Ko može vršiti hemijske eksperimente u ustanovi. Hemijski eksperiment je specifična metoda hemijskog obrazovanja. Metodologija organizacije i implementacije. Tehničke vještine

SADRŽAJ

Funkcije i oblici školskog hemijskog eksperimenta
Zahtjevi za obrazovnu opremu namijenjenu izvođenju hemijskih eksperimenata
Funkcije školskog kemijskog eksperimenta
Oblici školskog hemijskog eksperimenta
Zahtjevi za obrazovnu opremu za školski kemijski eksperiment

Postavljanje demonstracionih eksperimenata
Oprema za demonstracione eksperimente,
Specijalizovani instrumenti, aparati, instalacije
1. Uređaji za demonstriranje eksperimenata sa supstancama štetnim po zdravlje bez ispušnih uređaja
2. Set za demonstriranje eksperimenata iz elektrohemije
3. Uređaji za demonstriranje eksperimenata korištenjem električne struje visokog napona
4. Piezoelektrični izvor visokog napona
5. Uređaj za demonstriranje zavisnosti brzine hemijske reakcije od različitih uslova
6. Uređaji za proizvodnju haloalkana i estera
7. Oprema za projektovanje doživljaja i objekata na ekranu
8. Priključak za grafički projektor za demonstriranje kvantitativnih eksperimenata
9. Merni instrumenti
10. Električni grijači
11. Električni pribor za hemijski kabinet KEH-10

Demonstracioni eksperimenti u standardnim uređajima i instalacijama
Sinteza hlorovodonika i proizvodnja hlorovodonične kiseline
Priprema sumpor (IV) oksida i njegova oksidacija u sumpor oksid
Sinteza amonijaka
Katalitička oksidacija amonijaka
Dobijanje amonijum nitrata
Interakcija gvožđa sa vodom
Proučavanje elektrohemijskog niza napona metala
Korozija metala i zaštita od korozije
Katalitička razgradnja vodikovog peroksida
Kerozin puca

Demonstracioni eksperiment u specijalnim uređajima i instalacijama
Ilustracija zakona održanja mase supstanci
Određivanje sadržaja kiseonika u vazduhu
Tečna destilacija
Sinteza vode
Difuzija gasova kroz poroznu posudu
Adsorpcija
Elektroliza vode i vodenih rastvora
Određivanje električne provodljivosti tvari
Posmatranje kretanja jona
Eksperimenti u električnim pražnjenjima
Dobivanje ozoje
Dobijanje dušikovih oksida iz zraka
Razgradnja metana u varničkom pražnjenju
Proučavanje termičkih pojava
Zavisnost brzine hemijske reakcije od uslova
Eksperimenti sa toksičnim supstancama
Priprema halondoalkapa i estera
Kvantitativni eksperimenti projektovani na ekranu

Tehnika i metodologija studentskog eksperimenta

Karakteristike opreme za studentski eksperiment 103
Laboratorijski eksperimenti i praktične vježbe 113

Tema 1. Početni hemijski pojmovi
Praktična lekcija. Za uvod u laboratorijsku opremu pogledajte Sigurnosna pravila za rad u hemijskoj laboratoriji
znoj
Praktična lekcija. Tehnike rukovanja grijačima i grijačima
Laboratorijski rad. Razmatranje hemijskih svojstava supstanci
Praktična lekcija. Čišćenje kontaminirano

Tema 2. Kiseonik, oksidi, sagorevanje
Praktična lekcija. Proizvodnja i svojstva kiseonika

Tema 3. Vodonik, kiseonik, soli
Laboratorijski rad. Proizvodnja vodonika i proučavanje njegovih svojstava
Praktična lekcija. Reakcija izmjene između bakrenog oksida (11) i sumporne kiseline 136

Tema 4. Voda, rastvori, baze 138
Laboratorijsko iskustvo. Postrojenja za elektrolizu
Praktična lekcija. Priprema otopine s određenim masenim udjelom otopljene tvari i datom molarnom koncentracijom 139

Tema 5. Generalizacija informacija o najvažnijim klasama neorganskih jedinjenja 141
Rješavanje eksperimentalnih zadataka na temu: Generalizacija informacija o najvažnijim klasama neorganskih jedinjenja

Tema 8. Halogeni 142
Laboratorijsko iskustvo. Izmještanje halogena međusobno iz otopina njihovih spojeva
Praktična lekcija. Priprema hlorovodonične kiseline i eksperimenti sa njom 143 Praktična nastava. Rješavanje eksperimentalnih zadataka na temu “Halogeni” 146

Tema 1. Elektrolitička disocijacija
Laboratorijski eksperimenti. Ispitivanje tvari za električnu provodljivost
Laboratorijsko iskustvo. Kretanje jona u električno polje
Praktična lekcija. Rješavanje eksperimentalnih zadataka na temu "Elektrolitička disocijacija"

Tema 2. Podgrupa kiseonika
Laboratorijsko iskustvo. Priprema i svojstva ozona.
Praktična lekcija. Rješavanje eksperimentalnih zadataka na temu “Podgrupa kisika”

Tema 3. Osnovni zakoni hemijskih reakcija. Proizvodnja sumporne kiseline 155
Laboratorijski rad. Zavisnost brzine hemijskih reakcija od uslova

Tema 4. Podgrupa dušika
Laboratorijski eksperimenti. Upoznavanje sa azotnim i fosfornim đubrivima.
Praktična lekcija. Priprema amonijaka i eksperimenti sa njim, Razumevanje svojstava vodenog rastvora amonijaka Praktična lekcija. Definicija mineralna đubriva Praktična lekcija. Rješavanje eksperimentalnih zadataka na temu “Podgrupa dušika”

Tema 5. Podgrupa ugljenika
Praktična lekcija. Dobivanje ugljičnog monoksida i proučavanje njegovih svojstava
Prepoznavanje karbonata

Tema 6. Opća svojstva metala
Laboratorijsko iskustvo. Elektroliza rastvora bakar (P) hlorida i kalijum jodida
Laboratorijsko iskustvo. Elektrohemijska korozija metala Praktična nastava. Rješavanje eksperimentalnih zadataka u rubrikama „Alkalni metali. kalcijum"
Praktična lekcija. Gvožđe i njegova jedinjenja Praktična lekcija. Rješavanje eksperimentalnih zadataka na teme 6, 7, 8

Tema 2. Zasićeni ugljovodonici
Praktična lekcija. Kvalitativna definicija ugljenik, vodonik i hlor u organskoj materiji

Tema 3. Nezasićeni ugljovodonici
Praktična lekcija. Priprema etilena i eksperimenti s njim

Tema 6. Alkoholi i fenoli
Praktična lekcija. Sinteza bromne faze iz alkohola

Tema 7. Aldehidi i karboksilne kiseline
Praktična lekcija. Priprema i svojstva karboksilnih kiselina Praktična nastava. Rješavanje eksperimentalnih zadataka o prepoznavanju organskih tvari

Tema 8. Esteri. Masti
Praktična lekcija. Sinteza etil acetata Praktična nastava Rješavanje eksperimentalnih zadataka na dobivanje i prepoznavanje organskih tvari

Tema 12. Sintetičke visokomolekularne supstance i polimerni materijali na njihovoj osnovi
Laboratorijski eksperimenti. Eksperimenti sa uzorcima termoplastičnih polimera
Praktična lekcija. Plastično prepoznavanje
Laboratorijski eksperimenti. Odnos sintetičkih vlakana prema rastvorima kiselina i alkalija
Praktična lekcija. Prepoznavanje vlakana
Praktične lekcije. Rješavanje eksperimentalnih zadataka na završenom kursu

Opća hemija

Tema 2. Struktura materije
Laboratorijski eksperimenti. Priprema i svojstva složenih jedinjenja bakra, cinka, aluminijuma, srebra i gvožđa
Radionica
Rad 1. Određivanje ekvivalentne mase cinka
Rad 2. Određivanje molarne mase ugljen monoksida (IV)
Rad 3. Omekšavanje vode pomoću jonskih izmjenjivača
Rad 4. Hidroliza je slana
Rad 5. Proučavanje reaktivnosti metala polumikro metodom
Rad 6. Izrada galvanske ćelije 206
Rad 7. Određivanje hemijske aktivnosti kiselina i poređenje sa stepenom njihove disocijacije 207
Rad 8. Studija efikasnosti inhibitora 208
Rad 9. Određivanje toplote rastvora 210
Rad 10. Određivanje toplote hidratacije 211
Rad 11. Hidroliza skroba 212
Rad 12. Proizvodnja etana elektrolizom rastvora natrijum acetata 213
Rad 13. Priprema tetraamin bakar (II) sulfata 214
Prijave 216
Literatura za nastavnike 235

UVOD
Nastava o osnovama hemije u školi ne može se unaprediti bez odgovarajuće organizacije školskog hemijskog eksperimenta.
Hemijski eksperiment - izvor znanja o materiji i hemijskim reakcijama - važan je uslov za unapređenje kognitivne aktivnosti učenika, negovanje održivog interesovanja za predmet, formiranje dijalektičko-materijalističkog pogleda na svet, kao i ideja o praktičnoj primeni hemijsko znanje.
U poboljšanom programu hemije pojačana je uloga svih vrsta školskih hemijskih eksperimenata, a posebno učeničkih.
Realizacija eksperimentalnog dijela programa zahtijeva visoku i sveobuhvatnu stručnu obuku nastavnika hemije, duboko razumijevanje uloge hemijskog eksperimenta u obrazovnom procesu, kreativnu aktivnost u primjeni. efikasne metode obuku.
Naravno, za izvođenje eksperimenta na visokom naučnom, teorijskom i metodološkom nivou potrebna je raznovrsna oprema, uključujući najnovija tehnička sredstva.
Dostupnost seta obrazovne opreme neophodne za realizaciju programa hemije, sposobnost nastavnika da ga racionalno i efikasno koristi, odabere potrebne alate za nastavu, samostalno izradi neke od njih i pravilno ih uključi u nastavu takođe čine najvažniji uslovi za organizovanje hemijskog eksperimenta u školi.
Knjiga se bavi pitanjima materijalne podrške školskom hemijskom eksperimentu, uticajem naučnog i tehnološkog napretka na savremenu opremu, tehnikama i metodama za izvođenje različitih vrsta eksperimenata korišćenjem tradicionalne i nove opreme.
Priručnik odražava zahtjeve školske reforme za hemijski eksperiment, odnosno: uključiti novu opremu za hemijski eksperiment, razvijenu uzimajući u obzir naučna i tehnička dostignuća i najbolju praksu škola; prikažu organizaciju i izvođenje hemijskog eksperimenta na osnovu kompleta i kompleta standardizovanih jedinica i delova za ugradnju različitih instrumenata i instalacija; obezbijediti varijabilnost u postavljanju hemijskog eksperimenta, koji se izvodi upotrebom nove i modernizovane opreme, kao i uzimanje u obzir lokalnih uslova i zahtjeva za samoopremom, što je posebno važno u nastavi hemije; identificirati mogućnosti korištenja različite opreme za ostvarivanje interdisciplinarnog povezivanja.
Sve ovo ima za cilj optimizaciju nastave hemije i omogućava: smanjenje vremena za pripremu i izvođenje eksperimenta; praktičnost, pouzdanost, sigurnost hemijskih eksperimenata; proširenje didaktičkih mogućnosti učeničkog eksperimenta.
U metodološkoj literaturi značajna pažnja posvećena je hemijskom eksperimentu.Karakteristike hemijskog eksperimenta se izvode u tri aspekta: oprema za školski hemijski eksperiment; eksperimentalna tehnika; eksperimentalna tehnika. Uprkos nekim razlikama između ovih radova, oni istovremeno raspravljaju o tehnici i metodologiji eksperimenta.
U ovom priručniku, radi upoznavanja nastavnika sa savremenim arsenalom opreme za hemijske eksperimente, karakteristike obrazovne i materijalne baze za demonstracionu i učeničku eksperimente date su odvojeno od metoda i tehnika za izvođenje eksperimenata, od kojih se mnogi mogu izvesti korišćenjem kompleti i multifunkcionalni uređaji. Karakteristike obrazovne i materijalne baze hemijskih eksperimenata uključuju modernizovane, nove i najvažnije perspektivne razvoje opreme stvorene na osnovu školske prakse, analizu sovjetske i strane literature o ovom problemu, kao i istraživački rad Naučno-istraživačkog instituta. Šotsa Akademije pedagoških nauka SSSR-a.
Budući da su pitanja opremanja školske hemijske laboratorije prilično opširno opisana u knjizi „Kabinet hemije“, ovaj priručnik će se fokusirati samo na one zahtjeve za učionicu i njenu opremljenost koji određuju uključivanje nove i modernizirane opreme.
Knjiga je namijenjena nastavnicima hemije koji poznaju laboratorijske tehnike. Stoga ne sadrži upute za izvođenje osnovnih operacija. U slučaju poteškoća, čitaoci će moći pogledati brojne priručnike o tehnikama laboratorijskog rada, na primjer, knjigu P. I. Voskresenskog „Tehnike laboratorijskog rada“. Međutim, kada se preporučuju novi eksperimenti ili eksperimenti sa nadograđenom opremom, dovoljno su detaljna uputstva za njihovu implementaciju. U svim slučajevima velika pažnja na uslove koji osiguravaju sigurno izvođenje eksperimenata.
U priručniku su prikazani eksperimenti uključeni u školski program hemije, kao i oni koji izlaze iz njegovog okvira. Nastavnik ih može koristiti u vannastavnim aktivnostima i vannastavnim aktivnostima. Predložene eksperimentalne opcije omogućavaju proširenje upotrebe eksperimenta u različitim uslovima, proučavaju karakteristike hemijskih procesa, predstavljaju njihovu raznolikost. Ovaj pristup će omogućiti nastavnicima da efikasnije koriste hemijski eksperiment, uzimajući u obzir specifične uslove svake škole.
Brojevi u uglastim zagradama su brojevi književnih izvora dati na kraju knjige.

FUNKCIJE I OBLICI ŠKOLSKOG HEMIJSKOG EKSPERIMENTA. ZAHTJEVI ZA OPREMU ZA OBUKU KOJE SE PROIZVODI ZA HEMIJSKE EKSPERIMENTE
FUNKCIJE ŠKOLSKOG HEMIJSKOG EKSPERIMENTA
Eksperiment vam omogućava da identifikujete i proučite najznačajnije aspekte objekta ili pojave koristeći različite alate, uređaje, tehnička sredstva pod datim uslovima. Eksperiment može ponoviti istraživač ako je potrebno. Ovo u velikoj mjeri određuje glavnu funkciju naučnog eksperimenta: dobivanje pouzdanih podataka o okolnoj stvarnosti. Obrazovni eksperiment se razlikuje od naučnog eksperimenta po tome što su njegovi rezultati poznati, uslovi za njegovo izvođenje su odabrani tako da u procesu izvođenja eksperimenata ili njihovog posmatranja učenici moraju uočiti poznate znakove reakcije i doći do očekivanih rezultata.
Trenažni eksperiment je tehnički jednostavniji i, po pravilu, vremenski ograničen. U školskom predmetu hemije eksperiment je jedinstven predmet proučavanja, istraživačka metoda, izvor i sredstvo novog znanja. Karakteriziraju ga tri glavne funkcije: kognitivna – za ovladavanje osnovama hemije, postavljanje i rješavanje praktičnih problema, utvrđivanje značenja hemije u savremenom životu; vaspitni - za formiranje materijalističkog pogleda na svijet, uvjerenja, ideološke potrebe za radom, orijentacije učenika prema radnim zanimanjima; razvojni - za sticanje i usavršavanje opštih naučnih i praktičnih veština.
Hemijske reakcije su glavni predmet proučavanja hemije. Eksperiment i srodna zapažanja su neophodna već u formiranju početnih hemijskih koncepata. Njihova uloga raste u proučavanju teorijskih pitanja hemije (zakon održanja mase supstanci, obrasci hemijskih reakcija, itd.), u određivanju svojstava jednostavnih supstanci i jedinjenja elemenata I - VIII grupa. periodni sistem, najvažnijih klasa organskih supstanci, kao i u identifikaciji genetskog odnosa najvažnijih klasa neorganskih i organskih supstanci.
Upoznavanje sa hemijskim eksperimentom kao metodom naučnog istraživanja, ovladavanje veštinama hemijskog eksperimentisanja radi dobijanja novih znanja i primene u praktičnim aktivnostima igraju važnu ulogu za formiranje materijalističkog pogleda na svet učenika, razumevanje uloge nauke i naučnih činjenica u izgradnju komunističkog društva.
Školski hemijski eksperiment je takođe od velikog obrazovnog značaja za politehničku obuku učenika: upoznavanje sa osnovama hemijske proizvodnje, njenim karakteristikama, uslovima za nastanak hemijskih reakcija i hemikalizacijom nacionalne privrede.
Na osnovu percepcije uočenih pojava, učenici formiraju ideje, a zatim pojmove. Ovaj induktivni put znanja karakterističan je za početnu fazu učenja hemije. Postepeno, ovaj relativno spor put znanja dopunjuje se još jednim – deduktivnim. Nakon što se učenici naoružaju teorijom i steknu praktične vještine, eksperiment postaje ne samo izvor saznanja o novim činjenicama, već i metoda testiranja prosudbi i pronalaženja nepoznatog (na primjer, prilikom rješavanja eksperimentalnih problema).
Isti eksperiment se različito koristi na različitim nivoima pripreme učenika. Iz ovoga proizilazi da je preporučljivo ponoviti hemijske eksperimente, obraćajući posebnu pažnju na one njihove aspekte koji su predmet proučavanja u datoj obrazovnoj situaciji.
U nekim eksperimentima, fenomen je dostupan direktnoj percepciji. U drugim slučajevima, predmeti i fenomeni koji se proučavaju nisu direktno percipirani osjetilima i mogu se otkriti samo uz pomoć instrumenata ili posebnih alata.
Da bi se razumjela suština predmeta ili fenomena koji se proučava, kemijski eksperiment se često nadopunjuje drugim vizualnim pomagalima - tablicama, modelima, ekranskim pomagalima.
Dakle, hemijski eksperiment prožima sve teme školskog predmeta hemije, doprinoseći otkrivanju njegovog sadržaja i predstavlja jedinstvenu nastavnu metodu. Za uspješno ispoljavanje kognitivnih, vaspitnih i razvojnih funkcija hemijskog eksperimenta važnu ulogu ima njegova tehnička opremljenost, racionalna organizacija eksperimenata i njihovo uključivanje u obrazovni proces.
Očigledno je da efikasnost eksperimenta zavisi od: postavljanja konkretnog cilja i zadatka koji se mora rešiti uz pomoć eksperimenta; izrada racionalnog plana posmatranja; sposobnost snimanja rezultata posmatranja; sposobnost analize i sumiranja dobijenih podataka; prisustvo i racionalan odabir sredstava i sredstava kojima nastavnik stimuliše i upravlja učeničkom posmatranjem. Stoga, organiziranje ciljanog promatranja, razvijanje sposobnosti zapažanja, sposobnost razumijevanja rezultata opservacija i zadržavanja obrađenih informacija u memoriji predstavljaju jedan od najvažnijih zadataka kemijskog eksperimenta.
Razumijevanje i razumijevanje obrazovnog materijala uključuje ne samo registraciju i akumulaciju opservacijskih i eksperimentalnih podataka, već i njihovo ispravno tumačenje, uspostavljanje uzročno-posledičnih veza, obrazaca, suštine predmeta i pojava koje se proučavaju. Uspjeh rada umnogome ovisi o tome koliko je pravilno određena priroda aktivnosti nastavnika i učenika, mjesto kemijskog eksperimenta, te najprikladniji oblici i metode njegovog izvođenja u učionici.

OBLICI ŠKOLSKOG HEMIJSKOG EKSPERIMENTA
U praksi nastave hemije tradicionalno se kemijski eksperiment dijeli na demonstracijski eksperiment, koji izvodi nastavnik, i studentski eksperiment, koji izvode školarci u obliku laboratorijskih eksperimenata, praktičnih vježbi i rješavanja eksperimentalnih zadataka. Ova klasifikacija je zasnovana na aktivnostima nastavnika i učenika.
Demonstracije se prvenstveno koriste u slučajevima kada se učenici prethodno nisu susreli sa predmetima i pojavama koje se proučavaju i nisu pripremljeni za posmatranje. U tim slučajevima ne treba samo pokazati predmet koji se proučava, već i organizirati promatranje i usmjeriti ga u pravom smjeru. Učenici ne uočavaju uvijek ono što je potrebno, čak i uz dobru vidljivost predmeta ili pojave, ako posmatranje nije organizirano.
Demonstracija je neophodna ako su predmeti koji se proučavaju opasni ili složeni i stoga se ne mogu koristiti za samostalan rad učenika.
Pravilno izvođenje demonstracija na časovima hemije neophodan je preduvjet za organiziranje različitih vrsta samostalnog rada. Tokom procesa demonstracije, posebno demonstracionog eksperimenta, nastavnik organizuje posmatranje učenika, pokazuje ispravne tehnike rukovanja laboratorijskom opremom i usmerava pažnju učenika na izvodljivost i princip njenog rada, uslove za izvođenje ogleda i mere predostrožnosti.
Demonstracija je svojevrsna vizuelna instrukcija na koju nastavnik mora da provede dosta vremena tokom nastavnog procesa. Vizuelna instrukcija zasnovana na imitaciji nastavnika, realizovana uz pomoć različitih pomagala, uključujući instrumente, tabele, dijagrame i ekranska pomagala, skraćuje vreme za razvijanje veština hemijskog eksperimenta i doprinosi pravilnom izvođenju eksperimenta učenika.
Vodeća uloga demonstracije ostaje iu slučaju kada vrijeme predviđeno nastavnim planom i programom ne dozvoljava organiziranje samostalnog rada, za koji je obično potrebno dva do tri puta više vremena od demonstracije. Nedostatak obrazovne opreme za izvođenje učeničkih eksperimenata i loša organizacija hemijske laboratorije, koja ne omogućava pravilan samostalan rad, također prisiljavaju nastavnike da se okrenu oglednim ogledima.
Studentski eksperiment se sastoji od laboratorijskih eksperimenata koji se izvode frontalno ili u grupi u procesu proučavanja, konsolidacije i testiranja novog gradiva, kao i praktičnih vježbi, rješavanja eksperimentalnih zadataka prema opcijama nakon proučavanja pojedinih tema programa. Obećavajuća forma je radionica koja se izvodi u obliku odvojenih generalizujućih radova nakon završenog cjelokupnog kursa hemije. Eksperimentiranje zauzima posebno mjesto u izbornoj nastavi iu vannastavnim aktivnostima.
U hemijskom eksperimentu, demonstracionom i studentskom, koriste se različite mase supstanci koje se uzimaju za eksperimente u čvrstom, tečnom i gasovitom stanju, što zahteva odgovarajuću opremu i sposobnost rukovanja njome.
Uobičajeno se razlikuju sljedeće mase tvari koje se uzimaju za rad: makrokoličine (0,05 - 0,5 g), polumikrokoličine (0,01 - 0,05 g), mikrokoličine (0,1 - 10 mg). S tim u vezi, govore o makro-, polu-mikro- i mikrometodama za određivanje (analizu) supstance. U svim ovim slučajevima isto hemijske reakcije, koriste se iste koncentracije rastvora, ali u različitim zapreminama i opremi različitih veličina. Tako se u polumikro metodi koriste zapremine od 0,1 - 1 ml rastvora, za šta se koriste minijaturne pipete, birete, epruvete (konusne), porculanske ili staklene ploče sa udubljenjima (za analizu kapi) i reaktivne papirne trake ( na primjer, indikator).
Kao što je poznato, u studentskim eksperimentima tradicionalno koriste makrometodu u kojoj se koriste obične epruvete i uređaji napravljeni na njihovoj osnovi. U posljednje vrijeme, uz makrometodu, školske učionice hemije opremljene su uređajima za izvođenje eksperimenata s malim količinama tvari u malim epruvetama, na staklenim ili porculanskim pločama sa udubljenjima itd.
Metoda malih količina supstanci omogućava vam da kombinujete makrometodu i analizu kapljica u studentskom eksperimentu, uz postizanje maksimalne sigurnosti eksperimenata i njihove jasnoće. Čvrsti reagensi se uzimaju posebnim kašikama za doziranje. Masa reagensa u prosjeku ne prelazi 1 - 1,5 g (jedan dozator sadrži u prosjeku 0,5 g suhe tvari). Mjerenje tekućih tvari vrši se pomoću pipeta koje vam omogućuju da uzmete od 1 - 2 kapi do 5 ml (približni volumen cijele pipete je 1 ml).
Rad s malim količinama supstanci ima prednosti u odnosu na makrometodu: smanjuje se vrijeme izvođenja eksperimenta, smanjuje se potrošnja reagenasa i materijala, a otvara se mogućnost korištenja skupih i visoko čistih reagensa.
Male količine supstanci se također koriste u demonstracionim eksperimentima, ako se eksperimenti projiciraju na platno (na primjer, u Petrijevim posudama pomoću grafičkog projektora).
Prilikom karakterizacije eksperimenta uzimaju se u obzir ne samo mase, već i karakteristike izvođenja fizičkih, fizičko-hemijskih i kemijskih operacija s čvrstim, tekućim i plinovitim tvarima.
U školskoj hemijskoj laboratoriji, prilikom izrade ogleda na nastavi, izbornoj nastavi i klupskim aktivnostima, nastavnik, laboratorijski saradnik i učenici izvode navedene radnje. Poznavanje ovih operacija i ispravne tehnike za njihovo izvođenje neophodno je za izbor opreme, pravilnu ugradnju instrumenata i instalacija, te sigurno izvođenje eksperimenata.
Operacije sa čvrstim materijama: vaganje, sušenje, sublimacija, mlevenje, pucanje (suha destilacija), zagrevanje, određivanje fizičkih svojstava i konstanti (dielektrična svojstva polimera, gustina, temperatura topljenja ili očvršćavanja, toplotni efekat reakcije, tvrdoća, električna provodljivost), kalcinacija, odvajanje smjesa, mljevenje (u malteru), razlaganje (piroliza), miješanje, dodavanje u plamen (određivanje jona litijuma, natrijuma, kalija, kalcija, barija, bakra prema boji plamena).
Operacije sa čvrstim materijama i gasovima: pečenje, oksidacija metala, adsorpcija gasova (i para), gasna hromatografija.
Radnje sa tečnim supstancama: isparavanje i isparavanje, sušenje, destilacija, zagrevanje, prečišćavanje, određivanje gustine (hiremetrom i sl.), određivanje tačke ključanja, mešanje, uvođenje u plamen (plamensko bojenje), određivanje aktivne kiselosti ( sa indikatorima i dr.), dobijanje apsolutnog (bezvodnog) alkohola, odvajanje tečnosti (levak za odvajanje, destilacija, hromatografija), krekiranje (piroliza), određivanje električne provodljivosti, elektroliza (voda, soli, rastvori), skladištenje i transfuzija tečnosti .
Radovi sa tečnostima i gasovima: rastvaranje gasova, odvajanje gasova od tečnosti, atomizacija tečnosti gasnom strujom, ispiranje i sušenje gasova.
Operacije sa čvrstim i tečnim supstancama: adsorpcija rastvorenih materija, vaganje, isparavanje, sušenje, difuzija, jonska izmena, kristalizacija iz rastvora, neutralizacija, priprema rastvora, otapanje čvrste materije, topljenje i očvršćavanje, taloženje, kompleksiranje, razdvajanje smeša (filtracija, hromatografija, ekstrakcija), priprema koloida, koagulacija.
Operacije sa gasovima: adsorpcija, rukovanje zapaljivim gasovima, zagrevanje, prečišćavanje i apsorpcija gasova, sušenje gasova, određivanje sastava vazduha, proizvodnja, sakupljanje gasova (preko vode, pomeranje vazduha), punjenje gasometra, sagorevanje gasova, interakcija gasovi sa tečnostima i čvrstim materijama, difuzija, termička razgradnja gasova, električna pražnjenja u gasovima, gasna korozija metala.
Ovaj priručnik ne pokriva opremu i tehnike za izvođenje navedenih operacija. Ova pitanja su detaljno obrađena u priručnicima za laboratorijsku praksu. Mnoge operacije su date u nastavku u opisu različitih eksperimenata.

ZAHTJEVI ZA NASTAVNU OPREMU ZA ŠKOLSKI EKSPRIMENT
Zahtjevi opreme za školski hemijski eksperiment diktirani su sadržajem i karakteristikama njegove organizacije u učionici hemije. Stoga, prije nego što se odredi kakva bi trebala biti školska oprema za hemijski eksperiment, potrebno je razmotriti opšte i specifične zahtjeve za postavljanje demonstracionih eksperimenata, organizaciju laboratorijskog i praktičnog rada, kao i pitanje racionalne kombinacije ovih vrsta eksperimenata u učionica.
Vizualizacija i ekspresivnost eksperimenata je prvi uslov za hemijski eksperiment. Budući da svaki hemijski eksperiment ima za cilj ostvarivanje jasnoće predmeta i pojava koje se proučavaju, potrebno je odrediti u kom obliku će biti najefikasniji: u obliku laboratorijskog eksperimenta, redovne demonstracije, projekcije na ekran ili u određenoj njihovoj kombinaciji.
Obrazovna i materijalna baza mora da obezbedi uslove za racionalan izbor potrebnih oblika hemijskog eksperimenta. Svrha izvođenja i sadržaj eksperimenata treba da budu jasni svakom učeniku. Eksperiment mora biti jasno vidljiv, a dimenzije instrumenata, dijelova i njihov smještaj na radnom stolu moraju osigurati dobru vidljivost posmatranih pojava.
Drugi zahtjev: hemijski eksperimenti moraju biti pristupačni percepciji i uvijek uvjerljivi, te ne smiju učenicima dati razlog za pogrešno tumačenje.
Obrazovna oprema stoga mora osigurati da hemijsko iskustvo bude jednostavno, dokazivo i pouzdano. Prilikom odabira uređaja potrebno je uzeti u obzir njegove karakteristike dizajna. Tako, na primjer, demonstriranje interakcije natrijuma s vodom u čaši ili posudi za kristalizaciju, kao što se obično radi u školama, ne otkriva sve znakove reakcije: topljenje natrijuma kao rezultat oslobođene topline reakcije, transformacija natrijuma u loptu, njegovo kretanje po površini vode, oslobađanje plina. To otežava objašnjavanje eksperimenta i proučavanje svojstava alkalnog metala. Kombinacija konvencionalne demonstracije i projekcije na ekranu čini iskustvo vizualnim i autentičnim.
Dizajn uređaja ili instalacije mora da obezbedi ne samo uslove za izvođenje hemijske reakcije, već i mogućnost da se identifikuju i prikazuju vidljivi i skrivenih znakova tekući proces. Kada se demonstrira reakcija neutralizacije, na primjer, izlivanjem otopine kiseline u otopinu alkalije pomoću lakmusa ili fenolftaleina, proces neutralizacije se otkriva promjenom boje indikatora: lakmus postaje ljubičast, a grimizna boja fenolftaleina postaje bezbojna. . Oslobađanje toplote ostaje skriveno od posmatrača. Korištenje električnog termometra u demonstracijskom eksperimentu omogućava uvjerljivije okarakteriziranje reakcije.
Jasnoća i pouzdanost demonstracije eksperimenata određena je tehnikom njegove proizvodnje.
U školskom hemijskom eksperimentu ranije nije bilo preciznih mjernih instrumenata. Međutim, danas je nemoguće upoznati studente sa naučnim metodama bez njih. Da biste koristili takve uređaje, dovoljno je biti u mogućnosti da ih koristite ispravno, bez upuštanja u detalje njihovog dizajna.
To su prvenstveno električni i elektronički uređaji koji se koriste u izvođenju brojnih eksperimenata u elektrohemiji, uključujući i one koji uključuju korištenje struje visokog napona.
Svaki eksperiment koji izvodi nastavnik ili učenik mora biti bez problema, a oprema za njegovo izvođenje mora biti skupa. Neuspjela demonstracija remeti tok časa, izaziva frustraciju kod učenika i često dovodi do nepovjerenja prema nastavniku. Razlozi za neuspjele eksperimente su različiti. Jedna od njih je tehnička nesavršenost uređaja, kao i njihovih pojedinačnih dijelova i sklopova.
Pouzdanost instrumenata i instalacija stoga ovisi o njihovoj tehničkoj savršenosti. Da bi se to postiglo, potrebno je u svakoj učionici hemije imati komplete standardizovanog pribora u strogo potrebnim i dovoljnim količinama za izvođenje različitih vrsta hemijskih eksperimenata; setovi univerzalnih jedinica i spojnih dijelova koji osiguravaju nepropusnost i jednostavnost ugradnje. To uključuje razne spojeve: gumene, staklene spojeve (brušene i savijene), gumene i plastične brtve.
Pouzdanost uređaja i instalacija zavisi i od njihovog pravilnog skladištenja i transporta. Na primjer, stakleno posuđe i pribor često pokvari zbog nepravilnog skladištenja u kancelariji (bez slaganja u ormare).
Pouzdanost i tehnička izvrsnost shizhio instrumenata i instalacija osiguravaju usklađenost sa sigurnosnim propisima prilikom izvođenja hemijskih eksperimenata. Realizacija ovog zahtjeva zavisi, naravno, ne samo od stanja nastavne i materijalne baze kabineta hemije, već i od toga koliko je nastavnik ovladao tehnikom hemijskog eksperimenta, od njegovog poznavanja cjelokupnog arsenala. nastavne opreme neophodne za eksperimente, pt preciznosti i kulture rada.
Uređaji u kojima se izvode eksperimenti moraju biti unaprijed pripremljeni, više puta testirani, a učitelji moraju pažljivo proučiti priručnike za upotrebu ili pasoše uređaja i instalacija.
Bezbedan rad utvrđeno regulatornim dokumentima, posebno „Sigurnosnim pravilima za hemijske učionice (laboratorije) srednje škole MP sistemi SSSR-a". Treba napomenuti da je u većini slučajeva opasnost uzrokovana nemarom eksperimentatora, kršenjem ili direktnim nepoštivanjem uputa za uporabu uređaja ili instalacija. Zagrevanje zapaljivih tečnosti na otvorenom plamenu, pogrešan izbor količine, koncentracije i zapremine reagujućih supstanci, skladištenje zapaljivih i eksplozivnih gasova u staklenim gasometrima, demonstracija eksplozije gasova u staklene posude, uključivanje električnih uređaja dizajniranih za niski napon u mrežu, korištenje tehnički nesavršenih električnih uređaja domaće izrade najčešći su uzroci opasnih situacija.
U industrijskim uređajima i instalacijama, sigurnosni zahtjevi određeni su relevantnim regulatornim dokumentima V. se odražavaju u dizajnerskim karakteristikama ovog uređaja. Na primjer, obezbjeđivanje električnih uređaja sa zaštitnim poklopcima, utikačima (sprečavanje uključivanja uređaja u običnu utičnicu), mehaničkim zaključavanjem utičnica (zaključavanje u željenom položaju) itd.
Domaći uređaji a instalacije se mogu koristiti u školama samo ako su tehnički pouzdane i sigurne. Jedan od uslova za školski hemijski eksperiment je njegovo kratko trajanje, koje je određeno ograničenim vremenom časa.
Prilikom postavljanja eksperimenta u nastavu, potrebno je uzeti u obzir sljedeće: izvodljivost uključivanja eksperimenata u određenu fazu lekcije, potrebu njihovog objašnjenja (uključujući korištenje drugih nastavnih sredstava), mogućnost ponavljanja eksperimenta na ispraviti zapažanje i dobiti pouzdane rezultate.
Racionalno projektovanje uređaja i instalacija, njihova pravilna upotreba u skladu sa tempom i etapama nastave osiguravaju postizanje postavljenih ciljeva u precizno izračunatom vremenskom okviru. Na primjer, ušteda u vremenu nastave može se postići ne samo smanjenjem pomoćnih operacija prilikom ugradnje uređaja ili instalacije, već i zbog pogodnosti i brzine njihove implementacije. To je uvelike olakšano dobro osmišljenim dizajnom uređaja. Na primjer, grijanje je jedna od operacija koje se najčešće ponavljaju. Stoga je potrebno stvoriti grijače koji bi omogućili rad u unaprijed određenim režimima.
Prosječno trajanje laboratorijskog eksperimenta i zasebne demonstracije ne bi trebalo da prelazi 5-6 minuta časa, a pri izvođenju praktičnog rada - 15-20 minuta. Odgađanje vremena eksperimenta preko zadatih normi smanjuje interesovanje za eksperiment, remeti ritam i strukturu časa i ne dozvoljava formalizaciju rezultata istraživanja.
Neki eksperimenti (na primjer, na koroziji metala) zahtijevaju dugo vremena. Takav eksperiment se izvodi u fazama; u prvoj lekciji se diskutuju uslovi eksperimenta i sprovodi se implementacija, a u sledećoj jednoj ili dve lekcije se beleže dobijeni rezultati. Za izvođenje takvih eksperimenata u paralelnim razredima potrebna je veća količina opreme iste vrste, koja se može zamijeniti sličnom za predviđenu namjenu (na primjer, umjesto tikvica mogu se koristiti čaše).
Mora se uzeti u obzir da obrazovna oprema za hemijski eksperiment može uspješno funkcionisati ako se u učionici hemije stvore određeni uslovi; posebno postoje odgovarajuće komunikacione veze, uspostavljen je oreol, vodosnabdevanje i električna energija, racionalno organizovana radna mesta za nastavnike i učenike, pažljivo osmišljen sistem postavljanja i skladištenja nastavne opreme.
Ova i druga pitanja obrađena su u knjizi „Kabinet hemije“. Stoga ovdje razmatramo uglavnom nova pitanja u vezi s primjenom metodoloških zahtjeva i sigurnosnih pravila pri izvođenju hemijskog eksperimenta. To prvenstveno uključuje savremenu elektroopremu u učionici hemije, jer izvođenje eksperimenata iz elektrohemije, kao i rad električnih grijača, zahtijevaju ne samo pouzdane, već i bezbedne instrumente, kao i odgovarajuće uslove za njihovu upotrebu u procesu učenja.
Sastav električne opreme i pravila za njen rad u školskoj učionici hemije određuju se sljedećim regulatornim dokumentima; „Standardni spiskovi obrazovnih vizuelnih sredstava i nastavne opreme za srednje škole“ za XII petogodišnji plan (u daljem tekstu „Spiskovi-12“), Odjeljak; hemija; Sigurnosni propisi za hemijske učionice (laboratorije) u srednjim školama Ministarstva obrazovanja SSSR-a; GOST „Školska oprema. Opšti sigurnosni zahtjevi."
Električna oprema kabineta hemije obuhvata stacionarnu opremu (komplet za napajanje kabineta hemije, KHE, ulazna tabla, aparat za destilaciju vode) i prenosivu opremu (razni električni uređaji i instalacije, oprema za projekciju). Svi električni aparati su podeljeni u četiri klase prema načinu zaštite od strujnog udara: OT, I, II, III. U kabinetu hemije nastavnik radi sa elektroopremom I, II, III razreda.
Prva klasa uključuje stacionarne uređaje i instalacije koje zahtijevaju uzemljenje. U drugu klasu spadaju sve vrste električnih uređaja (šporeti, demonstracioni grijači) koji su priključeni na mrežu, ali nisu uzemljeni, jer imaju dvostruku ili pojačanu izolaciju.
Treća klasa uključuje uređaje koji nemaju interna ili eksterna električna kola napona većeg od 42 V (grijači laboratorijski tip NLSH, NPU, NPESH, cm, str. 108, 109).
Nastavnici i laboranti rade sa instrumentima i instalacijama prvog i drugog razreda. Učenici koriste samo opremu trećeg razreda za laboratorijske i praktične radove.
U novim zgradama ugrađena je stacionarna oprema koja se napaja trofaznom strujom građevinske organizacije. Međutim, u većini škola stručnjaci ga tek trebaju instalirati. Najprikladniji za ovu svrhu je zid uz laboratorijsku prostoriju.
Koristeći komplet za napajanje za učionicu hemije (KEC), demonstracijski sto nastavnika se napaja električnom strujom AC napon 220 V i 42 V i studentska radna mjesta sa električnom strujom naizmjeničnog napona 42 V. K.EH je opremljena uređajem za diferencijalnu struju tipa UZOSH.
Za izvođenje elektrohemijskih eksperimenata koji zahtijevaju napon jednosmerna struja do 12 V treba koristiti napajanje “Practicum” (iz kabineta fizike).
Za napajanje električnih uređaja na demonstracijskom stolu specijaliziranom za učionicu hemije ugrađuju se dvije utičnice: 220 V i 42 V na udaljenosti od najmanje 1,5 m od slavine (na primjer, na bočnom zidu demonstracionog dijela učionice stol).
Za napajanje električnih uređaja na radnim mjestima učenika (na primjer, na bočnoj ploči stola) postavlja se jedna utičnica od 42 V. Ima rupe u obliku utora koje se nalaze okomito jedna na drugu i dizajnirane su za prihvatanje utikača s odgovarajućim rasporedom ravnih utikača.
Prilikom izrade i upotrebe domaćih i industrijskih uređaja, morate zapamtiti sljedeće sigurnosne zahtjeve (prema gore navedenom GOST-u):
1. U zatvorenim strujnim sistemima dozvoljeni napon za učenike nije veći od 42 V AC i DC; za nastavnika - -220 V AC i 110 V DC.
2. U otvorenim strujnim sistemima (u uređajima sa golim delovima provodnika i pri radu sa elektrolitima) za nastavnike i učenike je dozvoljen napon ne veći od 12V AC i DC.
3. Prilikom rada sa elektrolitima u posudama zatvorenim posebnim uređajima (kućištima, poklopcima i sl.), dozvoljen je napon za učeničke oglede do 42 V AC i DC a za oglede nastavnika - PO V.
4. Maksimalna vrijednost potrošnje električne energije u učionici hemije ne smije biti veća od 2,2 kW (npr. ne mogu se istovremeno uključiti 20 grijača epruveta, projekcioni aparat i aparat za destilaciju).
Nastavnik treba da vodi računa da u kabinetu hemije utičnice (220 V) i prekidači, prema pravilima za električne instalacije, moraju biti postavljeni na visini od 1,8 m od poda.
Obavezni zahtjev pri radu s električnom opremom je preliminarno temeljito proučavanje uputa za njen rad.
Također treba imati na umu da se električna struja uključuje za laboratorijskim stolovima učenika samo tokom eksperimenata. U vanradno vrijeme radna mjesta moraju biti bez struje.
Električna struja se uključuje pomoću razvodne ploče koja se nalazi u laboratorijskoj prostoriji. Štit je opremljen općim prekidačem za napajanje i indikatorom napajanja.
Za izvođenje svih vrsta eksperimenata potrebno je da se u svakoj kancelariji kreiraju kompleti instrumenata, instalacije, stakleno posuđe i laboratorijski pribor, uvijek spremni za upotrebu.
Oprema koja se isporučuje školama u skladu sa važećom Listom nastavne opreme omogućava svakoj učionici hemije da samostalno kreira takve komplete ukoliko ih nije bilo moguće nabaviti gotove.
Za uspješnu provedbu kemijskog eksperimenta koristeći novi program, potrebni su sljedeći kompleti.
Za demonstracijski eksperiment: set niskoinercijskih električnih grijača za tekućine i čvrste tvari do temperature od 300°C (u tikvicama, čašama, loncima, čašama); set pribora, dijelova i sklopova za ugradnju uređaja i instalacija u kojima se odvijaju kemijske reakcije u normalnim uvjetima; set dijelova i sklopova za eksperimente sa štetnim tvarima bez vuče; komplet za brojanje i mjerenje (mjerenje mase, temperature, vremena, napona, pI i izvođenje aritmetičkih proračuna na pokaznom svjetlosnom displeju); komplet za provođenje katalitičkih reakcija (set katalizatorskih cijevi i grijača, katalizatori na nosačima); komplet za eksperimente s plinovima (zapaljivim i eksplozivnim); komplet za eksperimente sa visokonaponskom električnom strujom; set specijalizovanih instrumenata i aparata (za dobijanje i skladištenje gasova, dobijanje destilovane vode, ilustrovanje nekih zakona, itd.); set komponenti i dijelova za projektovanje eksperimenata na ekranu; set boca od 250 ml za otopine reagensa; set boca sa donjom cijevi od 1 - 2 litre za skladištenje zaliha otopina reagensa.
Za studentski eksperiment: set za laboratorijske eksperimente i praktičan rad, uključujući set suhih reagensa u teglama i njihovih rastvora u tikvici za stalnu i povremenu upotrebu; mali set pribora; set posuđa male zapremine (25 - 50 ml); set spojeva i sklopova za montažu različitih opcija instrumenata; komplet pomoćne laboratorijske opreme (posude za pranje, tegle za otpad, stalci za epruvete i laboratorijski stalci za pričvršćivanje instrumenata, staklenog posuđa i pribora).
Ovi kompleti treba da pruže mogućnost studentima da varijabilno i bezbedno obavljaju laboratorijske i praktične radove na različite načine: korišćenjem makro i mikro količina reagensa, metodom kapi, upotrebom supstanci u različitim agregacionim stanjima.
Prilikom organizovanja radnih mjesta učenika, nastavnik mora odrediti opciju postavljanja opreme koja najbolje odgovara njegovom stilu rada: kompleti koji su trajno pričvršćeni za laboratorijski sto ili materijali koji se stavljaju u poslužavnike prije praktičnog rada.
Sistem postavljanja reagensa, staklenog posuđa i pribora na laboratorijske stolove ili kada se čuvaju u laboratoriji treba da omogući studentima brz i pravilan izbor boca sa reagensima, potrebnih komponenti za ugradnju instrumenata, red i udobnost na radnom mestu.
Isti zahtjevi važe i za radno mjesto nastavnika, a prije svega za demonstracijski sto.
Posebnu pažnju treba posvetiti organizaciji pripremnog stola u laboratoriji, skladištenju i postavljanju reagensa, staklenog posuđa, pribora, tacni sa materijalima u sekcijskim ormarima.
Posuđe i stakleno posuđe moraju se čuvati u posudama (od pjenaste gume ili stiropora), koje mogu izraditi učenici pod vodstvom nastavnika hemije i stručnog obrazovanja.
U skladu sa zahtjevima reforme školstva, proširen je raspon demonstracionih eksperimenata (projektovanje hromatografskih eksperimenata na ekran i sl.) i učeničkih eksperimenata (elektroliza, proizvodnja ozona itd.).
Zahtjevi naučnog i tehnološkog napretka - podići eksperiment kao osnovu za izučavanje hemije na viši nivo, osigurati njegovu jasnoću, dokazanost, pouzdanost, sigurnost, pokazati uz pomoć obrazovne opreme primjenu zakona hemije u hemijskoj tehnologiji, kao i povezanost hemije sa fizikom i biologijom - odrediti glavne pravce razvoja obrazovne opreme za školske hemijske eksperimente:
stvaranje multifunkcionalnih uređaja koji omogućavaju izvođenje nekoliko eksperimenata u jednom uređaju. Ovi uređaji uključuju standardizirane jedinice i dijelove (module), koji studentima nastavniku pružaju mogućnost brze i povoljne instalacije. neophodna podešavanja za demonstracije i samostalan rad učenika;
izrada novih električnih uređaja: specijalizirani niskoinercijski grijači; automatski i pomoćni uređaji(Za prisilna ventilacija, regulacija osvjetljenja, zasjenjenja itd.);
optimalna minijaturizacija nastavne opreme, koja osigurava uštedu u materijalu i omogućava učenicima da racionalno obavljaju samostalan rad sa malim količinama supstanci;
korištenje elektronske tehnologije za snimanje ne samo kvalitativnih, već i kvantitativnih rezultata eksperimenata;
stvaranje instrumenata i instalacija za interdisciplinarno povezivanje hemije i fizike i biologije;
upotreba novih strukturnih materijala i tehnologija u proizvodnji obrazovne opreme: germanijumski poluprovodnici, merači napona koji pretvaraju pritisak gasa u električni signal, plastika, stakleni delovi sa zakrivljenom površinom, au budućnosti - tečni kristali, materijali od optičkih vlakana;
izvođenje školskog hemijskog eksperimenta zasnovanog na tipičnoj standardnoj opremi koja osigurava racionalnu kompatibilnost pojedinačni dijelovi i jedinice, kompleti općenito i mogućnost brzog i ispravna instalacija razne opcije za instrumente i instalacije u školskoj učionici hemije.
U ovom priručniku autori se uglavnom fokusiraju na korištenje nove i modernizirane opreme, koja omogućava poboljšanje tehnike i metodologije školskih kemijskih eksperimenata.

KONSTITUIRANJE DEMONSTRACIJSKIH EKSPERIMENTA

OPREMA ZA DEMONSTRACIONE EKSPERIMENTE
Tipične komponente i dijelovi, setovi pribora i pribora za ugradnju uređaja i instalacija
U školskoj praksi za izvođenje hemijskog demonstracionog eksperimenta koristi se različito hemijsko laboratorijsko staklo i laboratorijski pribor (staklene i gumene cevi, slavine, vijčane i opružne stege, vatrostalne brtve, trouglovi za lončiće itd.). Ova oprema se koristi za izvođenje jednostavnih i složenijih eksperimenata u uređajima i instalacijama. Prva grupa eksperimenata uključuje: odvajanje mješavine supstanci; interakcija vode sa oksidima fosfora i kalcija i ispitivanje nastalih hidroksida indikatorima; sublimacija joda; reakcije razmjene (proizvodnja nerastvorljivih hidroksida i proučavanje njihovih svojstava, taloženje soli, itd.); omjer zasićenih ugljovodonika i rastvora kalijum permanganata, lužina, kiselina; interakcija glicerola s natrijem; rastvorljivost fenola u vodi pri normalnoj temperaturi i kada se zagreje; omjer stearinske i oleinske kiseline prema bromnoj vodi i otopini kalijevog permanganata i neki drugi eksperimenti. Za njihovo postavljanje koriste se tikvice, čaše, cilindri sa pločama, demonstracijske epruvete kapaciteta 50 ml (tip PH-21), lončići, posude za isparavanje itd.
Tehnika rada sa ovom opremom je jednostavna i dobro poznata profesoru hemije, te je stoga autori ne otkrivaju.
Druga grupa demonstracionih eksperimenata (oko 40) zahteva upotrebu, uz hemijsko stakleno posuđe i laboratorijske potrepštine, i posebne delove i sklopove, koje obično postavlja sam nastavnik (laborant), ako škola nema posebne komplete industrijska proizvodnja.
Priprema takvih dijelova i sklopova u obliku kompleta za različite namjene, njihovo racionalno postavljanje u učionici hemije neophodni su uvjeti za uspješnu provedbu eksperimenata različite složenosti.
Tipične komponente obrazovnih instrumenata i instalacija uključuju različite reaktore, uređaje za prijenos produkta reakcije (čepovi sa cijevima, spojnice, nastavci, konusi, itd.) i prijemnike. Nešto rjeđe se koriste posude za čišćenje, sušenje plinova, frižideri, Buchnerov lijevak i Bunsenova tikva za filtriranje pod vakuumom (slika 1).
Reaktori. Među reaktorima najzastupljenija su dva tipa: prvi tip je reaktor u obliku raznih tikvica (boce sa okruglim dnom, tikvice sa nastavkom - Wurtz tikvice itd.); drugi tip je reaktor u obliku cijevi smještene vodoravno ili okomito (vidi letvicu I).
U složenim instalacijama ponekad se koriste oba tipa reaktora.
Flyleaf I predstavlja reaktore u obliku raznih tikvica sa najčešće korišćenim komponentama: čepom sa cevima, levkom, termometrom. U uređajima sastavljenim od odgovarajućih delova moguće je izvesti niz demonstracionih eksperimenata sa proizvodnjom gasova ili isparljivih materija: proizvodnja hlora, hlorovodonika, amonijaka, sumpor-oksida (IV), acetilena karbidnom metodom, nitriranje benzena, itd. (vidi letnji list P).
Izbor tikvice reaktora određen je prirodom demonstracionog eksperimenta. U pravilu se koriste tikvice s okruglim dnom (zapremnine 200 - 250 ml) jer su izdržljivije i mogu izdržati lagano zagrijavanje direktno iz plamena gorionika. Za mnoge eksperimente (destilacija tečnosti, proizvodnja gasova itd.) pogodne su tikvice sa nastavkom (Wurtz tikvice). Boce moraju biti dobro zatvorene gumenim čepovima ili čepovima sa potrebnim dijelovima.
Lijevak za ispuštanje sa čepom (endpaper G) je dio koji se najčešće koristi u proizvodnji plinova. Često, da bi se izjednačio pritisak unutar tikvice i atmosferski pritisak, kraj levka je uronjen u malu epruvetu koja se nalazi na dnu tikvice reaktora. Međutim, najpogodnija za upotrebu je reaktorska tikvica, opremljena sfernim lijevkom s cijevi za izlaz plina (završni papir I): U tikvici s dva vrata koristi se industrijski proizveden lijevak za rad sa štetnim tvarima (tip VVRV) ( završni papir I) Prisustvo tankog presjeka, nažalost, ograničava njegovu primjenu, budući da se lijevak u škole isporučuje u kompletu sa bocom koja ima isti mljevenje.
U nekim slučajevima - (za destilaciju tečnosti) potreban je termometar umetnut u čep (završni papir I). Čep spojen malom epruvetom kroz staklene i gumene cijevi pogodan je za unošenje malih količina praškastih tvari u tikvicu reaktora.
* Koristeći električnu spiralu, možete izvesti niz eksperimenata u tikvicama, na primjer, termičko razlaganje drva, treseta, uljnih škriljaca, ugalj, naftni derivati.
Kao reaktor mogu se koristiti i razne vrste cijevi v (vidi letvicu I): ravne, kalcijum hlorid (sa kuglom i u obliku luka), ravne reakcijske cijevi dužine 200 mm i prečnika 15 - 20 mm ( za neke eksperimente su potrebne duže cijevi - 400 mm sa 25 mm u prečniku) od otpornog na toplinu ili kvarcnog stakla, kao i željeza (ravne i zakrivljene pod pravim uglom) i porculana.
Brojni eksperimenti se mogu izvesti u običnim staklenim cijevima (cijevasti reaktori) korištenjem zagrijavanja otvorenim plamenom. Oni provode, na primjer; demonstriranje razgradnje bazičnog bakrenog karbonata; redukcija bakar (II) oksida vodonikom; katalitička oksidacija sumpor-oksida (IV) do sumpor-oksida i amonijaka do azot-oksida (II); kvantitativni eksperiment: određivanje mase sumporovog (IV) oksida nastalog tokom sagorevanja određene mase sumpora povećanjem mase natrijum hidroksida koji je apsorbovao nastali produkt reakcije.
Cjevasti reaktori su u pravilu potrebni za eksperimente na visokim temperaturama, za reakcije u struji (gas, tekućina).
Nije moguće koristiti u svim slučajevima plinski gorionici; Stoga se dugo koriste električni grijači, čiji je opis dat u priručnicima za kemijske eksperimente.
Često se preporučuje korištenje azbesta za izradu kućnih peći s električnim grijanjem cijevi. Međutim, nedavno je zabranjena njegova upotreba u školskim učionicama hemije. Električno grijanje pomoću spirale.Može se koristiti bez azbesta. Neki eksperimenti se izvode u električno grijanim staklenim cijevima (oksidacija sumpor-oksida (IV) do sumpor-oksida (VI) u prisustvu čvrstog katalizatora, sinteza amonijaka, katalitička oksidacija amonijaka).
Električna spirala se može koristiti i na drugi način. Cijev kroz koju se provlači električna spirala (završni papir L) ispunjena je katalizatorom. U takvom reaktoru, amonijak se oksidira u dušikove okside, u prisustvu istog katalizatora - krom (III) oksida.
Na keramičkom nosaču u istom reaktoru, sumporov oksid (IV) se može oksidirati u sumporov oksid (VI).
Reaktori bi također trebali uključivati ​​posebne uređaje za sagorijevanje plinova jedan u drugom. Posjeduju univerzalni industrijski plamenik.
Uređaji za prijenos i sakupljanje produkta reakcije. Za brzu i pouzdanu montažu i demontažu uređaja koriste se spojni elementi u obliku prijelaza, krivina, spojnica, dužina, zatvarača i priključaka. Od ograničenog broja takvih dijelova, posebno kada imaju podloge, može se sastaviti čitav niz uređaja. Najčešći su izmjenjivi konusni spojevi. Konusi se mogu napraviti ne debeli metodama mljevenja, već i vrućom kalibracijom - savijanjem. Tako se pravi razlika između čunjeva s brušenom površinom (KS) i čunjeva s nepoliranom površinom (KN). Savijeni proizvodi imaju niz prednosti u odnosu na mljevene: veću mehaničku čvrstoću, ne zaglavljuju se i lako se odvajaju, manje se prljaju, mogu raditi i bez podmazivanja i transparentni su.
Za čišćenje i sušenje gasova koriste se razne boce za pranje (videti list I). Pune se tekućinom (najčešće se koriste koncentrirana sumporna kiselina i rastvor alkalija) sa čvrstim (natrijum i kalcijum hidroksidi, kalcijum hlorid) apsorberima.
Za čvrste apsorbere koriste se i cijevi od kalcijum hlorida sa kuglom i apsorpcionim stubovima. Potonji mogu biti prijemnici produkta reakcije, na primjer, klorovodika i sintetičke klorovodične kiseline. Kao prijemnici mogu se koristiti i razne hemijske posude: epruvete, tikvice, čaše.
Ovako se koriste flaše za tečne perače (Dreksel, dvogrli i trogrli Wulf). isto kao i sigurnosne posude za vakuum filtraciju. Da biste izvršili ovu operaciju, morate imati tikvicu debelih stijenki s nastavkom (Bunsen) i porculanski lijevak s rupama (Buchner).
Tipične jedinice za sakupljanje plinova i njihovo otapanje prikazane su na listiću II.
Trenutno su svi tipični dijelovi i sklopovi za ugradnju različitih instrumenata i instalacija uključeni u posebne setove koje proizvodi industrija: set hemijskog laboratorijskog staklenog posuđa i pribora za demonstracione eksperimente iz hemije (NPH) za nepotpune i potpune srednje škole i set dijelovi i sklopovi za ugradnju uređaja koji ilustriraju hemijska proizvodnja(NDHP-M).
Ovi kompleti obuhvataju više od 50 različitih delova koji obezbeđuju ugradnju ne samo tradicionalnih, već i specijalnih instrumenata i instalacija za izvođenje svih demonstracionih hemijskih eksperimenata na kursevima hemije u nižim i višim srednjim školama.

Specijalizovani instrumenti, uređaji, instalacije
Za izvođenje određenih demonstracijskih eksperimenata koriste se specijalizirani instrumenti, uređaji i instalacije. Po pravilu, to su stacionarni instrumenti: aparat za proizvodnju gasova (Kippa), gasometar, instrument za elektrolizu, uređaj za dokazivanje zavisnosti brzine hemijskih reakcija od uslova itd.
Instalacije se sklapaju od instrumenata, delova i sklopova kompleta i setova industrijske proizvodnje (setovi za eksperimente sa električnom strujom, setovi za projektovanje eksperimenata na platno i dr.).
1. Uređaji za demonstriranje eksperimenata sa supstancama štetnim po zdravlje bez ispušnih uređaja.U školskom kursu hemije postoje brojni eksperimenti na proučavanju svojstava isparljivih materija štetnih po zdravlje (hlor, brom, hlorovodonik, sumporovodik, azotni oksidi, amonijak, ugljen monoksid (I), neke organske supstance).
Obično se preporučuje da se ove supstance dobiju i upoznaju sa njihovim svojstvima koristeći jodnu trakciju. Udaljenost dimovoda od radnih mjesta učenika i prisustvo odsjaja na ostakljenoj površini kabineta umanjuju vidljivost demonstracija, ali osiguravaju njihovu sigurnost.
Jedan od pravaca za poboljšanje takvih demonstracija bilo je stvaranje uređaja zatvorenih na apsorber. Korištenjem ovih uređaja postiže se jasnoća, pouzdanost, sigurnost, pristupačnost i jednostavnost demonstracionog eksperimenta.
U vezi sa novom tehnologijom izrade staklenih delova i jedinica sa zakrivljenim površinama, postalo je moguće realizovati sve navedene zahteve, uključujući i ideju vertikalne ugradnje obrazovnih instrumenata iz hemije.
Treba napomenuti da se čini da su instrumenti i uređaji koji čine sistem zatvoren na apsorberu složeniji u odnosu na konvencionalne uređaje zbog uvođenja novih dizajnerskih detalja, ali sa metodološke tačke gledišta to je preporučljivo.
Broj novih strukturni elementi male, a mogu se koristiti u mnogim uređajima za provođenje reakcija s isparljivim tvarima.

KRAJ KNJIGA PARAGMEHTA

Da bi uspješno predavao hemiju, nastavnik mora savladati školski hemijski eksperiment, usljed kojeg učenici stiču potrebna znanja i vještine. Školski hemijski eksperiment se može podijeliti na demonstracijski eksperiment, kada eksperiment pokazuje nastavnik, i učenički eksperiment, koji izvode učenici. Zauzvrat, studentski eksperiment je podijeljen u dvije vrste:

• laboratorijski eksperimenti koje izvode studenti u procesu sticanja novih znanja;
• praktičan rad koji studenti rade nakon završene jedne ili dvije teme

U velikom broju slučajeva, praktičan rad se izvodi u obliku eksperimentalnog rješavanja problema, u srednjoj školi - u obliku radionice, kada se, nakon završenog niza tema, izvodi praktični rad u nekoliko časova.

Razvoj kognitivnih interesa učenika u procesu učenja je od velike važnosti za sve akademski predmet. Studij hemije ima svoje karakteristike koje je važno da nastavnici imaju na umu. Prije svega, to se odnosi na korištenje obrazovnih hemijskih eksperimenata, koji se u raznim oblicima široko koriste u školama. Eksperiment zahtijeva dosta vremena od nastavnika da se pripremi i provede. Samo u ovom slučaju može se postići očekivani pedagoški efekat. U ovom slučaju potrebno je voditi računa kako o svom radnom iskustvu, tako io iskustvu drugih nastavnika, poznatim iz literature i lične komunikacije. Ako nastavnik tečno govori hemijski eksperiment i koristi ga da pomogne učenicima da steknu znanja i vještine, onda učenici sa zanimanjem uče hemiju. U nedostatku hemijskog eksperimenta na časovima hemije, znanje učenika može dobiti formalnu konotaciju – interesovanje za predmet naglo opada.

Nastavnik hemije treba da ovlada ne samo tehnikom i metodologijom demonstracionih eksperimenata, već i učeničkim eksperimentima. Ponekad najbolje stvari možda neće uspjeti jednostavni eksperimenti kada se ne poštuje potrebna koncentracija reaktanata u rastvorima ili se ne uzimaju u obzir uslovi za sprovođenje hemijskih reakcija. Zato je potrebno detaljno proučiti jednostavne eksperimente u epruvetama kako bi se usmjeravalo izvođenje učeničkih eksperimenata u učionici i pružila pomoć učenicima.

U posljednje vrijeme sve češće se studentski eksperimenti izvode ili radom s malom količinom reagensa u malim tikvicama i epruvetama, ili polu-mikro metodom, kada se eksperimenti izvode u ćelijama za analizu kapljica, uzimaju se otopine pipetom u nekoliko kapi. Ako uzmete spajalicu i spustite njen kraj u ćeliju s otopinom bakrenog klorida (11), onda će nakon nekoliko sekundi spajalica biti prekrivena svijetlim slojem bakra. Polumikrometoda štedi ne samo vrijeme nastavnika i učenika, već i materijalna sredstva – skupe reagense, materijale i pribor.

Demonstracioni eksperimenti su najčešći tip školskog hemijskog eksperimenta koji ima snažan uticaj na proces sticanja znanja iz hemije. Prilikom demonstriranja eksperimenata na učenike posebno utiču sljedeća tri aspekta eksperimenta:

1. Direktan uticaj same hemijske reakcije.

Ako poredimo po važnosti faktore koji utiču na učenike tokom demonstracije eksperimenata, onda će prije svega na njih uticati svjetlosni stimulus (bljeskovi, sagorijevanje, boja polaznih i rezultirajućih supstanci). Od velike važnosti su različiti mirisi karakteristični za supstance koje se demonstriraju i formiraju.

tokom eksperimenta. Mogu biti prijatne i neprijatne, jake i slabe. U slučajevima kada su supstance otrovne i štetne po zdravlje, pokusi se izvode pod propuhom ili apsorpcijom ovih supstanci. Treće mjesto će zauzeti slušni stimulansi: jake eksplozije ili lagani zvuci koji se javljaju prilikom bljeska raznih supstanci. Učenici obično mnogo vole zvučne signale. Nažalost, oni nisu uvijek praćeni željenim pedagoškim efektom.

Motorni procesi (kretanje tečnih i čvrstih materija, preuređivanje delova prilikom sklapanja uređaja) imaju značajan uticaj na učenike. Na primjer, učenici sa zanimanjem posmatraju mjehuriće plinskih mjehurića u tekućini i kretanje obojenih otopina. Ako su procesi koji se dešavaju tokom demonstracije slabo uočljivi ili slabo percipirani osjetilima, tada se demonstracije reproduciraju pomoću različitih uređaja. Tako se slabo vidljive hemijske reakcije projektuju na ekran pomoću grafičkog projektora, kompjutera, multimedije, interaktivne table ili videa. Ponekad je preporučljivo kombinirati demonstracije - jasno vidljive operacije su prikazane u staklenom posuđu, a pojedinačni, slabo vidljivi detalji se projektuju na ekran.

2. Riječ i djela nastavnika.

Poznato je da se demonstracije gotovo nikada ne izvode u tišini. Nastavnik vodi opažanje učenika i usmjerava njihove misli u zavisnosti od svrhe demonstracije. Priroda ovog priručnika najčešće rezultira drugačijim pedagoškim efektom demonstracije.

Značajne su i radnje nastavnika: sastavljanje uređaja, dodavanje rastvora, mešanje supstanci, gestikulacija itd.

Često ove radnje imaju veliki uticaj na učenike, a oni ih ponekad uzimaju kao glavni, primarni znak, detaljno ukazujući u svojim bilješkama kako nastavnik dodaje otopine i miješa supstance.

3. Razna vizuelna pomagala (crteži i dijagrami nastavnika, formule i hemijske jednačine, modeli itd.)

Svi oni pomažu učenicima da pravilno percipiraju i shvate hemijski eksperiment, naglašavaju slabo vidljive detalje i doprinose ispravnom otkrivanju hemije demonstracija.

Kako ova tri aspekta demonstracionog eksperimenta utiču na učenike? Pokazane hemijske reakcije imaju bitne i nebitne karakteristike. Bitna karakteristika je ona bez koje je nemoguće ispravno percipirati hemijski proces. Na primjer, kada se demonstrira interakcija natrijuma s vodom, bitne karakteristike su evolucija vodonika i stvaranje alkalija. Nebitne karakteristike dopunjuju ukupnu sliku demonstracije i čine je potpunijom. U gornjem primjeru, beznačajna karakteristika je kretanje komada natrijuma duž površine vode.

Kada se posmatraju bitni i nebitni atributi, učenici su pod uticajem jakih i slabih nadražaja koji nastaju kao rezultat hemijske reakcije. Ponekad im snažno uzbuđenje koje učenici dobiju od djelovanja snažnog stimulansa omogućava da „zasjene“ slabe komponente povezane sa suštinskom stranom demonstracije iskustva. Dakle, u gornjem primjeru demonstriranja interakcije alkalnog metala s vodom, na učenike veliki utjecaj ima jak stimulans povezan s beznačajnom osobinom – kretanjem metala po površini vode, te stvaranjem alkalija i vodonika. ostaje bez mnogo pažnje. Prilikom demonstracije ozonizatora, učenici dobijaju najživlji utisak o buci indukcijske zavojnice koja zamagljuje suštinu hemijskog procesa – formiranje ozona. Kada eksplozivna smeša (vodonik i kiseonik) eksplodira u limenci, najglasnija eksplozija (neznatan znak) ostavlja najjači utisak na učenike, a glavna – stvaranje vode – prolazi mimo pažnje učenika, iako nastavnik ih obavještava o tome. Poznato je da se za prepoznavanje kiselina i alkalija koriste različiti indikatori (lakmus, fenolftalein i dr.), koji ukazuju na dodatna svojstva ovih supstanci. Prilikom demonstriranja indikatora, kako je utvrdio D.M. Kiryušin [3], kao rezultat pogrešne kombinacije riječi i radnji nastavnika, učenici ukazuju na promjenu boje kiselina i lužina, a ne samih indikatora.

Šta učiniti u slučajevima kada učenici prilikom demonstriranja eksperimenta zamijene nevažne dodatne karakteristike za bitne, glavne? Psiholozi napominju da je za sprječavanje učenika od pogrešnih percepcija ili njihovo mijenjanje potrebno koristiti različite verbalne upute nastavnika. Moraju se razlikovati dvije glavne vrste instrukcija. Učenicima možete tačno naznačiti na koje karakteristike predmeta treba da obrate pažnju (pozitivne upute), a možete naznačiti na koje karakteristike ne bi trebali obratiti pažnju (negativne upute). U nastavi hemije, kada učenici percipiraju blistave bljeskove i snažne eksplozije kao glavni znak reakcije, nije dovoljno koristiti samo verbalna uputstva, već je potrebno koristiti različita vizuelna pomagala, na primjer, crteže u boji i dijagrame u kombinaciji sa učiteljeva riječ.

Prilikom demonstracije interakcije alkalnih metala sa vodom, pažnju učenika treba skrenuti na činjenicu da ovdje nastaju alkalije i vodonik. Ne treba zanemariti kretanje komada metala na površini vode. Preporučljivo je da nastavnik postavi učenicima sljedeća pitanja: zašto se kreće? Da nije ispušten vodonik, da li bi se ovaj fenomen primijetio? Da bi se istakla druga bitna karakteristika ove hemijske reakcije – stvaranje alkalije, pažnju učenika skreće se na promenu boje rastvora fenolftaleina.

Važno pitanje u demonstraciji hemije je broj eksperimenata koje nastavnik demonstrira na lekciji. V.N. Verkhovsky je ukazao na opasnost od preopterećenja lekcija demonstracionim hemijskim eksperimentima. Veliki broj eksperimenata remeti jasnoću i jasnoću usvajanja gradiva od strane učenika, nepotrebni eksperimenti odvlače njihovu pažnju. Još lošiji rezultati se dobijaju ako nastavnik pokaže nedovoljan broj iskustava na osnovu kojih izvodi teorijske zaključke. Ako učenicima pokažete samo interakciju gvožđa i cinka sa kiselinom, onda prave grešku koju je teško ispraviti čak i u srednjoj školi: za proizvodnju vodonika učenici nude azotnu kiselinu i cink.

Koliko eksperimenata treba demonstrirati na času? U svakom pojedinačnom slučaju, nastavnik treba da razmisli o ovom pitanju, vodeći se činjenicom da njihov broj treba da bude optimalan. Učenicima je potrebno pokazati sve bitne aspekte demonstriranog procesa uz ekonomično trošenje vremena tokom časa, kako bi kao rezultat dobili svjesno i trajno znanje, ne zaboravljajući da hemijski eksperiment ima veliki utjecaj na svijest, ponekad i jači. nego učiteljeva reč.

Kognitivni interes učenika nastaje u procesu fascinantne priče nastavnika, na primjer, o situaciji u kojoj se jednom našao. Priča kod djece izaziva pozitivne emocije, bez kojih je, po mišljenju psihologa, nemoguće plodno učenje. Treba imati na umu da je uvijek potrebno govoriti istinu (čak i ako je to neugodno za samog nastavnika), budući da učenici ne tolerišu laž. Životna interpretacija hemijskog eksperimenta pokazala se najuvjerljivijom. Pogotovo u slučajevima kada eksperiment nije siguran.

Dok sam proučavao bijeli fosfor, prisjetio sam se jednog događaja iz studentskog života kada je u hemijskoj laboratoriji studentica koja je sjedila pored mene uzela rukom komadić bijelog fosfora koji je momentalno planuo. Učenica je bila zbunjena i dlanom je protrljala zapaljeni fosfor preko ogrtača, koji je takođe planuo. Vatra je ugašena, ali fosfor je jako opekao kožu šake i, prodrevši u tijelo, izazvao njeno trovanje.

Pripremajući mešavinu bertolet soli sa crvenim fosforom za demonstraciju na večeri hemije, snažno sam pritisnuo grudvicu bertolet soli, došlo je do izbijanja - obrve, trepavice, deo kose su bili pečeni, zapaljeni fosfor mi je došao na ruke i izazvao opekotine koje nisu zacijelile dugo vremena.

Laborant na Katedri za neorgansku hemiju bacio je preostale reagense, uključujući metalni kalijum, u sudoper - došlo je do eksplozije i keramička sudopera se rasprsnula u komade.

Koleginica iz susjedne škole mi je rekla da kada je radila eksperiment interakcije natrijuma s vodom ne u čaši, ne u kristalizatoru, već u epruveti - ona je pukla u njenim rukama od eksplozije detonirajućeg plina.

Budući da je prijem ličnog iskustva nastavnika ograničen, istorijsko iskustvo naučnika hemičara treba koristiti šire, ne samo na osnovu njihovih dostignuća, već i bez ćutanja o greškama. Zahvaljujući tome, studenti će shvatiti da razvoj hemijske nauke ne ide glatkim, utabanim putem. Obično je ovo težak put borbe između mišljenja i dokaza.

Dakle, demonstracioni eksperiment iz hemije mora biti izveden na način da emotivno utiče na učenika i da doprinese razvoju njihovog interesovanja za izučavanje hemije.

Kao što je A. Einstein rekao: “Prekrasan eksperiment sam po sebi je često mnogo vrijedniji od dvadeset formula dobijenih u retorti apstraktne misli.”

Književnost

1. Polosin V.S., Prokopenko V.G. Radionica o metodici nastave hemije - M.: Obrazovanje, 1989.
2. Polosin V.S. Školski eksperiment iz neorganske hemije - M.: Prosveta, 1970.
3. Kirjuškin D.M. Iskustvo u istraživanju interakcije reči i vizuelnog u nastavi - M.: Izdavačka kuća APN, 1980.
4. Homchenko G.P., Platonov F.P., Chertkov I.N. Demonstracioni eksperiment u hemiji - M.: Prosveta, 1978.
5. Verkhovsky V.N., Smirnov A.D. Tehnika hemijskog eksperimenta u školi - M.: Obrazovanje, 1975.
6. Moshchansky V.N. O pedagoškim idejama Alberta Ajnštajna (na 100. godišnjicu njegovog rođenja) - Sovjetska pedagogija, 1979, br. 10

Olga škola

Pavlodarski okrug

Izvještaj

“Hemijski eksperiment kao jedan od aktivnih oblika učenja na nastavi hemije”

(avgustovska konferencija nastavnika)

nastavnik hemije i biologije: Pavina O.A.

2014-2015 akademske godine

Sadržaj:

Uvod

Korištenje učeničkih eksperimenta u nastavi hemije

1.1 . Supstance za upotrebu u domaćinstvu predložene za organizovanje hemijskog eksperimenta

1.2 . .

1.3 . Primjena u

2. Zaključak.

3. Književnost.

Uvod.

Danas se u našim seoskim školama ne poklanja dovoljna pažnja izvođenju hemijskih eksperimenata, jer nema svaka škola reagense za izvođenje eksperimenata. Stoga studenti često imaju samo formalno razumijevanje hemijskih objekata, ponekad nemaju pojma o pravim zadacima sa kojima se suočava hemijsko znanje, o metodama hemijskog istraživanja. Kao rezultat toga, neki školarci koji imaju potencijalnu sklonost da rade u prirodnim naukama dobijaju nepotpunu, jednostranu predstavu o tome u svojoj školi.

Rastu doprinosi široka popularizacija hemijskog znanja pozitivan stav predmetu i poboljšanju kvaliteta znanja učenika.

Većina ponuđenih eksperimenata ne zahtijeva posebnu opremu i reagense, tako da se mogu izvesti u bilo kojoj školi, pa čak i kod kuće. Eksperimenti se mogu prikazati direktno u nastavi ili koristiti u vannastavnim aktivnostima iz hemije.

1. Korištenje učeničkih eksperimenta u nastavi hemije

Učenički eksperiment je vrsta samostalnog rada. Školski nastavni plan i program hemije propisuje koji eksperimentalni rad mora biti izveden.

Eksperiment ne samo da obogaćuje učenike novim pojmovima, vještinama i sposobnostima, već je i način da se provjeri istinitost stečenog znanja, doprinosi dubljem razumijevanju gradiva i usvajanju znanja. Omogućava potpuniju vezu sa životom, sa budućim praktičnim aktivnostima učenika.

Studentski eksperiment je podijeljen na laboratorijske eksperimente i praktične vježbe. Razlikuju se po didaktičkoj namjeni. Svrha laboratorijskih eksperimenata je sticanje novih znanja i proučavanje novog materijala. Praktična nastava se obično održava na kraju izučavanja neke teme i služi za konsolidaciju i usavršavanje, konkretizaciju znanja, razvijanje praktičnih vještina i unapređenje postojećih vještina i sposobnosti učenika.

Implementacija studentskog eksperimenta sa stanovišta procesa učenja trebala bi se odvijati u sljedećim fazama:

Svijest o svrsi iskustva;

Proučavanje tvari;

Montaža ili upotreba gotovog uređaja;

Izvođenje iskustva;

Analiza rezultata i zaključaka;

Objašnjavanje dobijenih rezultata i sastavljanje hemijskih jednačina;

Sastavljanje izvještaja.

Učenik mora razumjeti zašto radi eksperiment i šta mora učiniti da riješi problem koji mu se postavi. Proučava supstance organoleptički ili pomoću instrumenata ili indikatora, ispituje dijelove uređaja ili samog uređaja. Za izvođenje eksperimenta potrebno je ovladavanje tehnikama i manipulacijama, sposobnost uočavanja i uočavanja karakteristika procesa, te razlikovanja važnih promjena od nebitnih.

Nakon analize rada, koji student mora da uradi samostalno, donosi zaključak na osnovu odgovarajućeg teorijski koncept. Ne treba potcjenjivati ​​ulogu izvještaja koji učenici pišu odmah nakon završetka eksperimenta. Podučava koncizno i ​​precizno formulisanje misli, pravilno snimanje.

1.1 Supstance za domaćinstvo koje se nude za organizaciju eksperimenta kućne hemije

Naziv supstance

Hemijski naziv

Namjene u domaćinstvu

Gdje mogu kupiti

Kancelarijsko silikatno ljepilo

Natrijum silikatN / A 2 SiO 4

Lepljenje papira i kartona

Dopisnica

Kuhinjska so

Natrijum hloridaNaCl

Jelo, konzerviranje

Prodavnice hrane

Bakar sulfat

Bakar sulfat pentahidratCuSO 4 *5 H 2 O

Dezinfekcija, kontrola štetočina i bolesti biljaka

Vrtlarske radnje

Natrijum nitrat

Natrijum nitrat

NaNO 3

Azotno đubrivo

Vrtlarske radnje

Kalijev nitrat

Kalijev nitrat

KNO 3

Azot i potašno đubrivo

Vrtlarske radnje

Amonijum nitrat

Amonijum nitrat

N.H. 4 NO 3

Koncentrovano azotno đubrivo

Vrtlarske radnje

Amonijum sulfat

Amonijum sulfat

(NH 4 ) 2 SO 4

Azotno đubrivo

Vrtlarske radnje

Kalcijum nitrat

Kalcijum nitrat

Ca(BR 3 ) 2

Azotno đubrivo

Vrtlarske radnje

Urea

Urea, karbamid

(NH 2 ) 2 CO

Azotno đubrivo

Vrtlarske radnje

10.

Gašeno vapno, pahuljice

Kalcijum hidroksidCa(OH) 2

Sredstvo za izbjeljivanje, komponenta minobacači

11.

Živi kreč, kipuća voda

Kalcijum oksidCaO

Sredstva za krečenje, dezinfekciju, sastavni deo maltera

Građevinske radnje i pijace

12.

Gips, alabaster

Kalcijum sulfat dihidrat ili hemihidratCaSO 4 *2 H 2 O, CaSO 4 *0,5 H 2 O

Kompozicija za pričvršćivanje ili njena komponenta

Građevinske radnje i pijace

13.

Kreda

Kalcijum karbonatCaCO 3

Za obrazovne potrebe ili kao dio krečenja

Konfekcija

14.

Trinatrijum fosfat

Tehnički natrijum fosfatN / A 3 P.O. 4

Deterdžent i proizvod za čišćenje

15.

Pranje (soda pepela)

Bezvodni natrijum karbonatN / A 2 CO 3

Deterdžent i proizvod za čišćenje

Prodavnice sapuna, deterdženata i kućanskih potrepština

16.

Tehnički boraks

Natrijum tetraboratN / A 2 B 4 O 7

Proizvod za suzbijanje kućnih insekata

gvožđara

17.

Soda bikarbona (soda za piće)

Soda bikarbonaNaHCO 3

Tečnost za pranje sudova, sredstvo za otapanje tijesta

Prodavnica. Apoteka (u obliku "Becarbon" tableta)

18.

Prašak za pecivo amonijum karbonat

Amonijum karbonat(NH 4 ) 2 CO 3

Sredstvo za dizanje beskvasnog testa

Prodavnica

19.

Sirćetna esencija

sirćetna kiselina 70-80%CH 3 COOH

Proizvod za kućno konzerviranje i mariniranje ćevapa

Prodavnica

20.

Glicerin za vanjske ili internu upotrebu

GlicerolCH 2 OH-CHOH-CH 2 OH

Kozmetičko sredstvo i sredstvo za dehidrataciju

Pharmacy

21.

Lapis

Srebrni nitratAgNO 3

Sredstvo za uklanjanje mladeža i bradavica, antiseptik

Pharmacy

22.

Kalijum permanganat, kalijum permanganat

Kalijum permanganatKMnO 4

Antiseptik

Pharmacy

23.

Epsom soli

Magnezijum sulfatMgSO 4

Laxative

Pharmacy

24.

Magnezija 25%

Dekongestiv i antihipertenzivni agens

25.

Kalcijum hlorid 10%

Kalcijum hloridCaCl 2

U obliku intravenskih injekcija - kao protuupalno i dehidrirajuće sredstvo, oralno - za alergije i kožne bolesti

Pharmacy

26.

Amonijačna voda

Amonijum hidroksidN.H. 4 OH

Za čišćenje farbanih podova, pranje veša, ublažavanje nesvestice

Željezarija (25% rastvor), apoteka (10% rastvor)

27.

Mirabilit, Glauberova so

Natrijum sulfat dekahidratN / A 2 SO 4 *10 H 2 O

Laxative

Pharmacy

28.

Borna kiselina

Borna (ortoborna) kiselinaH 3 B.O. 3

Ispiranje očiju

Pharmacy

29.

Glukoza

GlukozaC 6 H 12 O 6

U obliku 40%, 20%, 10%, 5% rastvora za injekcije, u suvom obliku za oralnu upotrebu

Pharmacy

30.

Prašak za izbjeljivanje

Kalcijum hipohloritCa(ClO) 2

Za grubu dezinfekciju

Apoteka, prodavnica sapuna i sredstava za čišćenje

31.

Sredstvo za izbjeljivanje "Whiteness"

Mješavina natrijum hlorida i hipohloritaNaCl + NaClO

Za pranje, čišćenje, izbjeljivanje, dezinfekciju

Prodavnica sapuna i sredstava za čišćenje

32.

Suvo gorivo

Tehnički urotropin (heksametilentetraamin)

Za proizvodnju plamena u laboratoriji i terenski uslovi

Trgovina ili market

33.

Heksamin 40% rastvor

heksametilentetraamin (heksametilentetraamin)

Osmotski diuretik

Pharmacy

34.

Parafin

Viši alifatski ugljikovodici (na primjer, C 35 N 72 )

Parafinske svijeće

Trgovina ili market

35.

Želatin

Želatin, proteinska supstanca

Za pravljenje želea, želea, želea

Prodavnica

36.

Škrob

Škrob, složeni ugljikohidrat s općom formulom (C 6 N 5 O 10 ) n

Za pravljenje želea, paste, skrobnog platna

Prodavnica

37.

Fenolftalein, purgen

Fenolftalein

Ranije se koristio kao laksativ, sada - samo kao indikator u laboratorijama i zdravstvenim ustanovama.

apoteke, medicinske ustanove

38.

Etanol

EtanolC 2 H 5 OH

Za tretiranje kože prije injekcije

Pharmacy

39.

Aceton

AcetonCH 3 -CO-CH 3

Rastvarač za boje i lakove

Gvožđare i pijace

40.

Vodikov peroksid

H 2 O 2

Za liječenje rana, dezinfekciju, izbjeljivanje

Pharmacy

41.

Sumporna kiselina

H 2 SO 4

U baterijama

42.

Hlorovodonična kiselina

HCl

Za lemljenje i nagrizanje

Gvožđare i pijace

43.

Etilen glikol, antifriz

Etilen glikol, najjednostavniji dihidrični alkohol

Kao antifriz - snižava tačku smrzavanja vode

44.

Sumpor

SumporS

Dodatak hrani i tretman za kožne bolesti

Pet shopovi, veterinarske apoteke

45.

Redukovano gvožđe u prahu

IronFe

Za liječenje anemije uzrokovane nedostatkom željeza

U apoteci

46.

Alkoholna tinktura joda

JodI

Za liječenje rana

U apoteci

47.

Aluminijska folija ili prah

AluminijumAl

Folija - za pečenje ili zamatanje, prah - za izradu srebrne boje

U prehrambenim, gvožđarima, građevinskim radnjama

1.2 . Eksperimenti sa silikatnim ljepilom .

A). Morske alge (ili kohidroliza). Dodajte nekoliko kristala kancelarijskom silikatnom ljepilu bakar sulfat(ili nekoliko kapi njegovog koncentriranog vodenog rastvora). Obratite pažnju na pojavu otmjenih plavo-zelenih mrlja koje podsjećaju na morsku algu.

Suština procesa je zajednička hidroliza dvije soli: jak temelj i slaba kiselina (natrijum silikat) i slaba baza i jaka kiselina (bakar sulfat). Kada su u interakciji u vodenom rastvoru, nastaje bakar silikat, koji postoji vrlo kratko vreme i brzo se razlaže vodom na silicijumsku kiselinu i bakar hidroksid.

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

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

Slične eksperimente preporučio je D. I. Shkurko u knjizi "Smiješna hemija": međutim, autor je istakao da je moguće izvršiti interakciju silikatnog ljepila s kristalima soli bakra, željeza, kobalta, nikla, aluminija kako bi se dobiti višebojne "alge". Međutim, nemaju svi priliku pronaći soli ovih metala kod kuće.

B) Potražite kiselinu na dnu. Za eksperiment će vam trebati silikatno ljepilo i malo otopine limunske kiseline (možete koristiti razrijeđenu octenu kiselinu - u koncentraciji stolnog octa). U epruvetu sa silikatnim ljepilom dodaje se malo kiseline, a želatinasti talog silicijumske kiseline odmah će pasti na dno. Ovo je najslabija anorganska kiselina, čak i slabija od ugljene kiseline. Organske kiseline lako ga istiskuju iz silikata i, budući da je nerastvorljiv, taloži se. Ovaj talog se može rastvoriti samo dodavanjem lužine.

Jednačina reakcije:

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

IN). Nismo prijatelji sa soli (ili istoimenim katjonom). Silikatnom ljepilu dodajte nekoliko kapi zasićene otopine kuhinjske soli. Posmatrajte postepeno pojavljivanje bijelog želatinoznog taloga. Ovo je silicijska kiselina koja se oslobađa kao rezultat povećane hidrolize natrijevog silikata.

Prisutnost istoimenog kationa (natrij iz kuhinjske soli) pospješuje proces hidrolize natrijevog silikata, dovodeći ga gotovo do kraja - do stvaranja netopive silicijumske kiseline. Kao što vidimo iz jednačina za disocijaciju soli u vodenom rastvoru, istoimeni jak bazni katjon (natrijum) pomera ravnotežu procesa hidrolize udesno, odnosno prema stvaranju silicijumske kiseline.

disocijacija:

N / A 2 SiO 3 ↔ 2 N / A + + SiO 3 2-

NaCl ↔ N / A + + Cl -

Hidroliza (opća jednačina):

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

1.3 Primjena u predmeti za kućne potrebe na časovima hemije.

U obrazovnim aktivnostima, hemijski eksperiment ne samo da omogućava utvrđivanje činjenica, već služi i kao aktivno sredstvo za formiranje mnogih hemijskih pojmova. Na primjer, početno formiranje koncepta “katalizatora” zasniva se na jednostavnom hemijskom iskustvu razgradnje vodikovog peroksida u prisustvu mangan (IV) oksida.

Pet granula mangan (IV) oksida stavlja se u epruvetu sa 2 ml 10% rastvora vodikovog peroksida. Počinje intenzivno oslobađanje kisika, čije se prisustvo provjerava pomoću tinjajuće krhotine. Čim tinjajuća krhotina prestane da se pali, pažljivo iscedite tečnost iz epruvete i ponovo joj dodajte 2 ml originalnog rastvora vodikovog peroksida. Opet dokazuju prisustvo kiseonika. Eksperiment se ponavlja i treći put.

Na osnovu zapažanja učenici dolaze do zaključka da se mangan (IV) oksid ne troši tokom reakcije. Zatim samostalno formiraju definiciju koncepta "katalizatora" (tvar koja mijenja brzinu kemijske reakcije, ali se ne troši tokom njene implementacije).

Heuristička funkcija školskog hemijskog eksperimenta u razvoju obrazovnih aktivnosti povezana je, prije svega, sa uspostavljanjem novih faktora. Već na prvim časovima hemije u 8. razredu učenici se upoznaju hemikalije, proučavati njihova svojstva, njihovu primjenu u životu, naučiti puno novih stvari, naučiti objašnjavati, na primjer, u 8. razredu, dodavanjem nekoliko kapi alkalne otopine u otopinu fenolftaleina, učenik se uvjerava da se ovaj pokazatelj mijenja njegova boja pod uticajem lužine. Fenolftalein se može zamijeniti purgenom. Gornji primjer je najjednostavniji slučaj utvrđivanja činjenice na osnovu iskustva.

Za ostvarivanje ciljeva razvojnog obrazovanja od velikog su interesa zaključci zavisnosti i obrazaca u hemiji. Na primjer, prilikom proučavanja brzine kemijske reakcije potrebno je nastavni proces organizirati na način da učenici sami utvrde ovisnost brzine reakcije od koncentracije tvari koje reagiraju. U tu svrhu, od njih se može tražiti da reaguju rastvor kalijum jodida sa rastvorom vodikovog peroksida u prisustvu škroba.

3% otopina vodikovog peroksida se sipa u tri epruvete koje sadrže otopinu kalijevog jodida sa škrobom: u prvoj epruveti - s prvobitnom koncentracijom, u drugoj - razrijeđenom dva puta, au trećoj - 4 puta. Pomoću sata bilježi se završetak reakcije: u drugoj epruveti reakcija teče 2 puta sporije nego u prvoj, au trećoj - 4 puta.

Na osnovu svog iskustva studenti dolaze do zaključka da je brzina reakcije direktno proporcionalna koncentraciji supstanci koje reaguju.

Prilikom proučavanja reakcija ionske izmjene, limunska kiselina i octena kiselina mogu se koristiti za dobivanje reakcije s taloženjem.U epruvetu sa silikatnim ljepilom dodaje se malo kiseline, a želatinasti talog silicijumske kiseline odmah će pasti na dno. Ovo je najslabija anorganska kiselina, čak i slabija od ugljene kiseline. Organske kiseline lako ga istiskuju iz silikata i, budući da je nerastvorljiv, taloži se. Ovaj talog se može rastvoriti samo dodavanjem lužine.

Jednačina reakcije:

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

Reakcija koja razvija plin se postiže korištenjem kalcijum karbonata (krede) i otopine octene kiseline.

2. Zaključak .

Hemijski eksperiment služi kao izvor znanja, sredstvo za konsolidaciju znanja i vještina, te metoda praćenja usvajanja nastavnog materijala i razvoja vještina.

Hemijski eksperiment u srednjoj školi- jedinstvena prilika da se u mišljenju učenika razviju sposobnosti da analizira, sintetizira, specificira, generalizuje i sistematizuje novi obrazovni materijal i, kao rezultat toga, formira u svijesti subjekta obrazovne i kognitivne aktivnosti skladnu strukturu hemijske slike svijet koji je shvatio.

LITERATURA

1. Nazarova T.S., Grabetsky A.A., Lavrova V.N. Hemijski eksperiment u školi. - M.: Obrazovanje, 1987.

2. Pletner Yu.V., Polosin V.S. Radionica o metodici nastave hemije. - M.: Obrazovanje, 1981.

3. Polosin V.S. Školski eksperiment iz neorganske hemije. - M.: Prosvetljenje

4. Tarasovskaya N.E., Syzdykova G.K. Vizuelna pomagala i demonstracioni materijal u nastavi prirodnih nauka na humanitarnim i tehničkim univerzitetima // Pedagoški bilten Kazahstana. – Pavlodar, 2007. – br. 2. – Str. 76-83.

Hemija u ljudskom životu

Eksperiment pokriva mnoga područja ljudska aktivnost a izražava se u kontrolisanoj promeni uslova za sprovođenje neke pojave u svrhu njenog proučavanja.

Hemijski eksperiment je važan kako u hemijskoj nauci tako i u nastavi hemije. Počeci metodologije školskog hemijskog eksperimenta bili su poznati metodolozi kao što su V.N. Verkhovsky, K.Ya. Parmenov, V.S. Polosin, L.A. Cvetkov, A.A. Grabetsky i drugi.

Hajde da okarakterišemo trojstvo funkcije hemijskog eksperimenta. Obrazovna funkcija je da učenici dobiju informacije o svojstvima supstanci, nastanku hemijskih reakcija, metodama hemijske nauke i formiranju praktičnih veština. Samo u bliskoj interakciji eksperimenta i teorije u obrazovnom procesu može se postići kvalitetna nastava hemije.

Obrazovna funkcija eksperimenta uključuje formiranje uvjerenja u objektivnost naučnog saznanja u svijetu, u mogućnost spoznaje i transformacije svijeta.

Hemijski eksperiment pospješuje razvijanje samostalnosti i povećava interes za hemiju, jer se u procesu izvođenja učenici uvjeravaju ne samo u praktični značaj takvog rada, već imaju priliku kreativno primijeniti svoja znanja.

Hemijski eksperiment razvija misaonu i mentalnu aktivnost učenika, može se smatrati kriterijem ispravnosti dobivenih rezultata i izvedenih zaključaka. Hemijski eksperiment otvara velike mogućnosti kako za kreiranje i rješavanje problemskih situacija, tako i za provjeru ispravnosti postavljene hipoteze. Tokom eksperimenta studenti ovladavaju opštim organizacijskim vještinama u planiranju i praćenju vlastitih aktivnosti. Shodno tome, eksperiment pozitivno utiče na razvoj učenika, a nastavnik ima mogućnost da kontroliše procese mišljenja, učenja i usvajanja znanja.

Heuristička funkcija hemijski eksperiment manifestuje se uspostavljanjem novih a) činjenice; b) koncepti i c) uzorci.

Korektivna funkcija hemijskog eksperimenta manifestuje se u prevazilaženje poteškoća savladavanje teorijskog gradiva i popravljanje grešaka studenti. Vrlo sat

Generalizirajuća funkcija kemijskog eksperimenta omogućava nam da razvijemo preduslove za izgradnju razne vrste empirijske generalizacije. Koristeći seriju eksperimenata, može se izvesti opći zaključak, na primjer, o pripadnosti različitih klasa tvari elektrolitima.

Istraživačka funkcija hemijskog eksperimenta najjasnije se manifestuje u učenju zasnovanom na problemu.

Vrste hemijskog eksperimenta

Postoje edukativni demonstracioni eksperiment, koju prvenstveno izvodi nastavnik na demonstracijskom stolu, i studentski eksperiment– sprovode ga studenti na svojim radnim mjestima.

Demonstracioni eksperiment provodi se uglavnom prilikom prezentovanja novog materijala kako bi se kod školaraca stvorile specifične ideje o supstancama, hemijskim pojavama i procesima, a zatim i formirali hemijski pojmovi. Omogućava vam da u kratkom vremenskom periodu donesete jasne važne zaključke ili generalizacije iz oblasti hemije, naučite kako da izvodite laboratorijske eksperimente i pojedinačne tehnike i operacije.

Demonstracijski eksperiment se izvodi u sljedećim slučajevima:

– nemoguće je obezbijediti potrebnu količinu opreme studentima na raspolaganju;

– eksperiment je složen, ne mogu ga izvesti sami školarci;

– učenici nemaju potrebnu opremu za izvođenje ovog eksperimenta;

– eksperimenti sa malim količinama supstanci ili u malom obimu ne daju željeni rezultat;

– eksperimenti su opasni (rad sa alkalnim metalima, korišćenje električne struje visokog napona i sl.);

– potrebno je povećati tempo rada na času.

Hemijski demonstracijski eksperiment se mora ispuniti slijedećih zahtjeva:

– usklađenost sa ciljevima i zadacima časa;

– vidljivost

– tehnička jednostavnost

U pravilu, u hemiji predmet proučavanja nije sam uređaj, već proces koji se u njemu odvija. Složenost uređaja i nevažni detalji eksperimenta ne bi trebali odvratiti pažnju učenika od suštine eksperimenta.

– pouzdanost: eksperiment mora teći uspješno, bez neuspjeha, za to ga unaprijed priprema nastavnik; neuspješno iskustvo demonstracije podriva autoritet nastavnika. Ako eksperiment i dalje nije uspio, morate otkriti razloge neuspjeha, eliminirati ih i pokazati iskustvo u sljedećoj lekciji.

– sigurnost

Metode za osiguranje sigurnosti eksperimenta uključuju: čistoću staklenog posuđa, preliminarnu provjeru reagensa, korištenje reagensa u određenim količinama, striktno pridržavanje uputa o tehnici eksperimenta. Ako se tokom eksperimenta očekuju jaki efekti (bljesak, glasan zvuk), onda se učenici unaprijed upozoravaju.

Učenički eksperiment obogaćuje učenike znanjem, tokom kojeg se razvijaju različite vještine i sposobnosti. Opće laboratorijske vještine uključuju: rukovanje hemijskim staklenim posuđem i instrumentima, izvođenje laboratorijskih operacija (otapanje, otapanje, filtriranje, vaganje, itd.), dobijanje supstanci, njihovo prikupljanje, prepoznavanje. Razvijaju se i organizacione vještine: planiranje eksperimenta, samokontrola, održavanje reda na radnom mjestu itd.

Glavne vrste studentskog eksperimenta su: laboratorijski eksperimenti, praktična nastava, radionice. Svi oni predstavljaju vidove samostalnog rada učenika koji podrazumevaju izvođenje hemijskih eksperimenata, a razlikuju se prvenstveno po didaktičkim zadacima.

Laboratorijski eksperimenti prvenstveno radi proučavanja novog gradiva ili njegove konsolidacije.

Praktičan rad imaju osnovni didaktički zadatak - usavršavanje i primjenu znanja i vještina, kao i njihovu kontrolu, svaki student dobija ocjenu za izvođenje praktičnog rada i izradu izvještaja.

Organizacija hemijskog eksperimenta

Nastavnik hemije mora biti sposoban planirati eksperiment na cijelu temu i za konkretan čas, metodički ga pravilno primijeniti, odabrati eksperimentalne opcije, usmjeravati kognitivnu aktivnost učenika, analizirati i vrednovati vlastite aktivnosti tokom demonstracija i aktivnosti učenika kada samostalno izvode eksperimentalni rad.

U tematskom planiranju, u skladu sa nastavnim planom i programom, utvrđuje se redoslijed demonstracija, laboratorijskih eksperimenata i praktične nastave. Znajući unaprijed vrijeme eksperimenta, nastavnik ima mogućnost da unaprijed pripremi opremu za nastavu, nastavna sredstva i sl.

Prilikom izrade nastavnih planova nastavnik treba da razmisli u kojoj fazi časa, kojim redosledom, sa kojim reagensima i instrumentima da sprovede eksperimente, odredi njihovo mesto tokom časa u zavisnosti od značaja zadataka, kao i obrazac za evidentiranje dobijenih rezultata (slika, tabela, jednadžba reakcija itd.).

Uloga nastavnika u praktičnom radu je da prati pravilno izvođenje ogleda i pravila sigurnosti, red na radnom stolu i pružanje individualno diferencirane pomoći.

Uspjeh studenata u praktičnom radu ocjenjuje se na osnovu pisanog izvještaja i rezultata zapažanja. Takvi kriterijumi mogu biti:

– bez grešaka i precizno izvođenje eksperimenata;

– pravilno bilježenje objašnjenja, zaključaka i jednačina reakcija;

– vešto rukovanje reagensima i opremom;

– kvalitet izrade izvještaja;

– poštovanje mera predostrožnosti i discipline tokom nastave.

Kvalitet i snaga stečenih vještina i sposobnosti zavise od učestalosti njihove upotrebe u praktičnom radu.

23

II. METODE I TEHNIKE NASTAVE HEMIJSKOG EKSPERIMENTA U ŠK.

2.1. Definicija koncepta obrazovnog eksperimenta,

njena klasifikacija i mjesto u nastavi hemije

Pod pojmom „puni obrazovni hemijski eksperiment“ podrazumevamo nastavno sredstvo hemije u vidu posebno organizovanih i sprovedenih eksperimenata sa supstancama (reagensima), koje nastavnik uključuje u obrazovni proces radi saznanja, provere ili dokazivanje od strane studenata hemijske činjenice, pojave ili zakona poznatog nauci, kao i da studenti ovladaju određenim metodama istraživanja u hemijskoj nauci.

Obrazovni hemijski eksperiment treba prije svega posmatrati kao didaktičko sredstvo za postizanje glavnih ciljeva učenja. Uz pomoć hemijskog eksperimenta u školi možete naučiti djecu da promatraju pojave, formiraju pojmove, proučavaju novi nastavni materijal, učvršćuju i usavršavaju znanja, formiraju i usavršavaju praktične vještine, promoviraju razvoj interesa za predmet itd.

Za razliku od drugih sredstava vizualizacije, obrazovni hemijski eksperiment ima određenu dinamiku tokom vremena, odnosno vanjska manifestacija procesa se stalno mijenja, kao rezultat eksperimenta dobivaju se nove tvari koje imaju svojstva drugačija od originalnih tvari, i sa kojima se mogu izvoditi novi eksperimenti.

Svojstva i raznolikost hemijskih pojava, a samim tim i obrazovni hemijski eksperiment, omogućavaju da se koristi u doslovno svim oblicima iu svim fazama obrazovnog procesa.

Tipično, obrazovni eksperimenti koji se izvode na nastavi hemije dijele se, ovisno o predmetu njihove realizacije, na demonstracije, laboratorijske eksperimente i praktičan rad. Demonstracijski eksperiment izvodi nastavnik ili učenik za javno gledanje svih učenika u razredu; jedan provodi eksperiment, ostali posmatraju napredak procesa. Laboratorijske eksperimente izvode, po pravilu, svi učenici u razredu u toku nastavnikovog objašnjenja. Ovi eksperimenti trebaju biti jednostavni, kratki (2-3 minute) i sigurni za izvođenje. Sve što je potrebno za laboratorijske oglede treba unaprijed pripremiti na klupama učenika. Praktični rad je eksperiment za proučavanje određene teme, koji učenici izvode pod vodstvom nastavnika tokom cijelog časa.

U principu, ova klasifikacija obrazovnog eksperimenta je prihvatljiva ne samo u odnosu na nastavu, već i za druge oblike obrazovnog procesa, kao što su izborni predmeti, radionice, izborni predmeti, hemijski klubovi i drugi oblici vannastavnog rada itd.

U zavisnosti od broja reagenasa uzetih za eksperiment i veličine hemijskog staklenog posuđa, obrazovni hemijski eksperiment se deli na makro eksperiment i mikro eksperiment, eksperiment sa malom količinom reagensa.

Mikro-eksperiment (mikrometoda) u obliku kapljičnih reakcija i mikroskopskog ispitivanja sedimenata ima široku primjenu u analitičkoj hemiji. On ima broj očigledne prednosti: proces analize je pojednostavljen; brže se postiže željeni rezultat, što je posebno važno u radu kliničkih, sanitarno-higijenskih hemijskih i tehnoloških laboratorija; Reagensi se troše manje; postiže se veća osetljivost itd.

Međutim, u školskim ustanovama korištenje mikro eksperimenata je u većini slučajeva nepraktično. Prije svega, to se odnosi na demonstracione eksperimente, čije izvođenje u obliku kapljičnih reakcija nema smisla, jer učenici neće moći promatrati ni tok reakcije ni njene rezultate. Osim toga, korištenje mikroeksperimenta pretpostavlja dostupnost dovoljnih količina (za sve studente) posebne opreme: mikropipeta, reakcionih ploča itd.

Po našem mišljenju, u praktičnoj nastavi i pri izvođenju laboratorijskih eksperimenata treba koristiti metode koje koriste male količine reagensa, a demonstracijske eksperimente izvoditi u obliku makro eksperimenta kako bi se osigurala dobra vidljivost istog od strane svih učenika.

Zbog činjenice da je u školi nemoguće demonstrirati neke reakcije, pri učenju hemije nastavnici pribegavaju takozvanom „misaonom eksperimentu“ – učenici u mislima, bez eksperimentalnog posmatranja, zamišljaju određene procese koji karakterišu svojstva supstanci, njihove proizvodnje itd. itd. i mentalno predvidjeti rezultate do kojih može dovesti ovo ili ono iskustvo. Predlažemo da ovu vrstu eksperimenta nazovemo ne "misao", već "virtualni eksperiment". Budući da vjerujemo da je riječ „virtuelno“ više u skladu sa erom kompjuterizacije, odnosno našim vremenom, ona je moderna. U objašnjavajućim rječnicima ruskog jezika i rječnicima stranih riječi, riječ "virtuelno" znači "nepostojeći, ali mogući", "moguće, koje se mogu manifestirati pod određenim uvjetima".

U zavisnosti od lokacije razlikujemo školske, kućne i terenske nastavne hemijske eksperimente. Osim toga, zabavna iskustva bi trebala igrati posebnu ulogu u školi. Generalno, klasifikacija obrazovnih hemijskih eksperimenata može se predstaviti u obliku tabele.

Podrazumeva se da svaka vrsta obrazovnog hemijskog eksperimenta ima svoje specifične ciljeve i karakteristike implementacije. Demonstracioni eksperimenti u hemiji mogu se izvesti u obliku prirodnih procesa ili reakcija; u obliku simulacijskih eksperimenata, kada se neke supstance zamjenjuju drugim u svrhu veće sigurnosti, jasnoće i efikasnosti; u obliku multimedijalnog eksperimenta, odnosno prikazivanja eksperimenata na TV-u, pomoću filmskog projektora ili kompjutera.

Klasifikacija obrazovnog hemijskog eksperimenta

LABORATORIJSKI EKSPERIMENTI

PRAKTIČNI RAD STUDENATA

DEMONSTRACIJA-
EKSPERIMENT

Cilj: učenje novog gradiva.

Cilj: učvršćivanje i usavršavanje znanja, formiranje i usavršavanje praktičnih vještina.

Cilj: formirati pojmove iz hemije; naučiti posmatrati pojave.

Djelovanje indikatora na kiseline i baze.

Reakcije boja na

Simulacijski eksperimenti

Eksperiment se provodi prema uputama

Eksperimentalni zadatak

Multimedijalni eksperiment

Dobivanje dijamanata iz grafita.

Priprema i svojstva fenola.

Zamjena bromne vode jodnom vodom.

Zamjena formaldehida glukozom u reakciji srebrnog ogledala.

Pripremite bakrov oksid na tri načina i dokažite da je ova tvar bazični oksid.

Eksperimentalno dokazati da polietilen sadrži ugljik i vodik.

Priprema ugljičnog (IV) oksida i eksperimenti s njim.

Priprema etil sirćetne kiseline.

EDUKATIVNI HEMIJSKI EKSPERIMENT

TERENSKI EKSPERIMENT

VIRTUALNI EKSPERIMENT

DOMEKSPERIMENT

FUN EXPERIENCES

Cilj: učiniti hemijske eksperimente sigurnijim, jeftinijim i vizualnijim; razvijati mišljenje učenika.

Cilj: promovirati razvoj interesovanja za predmet i svjesnije usvajanje naučnih saznanja.

Cilj: formiranje i razvijanje interesovanja učenika za hemiju.

Razgradnja živinog oksida ili soli bertolita.

Sinteza organskog
veze.

Pravljenje bezdimnog baruta.

Erupcija.

Spontano sagorevanje
alkoholne lampe.

Ekspresna analiza tla i vode u terenskim uslovima.

Hemija u
svakodnevni život

Dobijanje supstanci

Proučavanje svojstava supstanci

Eksperimenti sa škrobom.

Eksperimenti sa šećerom.

Dobivanje indikatora.

Dobijanje skroba.

Svojstva kuhinjske soli, sirćeta, sode itd.

Glavni cilj demonstracionih eksperimenata je razvoj veština posmatranja, formiranje novih znanja i pojmova iz hemije. Ključne prednosti demonstracionih eksperimenata su njihova jasnoća, sposobnost brzog usmjeravanja pažnje učenika na glavnu kariku procesa, ušteda vremena i reagensa. Međutim, ova vrsta eksperimenta ne pruža mogućnost razvijanja posebnih vještina kod učenika.

Laboratorijski eksperimenti su izuzetni po tome što se, kada su uključeni u objašnjenje novog gradiva, učenici vlastitim očima uvjeravaju u ispravnost pojedinih tvrdnji nastavnika i istovremeno stječu određene vještine u hemijskom eksperimentu i razvijaju vještine zapažanja. Istovremeno, priprema za izvođenje ovih eksperimenata zahtijeva više vremena, troše se reagensi, a nastavnik mora posvetiti više pažnje sigurnosti na času. Glavna svrha laboratorijskih eksperimenata je pružiti jasnoću prilikom proučavanja novog materijala.

Praktični rad, kao važan izvor znanja o novom gradivu, doprinosi i formiranju i usavršavanju praktičnih vještina učenika. Glavni problemi prilikom njihove realizacije su obezbjeđivanje reagenasa, pribora i opreme za sve učenike, kao i primjena sigurnosnih pravila od strane svih učenika.

Izvođenjem laboratorijskih eksperimenata i praktičnih radova studenti samostalno istražuju hemijske pojave i obrasce, uvjeravajući se u njihovu pouzdanost u praksi. Naravno, ova praktična aktivnost učenika ne može se izvoditi bez usmjeravanja nastavnika. Potrebno je osigurati da prilikom izvođenja eksperimenata učenici pokažu kreativnost, odnosno primijenili bi svoja znanja u novim uslovima. Važna prednost ovih vrsta edukativnih eksperimenata je što učenici, za razliku od demonstracionih, u proces učenja uključuju gotovo sva čula, što doprinosi trajnijoj i dubljoj asimilaciji gradiva.

Praktična nastava se obično održava na kraju izučavanja jedne ili više tema kursa i teži određenim ciljevima.

Prvo, to je konsolidacija znanja iz hemije, uključujući i osnovni eksperimentalni materijal, samostalnim izvođenjem određenih eksperimenata od strane učenika. Istovremeno, praktična nastava koja se izvodi na kraju niza tema omogućava uspješno sažimanje eksperimentalnog i teorijskog materijala, što nije uvijek moguće u redovnoj nastavi.

Drugo, dolazi do daljeg razvoja praktičnih vještina i ovladavanja tehnikama kemijskog eksperimenta.

Treće, ostvaruje se kreativna primjena znanja u procesu eksperimentalno rješenje zadataka i praktičnih pitanja, što je od velikog značaja za razvijanje sposobnosti aktivnog korišćenja znanja, za proširenje učeničkih vidika o upotrebi hemije u životu.

Vješto organizovanje kućnog hemijskog eksperimenta pomaže kod razvijanja interesovanja učenika za hemiju, širenja njihovih vidika i svesnijeg ovladavanja hemijskim znanjem. Kada pomaže učenicima da organizuju kućne laboratorije, nastavnik treba da obavesti roditelje kako bi se izbegle neželjene posledice pri izvođenju eksperimenata kod kuće.

Zabavni eksperimenti se povremeno mogu izvoditi na nastavi, ali češće se koriste u vannastavnim aktivnostima kako bi se kod učenika formiralo i razvilo interesovanje za hemiju. Međutim, ni pod kojim okolnostima se kemijski eksperimenti ne smiju pretvarati u magične trikove, čak ni kada ih se demonstrira u osnovnim razredima. Stoga je pri korištenju obrazovnih kemijskih eksperimenata u vannastavnim aktivnostima potrebno široko koristiti sve vrste eksperimenata, uključujući i terenske eksperimente.

Kao terenski eksperimenti možemo preporučiti kvalitativne reakcije na sadržaj pojedinih elemenata u objektima životne sredine. Neophodan za ovo hemijski reagensi a posuđe se stavlja u posebne kutije ili kutije koje omogućavaju njihovo nošenje ili transport bez ikakvog rizika ili oštećenja. Svaki paket sadrži upute za tehniku ​​analize, olovku i prazan list papira za crtanje rada.

Preporučljivo je provesti virtualni eksperiment u slučajevima kada početni materijali nisu dostupni, reakcije traju dugo, praćene su oslobađanjem opasnih tvari, zahtijevaju složenu opremu itd. Osim toga, virtuelna iskustva su korisna prije izvođenja stvarnih procesa kako bi se osiguralo da su studenti u potpunosti svjesni toka predstojećeg iskustva. U svakom slučaju, virtuelna iskustva se zasnivaju na mašti, a da bi bila bliža stvarnim pojavama, potrebno je prvo kod učenika formirati odgovarajuće memorijske predstave. Poseban oblik virtuelnog hemijskog eksperimenta su eksperimenti koji se mogu osmisliti i „provoditi“ korišćenjem kompjuterskih programa (hemijska laboratorija, virtuelna hemijska laboratorija, itd.).

Kao iu drugim prirodnim naukama, obrazovni eksperiment u nastavi hemije ima za cilj da doprinese rešavanju osnovnih obrazovnih zadataka, kao što su: ovladavanje osnovama hemijske nauke, upoznavanje sa njenim istraživačkim metodama i ovladavanje posebnim veštinama; formiranje i razvoj sposobnosti učenika, njihove kognitivne i mentalne aktivnosti; politehnička obuka i orijentacija studenata na hemijska zanimanja; formiranje svjetonazorske i prirodnonaučne slike svijeta u njihovim glavama; sprovođenje radnog, moralnog, ekološko obrazovanje; sveobuhvatan razvoj ličnosti itd.

Prema mišljenju mnogih metodičara, hemijski eksperiment ima vodeću ulogu u uspješnom rješavanju obrazovnih problema u nastavi hemije u mnogim smjerovima kao početni izvor znanja o pojavama, kao neophodno, a često i jedino sredstvo za dokazivanje ispravnosti ili greške. iznesene pretpostavke, kao i potvrde (ilustracije) neospornih odredbi koje je saopćio nastavnik ili koje su učenici izvukli iz udžbenika; kao jedino sredstvo za razvijanje i unapređenje praktičnih veština u rukovanju opremom, supstancama, u dobijanju i prepoznavanju supstanci; kao važno sredstvo za razvoj, unapređenje i konsolidaciju teorijskih znanja; kao način testiranja znanja i vještina učenika; kao sredstvo za razvijanje interesovanja učenika za izučavanje hemije, razvijanje njihove moći zapažanja, radoznalosti, inicijative i želje za samostalnim traženjem i usavršavanjem znanja i primjenom u praksi.

Obrazovni hemijski eksperiment može se uspješno koristiti u svim fazama obrazovnog procesa. Prije svega, eksperiment učenicima pruža vizualni uvod u supstance koje se proučavaju. U tu svrhu demonstriraju se uzorci supstanci i zbirke u obliku brošure, te se izvode eksperimenti za karakterizaciju fizičkih svojstava supstanci. Nakon toga, učenici počinju da se upoznaju sa njegovim hemijskim svojstvima.

Prilikom objašnjavanja novog materijala, eksperiment pomaže da se tema koja se izučava ilustruje ne samo relevantnim hemijskim fenomenima, već i konkretnim praktičnim primjenama, kao rezultat toga, učenici svjesnije sagledavaju teorijske osnove hemije.

Korištenje eksperimenta prilikom konsolidacije nova tema omogućava nastavniku da identifikuje kako je novo gradivo naučeno i da iznese metodologiju i plan za dalje proučavanje ovog pitanja.

Upotreba kućnog eksperimenta pomaže privlačenju učenika samostalan rad koristeći ne samo udžbenike, već i dodatnu, referentnu literaturu.

Za potrebe tekuće, kao i završne kontrole i obračuna praktičnih znanja, jedno od sredstava je i hemijski eksperiment u vidu praktične nastave za studente i rješavanja eksperimentalnih zadataka. Koristeći eksperiment, možete procijeniti mnoge kvalitete učenika, u rasponu od nivoa znanja teorije do praktičnih vještina učenika.

Velike mogućnosti u obuci i obrazovanju školaraca leže u korišćenju obrazovnih eksperimenata u izbornim predmetima, u okviru specijalističke obuke i u vannastavnim aktivnostima. Ovdje se studentima nude složeniji eksperimenti, uključujući i one sa izraženijim politehničkim fokusom.

Poseban akcenat treba staviti na ulogu obrazovnog hemijskog eksperimenta u formiranju kognitivnog interesovanja kod učenika kao motiva za kognitivnu aktivnost, jer on određuje i usmerava sve mentalnih procesa učenja: percepcija, pamćenje, mišljenje, pažnja itd.

Značaj upotrebe hemijskog eksperimenta je veliki kada nastavnik koristi metodu problemske prezentacije gradiva. Aktivnost nastavnika ovdje je da postavi problem i otkrije način na koji se baziran na dokazima može riješiti kroz postavljanje eksperimenta. Istovremeno, važno je da učenici sami dođu do zaključka o potrebi postavljanja odgovarajućih eksperimenata i učestvuju u njihovoj izradi i realizaciji. I eksperiment ovdje može djelovati kao najvažnija metoda dokazivanja istinitosti ili neistinitosti postavljenih hipoteza.

Upotreba hemijskog eksperimenta omogućava studentima da ovladaju praktičnim veštinama utvrđenim obrazovnim standardima kao obaveznim, uključujući: tehničke (rukovanje reagensima, rad sa opremom, sklapanje instrumenata i instalacija od gotovih delova i sklopova, izvođenje hemijskih operacija, poštovanje bezbednosnih propisa); mjerenje (mjerenje temperature, gustine i zapremine tečnosti i gasova, vaganje, obrada rezultata merenja); projektovanje (izrada uređaja i instalacija, njihova popravka, unapređenje i grafički dizajn).

Uz pomoć eksperimenta možete ocijeniti mnoge kvalitete učenika, u rasponu od nivoa znanja teorije do praktičnih vještina učenika.

Uz sve ovo, ne smijemo zaboraviti da se kemijski eksperiment, koji obavlja različite didaktičke funkcije, može koristiti u različitim oblicima i mora se kombinirati s drugim metodama i sredstvima nastave. Radi se o sistemu koji koristi princip postepenog povećanja samostalnosti učenika: od demonstracije pojava preko izvođenja laboratorijskih eksperimenata pod vodstvom nastavnika do samostalnog rada u izvođenju praktičnih vježbi i rješavanja eksperimentalnih zadataka.

Hemijski eksperiment razvija mišljenje i mentalnu aktivnost učenika. Često eksperiment postaje izvor formiranih ideja, bez kojih se ne može odvijati produktivna mentalna aktivnost. U mentalnom razvoju, teorija ima vodeću ulogu, ali u jedinstvu sa eksperimentom i praksom.

2.2. Metodologija i tehnologija edukativnog eksperimenta punog opsega

Za izvođenje školskog eksperimenta postoje određeni metodološki i tehnički zahtjevi.

Demonstracioni eksperimenti se izvode sa ciljem da se kod učenika stvore određene predstave o supstancama, hemijskim pojavama i procesima uz naknadno formiranje hemijskih pojmova. Međutim, demonstracije eksperimenata ne razvijaju potrebne eksperimentalne vještine kod učenika, te se stoga moraju dopuniti laboratorijskim eksperimentima i praktičnim vježbama.

Demonstracijski eksperiment se izvodi kada je eksperiment složen i ne mogu ga izvesti sami učenici; učenici nemaju potrebnu opremu za izvođenje ovog eksperimenta; laboratorijski eksperimenti ne daju željeni rezultat; nemoguće je obezbijediti potrebnu količinu opreme na raspolaganju studentima; eksperimenti predstavljaju određenu opasnost za učenike.

Demonstracijski eksperiment, bez obzira ko ga izvodi, nastavnik ili učenik, mora prije svega biti siguran i za eksperimentatora i za posmatrače. Ostali zahtjevi koje eksperiment mora ispuniti su: jasnoća, sposobnost da svi učenici vide sve detalje i momente eksperimenta, pouzdanost, ekspresivnost, emocionalnost, uvjerljivost, brzo i jednostavno izvođenje. Demonstracijski eksperiment se mora kombinirati s riječju nastavnika. U vezi sa ovim zahtjevima može se identificirati niz metodoloških preporuka.

Nastavnik je odgovoran za sigurnost učenika, stoga učionica mora imati opremu za zaštitu od požara, dimovodnu komoru za rad sa štetnim i mirisnim materijama i opremu za prvu pomoć. Reagensi za eksperimente moraju se unaprijed provjeriti, a stakleno posuđe za eksperiment mora biti čisto. Prilikom izvođenja opasnih eksperimenata treba koristiti zaštitni štit.

Demonstracioni eksperiment treba da se izvede u tikvicama, čašama ili velikim epruvetama tako da se hemijski fenomen može posmatrati sa bilo kog mesta u učionici. Na demonstracijskom stolu ne bi trebalo biti ništa suvišno. Nastavnik ne treba da zaklanja opremu i pribor kojim rukuje nikakvim predmetima od pogleda učenika. Možete koristiti sto za podizanje ili grafoskop.

Oprema za demonstriranje eksperimenta ne bi trebalo da sadrži nepotrebne delove kako se pažnja učenika ne bi odvlačila od hemijskog procesa. Ne biste se trebali previše zanositi spektakularnim eksperimentima, jer će manje spektakularni eksperimenti prestati izazivati ​​zanimanje.

Eksperiment uvijek mora biti uspješan, a u tu svrhu tehnika eksperimenta mora biti pažljivo razrađena prije nego što se izvede; sve faze eksperimenta moraju biti osmišljene; Nepažnja u dizajnu eksperimenta je neprihvatljiva, potrebno je unaprijed predvidjeti moguće kvarove tokom eksperimenta i pripremiti rezervne dijelove opreme i reagense za takve slučajeve. Sve što je potrebno za eksperiment treba da bude pri ruci nastavniku. U slučaju neuspjeha, potrebno je otkriti njegov razlog i ponoviti eksperiment u ovoj ili sljedećoj lekciji. Ako je moguće, eksperimente treba ponoviti nekoliko puta kako bi ih učenici bolje zapamtili, inače će se nakon nekog vremena jednom stečene ideje izbrisati iz pamćenja učenika.

Svako iskustvo mora biti spojeno sa riječju nastavnika, jer samo čulna percepcija ne može garantirati razvoj ispravnih ideja kod učenika. U procesu promatranja, oni mogu usmjeriti pažnju ne na glavne karakteristike predmeta ili pojave, već na sporedne ili usputne prateće, i kao rezultat toga dobiti nepotpunu, nejasnu, pa čak i iskrivljenu predstavu o predmetu koji se proučava. . Percepcija postaje ispravniji odraz stvarnog svijeta, adekvatniji mu, kada se osjetilima pridoda i aktivnost mišljenja, u ovom slučaju vođena riječju učitelja.

Nastavnik je dužan da ukaže učenicima šta i kako treba da posmatraju tokom eksperimenta. Ako je nastavniku važno da učenici pravilno percipiraju ono što im pokazuje, on mora unaprijed organizirati proces posmatranja, unaprijed pripremiti učenike za njega, a zatim pomoći u ispravljanju percepcije tokom eksperimenta.

Kombinacija eksperimenta sa riječju nastavnika ili učenika izvodi se na različite načine, koji su određeni različitim razlozima, što se može ilustrirati u obliku algoritama.

Prilikom proučavanja fizičkih svojstava supstanci koristi se algoritam: „Pogledaj i nazovi (lista)“, odnosno nastavnik demonstrira uzorak supstance koja se proučava ili učenicima daje materijale, na primjer, uzorke aluminija, i pita ih navesti fizička svojstva metala, određena direktno osjetilima (agregatno stanje, boja, miris, itd.). Ista tehnika se može koristiti i kada se više puta demonstriraju iste vrste svojstava tvari iste klase, na primjer, kada se demonstrira učinak fenolftaleina na otopinu KOH, ako je prethodno demonstriran eksperiment s otopinom NaOH.

Prilikom proučavanja složenijih pitanja, koja, međutim, studenti mogu relativno lako razumjeti, može se koristiti algoritam: „Pogledajte; recite mi šta ste vidjeli; objasnite ovaj fenomen. Na primjer, prilikom učenja pojmova hidrolize soli, nastavnik demonstrira djelovanje indikatora na različite soli. Učenici vide da indikator boji rastvore soli na različite načine i primećuju da je okruženje rastvora drugačije. Nastavnik traži da objasni spoljašnje znakove iskustva, odnosno da otkrije suštinu fenomena, stvarajući tako problematičnu situaciju.Naravno, učenici ne mogu uvek da odgovore na pitanje koje postavlja nastavnik. Suštinu hidrolize nastavnik objašnjava dalje tokom razgovora.

U razmatranim opcijama eksperimentu (demonstraciji iskustva) prethodila je verbalna rasprava o viđenom. Ove kombinacije riječi i vizuala nazivaju se istraživanjem.

Razmotrimo suprotne opcije. Proučavajući svojstva sumporne kiseline, na primjer, nastavnik bi mogao reći: “Sumporna kiselina u vodenom rastvoru ima svojstva tipična za neorganske kiseline i reaguje s metalima, bazičnim oksidima, kiselinama i solima.” Zatim se provodi odgovarajući demonstracijski ili laboratorijski eksperiment. Algoritam za ovu kombinaciju riječi i vizuala može se izraziti na sljedeći način: “Činjenice su sljedeće..., a sada pogledajte kako to izgleda.” Ova verzija kombinacije riječi i jasnoće naziva se ilustrativnom. Kada ga koristite, stvaranje problemske situacije u lekciji postaje teže.

Ilustrativna metoda je prikladna kada se objašnjavaju složena pitanja koja zahtijevaju potpuno preliminarno razumijevanje i razumijevanje od strane učenika. Na primjer, da bi eksperimentalno potkrijepio pravu grafičku formulu etanola, nastavnik prvo raspravlja o mogućim varijantama formula. Nastavnik tada postavlja problem: kako dokazati koja formula odgovara etanolu; provodi temeljnu teoretsku raspravu o pitanju; i tek nakon toga počinje eksperiment. Nakon eksperimenta donosi se zaključak o suštini problema. I ova opcija je ilustrativna, međutim, tokom njene implementacije odvija se dosta mentalne i kognitivne aktivnosti učenika, što u određenoj mjeri nadoknađuje glavni nedostatak ovog pristupa – trajanje u vremenu. Algoritam se može izraziti na sljedeći način: „Postoji neobjašnjiva, neshvatljiva činjenica ili obrazovni problem; hipoteze se iznose kako bi se problem riješio; mentalno se razvija varijanta eksperimenta da potvrdi (ili opovrgne) hipotezu; oprema je instalirana i provodi se eksperiment; vrše se zapažanja, potrebna mjerenja, proračuni; izvode se zaključci za rješavanje prvobitnog problema; ako je potrebno, izvode se dodatni eksperimenti."

Podela metoda kombinovanja reči i iskustva na ilustrativnu i istraživačku ne znači da nastavnik ne kaže ni reč tokom eksperimenta. U svakom slučaju, nastavnik mora objasniti tok eksperimenta i usmjeriti pažnju učenika na ono najvažnije u datom trenutku procesa.

Po pravilu, demonstracijski eksperimenti ne moraju biti dugi. Ako nije moguće odabrati eksperiment koji neće dugo trajati, najbolje je učenicima u razredu demonstrirati nekoliko međufaza eksperimenta i njegov konačni rezultat.

Pauze koje nastaju dok se čeka rezultat eksperimenta treba iskoristiti za organiziranje dijaloga sa školarcima, razjašnjavanje uvjeta eksperimenta i znakova kemijskih reakcija.

Eksperiment koji izvode sami učenici (laboratorijski eksperimenti, praktične vježbe i sl.), koji također ima niz karakteristika, od velikog je obrazovnog i obrazovnog značaja. U poređenju sa demonstracionim eksperimentom nastavnika, on bi svakako trebao biti siguran i izvodljiv za svakog učenika; promicati razvoj vještina i sposobnosti u laboratorijskim tehnikama rada, tačnosti, opreznosti i pažljivog rukovanja materijalom i opremom; naučiti učenike da zauzmu kreativan pristup rješavanju novih problema.

Laboratorijski ogledi se izvode u toku nastavnikovog objašnjenja prema njegovim usmenim uputstvima. U ovom slučaju, algoritam koji se najčešće koristi je: "Dodajte A supstanci (rastvoru) B; pažljivo posmatrajte ...; zapišite svoja zapažanja i jednačine reakcije." Količina upotrijebljenih reagensa treba da bude minimalna, tako da se javljaju samo planirane reakcije i da su odgovarajući znakovi jasno vidljivi dovoljno vremena da ih učenici uoče i zabilježe u pamćenju.

Praktični radovi (nastava) su dva tipa: oni koji se izvode prema uputstvu i eksperimentalni zadaci.

Uputstva su indikativna osnova za aktivnosti učenika. Mora u pisanom obliku navesti svaku fazu eksperimenta, dati upute kako izbjeći moguće pogrešne radnje i sigurnosna uputstva za ovaj rad.

Prije nego što studenti izvedu praktičan rad prema uputama, nastavnik im mora jasno i sažeto pokazati potrebne laboratorijske tehnike i manipulacije. To se može učiniti u procesu preliminarne pripreme za praktični rad.

Eksperimentalni zadaci ne sadrže upute, već samo uvjet. Studenti moraju samostalno izraditi plan rješenja i implementirati ga u praksi, čime se postiže određeni materijalni rezultat.

Prije izvođenja praktične nastave, potrebno je studente upoznati sa dizajnom instrumenata, laboratorijskim tehnikama, analizirati ciljeve i sadržaj rada i to povezati sa domaćim zadatkom o analizi instrukcija.

Tokom praktične nastave, na početku časa treba da se održi kratak razgovor o sigurnosnim pravilima i ključnim tačkama rada. Svi instrumenti koji se koriste u radu moraju biti montirani na demonstracionom stolu. Učenici moraju u skladu sa tim oblikovati svoj rad tokom časa.

Zahtjevi za izvođenje zabavnih eksperimenata i eksperimenata na terenu i metodologija za njihovu provedbu proizlaze iz gore opisanih preporuka.

Značajni problemi u organizaciji edukativnog hemijskog eksperimenta su poštivanje sigurnosnih pravila pri izvođenju eksperimenata, čišćenju radnog mjesta, pranju suđa i odlaganju iskorištenih reagensa.

2.3. Unifikacija obrazovnog eksperimenta

Pod objedinjavanjem hemijskih eksperimenata u nastavi podrazumevamo racionalno smanjenje tipova instrumenata i instalacija sa kojima se eksperimenti izvode. U predloženom uređaju (ponekad sa dodacima ili modifikacijama) moguće je uspješno provoditi različite kemijske reakcije, kako tokom demonstracionih eksperimenata, tako i tokom studentskih eksperimenata.

Osnova uređaja je tikvica ili tikvica kapaciteta 50-200 ml, čep sa lijevkom za odvajanje (odgovarajući tikvici) od 25-100 ml, uređaj mora imati cijev za odvod plina. Moguće su različite modifikacije unificiranog uređaja (koristeći Wurtz, Bunsen, itd. tikvice) (slika 2).

Rice. 2. Neke modifikacije unificiranog uređaja.

Upotreba ove instalacije osigurava sigurnost kemijskih eksperimenata, budući da se oslobađanje plinovitih i hlapljivih toksičnih tvari može kvantitativno kontrolirati i usmjeravati ili direktno na reakcije koje uključuju ove plinove, ili za hvatanje pomoću apsorpcionih uređaja.

Još jedna prednost ovog uređaja je mogućnost brzog i preciznog doziranja početnih supstanci koje se koriste za eksperiment. Supstance i rastvori se stavljaju u tikvice i levke za odvajanje unapred, pre početka nastave, u potrebnim količinama, a ne na oko, kao što je obično slučaj kod demonstriranja eksperimenata u epruvetama ili čašama, kada se supstance i rastvori sakupljaju direktno. na času tokom demonstracije eksperimenata.

Pri korištenju uređaja percepciju iskustva postižu svi učenici, a ne samo oni koji sjede za prvim klupama, kao što je slučaj pri izvođenju eksperimenata u epruvetama. Preporučeni uređaj omogućava vam izvođenje kvalitativnih i kvantitativnih eksperimenata iz hemije u školi, kao iu srednjim specijalizovanim i visokoškolskim ustanovama. Ilustrirajmo osnovnu upotrebu uređaja na primjeru nekih eksperimenata, grupirajući ih prema sličnim karakteristikama.

Dobijanje gasova. Proizvodnja većine gasova koji se proučavaju u školi zasniva se na heterogenim reakcijama između čvrste i tečne faze. Čvrsta faza se stavlja u tikvicu, koja je zatvorena čepom sa lijevkom i cijevi za odvod plina. Odgovarajući rastvor ili tečni reagens se sipa u levak, čije se dodavanje u tikvicu dozira pomoću slavine levka za odvajanje. Ako je potrebno, tikvica s reakcionom smjesom se zagrijava, prilagođavajući volumen oslobođenog plina i brzinu reakcije.

Korištenjem uređaja i odgovarajućih reagensa moguće je dobiti kisik, ozon, klor, vodik, ugljični dioksid, ugljični dioksid i sumpor dioksid, vodonik halogenidi, dušik i njegovi oksidi, dušičnu kiselinu iz nitrata, etilena, acetilena, bromoetana, octene kiseline. kiselina iz acetata, anhidrid sirćetne kiseline, estri i mnoge druge gasovite i isparljive materije.

Naravno, u isto vrijeme, prilikom dobivanja plinova pomoću uređaja, moguće je demonstrirati njihov fizički i Hemijska svojstva.

Reakcije između rješenja. Ovaj uređaj je pogodan za provođenje eksperimenata u kojima se dodavanje tekućeg reagensa mora provoditi u malim porcijama ili u kapima, kada na tok reakcije utječe višak ili nedostatak jedne od polaznih tvari itd., npr. :

Otapanje sumporne kiseline u vodi i pridržavanje sigurnosnih pravila za ovu operaciju;

Eksperimenti koji ilustriraju difuziju tvari u tekućinama ili plinovima;

Određivanje relativne gustine međusobno nerastvorljivih tečnosti i formiranje emulzija;

Otapanje čvrstih materija, fenomen flotacije i formiranje suspenzija;

Reakcije hidrolize soli, ako je važno pokazati promjenu stepena hidrolize u zavisnosti od zapremine vode dodane u rastvor soli;

Eksperimenti koji ilustriraju boju indikatora u različitim medijima i reakcije neutralizacije;

Reakcije između otopina elektrolita;

Reakcije koje traju dugo vremena;

Reakcije organskih tvari (bromiranje i nitriranje benzena, oksidacija toluena, proizvodnja sapuna i anilina, hidroliza ugljikohidrata).

Demonstracija karakterističnih svojstava supstance koja se proučava. Koristeći uređaj, možete dosljedno i jasno demonstrirati karakteristična fizička i kemijska svojstva tvari koja se proučava uz minimalno vrijeme. Istovremeno se štede reagensi, postiže neophodna sigurnost eksperimenta (emitovani štetni gasovi i isparljive supstance se hvataju odgovarajućim apsorpcionim rastvorima), a obezbeđuje se bolja percepcija eksperimenta od strane svih učenika u razredu.

Razmotrimo pripremu i provođenje eksperimenta za demonstriranje svojstava hlorovodonične kiseline. Prije nastave nastavnik priprema potreban broj tikvica (prema broju reakcija koje se proučavaju) i jedan čep sa lijevkom za odvajanje i cijevi za odvod plina u njemu. Supstance ili rastvori (cink, bakar, bakar (II) oksid, bakar (II) hidroksid, rastvor natrijum hidroksida sa fenoftaleinom, natrijum karbonat, rastvor srebrnog nitrata itd.) se stavljaju unapred u tikvice. Oko 30 ml rastvora (10-20%) hlorovodonične kiseline se sipa u levak za odvajanje. U toku lekcije nastavnik samo treba da premesti čep sa levka za odvajanje napunjen kiselinom iz jedne bočice u drugu, trošeći 3-5 ml rastvora za svaku reakciju.

Ako se tokom reakcija formiraju toksična hlapljiva jedinjenja, onda se cev za izlaz gasa uređaja spušta u odgovarajuće rastvore da apsorbuju ove supstance, a reakciona smeša u tikvici se neutrališe nakon završetka eksperimenta.

Rastvorljivost gasova u vodi. Razmotrimo demonstracijski eksperiment o topljivosti plinova u vodi na primjeru sumpor (IV) oksida. Eksperiment će zahtijevati dva uređaja. U prvom uređaju (u tikvici - natrijum sulfit, u levu za odvajanje - koncentrovani rastvor sumporne kiseline) dobija se sumpor oksid (IV) koji se istiskivanjem vazduha sakuplja u tikvicu drugog uređaja. Nakon punjenja ove tikvice gasom, voda se sipa u levak, cev za izlaz gasa se spušta u čašu vode obojenu ljubičastim lakmusom ili drugim indikatorom (slika 3).

Rice. 3. Demonstracija rastvorljivosti gasa.

Ako sada otvorite stezaljku ili slavinu izlazne cijevi za plin, tada će zbog male kontaktne površine (kroz unutrašnji otvor cijevi) sumporovog (IV) oksida i vode, primjetno otapanje plina s naknadnim protokom tekućine u boca se ne javlja odmah, već nakon prilično dugog vremenskog perioda, sve dok boca ne stvori dovoljan vakuum.

Da biste ubrzali ovaj proces, sipajte 1-2 ml vode iz lijevka u tikvicu (sa zatvorenom stezaljkom na cijevi za izlaz plina) i lagano protresite.

Ova zapremina vode sasvim je dovoljna da se pritisak u tikvici smanji, a voda obojena indikatorom, kada se stezaljka ukloni iz cijevi za izlaz plina, juri u tikvicu poput fontane, mijenjajući boju indikatora. Da bi se pojačao efekat, tikvica se može okrenuti naopako tako što ćete prvo zatvoriti levak za odvajanje čepom i bez skidanja cevi za izlaz gasa iz čaše vode.

Promjena boje boja. U tikvicu uređaja stavlja se oko 0,5 g kalijum permanganata. U dno čepa zabode se dvije igle na koje se nabode komad obojene tkanine ili trake lakmus papira. Jedan od uzoraka se navlaži vodom, drugi se ostavi suh. Boca se zatvara čepom, nekoliko mililitara koncentrovane hlorovodonične kiseline se sipa u levak za odvajanje, a cev za odvod gasa se uroni u rastvor natrijum tiosulfata da bi se apsorbovao višak oslobođenog hlora (slika 4).

Tokom demonstracije eksperimenta, slavina lijevka za odvajanje se lagano otvara i kiselina se kap po kap ulijeva u tikvicu, a zatim se slavina ponovo zatvara. U tikvici dolazi do reakcije između supstanci sa oslobađanjem hlora; vlažna krpa ili traka lakmus papira brzo se menjaju, a suva uzorak - kasnije, kako se navlaži.

Rice. 4. Demonstracija dekolorizacije boje.

Bilješka. Mnoge tkanine se farbaju bojama koje su otporne na hlor i druga izbjeljivača, pa je potrebno prethodno izvršiti preliminarna ispitivanja i odabrati odgovarajuće uzorke tkanine. Dekolorizacija boja sumpor-dioksidom može se prikazati na isti način.

Svojstva adsorpcije uglja ili silika gela. U tikvicu se stavi oko 0,5 g bakarnog praha ili strugotine. Komad metalne žice sa zakrivljenim krajem zaboden je u donji dio čepa, na koji je pričvršćena mala mrežica namijenjena držanju aktiviranog sorbenta težine 5-15 g (Sl. 5).

Rice. 5. Instalacija za demonstriranje adsorpcije gasa.

Tikvica uređaja se zatvara ovako pripremljenim čepom, a u lijevak se ulijeva dušična kiselina. Cijev za izlaz plina opremljena stezaljkom (stezaljka je otvorena prije početka eksperimenta), umočen u čašu sa tonirana voda. Nakon montaže, uređaj se provjerava na curenje. U trenutku demonstracije eksperimenta, slavina lijevka za odvajanje se lagano otvara i izlijeva se nekoliko kapi. kiseline u tikvicu u kojoj se odvija reakcija oslobađanja dušikovog oksida (IV). Ne treba dodavati višak kiseline, potrebno je da zapremina oslobođenog gasa odgovara zapremini tikvice.

Nakon završetka reakcije, koja je određena prestankom oslobađanja mjehurića zraka istisnutog iz tikvice kroz cijev za izlaz plina, stezaljka na njoj se zatvara. Uređaj je postavljen ispred bijelog ekrana. O adsorpciji dušikovog oksida (IV) u tikvici se sudi prema nestanku boje plina. Osim toga, zbog stvaranja određenog vakuuma u tikvici, tekućina iz stakla se usisava u nju ako se otvori stezaljka na cijevi za izlaz plina.

Eksperimenti na proučavanju električne provodljivosti supstanci i rastvora. Ako kroz utikač uređaja provučemo dvije dodatne metalne ili, još bolje, dvije grafitne šipke (elektrode), čiji donji krajevi gotovo dodiruju dno tikvice, i spojimo ih preko sijalice ili galvanometra na izvor struje , dobićemo postavku za određivanje električne provodljivosti rastvora supstanci i proučavanje odredbi teorije elektrolitičke disocijacije (slika 6).

Rice. 6. Uređaj za određivanje električne provodljivosti rastvora.

Kvantitativni eksperimenti zasnovani na reakcijama koje se javljaju sa oslobađanjem gasova. Ako cijev za izlaz plina uređaja postavite ispod graduiranog cilindra vode instaliranog u kristalizatoru s vodom i prikupite plin koji se oslobađa tijekom reakcije istiskivanjem vode, tada na osnovu zapremine nastalog plina možete izvršiti kvantitativno kalkulacije za utvrđivanje molarne mase supstance, potvrđivanje zakona hemijske kinetike i termohemije, određivanje formule etanola i drugih supstanci itd. (Sl. 7). Ako se plin koji se oslobađa tijekom reakcije otopi ili reagira s vodom, tada je u eksperimentima potrebno koristiti druge tekućine i otopine. Navedeni primjeri ne iscrpljuju sve mogućnosti predloženog objedinjenog uređaja u obrazovnom hemijskom eksperimentu. Ako imate na lageru utikače sa dvije cijevi za odvod plina ili sa dva lijevka za odvajanje, kao i druge mogućnosti ugradnje, tada se broj eksperimenata pomoću objedinjenog uređaja može značajno povećati, što će doprinijeti naučnoj organizaciji rada

hemijski fenomeni, izvrši hemijskieksperiment ...

Kontinuirano geografsko obrazovanje nove tehnologije u sistemu viših i srednjih škola Državnog univerziteta imena F Skarina

Dokument

Ekonomske regije“ (gdje definicijekoncepti?!). Pitajte sada za diplomca škole ili student mlađih razreda... siguran organizaciona struktura obrazovni rad. U formama obuku odražavaju sastav i kategoriju polaznika, mjesto ...

Program specijalnog kursa "Aktuelni problemi metode nastave hemije u školskom kursu" za polaznike kurseva za usavršavanje nastavnika hemije u opštim organizacijama

Program specijalnog kursa

... « Hemijskieksperiment u modernom škola" Tema odjeljka: Vrste eksperiment I metodologijanjegov koristiti. Funkcije hemijskieksperiment. Problem eksperiment. 1 Metodologija aplikacije hemijskieksperiment na časovima hemija ...

Sažetak disertacije

... siguran klasifikacije obrazovni... dijelovi hemija, u uslovima profila obuku na selu škola(članak). Za hemijskieksperiment ...

Metode korištenja elektronskih publikacija u vannastavnom radu iz predmeta hemije

Sažetak disertacije

... siguran izdavač. Svi principi predstavljeni klasifikacije omogućavaju vam da uzmete u obzir individualne karakteristike elektronskih sredstava obrazovni... dijelovi hemija, u uslovima profila obuku na selu škola(članak). Za hemijskieksperiment ...