Операции, действия и приемы

Операций, действий и приемов, которые производятся в ходе химического эксперимента и формируются на уровне экспериментальных умений и навыков, не так уж и много. К ним в основном относятся:

нагревание;
измельчение;
перемешивание;
фильтрование;
выпаривание;
наливание жидкостей;
насыпание сухого вещества;
обращение со штативом, держателем и другими принадлежностями;
монтаж простейших приборов;
проверка приборов на герметичность;
собирание газов вытеснением воздуха и над водой;
взвешивание;
пользование мерной посудой.

Необходимость овладеть каждым из них вызывается самим содержанием опытов и степенью подготовки учащихся. В том случае, если об операции, действии или приеме ученики ничего или почти ничего не знают, лучше всего проводить их демонстрационно. Это следует делать отдельно до проведения лабораторного опыта. Затем преподаватель лишь наблюдает, как учащиеся осуществляют операцию, действие или прием в ходе выполнения опыта, и, если они допускают ошибки, оказывает им необходимую помощь. Например, лабораторный опыт разделения смесей фильтрованием требует от учащихся следующих действий:
приготовление фильтра;
вкладывание его в воронку;
укрепление кольца в лабораторном штативе и вставление в кольцо воронки;
наливание жидкости на фильтр.
Как показывает опыт, из всех действий наиболее трудным для учащихся оказывается приготовление фильтра, поэтому на него тратится и больше всего времени. В связи с этим нужно несколько раз четко показать его изготовление и вставить во влажную воронку. Другие приемы достаточно показать один раз, и учащиеся уже с ними успешно справляются. Особенно если обратить их внимание на то, почему следует смачивать водой воронку; не допускать, чтобы край фильтра не доходил до края воронки; наливать жидкость на фильтр по стеклянной палочке; добиваться, чтобы жидкость не доходила до края фильтра. Такие указания позволяют избегать ошибок в их выполнении, которые чаще всего встречаются при фильтровании.
В том случае, если о данной операции учащиеся уже имеют значительное или хотя бы некоторое представление, целесообразно добиваться от них рассказа о ходе ее выполнения и предоставлять им возможность ее осуществлять самостоятельно на практике. Это повышает их интерес и активность. Например, с операцией взвешивания учащиеся знакомятся и выполняют ее на уроках физики. Преподавателю химии нужно лишь опереться на умение, которым владеют учащиеся, и продолжать его совершенствовать на уроках химии. Это же относится и к операции пользования мерной посудой – мерными цилиндрами, мензуркой и др.
Показывать операции, действия и приемы целесообразно на демонстрации опытов преподавателем. Иногда в течение показа только одного опыта учащиеся одновременно знакомятся с несколькими операциями, действиями и приемами. Например, при демонстрации преподавателем получения этилена учащиеся наблюдают следующие операции:
сборку прибора и проверку его на герметичность;
обращение со штативом;
наливание жидкостей в пробирки (этилового спирта, концентрированной серной кислоты, бромной воды и слабого раствора перманганата калия);
насыпание сухого вещества (пемзы, или пористой глины, или речного песка);
зажигание горелки или спиртовки;
нагревание прибора;
пропускание этилена через растворы бромной воды и перманганата калия (качественное определение этилена);
поджигание этилена.
Многие операции, действия и приемы для того, чтобы учащиеся ими овладели на уровне умений и навыков, нужно неоднократно показывать, что способствует их совершенствованию и закреплению. Особенно это относится к тем из них, для показа которых требуется немного времени. Например, вставление в пробирку пробки с газоотводной трубкой, насыпание сухого вещества в пробирку из банки или склянки и др.
Выполняя лабораторные опыты, практические работы, решая экспериментальные задачи учащиеся работают самостоятельно под руководством преподавателя. Но вначале многие из них допускают ошибки, которые преподаватель должен помочь им исправить. Для этого ему самому нужно знать типичные ошибки. Это позволит перед началом проведения опытов обращать на них внимание учащихся, а затем более целенаправленно следить за их работой и устранять недостатки или устным замечанием, или демонстрацией, или обсуждением с учениками всего класса.
Чаще всего при выполнении опытов ученики допускают следующие ошибки:
вставляют пробку с газоотводной трубкой в пробирку, не делая вращательного движения пробки по часовой стрелке (без этого движения лопается верхняя часть пробирки и можно поранить руку);
перед нагреванием пробирки с веществом не нагревают ее по всей длине (это приводит к тому, что пробирка лопается, а вещество или рассыпается, или разливается);
не используют при нагревании самую горячую часть пламени горелки или спиртовки (в этом случае происходит бесполезная трата энергии и нерациональное расходование времени на выполнение опыта);
не вынимают газоотводную трубку из жидкости по окончании нагревания (при этом в приборе давление низкое, в него засасывается жидкость и пробирка лопается);
при надевании резиновой трубки на конец стеклянной не смазывают вазелином этот конец (несоблюдение этого может вызвать поломку стеклянной трубки и поранить руку);
оставляют открытыми банки и склянки с растворами и сухими веществами (при неосторожном движении банки и склянки могут опрокинуться, что приведет к лишней трате реактивов, а иногда и к несчастному случаю);
насыпают порошок из банки или склянки в пробирку или берут его из них грязной или влажной пробиркой (это не способствует экономии реактивов, т.к. происходит их рассыпание, и не оберегает реактивы от загрязнения);
при испытании водорода на чистоту слишком быстро снимают пробирку с газоотводной трубки (это не дает возможности определить чистоту водорода, и работа с ним может привести к несчастному случаю; водород считается чистым, если при поднесении пробирки, наполненной им, к горелке или спиртовке слышен не лающий звук, а звук типа «пах»);
нагревают жидкость в пробирке после ее прогрева не на донышке пробирки, а в верхней части жидкости (такой нагрев приводит к закипанию жидкости только вверху, пробирка лопается, и жидкость в виде брызг разлетается по сторонам, что может привести к несчастному случаю).
Таким образом, знание преподавателем перечисленных типичных ошибок, допускаемых учащимися в процессе выполнения опытов, облегчит ему работу по формированию и усовершенствованию экспериментальных умений и навыков.
Большой перерыв в практическом применении некоторых действий и операций приводит к тому, что сформированные ранее умения и навыки не закрепляются и учащиеся затрудняются самостоятельно их восстановить. Поэтому перед выполнением каждого опыта учащимся следует еще раз подробно объяснить, а в особых случаях и показать порядок выполнения тех действий или операций, которые необходимо будет совершить в предстоящем опыте. Это не отнимет много времени, но зато после повторного показа учащиеся проводят опыты намного быстрее, эффективнее и качественнее. Они уделяют больше времени раскрытию сущности происходящих явлений или процессов и значительно меньше отвлекаются на выполнение забытых приемов или действий.
Рассмотрим, как формируются умения и навыки, когда показ учащимся приемов работы и отдельных операций сопровождается одновременно их разъяснением. Этой цели наиболее соответствует проведение демонстрационного эксперимента. Во время показа опытов преподаватель обращает внимание учащихся на то, как и почему именно так, а не иначе следует выполнять отдельные приемы работы или операции. Например, при демонстрации получения аммиака из смеси твердых веществ – хлорида аммония, гидроксида натрия и натронной извести – преподаватель проверяет прибор на герметичность и просит учащихся объяснить, зачем это делается. Он показывает правильное положение прибора для получения аммиака в лабораторном штативе. Кроме того, преподаватель обращает их внимание на выполнение таких операций, как измельчение, смешивание, нагревание и растворение при подготовке реактивов к опыту и в ходе его проведения. На следующем уроке один из учеников во время опроса проводит самостоятельный опыт и доказывает, что полученный газ – аммиак. Ошибки, допущенные учеником в процессе его выполнения, обсуждаются всем классом.
Выработке и совершенствованию умений и навыков при проведении всех видов эксперимента способствует систематическое повторение учащимися тех или иных приемов работы или операций под непосредственным контролем со стороны преподавателя.