Учебно-исследовательская деятельность учащихся на уроке химии: организация и проведение по теме «Растворы»

Давайте мысленно перенесемся в мир своего детства и погрузимся в воспоминания. Какими мы были? Любопытными, наблюдательными и, конечно, было желание постоянно экспериментировать. Экспериментальная работа дает возможность каждому почувствовать себя в роли ученого, приоткрывающего дверь в новое, неизвестное. Только самостоятельно добывая в эксперименте знания, можно получить уверенность в его истинности и справедливости.

В современных условиях, где предмету химия в общеобразовательном процессе отводится незначительное время, очень трудно заинтересовать учащихся познанием научной картины мира. Но практика показывает, сегодня ученику нужны осознание общей картины мира, ощущение сопричастности к культурному наследию, прямого участия в жизненных процессах.

Одной из форм организации деятельности учащихся, позволяющей максимально приближать обучение к жизни, является исследовательская работа. Хорошо организованная и систематизированная исследовательская деятельность учащихся способствует не только развитию творческих способностей ребенка, но и мотивирует его на выполнение учебной задачи в целом и, самое главное, способствует его социальной адаптации в среде сверстников, помогает менять его статус в коллективе, позволяет почувствовать собственную значимость.

Поисковый характер урока-исследования вносит в учебный процесс элементы развивающего обучения. Для него характерна опора на конкретный жизненный опыт учащихся, достаточно высокая мотивация через решение особо значимых для школьников проблем, высокая доля самостоятельного поискового труда на уроке, динамичная атмосфера рефлексивного осмысления поиска и инициативная позиция учащихся. На таких уроках появляется исключительная возможность формирования у школьников компетентности в решении проблем, а также освоения ими способов деятельности, составляющих коммуникативную и информационные компетенции.

Именно такой подход к организации участия школьников в исследовательской деятельности приносит хорошие плоды, формирует мотивацию участия в активной творческой деятельности, способствует пониманию учащимися необходимости развития своих способностей для дальнейшего личностного развития.

Виды исследовательской деятельности учащихся:

1. Монопредметное исследование проводится по какому-то одному предмету

2. Межпредметное исследование требует привлечения знаний из разных учебных предметов

Надпредметное исследование строится на творчестве учителя и учащегося, направленное на исследование конкретных проблем, выходя за рамки учебной программы.

В основе исследовательской деятельности лежит проблемное обучение, которое является методом развития самостоятельного творческого мышления. Мы включаемся в исследовательскую деятельность только тогда, когда учащиеся достаточно свободно могут ориентироваться в определенной системе знаний, что повышает долю их самостоятельности в выполнении эксперимента.

Структура урока-исследования на примере урока по теме: «Растворы»

I этап Мотивационно-ориентировочный – помогает определить проблему, план ее решения. Учитель демонстрирует изображения: «банку с огурцами», «каплю крови», «кольцо», и совместно с учащимися формулируют тему урока, определяя значимость познания природы раствора с точки зрения великой науки химии, т.к. с растворами человек встречается в повседневной жизни.

Задание № 1 На столах учащихся: пробирки, стаканы, ложечки для смешивания веществ, фарфоровые чашечки; поваренная соль, речной песок, цинк, соляная кислота, сахар, вода.

Учащиеся смешивают в фарфоровой чашечке песок и соль. Делают выводы о получении механической смеси и свойствах смесей (вещества в смеси не изменяются, ее состав переменный, такие смеси можно получать, смешивая вещества в любых отношениях, свойства механической смеси представляют собой сумму свойств образующих ее веществ).

Задание № 2. Учащиеся опускают кусочки цинка в раствор соляной кислоты. Делают выводы о протекании химической реакции, в результате которой образуются новые вещества. (Свойства продуктов реакции отличаются от свойств исходных веществ. При смешивании вещества взаимодействуют в определенных отношениях по массе).

Задание № 3. Учащиеся смешивают ложечку сахара с 50 мл воды и получают раствор. Раствор сахара не похож ни на механическую смесь, ни на продукт химической реакции (сахар не изменяется).

Учащиеся формулируют задачу урока – изучение природы растворов. Возникает два вопроса: Что такое раствор? Что происходит в растворе?

Предлагается сформулировать определение растворов.

II этап. Операционно-исполнительский – этап решения проблемы. В процессе практического решения проблемы урока формируются важнейшие компетенции: познавательные, личностные, самообразовательные, социальные, ответственное отношение к своему здоровью.

Для четкой и слаженной работы предлагается разделиться на группы.

Задание для 1 группы: «Определение агрегатного состояния компонентов раствора: газированной воды, воздуха, минеральной воды, столового уксуса». (Наблюдение - влияния природы растворенного вещества на процесс растворения).

Порядок выполнения:

1. В пробирки с веществами прилейте 10мл воды, закройте пробкой и хорошо встряхните для лучшего растворения вещества.

№1 Хлорид кальция, №2 гидроксид кальция, №3 карбонат кальция

1. Какое из предложенных веществ хорошо растворяется в воде? Какое не растворяется?

2. Сделайте вывод о классификации веществ в зависимости от способности веществ растворяться в воде

Задание для 2 группы: «Наблюдение влияния температуры на растворимость веществ».

Порядок выполнения:

1. В пробирки №1 и №2 с сульфатом никеля прилейте воды

2. Пробирку с №1 нагрейте, соблюдая технику безопасности.

3. В какой из предложенных пробирок №1 или №2 процесс растворения протекает быстрее?

4. Сделайте вывод о влиянии температуры на растворимость веществ.

Задание для 3 группы: «Обнаружение зависимости массы растворенного вещества на процесс растворения».

Порядок выполнения:

1. Приготовьте раствор, содержащий 20 мл воды и определенную массу растворенного вещества (№1 – 2г сульфата меди (II), №2 – 4 г, №3- 5г).

2. Сделайте вывод о зависимости массы растворенного вещества на процесс растворения и классификации растворов по признаку растворимости веществ

После проведения эксперимента каждая группа делает вывод, характеризующий растворимое вещество по агрегатному состоянию и растворимости в воде.

Второй компонент раствора - растворитель. Растворители бывают разные, но чаще всего в этом качестве выступает вода и ее даже называют универсальным растворителем.

Задание: «Наблюдение влияния природы растворителя на процесс растворения веществ. (работа выполняется всем классом)

Порядок выполнения:

1. В пробирки с медным купоросом прилейте в 10мл спирта (№1) и 10мл воды (№2), закройте пробкой и хорошо встряхните для лучшего растворения вещества.

2. Какой из предложенных растворителей хорошо растворяет медный купорос?

3. Сделайте вывод о влиянии природы растворителя на процесс растворения и способности веществ растворяться в разных растворителях.

Раствор – это сложная система, которая состоит из растворенного вещества и растворителя. Растворенное вещество имеет две характеристики: агрегатное состояние и растворимость. Универсальный растворитель – вода, для растворения химических реактивов подходит только дистиллированная вода.

Учащиеся исследовали состав раствора. А что же такое растворение? (Возникает проблемный вопрос).

«Ученые долго спорили по этому вопросу и в результате мнения разделились. Одни ученые утверждали, что растворение это физический процесс, а другие, что это химический процесс. Кто же из них прав?» Предлагается учащимся разрешить спор ученых и доказать или опровергнуть их теории экспериментальным путем.

Опыт 1. Диффузия духов, растворение перманганата калия.

Опыт 2. В один стакан прибавьте немного серной кислоты, а в другой – кристаллы аммиачной селитры NH₄NO₃.

Опыт 3. Возьмите стакан, налейте в него 20 мл воды и добавьте безводный сульфат меди(II) CuSO₄. Обратите внимание на цвет исходных кристаллов CuSO₄ (безводн.). Когда весь сульфат меди(II) растворится, налейте немного раствора в фарфоровую чашечку и выпарьте.

Какие доказательства в пользу первой группы ученых вы можете привести? (Растворение – это процесс диффузии).

Правы ли были ученые, считавшие, что растворение – это химический процесс? (Растворение – это процесс химического взаимодействия растворенного вещества с водой).

Получается, что обе группы ученых были правы. Результат решения проблемы: растворение – это физико-химический процесс.

III этап Рефлексивно-оценочный этап. Предназначен для осмысления и оценки результатов проведенных исследований, оценки и самооценки учебной деятельности.

Где можно применить знания о растворах? Возвращение к началу урока с повторным рассмотрением предложенных изображений.

В качестве домашнего задания может быть экспериментальная работа по выращиванию кристаллов, проблемный вопрос (Есть ли доказательства отсутствия нерастворимых веществ в природе?).

Литература:

1. Я иду на урок химии/ Книга для учителя. – М.: Издательство «Первое сентября», 2002.– 272с.

2. Подкопаева И.Н. Организация и проведение урока – исследования/ Химия в школе.– 2010. – № 4 – С 16 – 24.