Реферат Использования мультимедийной аппаратуры в демонстрационном эксперименте по химии в 9 классе сред
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Оглавление
Введение……………………………………………………………………...3
ГЛАВА
I. Теоретические и психолого-методические основы применения МА в химическом эксперименте…………………………..5
1.1.Химический эксперимент в процессе обучения химии……………...
5
1.2. Психологические особенности применения МА
в учебно-воспитательном процессе………………………………………………….
8
1.3. Критерии отбора мультимедийной аппаратуры (МА)…………….
10
1.4. Особенности работы с экранными пособиями на уроках…………
16
1.5. Комплексное использование МА - необходимое
условие интенсификации учебного процесса…………………………………….
21
ГЛАВА II. Техника и методика использования МА
на уроках химии…………………………………………………………….26
2.1. Перспективы использования МА в современной школе…………..
26
2.2. Экранная проекция как частный случай использования МА……..
28
2.3. Кодоскоп и методика его использования
в учебном процессе
…….32
34
2.5.Диапроекция, как один из способов реализации принципа наглядности в демонстрационном эксперименте………………………
37
ГЛАВА III. Практика использования МА в школьном демонстрационном эксперименте………………………………………..40
в химическом демонстрационном эксперименте………………………………………..
40
3.2.
DVD
-
c
борник химических опытов, созданный в ходе работы над ВКР, как пример использования МА химическом эксперименте……...
54
Заключение………………………………………………………………………..57
Литература………………………………………………………………………..
.
58
Приложение………………………………………………………………….61
Введение
Научно-технический и социальный прогресс ставит перед системой народного образования задачу не только дальнейшего совершенствования содержания обучения в соответствии с требованиями жизни, но и поиска новых методов и средств, которые позволили бы уменьшить противоречие между возрастающим потоком информации и ограниченным временем на ее изучение. Важное значение в решении этих задач принадлежит мультимедийной аппаратуре (МА)- аудиовизуальные и экранно-звуковые, электронные средства, компьютеры.
МА включает в себя кино-, видеопроекционное оборудование, компьютеры, телевидение и соответствующие носители информации (видео, аудиокассеты, DVD и CD-диски, киноматериалы, слайды, диафильмы и т.д.), которые использует преподаватель для передачи информации и контроля знаний обучаемых.
Функции МА не ограничиваются только рамками содержания и форм организации учебного процесса. Аудиовизуальная информация обращена к личности ученика, формирует его диалектическое мышление, научное мировоззрение, убеждение, способствуя всестороннему развитию. Другие технические средства обучения оказывают влияние на конструирование учебного процесса, выступают как фактор перестройки содержания учебного материала и как дидактическое условие целенаправленного формирования химических знаний, умений, научного мировоззрения школьников. [2]
Оснащение школ экранными, звуковыми и экранно-звуковыми пособиями, проекционной, звукозаписывающей и звуковоспроизводящей аппаратурой, внедрение интерактивных средств и др. МА, работы по созданию более простых приборов, усиливающих наглядность - все это содействует решению проблемы индивидуализации обучения в условиях классно-урочной формы работы, привносит в урок атмосферу современной технической культуры, повышает производительность учебного труда.
Традиционные и технические средства призваны развивать у учащихся пытливость, активность, самостоятельность, инициативу и склонность к научному поиску. Поэтому очень важно, чтобы объем, глубина и научность воспринимаемой ими информации соответствовали требованиям программ и были доступны для восприятия. [15]
Цель ВКР: Обобщение литературных данных и разработка методики использования мультимедийной аппаратуры в демонстрационном эксперименте по химии в 9 классе средней школы.
Предмет исследования ВКР: Реализация принципов наглядности, эффективности и активизации познавательной деятельности в обучении по неорганической химии в средней общеобразовательной школе через химический эксперимент
Объект исследования ВКР: Химический эксперимент в учебном процессе и программе изучения неорганической химии в общеобразовательной школе.
Практическая значимость работы: Разработка рекомендаций по применению МА в химическом эксперименте на уроках неорганической химии и во внеурочное время.
Современная МА позволяет таким образом внести коррекцию в методику проведения химического эксперимента , поставить и решить новые цели, задачи и методические приемы проведения химического эксперимента.
ГЛАВА
I. Теоретические и психолого-методические основы применения МА химическом эксперименте.
1.1.
Химический эксперимент в процессе обучения химии
Если мысленно проследить исторический путь химической науки, то можно убедиться, что в ее развитии огромная роль принадлежит эксперименту. Все значимые теоретические открытия в химии является результатом обобщения большого числа экспериментальных фактов. Формирование представлений и понятий о веществах и их превращениях в курсе химии, а на основе этого и теоретических обобщений невозможно без конкретного наблюдения за этими веществами и без химического эксперимента. Для понимания сущности наблюдаемых химических явлений и процессов, протекающих в ходе выполнения химического эксперимента, от учащихся требуется глубокое знание законов и теорий. Химический эксперимент играет важную роль в формировании знаний, умений и навыков в ходе обучения.[23]
■ Экспериментальный характер химии проявляется в том, что каждое научное понятие должно логически вытекать из поставленной задачи формироваться, обосновываться, и проверяться в ходе эксперимента. Познание начинается с ощущения и восприятия конкретных предметов, явлений, процессов, фактов и переходит к обобщению и абстрагированию. Химическое понятие - это обобщенные знания о существенных признаках химических явлений и процессов, которые формируются на основе их восприятия. Их анализ дает возможность найти существенные, присущие им всем черты и на этой основе установить химические закономерности. Используя различные виды химического эксперимента, преподаватель учит конкретизировать теоретические знания, находить общее в единичном, конкретном. Химический эксперимент помогает учащимся наполнить усваиваемые ими химические понятия живым, конкретным содержанием, увидеть в отдельных фактах общие закономерности.
■ Химический эксперимент способствует развитию самостоятельности, повышает интерес к химии, развивает мышление, умственную активность учащихся, его можно рассматривать как критерий правильности полученных результатов, сделанных выводов. Очень часто эксперимент становится источником формируемых представлений, без которых не может протекать продуктивная мыслительная деятельность. Химический эксперимент приводится в несколько этапов: первый - обоснование постановки опыта, второй - планирование и проведение, третий - оценка полученных результатов.
Выполнять эксперимент возможно лишь с опорой на полученные ранее знания. Теоретическое обоснование опыта способствует его восприятию, которое становится более целенаправленным. Проведение эксперимента связано с выдвижением гипотезы. Учитель развивает мышление учащихся, заставляет применять имеющиеся знания для формулировки гипотезы, а в результате проверки ребята получают новые знания.
■ Химический эксперимент открывает большие возможности для создания и разрешения проблемных ситуаций и для проверки правильности выдвинутой гипотезы. Эксперимент положительно влияет на умственное развитие учащихся, а преподаватель имеет возможность управлять процессами мышления, обучения и усвоения знаний. [5]
Программы по химии предусматривают широкое использование химического эксперимента - демонстрации, лабораторные опыты, практические занятия и экспериментальные задачи - на протяжении всех лет обучения. Химический эксперимент может выполнять различные дидактические функции, использоваться в различных формах и сочетаться с разными методами и средствами обучения. Он представляет собой систему, в которой используется принцип постепенного повышения самостоятельности учащихся: от демонстрации явлений через проведение фронтальных лабораторных опытов под руководством преподавателя к самостоятельной работе при выполнении практических занятий и решении экспериментальных задач. Проведение демонстраций позволяет познакомить учеников с
химическими явлениями и связями между ними, обобщение которых может
быть положено в основу закона, теоретического вывода с устройством и
принципом действия приборов и установок; с сущностью протекающих в них
процессов, которые выступают в качестве критериев правильности
выводов.[30]
Демонстрационный эксперимент проводится с различными целями: может служить начальным этапом усвоения какого-либо теоретического положения, иллюстрировать правильность изложенного преподавателем теоретического положения, формировать знания о практическом использовании теоретических знаний. Поэтому учитель должен четко формулировать цель эксперимента. Демонстрационный эксперимент проводится при изложении нового материала для создания у школьников конкретных представлений о веществах, химических явлениях и процессах, для формирования химических понятий. Он позволяет сделать понятными важные выводы или теоретические обобщения из области химии, сформировать умение проведения лабораторных опытов или отдельных приемов и операций ученического эксперимента. [31]
1.2. Психологические особенности применения МА
в учебно-воспитательном процессе.
В основе использования МА в качестве источника знаний лежат вполне определенные психические процессы. Учитель вводит в класс такие раздражители, которые сильно воздействуют на органы чувств обучающегося, основательно перестраивая все его психические функции. Участвующие в процессе восприятия зрительные и слуховые анализаторы способствуют получению более полных и точных представлений об изучаемых вопросах.[7]
Для успешного обучения важно, чтобы в процессе восприятия участвовало как можно больше видов восприятия. На первом месте по значимости и эффективности в условиях применения МА находятся комбинированные зрительно-слуховые виды восприятия, затем следуют зрительные и, наконец, слуховые. Таким образом, одновременное воздействие сложного комплекса раздражителей на разные анализаторы (или как бы их синтетическое воздействие) обладает особой силой, особой эмоциональностью. Поэтому организм обучаемого, воспринимающего информацию с помощью технических средств обучения, находится под воздействием мощного потока необычной информации, создающей эмоциональную основу, на базе которой от чувственного образа легче переходить к логическому мышлению и абстрагированию. [9]
Получение знаний в школе особенно нуждается в живом созерцании, в наблюдении. Экранно-звуковые средства обучения с успехом решают эту задачу. Они вводят в класс, на урок, фактический материал, отражающий окружающий мир природы, жизни, науки. Но этот образный материал копирует
Для правильной оценки эффективности применения экранных средств важно знать психологические особенности их восприятия. [6] Учитель должен учитывать, с одной стороны, нагрузку видеозаписи как источника информации, а с другой - возможность учащегося усваивать передаваемую информацию. Сложную и очень объемную информацию, превышающую возможность детского восприятия, учащийся не сможет переработать и в результате никакой информации. Хорошо усваивается информация видеофильма тогда, когда найдена правильная (оптимальная) мера между содержанием фильма и возможностями его восприятия.
Большое значение для осознанности восприятия экранного изображения имеет дополняющее воображение, опирающееся на запас имеющихся представлений, которые зависят от жизненного опыта учащихся. Богатство его зависит от их возраста. В более старшем возрасте ученику легче восполнять воображением недостающие звенья при знакомстве с экранным изображением новых предметов.[25]
С точки зрения психологии восприятия и воздействия на детей экранно-звуковые средства следует оценивать также и как инструмент, управляющий вниманием. Обычно человек воспринимает окружающую действительность в удобном для него порядке. На экране же управление вниманием осуществляется
1.3. Критерии отбора мультимедийной аппаратуры (МА).
Мультимедийная аппаратура (МА)— это разнообразные электронные, цифровые, светотехнические и звуковые аппараты, компьютеры и др. технические пособия, используемые в учебном процессе.
Обсудим только тот аспект использования МА, который связан с формированием творческого химического мышления учащихся, т.е. с достижением поставленной перед школой цели. Это возможно при соответствующем выборе предметного содержания обучения, использовании определенных методов обучения, отвечающих поставленной цели и содержанию обучения и при применении некоторых средств обучения, подчиненных одновременно цели, содержанию и методам обучения. Несмотря на подобную подчиненность средств обучения остальным важнейшим элементам учебного процесса, они сами несомненно влияют на содержание и методы обучения.[11]
При обучении происходит не только передача преподавателем обучаемому некоторого объема знаний, но и накопленного предыдущими поколениями определенного социального опыта, в котором важнейшим компонентом является общение личностей в коллективных формах деятельности. Поэтому даже условно преподавателем не может быть ни приспособление, ни машина, а только некоторая реальная человеческая личность. С этой точки зрения техническое средство обучения является вспомогательным или дополнительным, но не самостоятельным во взаимодействии преподаватель — учащийся. Исходя из этого обсудим требования к МА и проанализируем, насколько им отвечают имеющиеся в настоящее время в распоряжении преподавателя.[6]
Творческое мышление в учебном процессе формируется как результат собственной познавательной деятельности обучаемого, проходящей в коллективе и обязательно с использованием речи. Именно эти условия определяют выбор и создание новой МА, если ставится цель формирования творческого мышления. МА должна помогать учителю организовывать коллективную познавательную деятельность, которая осуществляется при целенаправленном общении обучаемых между собой и с руководителем — преподавателем или с формальным или неформальным лидером некоторой группы обучаемых. При этом следует помнить, что важнейшей формой общения является речь (устная или письменная). Речь также — основной механизм мышления человека и показатель развития его творческого мышления. [18]
Применяемый в современном обучении проблемный метод предполагает дискуссионное обсуждение выдвигаемых преподавателем или самими учащимися проблем и коллективный способ их разрешения на семинарских и лабораторных занятиях (и даже во время коллективной внеаудиторной самостоятельной работы. Всем перечисленным условиям в наибольшей степени из распространенных и имеющихся в распоряжении преподавателя МА отвечает кодоскоп (графопроектор), в меньшей степени видеоаппаратура и в еще значительно меньшей степени теле- и киноаппаратура. [29]
Другое важнейшее требование к МА в условиях формирования творческого мышления обучаемых заключается в совпадении во времени процессов создания учебного материала (учебной информации) и предъявления его обучаемым. МА должна позволять преподавателю непосредственно в учебной аудитории преобразовывать ход мысли в наглядные или абстрактные модели и преподносить информацию с записью словами и устной речью (желательно и то и другое одновременно). В число таких средств обучения входит кодоскоп при работе с подвижной прозрачной лентой и фломастером и традиционная школьная меловая доска. Видео- и кинооборудование и устройства на основе ЭВМ (дисплеи) с заранее созданными программами предлагают обучаемому уже готовый результат деятельности преподавателя и не показывают хода его достижения. Диапроектор со слайдами, кодоскоп с заранее заготовленными транспарантами и эпипроектор также попадают в эту категорию МА. [27]
Одно из требований к МА состоит в динамичности (подвижности) предъявляемой на экране информации. Это вызвано тем, что мысль — это процесс, и процесс мышления наиболее эффективно передается преподавателем и воспринимается обучаемым не статичными изображениями, а подвижными. Разумеется, это не исключает возможности показа заранее изготовленных таблиц, графиков и рисунков, если они приводят в дальнейшем к возникновению проблемной ситуации и служат источником коллективного обсуждения.
Динамично информация подается кодоскопом при работе на нем как на меловой доске, самой меловой доской, видео-, теле- и киноаппаратурой. Статично информация подается при помощи кодоскопа с транспарантами, диапроектора и эпипроектора.
Важным в рассматриваемых условиях является одновременность создания учебной информации и передачи ее обучаемому, что также объясняется необходимостью показа мыслительной деятельности преподавателя и его трансформации в познавательную деятельность обучаемого.[4 ]
Для формирования творческого мышления обучаемых чрезвычайно важно наличие у МА именно качеств динамичности передающего информацию объекта и одновременности его создания и предъявления обучаемому. Техническим средством обучения, характеризующимся этими качествами, в настоящее время могут считаться, к сожалению, только кодоскоп, используемый как меловая доска, и сама меловая доска. Заметим, что традиционное положительное отношение преподавателей к меловой доске, возможно, объясняется этими двумя ее качествами; по той же причине кодоскоп намного легче и быстрее внедрился в учебный процесс по сравнению с другой МА. [16]
У кодоскопа в то же время имеется целый ряд качеств, делающих его более предпочтительным перед меловой доской, в частности, высокая яркость, контрастность, сравнительно большие размеры изображения, способность к последовательному наложению изображений и получению за короткий промежуток времени сложных, красиво и точно выполненных рисунков.
Наиболее высокая эффективность использования учебных материалов достигается, если они изготавливаются самим преподавателем или при его участии. В этом случае они легко вписываются в логику объяснения, описания или доказательства. Весьма вероятно, что это является причиной нежелания со стороны преподавателей использовать диапозитивы, плакаты и кинофильмы фабричного изготовления.[3]
Часто полагают, что МА рассчитана на облегчение труда преподавателя, и это иногда рассматривается в качестве одного из критериев выбора и создания новых видов МА . Однако если поставлена цель формирования творческого мышления обучаемых, то подобные надежды совершенно беспочвенны. Более того, раскрытие творческой работы мысли и стимуляция творческой активной деятельности обучаемых требуют от преподавателя намного больших умственных и физических усилий, чем при учебной работе без МА. Для проведения дискуссионных обсуждений преподавателю необходимо обладать немного более высоким и гибким запасом знаний, способностью находить ответы на самые неожиданные вопросы, уметь быть руководителем в коллективной познавательной работе учащихся. Поэтому квалификация преподавателя, использующего МА, должна быть выше, чем при обычных методах и формах обучения. Возможно, что это является одной из главных причин нежелания пользоваться МА как молодыми, так и долго работавшими преподавателями. [29]
Иногда высказывается мнение, что МА позволяет экономить время на уроке. Действительно, за счет МА может быть увеличен объем учебного, особенно фактологического материала. Однако при формировании творческого мышления этот критерий теряет свое значение, так как в этом случае МА предназначается не столько для передачи информации, сколько для обучения приемам творческого использования накопленных знаний и создания на их основе новых знаний. [17]
Довольно часто высказывается мнение, что наглядное представление изучаемых объектов является одной из важнейших функций МА. Однако современное естествознание отличается очень высокой степенью абстрактности представлений, поэтому следует в некоторой степени изменить отношение к принципу наглядности в обучении. Наглядное представление изучаемых объектов должно быть одной из функций МА, но также необходимо разработать методику использования МА для создания моделей и воспитания абстрактного качества творческого мышления. С этой точки зрения выбор МА должен осуществляться по их способности воспитания абстрактного мышления с развитым умением ясного словесного описания и объяснения. В этом отношении только видеоаппаратура позволяет добиться высокого эффекта абстрактности представления изменяющегося явления. [8]
В то же время представляется обоснованным проведение некоторых лабораторных работ под контролем изображений на дисплее. При этом возможен обучающий показ этапов проведения титрирования на экране дисплея: но саму операцию он должен осуществить непосредственно руками, используя бюретку и колбу. Важно научить учащегося способу ввода в компьютер полученной в опыте информации для построения кривой титрования и вычисления, например, константы равновесия диссоциации слабого электролита. Компьютер в учебном процессе может использоваться для обучения, т.к. может работать в индивидуальном темпе с работой учащегося. Только в этом случае компьютер гармонично впишется в учебный процесс (не обсуждается использования МА и в контроле за усвоением знаний). [19]
То же самое касается и использования видеозаписей и кинофильмов. Видеозапись бессмысленна, если она демонстрирует процесс, который обучающийся легко может осуществить сам. Но видеозапись роста кристалла, проведенная через микроскоп, имеет и научную и учебную ценность. Едва ли можно научиться делать искусственное дыхание, просмотрев фильм, этому учатся, только самостоятельно проделав все необходимые при этом операции. Но взрыв при взаимодействии, скажем, цезия с водой, можно увидеть в учебном процессе только на экране.
В заключение перечислим те особенности, которыми должно обладать устройство, в наибольшей степени способное участвовать в процессе обучения, но не заменять преподавателя, а быть закономерным промежуточным звеном между преподавателем и обучаемым. Это техническое средство имеет один большой экран (размером с обычным для данной аудитории киноэкраном), расположенный на продолжении линии от обучаемого к преподавателю Преподаватель находится как можно ближе к слушателям и имеет устройство, позволяющее переносить на экран движения руки при записи и рисовании, изображения графиков, таблиц, рисунков и другого информационного материала. [21]
Это устройство обладает всеми функциями, которые выполняет кодоскоп и, кроме того, следует предусмотреть возможность демонстрирования на экране экспериментов, приборов, кино- и видеофрагментов. Экран также обладает всеми функциями дисплея, т.е. имеет связь с компьютером для того, чтобы можно было перед аудиторией вводить в компьютер необходимую информацию и получать результаты в виде числового материала, графиков и т.п.
Весьма желательным был бы показ на экране лица преподавателя в момент обдумывания проблемы, а также лиц учащихся, задающих вопросы и участвующих в обсуждении поставленных преподавателем проблем. Это же устройство должно нести функции обратной связи и показывать преподавателю и всей аудитории, насколько успешно все или отдельные обучаемые справляются с усвоением материала или решением задачи.
1.4. Особенности работы с экранными пособиями на уроках.
Методические приемы работы с МА при обучении химии (так же как и при обучении, другим учебным предметам) должны способствовать наиболее полному осуществлению их дидактических функций: передачи учебной информации, формированию понятий, осуществлению технического руководства процессом учения, формированию навыка наблюдения, развитию воображения, обогащению чувственного опыта учащихся и т.д. [4]
При работе с МА у учащихся преобладает непроизвольное запоминание, которому способствует живая и образная форма изложения учебного материала, динамичность, логичность.
Для организации произвольного внимания необходимы условия: ясное осознание цели работы учащимися и установка на запоминание.
Целью работы могут быть повторение фактического учебного материала, уяснение непонятных, сложных вопросов при их повторном рассмотрении, обогащении чувственного опыта учащихся. Осознание цели работы часто бываете еще не достаточно для ее выполнения, учащиеся должны также принять решение ее выполнить.
Установка на внимание может носить общий характер: учитель перед началом работы с экранным пособием призывает учащихся быть внимательными, указывая на важность изучения того или иного вопроса. В других случаях установка на внимание может быть конкретной: учащимся предлагают контрольные вопросы.
Сохранение в памяти учащихся знаний, источником которых являются видеозапись или диапроекция, зависит от правильной организации процесса воспроизводства.
Перед работой с МА очень важно правильно сформулировать учебную задачу. Восприятие экранного пособия, как известно, требует напряжения зрительных и слуховых анализаторов. Если эти анализаторы работают одновременно над одной задачей, эффект обеспечен. Если постановка задачи не правильная, то возникает опасность взаимного торможения. [13]
■ Экранные пособия применяют при объяснении нового материала. Например, в диафильме "Дисперсные системы" последовательно рассказывается о видах дисперсных систем, истинных растворах, взвесях и коллоидных системах, о размерах дисперсных частиц, получении и свойствах коллоидов, их значении. Диафильм "Дисперсные системы" может служить на уроке источником новых знаний, дополняющих и углубляющих то чувственное восприятие, которое возникло при наблюдении химического опыта. После просмотра диафильма учащиеся могут выполнить упражнения, ответить на вопрос: как распознать истинный и коллоидный раствор? Укажите сходства и различия: а) взвесей и коллоидных растворов; б) коллоидных и истинных растворов. Что противодействует коагуляции и как ее можно вызвать? и др. [4]
■ Экранные пособия применяют при обобщении знаний учащихся. Например, диафильм "Заводские химические аппараты" позволяет сопоставить устройство и принципы действия заводских химических аппаратов, вычленить их общие, типичные черты для формирования понятий об основных научных
■ Экранный материал используют при постановке проблемы, разъяснении сущности эксперимента, его познавательного значения, проведении инструктажа.
■ Экранный материал может также служить иллюстрацией при ознакомлении с историей науки, с биографиями выдающихся ученых - химиков. Например, на уроке в лекционном классе может происходить ознакомление учащихся с жизнью и деятельность Д.И. Менделеева- в форме презентации, которую можно построить в основном на автобиографическом материале, обладающем большой достоверностью и убедительностью. Такого рода иллюстрации к рассказу учителя вызывают интерес к изучаемому вопросу, создает определенную настроенность учащихся.
■ Экранные пособия используют при контроле знаний учащихся. В этом случае дидактический материал, необходимый для выполнения задания учащимся, подается на экран. Экранных пособий, созданных для проведения самостоятельных работ, учета или контроля знаний, очень мало. В связи с этим можно использовать одно и то же экранное пособие при изложении новых сведений,
■ Одна из форм работы - использование экранного материала в качестве иллюстраций к ответу учащихся.
Обобщая вышеизложенное можно отметить, что формы работы, с экранными пособиями можно рассматривать как частные методические приемы, которые способствуют наиболее рациональному использованию всех имеющихся в распоряжении школ средств обучения. Одно из направлений в решении этого вопроса - разработка научно обоснованных комплексов средств обучения для каждой темы учебной программы. [29]
Комплекс характеризуется определенной номенклатурой средств обучения и определенной структурой, т.е. последовательностью включения средств обучения в учебный процесс во взаимосвязи и сочетания друг с другом.
Комплексное использование средств обучения в преподавании химии основывается на правильном взаимодействии чувствительных и словесно-логических мыслительных процессов. Но психофизиологических закономерностях, относящихся к восприятию средств обучения, на соответствие содержания, конструкции и функции средств обучения поставленной педагогической задаче, на связи средств обучения с трудом, практикой и жизненным опытом учащихся. [11]
При комплексном использовании средств обучения в преподавании химии очень важен вопрос о методически правильном сочетании химического эксперимента (лабораторного и демонстрационного) с экранами пособиями, в которые включена демонстрация опытов. В комплексе, как правило, имеет место взаимодополнение этих средств обучения; в случае невозможности показа опыта в школе правомерна взаимозаменяемость его изображением на экране. При проекции химических опытов на экран с помощью физической оптической скамьи (ФОС) или графопроектора изображение на экране не является полным отображением реальных объектов.
Таким образом, при проецировании опытов на экран представлении о реальном процессе складывается из двух составляющих: непосредственных наблюдений и восприятия отображений предметов и явлений на экране. Опыт, проецируемый на экран, не заменяет реальный процесс, а только расширяет возможности чувственного ознакомления с ним в условиях школьной лаборатории.
Проецирование опытов создает лучшие условия для руководства учителя наблюдением учащихся, давая возможность оптимального и более действенного сочетания слова и эксперимента. В этих условиях все учащиеся сравнительно одинаково воспринимают химический процесс, координируя и сверяя свои наблюдения с объяснением и выводами других учащихся класса, со словами учителя.[21]
■ В преподавании химии большое значение имеет взаимосочетание натуральных объектов и явлений с их отображениями в экранных пособиях. Показ
1.5. Комплексное использование МА - необходимое
условие интенсификации учебного процесса.
В области образования интенсификация означает поиск и продуктивное использование внутренних, скрытых резервов учебного процесса, повышение качества и эффективности обучения. Одним из возможных и наиболее перспективным путей решения этой проблемы является комплексное применение МА в целостном процессе обучения.[11]
В понятие "комплекс" включают оптимальное множество взаимосвязанных меду собой средств обучения (система средств), необходимых для изучения конкретных вопросов программы по химии [18] Комплексом может быть не любая совокупность средств, а только их система, все элементы которой связаны между собой логической последовательностью решаемых задач, содержанием изучаемого материала, а также методами обучения, применяемыми учителем [11 ]. Как системный объект комплекс обладает определенной структурой и целостностью. Его элементы не повторяют друг друга, а усиливают педагогическое воздействие каждого из них [18]. При комплексном использовании средств обучения неизбежен вопрос о их взаимозаменяемости. Эффективность комплексного использования традиционных и мультимедийных средств обучения обусловливается спецификой их относительных преимуществ, проявляющихся в сфере решения учебных и воспитательных задач урока. Поэтому хорошие результаты дает сочетание показа натуры и ее изображения, а при отсутствии натуры - сочетание объемной (трехмерной) изобразительной наглядности с изображениями на плоскости (двухмерной изобразительной наглядностью).
Модели и другие предметы трехмерной структуры способствуют формированию представлений, воображений и в большей мере чем натуральные объекты помогают абстрактному мышлению.
Двухмерная изобразительная наглядность, в том числе и экранная, значительно усиливает формируемые представления и понятия, способствует развитию и совершенствованию логического мышления и речи. [24].
Опираясь на высказывания философов о том, что процесс познания истины, познания объективной реальности протекает "от живого созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике", мы в каждом конкретном случае стремимся использовать традиционные и технические средства так, чтобы сделать активными прежде всего такие органы чувств, как зрение и слух. Чувственное или так называемое первичное познание начинается с ощущений и восприятий. “Ощущение есть действительно непосредственная связь сознания с внешним миром, есть превращение энергии внешнего раздражения в факт сознания”. [3]. В ощущениях отражаются прежде всего отдельные стороны предмета или процесса, то есть отдельные качества и свойства изучаемого объекта. Информация, полученная человеком посредством ощущений, составляет исходный материал для образования чувственных образов о предмете в целом, так называемых восприятий.[5] Таким образом, восприятие - это целостное и осмысленное и отражение в мозгу учащихся предметов и явлений, непосредственно действующих на органы чувств. От полноты и правильности восприятий во многом зависит процесс обучения. Поэтому перед учителем стоит задача использовать возможности традиционных и мультимедийных средств так, чтобы они дополняли друг друга и обогащали процесс восприятия. При комплексном использовании
Примером комплексного подхода в использовании МА может служить предварительный показ видеофильма перед экскурсией на химическое производство негашеной извести, по теме: «Кальций и его соединения.»Во время самой экскурсии ученики наблюдают за процессами подготовки, переработки и обжига известняка в готовый продукт- негашеную известь, знакомятся с конструкцией главных аппаратов, условиями и принципами их работы. С прекращением экскурсионного показа прекращаются ощущения и восприятия, формирующие представления о характере данного производства. Для продолжения познавательной работы с объектами учитель вводит на следующем уроке диапроекцию технологической схемы, в которой как бы сконцентрировано все производство негашеной извести. Ученики производят необходимые сравнения, сопоставления и делают выводы о сущности производства. Находясь более длительное время в поле зрения, технологическая схема активизирует абстрактное логическое мышление и делает изучаемый объект более знакомым и понятным, а знания более прочными и глубокими.
МА необходимо применять для усиления наглядности при наличии у учащихся достаточного чувственного опыта и она не должна заменять натуральные объекты, образцы веществ, коллекции и химических эксперимент. [13 ].
Выбор того или иного средства обучения, входящего в состав комплекса, определяется методической задачей и изоморфностью данного средства по отношению к реальному объекту (процессу). (Под изоморфностью здесь понимают соответствие свойств, функций и отношений рассматриваемой образной модели с теми свойствами, функциями или отношениями объекта (процесса), которые подлежат изучению). На уроках химии комплексное применение средств обучения позволяет вскрыть сущность явления, наиболее
следственные связи, закономерности и отношения, присущие внутренней структуре веществ и явлений. [19].
Комплексное применение средств обучения существенно изменяет познавательную деятельность школьников, которая приобретает полифункциональных характер и одновременно отражает те знания, которые уже сложились в процессе обучения химии. Происходит наслоение деятельностей: учебной, познавательной, творческой, коммуникативной. Средства обучения актуализируют внутреннюю мотивацию, познавательные мотивы. В познавательные мотивы включаются учебные установки и мотивы коммуникативной деятельности, определяемые спецификой комплекса средств обучения. За соотношением деятельностей открывается соотношение мотивов [1], которые придают учебно-познавательной деятельности на основе применения комплекса средств ярко выраженный полимотивационный характер.
Действующая программа по химии предъявляет определенные требования к использованию средств обучения, которые должны обеспечить усвоение основ химии, химических знаний и умений, знакомство с современными методами научного познания. Совершенствование преподавания химии неразрывно связано с созданием и применением средств обучения.
Создавая систему (комплекс) средств для данного урока, учитель должен ответить на следующие вопросы. Нельзя ли данный вопрос изучаемой темы оптимально, убедительно и эффективно донести до сознания учащихся вербальным (словесным) путем? Не достаточно ли для решения этой проблемы
Содержание и характер комплекса средств обучения будет зависит от ответов на эти вопросы: ответы определяют композицию комбинированного применения средств, силу их воздействия на учащихся. Урок с использованием комплекса средств обучения имеет некоторые особенности, связанные с их сочетанием и взаимосвязью со словом учителя. Сложность - в переходе на разные языки сообщения учебного материала. Учитель должен обязательно пояснить, что именно увидят школьники, подчеркнуть выразительную возможность данного средства. [9 ]
В практике обучения комплексное применение средств реализуется тремя основными сочетаниями: одновременным (параллельным); последовательным; смешанным, когда имеет место чередование параллельного и последовательного включения разных средств на определенных этапах процесса обучения. [30]
Варианты комплексного использования современных средств обучения определяются многими факторами, в том числе содержанием учебного материала урока (темы); учебными задачами, решаемыми на уроке; наличием необходимого оборудования; владением техникой и методикой использования средств обучения. Каждый тип сочетания имеет своеобразное учебно-воспитательное значение. Учителю, прежде всего, необходимо установить роль аудиовизуальных средств обучения в сочетании с химическим экспериментом; какой из них в данном случае является дополнительным, а какой - основным.
ГЛАВА II. Техника и методика использования МА на уроках химии.
2.1. Перспективы использования МА в современной школе.
В настоящее время в образовательных учреждениях России применяются различные виды наглядных методов и МА, в том числе интерактивные, аудиовизуальные, экранно-звуковые. Это происходит в полном соответствии с Законом Российской Федерации «Об образовании», который определяет, что содержание образования должно обеспечить «формирование у учащихся адекватной современному уровню знаний и уровню образовательных программ картины мира». [1]
Однако не все образовательные учреждения обеспечивают указанное в полной мере. Это связано как с ограниченным финансированием, так и с недостатком кадров, эффективно использующих разнообразные методы и средства при преподавании различных предметов. Сказанное относится и к применению наглядных методов и средств, имеющих многовековую традицию. [4 ]
Современная МА при активном желании учителя позволяет значительно повысить уровень обучения учащихся.
Необходимо отметить, что интерактивные методы и средства имеют жесткие ограничения по их применению. [2 ]
Так, применение персональных компьютеров на уроке имеет следующие временные ограничения:
8класс-20 мин.
9класс-25мин.
Одновременно следует отметить, что ни компьютерные, ни кино-, видеопрограммы не дают возможности структурированно, детализированно давать учебный материал, поддерживая каждый урок. Только разумное объединение возможностей аудиовизуальных, интерактивных и экранно-звуковых методов и средств обучения позволяет оптимизировать учебный процесс в различных общеобразовательных учреждениях.
Следует отметить, что преподавание предметов естественно-математического цикла нельзя заменить ни телеуроком, ни компьютерным уроком, в особенности лабораторные и практические занятия. Нельзя отнимать у ученика возможность ощутить многообразие мира с помощью органолептических средств.
Однако помощь от применения МА в составе любого вида уроков может быть весьма значительна.[7 ]
Школьный курс химии содержит большое количество лабораторных и демонстрационных опытов и практических работ. Если лабораторные опыты и практические работы выполняются учащимися самостоятельно (при условии наличия необходимых реактивов и оборудования в школьном кабинете) и ученики могут наблюдать происходящие явления с близкого расстояния и сами управлять ими, то демонстрационные опыты, выполняемые учителем, имеют одно, но очень большое неудобство — их плохо видно с большого расстояния. Кроме того многие опыты запрещено проводить в школах из-за использования веществ, имеющих вредное воздействие на человеческий организм или высокую пожарную опасность.[3 ]
Другая проблема состоит в том, что в 13-15 лет у учащихся еще недостаточно хорошо развито абстрактное логическое мышление, возникает проблема при осознании тех вопросов курса неорганической, а особенно органической химии, которые связаны со строением веществ. Таблицы, рисунки в учебниках, слайды и т.д. не имеют объемности изображения и динамики движения, что усложняет учащимся процесс анализа и синтеза получаемой теоретической информации.[5 ]
Все эти проблемы достаточно просто решаются при использовании на уроках CD и DVD-пособий с интермультимедийным сопровождением в виде демонстрационных опытов, движущихся стереомоделей молекул различных веществ и тд.
2.2. Экранная проекция как частный случай использования МА.
Значительная роль в общей системе применения МА в обучении химии принадлежит статическим экранным пособиям (диафильмам, диапозитивам, графопособиям, презентациям). Существенное преимущество их перед обычными плакатными пособиями, кроме портативности, состоит в том, что они позволяют показать изучаемые явления и процессы во всех стадиях и нужной последовательности.[14] Возможность быстрой смены кадров создает впечатление некоторой динамичности, а в некоторых случаях изображение может быть удержано на экране долго. Использование статической проекции позволяет:
а)Оживить содержание урока. (Изображение на экране способствует более прочному усвоению теоретического материала.)
б)Экономично использовать учебное время. (С помощью статистической проекции при необходимости можно быстро подать на экран готовый материал (чертеж, рисунок, текст), для выполнения которого на доске учитель затратил бы много времени.)
в)Организовать одновременную работу всех обучаемых над содержанием кадра. (Внимание учащихся привлекают к изображению на экране и всесторонне обсуждают его. Учитель ставит вопросы показывая те части кадра, на которые нужно обратить внимание учащихся. Учебную информацию выдерживают на экране столько времени, сколько требует логика объяснения.)
Статическая проекция находит широкое применение при решении многих вопросов, иллюстрации и анализе химического явления, создании проблемной ситуации, решении различных задач, выполнении упражнений, закреплении материала и контроле знаний учащихся. Преимущество статистических экранных пособий заключается в том, что они могут разрабатываться учителями. Это позволяет использовать их при изучении конкретных тем программы. Отбирая материал для статической проекции, продумывая последовательность предъявления кадров, учитель должен определить:
а.) поможет ли данное пособие достичь цели обучения;
б.) даст ли оно правильное представление об изображаемом предмете или
явлении;
в.) добавит ли что-либо к знаниям учащихся;
г.) имеет ли нужный уровень детализации;
д.) сфокусирует ли внимание на основной идее.
В отличии от видеофильма, который часто бывает изолированным от конкретного материала, излагаемого учителем, статическая проекция дополняет словесное изложение учителя визуальным отражением предметов и явлений, дает возможность слушать и зрительно воспринимать информацию неограниченное время. Статические экранные пособия позволяют сочетать при работе с ними первую и вторую сигнальные системы и формировать у учащихся абстрактное мышление. [11]
Функции статичных экранных средств разнообразны. Это пробуждение и укрепление усиленного интереса к учебной теме и ориентировка в ней; иллюстрация слова учителя или сообщения ученика; изложение новой учебной информации в сочетании с демонстрационным экспериментом, лабораторной
Следует отметить воспитательное значение статичных экранных средств обучения. С их помощью в классе можно показать уникальный документальный материал, рассказывающий о промышленности, химических и металлургических производствах, о жизни и деятельности великих химиков. Эмоциональное воздействие статической экранной проекции усиливается ее художественными качествами, что делает статичные экранные пособия важным средством эстетического воспитания.
В практике работы учителей определились следующие формы применения выпускаемых промышленностью и самостоятельно изготовленных статичных экранных пособий. [12]
1. Содержание пособия используют как опору для словесного изложения материала или подтверждения изучаемого явления. Сюда включены формулировки законов, правил, закономерностей, отдельных выводов. Такие экранные пособия учитель может использовать на последующих уроках при изучении нового материала. Признаки, положенные в основу классификации химических реакций, дают возможность отнести то или иное взаимодействие к определенному типу. Опыт показывает, что такие пособия особенно эффективны при изучении нового материала. Они обеспечивают связь с предыдущим,
позволяют учащимся шире ориентироваться в многообразных свойствах веществ их превращений.
2. Содержание пособия используют для иллюстрации высказанной мысли, ее конкретизации с целью создания более ясного представления об изучаемом
3. Основная часть кадров экранного пособия выполняет функцию
объяснения, когда словесно-логические средства оказываются недостаточно доступными. Такие пособия помогают уяснить сущность классификаций веществ и явлений, широко использовать модельные объяснения, представить схему прибора или опытной установки.
4. Видеоряд экранного пособия используют для доказательства
правильности или ошибочности суждений учащихся. Отдельные кадры таких пособий могут содержать схематические рисунки демонстрационных приборов и лабораторных установок. Учащиеся объясняют, почему имеют место те или иные процессы, почему для их осуществления используются приборы определенной конструкции и определенные вещества.
2.3. Кодоскоп и методика его использования
в учебном процессе.
В современном учебном процессе большую роль приобретает передача информации методом наглядной демонстрации с речевым сопровождением преподавателя. Информация, поступающая в мозг человека через зрение и слух, распределяется примерно как 7-8:1. Это показывает особую важность подачи зрительной информации обучаемому. Поступление же информации сразу по двум каналам резко повышает количество воспринимаемого учебного материала и эффективность его усвоения. [1]
| Рис . 1. Кодоскоп ( графопро ектор ): 1 — корпус ; 5 — стекло ; 6 — головка ; 8 — устройство ус тановки резкости ; 9 — катушки перемотки . |
Кодоскоп — это проектор (рис.1.), воспроизводящий записи и рисунки непосредственно при их создании или выполненные заранее на прозрачной пленке (или стекле). В корпусе 1 находится мощная лампа, которая во время включения охлаждается вентилятором. Лампа находится в фокусе вогнутого зеркала, которое усиливает световой поток, падающий на линзу Френеля (обычно изготавливается из прозрачной термостойкой пластмассы). Над линзой закреплено стекло 5, называемое окном. На окно помещают пленки с рисунками или записями или другие прозрачные объекты. Изображение собирается в головке кодоскопа 6, состоящей из линзы и зеркала, отбрасывающего изображение на экран. Расположение изображения по высоте на экране устанавливается или поворотом в вертикальном направлении самой головки кодоскопа или зеркала. Резкость устанавливается перемещением вверх — вниз головки при помощи устройства 8. При расстоянии равном 2,5 м от кодоскопа до экрана изображения имеют размеры от 1,5 до 2 м (сторона квадрата) в зависимости от фокусного расстояния линзы.[1]
Работа с кодоскопом совершается двумя принципиально различными способами: 1.) с подвижной лентой и непрерывной записью отдельных предложений или формул и рисованием схем, графиков, диаграмм и т.п.; 2) с заранее изготовленными рисунками и текстами, транспарантами. [3]
Окно кодоскопа имеет размеры 25 х 25 см. На расстоянии 2,5 м до экрана оно увеличивается до 1,5-2 м. На расстоянии 5-7 м изображение заполняет обычный аудиторный киноэкран.
Написанное на прозрачной пленке слово, на экране становится в несколько раз больше, чем написанное мелом доске. Поэтому изображение хорошо видно даже сидящим в последних рядах в большой аудитории, при этом аудиторию, если прямой солнечный свет не падает на экран, затемнять не надо. Большие размеры букв, высокая яркость и контрастность предъявляет повышенные требования к почерку, аккуратности записей и рисунков. [2]
| Рис . 33. Схема автоматической ручки (рапидографа) для письма тушью на пленке: 1 — капилляр; 2 — стержень; 3 — цилиндрик |
При помощи кодоскопа можно демонстрировать опыты, проецируя их на экран. Для этого на окно помещают стекло, на которое кладут чашки с плоским прозрачным дном (чашки Петри). В чашки можно наливать различные растворы, индикаторы и т.п. Очень хорошо смотрятся опыты по взаимодействию кусочков лития, натрия и калия с водой, опыты по электролизу и т.п. Обычные лекционные демонстрации видны только учащимся, сидящим на первых рядах аудитории. При показе опытов через кодоскоп они видны учащимся всей аудитории, даже если выполняются с минимальными объемами реактивов.
Использование кодоскопа также позволяет избавиться от развешенных на стенах таблиц, которые сильно отвлекают внимание аудитории.
Красивый эксперимент сам по
себе часто гораздо ценнее, чем
двадцать формул, добытых в реторте отвлеченной мысли.
А. Эйнштейн.
Физиологами установлено, что соотношение информации, поступающей в мозг человека через зрение и слух, составляет примерно 7:1. Это убедительно подтверждает доминирующую роль зрения в процессе восприятия информации. Преподавание химии немыслимо без использования метода наглядной демонстрации и речевого сопровождения. При этом информация поступает к обучаемому сразу по двум каналам, что резко повышает количество воспринимаемого учебного материала и эффектность его усвоения.
При совершенствовании этого метода нельзя ограничиваться только экстенсивными приемами (использование посуды большой вместимости, увеличение количества реактивов), поскольку отдельные признаки явления все равно остаются и в этом случае незамеченными: обычно учитель вынужден объяснять то, что учащиеся должны были наблюдать в опыте. Это сильно снижает активность школьников, затрудняет проведение аналитико-синтетической умственной работы (установление сходства, различий, обобщение полученных данных).[12]
Необходимо искать такие приемы, которые бы позволяли отчетливо рассматривать все детали объекта изучения или явления. Этому требованию отвечает применение технических средств обучения, в частности графопроектора (кодоскопа). Проецирование на экран делает демонстрацию отчетливой и выразительной, а также создает возможность наблюдения динамики процесса. Для постановки
Проецирование используют при наличии явных преимуществ перед обычными способом постановки опытов, например, если:
а)объект имеет небольшие размеры и его нельзя рассмотреть с рабочих мест; опыт небезопасен, и поэтому необходимо использовать малые количества реактивов (взаимодействие щелочных металлов с водой, кислотами и др.), Уменьшить возможность попадания вредных веществ в аудиторию (опыты с галогенами, оксидами азота, многими органическими веществами);
б)опыт требует использования дорогих или дефицитных реактивов (например, с нитратами серебра);
в)нужно существенно сэкономить время на уроке и поддерживать устойчивое внимание при наблюдении демонстрируемых явлений (например, при проведении медленных реакций с органическими веществами, при электрической коррозии металлов, электролизе);
Важно зафиксировать внимание учащихся на различных явлениях, происходящих во время проведения опыта (выделение пузырьков газа, образование оксидных пленок на металлах и др.).Замечу, что во всех случаях нужно принимать во внимание, что изображение, даже самое совершенное, не заменяет, а лишь дополняет демонстрацию натурального объекта.
Опыты с применением графопроектора осуществляют следующим образом. На рабочее окно помещают проецируемую посуду: кюветы - простые и ячеистые из тонкого прозрачного материала (стекла или пластмассы), чашки Петри (диаметром 40 или 70 мм), часовые стекла, бюксы, стаканы.[12]
Затем включают свет и регулируют яркость изображения. Требуемое увеличение изображения получают, изменяя расстояние между экраном и графопроектором. Реагенты помещают в сосуды при включенном свете. Это дает
С помощью графопроектора можно демонстрировать растворение, диффузию, осаждение, кристаллизацию, изменение окраски реагирующих веществ, выделение газа, Взаимодействие металлов с водой и кислотами, вытеснение металлов из растворов солей, изменение скорости реакции под влиянием разных факторов, катализ, движение ионов в электрическом поле, электролиз водных растворов, электрохимическую коррозию металлов и способы защиты от коррозии, цветные качественные реакции на отдельные вещества и др. [28]
2.5. Диапроекция, как один из способов реализации принципа наглядности в демонстрационном эксперименте.
Применение наглядных методов обучения обусловлено дидактическим принципом наглядности, который получил свое обоснование еще в «Великой дидактике» Я.А.Коменского. Он писал: «... пусть будет для учащихся золотым правилом: все, что только можно, представлять для восприятия чувствами, а именно: видимое - для восприятия зрением, слышимое - слухом, запахи -обонянием, что можно вкусить - вкусом, доступное осязанию - путем осязания». [5] Именно Я.А.Коменский ввел термин «наглядные пособия», понимая под ними изображения или копии вещей, которые нельзя представить в натуре.
Особенность химии как экспериментальной науки требует, чтобы ее преподавание опиралось на учебный химический эксперимент, через который реализуется один из основных дидактических принципов - наглядность обучения. Химический эксперимент является неотъемлемым элементом процесса познания. Он может быть первичным источником новых знаний, поскольку в основе всякой теории лежат опытные факты. [13]
Одним из направлений, представляющим существенные возможности в техническом решении улучшения видимости демонстрируемых опытов, является их проекция на экран: диа - и эпипроекция.
Большинство из перечисленных выше трудностей можно преодолеть при работе с малыми количествами используемых при демонстрации веществ, в "полумикроисполнении" демонстрируемых опытов, а необходимую наглядность обеспечить проекцией их на экран. Отметим, что такой способ оформления демонстрационного эксперимента не отрицает "живого созерцания" явлений. [17] Меняется только способ их восприятия. Увеличенный размер изображения по сравнению с натуральным позволяет рассмотреть существенные детали реально протекающего процесса, а потерянная "объемность" обычно оказывается несущественной деталью такой демонстрации.
Отметим и другие достоинства проекции опытов на экран:
а) ученики замечают признаки химических процессов, которые они не могут выделить даже при выполнении многих лабораторных опытов;
Возможность экранной демонстрации опытов ограничена реакциями, которые протекают в прозрачной среде - растворах, газах или с участием прозрачных твердых веществ. В практике обучения такие опыты встречаются достаточно часто. Предлагаемые дополнительные приспособления к диапроекторам не лишают возможности их оперативного использования по прямому назначению, в том числе демонстрации диапозитивов, диафильмов и других средств наглядности.
Химические опыты, проецируемые на экран, подразделяются на три группы:
■1. Опыты, которые особенно наглядны и убедительны при их проекции на экран. Таковыми являются опыты со слабо выраженным внешним эффектом или протекающие в замедленном темпе, а также опыты, демонстрация которых становится опасной при применении больших количеств реагирующих веществ и поэтому обычно демонстрируемых в микро и полумикроколичествах. [23] Примерами такого рода могут служить опыты, иллюстрирующие молекулярно-генетическую теорию, а также многие из свойств веществ, объясняемые на ее основе: диффузию, осмос, электролитическая диссоциация, выделение и растворение газов в жидкостях, действие катализаторов, набухание, флотацию, свойства едких, токсичных и взрывоопасных веществ.
■2. Опыты, в которых проекция играет вспомогательную роль, т.к.проецируется только часть процесса с целью фиксации существенных деталей, отдельных стадий протекающих процессов, не воспринимаемых при "прямой" демонстрации, или с целью фиксации конечных стадий опытов, сопряженных применением незначительных количеств реактивов или весьма разбавленных с
■3.Повторные опыты, проекциях которых на экран уточняет не изученные ранее закономерности. Диапроекция в этом случае помогает снять адаптационный эффект повторной демонстрации, сократить время демонстрации, акцентировать внимание на других сторонах изученных явлений.
ГЛАВА III. Практика использования МА в школьном демонстрационном эксперименте.
в химическом демонстрационном эксперименте.
Реализация одного из важнейших принципов - наглядности в обучении не всегда может быть достигнута через прямой показ опытов или демонстрацию свойств химических веществ и процессов. Использование мультимедийной аппаратуры: графопроекторов, эпи- и диапроекторов, компьютеров, теле- , видеоаппаратуры, DVD, цифровой записи позволяет расширить диапазон использования демонстрационного эксперимента.[1] Наибольшую эффективность сочетания демонстрационного эксперимента и мультимедийной аппаратуры можно достигнуть в следующих случаях:
■1.)При демонстрации медленно протекающих процессов в силу слабой
выраженности их внешних эффектов.(движение ионов, диффузия, кристаллизация) Примеры опытов:
Диффузия веществ в любых агрегатных состояниях.
Опыт 1. В чашку Петри наливают воду и помещают несколько кристалликов медного купороса (или перманганата калия, дихромата калия). Учащиеся наблюдают диффузию, сопровождающуюся разрушением кристаллов, появлением окрашенных струек и увеличением размера окрашенного пятна. [23]
Опыт 2. На стеклянную пластинку или в чашку Петри помещают каплю крахмального клейстера и рядом с каплей - кристаллик йода. Через несколько секунд крахмал синеет со стороны кристаллика и происходит диффузия паров йода. Данный и следующий опыты демонстрируют диффузию в газе.
Опыт 3. На расстоянии 2- 3 см. друг от друга на стеклянную пластинку или в чашку Петри помещают капли фенолфталеина и водного раствора аммиака. Через несколько секунд капля фенолфталеина становится малиновой.
Опыт 4. В чашку Петри наливают жидкий крахмальный клейстер, чтобы исключить конвекцию. На противоположных сторонах чашки помещают кристаллики медного купороса и гидроксида аммония. Учащиеся
Кристаллизация.
Демонстрация процессов кристаллизации. В узкую кювету налить пересыщенный раствор ацетата натрия. От степени пресыщения зависит успех опыта. Поэтому для различных температурных условий требуется разное количество влитой воды в 3-водном кристаллогидрате ацетата натрия, чтобы достигнуть нужной степени пресыщения. Чем меньше степень пресыщения, тем эффективнее опыт, так как растут большие игольчатые кристаллы во весь экран. Обычно опыт удается, если смешать 2 массовые доли кристаллогидрата и 1 массовую долю воды. Кристаллизацию вызывают, помещая один кристаллик затравки этой или другой соли. Опыт может быть продемонстрирован и как занимательный. Кроме ацетата натрия можно использовать кристаллогидрат тиосульфата натрия. И в этом случае к 3 частям кристаллогидрата следует добавить 1 часть воды. Разбавление и растворение можно проводить в кювете, поместив ее в теплую воду и перемешивая содержимое лучинкой, чтобы не поцарапать стекло. [16]
Движение ионов.
Направленное движение ионов под действием электрического поля рекомендуется осуществлять не в воде, а в крахмальном клейстере, в котором содержится электролит (10%-ный раствор Na2SO4). В этом случае система приобретает устойчивость, т. е. раствор крахмала, обладающий вязкостью, препятствует самопроизвольному движению раствора, мешающему наблюдать истинное движение ионов. Однако надо учитывать раз меры ионов. Чем сильнее сольватирован ион, тем больше его диаметр и тем меньше его подвижность. Поэтому для демонстрации лучше всего использовать гидроксид-ионы, которые имеют подвижность 0,0018 см/с, уступая только катионам водорода 0,0033 см/с в поле с градиентом 1
Чашку Петри помещают на стекло графопроектора. Между электродами наливают свежеприготовленный крахмальный клейстер (тонкий слой), в который добавлено несколько капель сульфата натрия. Между
СuС12 + К2CrO4 = CuCrO4 ↓+ 2KC1
CuCrO4 + 4NH3∙H2O = [Cu(NH3)4]CrO4 + 4Н2О [15 ]
В растворе это комплексное соединение подвергается диссоциации:
[Cu(NH3)4]CrO4 ↔[Cu(NH3)4]2+ + CrO42-
Сначала по обе стороны от нитки видно зеленое окрашивание (синий + желтой = зеленый), но после включения постоянного тока через выпрямитель ВС-24М (В-24) учащиеся наблюдают направленное движение ионов в виде окрашенных полос: синей [Cu(NH3)4]2+ - к катоду (-) и желтой CrO42- - к аноду (+).
Аналогичный опыт можно продемонстрировать с помощью той же установки, смочив хлопчатобумажную нить смесью концентрированных растворов хлорида железа (III) и перманганата калия. При включении тока будет хорошо заметно движение ионов в виде окрашенных полос: желто-бурой Fe3+ - к катоду (-) и красно-фиолетовой МnО42- - к аноду (+).
Подвижность ионов водорода можно показать, используя растворы соляной или серной кислот и индикаторы метиловый оранжевый (кислотная форма красная), лакмоид (цвет кислотной формы тоже красный), а подвижность гидроксид-ионов - с помощью растворов гидроксида натрия или калия и индикатора фенолфталеина (щелочная форма малиновая). [23]
■2.)При демонстрации процессов с участием веществ в
высокодисперсном состоянии: броуновского движения, флотации, требующих применения микроскопа или другой аппаратуры для увеличения, например кодоскопа.
Флотация.
Демонстрация флотации. В узкую кювету помещают мелкую крошку цветного органического стекла (размером 1-1,5 мм.) и такую же крошку битого бутылочного стекла контрастного или
Броуновское движение
Для демонстрации броуновского движения наиболее подходящим объектом является дым от сигареты. Опыт проводится при боковом освещении, сконцентрированном линзой. В качестве камеры наблюдения можно использовать спичечную коробку с проделанным боковым отверстием- для освещения и верхним отверстием – для наблюдения. Камера должна быть герметичной, поэтому отверстия закрываются покровными стеклами сбоку и сверху. Наблюдение производится при помощи микроскопа. При массовом характере демонстраций опыт лучше заснять на видеокамеру через микроскоп. Броуновское движение в газе, особенно высокодисперсных частиц дыма, наблюдается в виде «роящегося облачка» мелких насекомых. Из-за малых размеров частицы дыма наблюдаются в виде звездочек.
■3.)
Демонстрации свойств и химических процессов с участием сильно токсичных или экологически опасных веществ.(галогенов, некоторых соединений азота, фосфора, тяжелых металлов и т.д. Несколько подобных опытов приведено в нашем
DVD
-сборнике:
пирофорные свойства нанопорошка свинца, получение фосфина и его возгорание на воздухе, самовозгорание белого фосфора на воздухе.
Примеры:
Сравнительная характеристика свойств галогеноводородов
1. КСI + H2SO4 = KHSO4 + НСI
2. 2KBr + 2H2SO4= K2SO4 + Br2 + SO2 + 2H2O
3. 8KI+5H2SO4 = 4I2 + H2S + 4K2SO4 + 4H2O [15]
Подготовка.Три демонстрационные пробирки или стакана. Хлорид, бромид и иодид калия (сухие соли). Концентрированная серная кислота. Раствор Pb(NO3)2.
Выполнение.Поместив перед белым экраном три пробирки, насыпать в них по отдельности небольшие порции сухих хлорида, бромида и иодида калия. Затем прилить поочередно концентрированную серную кислоту. В пробирке с хлоридом калия выделяется бесцветный хлористый водород; с влагой воздуха он образует туман (перенести пробирку на черный фон). В пробирке с бромидом калия сперва также виден беловатый туман бромистого водорода. Однако вследствие окисления бромистого водорода серной кислотой вскоре в пробирке появляются красно-бурые пары брома. Приливание серной кислоты в пробирку с иодидом калия вызывает выделение иода: йодистый водород тотчас же окисляется серной кислотой, которая восстанавливается при этом до свободной серы или даже сероводорода. Покрыв пробирку фильтром, смоченным раствором соли свинца, — появляется черное пятно. [11 ] Для большей эффективности опыт лучше демонстрировать в видеозаписи с большим увеличением.
Свойства фтороводорода
Работа с фтористым водородом представляет большие трудности и даже опасность. Поэтому здесь предлагается только один из наиболее простых опытов с раствором фтористого водорода.
Травление стекла плавиковой кислотой
Подготовка.Стеклянная пластинка, покрытая парафином (или воском). Игла или гвоздь. Помазок. Плавиковая кислота. Бензин.
Опыт проводится под тягой, т.к. плавиковая кислота разрушает дыхательные пути, а для учащихся демонстрировать только в виде видеозаписи.
Выполнение.Нацарапать иглой или гвоздем на пластинке, покрытой парафином, какое-нибудь слово. Бороздки, проведенные иглой, должны доходить до поверхности стекла. Затем помазком нанести на пластинку плавиковую кислоту (осторожно, избегать попадания кислоты на руки!) и так оставить на несколько минут. Смыть плавиковую кислоту большим количеством воды и снять бензином парафин. При боковом освещении на черном экране на пластинке будет четко видно написанное слово. При отсутствии раствора плавиковой кислоты в пластмассовую чашку вносят смесь фторида натрия с концентрированной серной кислотой и закрывают сверху подготовленной стеклянной пластинкой. [11]
Получение хлороводорода(
горение водорода в хлоре)
Подготовка.Цилиндр, наполненный хлором. Источник водорода (аппарат Киппа). Раствор лакмуса. Изогнутая стеклянная трубка с оттянутым концом.
Выполнение.Соединить изогнутую стеклянную трубку с источником водорода. Пропустив водород через трубку некоторое время, его поджечь (в случае аппарата Киппа обязательно испытать предварительно водород на чистоту). Осторожно опустить трубку в цилиндр с хлором. Водород продолжает гореть, пламя удлиняется и приобретает более заметную желто-зеленую окраску. По окончании опыта налить в цилиндр синий раствор лакмуса. Он краснеет от образовавшейся соляной кислоты. Если есть еще хлор, не вошедший в реакцию, лакмус обесцвечивается. [15]
Опыт можно провести только под хорошей тягой, но наиболее удобной является его демонстрация через видеозапись. Преимущество такой демонстрации: резко уменьшаются затраты на проведение, его можно показать в 10 классе для активизации познавательной деятельности.
■4.)Демонстрации опытов, сопровождающихся взрывным характером
взаимодействия: гремучей смеси водорода с кислородом, метана и ацетилена с кислородом, галогенов с водородом и др.
Взрыв смеси водорода с кислородом
Подготовка.Цилиндр емкостью 250—300 мл. с пришлифованной пластинкой и разделенный метками на три равные части. Полотенце (мокрое).
Путем вытеснения воды ввести в цилиндр два объема водорода и один объем кислорода. Закрыть пришлифованной пластинкой (или стеклышком, смазанным вазелином). Для смешивания газов цилиндр несколько раз перевернуть (придерживая пластинку пальцем) и вынести в класс.
Выполнение.Обернуть для предосторожности цилиндр мокрым полотенцем и поставить на стол. Зажечь лучину и, сняв пластинку, закрывающую цилиндр, поднести огонь к отверстию цилиндра. Раздается сильный взрыв. [11] Опыт хорошо демонстрировать через прямой показ, но для повторной демонстрации возможен показ через видеозапись в старших классах, где для этих опытов время не отведено.
Синтез хлористого водорода (фотореакция)
При ярком освещении соединение хлора с водородом происходит со взрывом. Подготовка опыта опасна и требует внимания и осторожности. [8]
Подготовка.Источник водорода. Прибор для получения хлора. Плоскодонная колба емкостью 200—250 мл. с хорошо подобранной резиновой пробкой. Кристаллизатор. Асбестовая сетка. Зажигательная смесь (1 г Mg + 1 г КС1О3). Полоски фильтровальной бумаги, пропитанные раствором нитрата калия и высушенные. Лучинки. Предохранительный ящик со стенками из частой сетки. Для демонстраций удобен предохранительный ящик, у которого дно деревянное (из фанеры), три стенки — из органического стекла (одна из них должна быть подвижной), четвертая стенка и верх — из частой медной сетки. Примерные размеры ящика 40Х40Х75 см.[11]
Точно измерить объем хорошо вымытой колбы, разделить его пополам, нанеся на колбу метку восковым карандашом. Наполнив колбу водой, поместить ее вверх дном в кристаллизатор с водой и наполнить водородом до метки (1/2 объема). Затем перенести кристаллизатор и колбу, укрепленную в штативе, в предохранительный ящик. После этого спустить дверцу ящика так, чтобы проходила только рука с отводной трубкой от прибора для получения хлора. Надеть защитные очки и слегка затемнить помещение. Поднести к ящику прибор для получения хлора и дополнить хлором колбу вытеснением оставшейся в ней воды. Как только весь объем колбы заполнится, отводную трубку вынуть, прибор убрать и под водой плотно закрыть колбу пробкой. [15] Вытащить из ящика кристаллизатор и спустить дверцу. Ящик тотчас же вынести на демонстрационный стол в аудиторию.
Выполнение.На асбестовую сетку поместить бумагу, пропитанную нитратом калия, на нее насыпать зажигательную смесь (около одной чайной ложки). Штатив с сеткой поместить перед ящиком таким образом, чтобы зажигательная смесь была ниже шарика колбы.
Лучинкой поджечь кончик бумажной полоски. Как только зажигательная смесь вспыхнет, происходит сильный взрыв, вверх взлетает грибообразный клубок хлористого водорода. Колба разлетается в мелкие осколки.
Примечание.Опыт очень эффектен и в аудитории совсем безопасен, так как все осколки колбы остаются внутри ящика. Но подготовка опыта к демонстрации требует тщательной отработки и большой осторожности. Взрыв хлора с водородом может вызвать не только яркий свет, но и катализатор. Им может быть пыль и труха в стенках резиновой трубки, загрязненная или разъеденная поверхность колбы и т. п. В таких случаях взрыв происходит неожиданно в момент заполнения колбы хлором. Поэтому даже после тщательного промывания всех частей прибора колбу следует заполнять хлором только под защитной сеткой в предохранительном ящике. Лицо экспериментатора должно быть защищено маской. [9]
Взрыв при взаимодействии хлората калия с серной кислотой
Подготовка.Пробирки. Спиртовка. Предохранительный ящик. Хлорат калия (КС1О3). Концентрированная серная кислота.
Выполнение.Пробирку с небольшим количеством хлората калия укрепить в штативе и поместить в предохранительный ящик. (Укрепить пробирку следует так, чтобы пламя горящей спиртовки могло касаться дна пробирки.) Приготовив спиртовку, прилить в пробирку с хлоратом калия 2 к. концентрированной серной кислоты. Содержимое пробирки сразу же желтеет (С1О2). Быстрым движением подставить горящую спиртовку под пробирку. (Руку убрать!) Раздается взрыв, слышен резкий характерный звук. Пробирка может разорваться на куски! [11]
Получение йодистого азота
Йодистый азот еще более неустойчив, чем хлористый,
и в сухом виде взрывается уже от малейшего прикосновения,
Подготовка. К небольшому количеству (20—25 мл.) концентрированного раствора йода (в растворе иодида калия) прилить концентрированный раствор аммиака. Выделяется темно-коричневый осадок йодистого азота. Осадок отфильтровать и промыть небольшим количеством спирта. Тотчас же мокрый осадок разложить при помощи шпателя маленькими комочками на отдельные 2—3 листа фильтровальной бумаги. Угол бумаги отогнуть и положить листки в безопасное теплое место (например, вблизи батарей парового отопления). Через несколько часов препарат высохнет и его можно использовать для демонстрации. Стакан, в котором проводилось осаждение, воронку и фильтр сначала залить раствором щелочи, дать постоять и только затем вымыть.[15]
Выполнение.Взяв за угол листок бумаги с комочком йодистого азота, осторожно, на вытянутой руке внести в аудиторию. Положить листок на пол, ударить комочек деревянной указкой. Раздается сильный взрыв. Неиспользованный препарат взорвать после урока. Опыт эффективен при непосредственном показе, но эффективность не теряется при показе видеозаписи, что более удобно.
■5.)Демонстрации каталитических процессов, требующих длительной подготовки и сложной аппаратуры в сочетании с показом промышленных установок, где эти процессы используются, позволяют усилить политехническую профориентационную направленность в обучении; Пример:
Получение серного ангидрида контактным способом.
1.)Подготовка прибора. В качестве катализатора для опыта обычно пользуются платинированным асбестом. Платиновый катализатор с успехом может быть заменен нанесенным на асбестовую вату оксидомжелеза Fe2O3 (И.П. Вязовский). Асбестовая вата прокаливается в тигле. Затем рыхлые комочки ваты встряхиваются в банке с порошком оксида железа, пока асбест не будет им как бы «напитан». Этими комочками наполняется трубка А прибора. Для нагревания можно воспользоваться двумя спиртовками или горелкой. [25]
Вместо того чтобы встряхивать порошок окиси железа с асбестовой ватой, можно пропитать асбест раствором железного купороса (FeSO4) и затем прокалить до полного разложения соли.
|
Трубка А закрывается с обоих концов хорошо подогнанными пробками, в которые вставлены прямая трубка а и изогнутая трубка б. Нижнее колено трубки б должно не доходить на 3—4 см до дна пробирки Д, погруженной в стакан Г.
Серный ангидрид очень энергично действует на корковую пробку, но хорошая пробка свободно выдерживает один и даже два опыта (пробный и на уроке). Для того чтобы продукты действия серного ангидрида на пробку не могли попасть в газоотводную трубку б, последняя должна немного выставляться внутрь трубки А. [25]
Кроме того, пробки полезно защищать надетыми на трубки кружочками асбестового картона или хотя бы комочками асбестовой ваты.
На резиновую пробку серный ангидрид действует несколько менее сильно, чем на корковую, и потому пробку, в которую вставлена трубка б, можно взять резиновую, но она также быстро портится. [11]
Для получения сернистого газа удобнее всего воспользоваться действием серной кислоты H2SO4 на Na2SO3. Соль можно поместить в колбу Б, как на рисунке, или в какой-нибудь другой сосуд. Кислород берется из газометра.
Для осушения и смешивания оба газа пропускают через одну и ту же банку В с концентрированной серной кислотой. Для этого в пробку банки В вставлены три трубки. Трубка, отводящая газ, соединяется или непосредственно с трубкой А. [25]
Резиновая трубка, соединяющая трубку а с осушительным аппаратом, должна быть достаточно длинной. Нужно, чтобы трубку А можно было свободно поднять вместе со штативом для вынимания пробирки Д из стакана Г.В стакан Г помещается лед. Стакан лучше всего, взять батарейный
Пробирка Д, служащая для собирания серного ангидрида, должна быть средней величины. Следует иметь также 2—3 запасные пробирки. К пробиркам до урока нужно подобрать хорошие корковые пробки. Горелку полезно снабдить насадкой для плоского пламени.
Если нагревание ведется на спирту, то следует взять спиртовку с плоским фитилем или расправить фитиль в виде веера.
Когда прибор собран, пропустить через него в течение некоторого времени из газометра воздух, нагревая при этом платинированный асбест возможно сильнее, чтобы удалить из асбеста и из прибора всю влагу. После этого дать трубке А остыть не прекращая тока воздуха. Весь прибор необходимо поместить под тягу.
Получение серного ангидрида
Приготовить охладительную смесь.(из льда и поваренной соли) Отставив пока стакан со смесью в сторону, приоткрыть кран воронки прибора для получения сернистого газа настолько, чтобы серная кислота капала не слишком частыми каплями и из прибора выделялся равномерный ток газа. Открыть кран газометра и отрегулировать ток кислорода таким образом, чтобы он был примерно вдвое слабее, чем ток сернистого газа, так как с двумя объемами SO2 реагирует один объем O2 по реакции:
2SO2+ O2 =2SO3
Обратить внимание учащихся на то, что при обыкновенной температуре никакой реакции между сернистым газом и кислородом не замечается. Начать осторожно нагревать трубку А, держа горелку в руке. Когда трубка прогреется, подставить горелку и отрегулировать пламя или высоту горелки таким образом, чтобы конец пламени едва касался трубки А, не обхватывая ее.
Наилучшая температура для реакции около 400°, но при демонстрационном опыте точного измерения температуры не требуется.
Когда трубка А прогреется и из трубки б начнется выделение белого дыма, отрегулировать ток газов таким образом, чтобы было обильное выделение дыма, и, подняв трубку А вместе со штативом, погрузить трубку б в пробирку Д, находящуюся в охлаждающей смеси. Через 5 минут собирается достаточное количество твердого SO3 . На этом опыт получения серного ангидрида заканчивается. [25]
Данный опыт целесообразнее показывать в форме видеозаписи, что позволяет избежать значительных затрат времени на подготовку и проведение эксперимента.
■6.)Демонстрация быстро протекающих процессов в «замедленной съемке» и
многократной повторной демонстрацией, например, горение пороховых
смесей, взрывные процессы и тд.
В нашем сборнике в опытах 1,2,6 используется замедленное воспроизведение и повторный показ ключевого момента эксперимента. В опыте «мыльные пузыри наполненные водородом» данный эффект использован для показа момента поднятия пузыря и его воспламенения; в опыте «летающая банка» -момент взрывного горения ,фактически не заметного невооруженным глазом; в опыте «получение фосфина»- момент самовоспламенения газа и образования вихревого кольца, что позволяет не только в деталях рассмотреть чрезвычайно быстрые процессы, но и обратить внимание учеников на важные детали плохо доступные при обычном восприятии.
■7.)В записи «демонстрационный эксперимент» может стать домашним, усилив,
таким образом, мотивационную и развивающую составляющие обучения и
воспитания. Для домашней демонстрации видеозапись опытов может быть перезаписана на Flesh-карту или DVD-диск и передана учащимся для домашнего просмотра.
■8.)Широкое распространение такого рода эксперимент может найти на занятиях
во внеурочное время, для учащихся в элективных курсах с углубленным
изучением химии.
Из недостатков можно отметить тот факт, что не все свойства можнодемонстрировать таким образом.
3.2.
DVD
-
c
борник химических опытов, созданный в ходе работы над ВКР, как пример использования МА химическом эксперименте.
В ходе выполнения дипломной работы в качестве эксперимента нами было создано DVD-пособие: сборник опытов на различные темы курса химии. Съемка химического эксперимента проводилась сотрудниками лаборатории информационных технологий на видеокамеры: Canon XM 2 , Canon XL 2. Для переноса информации с цифровых кассет использовался video recorder Samsung DVD-V 6500. Обработка и редактирование материала производилась с помощью программы Adobe Premiere Pro 2.0.
DVD-сборник содержит следующие опыты :
1.) Мыльные пузыри наполненные водородом
2.) «Летающая банка» (взрыв водородно-воздушной смеси)
3.) Окрашивание пламени солями различных металлов
4.) Пирофорные свойства нанопорошка свинца
5.) Горение различных веществ в кислороде (Fe,P,S)
6.) Получение фосфина и его возгорание на воздухе
7.) Самовозгорание белого фосфора на воздухе
Данное пособие может использоваться как для демонстрации на уроке , так и в качестве раздаточного пособия ученикам, усилив, таким образом, мотивационную и развивающую составляющие обучения и воспитания.
В ходе демонстрации опытов учащимся можно задать вопросы проблемного характера. Например: Для сжигания железа в кислороде используют стальную проволоку. Обычная железная проволока как правило не горит. Почему?
дополнительные вопросы:
1.) Чем сталь отличается от железа?
2.) Какой сплав железа еще эффективнее горит в кислороде?
3.) Почему горение стали в кислороде сопровождается рассыпанием искр в виде звездочек?
Рассмотрим некоторые важные особенности техники проведения данных опытов:
1.) Мыльные пузыри наполненные водородом. Водород берется от аппарата Киппа. Мыльный раствор готовился растворением шампуня в воде с добавлением глицерина. Смачивание мыльным раствором удобно производить куском фильтровальной бумаги.
2.)«Летающая банка». Банка изготавливается обрезанием полулитровой пластиковой бутылки, при этом на краю обреза делаются 4 округлых выреза(диаметром 1 см.)-один для трубки, подающей водород, остальные для доступа воздуха. Отверстие в дне банки делается диаметром 2 мм. Возможно также использование алюминиевой банки, но оно менее наглядно, т.к. не видно вспышки взрыва. [11 ]
3.) Окрашивание пламени солями различных металлов. Использовались: NaCI, CaCI2, Sr(NO3)2, Ba(NO3)2. Соли вносят в пламя медленно ссыпая с листа бумаги, однако не следует долго держать CaCI2 на воздухе, т.к. он слеживается и плохо ссыпается с бумаги. Хорошо использовать пламя бутановой горелки - почти бесцветное, в отличие от спиртовки.
4.) Пирофорные свойства нанопорошка свинца. Данный опыт практически неизвестен. Обычно используют пирофорное железо, дающее чрезвычайно тусклые искры. Пирофорный свинец готовят разложением сухого виннокислого свинца без доступа воздуха. Виннокислый свинец приготовляют сливанием растворов ацетата свинца и виннокислого натрия, с последующим фильтрованием и сушкой. Т.к. ампулы приготовлять довольно трудоемко, привожу упрощенный вариант получения пирофорного свинца: нагревание небольшого количества виннокислого свинца в маленькой пробирке, закрытой ватным тампоном, до прекращения выделения «паров». Однако при таком варианте невозможно длительное хранение пирофора. Опыт лучше проводить вытяжном шкафу- при воспламенении нанопорошка на воздухе образуется «дым» из оксида свинца.
5.) Горение различных веществ в кислороде (Fe,P,S). Опыт традиционен. Единственное замечание - трудно подобрать проволоку (из высокоуглеродистой стали) пригодную для сжигания в кислороде.
6.) Получение фосфина и его возгорание на воздухе. Данный опыт чрезвычайно красив и занимателен, однако проведение его осложняется использованием белого фосфора. Для опыта достаточно 2 кусочков фосфора величиной с горошину. Фосфор приготавливают возгонкой красного фосфора в инертной среде (удобно использовать изогнутую пробирку или стеклянную трубку, закрытую ватным тампоном) при нагревании до 350-400°С, с последующим сплавлением под водой, получившегося белого фосфора.[18] Раствор щелочи берут насыщенный. Опыт удобно проводить в пробирке с газоотводной трубкой, раствор щелочи наливают на ⅔ объема пробирки. Газоотводную трубку помещают на 1,5 см. под воду, с добавлением небольшого количества любого ПАВ. После опыта следы фосфора нейтрализуют хлорной или бромной водой.
7.) Самовозгорание белого фосфора на воздухе. Опыт можно рекомендовать для проведения в школе, как довольно простой в исполнении и безопасный. Белый фосфор можно получить при нагревании ~0,5-1 шпателя сухого красного фосфора в пробирке, закрытой ватным тампоном. Получившийся налет фосфора после охлаждения пробирки растворяют в 2 мл. бензола. Данный опыт значительно лучше удается при использовании сероуглерода, однако его практически невозможно достать. Поэтому приходится применять теплый насыщенный раствор белого фосфора в бензоле. Комок туалетной бумаги (с фильтровальной опыт удается плохо) смачивают 4-5 к. раствора. Самовозгорание происходит через несколько минут. В прохладном помещении возгорания не происходит.
Заключение
В условиях научно-технического прогресса мультимедийные средства активно проникают в процесс обучения: от постановки задач до организации и проверки результатов. Они выполняют методические, формирующие (образовательные, развивающие, воспитательные и конструктивные) функции в обучении.[1]
Дидактическое значение применения МА в обучении не ограничивается только наглядностью. Их применение рассматривается в плане целостного педагогического воздействия на развивающуюся личность. МА способствует повышению эффективности усвоения знаний, реализации принципов обучения, и, прежде всего научности, наглядности и пр.; развитию познавательной активности учащихся и формированию их интересов, выступая при этом важнейшим фактором интенсификации учебного процесса. Применение МА в учебном процессе видоизменяет деятельность учителя в направлении усиления ее стандартизации, учитель в этом случае строит свои действия в соответствии с заранее запрограммированным учебным материалом, заложенным в средствах обучения. [14]
Возникает актуальная задача готовить учителя, умеющего не только излагать материал, но и широко использовать для информации различные мультимедийные средства, химический эксперимент, компьютерную технику, строить сообщения с учетом предшествующего опыта учащихся.[29]
При использовании МА на уроке учитель наиболее рационально выбирает методы работы (демонстрация аудиовизуальной информации, создание у учащихся положительной мотивации к просмотренному, вступительной или повторной беседы, уточнение не совсем ясных вопросов, определение заданий для самостоятельной работы). Деятельность учителя по применению аудиовизуальной информации в последующем обучении предусматривает ее использование сразу
1. Ванярх, А.Я. Химия: Примерное поурочное планирование с применением мультимедийных средств обучения. Книга 1: 8-9 классы/ А.Я. Ванярх, Ю.А. Мурашкина. - М.: Школьная пресса, 2002.-32 с.
2. Верховский, В.Н. Техника химического эксперимента/ В.Н. Верховский, А.Д. Смирнов. - М.: Просвещение, т.I , 1975. – 580 с.
3. Головачева, Л.А. Использование кодоскопа при проверке результатов самостоятельной работы учащихся на уроках/Л.А. Головачева// Химия в школе. - 1999. - №1.- с.67-68.
4. Грабецкий, А.А. Учебное оборудование на занятиях по химии / А.А.Грабецкий, Л.С. Зазнобина. - М.: Высшая школа, 1984.-114 с.
5. Грученко, Г.И. Использование кодоскопа при решении типовых задач/ Г.И. Грученко // Химия в школе. - 1998г. - №4. –с. 68-71.
6. Грученко, Г.И. Графопроектор - средство повышения эффективности уроков химии / Г.И. Грученко, И.Л. Дрижун // Химия в школе. - 1994.- №2.- с.30-32.
7. Гусаков, А.Х. Учителю химии о внеклассной работе/ А.Х. Гусаков, А.А. Лазаренко. - М.: Просвещение, 1988. – 132 с.
8. Дрижун, И.Л. Теоретические основы применения технических средств в обучении химии/ И.Л. Дрижун.- С-Пб, 1986. – 64 с.
9. Дрижун, И.Л. Технические средства обучения в химии/ И.Л. Дрижун. - М.: Высшая школа,1989.-218 с.
10. Ерышин, Д.П., Зайнулин Х.З. Методические рекомендации по совершенствованию методов преподавания химии в средней и высшей школе/ Д.П. Ерышин, Х.З. Зайнулин. - М.: Просвещение,1984. -174 с.
11. Зазнобина, Л.С. Экранные пособия на уроках химии / Л.С. Зазнобина. - М.: Просвещение, 1991.-168с.
12. Зуева, В.Н. Совершенствование организации учебной деятельности школьников на уроках химии / В.Н.Зуева.- М.: Просвещение, 1985.-78с.
13.
[и др.]. - М.: Просвещение. – 1989.- 243 с.
14. Карпов, Г.В. Технические средства обучения / Г.В. Карпов, В.А. Ромашин. - М.: Просвещение, 1979. – 116 с.
15. Кирюшин, Д.М. Технические средства обучения / Д.М. Кирюшин. – М,
1976. - 151с.
16. Методические рекомендации по конструированию самодельных приборов и лабораторных установок по химии / И.Л. Дрижун, Н.В.Кузнецова, С.И. Лившиц. - С-Пб., 1986. – 54 с.
17. Методические рекомендации по совершенствованию методов преподавания химии в средней и высшей школе / Л.И. Багал [и др.].- М.: Просвещение, 1994. – 195 с.
18. Молибог, А.Г. Технические средства обучения и их применение / А.Г. Молибог, А.И. Тарнопольский.- Минск: Издательство БТУ, 1985. – 174с.
19. Недзыньски, Л. О. Проблемы обучения химии в школе / Л.О. Недзыньски. - М.: Педагогика,1983. – 297 c.
20. Прессинг, Л.П. Технические средства обучения в средней школе / Л.П. Прессинг. - М., 1972 г. -84с.
21. Полосин, B.C. Школьный эксперимент по неорганической химии / B.C. Полосин. - М.: Просвещение, 1971. – 148 с.
22. Прокопенко В.Г. Набор для динамического моделирования с применением графопроектора / В.Г. Прокопенко // Химия в школе. - 2002.- №2. – с. 52-53
23. Соколов, А.И. Использование технических средств в учебно-воспитательной работе / А.И. Соколов.- М.: Дрофа, 2001. – 178 с.
24. Солдатенков, И.Е. Использование мультимедийной аппаратуры на уроках химии / И.Е. Солдатенков. – М.: Просвещение, 2003. – 116 с.
25. Ходаков, Ю.В. Преподавание химии в 9 классе / Ю.В. Ходаков. - М.: Просвещение, 1982.- 192 c.
27. Цветков, Л.А. Эксперимент по органической химии / Л.А. Цветков. - М.: Просвещение, 1985.- 143 с.
28. Шаповаленко, С.Г. Методика обучения химии в восьмилетней и средней школе / С.Г. Шаповаленко.- М.: Просвещение, 1973. – 229 с.
29. Шаповаленко, С.Г. Перспективы развития и основные направления использования технических средств обучения / С.Г. Шаповаленко. - М., 1973 г. – 93 с.
30. Шахмаев, Н.М. Дидактические проблемы применения технических средств обучения в средней школе / Н.М. Шахмаев. - М.: Педагогика, 1983. – 197 с.
31. Шахмаев, Н.М. Технические средства обучения / Н.М. Шахмаев. - М.: Просвещение, 1972. – 69 с.
Приложение
Элективный курс.
Тема: «Неорганическая химия в жизни человека»
Цели курса: формирование знаний о свойствах веществ и химических процессах, которые широко используются в промышленности и быту.
Задачи: сформировать понятия о роли и значении химии и химического производства в жизни современного человека, дать знания по безопасному и грамотному использованию химических веществ и материалов.
Курс рассчитан на учащихся 9 класса, продолжительность 20 часов. Занятия проводятся 1 раз в неделю по 1 часу во внеурочное время.
1 занятие тема: «Водород» (Физические и химические свойства, способы получения, применение.) Демонстрационные опыты: мыльные пузыри, наполненные водородом; летающая банка (опыты 1,2 в нашем DVD- пособии); получение водорода в аппарате Киппа; восстановление водородом оксида меди;
2
занятие тема: «Вода. Пероксид водорода» (Физико-химические свойства воды, роль воды в жизни человека, загрязнение воды, жесткость воды, методы очистки; физико-химические свойства перекиси водорода, использование перекиси водорода в медицине) Демонстрационные опыты: физические свойства воды и льда; свойства жесткой воды; способы умягчения воды; регенерация бытовых фильтров; каталитическое разложение перекиси водорода; отбеливающие свойства перекиси водорода;
3 занятие тема: «Кислород» (Физические и химические свойства, роль кислорода в биологических процессах, способы получения, применение в промышленности и медицине) Демонстрационные опыты: Получение кислорода разложением перманганата калия; горение различных веществ в кислороде:Fe,S,P,C. (опыт 5 в нашем DVD-пособии); получение высокотемпературного пламени (кислородное дутье) и плавление им железной проволоки.
4 занятие тема: «Сера» (Физические и химические свойства, сера в природе и ее добыча, применение в промышленности, медицине, быту) Демонстрационные опыты: Получение пластической серы; горение серы на воздухе и в кислороде (опыт 5 в нашем DVD-пособии); взаимодействие железа с серой, взаимодействие серы с медью (горение меди в парах серы)
5 занятие тема: «Оксиды серы. Серная кислота» (Физические и химические свойства SO2 и SO3, способы получения, применение, физические и химические свойства серной кислоты, производство серной кислоты, применение в промышленности и быту.) Демонстрационные опыты: Получение сернистого газа из меди и концентрированной серной кислоты и его отбеливающие свойства; получение сернистой кислоты; получение серного ангидрида каталитическим окислением сернистого газа; свойства концентрированной и разбавленной серной кислоты (взаимодействие с Zn,Fe,Cu), обугливание сахара концентрированной серной кислотой.
6 занятие тема: «Хлор» (Физические и химические свойства, способы получения, применение, использование хлорных отбеливателей и хлорной извести в быту) Демонстрационные опыты: (опыты проводятся только при наличии вытяжного шкафа, лучше использовать видеозапись опытов) получение хлора действием соляной кислоты на перманганат калия; горение меди и фосфора в хлоре; получение хлорной воды и ее отбеливающие свойства; вытеснение хлором йода и брома из растворов KI и KBr;
7 занятие тема: «Хлороводород и соляная кислота. Хлориды» (Физические и химические свойства хлороводорода, способы получения, соляная кислота - физические и химические свойства, способы получения, применение в промышленности и медицине; Хлориды-свойства и применение (на примере хлоридов Na,K,Ca),роль NaCI и KCI в организме человека. Демонстрационные опыты: получение хлороводорода и растворение его в воде; взаимодействие соляной кислоты с металлами (Mg,Zn,Fe,Cu); качественная реакция на хлориды.
8 занятие тема: «Азот. Оксиды азота» (Физические и химические свойства азота, способы получения, применение; физические и химические свойства NO, NO2, N2O; способы получения, применение) Демонстрационные опыты: разложение дихромата аммония «вулкан»; получение NO и его окисление на воздухе; получение NO2;получение N2O и горение в нем угля и серы.
9 занятие тема: «Аммиак. Соли аммония» (Физические и химические свойства аммиака, способы получения, применение; нашатырный спирт и его применение в медицине и в быту; соли аммония- свойства, применение удобрений на основе солей аммония.) Демонстрационные опыты: получение аммиака и его растворение в воде; горение аммиака в кислороде; возгонка хлорида аммония.
10 занятие тема «Азотная кислота. Соли азотной кислоты» (Физические и химические свойства азотной кислоты, способы получения, производство азотной кислоты, применение;Соли азотной кислоты- свойства, применение, нитратные удобрения и здоровье человека.) Демонстрационные опыты: (опыты проводятся только при наличии вытяжного шкафа, лучше использовать видеозапись опытов) получение дымящей азотной кислоты (взаимодействием KNO3 с серной кислотой) и опыты с ней - пассивирование железа, воспламенение скипидара, горение угля в азотной кислоте; взаимодействие металлов (Zn,Fe,Cu) с разбавленной и концентрированной азотной кислотой; разложение нитратов при нагревании (KNO3,Cu(NO3)2);горение черного пороха.
11 занятие тема: «Минеральные удобрения» (классификация минеральных удобрений, их свойства, роль в жизни растений и агротехнике, производство, использование в быту) Демонстрационные опыты: демонстрация образцов удобрений; качественный анализ различных удобрений - в лаборатории и дома)
12 занятие тема: «Фосфор» (Физические и химические свойства фосфора, аллотропия, способы получения, применение фосфора и его соединений) Демонстрационные опыты: (Ввиду опасности работы с белым фосфором и его ядовитости демонстрация опытов с ним в школе запрещена! Однако опыты с ним крайне интересны и следует использовать показ видеозаписи) Горение фосфора в кислороде и взаимодействие оксида фосфора с водой (опыт 5 в нашем DVD-пособии); физические свойства белого фосфора и его самовозгорание на воздухе (опыт 7 в нашем DVD-пособии); переход красного фосфора в белый; получение фосфина (взаимодействием белого фосфора с раствором щелочи) и его самовозгорание на воздухе (опыт 6 в нашем DVD-пособии); свечение белого фосфора в темноте; взрыв красного фосфора с бертолетовой солью.
13 занятие тема: «Углерод. Оксиды углерода. Карбонаты» (Углерод -физические и химические свойства, аллотропия, добыча и переработка каменного угля; активированный уголь – применение, свойства; CO и CO2-свойства, получение, применение; свойства Na2CO3, NaHCO3, CaCO3 и их применение в быту) Демонстрационные опыты: Горение угля в кислороде (опыт 5 в нашем DVD-пособии); адсорбция чернил активированным углем; получение CO и его горение; получение CO2 и опыты с ним - растворение в воде, тушение свечи и горение магния в углекислом газе; гидролиз карбоната и гидрокарбоната натрия.
14 занятие тема: «Кремний и его соединения» (Кремний - физические и химические свойства, получение; стекла, цемент и керамика- получение, свойства, и их применение в быту и в технике) Демонстрационные опыты: получение аморфного кремния и его взаимодействие с растворами щелочей, гидролиз силиката натрия, получение геля кремниевой кислоты, демонстрация образцов стекла и керамики; свойства кварцевого и обычного стекла.
15 занятие тема: «Общие свойства металлов. Металлы и сплавы в технике» (Удобно использовать демонстрацию видеозаписей) (Положение металлов в периодической системе элементов, физические и химические свойства металлов, металлы и сплавы в технике) Демонстрационные опыты: демонстрация образцов металлов и их сплавов; плавление сплава Вуда в горячей воде, отпуск и закалка стали, взаимодействие натрия, кальция, магния с водой, взаимодействие алюминия с растворами кислот и щелочей; горение железа в кислороде, пирофорные свойства мелкодисперсных металлов (Fe или Pb)- (опыты 4-5 в нашем DVD-пособии); ряд активности металлов.
16 занятие тема: «Натрий и калий. Щелочи. Соли натрия и калия» (Натрий и калий - физические и химические свойства, получение, применение; едкие щелочи - физические и химические свойства, получение, применение; соли натрия и калия на примере хлоридов, сульфатов, карбонатов - свойства, применение.) Демонстрационные опыты: (использование калия в школе запрещено – возможен показ видеозаписи) взаимодействие натрия и калия с водой; плавление натрия и его горение на воздухе (в вытяжном шкафу); свойства щелочей (индикаторы, нейтрализация кислотой в присутствии индикатора, взаимодействие с раствором сульфата меди); окраска пламени солями натрия и калия.
17 занятие тема: «Кальций. Оксид и гидроксид кальция. Соли кальция» (Кальций - физические и химические свойства, получение, применение;оксид и гидроксид кальция - свойства, получение, применение; соли кальция на примере хлорида, сульфата, карбоната - свойства, применение.) Демонстрационные опыты: взаимодействие кальция с водой, окраска пламени солями кальция, получение оксида кальция обжиганием мела, взаимодействие оксида кальция с водой, свойства известковой воды;
18 занятие тема: «Алюминий и его сплавы» (Алюминий - физические и химические свойства, получение, сплавы алюминия, применение алюминия и его сплавов) Демонстрационные опыты: горение алюминиевой пыли на воздухе взаимодействие алюминия с водой (в присутствии NaF); раствором соляной кислоты и щелочи; амфотерность гидроксида алюминия, демонстрация образцов сплавов алюминия.
19 занятие тема: «Железо и его сплавы» (Железо - физические и химические свойства, доменный процесс, выплавка стали; применение железа и его сплавов) Демонстрационные опыты: горение железа в кислороде (опыты 5 в нашем DVD-пособии); взаимодействие железа с водой; серой; растворами серной и соляной кислот, сульфата меди; демонстрация образцов железных руд, сталей и чугуна; показ видеофильма о доменном процессе и выплавке стали; закалка и отпуск стали.
20 занятие (внеклассное мероприятие) тема: «Химический КВН» (викторина или КВН с заданиями на химические или смежные темы, соревнование между 2 командами и их капитанами; в конце мероприятия подведение итогов конкурсов и награждение участвующих команд) Демонстрационные опыты: (занимательные опыты различной тематики) Простейшие из них: «летающая банка» (опыт 2 в нашем DVD-пособии); «несгораемый платок», «костер без спичек», «дым без огня», «огонь - художник», «золотой дождь», кристаллизация из пересыщенного раствора (ацетата или тиосульфата натрия), «норсульфазоловая змея», «вулкан» и т.д.
