Организация самостоятельной работы студентов на уроках химии

Асхабова  Светлана Сайпуллаевна
преподаватель биологии и химии
БУ «Лангепасский политехнический колледж»
Филиал в городе Покачи

В настоящее время перед  средним профессиональным образованием, стоит важная задача – приобщить студентов к самостоятельной работе, к творческому мышлению, привить им умение самостоятельно по­полнять свои знания. Решение этой задачи вряд ли возможно только путем передачи знаний в готовом виде от преподавателя к студенту. Необходимо перевести студента из пассивного потребителя знаний в активного их творца, умеющего сформулировать проблему, проанализировать пути ее решения, найти оптимальный результат и доказать его правильность. Происходящая в настоящее время реформа среднего профессионального образования связана по своей сути с переходом от парадигмы обучения к парадигме образования. В этом плане следует признать, что самостоятельная работа студентов является не просто важной формой образовательного процесса, а должна стать его основой. Учение – напряженная умственная работа, в процессе которой наряду с накоплением знаний идет формирование общеучебных и специальных умений и навыков, необходимых в дальнейшем для самообразования и овладения профессией. Чем ближе и понятнее будет студенту все, что он делает на уроке, тем активнее он учится. Следовательно, преподавателю необходимо направить все средства обучения на формирование у студентов умения учиться. Студент должен получить информацию о путях и способах овладения знаниями. Как это реально сделать? Ответ на это вопрос можно получить лишь на основе изучения деятельности студентов.

Для усвоения знаний, перевода их в убеждения большое значение имеет выбор методов обучения большое значение имеет выбор методов обучения, организации самостоятельных работ студентов. Применение проблемного подхода, формулирование мировоззренческих выводов на уроках, показ использования химических законов в практике.

В качестве одного из средств решения этой актуальной проблемы выступает организация самостоятельных работ при изучении нового материала, обеспечивающих осознанное и прочное овладение знаниями и методами познания.  Преподаватели чаще используют самостоятельную работу с целью повторения, закрепления, использования приобретенных знаний и умений и очень редко включают студентов в самостоятельную работу по приобретению новых знаний и умений из различных источников информации. Обычно это относится к описательному материалу фактического характера, включающему, например, вопросы применения веществ в народном хозяйстве (если известны свойства веществ, на которых основано их применение), распространения веществ в природе, характеристики некоторых свойств веществ .

Решение проблемы активизации познавательной деятельности студентов на уроках химии требует поиска эффективных путей и средств организации их самостоятельной работы.

В процессе подготовки преподавателя к уроку возникает вопрос, как организовать самостоятельную работу всей группы и каждого студента в отдельности с учетом его способностей и знаний. Для решения этого вопроса используются дифференцированные задания-инструкции, специально разработанные преподавателем для разных групп студентов. Предлагаемые задания должны быть, с одной стороны, посильными для студентов, а с другой – в определенной мере трудными, вызывающими у них познавательный интерес, желание самостоятельно найти истину.

Организация самостоятельной  работы студентов - студентов  при изучении металлов на примере железа и его соединений

Анализ содержания изучаемого материала по химии, соотношения опорных и новых элементов знаний и умений позволяют выявить доступность некоторых вопросов, традиционно считавшихся сложными для са­мостоятельного изучения студентами на уроке, определить необходимое время для их усвое­ния. Существенное значение прежде всего имеет правильный выбор мате­риала (темы) для самостоятельного изучения по учебнику на уроке. Из­вестно, что не всякий вопрос студенты могут усвоить самостоятель­но без обстоятельного объяснения его преподавателем. Многие темы со­держат в себе совершенно новые сведения, носят вступительный или обобщающий характер. Их изучение вызывает у студентов большие трудности. Естественно, что по таким темам не следует от­сылать студентов к самостоятельной работе с учебником, их нужно излагать и объяснять самому преподавателю. Таким образом, соблюдение принципа доступности обучения является одним из условий пра­вильной организации самостоятельной работы студентов с учебни­ком с целью овладения новым материалом.

Преподаватель должен подгото­вить студентов к самостоятельному приобрете­нию знаний. Поэтому содержание учебного материала нужно рас­крывать путем рассказа или лекции с вклю­чением элементов эвристической беседы, с ис­пользованием средств наглядности - таблиц, моделей, презентаций.

На первом уроке «Железо. Строение атома. Физические и химические свойства» ставим цель: конкретизировать на примере железа знание студентов об особенностях строения атомов металлов побочных подгрупп периодической системы химических элементов  Д.И. Менделеева; совершенствовать умение прогнозировать свойства элемента и его соединений на основе положения в периодической системе, строения атома и типа связи; изучить физические и химические свойства железа.

В начале урока обсуждаем вопрос: в чем особенность строения атомов металлов побочных подгрупп? С этой целью предлагаем задание: определите, какие данные, приведенные в таблице 1, отражают строение атомов металлов побочных подгрупп, назовите эти металлы. В чем особенность строения атомов металлов побочных подгрупп?

 

В ходе обсуждения выполненного задания студенты с помощью преподавателя формулируют выводы:

1. Металлы побочных подгрупп имеют особенность в строении атомов: валентные электроны в атоме располагаются не только на внешнем, но и на предвнешнем энергетическом уровне.
2. У металлов побочных подгрупп в образовании связей участвует разное число валентных электронов.
3. Особенность строения атомов металлов побочных подгрупп должна проявляться в свойствах элементов и их соединений.

Обращаем внимание студентов на то, что эти выводы потребуются при изучении свойств железа и его соединений. Уточняем цель урока и, чтобы подготовить студентов к выполнению самостоятельной работы по изучению нового материала, предлагаем каждой группе из четырех человек выполнить задание следующего содержания:  

1. Вспомните план характеристики элемента по положению в периодической системе.

2. Укажите, какая из схем (см. рис.) иллюстрирует металлический тип кристаллической решетки.

3. Охарактеризуйте металлическую связь.

4. Какие общие физические свойства характерны для металлов?

5. Как взаимодействует азотная кислота (концентрированная и разбавленная) с железом?

После обсуждения выполненной работы предлагаем охарактеризовать свойства одиночных атомов железа и соответствующего простого вещества. Каждый студент работает самостоятельно. Это же задание выполняют двое студентов на переносных досках.

Проверяем результаты самостоятельной работы студентов и уточняем возможные для железа степени окисления.

При обсуждения свойств железа - простого вещества студенты объясняют, как образуется связь между атомами железа, называют тип кристаллической решетки, находят ее среди предложенных моделей. После этого преподаватель предлагает обосновать механические, электрические и другие физические свойства железа. Студенты делают вывод о зависимости физических свойств железа от строения атома, вида химической связи и типа кристаллической решетки.

Далее сообщаем о различиях свойств двух модификаций железа – . Поясняем, что эти различия имеют важное значение при разработке способов получения сталей с нужными свойствами.

После этого предлагаем высказать предположение относительно химических свойств железа. Обучающимся, которые испытывают затруднение в выполнении этого задания, разрешаем пользоваться планом характеристики свойств простого вещества:

I. Проведите теоретический анализ вещества по плану:

II. Выскажите предположение о химических свойствах вещества:

III. Составьте уравнение реакций (в молекулярном и ионном виде), иллюстрирующие предполагаемые свойства.

В ходе обсуждения прогнозируемых химических свойств железа студенты обосновывают возможность его взаимодействия с металлами (образование сплавов), с кислородом, хлором и другими неметаллами, с водой, растворами кислот и солей, иллюстрируя сказанное записью уравнений реакций на доске. Особое внимание обращаем на выяснение сущности реакций с точки зрения теории электролитической диссоциаций и окислительно-восстановительных процессов. Высказанные предположения проверяем экспериментально: предлагаем отдельным студентам провести самостоятельно или помочь преподавателю выполнить соответствующие демонстрационные опыты. Опыт «Взаимодействие железа с водой при обычных условиях» готовим заранее. С этой целью за неделю до урока помещаем три гвоздя в разные пробирки. Одна их них заполнена кислородом и закрыта пробкой, другая – кипяченой водой, а третья наполнена кислородом способом вытеснения воды и оставлена в кристаллизаторе с водой.

Студенты объясняют результаты опытов.

В заключение подводим итоги проведенной работы, подчеркивая значение новых знаний в практике и при дальнейшем изучении свойств железа, даем задание на дом.

В начале следующего урока «Соединения железа». Качественные реакции на ионы Fe²⁺ и Fe³⁺» сообщаем, что студентам предстоит самостоятельно изучить свойства соединений железа (гидроксидов,  солей), научиться распознавать ионы Fe²⁺ и Fe³⁺ в растворах.

С целью подготовки к изучению нового материала предлагаем задания, которые помогут студентам преодолеть трудности при выполнении экспериментальной части самостоятельной работы. Эти задания заранее записываются на доске или проецируются через мультимедиапроектор.

Выполняя первое задание, студенты испытывают индикаторами реакцию среды растворов гидроксидов, выясняют отношение растворимых и нерастворимых гидроксидов к кислотам и щелочам и делают заключение об основном, амфотерном или кислотном характере рассматриваемых веществ.

При ответе на второе задание студенты предлагают взять соответствующие растворимые соли, например Fe₂(SO₄)₃, CuSO₄, AlCl₃ и любую щелочь, а также указывают способ получения нерастворимого основания – действие щелочи на растворимую соль соответствующего металла. Обсуждая ответы на третье задание, студенты обращают внимание на то, что соли ZnSO₄, FeCl₃ образованы слабыми основаниями и сильными кислотами, NaCl и KNO₃ – сильными основаниями и сильными кислотами. Делают вывод: в первых двух случаях соли должны подвергаться гидролизу; определить реакцию среды их растворов можно соответствующим индикатором.

Подводим итог этой части урока: гидроксиды проявляют различный характер, который экспериментально можно установить путем проведения реакций с кислотой и щелочью; нерастворимое основание, образованное конкретным металлом, получаются, действуя щелочью на растворимую соль этого металла; нужно учитывать, что многие соли подвергаются гидролизу и определять реакцию среды их водных растворов можно с помощью индикатора.

Особое внимание обращаем на то, что этот вывод студенты должны использовать в предстоящей работе. Предлагаем записать тему урока, конкретизируем цель самостоятельной работы в виде схемы на доске:

Далее ставим вопрос: как можно получить основание Fe(OH)₂ и Fe(OH)₃, чтобы исследовать их свойства? У студентов этот вопрос не вызывает затруднений: они предлагают получить их действием раствора NaOH на растворы солей FeCl₂ И FeCl₃.

Студенты высказывают предложение относительно свойств изучаемых гидроксидов железа, отмечают, что гидроксиды железа (II) и (III) нерастворимы и характер этих гидроксидов можно установить экспериментально, путем проведения реакций с кислотами и щелочью. При этом указывают, что Fe⁺², следовательно, Fe(OH)₂ может быть окислен кислородом или другими окислителями до Fe(OH)₃.

После исследования свойств гидроксидов железа приступаем к изучению свойств солей железа. Обсуждаем план проведения экспериментальной части по исследованию их свойств. Студенты анализируют состав солей хлорида железа (II) и (III), указывают, что каждая из них образована слабым основанием и сильной кислотой, высказывают предположение о том, что соли должны подвергаться гидролизу (реакция среды их растворов - кислая). Следовательно, необходимо испытать растворы предложенных солей индикатором - лакмусом.

Затем сообщаем о практической важности качественных реакций на ионы Fe²⁺ и Fe³⁺, предлагаем практически их осуществить.

Уточняем, что для проверки высказанного предположения о свойствах солей железа необходимо проделать опыты – испытать растворы солей FeCl₂ и FeCl₃ лакмусом и провести качественные реакции на Fe²⁺ - реактив

K₃ [Fe(CN)₆] и на Fe³⁺ - реактив KCNS.

В ходе обсуждения предстоящей самостоятельной работы на доске заполняем таблицу 2.

Затем составляем план исследования.

1. Гидроксидов железа (II) и (III):

а) цвет

б) взаимодействие с кислотой и щелочью

в) способность к окислению (взаимодействие с O₂ воздуха или другими     окислителями);

2. Солей железа (II) и (III):

а) гидролиз (действие растворов солей на лакмус)

б) взаимодействие со щелочами

в) взаимодействие солей Fe²⁺ с K₃[Fe(CN)₆]

г) взаимодействие солей Fe³⁺ с KCNS.

Для организации самостоятельной работы выдаем студентам инструкции 1, 2, 3 , каждый вариант инструкций записан на отдельном листке и рассчитан на дифференцированный подход: вариант наиболее сложный (инструкция 1), вариант II – средней сложности (инструкция 2), вариант III – упрощенный (инструкция 3). Выбор инструкции для проведения самостоятельной работы студенты осуществляют самостоятельно. Однако это не значит, что они должны работать только по одной инструкции – 1, 2 или 3. Им предоставляется возможность самим регулировать свои силы. Так, все студенты начинают работу, пользуясь инструкцией 1, но, если не хватает у кого-либо знаний и умений для выполнения работы или части ее по инструкции 1, то разрешается обращаться у другим инструкциям (2 или 3)

Инструкция 1

Задание 1. Исследуйте свойства гидроксидов железа (II) и (III).

Опыт 1.  Получение гидроксидов железа (II) и (III).

Реактивы: растворы NaOH, FeCl₂ (получите взаимодействием Fe с соляной кислотой), FeCl₃.

Опыт 2. Взаимодействие гидроксида железа (II) с кислотами, кислородом воздуха и щелочью.

Реактивы: Fe(OH)₃, растворы HCl, H2SO₄, NaOH.

Опыт 3. Взаимодействие гидроксида железа (III) с кислотами и щелочью.

Реактивы: Fe(OH)₃, растворы HCl, H2SO₄, NaOH.

Задание 2.  Исследуйте свойства солей железа (II) и (III).

Реактивы: растворы FeCl₂, FeCl₃, KCNS, K₃[Fe(CN)₆], лакмуса. Запишите уравнения реакций. Сформулируйте выводы о свойствах гидроксидов и солей железа.

Инструкция 2

Опыт 1.  Получение гидроксидов железа (II) и (III).

Запишите уравнения реакций. Сформулируйте выводы о свойствах гидрокcидов и солей железа (II) и (III).

Инструкция 3

Опыт 1.  Получение гидроксидов железа (II) и (III).

Сначала получите FeCl2 взаимодействием железа с раствором соляной кислоты HCl. К растворам FeCl₂ и FeCl₃ прилейте раствор NaOH. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций.

Опыт 2.  Взаимодействие гидроксида железа (II) с кислотами и щелочью.

Полученный Fe(OH)₂ поместите в четыре пробирки. В первую пробирку прилейте раствор соляной кислоты HCl, во вторую – раствор серной кислоты H₂SO₄, в третью – раствор щелочи NaOH. Напишите сокращенные ионные уравнения реакций и сделайте вывод о характере гидроксида железа (II). Посмотрите, произошли ли изменения с гидроксидом железа(II) в четвертой пробирке. Объясните наблюдения. Запишите уравнения реакций.

Опыт 3.  Взаимодействие гидроксида железа (III) с кислотами и щелочью.

Полученный гидроксид железа (III) разделите на три пробирки. В первую пробирку прилейте раствор соляной кислоты HCl, во вторую – раствор серной кислоты H₂SO₄, в третью – раствор щелочи NaOH. Напишите сокращенные ионные уравнения реакций.

Опыт 4. Исследование свойств солей железа (II) и (III):

а) гидролиз солей. Испытайте растворы солей железа FeCl₂ и FeCl₃ лакмусом. Напишите уравнение реакций гидролиза этих солей. Сделайте вывод о силе гидроксидов железа (II) и (III) как оснований;

б) качественные реакции на ионы Fe²⁺ и Fe³⁺. К раствору FeCl₃ добавьте раствор K₃[Fe(CN)₆]. К раствору FeCl₃ добавьте раствор KCNS. Что наблюдаете?

В ходе проведения эксперимента студенты фиксируют в тетради наблюдения, записывают уравнения проведенных реакций и выводы. По окончании выполнения самостоятельной работы проводим фронтальную беседу с группой, обсуждаем полученные результаты, уточняем выводы, сформулированные студентами, обращаем их внимание на то, что гидроксид железа (II) на воздухе окисляется до гидроксида железа (III), подчеркиваем практическую важность качественных реакций с той целью, чтобы студенты могли проконтролировать себя.

В конце урока предлагаем выполнить следующее задание: «В состав некоторых сортов природного мела входит оксид железа (III). Предложите опыт для качественного определения содержания железа в образце мела».

Это задание заставляет студентов еще раз осмыслить те новые знания, которые они получили в процессе самостоятельной работы, применить их для ответа на конкретный вопрос.

Вывод: Используемый подход к организации самостоятельной работы позволяет вовлечь всех студентов в активную познавательную деятельность: они осознанно проводят эксперимент, анализируют его результаты и формулируют выводы. Все это способствует глубокому осмыслению нового материала, изучаемого на уроке.

В процессе организации самостоятельной ра­боты столкнулись с разнообразными педа­гогическими трудностями. Не все студенты успевали закончить работу в течение отведен­ного времени. Как правило, эти студенты об­ладали слабой техникой чтения, плохо переска­зывали содержание воспринимаемой новой ин­формации. Обладая недостаточно сформиро­ванными организационными умениями, они не могли рационально организовать свой труд, осуществить самоконтроль. Поэтому их темп работы был невысокий. По ме­ре приобретения опыта самостоятельной рабо­ты возрастает уровень продуктивной деятель­ности слабо подготовленных студентов и об­щий темп работы всей группы.

Совершенствование химического образования характеризуется усилением внимания к развивающей функции обучения. Установление органической связи между обучением, воспитанием и развитием самостоятельности студентов рассматривается как ведущее направление совершенствования преподавания химии. Важным показателем глубины и осознанности знаний, усвоенных студентами, служит умение использовать знания в незнакомых ситуациях.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. Высшая школа. Москва. 1998.
2. Габриелян О.С. Химия. 9 класс. - М.: Дрофа, 2005.
3. Габриелян О.С., Лысова Г.Г. Методическое пособие. Химия 11 класс. – М.: Дрофа, 2003. – 156 с.
4. Горностаева З.Я. Проблема самостоятельной познавательной деятельности” // Открыт. школа. – 1998. - №2.
5. Есипов Б.П. Самостоятельная работа учащихся на уроках. – М., 2001.
6. Жарова Л.В. Управление самостоятельной деятельностью учащихся. - Л., 1982.
7. Жарова Л.В. Управление самостоятельной деятельностью учащихся. – СПб. 2002.
8. Зайцев О.С. Методика обучения химии. - М.: Химия, 1999.
9. Орлов В.Н. Активность и самостоятельность учащихся. – М., 2001.
10. Пузаков С.А., Попков В.А. Пособие по химии. Высшая школа. Москва. 1999.
11. Третьяков Ю.Д. Химия. Справочные материалы. 1994
12. Тяглова Е.В. Исследовательская деятельность учащихся по химии. М.: Москва, 2007.
13. Ходаков Ю.В., Эпштейн Д.А., Глориозов П.А. Неорганическая химия. Москва. Просвещение. 9 класс. 1987.
14. Современные открытые уроки по химии. Р-на-Дону, “Феникс”. 2002.
15. Социальная сеть работников образования nsportal.ru
16. http://rudocs.exdat.com/docs/index-28300.html?page=3
17. http://festival.1september.ru
18. http://prezentacii.com/po_himii/7166-zhelezo-i-ego-soedineniya.html
19. http://prezentacii.org/prezentacii/prezentacii-po-himiy/4631-zhelezo-i-ego-soedineniya.html
20. http://ppt4web.ru/khimija/zhelezo-i-ego-soedinenija1.html
21. http://www.openclass.ru/node/121817
22. http://www.inksystem-az.com/zhelezo-i-ego-soedineniya-konspekt-i-prezentaciya-k-uroku-po-ximii/