignants, connus par la littérature et la communication personnelle. Si un enseignant maîtrise une expérience chimique et l'utilise pour aider les élèves à acquérir des connaissances et des compétences, alors les élèves étudient la chimie avec intérêt. En l'absence d'expérience chimique dans les cours de chimie, les connaissances des élèves peuvent acquérir une connotation formelle - l'intérêt pour le sujet diminue fortement.

Un professeur de chimie doit maîtriser non seulement la technique et la méthodologie des expériences de démonstration, mais également les expériences des étudiants. Parfois, les expériences les plus simples peuvent échouer lorsque la concentration requise de réactifs dans les solutions n'est pas respectée ou que les conditions de conduite des réactions chimiques ne sont pas prises en compte. C'est pourquoi il est nécessaire d'étudier en détail des expériences simples en éprouvette afin de guider la conduite des expériences des élèves en classe et de fournir une assistance aux étudiants.

Récemment, de plus en plus souvent, les expériences des étudiants sont réalisées soit en travaillant avec une petite quantité de réactifs dans de petits flacons et tubes à essai, soit par la méthode semi-micro, lorsque des expériences sont effectuées dans des cellules pour l'analyse de gouttelettes, des solutions sont prises avec une pipette dans quelques gouttes. Si vous prenez un trombone et abaissez son extrémité dans une cellule avec une solution de chlorure de cuivre (11), après quelques secondes, le trombone sera recouvert d'une couche brillante de cuivre. La méthode semi-micro permet non seulement d'économiser du temps à l'enseignant et aux étudiants, mais également des actifs matériels - réactifs, matériaux et ustensiles coûteux.

Les expériences de démonstration constituent le type d'expérience chimique scolaire le plus courant et ont une forte influence sur le processus d'acquisition des connaissances en chimie par les élèves. Lors de la démonstration d’expériences, les élèves sont particulièrement touchés par les trois aspects suivants de l’expérience :

1. Impact direct de la réaction chimique elle-même.

Si l'on classe par ordre d'importance les facteurs influençant les élèves lors de la démonstration des expériences, alors ils seront tout d'abord influencés par le stimulus lumineux (éclairs, combustion, couleur des substances initiales et résultantes). Les différentes odeurs caractéristiques des substances mises en évidence et formées sont d'une grande importance.

pendant l'expérience. Ils peuvent être agréables et désagréables, forts et faibles. Dans les cas où des substances sont toxiques et nocives pour la santé, des expériences sont réalisées sous pression ou absorption de ces substances. La troisième place sera occupée par les stimuli auditifs : fortes explosions ou sons lumineux qui se produisent lors de l'éclair de diverses substances. Les étudiants aiment généralement beaucoup les bips. Malheureusement, ils ne s’accompagnent pas toujours de l’effet pédagogique souhaité.

Les processus moteurs (déplacement de substances liquides et solides, réorganisation des pièces lors de l'assemblage d'appareils) ont un impact important sur les étudiants. Par exemple, les élèves observent avec intérêt le bouillonnement de bulles de gaz dans un liquide et le mouvement de solutions colorées. Si les processus se produisant lors d'une démonstration sont peu perceptibles ou mal perçus par les sens, alors les démonstrations sont reproduites à l'aide de divers appareils. Ainsi, des réactions chimiques peu visibles sont projetées sur un écran à l'aide d'un projecteur graphique, d'un ordinateur, d'un multimédia, d'un tableau interactif ou d'une vidéo. Parfois, il est conseillé de combiner des démonstrations - des opérations clairement visibles sont présentées dans la verrerie et des détails individuels peu visibles sont projetés sur l'écran.

2. La parole et les actions de l'enseignant.

On sait que les manifestations ne se déroulent presque jamais en silence. L'enseignant guide l'observation des élèves et oriente leur réflexion en fonction du but de la démonstration. La nature de ce manuel se traduit le plus souvent par un effet pédagogique différent de la démonstration.

Les actions de l'enseignant sont également significatives : assembler l'appareil, ajouter des solutions, mélanger des substances, faire des gestes, etc.

Souvent, ces actions ont une grande influence sur les élèves, et ils les prennent parfois comme signe principal, indiquant en détail dans leurs notes comment l'enseignant ajoute des solutions et mélange des substances.

3. Divers supports visuels (dessins et schémas de l'enseignant, formules et équations chimiques, modèles, etc.)

Tous aident les étudiants à percevoir et à comprendre correctement une expérience chimique, à mettre l'accent sur les détails peu visibles et à contribuer à la divulgation correcte de la chimie des démonstrations.

Comment ces trois aspects de l’expérience de démonstration affectent-ils les élèves ? Les réactions chimiques démontrées présentent des caractéristiques essentielles et non essentielles. Une caractéristique essentielle est celle sans laquelle il est impossible de percevoir correctement un processus chimique. Par exemple, lors de la démonstration de l’interaction du sodium avec l’eau, les caractéristiques essentielles sont le dégagement d’hydrogène et la formation d’alcali. Des fonctionnalités non essentielles complètent l’image globale de la démonstration et la rendent plus complète. Dans l’exemple ci-dessus, une caractéristique insignifiante est le mouvement d’un morceau de sodium à la surface de l’eau.

Lorsqu’ils observent des attributs essentiels et non essentiels, les élèves sont influencés par des stimuli forts et faibles résultant d’une réaction chimique. Parfois, la forte excitation que les étudiants reçoivent de l'action d'un stimulus puissant leur permet de « masquer » les éléments faibles associés à l'aspect essentiel de la démonstration de l'expérience. Ainsi, dans l'exemple ci-dessus de démonstration de l'interaction d'un métal alcalin avec l'eau, les étudiants sont fortement influencés par un stimulus puissant associé à une caractéristique insignifiante - le mouvement du métal à la surface de l'eau et la formation d'alcali et d'hydrogène. reste sans grande attention. Lors de la démonstration d'un ozoniseur, les étudiants ont l'impression la plus vive du bruit de la bobine d'induction, qui obscurcit l'essence du processus chimique - la formation de l'ozone. Lorsqu'un mélange explosif (hydrogène et oxygène) explose dans une boîte de conserve, l'explosion la plus forte (un signe insignifiant) fait la plus forte impression sur les élèves, et la principale - la formation d'eau - échappe à l'attention des élèves, bien que le professeur les en informe. On sait que pour reconnaître les acides et les alcalis, divers indicateurs sont utilisés (tournesol, phénolphtaléine, etc.), qui indiquent les propriétés supplémentaires de ces substances. Lors de la démonstration des indicateurs, tels qu'établis par D.M. Kiryushin [3], à la suite d'une combinaison incorrecte de mots et d'actions de l'enseignant, les élèves indiquent un changement de couleur des acides et des alcalis, et non les indicateurs eux-mêmes.

Que faire dans les cas où les étudiants, lors de la démonstration d'une expérience, confondent des fonctionnalités supplémentaires sans importance avec des fonctionnalités essentielles et principales ? Les psychologues notent que pour éviter que les élèves ne se fassent des idées fausses ou pour les modifier, il est nécessaire d'utiliser diverses instructions verbales de l'enseignant. Deux grands types d’instructions doivent être distingués. Vous pouvez indiquer aux élèves exactement à quelles caractéristiques du sujet ils doivent prêter attention (instructions positives), et vous pouvez indiquer à quelles caractéristiques ils ne doivent pas prêter attention (instructions négatives). Lors de l'enseignement de la chimie, lorsque les étudiants perçoivent des éclairs lumineux et de fortes explosions comme le signe principal d'une réaction, il ne suffit pas d'utiliser uniquement des instructions verbales ; il est nécessaire d'utiliser diverses aides visuelles, par exemple des dessins et des diagrammes en couleurs en combinaison avec les mot du professeur.

Lors de la démonstration de l’interaction des métaux alcalins avec l’eau, l’attention des élèves doit être attirée sur le fait que des alcalis et de l’hydrogène se forment ici. Le mouvement d’un morceau de métal à la surface de l’eau ne doit pas être ignoré. Il convient à l'enseignant de poser aux élèves les questions suivantes : pourquoi déménage-t-il ? Si l’hydrogène n’avait pas été libéré, ce phénomène aurait-il été observé ? Pour souligner la deuxième caractéristique essentielle de cette réaction chimique – la formation d’un alcali, l’attention des élèves est attirée sur le changement de couleur de la solution de phénolphtaléine.

Un problème important dans la démonstration de chimie est le nombre d'expériences que l'enseignant démontre pendant la leçon. V.N. Verkhovsky a souligné le danger de surcharger les cours avec des expériences chimiques de démonstration. Un grand nombre d’expériences interfère avec la clarté et la précision de l’assimilation du matériel par les élèves ; des expériences inutiles détournent leur attention. Des résultats encore pires sont obtenus si l'enseignant démontre un nombre insuffisant d'expériences sur la base desquelles il tire des conclusions théoriques. Si vous montrez aux élèves uniquement l'interaction du fer et du zinc avec l'acide, alors ils commettent une erreur difficile à corriger même au lycée : pour produire de l'hydrogène, les élèves proposent de l'acide nitrique et du zinc.

Combien d’expériences faut-il démontrer en classe ? Dans chaque cas individuel, l'enseignant doit réfléchir à cette question, guidé par le fait que leur nombre doit être optimal. Il faut montrer aux étudiants tous les aspects essentiels du processus démontré avec une dépense de temps économique pendant la leçon, afin qu'ils reçoivent ainsi des connaissances conscientes et durables, sans oublier qu'une expérience chimique a une grande influence sur la conscience, parfois plus forte. que la parole du professeur.

L'intérêt cognitif des élèves naît dans le processus d'une histoire fascinante de l'enseignant, par exemple sur une situation dans laquelle il s'est trouvé autrefois. L'histoire évoque chez les enfants des émotions positives, sans lesquelles, selon les psychologues, un apprentissage fructueux est impossible. Il ne faut pas oublier qu'il faut toujours dire la vérité (même si cela est désagréable pour l'enseignant lui-même), car les élèves ne tolèrent pas le mensonge. L'interprétation de la vie de l'expérience chimique s'avère la plus convaincante. Surtout dans les cas où l'expérience est dangereuse.

En étudiant le phosphore blanc, je me suis souvenu d'un incident de ma vie étudiante où, dans un laboratoire de chimie, une étudiante assise à côté de moi a pris avec sa main un morceau de phosphore blanc, qui s'est instantanément enflammé. L'étudiante était confuse et a frotté le phosphore brûlant avec sa paume sur sa robe, qui s'est également enflammée. Le feu a été éteint, mais le phosphore a gravement brûlé la peau de la main et, ayant pénétré dans le corps, a provoqué son empoisonnement.

Alors que je préparais un mélange de sel de Berthollet avec du phosphore rouge pour une démonstration lors d'une soirée de chimie, j'ai appuyé fort sur un morceau de sel de Berthollet, une éruption s'est produite - les sourcils, les cils, une partie des cheveux ont été roussis, le phosphore brûlant est tombé sur mes mains et ont provoqué des brûlures qui n'ont pas guéri pendant longtemps.

Un assistant de laboratoire du Département de chimie inorganique a jeté les réactifs restants, y compris le potassium métallique, dans l'évier. Une explosion s'est produite et l'évier en céramique s'est brisé en morceaux.

Une collègue d'une école voisine m'a raconté que lorsqu'elle avait mené une expérience sur l'interaction du sodium avec l'eau non pas dans un verre, ni dans un cristalliseur, mais dans un tube à essai, celui-ci avait éclaté dans ses mains à cause d'une explosion de gaz détonant.

Étant donné que la réception de l’expérience personnelle de l’enseignant est limitée, l’expérience historique des scientifiques chimistes devrait être utilisée plus largement, non seulement sur la base de leurs réalisations, mais aussi sans passer sous silence leurs erreurs. Grâce à cela, les étudiants comprendront que le développement de la science chimique ne suit pas un chemin simple et tracé. Il s’agit généralement d’un chemin difficile de lutte entre les opinions et les preuves.

Ainsi, une expérience de démonstration en chimie doit être réalisée de telle manière qu'elle ait un impact émotionnel sur l'étudiant et contribue au développement de son intérêt pour l'étude de la chimie.

Comme l'a déclaré A. Einstein : « Une belle expérience en elle-même a souvent bien plus de valeur que vingt formules obtenues dans la réplique de la pensée abstraite. »

Littérature

Polosin V.S., Prokopenko V.G. Atelier sur les méthodes d'enseignement de la chimie - M. : Education, 1989.
Polosin V.S. Expérience scolaire en chimie inorganique - M. : Education, 1970.
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Khomchenko G.P., Platonov F.P., Chertkov I.N. Expérience de démonstration en chimie - M. : Education, 1978.
Verkhovsky V.N., Smirnov A.D. Technique d'expérimentation chimique à l'école - M. : Education, 1975.
Moshchansky V.N. Sur les idées pédagogiques d'Albert Einstein (à l'occasion du 100e anniversaire de sa naissance) - Pédagogie soviétique, 1979, n° 10

Établissement d'enseignement budgétaire de l'État de l'école secondaire n°1 « Centre éducatif » de l'agglomération urbaine. Céramique de construction du district municipal de Volzhsky, région de Samara

Sujet: " L'expérience chimique comme moyen de développer l'intérêt pour la chimie"

Professeur de chimie

Lyukshina Natalia Alexandrovna

Introduction

La chimie est une science théorique-expérimentale. Par conséquent, dans le processus d’étude, la méthode la plus importante est l’expérimentation comme moyen d’acquérir des idées spécifiques et des connaissances solides.

Des expériences divertissantes, faisant partie de l'expérience, inculquent l'amour de la chimie, suscitent l'intérêt pour le sujet pendant le temps supplémentaire passé en classe, contribuent à une maîtrise plus réussie de la chimie, approfondissent et élargissent les connaissances, développent des compétences pour un travail créatif indépendant et inculquent une expérience pratique. en travaillant avec des réactifs et des équipements chimiques.

Les expériences de démonstration, comportant un élément de divertissement, contribuent au développement des compétences des élèves dans l’observation et l’explication des phénomènes chimiques. Une expérience chimique est la méthode la plus importante et le principal moyen de visualisation de la leçon. L’expérience est un outil de connaissance complexe et puissant. L’utilisation généralisée de l’expérience dans l’enseignement de la chimie est l’une des conditions les plus importantes pour que les étudiants aient une connaissance consciente et solide de la chimie. Une expérience chimique est le moyen le plus important de relier la théorie à la pratique en transformant les connaissances en croyances.
L’objectif principal de ce rapport est d’éveiller l’intérêt des élèves pour la chimie dès les premiers cours et de montrer que cette science n’est pas seulement théorique.

Une expérience chimique basée sur une activité créative indépendante aide à initier les étudiants aux méthodes de base de la science chimique. Cela se produit lorsque l’enseignant l’utilise souvent d’une manière qui ressemble au processus d’investigation en science chimique, qui fonctionne particulièrement bien lorsque l’expérimentation est la base d’une approche de l’enseignement de la chimie basée sur des problèmes. Dans ces cas-là, les expériences permettent de confirmer ou d’infirmer les hypothèses formulées, comme c’est le cas dans la recherche scientifique en chimie. L'un des objectifs de ce rapport est de montrer à quel point même les informations les plus élémentaires d'un cours de chimie scolaire peuvent s'avérer intéressantes, si seulement on y regarde de plus près. J'ai mené des expériences de démonstration pendant les cours de huitième année. Comme en témoigne une enquête auprès des étudiants, les travaux réalisés ont suscité un intérêt pour l'étude de la chimie. Au cours des expériences, les écoliers ont commencé à penser et à raisonner logiquement. En réalisant ce travail, j'ai réalisé qu'une expérience chimique est le noyau sur lequel repose l'enseignement chimique. Le mouvement vers la vérité commence par la surprise, et pour la plupart des écoliers, il survient précisément au cours du processus d'expérimentation, lorsque l'expérimentateur, tel un sorcier, transforme une substance en une autre, observant des changements étonnants dans leurs propriétés. Dans ces cas-là, les expériences permettent de confirmer ou d’infirmer les hypothèses formulées, comme c’est le cas dans la recherche scientifique en chimie. La passion pour la chimie commence presque toujours par des expériences, et ce n'est pas un hasard si presque tous les chimistes célèbres de l'enfance aimaient expérimenter des substances, grâce auxquelles de nombreuses découvertes ont été faites en chimie, qui ne peuvent être apprises que de l'histoire.

Tout au long de l'histoire de la chimie en tant que science expérimentale, diverses théories ont été prouvées ou réfutées, diverses hypothèses ont été testées, de nouvelles substances ont été obtenues et leurs propriétés ont été révélées. Actuellement, l'expérience chimique reste le principal outil pour tester la fiabilité des connaissances. Une expérience chimique est toujours réalisée dans un but précis, elle est clairement planifiée, des conditions particulières, l'équipement et les réactifs nécessaires sont sélectionnés pour sa mise en œuvre.

La question de la place de l’expérimentation dans le processus d’apprentissage est particulièrement importante. Les expériences d’apprentissage sont le moyen d’apprendre. Dans un cas, une expérience peut être réalisée après une explication et, avec son aide, répondre à certaines questions. L'expérience doit amener les élèves à comprendre les lois les plus importantes de la chimie.

Dans le processus d'enseignement de la chimie, une expérience est

d'abord, un objet d'apprentissage unique,

deuxièmement, par méthode de recherche,

troisièmement, la source et les moyens de nouvelles connaissances.

Il se caractérise donc par trois fonctions principales :

éducatif, parce qu'il est important que les étudiants maîtrisent les bases de la chimie, posent et résolvent des problèmes pratiques et identifient l'importance de la chimie dans la vie moderne ;

éduquer, parce qu'il contribue à la formation de la vision scientifique du monde des écoliers et est également important pour orienter les écoliers vers des professions pertinentes ;

développement, puisqu'il sert à acquérir et à améliorer des compétences scientifiques et pratiques générales.

L'enseignement de la chimie à l'école doit être visuel et basé sur des expériences chimiques.

L'expérimentation réelle et virtuelle doit se compléter. Une expérience chimique virtuelle est possible lorsque l'on travaille avec des réactifs toxiques.

Partie théorique de l'expérience

La chimie est une science expérimentale. Le mot latin « expérience » signifie « test », « expérience ». Une expérience chimique est une source de connaissances sur la matière et les réactions chimiques et constitue une condition importante pour améliorer l’activité cognitive des élèves et cultiver leur intérêt pour le sujet. Même l’image la plus brillante sur un écran ne remplace pas l’expérience réelle, car les étudiants doivent observer et étudier eux-mêmes les phénomènes.

La visualisation et l'expressivité des expériences sont la première et principale exigence d'une expérience.

La courte durée des expériences est la deuxième condition requise pour l’expérimentation.

Convaincue, accessible, fiable, telle est la troisième exigence d'une expérimentation.

Une exigence très importante est la sécurité des expériences réalisées. Dans la salle de chimie il y a un stand avec des règles de sécurité qui doivent être strictement respectées.

Grâce à l'observation et à l'expérimentation, les élèves apprennent la nature diversifiée des substances, accumulent des faits à des fins de comparaisons, de généralisations et de conclusions.

D'un point de vue cognitif, une expérience chimique peut être divisée en deux groupes :

1. Expérience pédagogique , qui donne aux étudiants des connaissances sur le sujet étudié (par exemple, des expériences caractérisant les propriétés chimiques des substances).

2. Expérience visuelle , confirmant les explications du professeur.

Les expériences cognitives peuvent être divisées dans les groupes suivants selon leur signification :

Les expériences sont la première source de connaissances sur les propriétés des substances, les conditions et le mécanisme des réactions chimiques. La réalisation de telles expériences est associée à la pose et à la résolution de problèmes de nature problématique, et les conclusions des observations agissent comme des généralisations, des règles, des définitions, des modèles, etc.

Des expériences dont la valeur cognitive consiste à confirmer ou à infirmer l'hypothèse énoncée. Les conclusions généralisées de telles expériences aident à résoudre des questions fondamentales concernant le cours de chimie scolaire, par exemple la question des relations génétiques entre les classes de composés chimiques, etc.

Expériences illustrant les conclusions et les conclusions tirées de l'étude des principes théoriques.

Des expériences qui améliorent les conclusions et consolident les connaissances des élèves sur les propriétés des substances et leurs transformations.

Expériences dont la signification cognitive à un stade donné est de nature indirecte (exemples de transformations chimiques sans révéler l'essence des processus).

Expériences de test et tâches expérimentales. Leur signification cognitive pour les étudiants s'exprime dans les éléments de maîtrise de soi.

Si une expérience est utilisée pour créer des situations problématiques ou pour résoudre des problèmes problématiques, elle doit être vivante et mémorable, inattendue et convaincante pour les élèves, elle doit captiver l'imagination et avoir une forte influence sur la sphère émotionnelle. En organisant et en réalisant une expérience chimique de cette manière, les élèves approfondissent l'essence des expériences, réfléchissent aux résultats et tentent de répondre aux questions qui se posent au cours de l'expérience.

Une expérience correctement menée et des conclusions claires qui en découlent sont le moyen le plus important de développer la vision scientifique du monde des étudiants.

De plus, une expérience chimique joue un rôle important dans la résolution réussie des tâches pédagogiques dans l'enseignement de la chimie :

Comme source originelle de connaissance des phénomènes ;

Comme seul moyen de prouver une hypothèse, une conclusion ;

Comme seul moyen de développer l'amélioration des compétences pratiques ;

Comme moyen important de développer, d'améliorer et de consolider les connaissances théoriques ;

Comme méthode de test des connaissances et des compétences des étudiants ;

Comme moyen de développer l’intérêt des étudiants pour l’étude de la chimie, de développer leurs capacités d’observation, leur curiosité, leur initiative, leur désir de recherche indépendante, d’améliorer leurs connaissances et de les mettre en pratique.

L'expérience chimique scolaire revêt une grande importance pédagogique pour la formation polytechnique des étudiants.

Dans la pratique de l'enseignement de la chimie, il est traditionnel de diviser une expérience chimique en une expérience de démonstration, réalisée par un enseignant, et une expérience d'élève, réalisée par des écoliers.

Les expériences de démonstration sont un type d’expérience nécessaire. Il est utilisé dans les cas suivants :

lorsque les étudiants, notamment aux premiers stades de la formation, ne maîtrisent pas suffisamment la technique de réalisation des expériences, et ne sont donc pas capables de les réaliser de manière autonome ;

lorsque l'équipement technique de l'expérience est difficile pour les étudiants ou qu'il n'existe pas de matériel approprié en quantité suffisante ;

lorsque les expériences individuelles de laboratoire sont remplacées par des expériences de démonstration afin de gagner du temps et en cas de quantités insuffisantes de réactifs ;

lorsque la démonstration dépasse l'expérience réalisée par les étudiants en termes d'effet extérieur et de pouvoir de persuasion ;

lorsque, pour des raisons de sécurité, il est interdit aux étudiants d'utiliser certaines substances (brome, permanganate de potassium solide, etc.).

La principale exigence de toute expérience chimique est qu’elle soit totalement sûre pour les étudiants.

L’enseignant est responsable de l’accident tant moralement que juridiquement. Par conséquent, la vérification préliminaire des expériences et le respect de toutes les exigences de sécurité sont obligatoires pour toute personne travaillant dans la salle de chimie. La principale garantie de la sécurité des expériences de démonstration est la haute culture technique de l'enseignant, armé de compétences de sécurité appropriées.

L'expérimentation des étudiants est généralement divisée en expériences en laboratoire, exercices pratiques et expériences à domicile.

Le but didactique des expériences en laboratoire est d'acquérir de nouvelles connaissances, car elles sont réalisées en étudiant du nouveau matériel. Les travaux pratiques sont généralement effectués à la fin de l’étude d’un sujet et ont pour objectif de consolider et de systématiser les connaissances, de former et de développer les compétences expérimentales des étudiants. Selon la forme d'organisation des expérimentations en laboratoire : 1) individuelle, 2) en groupe, 3) collective. Les résultats des expériences doivent être enregistrés dans des cahiers d'exercices.

Les cours pratiques sont :

effectué selon les instructions,

tâches expérimentales.

Les exercices pratiques sont un type de cours complexe. Les élèves réalisent les expériences en binôme selon les instructions des manuels.

L'enseignant doit surveiller toute la classe et corriger les actions des élèves. Après avoir terminé les expériences, chaque élève remplit un rapport sur le formulaire.

Les problèmes expérimentaux ne contiennent pas d’instructions, ils ont seulement des conditions. La préparation à la résolution de problèmes expérimentaux s'effectue par étapes. Premièrement, les problèmes sont résolus théoriquement par l’ensemble de la classe. L'élève réalise ensuite une expérience. Après cela, la classe commence à effectuer des tâches similaires sur le lieu de travail.

Une expérience à domicile est l'un des types de travail indépendant qui revêt une grande importance à la fois pour développer l'intérêt pour la chimie et pour consolider les connaissances et de nombreuses compétences pratiques.

SchèmeClassification des expériences chimiques éducatives

Expérience chimique éducative

Démo

Étudiant

Expériences en laboratoire

Cours pratiques

Ateliers

Expériences à domicile

Recherche

Illustration

Outre les travaux de recherche sous forme de devoirs, il existe également des activités de recherche parascolaires.

Les activités de recherche extrascolaires des étudiants peuvent être représentées par les formes suivantes de participation des écoliers à celles-ci : école, établissement d'enseignement non gouvernemental ; Olympiades, concours, activités de projet ; marathons intellectuels ; conférences de recherche de divers types; cours au choix, cours au choix, cours au choix; épreuves d'examen.

Le travail de recherche n’est possible et efficace que sur une base volontaire, comme toute créativité. Par conséquent, le sujet de la recherche scientifique doit être : intéressant pour l'étudiant, fascinant pour lui ; réalisable; original (cela demande un élément de surprise, d'insolite) ; accessible ; doit correspondre aux caractéristiques d’âge des étudiants.

Les activités d'enseignement et de recherche contribuent à : développer l'intérêt, élargir et actualiser les connaissances sur le sujet, développer des idées sur les liens interdisciplinaires ; développement d'initiatives intellectuelles créant les conditions préalables au développement d'une pensée scientifique ; maîtriser une approche créative de tout type d'activité ; formation en technologie de l'information et travail avec les médias de communication; recevoir une formation préprofessionnelle; organisation significative du temps libre des enfants. La forme la plus courante de défense des travaux de recherche est le modèle de défense créative.

Le modèle créatif de protection suppose :

Conception d'un stand avec des documents et supports illustratifs sur le thème évoqué, leur commentaire ;

Démonstration d'enregistrements vidéo, de diapositives, écoute d'enregistrements audio, présentation d'un fragment comme base d'une partie de l'étude ;

Conclusions sur les travaux réalisés sous forme de présentation des résultats ;

Le travail scientifique doit être :

Recherche;

Actuel;

Avoir une signification pratique pour l'auteur lui-même et pour l'école.

Découvertes créatives et réalisations méthodologiques de l'enseignant

Le rôle de la chimie dans la résolution des problèmes environnementaux est énorme. Dans mon travail, j'utilise des méthodes d'apprentissage actives : cours non traditionnels, cours au choix, projets environnementaux, séminaires, conférences. L’écologisation d’une expérience chimique implique des tests expérimentaux sur la pureté des produits alimentaires et sert de base à la création de situations problématiques.

Année académique 2010-2011

En 2010, j'ai reçu un certificat de lauréat de la 1ère place à la conférence scientifique et pratique régionale de l'établissement d'enseignement municipal de l'établissement d'enseignement TsVR du district municipal de Volzhsky de la région de Samara en 11e année.

Règles pour mener une expérience chimique à l'école. Expérience chimique dans le plan de cours d'une école moderne

Expérience chimique comme méthode d'enseignement spécifique

Expérience chimique
comme méthode d'enseignement spécifique