Все оборудование, необходимое для демонстрационных опытов, заранее до урока переносится на демонстрационный стол и расставляется на нем. Чтобы не упустить чего-либо из предметов оборудования, следует после проверки опытов тут же составлять карточки с перечнем предметов, потребных для демонстрации опытов и для лабораторных работ, и пользоваться ими впредь. В этом отношении замечателен почин П. А. Глориозова, составившего в школе картотеку с описью всех необходимых предметов для каждого школьного опыта по химии.

На демонстрационном столе не должно быть ничего лишнего. Вместе с тем все, что требуется для демонстрации, должно находиться на нем. Однажды и навсегда должен быть заведен рациональный порядок расположения на демонстрационном столе предметов учебного оборудования. Середина стола (1/3 его площади) должна быть свободной. То, что будет взято правой рукой (реактивы), помещается справа, что будет взято левой рукой — слева, то, что будет применяться часто, ставится или кладется ближе, что редко — дальше от середины стола. Низкие предметы располагаются перед высокими, чтобы все предметы были легко обозреваемы и их можно было легко доставать, не задевая и не роняя другие. Все вещества выставляются в один ряд, чтобы они были видны учащимся. Склянки с веществами и реактивами должны быть снабжены двумя этикетками: одной этикеткой, обращенной к учащимся, и другой — к учителю. Во время опыта предметы оборудования необходимо возвращать на закрепленные для них места. Недопустимо искать на столе отдельные предметы, ввиду того что вещи не возвращают на свои места. Надо показывать учащимся пример того, как рационально приспосабливать и содержать рабочее место.

Если опыты будут проведены лабораторным путем, то все необходимое для опытов оборудование переносится на лабораторные столы. На двух учеников следует давать отдельный набор посуды и принадлежностей, чтобы каждый ученик был занят во время опыта. Реактивы и материалы следует подавать на стол в одном комплекте. Кроме того, на каждый стол следует выдавать склянку с водой, кусок ткани для стирания брызг, банку для отбросов, кусок белой ткани для вытирания рук. Лабораторная работа проходит успешно только в том случае, когда все предметы, необходимые для нее, находятся на столе и все ученики заняты.

Когда опыт проводится демонстрационным путем, то, сообщив цель его, учитель предлагает учащимся, прежде всего, описать свойства исходных веществ и объяснить (если к этому подготовлены учащиеся), в каком виде эти вещества следует взять для опыта (в размельченном или растворенном, в виде смеси или порознь и т. д.). Если учащиеся не подготовлены к такому объяснению, то, обратив внимание учащихся на то, в каком виде берутся вещества, учитель в конце опыта возвращается к объяснению необходимости предварительного измельчения, растворения, смешения исходных веществ или, наоборот, взятия веществ порознь в виде крупных кристаллов и т. д. Постепенно учащиеся должны хорошо усвоить, что важнейшим условием взаимодействия веществ является возможно более тесный контакт их. Этому содействует их измельчение, растворение, смешение. Однако вопрос о применении этих операций решается всегда конкретно, с учетом характера и скорости реакции. Некоторые реакции идут так быстро, что приходится вещества постепенно приводить в соприкосновение, брать твердые вещества в виде кусочков, иначе не удастся изолировать получающееся вещество, и оно будет потеряно (получение хлористого водорода, хлора и т. д.).

Очень часто учителя показывают учащимся вещества, стоя у демонстрационного стола. В этом случае лишь незначительная часть учащихся (сидящая вблизи демонстрационного стола) воспринимает физическое состояние и цвет. Мало помогает улучшению восприятия мимолетный показ веществ, когда учитель проходит между рядами столов учащихся. Восприятие в данном случае может обогатиться за счет улавливания запаха, но и то только в том случае, если вещество имеет сильный запах.

Однако совсем другое восприятие получается тогда, когда учащиеся знакомятся с веществами, работая с ними. Тут большую роль приобретает двигательный анализатор. В этом случае ученики могут воспринять и физическое состояние, и цвет, и запах, и внешний вид кристаллов (рассмотрение в лупу), и твердость, и хрупкость, и вес, и вязкость, и т. д.

Вот примеры описания веществ, сделанного учеником X. в первый раз, когда учитель показывал их, и во второй раз, когда эти же вещества были выданы учащимся как раздаточный материал:

Глицерин — бесцветная жидкость

Глицерин — это бесцветная жидкость, обладает тягучестью. Немного чем-то пахнет. В воде хорошо растворяется

Водный раствор аммиака — бесцветная жидкость

Водный раствор аммиака — это жидкость, очень похожая на воду. Имеет сильный запах. При сливании с водой запах сохраняется

Железный купорос — это твердое зеленое вещество

Железный купорос — это твердое, хрупкое кристаллическое вещество. Оно зеленого цвета, но кое-где заметна ржавчина. Очень плохо растворяется в воде. Если же купорос растолочь, то он в воде растворяется хорошо и вода принимает мутноватый зеленоватый оттенок

Вот почему методика выдвигает как необходимое требование систематическое использование в учебной работе раздаточного материала, т. е. склянок, банок и коробок с изучаемыми веществами, сплавами, рудами, минералами и т д.. Все вещества раскладываются или разливаются в склянки и банки по числу ученических столов в кабинете. Ценность раздаточного материала в том, что он может быть обстоятельно рассмотрен учениками. Значит, каждая склянка и банка должны легко открываться, и вещество должно быть доступно для всестороннего восприятия.

После рассмотрения свойств исходных веществ обсуждается вопрос о приборе, в котором будет производиться опыт. Учитель собирает прибор, а один из учащихся описывает, что учитель делает. Если прибор был собран до урока (а это надо делать во всех случаях, когда сборка прибора на уроке не вынуждается какими-либо обстоятельствами опыта), то прибор показывается учащимся и им предлагается описать его. Описание рекомендуется начинать с указания частей, из которых состоит прибор (название, материал, размер, способы соединения). Затем следует описывать относительное положение частей в приборе и всего прибора в штативе. Учащиеся должны заметить этот порядок описания приборов и пользоваться им.

Вот пример описания приборов после того, как учащимся были даны указанные выше разъяснения:

«Прибор для разложения углекислой меди состоит из пробирки, заткнутой резиновой пробкой, в которую вставлена Г-образная стеклянная трубка. Эта трубка соединяет пробирку со стаканом. Пробирка укреплена а зажиме штатива несколько наклонно. Наклон сделан по направлению к отверстию пробирки. Стеклянная трубка одним концом едва выходит из пробирки, а другим концом доходит почти до дна стакана».

«Прибор для разложения .воды электрическим током состоит из двух стеклянных трубок с кранами на концах и длинной стеклянной воронки. Трубки и воронка соединены между собой. Прибор закреплен в деревянном штативе в вертикальном положении. Трубки разделены на деления. Внизу в трубках находятся металлические пластинки, которые присоединены к проволочкам, впаянным в трубку. Концы этих проволочек присоединены к клеммам, к которым присоединены также провода. Шар воронки находится выше, чем краны трубок».

На первых уроках надо требовать, чтобы учащиеся ничего не упускали, описывая приборы. Если вызванный для описания прибора ученик упустил что-либо, другие ученики дополняют. Полезно вызывать еще одного ученика, который, так сказать, «начисто» описал бы прибор.

Прибор, посредством которого демонстрируется явление, должен быть большого размера и находиться на столе в таком положении, чтобы учащиеся его хорошо видели. Иногда приходится наблюдать демонстрации, когда только учитель да учащиеся, сидящие в первых рядах, могут воспринимать их.

Исследование И. Н. Сафоновой, произведенное под нашим руководством, показало, что опыты, демонстрируемые в пробирках, не воспринимаются значительной частью учащихся. Так, многие ученики, сидящие во втором и следующих рядах, не замечают осадков, их цвета, не видят капель воды на стенках пробирок. Опыты должны демонстрироваться в колбах, цилиндрах, больших пробирках и ни в коем случае не в пробирках обычного размера. При демонстрации опытов, где требуется подметить выделение осадков, воды, где требуется установить цвет образующихся веществ, учитель должен применять белые матовые экраны, подсветы, предлагать учащимся, сидящим дальше третьего ряда, подойти к столу, чтобы лучше рассмотреть демонстрируемые явления. Учитель может взять прибор и, пройдя по кабинету, показать его учащимся.

В «Великой Дидактике» Ян Амос Коменский блестяще определил «метод представлять предметы чувствам таким образом, чтобы от них получалось прочное впечатление». Он говорит: «Чтобы видеть что-либо правильно, необходимо следующее: 1) поставить соответствующий предмет перед глазами, 2) но не вдали, а на надлежащем расстоянии, 3) и притом не сбоку, но прямо перед глазами, 4) лицевая сторона предмета должна быть не отвернута или перевернута, но обращена прямо к глазам, 5) так, чтобы сперва можно было осмотреть предмет в целом, 6) а затем осмотреть каждую часть в отдельности, 7) и притом по порядку от начала до конца, 8) и останавливаться на каждой части до тех пор, 9) пока все не будет различено правильно. Когда все эти условия выполняются надлежащим образом, то наблюдение происходит правильно. Если же хотя бы одно из них отсутствует, то наблюдение либо совсем не происходит, либо происходит плохо».

Это общедидактическое указание целиком и полностью применимо к демонстрации веществ и их химических реакций.

Когда прибор собран, он заполняется исходными веществами. Заполнение прибора веществами, закрывание их, соединение с приемниками и т. п. делает учитель и одновременно рассказывает, что он делает, или требует от учащихся, чтобы они описывали это. Словесное изложение, проводимое учителем или учащимися, должно сопровождать подготовку и проведение опытов. С физиологической точки зрения это обусловливается тем, что изложение служит переводу временных связей первой сигнальной системы во вторую и одновременно закреплению вновь образующихся связей. Образование связей второй сигнальной системы улучшает осознание изучаемых вопросов.

Если опыт проводится лабораторным путем, то подготовка к нему осуществляется учащимися, следуя устной или письменной инструкции, даваемой учителем. Важнейшими моментами инструкции являются: а) указание рассмотреть исходные вещества и описать их свойства; б) собрать прибор по рисунку и испытать его герметичность; в) разместить исходные вещества в приборе; г) укрепить прибор в штативе определенным образом. В VIII классе вначале разъясняется и показывается, как все это делать, а потом, когда учащиеся приобретут соответствующие навыки, никаких разъяснений не делается. Устную инструкцию не следует давать в форме приказания, так как учащиеся, получив ее, сразу же начинают действовать, не выслушав учителя до конца. Нельзя говорить: «Соберите прибор...», надо говорить: «Когда я закончу разъяснение, вам надо будет собрать прибор...»

Если опыт проводится демонстрационным путем, то дальнейшая работа учителя заключается в том, чтобы в необходимой последовательности, правильно и доступно для наблюдения учащихся произвести все операции и воспроизвести все те явления, ради которых предпринимается опыт, а учащихся — в том, чтобы подметить, какие операции производит учитель и что при этом происходит. Демонстрация опыта должна сопровождаться словесным описанием операций и происшедших вслед за этим изменений, чтобы данные наблюдения сразу переводить из первой сигнальной системы во вторую, осуществляя тем самым взаимодействие их, которое составляет базу правильного восприятия опыта и осмысления его результатов.

Выше мы привели правило Я. А. Коменского, относящееся к тому, как представлять предметы чувствам, чтобы они хорошо запечатлевались. Это правило остается в силе и при демонстрировании химических явлений со следующими добавлениями: 1) производить операции в строгой последовательности, обусловленной спецификой опыта, и требовать от учащихся правильного называния этих операций; 2) все время обращать внимание на то, что происходит после каждой операции, и требовать от учащихся правильного описания происходящих явлений; 3) чтобы явления были видны всем учащимся, применять белые экраны для темных предметов и темные экраны для бесцветных и белых веществ, а также боковой проходящий свет для наблюдения выделяющегося газа, выпадения осадков и пр.; 4) каждую операцию производить правильно, красиво, с умеренной скоростью, чтобы ученики могли все различить и связать, а также научиться работать.

Во время демонстрации опыта учащиеся должны заметить условия возникновения и течения реакции, явления, сопровождающие ее, а также свойства образующихся продуктов. Это достигается соответствующими указаниями и вопросами учителя, обращенными к учащимся.

Демонстрация химических реакций учителем имеет большое значение для формирования экспериментальных навыков, если все движения, из которых складывается демонстрация, выполняются учителем правильно и красиво. Ни при каких обстоятельствах нельзя отступать от этого порядка. Тяжелое впечатление остается от «демонстрации», во время которой учитель берет руками разновески и твердые вещества, нюхает вещество прямо из горлышка посуды и т. д. Правильная демонстрация опытов имеет также большое значение и для воспитания навыков рациональной организации труда и опять же при том условии, когда все предусмотрено, все на месте, все делается вовремя, без неожиданностей и аварий. Демонстрация опытов должна вызывать у учащихся эстетическое чувство как вследствие внешней красоты, так и вследствие изящества в смысле рациональности и организованности.

В отличие от демонстрационного опыта лабораторный опыт вызывает функционирование всех анализаторов и потому дает более богатые восприятия, всесторонние знания. «•Поэтому пусть будет для учащихся,— говорит Я. А. Коменский,— золотым правилом: все что только можно, предоставлять для восприятия чувствами, а именно: видимое — для восприятия зрением, слышимое— слухом, запахи — обонянием, подлежащее вкусу — вкусом, доступное осязанию — путем осязания. Если какие-либо предметы, сразу можно воспринять несколькими чувствами, пусть они сразу схватываются несколькими чувствами...»


Если лабораторный опыт производится фронтально и командным путем, то работа учителя заключается в том, чтобы выполнение опыта разбить на относительно независимые друг от друга части, дать инструкцию к выполнению первой части и затем команду к выполнению ее, проследить за правильностью работы учащихся, исправить недостатки, затем дать инструкцию к выполнению второй части, команду выполнить ее и т. д., пока не будут успешно выполнены все части опыта. Если опыт краток или монолитен и его нельзя разбить на части, то инструкция к выполнению его дается сразу.

Так, например, опыты, связанные с получением и изучением свойств кислорода, целесообразно разбить на следующие части: а) нагревание марганцовокислого калия, наблюдение выделения газа, собирание его над водой в сосуды, б) сжигание в кислороде тлеющей лучинки, в) сжигание в кислороде уголька, г) сжигание в кислороде серы. После каждой части целесообразно подводить итог проделанному. Между тем опыт нейтрализации щелочи кислотой не разбивается на части. Инструкция дается сразу, и учащиеся работают самостоятельно до тех пор, пока не выполнят задание.

Во время инструктирования в VII, VIII и даже в старших классах целесообразно показывать технические приемы работы. Поэтому на демонстрационном столе надо всегда иметь комплект лабораторного оборудования, выданного для опыта учащимся, чтобы пользоваться при демонстрации приемов техники химического эксперимента. Надо требовать от учащихся, чтобы, делая опыты, они подмечали все операции и происходящие вслед за ними изменения.

Когда лабораторная работа организуется по письменной инструкции, то вначале она изучается учащимися под руководством учителя. Затем учитель проверяет усвоение ее и делает дополнительные разъяснения. После этого учащиеся приступают к работе. Во время работы учитель проверяет правильность работы и оказывает необходимую помощь учащимся. От качества инструкции зависит и качество работы учащихся. Поэтому инструкции для лабораторных опытов должны удовлетворять ряду требований. Они должны быть краткими и ясно изложенными, разделяться на относительно независимые части, разъяснять подготовку, проведение и анализ опыта. Непревзойденными до сих пор по качеству являются инструкции, помещенные в книге С. И. Созонова и В. Н. Верховского «Первые работы по химии».

Лабораторная работа регламентируется не только письменной инструкцией, но и общими правилами работы. Эти правила должны быть вывешены в кабинете и разъяснены учащимся. Учитель должен требовать неукоснительного выполнения их учениками.

Правила лабораторной работы

1. Не приступайте к выполнению опыта, не прочтя описание его от начала до конца и не проверив, все ли вам понятно. Чтобы легче было усвоить описание опыта, оно разделяется на пункты.

Рекомендуется не переходить к чтению следующего пункта, пока не разобрались в содержании предыдущего и не усвоили его. Читая описание работы, вдумывайтесь, почему рекомендованы определенные приемы работы, приборы и т. д.

2. Проверьте, все ли, что необходимо для работы, выдано вам на стол и в исправности ли оно. Предварительная подготовка всего, что требуется для опытов, избавит вас от простоев и неудач. О неисправных приборах скажите сразу учителю. Если чего-нибудь не хватает, то получите его от преподавателя.

3. Располагайте на столе все вещи в таком порядке, чтобы было удобно работать.

Все вещи ставятся или кладутся у противоположного края стола за

8—10 см до борта. Поступая так, вы освободите себе значительную часть стола для работы и предупредите опрокидывание склянок учениками, сидящими за передним столом. Штатив с пробирками ставится посередине стола. Справа от него — склянки с кислотами, высокие и малозаметные предметы, затем растворы реактивов. Слева от штатива с пробирками — посуда и принадлежности.

Сохраняйте порядок в расстановке вещей на столе в течение всей работы.

4. Со всем имуществом лаборатории (столы, стулья, водопровод, газовые краны, посуда, реактивы, приборы и т. д.) обращайтесь бережно: это социалистическая собственность.

5. Опыты производите так, как описано в книге, и в такой последовательности, в какой указано в инструкции. Это обеспечит успех в работе и предохранит вас от несчастных случаев.

6. Все вещества без исключения категорически запрещается пробовать на вкус. Нюхать вещества разрешается только так: открыть склянку и движением ладони направить воздух от поверхности склянки к носу.

7. Работайте сидя: так меньше устанете. Опыты делайте осторожно и внимательно, не торопясь, но и не теряя времени зря. Во время работы сохраняйте тишину и порядок. Описание работ читайте тихо.

Следите за тем, чтобы стол и пол вокруг стола были чистыми в течение всей работы. Если в результате небрежности на стол будет пролита вода или раствор или просыпано твердое вещество, то уборку производите немедленно.

8. Приборы монтируйте аккуратно и красиво и укрепляйте их в штативе правильно.

9. Все операции (нагревание, взвешивание, фильтрование, сгибание трубок, сверление пробок и т. д.) производите согласно указаниям, данным учителем. Никогда и ничего ие делайте как-нибудь. Учитесь делать всегда и все хорошо и правильно.

10. Реактивы только тогда ценны, когда они чисты, т. е. не содержат примесей других веществ. Поэтому реактивы содержите в чистоте. Для этого необходимо:

а) растворы наливать в чистые пробирки, а твердые вещества брать ложечкой;

б) склянки и банки с реактивами всегда держать закрытыми пробками;

в) следить за тем, чтобы, закрывая склянки, не перепутать пробки, так как в этом случае реактивы загрязняются;

г) неизрасходованные вещества обратно не высыпать, а растворы не сливать, так как при этом всегда есть опасность загрязнить реактив.

11. Во всех случаях, за исключением тех, когда точно определено, сколько надо брать вещества, берите самые небольшие количества их: растворов 1—2 мл, твердых веществ 1/4 - 1/2 мг. Когда работают с небольшими количествами веществ, опыты идут быстрее, материалов расходуется меньше, а результаты получаются лучше.

12. Чтобы этикетки на склянках с растворами сохранялись долгое время, берегите их от капель. Для этого склянки надо брать всегда так, чтобы этикетки были под ладонью. Тогда, если и потекут капли растворов по склянке, они не причинят вреда этикеткам.

13. Прежде чем брать тот или иной раствор или твердое вещество, выясните из описания работы, какое именно вещество надо взять, какой концентрации оно должно быть. Найдя склянку или банку с требуемым реактивом, прочтите внимательно этикетку, чтобы не ошибиться и взять то, что необходимо. При этом обязательно обращайте внимание на концентрацию растворов.

14. Не переходите к следующему опыту, не закончив предыдущего. Одновременно разрешается делать только один опыт.

15. В случае неудачи не волнуйтесь, переждите минуты две, обдумайте, как действовать дальше, посоветуйтесь с учителем и снова принимайтесь за работу.

16. После выполнения каждой работы и каждого опыта составляйте и записывайте в тетрадь отчет о работе. В нем давайте ответы на все вопросы, помешенные в инструкции.

17. По сигналу учителя немедленно прекращайте работу и приступайте к уборке, делайте следующее:

а) разберите прибор, если он был собран из разных частей;

б) вымойте посуду и все детали прибора и поставьте их сушиться;

в) уберите сор со стола и подберите его с пола;

г) капли кислот и щелочей уберите по особым правилам;

д) протрите стол влажной тряпкой;

е) твердые, нерастворимые вещества, фильтры, бумагу, битое стекло и т. д. не бросайте в раковину, а кладите в банку.