Лабораторный практикум по органической химии в системе подготовки школьников к олимпиадам

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лабораторный практикум по органической химии в системе подготовки школьников к олимпиадам

1.Развитие олимпиадного движения по химии

1.1 Принципы педагогической деятельности в работе с одаренными детьми

Личностно-ориентированная педагогика использует в первую очередь нетрадиционные подходы к организации процесса обучения. Содержание образования составляет систему знаний, умений, навыков, черт творческой деятельности, мировоззренческих и поведенческих качеств личности, которые обусловлены требованиями общества и к достижению которых должны быть направлены усилия обучающих и обучающихся.

Если при традиционной трактовке цели и содержание обучения оказываются фактически совпадающими (главная цель обучения - усвоение основ наук, содержание обучения - сами эти основы, представленные в знаковой форме учебной информации), то в новой они расходятся.

Актуальной целью становится создание личностного потенциала человека, воспитание его способностей к адекватной деятельности в предстоящих предметных и социальных ситуациях, а содержанием - все то, что обеспечивает достижение этой цели. Успешность достижения цели зависит не только от того, что усваивается (содержание обучения), но и от того, как усваивается: индивидуально или коллективно, в авторитарных или гуманистических условиях, с опорой на внимание, восприятие, память или на весь личностный потенциал человека, с помощью репродуктивных или активных форм [10].

Специалист в области психологии одаренных детей В.С. Юркевич кратко обозначила три закона развития высоких способностей (одаренности): развитие способностей происходит только в той деятельности, в которой ребенок получает положительные эмоции; для развития способностей необходимо постоянное повышение сложности основной деятельности ребенка (как обучения, так и внеурочной деятельности); деятельность, чтобы быть развивающей (как способности, так и личность ребенка) должна представлять для него значительную ценность (по внутренней мотивации).

Подготовка одаренных детей имеет чёткую направленность на реализацию таких компонентов содержания образования, как:

- развитие интереса, расширение и актуализация знаний по предметам школьной программы, развитие представлений о межпредметных связях;

- развитие интеллектуальной инициативы обучающихся в процессе освоения основных и дополнительных образовательных программ;

- создание предпосылок для развития научного образа мышления;

- освоение творческого подхода к любому виду деятельности;

- формирование установки на престижность занятий научной деятельностью, фундаментальными науками;

- становление сферы содержательного предметного общения внутри детского коллектива, между учащимися, педагогами, учеными и специалистами;

- обучение информационным технологиям и работе со средствами коммуникации;

- формирование развивающей образовательной среды;

- профессиональное самоопределение детей;

- получение предпрофессиональной подготовки;

Умелый выбор формы процесса обучения позволяет осуществить данную направленность наиболее результативно.

К принципам педагогической деятельности в работе с одаренными детьми относятся:

· принцип максимального разнообразия предоставленных возможностей для развития личности;

· принцип возрастания роли внеурочной деятельности;

· принцип индивидуализации и дифференциации обучения;

· принцип создания условий для совместной работы учащихся при минимальном участии учителя;

· принцип свободы выбора учащимся дополнительных образовательных услуг, помощи, наставничества [2].

1.2 Подготовка одаренных детей к участию в олимпиадах

Химические олимпиады школьников являются одной из важных форм внеклассной работы по химии. Они не только помогают выявить наиболее способных учащихся, но и стимулируют углубленное изучение предмета, служит развитию интереса к химической науке. Кроме того, олимпиады способствуют пропаганде научных знаний, укреплению связи общеобразовательных учреждений с вузами и научно-исследовательскими институтами, созданию необходимых условий для поддержки одаренных детей, привлечению наиболее способных из них в ведущие вузы страны.

Наиболее существенный вклад в подготовку и осуществление олимпиад вносят учителя химии, которые организуют и проводят самый массовый школьный этап олимпиады, первыми отвечают на вопросы школьников, готовят их к следующим, все более сложным этапам. Это требует от учителя и глубокого знания своего предмета, и осведомленности в организационных вопросах проведения олимпиад, и владения методикой подготовки школьников к этой особой форме деятельности [12].

1.3 Групповая форма работы школьников по подготовке к олимпиадам

Работа по подготовке учащихся к олимпиаде начинается с выявления наиболее подготовленных, одаренных и заинтересованных школьников. В этом учителю химии помогут и наблюдения в ходе уроков химии, и организация кружковой, исследовательской работы, и проведение других внеклассных мероприятий по предмету. Имеет значение для оценки способности школьников и анализ их успеваемости по математике и другим естественнонаучным предметам, изучение которых начинается раньше, чем школьного курса химии. Важную роль в раннем формировании интереса школьников к химии могут играть и возможные пропедевтические курсы химии в младших классах, кружки и внеклассные мероприятия для младших школьников, знакомящие их с основами химической науки.

Одновременно с выявлением школьников интересующихся химией и формированием этого интереса, должно происходить создание творческой группы, команды школьников готовящихся к олимпиадам. Несмотря на то, что основной формой подготовки школьников к олимпиаде является индивидуальная работа, наличие такой команды имеет большое значение. Она позволяет реализовать взаимопомощь, передачу опыта участия в олимпиадах, психологическую подготовку новых участников.

Наличие группы школьников, увлеченных общим делом, служит своеобразным центром кристаллизации, привлекающих новых участников. Это позволяет также уменьшить нагрузку учителя, так как часть работы по подготовке младших могут взять на себя старшие, и, обучая других, они будут совершенствовать и свои знания.

При коллективной работе группы учащиеся находятся под постоянным влиянием познавательной стимуляции со стороны своих товарищей. Это позволяет каждому учащемуся получать исходящую от группы (и одновременно от преподавателя) обратную связь.

Важнейшим следствием коллективной организованной познавательной деятельности становится отмеченный педагогами эффект, который заключается в том, что в среде учебно-научного общения каждый член группы становится одновременно и воспитателем и воспитуемым [5].

Постоянно находясь в атмосфере решения химических проблем, методов решения задач, обсуждения практических опытов, любой школьник будет даже неосознанно впитывать новые знания, умения, психологические установки [12].

В соответствии с теорией поэтапного формирования умственных действий практические занятия призваны осуществлять усвоение нового знания через этап материального действия. Это означает, что новое знание проходит усвоение в полном смысле слова через движения руками, через учебный материальный труд.

Лабораторные работы, как элемент в системе учебно-воспитательного процесса, обладают значительно более широкими дидактическими возможностями по сравнению с теоретическими или семинарскими занятиями. Такая форма обучения объединяет в себя все этапы усвоения и обладает многочисленными воспитательными функциями, которые в полной мере реализуются в условиях коллективной деятельности [5].

1.4 Лабораторный практикум, как элемент в системе учебно-воспитательного процесса

Учитывая особенности химии как естественной и экспериментальной науки, можно выделить три составляющих успеха:

· развитый химический кругозор, знание свойств достаточно большого круга веществ, способов их получения, областей применения;

· умение решать химические задачи, владение необходимым для этого математическим аппаратом;

· практические умения и навыки, знание основных приемов проведения химических реакций, очистки веществ и разделения смесей, идентификации веществ, проведение измерений в ходе химического эксперимента [4].

Визуализация - один из наиболее эффективных приемов обучения, помогающий гораздо проще и глубже разобраться в сущности различных явлений, недаром наглядные пособия использовались еще в глубокой древности. Особенно полезны визуализация и моделирование при изучении динамичных, изменяющихся во времени объектов и явлений, которые бывает сложно понять, глядя на простую статичную картинку в обычном учебнике. Лабораторные работы и учебные эксперименты не только полезны, но и весьма интересны [10].

Практические занятия, как и самостоятельная работа, обеспечивают усвоение на более высоком уровне, в отличие от лекции, осуществляющей обучение на уровне общей ориентировки в предмете и методологии изучаемой науки и обеспечивающей усвоение материала в лучшем случае через его воспроизведение. Лабораторные работы - важнейшая форма работы учащихся в учебное время для приобретения новых знаний.

Хотя и считается, что лабораторный практикум призван вырабатывать у учащихся определенные экспериментальные навыки, культуру экспериментирования и т.п., но тем не менее, основная роль практикума заключается в развитии у учащихся научного мышления, в формировании умений интеллектуального проникновения в сущность изучаемых явлений, в побуждении интереса к науке, в приобщении к научному поиску и т.д.

Лабораторный практикум позволяет наиболее плодотворно осуществить активизацию и интенсификацию деятельности учащихся. Под активизацией учебной деятельности понимается целеустремленность педагога, направленная на разработку и использование такого содержания, форм, методов, приемов и средств обучения, которые способствуют повышению интереса, активности, творческой самостоятельности учащихся в усвоении знаний, формирования умений и навыков, применении их на практике. К понятию активизации примыкает понятие интенсификации обучения ? изыскание возможностей передачи учащимся возрастающего объема информации при неизменной продолжительности обучения.

Активизация и интенсификация учебного процесса взаимно связаны и предполагают совершенствование содержания и методов обучения. Выделим наиболее важные для лабораторного практикума вопросы:

1) Широкое использование коллективных форм познавательной деятельности.

2) Выработка у педагога навыков организации и управления коллективной учебной деятельностью учащихся.

3) Совершенствование навыков профессионального обучения, способствующего мобилизации творческого мышления учащихся.

4) Реализация индивидуализации обучения в условиях группового взаимодействия с использованием продуманного подбора форм общения и учебных заданий.

5) Равномерное продвижение всех обучаемых независимо от исходного уровня их знаний и индивидуальных способностей.

Большинство педагогов и психологов считают, что каждый член группы при выполнении экспериментальной работы должен научиться выполнять все специальные виды материальных действий и отвечать за общие итоги работы. Таким образом, эксперимент выполняется коллективно, но ответственность за его результат несет индивидуально каждый член коллектива.

Обсудим конкретнее с позиции коллективной познавательной деятельности организацию работ в практикуме. Мы считаем, что учащиеся должны выполнять лабораторное задание не поодиночке и в строгой изоляции друг от друга, а небольшими группами по 2-4 человека. Это потребует от группы непроизвольного выделения временного или постоянного руководителя (лидера) и распределение обязанностей среди членов группы: один учащийся предлагает свой ход проведения эксперимента, другие с ним не согласны и вносят свои предложения, один учащийся готовит раствор, другой моет посуду, третий готовит прибор к опыту, кто-то записывает показания под диктовку другого, а кто-то на калькуляторе обрабатывает результаты. Коллективно обсуждаются результаты эксперимента и формируются выводы [5].

Более четверти века назад в практикумы по химии был введен так называемый полумикрометод. С его помощью экономилось значительное количество реактивов и отпадала необходимость приборного оснащения лаборатории. Работа выглядела примерно так: учащийся усаживался за свое место, открывал книгу. Перед ним был набор всех необходимых реактивов, заранее приготовленных лаборантом растворов, и определенное число пробирок. Учащийся читал, что нужно к чему прилить, выполнял действие в пробирках и смотрел, совпадает ли результат (изменение окраски, выделение газа, образование осадка) с тем, который записан в инструкции. Если результат опыта не совпадал с описанным, это интересовало совсем немногих учащихся.

Работая полумикрометодом, учащийся не отходил от своего места в поисках чего-либо, не задавал вопросов преподавателю или соседу, если что-нибудь не получалось, а это и не могло случиться ? в пособии были только те опыты, которые безупречно получались. Думание, мышление, коллективизм, речь, активная деятельность при выполнении лабораторного практикума полумикрометодом автоматически сдвигались на задний план.

Полумикрометод в преподавании химии был оторван от реальных, даже простейших химических операций (приготовления растворов, взвешивание, определение рН) и давал учащемуся множество несвязанных фактов. В то же время, следует особо ответить, что полумикрометод приучал работать экономно и аккуратно, индивидуально отвечать за результаты. Полумикрометод стимулировал преподавателей создавать новые эксперименты с очень строгими условиями их проведения [6].

Сформировать творческое химическое мышление средствами лабораторного практикума можно при помощи заданий, отвечающих современным методам химии, оснащения практикума современными приборами, соответствующим отбором содержания обучения и использованием адекватных ему методов обучения [11].

В практикумах обычно используется фронтальный (поточный) способ проведения занятий ? все учащиеся работают над одной темой. Для фронтального выполнения практикума требуется большее число однотипных приборов. Групповая постановка работы позволяет в 2-5 раз уменьшить число требующихся приборов и тем самым ввести в лаборатории новое современное и дорогостоящее оборудование.

Маршрутный способ выполнения лабораторного практикума состоит в том, что учащиеся выполняют отдельные задания, переходя от одного места к другому. Маршрутное выполнение лабораторного практикума позволяет оборудовать лабораторию одиночными современными приборами, однако работа с ними и освоение новых методов научного исследования не могут проходить синхронно с лекционным курсом и семинарскими занятиями и требуют усиленной самостоятельной подготовки [5].

Интересна постановка параллельных опытов, позволяющая осуществлять непосредственно при проведении эксперимента операцию сравнения и на основании этого делать соответствующие выводы [13].

Способ составления задания может сильно влиять на деятельность обучаемого. Например, обычно при изучении реакций гидролиза предлагается к раствору соли добавить несколько капель индикатора и сделать вывод о среде раствора. Другой способ проведения опыта состоит в том, что к небольшому объему воды добавляется несколько капель индикатора, отмечается среда, затем вносится несколько кристаллов соли и по цвету раствора делается вывод об изменении среды раствора и протекающих процессах. Второй способ в методологическом отношении более ценен, чем первый: наблюдается процесс растворения и изменения среды раствора (а не просто констатируется среда готового раствора). Кроме того, во втором способе проведения опыта деятельность обучаемого шире, самостоятельнее и более целесообразна, а сам опыт более достоверен и нагляден.

Выше обсуждавшиеся тенденции развития лабораторного химического практикума могут быть следующими:

1. Построение практикума с постоянным уменьшением числа даваемых ориентиров. Предполагается, что описание первых лабораторных заданий будет построено на полной ориентировочной основе. Выполнение задания имеет алгоритмизированный характер. По мере прохождения программного материала число ориентиров сокращается, обучаемый самостоятельно выделяет необходимые ориентиры для выполнения действий. Наконец, на заключительном этапе изучения курса, предлагаемое задание выполняется на основе самых обобщенных ориентиров, обучаемому представляется возможность выбора пути решения поставленной задачи.

2. Лабораторный практикум строится как цельное научное исследование, выполняемое на каком-либо одном химическом объекте. Например, учащийся синтезирует вещество, проводит его очистку, определяет молекулярную массу, плотность, изучает свойства, определяет степень диссоциации, рН раствора, изучает термодинамические характеристики реакций этого вещества с другими и т.д. В выполнении всего исследования широко используются планирование эксперимента и предсказывание ожидаемых результатов. Необходимая информация берется из справочника. В результате подобного исследования студент видит, что химические задачи решаются общенаучными методами, применимыми и в решении задач по специальности.

Очень интересна идея объединения в одном пособии лабораторного практикума с заданиями к семинарским занятиям, предложенная и осуществленная Н.С. Ахметовым [1] Авторы пишут: “По нашему мнению, повышение уровня лабораторных и практических занятий можно достичь, разработав такие формы занятий, которые, раскрывая и иллюстрируя теорию (знание), обучали бы мышлению (умению использовать теорию) и прививали навыки обращения с веществом. Выполнение каждого опыта должно быть представлено как своеобразное самостоятельное исследование с постановкой задачи, ее теоретическим обоснованием и экспериментальной проверкой высказанного суждения; от поверхностного знакомства с веществом (внешнее проявление) к пониманию его свойств и действии ? через структуру и термодинамику и далее к завершению целенаправленного эксперимента. Подобное объединение целей и задач лабораторного практикума и семинарских занятий должно, по нашему мнению, приблизить постановку учебного процесса к постановке реальных научных исследований”.

обучение химия олимпиадный

2.Лабораторный практикум по органической химии

2.1 Техника безопасности и организация проведения практических занятий

Прежде чем приступить к практической работе, необходимо ознакомиться с лабораторным оборудованием, с методикой проведения основных лабораторных операций, с правилами техники безопасности при этом.

Химия, как и любая экспериментальная наука, предъявляет к себе определенные требования. Поскольку безопасная работа в химической лаборатории и для себя, и для окружающих является основой проведения и успеха эксперимента, необходимо строго соблюдать правила организации работы и техники безопасности.

Наиболее вероятными источниками несчастных случаев являются: неумелое обращение с химическими веществами (отравление, химические ожоги, пожары, взрывы, аллергии), с лабораторными приборами (поражение электрическим током, термические ожоги и травмы), а также со стеклянными приборами и посудой (порезы и т.д.). Только хорошая организация и охрана труда, строгое соблюдение правил работы и мер безопасности, соблюдение трудовой и учебной дисциплины позволяют полностью исключить возможность несчастных случаев и аварий в лабораториях.

При выполнении лабораторных работ необходимо строго соблюдать следующие правила:

1. Необходимо заранее познакомиться с ходом проведения опытов по учебному пособию, отчетливо уяснить цели и задач работы, обдумывая каждое действие.

2. Работающий должен знать основные свойства используемых и получаемых веществ, их действие на организм, правила работы с ними и на основе этого принять все меры для безопасности проведения работ.

3. Запрещено проводить опыты в грязной посуде, а также пользоваться для проведения опытов веществами из склянок без этикеток или с неразборчивой надписью.

4. Нельзя выливать избыток реактива из пробирки обратно в реактивную склянку. Сухие соли набирают чистым шпателем или ложечкой.

5. Не следует путать пробки от разных склянок. Чтобы внутренняя сторона пробки оставалась чистой.

6. Нельзя уносить реактивы общего пользования на свое рабочее место.

7. Нельзя выливать в раковину остатки растворителей, горючих веществ, реакционные смеси, растворы кислот, щелочей и других вредных веществ. Они должны собираться в специальную посуду («слив органики»).

9. Нельзя оставлять без надобности включенные электроприборы и горящие спиртовки. По окончании работ нужно немедленно отключить электроприборы и погасить спиртовки.

10. Выполнение лабораторной работы и каждого отдельного опыта требует строгого соблюдения всех указаний, содержащихся в описании работы. Опыт должен исполняться тщательно, аккуратно и без спешки.

11. Категорически запрещается без разрешения преподавателя проводить какие-либо опыты, не относящиеся к данной работе, или изменять порядок проведения опыта.

12. Перед уходом из лаборатории рекомендуется тщательно мыть руки [7].

2.2 Содержание лабораторного практикума по органической химии

обучение химия олимпиадный

Органическая химия является одной из фундаментальных дисциплин, формирующих научно-теоретический и экспериментальный базис.

Были изучены задания практических туров химических олимпиад различного уровня за последние 10 лет (10 и 11 классы) с целью проследить предложенные в заданиях методы анализа и синтеза органических соединений. Исходя из этого, лабораторный практикум должен включать в себя серию опытов, которые можно разделить на следующие виды:

1. Качественное наблюдение и изучение характерных свойств и превращений отдельных веществ - представителей определенных классов соединений.

2. Сравнение свойств веществ различного строения. В этих опытах выявляется связь между химическим строением веществ и их свойствами.

3. Синтез соединений, их выделение, определение выхода. Такие работы знакомят с методами получения органических соединений, взаимными превращениями соединений различных классов.

4. Различные методы определения количественного состава индивидуальных соединений и смесей веществ.

Учащиеся должны научиться вдумчивому отношению к наблюдаемым явлениям, понимать их химическую сущность, уметь выразить ее через схемы протекающих реакций.

Перед описанием каждой лабораторной работы должен приводится необходимый теоретический материал, рассматривающий основные механизмы реакций, однако, это не должно заменять учебник или конспект лекций по курсу органической химии, так как теоретические сведения приводятся в ограниченном объеме, необходимом для раскрытия сущности выполняемых опытов [3].

Размещено на Allbest.ru