Использования мультимедийной аппаратуры в демонстрационном эксперименте по химии в 9 классе сред

--PAGE_BREAK--
1.4. Особенности работы с экранными пособиями на уроках.


  Методические приемы работы с МА при обучении химии (так же как и при обучении, другим учебным предметам) должны способствовать наиболее полному осуществлению их дидактических функций: передачи учебной информации, формированию понятий, осуществлению технического руководства процессом учения, формированию навыка наблюдения, развитию воображения, обогащению чувственного опыта учащихся и т.д. [4]

При работе с МА у учащихся преобладает непроизвольное запоминание, которому способствует живая и образная форма изложения учебного материала, динамичность, логичность.

Для организации произвольного внимания необходимы условия: ясное осознание цели работы учащимися и установка на запоминание.

Целью работы могут быть повторение фактического учебного материала, уяснение непонятных, сложных вопросов при их повторном рассмотрении, обогащении чувственного опыта учащихся. Осознание цели работы часто бываете еще не достаточно для ее выполнения, учащиеся должны также принять решение ее выполнить.

Установка на внимание может носить общий характер: учитель перед началом работы с экранным пособием призывает учащихся быть внимательными, указывая на важность изучения того или иного вопроса. В других случаях установка на внимание может быть конкретной: учащимся предлагают контрольные вопросы.При работе с учащимися старших классов можно ограничиться установкой на внимание общего характера, такая установка не сковывает инициативу и достаточна для их интеллектуальных возможностей. [23]

Сохранение в памяти учащихся знаний, источником которых являются видеозапись или диапроекция, зависит от правильной организации процесса воспроизводства.

Перед работой с МА очень важно правильно сформулировать учебную задачу. Восприятие экранного пособия, как известно, требует напряжения зрительных и слуховых анализаторов. Если эти анализаторы работают одновременно над одной задачей, эффект обеспечен. Если постановка задачи не правильная, то возникает опасность взаимного торможения. [13]

■ Экранные пособия применяют при объяснении нового материала. Например, в диафильме «Дисперсные системы» последовательно рассказывается о видах дисперсных систем, истинных растворах, взвесях и коллоидных системах, о размерах дисперсных частиц, получении и свойствах коллоидов, их значении. Диафильм «Дисперсные системы» может служить на уроке источником новых знаний, дополняющих и углубляющих то чувственное восприятие, которое возникло при наблюдении химического опыта. После просмотра диафильма учащиеся могут выполнить упражнения, ответить на вопрос: как распознать истинный и коллоидный раствор? Укажите сходства и различия: а) взвесей и коллоидных растворов; б) коллоидных и истинных растворов. Что противодействует коагуляции и как ее можно вызвать? и др.  [4]

■ Экранные пособия применяют при обобщении знаний учащихся. Например, диафильм «Заводские химические аппараты» позволяет сопоставить устройство и принципы действия заводских химических аппаратов, вычленить их общие,  типичные  черты  для  формирования  понятий  об  основных  научных принципах химических производств. Использование для этой цели диафильма имеет преимущества перед другими средствами обучения: большие размеры изображения на экране дают возможность организовать работу со всеми учащимися класса; схематичность изображения позволяет выявить главное, типичное; статичность кадров обеспечивает рассматривание и работу с изображением в течение необходимого времени, а последовательность кадров -прослеживать аналогии и т.д.

■ Экранный материал используют при постановке проблемы, разъяснении сущности эксперимента, его познавательного значения, проведении инструктажа.

■ Экранный материал может также служить иллюстрацией при ознакомлении с историей науки, с биографиями выдающихся ученых — химиков. Например, на уроке в лекционном классе может происходить ознакомление учащихся с жизнью и деятельность Д.И. Менделеева- в форме презентации, которую можно построить в основном на автобиографическом материале, обладающем большой достоверностью и убедительностью. Такого рода иллюстрации к рассказу учителя вызывают интерес к изучаемому вопросу, создает определенную настроенность учащихся.

■ Экранные пособия используют при контроле знаний учащихся. В этом случае дидактический материал, необходимый для выполнения задания учащимся, подается на экран. Экранных пособий, созданных для проведения самостоятельных работ, учета или контроля знаний, очень мало. В связи с этим можно использовать одно и то же экранное пособие при изложении новых сведений, объяснения учителя и для организации самостоятельной и проверочных работ учащихся.

■ Одна из форм работы — использование экранного материала в качестве иллюстраций к ответу учащихся.

Обобщая вышеизложенное можно отметить, что формы работы, с экранными пособиями можно рассматривать как частные методические приемы, которые способствуют наиболее рациональному использованию всех имеющихся в распоряжении школ средств обучения. Одно из направлений в решении этого вопроса — разработка научно обоснованных комплексов средств обучения для каждой темы учебной программы. [29]

Комплекс характеризуется определенной номенклатурой средств обучения и определенной структурой, т.е. последовательностью включения средств обучения в учебный процесс во взаимосвязи и сочетания друг с другом.

Комплексное использование средств обучения в преподавании химии основывается на правильном взаимодействии чувствительных и словесно-логических мыслительных процессов. Но психофизиологических закономерностях, относящихся к восприятию средств обучения, на соответствие содержания, конструкции и функции средств обучения поставленной педагогической задаче, на связи средств обучения с трудом, практикой и жизненным опытом учащихся. [11]

При комплексном использовании средств обучения в преподавании химии очень важен вопрос о методически правильном сочетании химического эксперимента (лабораторного и демонстрационного) с экранами пособиями, в которые включена демонстрация опытов. В комплексе, как правило, имеет место взаимодополнение этих средств обучения; в случае невозможности показа опыта в школе правомерна взаимозаменяемость его изображением на экране. При проекции химических опытов на экран с помощью физической оптической скамьи (ФОС) или графопроектора изображение на экране не является полным отображением реальных объектов.Что же наблюдают учащиеся при проецировании опытов на экран? При возникновении изображения в проходящем свете на экране можно наблюдать относительные размеры частиц, их движение, выделение пузырьков газа, выпадение осадка, цвет раствора. По полноте отображения признаков реального процесса проекция химических опытов на экран с помощью диапроекционной аппаратуры уступает их показу в кино, но по другим признакам делает их более достоверными, приближающимися по воздействию на учащихся к наблюдению реального опыта. Например, при проекции опыта взаимодействия металлического натрия с водой учащиеся непосредственно наблюдают, как демонстратор подготавливает реагенты, как приводит вещества в соприкосновение, слышат сопровождающие реальный процесс шумы, видят перемещение по поверхности воды кусочка натрия, его шаровидную форму, выделение мелких пузырьков газа в месте соприкосновения натрия с водой, изменение цвета раствора при добавлении фенолфталеина и т.п. [7]

Таким образом, при проецировании опытов на экран представлении о реальном процессе складывается из двух составляющих: непосредственных наблюдений и восприятия отображений предметов и явлений на экране. Опыт, проецируемый на экран, не заменяет реальный процесс, а только расширяет возможности чувственного ознакомления с ним в условиях школьной лаборатории.

Проецирование опытов создает лучшие условия для руководства учителя наблюдением учащихся, давая возможность оптимального и более действенного сочетания слова и эксперимента. В этих условиях все учащиеся сравнительно одинаково воспринимают химический процесс, координируя и сверяя свои наблюдения с объяснением и выводами других учащихся класса, со словами учителя.[21]

■ В преподавании химии большое значение имеет взаимосочетание натуральных объектов и явлений с их отображениями в экранных пособиях. Показ в экранных пособиях опытов целесообразен для расстановки методических акцентов, для выявления связи между внешними признаками предмета или явления его сущностью, для контроля знаний учащихся, для установления более общих связей между конкретным, единичным и общим. В процессе углубления знаний наибольшую эффективность дает использование средств обучения в иных сочетаниях, чем при первоначальном изложении учебного материала. При проверке знаний изменяются функции средств обучения по сравнению с их функциями при изложении знаний: средства обучения способствуют воспроизведению уже известного, а также имеют значение комплексных раздражителей, вызывающих восстановление ранее образованных ассоциаций.[16]

1.5. Комплексное  использование   МА — необходимое  
условие  интенсификации  учебного  процесса.


В области образования интенсификация означает поиск и продуктивное использование внутренних, скрытых резервов учебного процесса, повышение качества и эффективности обучения. Одним из возможных и наиболее перспективным путей решения этой проблемы является комплексное применение МА в целостном процессе обучения.[11]

В понятие «комплекс» включают оптимальное множество взаимосвязанных меду собой средств обучения (система средств), необходимых для изучения конкретных вопросов программы по химии [18] Комплексом может быть не любая совокупность средств, а только их система, все элементы которой связаны между собой логической последовательностью решаемых задач, содержанием изучаемого материала, а также методами обучения, применяемыми учителем [11 ]. Как системный объект комплекс обладает определенной структурой и целостностью. Его элементы не повторяют друг друга, а усиливают педагогическое воздействие каждого из них [18]. При комплексном использовании средств обучения неизбежен вопрос о их взаимозаменяемости. Эффективность комплексного использования традиционных и мультимедийных средств обучения обусловливается спецификой их относительных преимуществ, проявляющихся в сфере решения учебных и воспитательных задач урока. Поэтому хорошие результаты дает сочетание показа натуры и ее изображения, а при отсутствии натуры — сочетание объемной (трехмерной) изобразительной наглядности с изображениями на плоскости (двухмерной изобразительной наглядностью).

Натуральные объекты и эксперимент знакомят учащихся с предметами и процессами реального мира, помогают успешно формировать представление и понятия, содействуют раскрытию закономерных связей и отношений в круге изучаемых явлений.

Модели и другие предметы трехмерной структуры способствуют формированию представлений, воображений и в большей мере чем натуральные объекты помогают абстрактному мышлению.

Двухмерная изобразительная наглядность, в том числе и экранная, значительно усиливает формируемые представления и понятия, способствует развитию и совершенствованию логического мышления и речи. [24].

Опираясь на высказывания философов о том, что процесс познания истины, познания объективной реальности протекает «от живого созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике», мы в каждом конкретном случае стремимся использовать традиционные и технические средства так, чтобы сделать активными прежде всего такие органы чувств, как зрение и слух. Чувственное или так называемое первичное познание начинается с ощущений и восприятий. “Ощущение есть действительно непосредственная связь сознания с внешним миром, есть превращение энергии внешнего раздражения в факт сознания”. [3].  В ощущениях отражаются прежде всего отдельные стороны предмета или процесса, то есть отдельные качества и свойства изучаемого объекта. Информация, полученная человеком посредством ощущений, составляет исходный материал для образования чувственных образов о предмете в целом, так называемых восприятий.[5] Таким образом, восприятие — это целостное и осмысленное и отражение в мозгу учащихся предметов и явлений, непосредственно действующих на органы чувств. От полноты и правильности восприятий во многом зависит процесс обучения. Поэтому перед учителем стоит задача использовать возможности традиционных и мультимедийных средств так, чтобы они дополняли друг друга  и   обогащали   процесс   восприятия.   При   комплексном   использовании натуральной и изобразительной наглядности, химического эксперимента и технических средств создаются благоприятные условия для всестороннего и глубокого изучения предметов и процессов во времени, что в значительной мере предупреждает расплывчатость первичных представлений, способствует их усилению и обогащению.

Примером комплексного подхода в использовании МА может служить предварительный показ видеофильма перед экскурсией на химическое производство негашеной извести, по теме: «Кальций и его соединения.»Во время самой экскурсии ученики наблюдают за процессами подготовки, переработки и обжига известняка в готовый продукт- негашеную известь, знакомятся с конструкцией главных аппаратов, условиями и принципами их работы. С прекращением экскурсионного показа прекращаются ощущения и восприятия, формирующие представления о характере данного производства. Для продолжения познавательной работы с объектами учитель вводит на следующем уроке диапроекцию технологической схемы, в которой как бы сконцентрировано все производство негашеной извести. Ученики производят необходимые сравнения, сопоставления и делают выводы о сущности производства. Находясь более длительное время в поле зрения, технологическая схема активизирует абстрактное логическое мышление и делает изучаемый объект более знакомым и понятным, а знания более прочными и глубокими.

МА необходимо применять для усиления наглядности при наличии у учащихся достаточного чувственного опыта и она не должна заменять натуральные объекты, образцы веществ, коллекции и химических эксперимент. [13].

Выбор того или иного средства обучения, входящего в состав комплекса, определяется методической задачей и изоморфностью данного средства по отношению к реальному объекту (процессу). (Под изоморфностью здесь понимают соответствие свойств, функций и отношений рассматриваемой образной модели с теми свойствами, функциями или отношениями объекта (процесса), которые подлежат изучению). На уроках химии комплексное применение средств обучения позволяет вскрыть сущность явления, наиболее полно определить причинно-

следственные связи, закономерности и отношения, присущие внутренней структуре веществ и явлений. [19].

Комплексное применение средств обучения существенно изменяет познавательную деятельность школьников, которая приобретает полифункциональных характер и одновременно отражает те знания, которые уже сложились в процессе обучения химии. Происходит наслоение деятельностей: учебной, познавательной, творческой, коммуникативной. Средства обучения актуализируют внутреннюю мотивацию, познавательные мотивы. В познавательные мотивы включаются учебные установки и мотивы коммуникативной деятельности, определяемые спецификой комплекса средств обучения. За соотношением деятельностей открывается соотношение мотивов [1], которые придают учебно-познавательной деятельности на основе применения комплекса средств ярко выраженный полимотивационный характер.

Действующая программа по химии предъявляет определенные требования к использованию средств обучения, которые должны обеспечить усвоение основ химии, химических знаний и умений, знакомство с современными методами научного познания. Совершенствование преподавания химии неразрывно связано с созданием и применением средств обучения.

Создавая систему (комплекс) средств для данного урока, учитель должен ответить на следующие вопросы. Нельзя ли данный вопрос изучаемой темы оптимально, убедительно и эффективно донести до сознания учащихся вербальным (словесным) путем? Не достаточно ли для решения этой проблемы звукового пособия,  статичного экранного пособия, динамического экранного пособия, экранно-звуковых средств обучения?

Содержание и характер комплекса средств обучения будет зависит от ответов на эти вопросы: ответы определяют композицию комбинированного применения средств, силу их воздействия на учащихся.Урок с использованием комплекса средств обучения имеет некоторые особенности, связанные с их сочетанием и взаимосвязью со словом учителя. Сложность — в переходе на разные языки сообщения учебного материала. Учитель должен обязательно пояснить, что именно увидят школьники, подчеркнуть выразительную возможность данного средства. [9]

В практике обучения комплексное применение средств реализуется тремя основными сочетаниями: одновременным (параллельным); последовательным; смешанным, когда имеет место чередование параллельного и последовательного включения разных средств на определенных этапах процесса обучения.  [30]

Варианты комплексного использования современных средств обучения определяются многими факторами, в том числе содержанием учебного материала урока (темы); учебными задачами, решаемыми на уроке; наличием необходимого оборудования; владением техникой и методикой использования средств обучения. Каждый тип сочетания имеет своеобразное учебно-воспитательное значение. Учителю, прежде всего, необходимо установить роль аудиовизуальных средств обучения в сочетании с химическим экспериментом; какой из них в данном случае является дополнительным, а какой — основным.
ГЛАВА II. Техника и методика использования МА на уроках химии.

2.1. Перспективы использования МА в современной  школе.
В настоящее время в образовательных учреждениях России применя­ются различные виды наглядных методов и МА, в том числе интерактивные, аудиовизуальные, экранно-звуковые. Это проис­ходит в полном соответствии с Законом Российской Федерации «Об об­разовании», который определяет, что содержание образования должно обеспечить «формирование у учащихся адекватной современному уровню знаний и уровню образовательных программ картины мира». [1]

Однако не все образовательные учреждения обеспечивают указанное в пол­ной мере. Это связано как с ограниченным финансированием, так и с недостат­ком кадров, эффективно использующих разнообразные методы и средства при преподавании различных предметов. Сказанное относится и к применению на­глядных методов и средств, имеющих многовековую традицию.[4 ]

Современная  МА  при активном желании учителя позволяет значительно повысить уровень обучения  учащихся.

Необходимо отметить, что интерактив­ные методы и средства имеют жесткие ограничения по их применению. [2 ]

Так, применение персональных компьютеров на уроке имеет следующие временные ограничения:

8класс-20 мин.

9класс-25мин.

Одновременно следует отметить, что ни компьютерные, ни кино-, видео­программы не дают возможности структурированно, детализированно да­вать учебный материал, поддерживая каждый урок.Только разумное объединение возможностей аудиовизуальных, интерак­тивных и экранно-звуковых методов и средств обучения позволяет оптими­зировать учебный процесс в различных общеобразовательных учреждениях.

Следует отметить, что преподавание предметов естественно-математичес­кого цикла нельзя заменить ни телеуроком, ни компьютерным уроком, в особен­ности лабораторные и практические занятия. Нельзя отнимать у ученика воз­можность ощутить многообразие мира с помощью органолептических средств.

Однако помощь от применения МА в составе любого вида уроков мо­жет быть весьма значительна.[7 ]

Школьный курс химии содержит большое количество лабораторных и демонстрационных опытов и практических работ. Если лабораторные опыты и практические работы выполняются учащимися самостоятельно (при условии наличия необходимых реактивов и оборудования в школьном кабинете) и ученики могут наблюдать происходящие явления с близкого расстояния и сами управлять ими, то демонстрационные опыты, выполняемые учителем, имеют одно, но очень большое неудобство — их плохо видно с большого расстояния. Кроме того многие опыты  запреще­но проводить в школах из-за использования веществ, имеющих вредное воз­действие на человеческий организм или высокую пожарную опасность.[3 ]

Другая проблема состоит в том, что в 13-15 лет у учащихся еще недоста­точно хорошо развито абстрактное логическое мышление, возникает про­блема при осознании тех вопросов курса неорганической, а особенно орга­нической химии, которые связаны со строением веществ. Таблицы, рисунки в учебниках, слайды и т.д. не имеют объемности изображения и динами­ки движения, что усложняет учащимся процесс анализа и синтеза получае­мой теоретической информации.[5 ]

Все эти проблемы достаточно просто  решаются при использовании на уро­ках CDи DVD-пособий с интермультимедийным сопровождением в виде демонстраци­онных опытов, движущихся стереомоделей молекул различных веществ и тд.
    продолжение
--PAGE_BREAK--




2.2.  Экранная проекция как частный случай использования МА.

Значительная роль в общей системе применения МА в обучении химии принадлежит статическим экранным пособиям (диафильмам, диапозитивам, графопособиям, презентациям). Существенное преимущество их перед обычными плакатными пособиями, кроме портативности, состоит в том, что они позволяют показать изучаемые явления и процессы во всех стадиях и нужной последовательности.[14] Возможность быстрой смены кадров создает впечатление некоторой динамичности, а в некоторых случаях изображение может быть удержано на экране долго. Использование статической проекции позволяет:

а)Оживить содержание урока. (Изображение на экране способствует более прочному усвоению теоретического материала.)

б)Экономично использовать учебное время.  (С помощью статистической проекции при необходимости можно быстро подать на экран готовый материал (чертеж, рисунок, текст), для выполнения которого на доске учитель затратил бы много времени.)

в)Организовать одновременную работу всех обучаемых над содержанием кадра. (Внимание  учащихся  привлекают к  изображению  на экране  и всесторонне обсуждают его. Учитель ставит вопросы показывая те части кадра,  на  которые   нужно   обратить   внимание   учащихся.    Учебную информацию выдерживают на экране столько времени, сколько требует логика объяснения.)

г)Проецировать изображение на меловую доску. (Это дает возможность выполнять на изображении дополнительные построения, дописывать, дорисовывать или срисовывать изображения.) [14]

Статическая проекция находит широкое применение при решении многих вопросов, иллюстрации и анализе химического явления, создании проблемной ситуации, решении различных задач, выполнении упражнений, закреплении материала и контроле знаний учащихся. Преимущество статистических экранных пособий заключается в том, что они могут разрабатываться учителями. Это позволяет использовать их при изучении конкретных тем программы. Отбирая материал для статической проекции, продумывая последовательность предъявления кадров, учитель должен определить:

а.) поможет ли данное пособие достичь цели обучения;

б.) даст ли оно правильное представление об изображаемом предмете или

явлении;

в.) добавит ли что-либо к знаниям учащихся;
г.) имеет ли нужный уровень детализации;
д.) сфокусирует ли внимание на основной идее.

В отличии от видеофильма, который часто бывает изолированным от конкретного материала, излагаемого учителем, статическая проекция дополняет словесное изложение учителя визуальным отражением предметов и явлений, дает возможность слушать и зрительно воспринимать информацию неограниченное время. Статические экранные пособия позволяют сочетать при работе с ними первую и вторую сигнальные системы и формировать у учащихся абстрактное мышление. [11]

Функции статичных экранных средств разнообразны. Это пробуждение и укрепление   усиленного   интереса  к  учебной   теме   и   ориентировка   в ней; иллюстрация слова учителя или сообщения ученика; изложение новой учебной информации в сочетании с демонстрационным экспериментом, лабораторной работой, самостоятельным заданием; формирование и формулировка условий учебной проблемы, познавательного задания; обобщение учебного материала, повторение и углубление содержания; инструктирование. Статическая проекция предоставляет учителю больше возможности для самостоятельного определения методики работы с экранным материалом и сочетания его с демонстрационным экспериментом и лабораторными опытами учащихся.

Следует отметить воспитательное значение статичных экранных средств обучения. С их помощью в классе можно показать уникальный документальный материал, рассказывающий о промышленности, химических и металлургических производствах, о жизни и деятельности великих химиков. Эмоциональное воздействие статической экранной проекции усиливается ее художественными качествами, что делает статичные экранные пособия важным средством эстетического воспитания.

В практике работы учителей определились следующие формы применения выпускаемых промышленностью и самостоятельно изготовленных статичных экранных пособий. [12]

1.  Содержание пособия используют как опору для словесного изложения материала    или     подтверждения    изучаемого    явления.     Сюда    включены формулировки законов, правил, закономерностей,  отдельных выводов.  Такие экранные пособия учитель может использовать на последующих уроках при изучении нового материала. Признаки, положенные в основу классификации химических реакций, дают возможность отнести то или иное взаимодействие к определенному типу. Опыт показывает, что такие пособия особенно эффективны при изучении  нового  материала.   Они   обеспечивают  связь   с   предыдущим,
позволяют учащимся шире ориентироваться в многообразных свойствах веществих превращений.

2.         Содержание пособия используют для иллюстрации высказанной мысли, ее конкретизации с целью создания более ясного представления об изучаемом явлении. В этом отношении большое значение имеют экранные пособия, в которых последовательность видеоряда соответствует последовательности содержания изложения. Такие экранные средства особенно эффективны для закрепления и совершенствования знаний учащихся. В их отдельные кадры или графопособия включаются закономерности изменения физических констант веществ, схемы строения атомов и молекул, процессы разрыва и образования новых химических связей, энергетические эффекты химических взаимодействий.

3. Основная   часть   кадров   экранного   пособия   выполняет   функцию
объяснения,   когда   словесно-логические   средства   оказываются   недостаточно доступными. Такие пособия помогают уяснить сущность классификаций веществ и явлений, широко использовать модельные  объяснения, представить схему прибора или опытной установки.

4. Видеоряд    экранного    пособия    используют    для    доказательства
правильности или ошибочности суждений учащихся. Отдельные кадры таких пособий могут содержать схематические рисунки демонстрационных приборов и лабораторных установок. Учащиеся объясняют, почему имеют место те или иные процессы, почему для их осуществления используются приборы определенной конструкции и определенные вещества.
2.3. Кодоскоп и методика его использования
в учебном процессе.


В современном учебном процессе большую роль приобретает пере­дача информации методом наглядной демонстрации с рече­вым сопровождением преподавателя.Информация, поступа­ющая в мозг человека через зрение и слух, распределяется примерно как 7-8:1. Это показывает особую важность подачи зрительной информации обучаемому. Поступление же информации сразу по двум каналам резко повышает количество воспринимаемого учебного материала и эффективность его усвоения. [1]  

Большое распространение получил кодоскоп. Слово «кодоскоп» — производное от словосочетания «классная оптическая доска».И, действительно, кодоскоп (другое название «графопроектор» прекрасно заменяет обыч­ную меловую доску.

Кодоскоп — это проектор (рис.1.), воспроизводящий запи­си и рисунки непосредственно при их создании или выполнен­ные заранее на прозрачной пленке (или стекле). В корпусе 1 находится мощная лампа, которая во время включе­ния охлаждается вентилятором. Лампа  находится в фокусе вогну­того зеркала, которое усиливает световой поток, падающий на лин­зу Френеля(обычно изготавлива­ется из прозрачной термостойкой пластмассы). Над линзой закреп­лено стекло 5, называемое окном. На окно помещают пленки с рисун­ками или записями или другие прозрачные объекты. Изображе­ние собирается в головке кодоскопа 6, состоящей из линзы и зерка­ла, отбрасывающего изображение на экран. Расположение изобра­жения по высоте на экране уста­навливается или поворотом в вер­тикальном направлении самой го­ловки кодоскопа или зеркала. Рез­кость устанавливается перемеще­нием вверх — вниз головки при по­мощи устройства 8.При расстоянии равном 2,5 м от кодоскопа до экрана изображения имеют размеры от 1,5 до 2 м (сторо­на квадрата) в зависимости от фо­кусного расстояния линзы.[1]

Работа с кодоскопом совершается двумя принципиально различными способами: 1.)с подвижной лентой и непрерыв­ной записью отдельных предложений или формул и рисовани­ем схем, графиков, диаграмм и т.п.; 2) с заранее изготовлен­ными рисунками и текстами, транспарантами. [3]

Окно кодоскопа имеет размеры 25 х 25 см. На расстоянии 2,5 м до экрана оно увеличивается до 1,5-2 м. На расстоянии 5-7 м изображение заполняет обычный аудиторный киноэкран.

Написанное на прозрачной пленке слово, на экране становится в несколько раз больше, чем написанное мелом доске. Поэтому изображение хорошо видно даже сидящим в последних рядах в большой аудитории, при этом аудиторию, если прямой сол­нечный свет не падает на экран, затемнять не надо. Большие размеры букв, высокая яркость и контрастность предъявляет повышенные требования к почерку, аккуратности записей и рисунков. [2]

При помощи кодоскопа можно демонстрировать опыты, проецируя их на экран. Для этого на окно помещают стекло, на которое кладут чашки с плоским прозрачным дном (чашки Петри). В чашки можно наливать различные растворы, инди­каторы и т.п. Очень хорошо смотрятся опыты по взаимодейст­вию кусочков лития, натрия и калия с водой, опыты по элект­ролизу и т.п. Обычные лекционные демонстрации видны толь­ко учащимся, сидящим на первых рядах аудитории. При показе опытов через кодоскоп они видны учащимся всей аудито­рии, даже если выполняются с минимальными объемами реак­тивов.

Использование кодоскопа также позволяет избавиться от разве­шенных на стенах таблиц, которые сильно отвлекают внима­ние аудитории.
2.4. Демонстрация опытов с использованием кодоскопа.

Красивый   эксперимент   сам   по
себе  часто гораздо ценнее,  чем
двадцать   формул,    добытых   в реторте отвлеченной мысли.
А. Эйнштейн.

Физиологами установлено, что соотношение информации, поступающей в мозг человека через зрение и слух, составляет примерно 7:1. Это убедительно подтверждает доминирующую роль зрения в процессе восприятия информации. Преподавание химии немыслимо без использования метода наглядной демонстрации и речевого сопровождения. При этом информация поступает к обучаемому сразу по двум каналам, что резко повышает количество воспринимаемого учебного материала и эффектность его усвоения.

При совершенствовании этого метода нельзя ограничиваться только экстенсивными приемами (использование посуды большой вместимости, увеличение количества реактивов), поскольку отдельные признаки явления все равно остаются и в этом случае незамеченными: обычно учитель вынужден объяснять то, что учащиеся должны были наблюдать в опыте. Это сильно снижает активность школьников, затрудняет проведение аналитико-синтетической умственной работы (установление сходства, различий, обобщение полученных данных).[12]

Необходимо искать такие приемы, которые бы позволяли отчетливо рассматривать все детали объекта изучения или явления. Этому требованию отвечает применение технических средств обучения, в частности графопроектора (кодоскопа). Проецирование на экран делает демонстрацию отчетливой и выразительной, а также создает возможность наблюдения динамики процесса. Для постановки опытов этими способом требуются малые количества реактивов, что обеспечивает дополнительную безопасность.

Проецирование используют при наличии явных преимуществ перед обычными способом постановки опытов, например, если:

а)объект имеет небольшие размеры и его нельзя рассмотреть с рабочих мест; опыт небезопасен, и поэтому необходимо использовать малые количества реактивов (взаимодействие щелочных металлов с водой, кислотами и др.), Уменьшить возможность попадания вредных веществ в аудиторию (опыты с галогенами, оксидами азота, многими органическими веществами);

б)опыт требует использования дорогих или дефицитных реактивов (например, с нитратами серебра);

в)нужно существенно сэкономить время на уроке и поддерживать устойчивое внимание при наблюдении демонстрируемых явлений (например, при проведении медленных реакций с органическими веществами, при электрической коррозии металлов, электролизе);

Важно зафиксировать внимание учащихся на различных явлениях, происходящих во время проведения опыта (выделение пузырьков газа, образование оксидных пленок на металлах и др.).Замечу, что во всех случаях нужно принимать во внимание, что изображение, даже самое совершенное, не заменяет, а лишь дополняет демонстрацию натурального объекта.

Опыты с применением графопроектора осуществляют следующим образом. На рабочее окно помещают проецируемую посуду: кюветы — простые и ячеистые из тонкого прозрачного материала (стекла или пластмассы), чашки Петри (диаметром 40 или 70 мм), часовые стекла, бюксы, стаканы.[12]

Затем включают свет и регулируют яркость изображения. Требуемое увеличение изображения получают, изменяя расстояние между экраном и графопроектором. Реагенты помещают в сосуды при включенном свете. Это дает возможность наблюдать все признаки, сопровождающие химическую реакцию, и повышаетинтерес учащихся. Осуществляя проекцию опытов на экран, необходимо в кювету или чашку Петри с водой прибавлять растворы по каплям; концентрация растворов, при сливании которых образуются осадки, должна быть 1-1,5 % (при использовании капельниц может быть и выше); для демонстрации цвета осадка сосуд, в котором протекает опыт, нужно приподнять над предметным стеклом графопроектора, и тогда в сильном свете цвет осадка будет хорошо виден.

С помощью графопроектора можно демонстрировать растворение, диффузию, осаждение, кристаллизацию, изменение окраски реагирующих веществ, выделение газа, Взаимодействие металлов с водой и кислотами, вытеснение металлов из растворов солей, изменение скорости реакции под влиянием разных факторов, катализ, движение ионов в электрическом поле, электролиз водных растворов, электрохимическую коррозию металлов и способы защиты от коррозии, цветные качественные реакции на отдельные вещества и др. [28]
2.5.  Диапроекция, как один из  способов  реализации принципа наглядности в демонстрационном эксперименте.


Применение наглядных методов обучения обусловлено дидактическим принципом наглядности, который получил свое обоснование еще в «Великой дидактике» Я.А.Коменского. Он писал: «… пусть будет для учащихся золотым правилом: все, что только можно, представлять для восприятия чувствами, а именно: видимое — для восприятия зрением, слышимое — слухом, запахи -обонянием, что можно вкусить — вкусом, доступное осязанию — путем осязания». [5] Именно Я.А.Коменский ввел термин «наглядные пособия», понимая под ними изображения или копии вещей, которые нельзя представить в натуре.

Особенность химии как экспериментальной науки требует, чтобы ее преподавание опиралось на учебный химический эксперимент, через который реализуется один из основных дидактических принципов — наглядность обучения. Химический эксперимент является неотъемлемым элементом процесса познания. Он может быть первичным источником новых знаний, поскольку в основе всякой теории лежат опытные факты. [13]

Одним из направлений, представляющим существенные возможности в техническом решении улучшения видимости демонстрируемых опытов, является их проекция на экран: диа — и эпипроекция.Необходимость разработки методических и технических основ взаимосвязи химического эксперимента с педагогической техникой и электроникой объясняется трудностями, которые испытывают учителя при работе с едкими и токсичными веществами: бензолом, фенолом, формалином, сероводородом, озоном, галогенами и др. Велики также экономические и трудовые затраты на подготовку многих демонстрационных опытов. Это ограничивает область их применения как средства иллюстрации, проверки и закрепления полученных знаний. В случаях быстро протекающих химических процессов обучаемые не успевают воспринимать необходимую информацию при конкретном показе таких опытов, следовательно, принцип наглядности не достигает цели даже при хорошей видимости. Плохо воспринимаются опыты со слабовыраженным внешним эффектом, а также демонстрации медленно протекающих процессов. Ряд опытов, формирующих политехническую направленность знаний, умений и навыков, оказываются недоступными при прямой их демонстрации.(опыты по движению ионов, флотации и др.)

Большинство из перечисленных выше трудностей можно преодолеть при работе с малыми количествами используемых при демонстрации веществ, в «полумикроисполнении» демонстрируемых опытов, а необходимую наглядность обеспечить проекцией их на экран. Отметим, что такой способ оформления демонстрационного эксперимента не отрицает «живого созерцания» явлений. [17]Меняется только способ их восприятия. Увеличенный размер изображения по сравнению с натуральным позволяет рассмотреть существенные детали реально протекающего процесса, а потерянная «объемность» обычно оказывается несущественной деталью такой демонстрации.

Отметим и другие достоинства проекции опытов на экран:

а)  ученики замечают признаки химических процессов, которые они не могут выделить даже при выполнении многих лабораторных опытов;

б) значительное сокращение времени, необходимого для восприятия существенных признаков наблюдаемых явлений, позволяет более полно и глубоко изучить их и закрепить изучаемый материал;

 Возможность экранной демонстрации опытов ограничена реакциями, которые протекают в прозрачной среде — растворах, газах или с участием прозрачных твердых веществ. В практике обучения такие опыты встречаются достаточно часто. Предлагаемые дополнительные приспособления к диапроекторам не лишают возможности их оперативного использования по прямому назначению, в том числе демонстрации диапозитивов, диафильмов и других средств наглядности.

Химические опыты,  проецируемые на  экран,  подразделяются  на три группы:

■1.   Опыты, которые особенно наглядны и убедительны при их проекции на экран. Таковыми являются опыты со слабо выраженным внешним эффектом или протекающие в замедленном темпе,  а также  опыты,  демонстрация которых становится опасной при применении больших количеств реагирующих веществ и поэтому   обычно   демонстрируемых   в   микро  и   полумикроколичествах. [23] Примерами такого рода могут служить опыты, иллюстрирующие молекулярно-генетическую теорию, а также многие из свойств веществ, объясняемые на ее основе:    диффузию,   осмос,    электролитическая   диссоциация,   выделение   и растворение газов в жидкостях, действие катализаторов, набухание, флотацию, свойства едких, токсичных и взрывоопасных веществ.

■2. Опыты,   в   которых  проекция  играет  вспомогательную  роль,   т.к.проецируется только часть процесса с целью фиксации существенных деталей, отдельных стадий протекающих процессов, не воспринимаемых при «прямой» демонстрации, или с целью фиксации конечных стадий опытов, сопряженныхприменением незначительных количеств реактивов или весьма разбавленныхс растворами индикаторов.[23] Таковыми, например, являются опыты по получению и изучению свойств озона, образованию аммиака из азотоводородной смеси при атмосферном давлении.

■3.Повторные опыты, проекциях которых на экран уточняет не изученные ранее закономерности. Диапроекция в этом случае помогает снять адаптационный эффект повторной демонстрации, сократить время демонстрации, акцентировать внимание на других сторонах изученных явлений.    продолжение
--PAGE_BREAK--
ГЛАВА III. Практика использования МА в школьном демонстрационном эксперименте.

3.1. Применение мультимедийной аппаратуры
в химическом демонстрационном эксперименте.

Реализация одного из важнейших принципов — наглядности в обучении не всегда может быть достигнута через прямой показ опытов или демонстрацию свойств химических веществ и процессов. Использование мультимедийной аппаратуры: графопроекторов, эпи- и диапроекторов, компьютеров, теле-, видеоаппаратуры, DVD, цифровой записи позволяет расширить диапазон использования демонстрационного эксперимента.[1] Наибольшую эффективность сочетания демонстрационного эксперимента и мультимедийной аппаратуры можно достигнуть в следующих случаях:

■1.)При демонстрации медленно протекающих процессов в силу слабой
выраженности их внешних эффектов.(движение ионов, диффузия, кристаллизация)  Примеры опытов:

Диффузия веществ в любых агрегатных состояниях.

Опыт 1. В чашку Петри наливают воду и помещают несколько кристалликов медного купороса (или перманганата калия, дихромата калия). Учащиеся наблюдают диффузию, сопровождающуюся разрушением кристаллов, появлением окрашенных струек и увеличением размера окрашенного пятна. [23]

Опыт 2. На стеклянную пластинку или в чашку Петри помещают каплю крахмального клейстера и рядом с каплей — кристаллик йода. Через несколько секунд крахмал синеет со стороны кристаллика и происходит диффузия паров йода. Данный и следующий опыты  демонстрируют диффузию в газе.

Опыт  3.   На расстоянии 2- 3 см. друг от друга на стеклянную пластинку или в чашку Петри помещают капли фенолфталеина и водного раствора аммиака. Через несколько секунд капля фенолфталеина становится малиновой.

Опыт 4. В чашку Петри наливают жидкий крахмальный клейстер, чтобы исключить конвекцию. На противоположных сторонах чашки помещают кристаллики медного купороса и гидроксида аммония. Учащиеся наблюдают диффузию веществ, а на границе их взаимодействия –образование сине-фиолетовой зоны аммиачного комплекса меди, которая непрерывно расширяется. [18]

Кристаллизация.

Демонстрация процессов кристаллизации. В узкую кювету налить пересыщенный раствор ацетата натрия. От степени пресыщения зависит успех опыта. Поэтому для различных температурных условий требуется разное количество влитой воды в 3-водном  кристаллогидрате ацетата натрия, чтобы достигнуть нужной степени пресыщения. Чем меньше степень пресыщения, тем эффективнее опыт, так как растут большие игольчатые кристаллы во весь экран. Обычно опыт удается, если смешать 2 массовые доли кристаллогидрата и 1 массовую долю воды. Кристаллизацию вызывают, помещая один кристаллик затравки этой или другой соли. Опыт может быть продемонстрирован и как занимательный. Кроме ацетата натрия можно использовать кристаллогидрат тиосульфата натрия. И в этом случае к 3 частям кристаллогидрата следует добавить 1 часть воды. Разбавление и растворение можно проводить в кювете, поместив ее в теплую воду и перемешивая содержимое лучинкой, чтобы не поцарапать стекло. [16]

Движение ионов.

Направленное движение ионов под действием электрического поля рекомендуется осуществлять не в воде, а в крахмальном клейстере, в котором содержится электролит (10%-ный раствор Na2SO4). В этом случае система приобретает устойчивость, т. е. раствор крахмала, обладающий вязкостью, препятствует самопроизвольному движению раствора, мешающему наблюдать истинное движение ионов. Однако надо учитывать раз меры ионов.Чем сильнее сольватирован ион, тем больше его диаметр и тем меньше его подвижность. Поэтому для демонстрации лучше всего использовать гидроксид-ионы, которые имеют подвижность 0,0018 см/с, уступая только катионам водорода 0,0033 см/с в поле с градиентом 1В чашку Петри  на расстоянии 20-25 мм.друг от друга помещают два угольных электрода от старых отечественных гальванических элементов (батареек), изолируют и фиксируют их с помощью силиконовой (или каучуковой) трубки. Для удобства наблюдения цветной изоляционной лентой или перманентным маркером помечают полюса: анод (+) и катод (-). [23]

Чашку Петри помещают на стекло графопроектора. Между электродами наливают свежеприготовленный      крахмальный      клейстер(тонкий слой), в который добавлено несколько капель сульфата натрия. Междуэлектродами располагают белую хлопчатобумажную нить, смоченную темно-зеленым прозрачным раствором хромата тетраамминмеди (II) [Cu(NH3)4]CrO4который готовят путем смешивания равных объемов 5-10%-ных растворов хлорида меди (II) и хромата калия с добавлением 10-25%-ного раствора аммиака до растворения осадка:

СuС12 + К2CrO4= CuCrO4↓+ 2KC1

CuCrO4 + 4NH3∙H2O =[Cu(NH3)4]CrO4+ 4Н2О  [15 ]

В растворе это комплексное соединение подвергается диссоциации:

[Cu(NH3)4]CrO4 ↔[Cu(NH3)4]2+ + CrO42-

Сначала по обе стороны от нитки видно зеленое окрашивание (синий + желтой = зеленый), но после включения постоянного тока через выпрямитель ВС-24М (В-24) учащиеся наблюдают направленное движение ионов в виде окрашенных полос: синей [Cu(NH3)4]2+— к катоду (-) и желтой  CrO42- — к аноду (+).

Аналогичный опыт можно продемонстрировать с помощью той же установки, смочив хлопчатобумажную нить смесью концентрированных растворов хлорида железа (III) и перманганата калия. При включении тока будет хорошо заметно движение ионов в виде окрашенных полос: желто-бурой Fe3+— к катоду (-) и красно-фиолетовой МnО42-— к аноду (+).

Подвижность ионов водорода можно показать, используя растворы соляной или серной кислот и индикаторы метиловый оранжевый (кислотная форма красная), лакмоид (цвет кислотной формы тоже красный), а подвижность гидроксид-ионов — с помощью растворов гидроксида натрия или калия и индикатора фенолфталеина (щелочная форма малиновая). [23]

■2.)При демонстрации процессов с участием веществ в
высокодисперсном состоянии: броуновского движения, флотации, требующих применения микроскопа или другой аппаратуры для увеличения, например кодоскопа.

Флотация.

Демонстрация флотации. В узкую кювету помещают мелкую крошку цветного органического стекла (размером 1-1,5 мм.)   и   такую   же   крошку   битого   бутылочного   стекла   контрастного   или ионообменную смолу. Наливают до половины кюветы воды и барботируют воздух. Органическое стекло гидрофобно по отношению к воде и всплывает на поверхность, а силикатное, или ионообменная смола — гидрофильны и не всплывают. Однако как только пузырьки воздуха лопнут, кусочки органического стекла начинают также тонуть. Добавляют несколько капель моющего средства или скипидара. Образуется устойчивая пена и органическое стекло всплывает, а силикатное стекло или смола остаются на дне. При достаточной контрастности цвета это хорошо видно на экране.[28]

Броуновское движение

Для демонстрации броуновского движения наиболее подходящим объектом является дым от сигареты. Опыт проводится при боковом освещении, сконцентрированном линзой. В качестве камеры наблюдения можно использовать спичечную коробку с проделанным боковым отверстием- для освещения и верхним отверстием – для наблюдения. Камера должна быть герметичной, поэтому отверстия закрываются покровными стеклами сбоку и сверху. Наблюдение производится при помощи микроскопа. При массовом характере демонстраций опыт лучше заснять на видеокамеру через микроскоп. Броуновское движение в газе, особенно высокодисперсных частиц дыма, наблюдается  в виде «роящегося облачка» мелких насекомых. Из-за малых размеров частицы дыма наблюдаются в виде звездочек.

■3.)
Демонстрации свойств и химических процессов с участием сильно токсичных или экологически опасных веществ.(галогенов, некоторых соединений азота, фосфора, тяжелых металлов и т.д. Несколько подобных опытов приведено в нашем
DVD
-сборнике:
пирофорные свойства нанопорошка свинца, получение фосфина и его возгорание на воздухе, самовозгорание белого фосфора на воздухе.
Примеры:


Сравнительная  характеристика свойств галогеноводородов

1.       КСI+ H2SO4= KHSO4+ НСI

2.       2KBr + 2H2SO4= K2SO4 + Br2 + SO2 + 2H2O

3.    8KI+5H2SO4 = 4I2 + H2S + 4K2SO4 + 4H2O  [15]

Подготовка.Три демонстрационные пробирки или стака­на. Хлорид, бромид и иодид калия (сухие соли). Концент­рированная серная кислота. Раствор Pb(NO3)2.

Выполнение.Поместив перед  белым  экраном  три пробирки, на­сыпать в них по отдельности небольшие порции сухих хлорида, бромида и иодида калия. Затем прилить пооче­редно концентрированную серную кислоту. В пробирке с хлоридом калия выделяется бесцветный хло­ристый водород; с влагой воздуха он образует туман (перенести пробиркуна черный фон). Впробирке  с бромидом калия сперва также виден беловатый туман бромистого водорода. Однако вследствие окисления бромистого во­дорода серной кислотой вскоре в пробирке появляются крас­но-бурые пары брома. Приливание серной кислоты в пробиркус иодидом калия вызывает выделение иода: йодистый водород тотчас же окисляется серной кислотой, которая восстанавливается при этом до свободной серы или даже сероводорода. Покрыв пробиркуфильтром, смоченным раст­вором соли свинца, — появляется черное   пятно. [11 ] Для большей эффективности опыт  лучше демонстрировать в видеозаписи с большим увеличением.

Свойства фтороводорода

Работа с фтористым водородом представляет большие трудности и даже опасность. Поэтому здесь предлагается только один из наиболее простых опытов с раствором фто­ристого водорода.

Травление стекла плавиковой кислотой



Подготовка.Стеклянная пластинка, покрытая пара­фином (или воском). Игла или гвоздь. Помазок. Плавико­вая  кислота.  Бензин.

Опыт проводится под тягой, т.к. плавиковая кислота разрушает дыхательные пути, а для учащихся демонстрировать только в виде видеозаписи.

Выполнение.Нацарапать иглой или гвоздем на пластин­ке, покрытой парафином, какое-нибудь слово. Бороздки, проведенные иглой, должны доходить до поверхности стекла. Затем помазком нанести на пластинку плавиковую кислоту (осторожно, избегать попадания кислоты на руки!) и так оставить на несколько минут. Смыть плавиковую кислоту большим количеством воды и снять бензином пара­фин. При боковом освещении на черном экране на пластинке будет четко видно написанное слово. При отсутствии раствора плавиковой кислоты в пластмассовую чашку вносят смесь  фторида натрия с концентрированной серной кислотой и закрывают сверху подготовленной стеклянной пластинкой. [11]

Получение хлороводорода(
горение водорода в хлоре)

Подготовка.Цилиндр, наполненный хлором. Источник водорода (аппарат Киппа). Раствор лакмуса. Изогнутая  стеклянная  трубка  с оттянутым  концом.


Выполнение.Соединить изогнутую стеклянную трубку с источником водорода. Пропустив водород через трубку некоторое время, его поджечь (в случае аппарата Киппаобязательно испытать предварительно водород на чисто­ту). Осторожно опустить трубку в цилиндр с хлором. Во­дород продолжает гореть, пламя удлиняется и приобре­тает более заметную желто-зеленую окраску. По окончании опыта налить в цилиндр синий раствор лакмуса. Он краснеет от образо­вавшейся соляной кислоты. Если есть еще хлор, не вошедший в реакцию, лакмус обесцвечивается. [15]

Опыт можно провести только под хорошей тягой, но наиболее удобной является его демонстрация через видеозапись. Преимущество такой демонстрации: резко уменьшаются затраты на проведение, его можно показать в 10 классе для активизации познавательной деятельности.

■4.)Демонстрации опытов, сопровождающихся взрывным характером
взаимодействия: гремучей смеси водорода с кислородом, метана и ацетилена с кислородом, галогенов с водородом и др.

Взрыв смеси водорода с кислородом



Подготовка.Цилиндр емкостью 250—300 мл. с пришли­фованной пластинкой  и разделенный метками на три равные части. Полотенце (мокрое).

Путем вытеснения воды ввести в цилиндр два объема водорода и один объем кислорода. Закрыть пришлифован­ной пластинкой (или стеклышком, смазанным вазелином). Для смешивания газов цилиндр несколько раз перевернуть (придерживая пластинку пальцем) и вынести в класс.

Выполнение.Обернуть для предосторожности цилиндр мокрым полотенцем и поставить на стол. Зажечь лучину и, сняв пластинку, закрывающую цилиндр, поднести огонь к отверстию цилиндра. Раздается сильный взрыв. [11] Опыт хорошо демонстрировать через прямой показ, но для повторной демонстрации возможен показ через видеозапись в старших классах, где для этих опытов время не отведено.

Синтез хлористого водорода (фотореакция)

При ярком освещении соединение хлора с водородом происходит со взрывом. Подготовка опыта опасна и тре­бует внимания и осторожности. [8]

Подготовка.Источник водорода. Прибор для получения хлора. Плоскодонная колба емкостью 200—250 мл.с хо­рошо подобранной резиновой пробкой. Кристаллизатор. Асбестовая сетка. Зажигательная смесь (1 г Mg+ 1 г КС1О3). Полоски фильтровальной бумаги, пропитанные раствором нитрата калия и высушенные. Лучинки. Пре­дохранительный ящик   со   стенками   из  частой сетки.Для демонстраций удобен предохранительный ящик, у кото­рого дно деревянное (из фанеры), три стенки — из органического стекла (одна из них должна быть подвижной), четвертая стенка и верх — из частой медной сетки. Примерные размеры ящика 40Х40Х75 см.[11]

Точно измерить объем хорошо вымытой колбы, разде­лить его пополам, нанеся на колбу метку восковым каран­дашом. Наполнив колбу водой, поместить ее вверх дном в кристаллизатор с водой и наполнить водородом до метки (1/2 объема). Затем перенести кристаллизатор и колбу, укрепленную в штативе, в предохранительный ящик. После этого спустить дверцу ящика так, чтобы проходила только рука с отводной трубкой от прибора для получе­ния хлора. Надеть защитные очки и слегка за­темнить помещение. Поднести к ящику прибор для полу­чения хлора и дополнить хлором колбу вытеснением оставшейся в ней воды. Как только весь объем колбы запол­нится, отводную трубку вынуть, прибор убрать и под во­дой плотно закрыть колбу пробкой.[15]Вытащить из ящика кристаллизатор и спустить дверцу. Ящик тотчас же вы­нести на демонстрационный стол в аудиторию.

Выполнение.На асбестовую сетку поместить бумагу, пропитанную нитратом калия, на нее насыпать зажига­тельную смесь (около одной чайной ложки). Штатив с сет­кой поместить перед ящиком таким образом, чтобы зажи­гательная  смесь  была  ниже шарика  колбы.

Лучинкой поджечь кончик бумажной полоски. Как только зажигательная смесь вспыхнет, происходит силь­ный взрыв, вверх взлетает грибообразный клубок хлористо­го водорода. Колба разлетается в мелкие осколки.

Примечание.Опыт очень эффектен и в аудитории совсем безопасен, так как все осколки колбы остаются внутри ящика. Но подготовка опыта к демонстрации требует тщательной отработки и большой осторожности. Взрыв хлора с водородом может вызвать не только яркий свет, но и катализатор. Им может быть пыль и труха в стенках резиновой трубки, загрязненная или разъеденная поверхность колбы и т. п. В та­ких случаях взрыв происходит неожиданно в момент заполнения колбы хлором. Поэтому даже после тщательного промывания всех частей прибора колбу следует заполнять хло­ром только под защитной сеткой в предо­хранительном ящике. Лицо экспериментатора должно быть защищено маской.[9]

Взрыв при взаимодействии хлората калия с серной кислотой



Подготовка.Пробирки. Спиртовка. Предохранительный ящик. Хлорат калия (КС1О3). Концентрированная сер­ная кислота.

Выполнение.Пробирку с небольшим количеством хло­рата калия укрепить в штативе и поместить в предохрани­тельный ящик. (Укрепить пробирку следует так, чтобы пламя горящей спиртовки могло касаться дна пробирки.) Приготовив спиртовку, прилить в пробирку с хлоратом калия 2 к. концентрированной  серной кислоты. Содержимое пробирки сразу же желтеет (С1О2). Быстрым движением подставить горящую спиртовку под пробирку. (Руку убрать!) Раздается взрыв, слышен резкий характер­ный звук. Пробирка может разорваться на куски! [11]

Получение йодистого азота



Йодистый азот еще более неустойчив, чем хлористый,
и в сухом виде взрывается уже от малейшего прикосно­вения,  

Подготовка. К небольшому количеству (20—25 мл.) кон­центрированного раствора йода (в растворе иодида калия) прилить концентрированный раствор аммиака. Выделя­ется темно-коричневый осадок йодистого азота. Осадок отфильтровать и промыть небольшим количеством спирта. Тотчас же мокрый осадок разложить при помощи шпателя маленькими комочками на отдельные 2—3 листа  фильтро­вальной бумаги. Угол бумаги отогнуть и положить листки в безопасное теплое место (например, вблизи батарей па­рового отопления). Через несколько часов препарат высохнет и его можно использовать для демонстрации. Стакан, в котором проводилось осаждение, воронку и фильтр сначала залить раствором щелочи, дать постоять и только затем вымыть.[15]

Выполнение.Взяв за угол листок бумаги с комочком йодистого азота, осторожно, на вытянутой руке внести в аудиторию. Положить листок на пол, ударить комочек деревянной указкой. Раздается сильный взрыв. Неис­пользованный  препарат взорвать  после урока. Опыт эффективен при непосредственном показе, но эффективность не теряется при показе видеозаписи, что более удобно.
    продолжение
--PAGE_BREAK--
■5.)Демонстрации каталитических процессов, требующих длительной подготовки и сложной аппаратуры в сочетании с показом промышленных установок, где эти процессы используются, позволяют усилить политехническую профориентационную направленность в обучении; Пример:

Получение серного ангидрида контактным способом.



1.)Подготовка прибора. В качестве катализатора для опыта обычно пользуются платинированным  асбестом.Платиновый катализатор с успехом может быть заменен на­несенным на асбестовую вату оксидомжелеза Fe2O3 (И.П. Вязов­ский). Асбестовая вата прокаливается в тигле. Затем рыхлые комочки ваты встряхиваются в банке с порошком оксида железа, пока асбест не будет им  как бы «напитан». Этими комочками наполняется трубка А прибора. Для нагревания можно воспользоваться двумя спиртовками или горелкой.[25]

Вместо того чтобы встряхивать порошок окиси железа с асбес­товой ватой, можно пропитать асбест раствором железного купо­роса (FeSO4) и затем прокалить до полного разложения соли.


  Асбест помещается в трубку Аслоем в 7—10 смдлины. Не следует туго набивать трубку асбестом. После наполнения необходимо испытать, доста­точно ли легко пропускает трубка газ. Для этого проще всего просасывать через трубку воздух ртом (непродувать,что­бы не вводить в трубку влаги). Воздух должен проходить без особого затруднения.

Трубка Азакрывается с обоих концов хорошо подогнанными пробками, в которые вставлены прямая трубка аи изогнутая трубка б. Нижнее колено трубки б должно не доходить на 3—4 см до дна пробирки Д, погруженной в стакан Г.

Серный ангидрид очень энергично действует на корковую пробку, но хорошая пробка свободно выдерживает один и даже два опыта (пробный и на уроке). Для того чтобы продукты дей­ствия серного ангидрида на пробку не могли попасть в газоот­водную трубку б, последняя должна немного выставляться внутрь трубки А. [25]

Кроме того, пробки полезно защищать надетыми на трубки кружочками асбестового картона или хотя бы комочками асбе­стовой  ваты.

На резиновую пробку серный ангидрид действует несколько менее сильно, чем на корковую, и потому пробку, в которую вставлена трубка б, можно взять резиновую, но она также быстро портится. [11]

Для получения сернистого газа удобнее всего воспользоваться действием серной кислоты H2SO4на Na2SO3. Соль можно поместить в колбу Б, как на рисунке, или в какой-нибудь другой сосуд. Кислород берется из газометра.

Для осушения и смешивания оба газа пропускают через одну и ту же банку Вс концентрированной серной кислотой. Для этого в пробку банки Ввставлены три трубки. Трубка, отводящая газ, соединяется или непосред­ственно с трубкой А.[25]

Резиновая трубка, соединяющая трубку ас осушительным аппаратом, должна быть достаточнодлинной.Нужно, чтобы трубку Аможно было свободно поднять вместе со штати­вом для вынимания пробирки Диз стакана Г.В стакан Гпомещается лед. Стакан лучше всего, взять бата­рейный

Пробирка Д,служащая для собирания серного ангидрида, должна быть средней величины. Следует иметь также 2—3 запасные пробирки. К пробиркам до урока нужно подобрать хорошие корковые   пробки. Горелку полезно снабдить насадкой для плоского пламени.

Если нагревание ведется на спирту, то следует взять спиртовкус плоским фитилем или расправить фитиль в виде веера.

Когда прибор собран, пропустить через него в течение неко­торого времени из газометра воздух, нагревая при этом платини­рованный асбест возможно сильнее, чтобы удалить из асбеста и из прибора всю влагу. После этого дать трубке Аостыть не пре­кращая тока воздуха. Весь прибор необходимо поместить под тягу.

Получение серного ангидрида

 Приготовить охладительную смесь.(из льда и поваренной соли) От­ставив пока стакан со смесью в сторону, приоткрыть кран ворон­ки прибора для получения сернистого газа настолько, чтобы серная кислота капала не слишком частыми каплями и из при­бора выделялся равномерный ток газа. Открыть кран газометра и отрегулировать ток кислорода таким образом, чтобы он был примерно вдвое слабее, чем ток сернистого газа, так как с двумя объемами SO2реагирует один объем O2 по реакции:

2SO2+O2=2SO3

Обратить внимание учащихся на то, что при обыкновенной температуре никакой реакции между сернистым газом и кисло­родом не замечается. Начать  осторожнонагревать трубку А,держа горелку в руке. Когда трубка прогреется, подставить горелку и отрегули­ровать пламя или высоту горелки таким образом, чтобы конец пламени едва касался трубки А,не обхватывая ее.

Наилучшая температура для реакции около 400°, но при демонстрационном опыте точного измерения температуры не требуется.

Когда трубка Апрогреется и из трубки бначнется выделение белого дыма, отрегулировать ток газов таким образом, чтобы бы­ло  обильное  выделение  дыма,  и,   подняв трубку Авместе  со штативом, погрузить трубку б в пробирку Д, находящуюся в охлаждающей смеси. Через 5 минут собирается достаточное количество твердого SO3 . На этом опыт получения серного ангидрида заканчивается. [25]

Данный опыт целесообразнее показывать в форме видеозаписи, что позволяет избежать значительных затрат времени на подготовку и проведение эксперимента.

■6.)Демонстрация быстро протекающих процессов в «замедленной съемке» и
многократной повторной демонстрацией, например, горение пороховых
смесей, взрывные процессы и тд.

В нашем сборнике в опытах 1,2,6 используется замедленное воспроизведение и повторный показ ключевого момента эксперимента. В опыте «мыльные пузыри наполненные водородом» данный эффект использован для показа момента поднятия пузыря и его воспламенения; в опыте «летающая банка» -момент взрывного горения, фактически не заметного невооруженным глазом; в опыте «получение фосфина»- момент самовоспламенения газа и образования вихревого кольца, что позволяет не только в деталях рассмотреть чрезвычайно  быстрые процессы, но и обратить внимание учеников на важные детали плохо доступные при обычном восприятии.

■7.)В записи «демонстрационный эксперимент» может стать домашним, усилив,
таким образом, мотивационную и развивающую составляющие обучения и
воспитания. Для домашней демонстрации видеозапись опытов может быть перезаписана на Flesh-карту или DVD-диск и передана учащимся для домашнего просмотра.

■8.)Широкое распространение такого рода эксперимент может найти на занятиях
во внеурочное время, для учащихся в элективных курсах с углубленным
изучением химии.

Из недостатков можно отметить тот факт, что не все свойства можнодемонстрировать таким образом.
3.2.
DVD
-
c
борник химических опытов, созданный в ходе работы над ВКР, как пример использования МА химическом эксперименте.

В ходе выполнения дипломной работы в качестве эксперимента нами было создано DVD-пособие: сборник опытов на различные темы курса химии. Съемка химического эксперимента проводилась сотрудниками лаборатории информационных технологий на видеокамеры: CanonXM2, CanonXL2. Для переноса информации с цифровых кассет использовался videorecorderSamsungDVD-V6500. Обработка и редактирование материала производилась с помощью программы AdobePremierePro2.0.

DVD-сборник содержит следующие опыты :

1.)         Мыльные пузыри наполненные водородом

2.)         «Летающая банка» (взрыв водородно-воздушной смеси)

3.)         Окрашивание пламени солями различных металлов

4.)         Пирофорные свойства нанопорошка свинца

5.)         Горение различных веществ в кислороде (Fe,P,S)

6.)         Получение фосфина и его возгорание на воздухе

7.)         Самовозгорание белого фосфора на воздухе

Данное пособие может использоваться как для демонстрации на уроке, так и в качестве раздаточного пособия ученикам,  усилив, таким образом, мотивационную и развивающую составляющие обучения и воспитания.

В ходе демонстрации опытов учащимся можно задать вопросы проблемного характера. Например: Для сжигания железа в кислороде используют стальную проволоку. Обычная железная  проволока  как правило не горит. Почему?

дополнительные вопросы:

1.)              Чем сталь отличается от железа?

2.)              Какой сплав железа еще эффективнее горит в кислороде?

3.)              Почему горение стали в кислороде сопровождается рассыпанием искр в виде звездочек?

 Рассмотрим некоторые важные особенности техники проведения данных опытов:

1.)         Мыльные пузыри наполненные водородом. Водород берется от аппарата Киппа. Мыльный раствор готовился растворением шампуня в воде с добавлением глицерина. Смачивание мыльным раствором удобно производить куском фильтровальной бумаги.

2.)«Летающая банка». Банка изготавливается обрезанием полулитровой пластиковой бутылки, при этом на краю обреза  делаются 4 округлых выреза(диаметром 1 см.)-один для трубки, подающей водород, остальные для доступа воздуха. Отверстие в дне банки делается диаметром 2 мм. Возможно также использование алюминиевой банки, но оно менее наглядно, т.к. не видно вспышки взрыва. [11]

3.)         Окрашивание пламени солями различных металлов. Использовались: NaCI, CaCI2, Sr(NO3)2, Ba(NO3)2. Соли вносят в пламя медленно ссыпая с листа бумаги, однако не следует долго держать CaCI2  на воздухе, т.к. он слеживается и плохо ссыпается с бумаги. Хорошо использовать пламя бутановой горелки — почти бесцветное, в отличие от спиртовки.

4.)         Пирофорные свойства нанопорошка свинца. Данный опыт практически неизвестен. Обычно используют пирофорное железо, дающее чрезвычайно тусклые искры. Пирофорный свинец готовят разложением сухого виннокислого свинца без доступа воздуха. Виннокислый свинец приготовляют сливанием растворов ацетата свинца и виннокислого натрия, с последующим фильтрованием и сушкой. Т.к. ампулы приготовлять довольно трудоемко,  привожу упрощенный вариант получения пирофорного свинца: нагревание небольшого количества виннокислого свинца в маленькой пробирке, закрытой ватным тампоном, до прекращения выделения «паров». Однако при таком варианте невозможно длительное хранение пирофора. Опыт лучше проводить вытяжном шкафу- при воспламенении нанопорошка на воздухе образуется «дым» из оксида свинца.

5.)         Горение различных веществ в кислороде (Fe,P,S). Опыт традиционен. Единственное замечание — трудно подобрать проволоку (из высокоуглеродистой стали) пригодную для сжигания в кислороде.

6.)         Получение фосфина и его возгорание на воздухе. Данный опыт чрезвычайно красив и занимателен, однако проведение его осложняется использованием белого фосфора. Для опыта достаточно 2 кусочков фосфора  величиной с горошину. Фосфор приготавливают возгонкой красного фосфора в инертной среде (удобно использовать изогнутую пробирку или стеклянную трубку, закрытую ватным тампоном) при нагревании до 350-400°С, с последующим сплавлением под водой, получившегося белого фосфора.[18] Раствор щелочи берут насыщенный. Опыт удобно проводить в пробирке с  газоотводной трубкой, раствор щелочи наливают на ⅔объема пробирки. Газоотводную трубку помещают на 1,5 см. под воду, с добавлением небольшого количества любого ПАВ. После опыта следы  фосфора нейтрализуют хлорной или бромной водой.

7.)         Самовозгорание белого фосфора на воздухе. Опыт можно рекомендовать для проведения в школе, как довольно простой в исполнении и  безопасный. Белый фосфор можно получить при нагревании ~0,5-1 шпателя сухого красного фосфора в пробирке, закрытой ватным тампоном. Получившийся налет фосфора после охлаждения пробирки растворяют в 2 мл. бензола. Данный опыт значительно лучше удается при использовании сероуглерода, однако его практически невозможно достать. Поэтому приходится применять теплый насыщенный раствор белого фосфора в бензоле.  Комок туалетной бумаги (с фильтровальной опыт удается плохо) смачивают 4-5 к. раствора. Самовозгорание происходит через несколько минут. В прохладном помещении возгорания не происходит.
Заключение

В условиях научно-технического прогресса мультимедийные средства активно проникают в процесс обучения: от постановки задач до организации и проверки результатов. Они выполняют методические, формирующие (образовательные, развивающие, воспитательные и конструктивные) функции в обучении.[1]

Дидактическое значение применения МА в обучении не ограничивается только наглядностью. Их применение рассматривается в плане целостного педагогического воздействия на развивающуюся личность. МА способствует повышению эффективности усвоения знаний, реализации принципов обучения, и, прежде всего научности, наглядности и пр.; развитию познавательной активности учащихся и формированию их интересов, выступая при этом важнейшим фактором интенсификации учебного процесса.Применение МА в учебном процессе видоизменяет деятельность учителя в направлении усиления ее стандартизации, учитель в этом случае строит свои действия в соответствии с заранее запрограммированным учебным материалом, заложенным в средствах обучения. [14]

Возникает актуальная задача готовить учителя, умеющего не только излагать материал, но и широко использовать для информации различные мультимедийные средства, химический эксперимент, компьютерную технику, строить сообщения с учетом предшествующего опыта учащихся.[29]

При использовании МА на уроке учитель наиболее рационально выбирает методы работы (демонстрация аудиовизуальной информации, создание у учащихся положительной мотивации к просмотренному, вступительной или повторной беседы, уточнение не совсем ясных вопросов, определение заданий для самостоятельной работы). Деятельность учителя по применению аудиовизуальной информации в последующем обучении предусматривает ее использование сразу после просмотра, в самостоятельной работе при выполнении домашних заданий, а также на последующих уроках.

Литература

1. Ванярх, А.Я. Химия: Примерное поурочное планирование с применением мультимедийных средств обучения. Книга 1: 8-9 классы/ А.Я. Ванярх, Ю.А. Мурашкина. — М.: Школьная пресса, 2002.-32 с.

2.  Верховский, В.Н. Техника химического эксперимента/ В.Н. Верховский, А.Д. Смирнов. — М.: Просвещение, т.I, 1975. – 580 с.

3.           Головачева, Л.А.  Использование   кодоскопа   при   проверке   результатов самостоятельной работы учащихся на уроках/Л.А. Головачева// Химия в школе. — 1999. — №1.- с.67-68.

4.           Грабецкий, А.А. Учебное оборудование на занятиях по химии / А.А.Грабецкий, Л.С. Зазнобина. — М.: Высшая школа, 1984.-114 с.

5.           Грученко,  Г.И. Использование кодоскопа при решении типовых задач/ Г.И.  Грученко // Химия в школе. — 1998г. — №4. –с. 68-71.

6.           Грученко, Г.И.  Графопроектор   -   средство   повышения эффективности уроков химии/ Г.И. Грученко, И.Л. Дрижун //  Химия в школе. — 1994.- №2.- с.30-32.

7.           Гусаков, А.Х. Учителю химии о внеклассной работе/ А.Х. Гусаков, А.А. Лазаренко. — М.: Просвещение, 1988. – 132 с.

8.  Дрижун, И.Л.   Теоретические  основы  применения  технических  средств  в обучении химии/И.Л. Дрижун.— С-Пб, 1986. – 64 с.

9.           Дрижун, И.Л. Технические средства обучения в химии/ И.Л. Дрижун.— М.: Высшая школа,1989.-218 с.

10.    Ерышин, Д.П., Зайнулин Х.З. Методические рекомендации по совершенствованию методов преподавания химии в средней и высшей школе/Д.П. Ерышин, Х.З. Зайнулин. — М.: Просвещение,1984. -174 с.

11.            Зазнобина, Л.С. Экранные пособия на уроках химии / Л.С. Зазнобина. — М.:  Просвещение, 1991.-168с.

12.             Зуева, В.Н. Совершенствование организации учебной деятельности школьников на уроках химии / В.Н.Зуева.-М.:  Просвещение, 1985.-78с.

13.            Использование учебного оборудования на уроках химии / Е.П. Белов

[и др.]. — М.: Просвещение. – 1989.- 243 с.

14.            Карпов,  Г.В.  Технические   средства   обучения /  Г.В.  Карпов, В.А. Ромашин. -  М.: Просвещение, 1979. – 116 с.

15.            Кирюшин, Д.М. Технические средства обучения / Д.М. Кирюшин. – М,

1976. — 151с.

16.  Методические рекомендации по конструированию самодельных приборов и лабораторных установок по химии / И.Л. Дрижун, Н.В.Кузнецова, С.И. Лившиц. — С-Пб., 1986. – 54 с.

17. Методические рекомендации по совершенствованию методов преподавания химии в средней и высшей школе / Л.И. Багал [и др.].-  М.: Просвещение, 1994. – 195 с.

18.   Молибог, А.Г. Технические средства обучения и их применение /  А.Г.Молибог, А.И.  Тарнопольский.— Минск: Издательство БТУ, 1985. – 174с.

19. Недзыньски,  Л. О.  Проблемы обучения химии в школе /  Л.О.  Недзыньски. — М.: Педагогика,1983. – 297 c.

20.  Прессинг, Л.П.  Технические средства обучения в средней школе / Л.П.   Прессинг. — М., 1972 г. -84с.

21.   Полосин, B.C.  Школьный  эксперимент  по  неорганической  химии /  B.C. Полосин. — М.: Просвещение, 1971. – 148 с.

22. Прокопенко В.Г. Набор для динамического моделирования с применениемграфопроектора  /В.Г.  Прокопенко // Химия в школе. — 2002.- №2. – с. 52-53

23. Соколов, А.И. Использование технических средств в учебно-воспитательнойработе /  А.И.  Соколов.— М.: Дрофа, 2001. – 178 с.

24. Солдатенков, И.Е. Использование мультимедийной аппаратуры науроках химии / И.Е. Солдатенков. – М.: Просвещение, 2003. – 116 с.

25.  Ходаков, Ю.В. Преподавание химии в 9 классе / Ю.В. Ходаков. — М.: Просвещение, 1982.— 192 c.        

26. Хомченко, Г.П. Демонстрационный эксперимент по химии / Г.П. Хомченко, Ф.П.  Платонов. - М.: Просвещение, 1998. – 156 с.

27. Цветков, Л.А. Эксперимент по органической химии / Л.А. Цветков. — М.:  Просвещение, 1985.- 143 с.

28. Шаповаленко, С.Г. Методика обучения химии в восьмилетней и средней школе / С.Г. Шаповаленко.— М.: Просвещение, 1973. – 229 с.

29. Шаповаленко, С.Г.  Перспективы    развития    и    основные    направления использования технических средств обучения / С.Г. Шаповаленко.— М., 1973 г. – 93 с.

30. Шахмаев, Н.М. Дидактические проблемы применения технических средств обучения в средней школе / Н.М. Шахмаев. — М.: Педагогика, 1983. – 197 с.

31. Шахмаев, Н.М. Технические средства обучения / Н.М. Шахмаев.— М.: Просвещение, 1972. – 69 с.     продолжение
--PAGE_BREAK--