Основными требованиями к школьному химическому демонстрационному эксперименту являются
Обновлено: 03.07.2024
Демонстрационный химический эксперимент на уроках химии: подготовка и показ опытов, меры предосторожности при их проведении, техническое обеспечение и использование проекционной техники. Основные особенности методики использования открытых приборов.
| Рубрика | Педагогика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.10.2010 |
| Размер файла | 118,3 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Демонстрационный химический эксперимент является эффективнейшим средством наглядности в преподавании химии. Студенты получают возможность знакомиться не только с внешним видом веществ, но и с их изменениями, с условиями различных химических превращений, учатся наблюдать и делать выводы из наблюдений, знакомятся с основными приемами химического эксперимента.
ГЛАВА 1 ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ НА УРОКАХ ХИМИИ
Демонстрация химических опытов на лекциях дает эмоциональную разгрузку, поднимает интерес к изложению учебного материала, позволяет сделать смысловую паузу и тем самым способствует лучшему усвоению курса химии.
Умение показывать опыты не приходит само собой. Чтобы овладеть им в совершенстве, недостаточно прочитать пусть даже и самые хорошие пособия; нужна повседневная практика. Овладение техникой и методикой химического демонстрационного эксперимента важнейшая задача в подготовке квалифицированного преподавателя.
1. Меры предосторожности при проведении химических демонстраций
Первое и основное требование ко всякому химическому опыту - это его безопасность. Все опыты с ядовитыми, едкими и летучими веществами следует проводить в вытяжном шкафу или под вытяжным зонтом демонстрационного стола; работу с огнеопасными веществами - вдали от открытого огня.
Нельзя наклонять лицо над нагреваемыми веществами или реакционными смесями, вдыхать пары веществ. Необходимо беречь руки при работе с едкими веществами и смесями, способными к воспламенению. При работе с твердыми щелочами, щелочными металлами, оксидом фосфора (V), концентрированными кислотами следует защищать глаза очками; при разбавлении концентрированных кислот, особенно серной, кислоту надо вливать в воду, а не наоборот.
Работу со ртутью надо вести на специальных поддонах или подносах с высокими бортами. Остатки ртути и ее соединений, щелочных металлов, соединений редких элементов следует собирать в специальные сосуды и утилизировать; стеклянные приборы с остатками белого и красного фосфора перед мытьем заливать раствором сульфата меди для обезвреживания. При работе со щелочными и щелочноземельными металлами надо особенно остерегаться контакта их остатков и отходов с водой.
2. Техническое обеспечение демонстрационных опытов
Очень важно усвоить хороший стиль экспериментальной работы. Все технические детали приборов должны быть изготовлены правильно и подогнаны безукоризненно. Крайне отрицательное впечатление производят плохо подобранные пробки, трубки с неоплавленными или необрезанными концами, грубо вырезанные фильтры, неряшливо собранные приборы, грязная или разнокалиберная лабораторная посуда.
Проведение демонстрационных опытов часто связано с перемешиванием реакционных смесей. Оно может осуществляться вручную стеклянной палочкой (если реакцию ведут в открытом сосуде или в чашке Петри на полилюксе), при помощи механической или магнитной мешалки.
Подготовленные для демонстрации приборы и оборудование целесообразно иметь под рукой в двух экземплярах (на случай внезапного выхода из строя или поломки); в крайнем случае, следует подготовить запасные детали этого прибора. Химические реактивы надо использовать нужной марки и квалификации по чистоте, растворы ? надлежащей концентрации. Размеры оборудования и количества реактивов должны обеспечивать наглядность опыта: все, что происходит на демонстрационном столе, аудитория должна хорошо видеть. На емкостях с растворами и сухими реактивами должны быть этикетки, написанные аккуратно и химически грамотно.
Если лабораторный стол не имеет вытяжных устройств, их можно до некоторой степени заменить большим стеклянным колоколом, под который помещают газовыделяющие или возгорающиеся реакционные смеси. В этом случае колокол ставят на специальную подставку, вместе с которой можно будет потом вынести его из аудитории.
3. Использование проекционной техники
Удобной формой обеспечения наглядности опыта при малом расходе реактивов может служить использование проекционной аппаратуры (например, слайдопроектора или полилюкса). Можно применять и видеотехнику с демонстрацией видеозаписей, сделанных заранее в лаборатории при выполнении сложного опыта.
Полилюкс (кадоскоп) - один из приборов, которые могут быть успешно использованы для проецирования на экран прозрачных бесцветных или окрашенных объектов, чтобы наблюдать за их состоянием (изменением цвета, выделением газа, осаждением или растворением твердой фазы). Обычно полилюкс используют для показа на экране иллюстративного материала на прозрачных пленках - фолиях.
Для демонстрации опытов прозрачные стеклянные сосуды (чашки Петри или тонкостенные стаканы) помещают на кадровое световое окно полилюкса, предварительно защитив его поверхность от попадания реактивов стеклянной пластиной размером 25? 25 см. На экран эти сосуды проецируются в виде кругов того или иного цвета и вида, отвечающего состоянию реакционной смеси в них: например, выделение газа будет заметно по появлению мелких кружочков ? пузырьков, выпадение осадка дает затемнение проекционного круга, изменение цвета раствора, как правило, тоже хорошо видно на экране.
Основное требование при проведении опыта на полилюксе обеспечение хорошей видимости объекта. Для этого наливают жидкие вещества в чашки очень тонким слоем (не более 5?7 мм), используют малые количества реагирующих веществ.
Очень важно учитывать также, что при работе мощной лампы проектора неизбежно происходит нагревание растворов в реакционных сосудах, что отражается на ходе некоторых реакций. Поэтому опыты на проекторе делают быстро и сразу же после их окончания снимают посуду и защитную пластинку со светового окна.
4. Подготовка и показ опытов
Любому демонстрационному опыту отводится краткий промежуток времени, и поэтому он всегда должен быть тщательно подготовлен и проверен. Демонстрация опытов ? это искусство, требующее особых навыков и напряженного внимания: каждый опыт, даже если он освоен и неоднократно выполнялся, должен быть заранее прорепетирован.
Разумеется, положительный эффект дает только удавшийся опыт. Если опыт не получился, надо стараться объяснить причину неудачи. В этом случае полезно повторить опыт.
Во время показа опыта нужно объяснять каждую операцию, фиксируя внимание аудитории на его этапах. При этом надо избегать всего, что отвлекает внимание.
Выбор конкретных опытов по теме лекции или урока определяется как учебной задачей, так и ресурсами учебного заведения. Однако есть правило, которое можно считать универсальным: лучше показать два? три опыта, но детально их объяснить, нежели продемонстрировать десять опытов без вразумительного толкования.
ГЛАВА 2 ДЕМОНСТРАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ОПЫТОВ В ОТКРЫТЫХ ПРИБОРАХ
Для изучения химических свойств некоторых веществ, а также химизма получения аммиака, серной, азотной кислот, спиртов, альдегидов и т. д. приходится собирать довольно сложные закрытые (нередко герметичные) установки, в которых возможны взрывы при несоблюдении мер предосторожности. Второстепенные детали этих приборов часто затрудняют восприятие сущности изучаемых химических процессов.
Ниже мы приводим описание и методику использования открытых приборов, позволяющих сделать химический эксперимент безопасным и простым в выполнении.
Синтез аммиака
Для демонстрации получения аммиака собираем прибор, изображенный на рис.1. В штативе укрепляем вверх дном плоскодонную или круглодонную колбу 3 (объем 100-150 мл) с широким и коротким горлом. Через корковую или резиновую пробку 6 пропускаем два медных или железных электрода 5, между которыми укрепляем кусочек спирали 4 от электроплитки и включаем ее в сеть через реостат 7. В колбу вводим стеклянную трубку 2, по которой будет поступать через тройник 1 смесь азота и водорода.
В качестве катализатора используем восстановленное железо. Его предварительно перемешиваем с асбестовой ватой и помещаем внутрь спирали. Чтобы избежать потерь катализатора (может ссыпаться со спирали), в смесь восстановленного железа с асбестовой ватой добавляем небольшое количество силикатного клея. Смесь тщательно высушиваем и вносим в спираль. Лучше наклеить порошок катализатора с помощью силикатного клея на лист тонкого асбеста. Просушить на воздухе, разрезать на узкие полоски и вставить их в спираль. Катализатор во всех случаях можно использовать лишь один раз.
В начале опыта после проверки водорода на чистоту на внутренних стенках колбы (в горле ее) помещаем полоски фильтровальной бумаги, смоченные раствором фенолфталеина. Когда водород вытеснит из колбы воздух, открываем кран газометра с азотом. Смесь газов пропускаем над катализатором. Фенолфталеиновая бумажка не изменяет окраску, следовательно, не произошел синтез аммиака.
Теперь включаем спираль в сеть и нагреваем ее до темно-красного каления. Сильного накала спирали необходимо избегать, так как образующийся аммиак начинает разлагаться. При включении спирали в сеть колба может несколько запотеть, но появляющиеся капельки воды не мешают реакции. Моментально наблюдается окрашивание в малиновый цвет верхних частей фильтровальных бумажек.
Чтобы прекратить опыт, выключаем спираль из сети, закрываем кран газометра с азотом и перекрываем кран аппарата Киппа.
Окисление аммиака
Для окисления аммиака используем тот же прибор, что и для его получения, но только иначе располагаем тройник 1, через который подается аммиак и кислород, и берем изогнутую в верхней части трубку 2 (рис. 2).
В качестве катализатора применяем свежеполученные оксид хрома (III) или двуокись марганца. Порошкообразные катализаторы перемешиваем с асбестовой ватой и помещаем в спираль внутри спирали. Для этого готовим смесь мелкоизмельченного дихромата аммония с асбестовой ватой. Смесью заполняем спираль на непродолжительное время включаем ее в сеть. Происходит разложение дихромата аммония на воздухе, а в спирали образуется необходимое количество свежеприготовленного катализатора.
Чтобы катализатор прочнее удерживался внутри спирали, возможен и такой вариант его приготовления: пропитать полоски тонкого асбеста насыщенным раствором дихромата аммония, тщательно просушить их и обжечь на пламени горелки до его разложения. Узкую полоску асбеста, покрытого слоем оксида хрома (III), поместить в спираль.
Для проведения опыта соединяем тройник 1 с прибором для получения аммиака (последний лучше получать из его нагретого раствора) и газометром с кислородом. Трубку 2 нельзя располагать напротив спирали, так как аммиак, если он соберется в избытке, начинает быстро разлагаться. Затем включаем в сеть спираль через реостат или латр и нагреваем ее до темно-красного каления. Когда в колбу начнет поступать аммиак, ток кислорода усиливаем. Избыточное количество аммиака подавать не следует, иначе неокисленная часть его будет разлагаться на водород и азот. Взаимодействие водорода с кислородом в данном случае вызовет вспышки.
Так как реакция окисления аммиака - экзотермическая, необходимо латром или реостатом регулировать степень накала спирали. Можно на некоторое время ее отключить совсем. Образовавшийся оксид азота (II) при дальнейшем окислении превращается в диоксид, который обнаруживается через 2-3 мин по бурой окраске.
В опыте чистый кислород можно заменить воздухом, собранным в газометре. В этом случае наблюдается не такая интенсивная окраска диоксида азота, но раствор дифениламина на внутренних стенках колбы тотчас же улавливает присутствие оксидов азота и азотной кислоты.
Окисление метана в формальдегид
Прибор для окисления метана в формальдегид изображен на рис. 3.
В колбу наливаем небольшое количество (около 20 мл) свежеприготовленной фуксинсернистой кислоты. Электроды опускаем в колбу на такую высоту, чтобы спираль была приблизительно на расстоянии 0,5 см от поверхности фуксинсернистой кислоты.
Она нагреется до красного каления, пропускаем метан, проверенный на чистоту. Заметное изменение окраски фуксинсернистой кислоты хорошо наблюдается через 3-4 мин на фоне белой бумаги или кафельной плитки, подложенной под колбу.
Лучший катализатор в данном процессе - серебро. Его можно получить одним из следующих способов.
Первый способ. В фарфоровой чашке приготовить смесь из активированного угля (одна таблетка), небольшого количества растворов нитрата серебра и гидроксида натрия. В полученную массу опустить спираль, укрепленную на электродах, и на несколько секунд включить ее в сеть. Катализатор готов для работы.
Второй способ. Одну таблетку активированного угля поместить в фарфоровую чашку, прилить небольшое количество растворов нитрата серебра и гидроксида натрия. Смесь высушить и тщательно перемешать с асбестовой ватой. Катализатор заложить в спираль.
Химизм получения катализатора можно выразить следующими уравнениями реакций:
В ходе реакции окисления метана возможно разогревание спирали, поэтому необходимо регулировать ее накал. Окисление метана в формальдегид можно провести несколько иначе. Спираль от электроплитки заменяем медной спиралью, которую укрепляем на медных электродах. Для ускорения процесса окисления необходимо пропускать дополнительно воздух из газометра через раствор фуксинсернистой кислоты. Опыт проводим в следующей последовательности: пропускаем ток воздуха через фуксинсернистую кислоту, нагреваем спираль и пропускаем метан. Через 4 мин наблюдается яркое окрашивание фуксинсернистой кислоты. Недостатком последнего варианта является быстрое перегорание медной спирали.
Вместо метана можно использовать природный газ, который надо тщательно очистить от примесей, особенно непредельных углеводородов, пропустив его через концентрированный раствор перманганата калия.
Преимущество описанных опытов в том, что, во-первых, приборы для их проведения просты по конструкции; во-вторых, совершенно безопасны; в-третьих, реакции проходят быстро; в-четвертых, не требуется дополнительная очистка и осушка газов; в-пятых, один и тот же прибор (с небольшими изменениями) можно использовать при изучении свойств различных веществ.
Опыт 1.1. Взаимодействие натрия и калия с водой
Реактивы. Металлы: натрий Na и калий K, дистиллированная вода, спиртовой раствор индикатора фенолфталеина.
Посуда и приборы. Кристаллизаторы, пинцет или щипцы, скальпель или острый нож, фильтровальная бумага.
2 Na + 2 H2O = 2 NaOH + H2
2 K + 2 H2O = 2 KOH + H2
образуется щелочной гидроксид (сильное основание), который окрашивает индикатор фенолфталеин в малиново-фиолетовый цвет.
На основании результатов данного опыта можно сделать вывод о росте восстановительной активности щелочных металлов от натрия к калию (т.е. сверху вниз по IА-группе).
ЛИТЕРАТУРА
1. Верховский В.Н. Техника и методика химического эксперимента в школе. Т. I. М., Учпедгиз, 1959.
Подобные документы
Сущность познавательного интереса школьников. Использование демонстрационного эксперимента в школьном курсе химии. Использование демонстрационного эксперимента в режиме on-line или в записи на CD-ROM. Подготовка и показ демонстрационных опытов.
курсовая работа [241,5 K], добавлен 04.02.2013
Сущность химического эксперимента. Демонстрационный химический эксперимент валеологической направленности. Формирование экспериментальных умений у учащихся. Функциональное применение проблемного химического эксперимента в интенсивном обучении химии.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 29.11.2013
Концепция профильного обучения и место учебного предмета "Химия" в ней. Изучение химии на профильном уровне и организация школьного химического эксперимента по органической химии. Школьный химический эксперимент: виды, требования, техника выполнения.
дипломная работа [118,9 K], добавлен 14.07.2012
Проблемный развивающий эксперимент на уроках химии, основные принципы, этапы его проведения, способы создания ситуаций. Уровни экспериментальных умений и навыков учащихся. Проблемно-развивающий эксперимент при изучении свойств гидросульфита натрия.
контрольная работа [183,7 K], добавлен 17.10.2010
Понятие, классификация, систематизация и структура методов обучения. Общие и словесные методы обучения химии. Использование демонстрационного и ученического эксперимента в обучении химии. Связь словесно-наглядных методов со средствами наглядности.
курсовая работа [77,9 K], добавлен 04.01.2010
Приемы и средства активизации познавательной деятельности на уроках физики. Разработка планов-конспектов мероприятий по изучению явлений и эффектов, используемых на современной сцене. Место демонстрационного эксперимента в системе методов обучения физике.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 25.12.2015
Демонстрационный эксперимент как метод обучений, особенности его проведения. Физический эксперимент как необходимость составного умственного развития обучения и воспитание его творческих способностей. Требования к профессиональной подготовке учителя.
Требования к оборудованию для школьного химического эксперимента продиктованы содержанием и особенностями его организации в условиях кабинета химии. Поэтому прежде чем определить, каким должно быть школьное оборудование для химического эксперимента, необходимо рассмотреть общие и специфические требования к постановке демонстрационных опытов, организации лабораторных и практических работ, а также вопрос о рациональном сочетании этих видов эксперимента на уроках.
Наглядность, выразительность опытов — первое требование к химическому эксперименту. Поскольку любой химический опыт направлен на реализацию наглядности изучаемых предметов и явлений, следует определить, в какой форме он будет наиболее эффективен: в виде лабораторного опыта, обычной демонстрации, проекции на экран или в их определенном сочетании.
Учебно-материальная база должна обеспечить условия для рационального выбора необходимых форм химического эксперимента. Цель постановки и содержание опытов должны быть понятны каждому учащемуся. Эксперимент должен быть хорошо видимым, размеры приборов, деталей, их размещение на рабочем столе должны обеспечивать хорошую обозреваемость наблюдаемых явлений.
Второе требование: химические опыты должны быть доступными для восприятия и всегда убедительными, не должны давать повод учащимся для неправильных толкований.
Учебное оборудование, следовательно, должно обеспечивать простоту, доказательность и достоверность химического опыта При выборе прибора должны быть учтены его конструктивные особенности. Так, например, демонстрация взаимодействия натрия с водой в стакане или чаше кристаллизационной, как это обычно выполняется в школах, не позволяет выявить все признаки реакции: плавление натрия в результате выделяющейся теплоты реакции, превращение натрия в шарик, его движение по поверхности воды, выделение газа. Это затрудняет объяснение опыта и ис следование свойств щелочного металла. Сочетание обычной демонстрации с проекцией на экран позволяет сделать опыт наглядным и достоверным.
Конструкция прибора или установки должна обеспечивать не только условия для проведения химической реакции, но и возможность для выявления и показа видимых и скрытых признаков протекающего процесса. При демонстрации реакции нейтрализация, например, путем приливания раствора кислоты в раствор щелочи с использованием лакмуса или фенолфталеина процесс нейтра-
лизаций обнаруживают по изменению цвета индикаторов: синий лакмус становится фиолетовым, а малиновая окраска фенолфталеина становится бесцветной. Выделение теплоты остается скрытым от наблюдателя. Применение в демонстрационном эксперименте электротермометра позволяет охарактеризовать реакцию более доказательно.
Наглядность и достоверность показа опытов обусловлена доступной техникой его постановки.
В школьном химическом эксперименте раньше отсутствовали точные измерительные приборы. Однако сегодня без них невозможно ознакомление учащихся с научными методами. Для применения таких приборов достаточно умение правильно пользоваться ими, не вникая в детали их конструкции.
Это прежде всего электрические и электронные приборы, используемые при проведении целого ряда опытов по электрохимии, в том числе с применением тока высокого напряжения.
Каждый опыт, осуществляемый учителем или учащимся, должен быть безотказным, а оборудование для его выполнения — надежным. Неудавшаяся демонстрация нарушает ход урока, вызывает разочарование у учащихся и нередко порождает недоверие к учителю. Причины неудавшихся опытов разнообразны. Одной из них является техническое несовершенство приборов, а также отдельных их деталей и узлов.
Надежность приборов и установок зависит, таким образом, от их технического совершенства. Для этого необходимо иметь в каждом кабинете химии наборы унифицированной (по вместимости, диаметру горла) посуды в строго необходимом и достаточном количестве для осуществления различных видов химического эксперимента; комплекты универсальных узлов и соединительных деталей, обеспечивающих герметичность и удобство монтажа. К ним относятся разнообразные соединения: резиновые, стеклянные сочленения (шлифованные и моллированные), резиновые и пластмассовые уплотнители.
Надежность приборов и установок зависит также от их правильного хранения и транспортировки. Так, например, стеклянная посуда и принадлежности нередко выходят из строя из-за неправильного хранения их в кабинете (без укладок в шкафах).
Надежность и техническое совершенство приборов и установок должно обеспечивать соблюдение правил техники безопасности при осуществлении химического эксперимента. Реализация этого требования зависит, конечно, не только от состояния учебно-материальной базы кабинета химии, но и от того, насколько учитель овладел техникой химического эксперимента, от его знания всего арсенала учебного оборудования, необходимого для опытов, от аккуратности и культуры труда.
Приборы, в которых проводят опыты, должны быть заранее подготовлены, неоднократно испытаны, а руководства по эксплуатация или паспорта приборов и установок тщательно изучены учителей.
В промышленных приборах и установках требования безопасности определены соответствующими нормативными документами и находят отражение в конструктивных особенностях данного прибора. Например, снабжение электроприборов защитными кожухами, полюсными вилками (предотвращающими включение прибора в обычную сетевую розетку), механическая блокировка розеток (фиксация в нужном положении) и т.
Самодельные приборы и установки могут использоваться в школе лишь в тех случаях, когда они технически надежны и безопасны. Одно из требований, предъявляемых к школьному химическому эксперименту,— его кратковременность, которая обусловливается ограниченным временем урока.
При постановке эксперимента на уроке должны быть учтены: целесообразность включения опытов в определенный этап урока, необходимость объяснения их (в том числе с использованием других средств обучения), возможность повторения эксперимента для корректировки наблюдения, получения достоверных результатов.
Рациональная конструкция приборов и установок, их правильное применение сообразно темпам и этапам урока обеспечивают достижение поставленных целей в точно рассчитанные сроки. Так, например, экономию учебного времени можно получить не толь-ко за счет сокращения вспомогательных операций при монтаже прибора или установки, но и за счет удобства и быстроты их вы полнения. Этому в значительной мере способствует хорошо продуманная конструкция прибора. Например, нагревание является одной из наиболее часто повторяющихся операций. Следовательно, необходимо создание таких нагревателей, которые обеспечивали бы возможность работы в заранее заданных режимах.
Средняя продолжительность лабораторного опыта и отдельной демонстрации не должна превышать 5—6 мин урока, а при вы полнении практических работ—15—20 мин. Затягивание времени опыта сверх приведенных норм снижает интерес к эксперименту, нарушает ритм и структуру урока, не позволяет оформить результаты проведенного исследования.
Некоторые опыты (например, по коррозии металлов) требу-ют длительного времени. Такой эксперимент проводят поэтапно: на первом уроке обсуждают условия опыта и осуществляют его постановку, на последующих одном-двух уроках фиксируют полученные результаты. Для постановки таких опытов в параллельных классах требуется большее количество однотипного оборудования, которое может быть заменено аналогичным по назначению (например, вместо колб можно использовать химические стаканы).
Необходимо учитывать, что учебное оборудование для химического эксперимента может успешно функционировать, если в кабинете химии создать определенные условия; в частности, имеются соответствующие подводки коммуникаций, налажено газо-, водо- и электроснабжение, рационально организованы рабочие места учителя и учащихся, тщательно продумана система размещения и хранения учебного оборудования.
Электрооснащение кабинета химии включает стационарное оборудование (комплекты электроснабжения для кабинета химии, КЭХ, щит силового ввода, аппарат для дистилляции воды) и переносное (различные электроприборы и установки, проекционная аппаратура). Все электроприборы по способу защиты от поражения электрическим током подразделяются на четыре класса: 0I, I, II, III. В кабинете химии учитель работает с электрооборудованием, относящимся к классам I, II, III.
К первому классу относят стационарные приборы и установки, которые требуют заземления. Ко второму классу принадлежат всевозможные электроприборы (плитки, демонстрационные нагреватели), которые включают в сеть, но они не заземляются, так как имеют двойную или усиленную изоляцию.
Третий класс включает приборы, которые не имеют ни внутренних, ни внешних электрических цепей с напряжением свыше 42 В (нагреватели лабораторные типа НЛШ, НПУ, НПЭШ)
С приборами и установками первого и второго классов работают учителя и лаборанты. Учащиеся используют для лаборатор-ных и практических работ только приборы, относящиеся к третьему классу.
В школах-новостройках стационарное оборудование, питающееся трехфазным током, устанавливают строительные организации. Однако в большинстве школ специалистам еще только предстоит его установить. Наиболее удобной для этой цели является стена, примыкающая к лаборантской.
С помощью комплекта электроснабжения для кабинета химии (КЭХ) осуществляют питание демонстрационного стола учителя электрическим током переменного напряжения 220 В и 42 В и рабочих мест учащихся электротоком переменного напряжения 42 В. КЭХ снабжен устройством защитного отключения типа
Для питания электроприборов на специализированном для кабинета химии демонстрационном столе устанавливают две розетки: 220 В и 42 В на расстоянии не менее 1,5 м от водопроводного крана (например, на боковой стенке демонстрационной части стола).
Для питания электроприборов на рабочих местах учащихся помещают одну розетку напряжением 42 В (например, на боковой панели стола). Она имеет щелевидные отверстия, расположенные перпендикулярно друг к другу и предназначенные для вилки с соответствующим расположением плоских штекеров.
Создавая и используя самодельные и промышленные приборы, необходимо помнить следующие требования безопасности (согласно вышеуказанному ГОСТу):
1. В закрытых токоведущих системах допустимым является напряжение для учащихся не выше 42 В переменного и постоянного тока; для учителя — 220 В переменного и 110 В постоянного тока.
2. В открытых токоведущих системах (в приборах с неизолированными частями проводников и при работе с электролитами) допускается напряжение не выше 12В переменного и постоянное тока для учителя и учащихся.
3. При работе с электролитами в закрытых специальными приспособлениями (кожухами, крышками и т. д.) сосудах допуске ется. напряжение для опытов учащихся до 42 В переменного и постоянного тока и для опытов учителя — 110 В.
4. Предельное значение потребляемой мощности электротока в кабинете химии не должно превышать 2,2 кВт (например, нель-зя включать одновременно 20 нагревателей для пробирок, проек-ционный аппарат и аппарат для дистилляции).
Учитель должен принять к сведению, что в кабинете химии розетки (220 В) и выключатели согласию правилам устройства электроустановок должны находиться на высоте 1,8 м от пола.
Обязательным требованием при работе с электрооборудованием является предварительное тщательное изучение инструкций по его эксплуатации.
Необходимо также помнить, что на лабораторные столы учащихся электрический ток включают только во время проведения опытов. В нерабочее время рабочие места должны быть обесточены.
Включение электрического тока осуществляют с помощью распределительного щита, находящегося в лаборантском помещении. Щит снабжен общим выключателем питания и индикатором включения.
Для постановки всех видов эксперимента необходимо, чтобы в каждом кабинете были созданы комплекты приборов, установок, посуды и лабораторных принадлежностей, всегда готовые к использованию.
Для успешной реализации химического эксперимента по новой программе необходимы следующие комплекты (наборы).
Для демонстрационного эксперимента: комплект малоинерци-онных электронагревателей жидкостей и твердых веществ до температуры 300 °С (в колбах, стаканах, тиглях, чашках); комплект посуды, деталей и узлов для монтажа приборов и установок, в которых осуществляются химические реакции при обычных условиях; комплект деталей и узлов для опытов с вредными веществами без тяги; комплект счетно-измерительный (измерение массы, температуры, времени, напряжения, рН и проведения арифметических расчетов на демонстрационном световом табло); комплект для осуществления каталитических реакций (набор катализатор-ных трубок и нагревателей,, катализаторов на носителях); комплект для опытов с газами (горючими и взрывоопасными); комплект для опытов с электрическим током высокого напряжения; комплект специализированных приборов и аппаратов (для получения и хранения газов, получения дистиллированной воды, иллюстрации некоторых законов и др.); комплект узлов и деталей для проецирования опытов на экран; комплект склянок на 250 мл для растворов реактивов; комплект склянок с нижним тубусом на 1—2 л для хранения запаса растворов реактивов.
Для ученического эксперимента: комплект для проведения лабораторных опытов и практических работ, включающий набор сухих реактивов в банках и их растворов в склянках для постоянного и эпизодического использования; набор принадлежностей небольшого размера; набор посуды малого объема (25—50 мл); набор сочленений и узлов для монтажа различных вариантов приборов; набор вспомогательных лабораторных приспособлений (про-
мывалки, банки для мусора, штативы для пробирок и лабора торные штативы для фиксации приборов, посуды и принадлеж ностей).
Эти комплекты должны обеспечивать возможность вариатив ного и безопасного выполнения учащимися лабораторных и практических работ различными способами: с применением макро- и микроколичеств реактивов, капельного метода, с использованием веществ в различных агрегатных состояниях.
Организуя рабочие места учащихся, учитель должен определить наиболее соответствующий его стилю работы вариант размещения оборудования: постоянно закрепленные на лабораторном столе наборы или выдаваемый раздаточный материал в лотках перед практической работой.
Система размещения реактивов, посуды и принадлежностей на лабораторных столах или при хранении в лаборантской должна обеспечивать учащимся быстрый и правильный отбор склянок с реактивами, необходимых узлов для монтажа приборов, порядок и удобство на рабочем месте.
Те же требования предъявляются к рабочему месту учителя, и прежде всего к демонстрационному столу .
Особое внимание должно быть обращено на организацию препараторского стола в лаборантской, хранение и размещение реактивов, посуды, принадлежностей, лотков с раздаточным материалом в секционных шкафах .
Посуду и стеклянные принадлежности необходимо хранить в укладках (из поролона или пенопласта), которые могут быть изготовлены учащимися под руководством учителей химии и трудового обучения .
Согласно требованиям реформы школы расширена номенклатура демонстрационных опытов (проецирование на экран опытов по хроматографии и др.) и ученического эксперимента (электролиз, получение озона и др.).
Требования научно-технического прогресса — поднять на более высокий уровень эксперимент как основу изучения химии, обеспечить его наглядность, доказательность, надежность, безопасность, показать с помощью учебного оборудования применение законов химии в химической технологии, а также связь химии с физикой и биологией — определяют основные направления развития учебного оборудования для школьного химического эксперимента:
создание полифункциональных приборов, обеспечивающих проведение нескольких опытов в одном приборе. Эти приборы включают унифицированные узлы и детали (модули), которые предоставляют учителю и учащимся возможность быстро и удобно монт ировать необходимые установки для демонстраций и самостоятельных работ учащихся;
создание новых электроприборов: специализированных малоинерционных нагревателей; автоматических и вспомогательных устройств (для принудительной вентиляции, регуляции освещений, зашторивания и др.);
оптимальную миниатюризацию учебного оборудований, которая обеспечивает экономию материалов, позволяет учащимся рационально выполнять самостоятельные работы с малыми количествами веществ;
использование электронной техники для фиксирования не только качественных, но й количественных результатов опытов;
создание приборов и установок для осуществления межпредметных связей химии с физикой и биологией;
использование новых конструкционных материалов и технологий в производстве учебного оборудования: германиевых полупроводников, тензорезисторов, преобразующих давление газа в электрический сигнал, пластмасс, стеклянных деталей с моллированной поверхностью, в перспективе — жидких кристаллов, свето-волоконных материалов;
осуществление школьного химического эксперимента на основе типового, стандартного оборудования обеспечивающего рациональную сочетаемость отдельных деталей и узлов, комплектов в целом и возможность быстрого и правильного монтажа разнообразных вариантов приборов и установок в условиях школьного кабинета химии.
В данном пособии авторы останавливаются главным образом на использовании нового и модернизированного оборудования, позволяющего усовершенствовать технику и методику школьного химического эксперимента.
Похожие страницы:
ШКОЛЬНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ Эксперимент позволяет выделить и изучить наиболее существвенные стороны объекта или явления с помощью различных инструментов, приборов, технических.
ФОРМЫ ШКОЛЬНОГО ХИМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА В практике обучения химии традиционно принято деление химического эксперимента на демонстрационный, осуществляемый учителем, и ученический, выполняемый.
Содержание статьи1 Функции и формы школьного химического эксперимента1.1 Специализированные приборы, аппараты, установки1.2 Демонстрационные опыты в типовых приборах и установках1.3.
Содержание статьи1 Специализированные приборы, аппараты, установки1.1 Приборы для демонстрации опытов с вредными для здоровья веществами без вытяжных устройств1.2 Набор для.
Приставка к графопроектору для демонстрации количественных опытов (рис. 7,в) имеет размеры: а) общие (320X410 мм); в) смотровое окно (205X250 мм);.
Гидрид натрия NaH Основное получение гидрида натрия пропускание водорода через нагретый натрий при температуре до 360 — 400°C , а.
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение.
Глава 1. Химический эксперимент в процессе обучения химии.
§ 1.1. Химический эксперимент как источник познания и средство воспитания.
§ 1.2. Виды химического эксперимента.
Глава 2. Вопросы организации химического эксперимента.
§ 2.1. Подготовка химического эксперимента преподавателем.
§ 2.2. Подготовка учащихся к выполнению химического эксперимента.
§ 2.3. Обязанности лаборанта в подготовке и проведении химического эксперимента.
Глава 3. Методика химического эксперимента.
§ 3.1. Технология демонстраций.
§ 3.2. Выполнение лабораторных опытов.
§ 3.3. Проведение практических работ.
§ 3.4. Решение экспериментальных задач.
§ 3.5. Мысленный эксперимент.
§ 3.6. Химический эксперимент в проблемном обучении.
§ 3.7. Химический эксперимент и технические средства обучения.
Глава 4. Методика формирования экспериментальных умений и навыков.
§ 4.1. Классификация экспериментальных умений и навыков.
§ 4.2. Роль наблюдения в процессе формирования экспериментальных умений и навыков.
Глава I.
Химический эксперимент
в процессе обучения химии
§ 1.1. Химический эксперимент
как источник познания и средство воспитания
§ 1.2. Виды химического эксперимента
Химический эксперимент имеет важное значение при изучении химии. Различают учебный демонстрационный эксперимент, выполняемый в основном преподавателем на демонстрационном столе, и ученический эксперимент – практические работы, лабораторные опыты и экспериментальные задачи, которые проводят учащиеся на своих рабочих местах. Своеобразным видом эксперимента является мысленный эксперимент.
Демонстрационный эксперимент проводится главным образом при изложении нового материала для создания у школьников конкретных представлений о веществах, химических явлениях и процессах, а затем для формирования химических понятий. Он позволяет за небольшой промежуток времени сделать понятными важные выводы или обобщения из области химии, научить выполнять лабораторные опыты и отдельные приемы и операции.
Внимание учащихся направлено на выполнение опыта и изучение его результатов. Они не будут пассивно наблюдать проведение опытов и воспринимать излагаемый материал, если преподаватель, демонстрируя опыт, сопровождает его объяснениями. Тем самым он сосредоточивает внимание на опыте, приучает наблюдать явление во всех подробностях. В этом случае все приемы и действия преподавателя воспринимаются не как волшебные манипуляции, а как необходимость, без которой выполнить опыт практически невозможно. При демонстрационных опытах по сравнению с лабораторными наблюдения явлений проходят более организованно. Но демонстрации не вырабатывают необходимые экспериментальные умения и навыки, поэтому должны дополняться лабораторными опытами, практическими работами и экспериментальными задачами.
Демонстрационный эксперимент проводится в следующих случаях:
в распоряжение учащихся невозможно предоставить необходимое количество оборудования;
опыт сложный, его не могут провести сами школьники;
учащиеся не владеют нужной техникой для проведения данного опыта;
опыты с небольшим количеством веществ или в небольшом масштабе не дают должного результата;
опыты представляют опасность (работа с щелочными металлами, с применением электрического тока высокого напряжения и др.);
Причины выбора темы:
– актуальность этой проблемы у многих учащихся и у нас, в частности
– заинтересованность в расширении собственных знаний
– желание вложить свой вклад в развитии системы обучения в гимназии
Поставленные цели:
–актуальность этой проблемы у многих учащихся и у нас, в частности
–заинтересованность в расширении собственных знаний
–показать, что не используемые опыты в школьной программе по химии, могут проводиться в абсолютно безопасном режиме
Основная часть
Методика выполнения демонстрационного химического эксперимента.
Для того, чтобы понимать, какие опыты можно проводить учащимся самостоятельно, а какие может проводить учитель. Все опыты можно разделить на несколько видов:
– демонстрационный эксперимент (проводимый учителем)
– ученический эксперимент (проводимый учеником)
Важнейшим из словесно-наглядных методов обучения является использование демонстрационного химического эксперимента. Специфика химии как науки экспериментально-теоретической поставила учебный эксперимент на одно из ведущих мест. Химический эксперимент в обучении позволяет ближе ознакомить учащихся не только с самими явлениями, но и с методами химической науки.
Демонстрационным называют эксперимент, который проводится в классе учителем, лаборантом или иногда одним из учащихся. Демонстрационные опыты по химии указаны в программе, но учитель может заменить их другими, эквивалентными в методическом отношении.
Демонстрационный эксперимент учитель использует в начале курса, когда учащиеся еще не имеют навыков работы по химии, с целью научить их наблюдать процессы, приемы работы, манипуляции. Это делается, чтобы возбудить интерес к предмету, начать формирование практических умений. Демонстрационный эксперимент применятся тогда, когда он слишком сложен для самостоятельного выполнения учащимися или же опасен. Демонстрационный эксперимент необходим, если он имеет методическую ценность при работе с большим количеством веществ, так как при малых количествах он недостаточно убедителен (например, тушение углекислым газом горящего спирта). Существуют требования к школьному демонстрационному эксперименту.
Наглядность. Реактивы должны использоваться в таких количествах и в посуде такого объема, чтобы все детали были хорошо видны всем учащимся. Пробирочные опыты хорошо видны не далее третьего ряда столов, поэтому для демонстрирования примеряют цилиндры, стаканы или пробирки достаточно большого объема. Со стола снимают все, что может отвлечь внимание. Жесты учителя должны быть продуманы, чтобы не заслонять происходящее. Наглядность опыта можно усилить, демонстрируя его через графопроектор в кювете или чашке Петри. Например, взаимодействие натрия с водой нельзя показывать с большим количеством металла, а с малым количеством он плохо виден, а выдать реактивы ученикам нельзя, так как опыт опасен. Опыт, иллюстрирующий свойства натрия, очень хорошо виден при проецировании через графопроектор.
Простота. В приборах не должно быть нагромождения лишних деталей. Следует помнить, что, как правило, в химии объектом изучения служит не сам прибор, а процесс, в нем происходящий. Поэтому чем проще сам прибор, тем лучше он отвечает цели обучения, тем легче объяснить опыт. Однако не стоит употреблять в опытах бытовую литературу, это снижает интерес к происходящему.
Надежность. Опыт должен всегда удаваться, так как неудавшийся опыт вызывает у учащихся разочарование и подрывает авторитет учителя. Опыт проверяют до урока, чтобы отработать технику его проведения, определить время, которое он займет и т.д. Если же опыт все же не удался, лучше сразу же показать его вторично. Если опыт снова провести невозможно, то его обязательно показывают на следующем уроке.
Техника выполнения. Важнейшим требованием к демонстрационному эксперименту является филигранная техника его выполнения. Малейший ошибочный прием будет многократно повторен его учениками. Также немало важна постановка цели опыта. Учащиеся должны понимать, для чего проводится опыт, в чем они должны убедиться. Необходимо дать описание прибора, в котором проводится опыт, условий, в которых он проводится, реактивов с указанием их свойств. Учитель должен сориентировать учащихся, за какой частью прибора наблюдать, чего ожидать.
В процессе демонстрации осуществляются три функции учебного процесса: образовательная, воспитывающая и развивающая:
– образовательная функция выражается в том, что учащиеся получают информацию о протекании химических процессов, свойствах веществ, методах химической науки
– воспитывающая – формируются убеждения в том, что опыт – это инструмент познания, что мир познаваем
– развивающая – у учащихся развивается наблюдательность, умение анализировать наблюдаемые явления, делать выводы, обобщать.
Помимо демонстрационного эксперимента, в арсенале учителя химии имеется множество других средств наглядности, которые при правильном использовании повышают эффективность и качество урока (классная доска, модели, макеты, экранные пособия). Их применяют как в сочетании с химическим экспериментом и друг с другом, так и раздельно, но обязательно со словом учителя.
В последнее время активно используются экранные пособия, которые являются важными средствами наглядности. Для их демонстрирования необходимы технические средства: проектор, интерактивная доска и т.п. Сами по себе эти технические средства не обладают обучающими свойствами и не являются объектами изучения на уроках химии, но без них использование экранных пособий невозможно. При работе с экранным пособием учащиеся получают много образных представлений.
Для экранных пособий необходимо определить место в комплексе средств наглядности, по возможности организовать обсуждение по мере демонстрации, сочетая пособие по свойствам учителя и, стремясь обеспечить обратную связь, использовать возможности экранных пособий, как и других средств наглядности, находятся в зависимости от дидактической цели и содержания учебного материала.
Ученический эксперимент – это вид самостоятельной работы. В школьной программе по химии оговорено, какие экспериментальные работы должны быть выполнены.
Эксперимент не только обогащает учащихся новыми понятиями, умениями, навыками, но и является способом проверки приобретенных ими знаний, способствует более глубокому пониманию материала, усвоению знаний. Он позволяет более полно осуществлять связь с жизнью, с будущей практической деятельностью учащихся.
Ученический эксперимент разделяют на лабораторные опыты и практические занятия. Они различаются по дидактической цели. Цель лабораторных опытов – приобретение новых знаний, изучение нового материала. Практические занятия обычно проводятся в конце изучения темы и служат для закрепления и совершенствования уже имеющихся знаний, формирования практических умений, конкретизации знаний.
Выполнение ученического эксперимента с точки зрения процесса обучения должно происходить по следующим этапам:
Читайте также: