Еще в 1935/36 учебном году мы заметили, что использование одних устных и письменных химических задач не дает полной возможности выработать умение применять знания в жизненно практических ситуациях. Тогда нами была сделана попытка применить лабораторное решение химических задач. Эти задачи были названы экспериментальными.

Вначале экспериментальные задачи решались демонстрационным путем. Один из учащихся класса вызывался к столу, получал задачу и решал ее сначала письменно, а затем экспериментально. Остальные учащиеся записывали в тетрадках ход решения, наблюдали демонстрируемые опыты, участвовали в разборе затруднений, возникавших у вызванного ученика. Иногда сразу вызывались 3—4 учащихся: в то время как один ученик объяснял решение задачи и демонстрировал соответствующий опыт, другие придумывали способ решения предложенных им задач, записывали ход решения на листах бумаги, подготавливали соответствующие опыты к демонстрации и, закончив подготовку, ожидали своей очереди для ответа. Этот прием позволял в одно и то же время решать больше задач, чем первый. Чтобы внимание класса не отвлекалось работой учащихся, подготавливавшихся к ответу, для них отводилось место на отдельном столе в стороне от демонстрационного.

Как показал опыт, решение экспериментальных задач демонстрационным путем, сохраняя в основном все ценные стороны письменного решения, имеет ряд новых положительных моментов. Интерес, всегда имеющийся у учащихся к решению задач, повышается еще более. Теория еще теснее связывается с практикой, знания — с практическими действиями. У учащихся развивается наблюдательность и умение анализировать наблюдения.

Вместе с тем решение экспериментальных задач демонстрационным путем при сравнении его с письменным имеет некоторые недостатки. Не всякую задачу можно решить экспериментально-демонстрационным путем, а только ту, в основе которой лежит простой и не требующий большого времени эксперимент. Если с помощью письменных задач можно закрепить в определенной мере все основные вопросы программы, то путем экспериментально-демонстрационного решения задач этого сделать нельзя. Если в течение часа можно решить письменно 12—15 задач, то экспериментально — только половину, а то и 1/3 этого числа.

Экспериментально-демонстрационный путь решения задач не позволяет как следует обучить учащихся применению знаний в практике, так как каждый ученик не более 1—2 раз в год получает возможность решать задачи практически, а этого совершенно недостаточно. Наблюдение целого ряда опытов нередко затрудняется для многих учащихся дальностью расстояния их мест от демонстрационного стола.

Экспериментальные навыки приобретает только тот ученик, который демонстрирует опыт. Хорошие учащиеся, быстро схватывая приемы решения задач средней трудности, могли бы решить значительно более трудные задачи, но учитель, учитывая подготовку класса в целом, лишен возможности это сделать.

Желание теснее связать теорию с практикой в обучении химии побудило нас применить экспериментально-лабораторное решение химических задач.

Прежде чем ставить в классе лабораторное решение задач, мы изучили, как учащиеся индивидуально решают задачи, применив индивидуальный педагогический эксперимент. На основании обобщения опыта решения экспериментальных задач на индивидуальных занятиях была разработана методика организации лабораторного решения экспериментальных задач на уроках, и только после этого лабораторное решение задач мы стали практиковать на классных занятиях.

Вначале применялось только коллективное фронтальное решение задач под руководством учителя. Перед уроком на ученические столы выдавалось необходимое оборудование. Учащиеся сначала решали задачи письменно и после этого лабораторно.

С течением времени, когда учащиеся приобрели некоторые навыки лабораторного решения экспериментальных задач, оно проводилось с большей долей самостоятельности; все ученики индивидуально или звеньями решали предложенную задачу и после решения тут же сообщали результаты. Как до решения задачи, так и в процессе последнего учащимся давались отдельные разъяснения по технике химического эксперимента. Эти два приема лабораторного решения экспериментальных задач применялись и для повторения только что пройденного на уроке материала, и для повторения пройденного на предыдущих уроках.

И наконец, когда учащиеся приобрели достаточный опыт лабораторного решения задач, мы стали применять практические занятия, состоящие из экспериментальных задач. На каждое одно-, двухчасовое практическое занятие подбиралось 3–6 задач различных типов. Задачи подбирались с таким расчетом, чтобы учащиеся, решая их, применяли знания, приобретенные ими при прохождении последней и предыдущих тем.

Экспериментальные задачи давались учащимся в двух вариантах, чтобы на каждом столе ученики решали различные варианты. Это делалось не только для того, чтобы обеспечить самостоятельное решение задач, но и по техническим соображениям: если всем дана одна задача, то сразу требуется большое число одноименного оборудования.

Кроме основных задач, предназначавшихся для решения всеми учащимися, учителями подбирались 2—3 трудные задачи для сильных учеников, оканчивавших свою работу ранее срока.

Набор материалов и реактивов приготовлялся так, чтобы каждый ученик имел в своем распоряжении все необходимое для решения задач. Все оборудование расставлялось на столах- до начала урока. Бланки с текстом задач раскладывались до урока по столам. К уроку приготовлялись в 2—3 экземплярах также краткие инструкции, разъясняющие технику отдельных опытов, особенно тех, выполнение которых связано с известной опасностью.

Так, например, для решения задачи «Получить сернистокислый натрий, исходя из серной кислоты» и для других, ей аналогичных, были разработаны инструкции, определяющие технику работы. Когда учащиеся обращались за разъяснением по технике эксперимента, учитель, выяснив, что принцип и план решения задачи намечены правильно, давал им письменную инструкцию. Учащимся выдавались справочные материалы согласно характеру задач.

Первый урок экспериментально-лабораторного решения задач (практические занятия) обычно начинался краткой инструкцией, заключавшей в себе следующие пункты:

1. Задачи решать последовательно, в том порядке, как указано в бланке. Прежде чем решать задачу практически, внимательно продумать план решения.

2. При решении задач вести записи в тетрадях. Надо записывать ход решения задачи, обоснование его, наблюдения и объяснения их. При решении задач обязательно записывать уравнения реакций.

Примеры записей.

Задача 1. Исходя из сернокислой меди, получить хлорную медь.

Запись.


Раствор профильтровать и упарить. Получается хлорная медь.

Обоснование: соли получаются при взаимодействии двух других солей, если одна из получающихся солей выпадает в осадок.

Задача 2. В раствор соляной кислоты бросать понемногу углекислого магния. Дать объяснения наблюдаемым явлениям.

Запись

Наблюдения

Объяснение

а) Углекислый магний некоторое время растворяется в кислоте с шипением.

Происходит реакция:

MgCO3 +2НСl =

= MgCl2 + H2O + CO2.

Хлористый магний в воде растворяется, а угольная кислота разлагается на воду и углекислый газ (шипение).

б) Через некоторое время растворение прекращается. нерастворившийся углекислый магний оседает. Над осадком — бесцветная жидкость.

Растворение углекислого магния прекратилось потому, что израсходовалась соляная кислота. Жидкость — бесцветный раствор хлористого магния.

Задача 3. Исходя из цинка, получить сернокислый цинк.

Запись.


Шипение, выделение газа.

Разогревание.

Вначале медленная, а затем бурная реакция.

Кислота взаимодействует с металлом с образованием соли.

Когда реакция закончилась, жидкость профильтровали и выпарили. Получился сернокислый цинк.

3. Заданные вещества получать не одним, а несколькими способами, если это, конечно, возможно.

4. Для опытов брать самое минимальное количество реактивов. Если реакция не идет, применять нагревание.

5. Если во время опытов ожидается выделение скверно пахнущих или ядовитых веществ, опыты делать в вытяжном шкафу.

6. Получаемые вещества не выбрасывать, а сохранять до конца работы, чтобы, окончив ее, можно было показать вещества учителю.

7. При решении задач можно пользоваться справками из учебника и таблиц и, конечно, обращаться к учителю при всех затруднениях.

8. Задачи, возле текста которых сделано предупреждение об опасности опытов, следует сначала решить письменно, показать запись учителю, получить от него инструкцию, как делать опыт, и только после этого приступать к эксперименту.

9. Во всех случаях, когда реактив попал на кожу или на одежду, немедленно сообщать преподавателю, чтобы он мог оказать необходимую помощь.

10. Лабораторную работу проводить тихо, сохраняя порядок на рабочем месте, чистоту реактивов и цельность этикеток. Наливать реактивы в пробирки только над столом.

В тех случаях, когда лабораторная работа носила контрольный характер, учащимся запрещалось пользоваться справочниками.

Данные опытной работы показали, что экспериментально лабораторное решение задач проходит гладко и организован но, если учитель, во-первых, проверил, усвоены ли те сведения, которые требуются для решения задач, восполнил пробелы в них, во-вторых, решил с учениками демонстрационным путем несколько задач, сходных с намеченными для лабораторного решения, в-третьих, подготовил инструкции, разъясняющие технику отдельных опытов, в-четвертых, не упустив ни одной детали, собрал комплект необходимого оборудования. В этом случае учащиеся спокойно решают задачи, имея все условия для такой работы. К учителю они обращаются лишь по существу решения задач, а не по техническим вопросам (нет реактива, нет соответствующего материала, где взять и т. д.). Учитель занимается действительно тем делом, каким он должен заниматься: он систематически следит за работой учащихся, проверяет, как решаются ими задачи, как ведутся записи, инструктирует их и одновременно отвечает на вопросы, возникающие у учащихся.

Проверка решения задач проводилась на том же занятии, на каком они решались. За 12 мин до конца урока предлагалось закончить работу. Обычно после этого 5 мин уходило еще на окончание работы и 7 мин оставалось на проверку, которая производилась путем вызова отдельных учащихся. Вызванные ученики отчитывались в том, как они решали задачи, а все учащиеся, решавшие данную задачу, отмечали замеченные ошибки и исправляли их. Ученики, которые работали по другому варианту, внимательно слушали и в тетрадках записывали уравнения реакций.

Наряду с индивидуальным мы применяли экспериментально-лабораторное решение задач звеньями.

В последующие годы в разных школах на личном опыте мы проверили эти выводы и пришли к заключению, что описанную выше методику можно рекомендовать учителю. В подготовку учащихся к решению экспериментальных задач на практических занятиях мы иногда вносили следующие изменения: тексты задач учащиеся получали за несколько дней до практического занятия и, готовясь к нему дома, записывали в тетрадь план решения задачи, объясняли этот план, разрабатывали технику эксперимента и составляли список реактивов, материалов и принадлежностей, необходимых для опытов. Перед началом практического занятия производилась фронтальная проверка, как учащиеся подготовились к нему и, если подготовка была удовлетворительной, разрешалось приступать к решению экспериментальных задач. Фронтальная проверка в отдельных случаях заменялась индивидуальной. Тогда ученики сразу приступали к лабораторной работе, а учитель проверял записи у учащихся. Подготовка к решению экспериментальных задач на дому ускоряет работу в кабинете и упорядочивает ее. План решения задачи, составленный дома, на практическом занятии быстро превращается в ответ. Ниже дан пример такого плана-отчета. В нем в 1 и 2 графе напечатано то, что учащийся написал дома, а курсивом — то, что написал в кабинете.

Задача.

Докажите экспериментальным путем, что в состав серной кислоты входит водород и кислотный остаток—SO4.

Для опытов необходимы раствор серной кислоты, металлический цинк, раствор хлористого бария, концентрированная азотная кислота, пробирки, лучинки, спички.

Кроме тех положительных учебно-воспитательных сторон, которые имеет письменное решение задач, лабораторное решение экспериментальных задач имеет ряд новых. В процессе

Обоснование

Техника опыта

Наблюдения и выводы

1

2

3

1. Чтобы доказать, что в состав серной кислоты входит водород, надо на раствор серной кислоты подействовать цинком. Цинк вытеснит водород:

Zn4 H2SO4= ZnSO4+H2↑

Водород поджечь. Он горит едва заметным пламенем

2. То, что в состав серной кислоты входит - SO4, можно доказать, если подействовать на раствор серной кислоты раствором хлористого бария. Выпадает осадок:

H2SO4+BaCl2=

= BaSO4+2HCl

Он не растворяется в воде и концентрированной азотной кислоте

В пробирку положить кусочек цинка и прилить немного раствора серной кислоты. К отверстию пробирки поднести зажженную лучинку

В пробирку с раствором серной кислоты прибавить раствора хлористого бария. К осадку прилить концентрированной азотной кислоты

С шипением выделяется бесцветный газ. От зажженной лучинки газ загорался и горел бесцветным пламенем. Это водород

Выпал белый тяжелый осадок Он не растворяется в концентрированной азотной кислоте

лабораторного решения экспериментальных задач химические знания применяются для осознания химических явлений, непосредственно наблюдаемых учащимися, вследствие чего они уточняются и конкретизируются. Учащиеся приобретают умение применять знания на практике, а также получают необходимые для этого экспериментальные навыки. Они начинают глубже понимать, что такое химия как наука.

Вместе с тем лабораторное решение экспериментальных задач имеет и свои недостатки: этим путем можно решить очень ограниченное число задач и потому, пользуясь только им, нельзя достигнуть успеха в воспитании умения применять химические знания. Следовательно, наряду с лабораторным необходимо пользоваться демонстрационным письменным и устным решением химических задач. Лабораторное решение задач следует проводить 3—4 раза в году, отводя для этого 5—7 уроков.

В течение ряда лет мы изучали, как сами ученики относятся к решению экспериментальных задач, какие предложения они вносят к улучшению способов использования их в учебной работе. Ниже мы приводим выводы из этого изучения.

Решение экспериментальных задач помогает ученикам лучше осмыслить и закрепить в памяти химические знания. Об этом говорят все ученики: «Когда решаешь задачи, лучше запоминаются вещества, их свойства и реакции». «Решение лабораторных задач мне очень нравится, так как этим путем подтверждаются результаты усвоения химии, повторяются основные свойства и получение некоторых веществ». «Мы на опыте сами убеждаемся в справедливости объяснений учителя. Они (лабораторные задачи. — С. Ш.) способствуют лучшему запоминанию реакций, а не простому заучиванию формул».

Решение экспериментальных задач приучает связывать теорию с практикой, работать с приборами, реактивами. Вот что об этом пишут ученики: «Делая опыты, решая практические задачи, мы учимся работать с приборами и веществами, лучше усваиваем теорию, учимся применять ее на практике». «Лабораторные задачи мне понравились потому, что знания, которые получаешь без практики, запоминаются не так легко. Практическая работа повышает знания. Теория связывается с практикой. Все реакции происходят на твоих глазах, а не на бумаге». «Решение лабораторных задач дает понятие о характере реакций, соединяет теорию с практикой, ближе знакомит с реактивами, дает навык в обращении с ними». «Решая лабораторные задачи, мы приучаемся самостоятельно действовать с различными веществами и ближе знакомимся с ними».

По мнению учащихся, экспериментальные задачи развивают аккуратность, критический подход к делу, ответственность за работу: «Когда решаешь задачи сама, то приходится думать над тем, что делаешь, чувствуешь ответственность за свою работу». «Решение лабораторных задач приучает к большой точности и аккуратности».

Решение экспериментальных задач является одним из наиболее интересных для учащихся занятий. Каждая задача заключает в себе трудности, преодолевая которые ученик испытывает интеллектуальное, эмоциональное и волевое удовлетворение. Правильное решение задач укрепляет в учащихся уверенность как в своих силах, так и в достоверности приобретенных знаний. «При решении задач испытываешь большое удовлетворение, так как приходится много размышлять». «Когда решишь задачу, видишь, что научился применять знания на практике». «Решив задачу, я становлюсь гордой, так как чувствую, что кое-что знаю по химии». «Интересно бывает знать, смогу ли я практически получить требуемое вещество». «Меня интересует, будут ли наблюдаться те явления, которые я предполагаю». «Искать — это самое интересное».

Решение экспериментальных задач способствует развитию пытливости, наблюдательности и самостоятельности. «Каждому ученику давать разные задачи и посильные». «Надо выставлять на столы побольше веществ, чтобы разными способами решать задачи». «Хотелось бы, чтобы больше давали задач для самостоятельного решения».

Ученики, которые любят быть самостоятельными, но, не получая удовлетворения этому при других формах работы, учились плохо, благодаря решению экспериментальных задач приобретали интерес к химии, повышали свою успеваемость.

Всегда ли, при всех ли обстоятельствах решение химических задач интересует и удовлетворяет учащихся? Нет. Если решение задач не удается то ли потому, что нет знаний, или потому, что нет умения подойти к решению и т. д., учащиеся перестают интересоваться задачами. Это показывает, насколько важно давать учащимся посильные задачи и вовремя приходить им на помощь. Интерес к решению задач стоит на высоком уровне лишь в тех случаях, когда предлагаемые задачи и не слишком трудны, и не слишком легки, т. е. заключают в себе преодолимые, но требующие значительного напряжения трудности. Интерес ослабляется, если учащимся предлагаются задачи одного и того же типа или же даются задачи только письменные или только демонстрационные. Необходимо стремиться к тому, чтобы при прохождении темы и отдельных вопросов применять разнообразные типы задач и чередовать письменное решение задач с демонстрационным и лабораторным.