автореферат и диссертация по педагогике 13.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Разработка средств обучения и методики их использования для изучения хроматографии в курсе химии средней школы

Автореферат диссертации по теме "Разработка средств обучения и методики их использования для изучения хроматографии в курсе химии средней школы"

5 ОД

т РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

3 0 и \ ИНСТИТУТ ОБЩЕГО СРЕДНЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

. На правах рукописи

РАЗУМЕЕВА Варвара Николаевна

РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ И МЕТОДИКИ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ХРОМАТОГРАФИИ В КУРСЕ ХИМИИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ

13.00.02 - теория н методика обучения (создание п использование средств обучения)

А ВТОРЕФЕРАТ диссертации на соигкапие ученой степени кандидата педагогических наук

Москва 1995

Работа выполнена в Институте общего среднего образования Российской академии образования

доктор педагогических наук Л. С. ЗАЗНОБИНА

кандидат педагогических наук, старший научный сотрудник П.С.ОРЖЕКОВСКИЙ

доктор педагогических наук, профессор Е. Е.МИНЧЕНКОВ

кандидат химических наук, доцент

Г.Г. СВИРЩЕВСКАЯ

Ведущая организация: Брянский педагогический

государственный университет имени академика И.Г.Петровского

Защита состоится "_" _ 1995 г. в __ час.

на заседании диссертационного совета Д 018. 16. 01 в Институте общего среднего образования РАО по адресу: 119435, Москва, ул. Погодинская, 8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат пазаслан..11^_"_ 1995 г.

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат педагогических наук

к. М. Тихомирова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Современные инструментальные методы исследования веществ играют большую роль в химической науке, однако они практически не находят отражения в школьном курсе химии.

Хроматография - экспериментальный метод разделения веществ, основанный на распределении молекул или ионов между подвижной и неподвижной Фазами. В настоящее время разработано много разновидностей этого метода, которые позволяют разделять твердые, жидкие и газообразные вещества, определять иикроколичества веществ в смеси, идентифицировать вещества.

С 50-ых годов хронатограФические методы стали активно использовать для разделения и анализа смесей веществ. Этот метод сироко распространен в современных научно-исследовательских и заводских лабораториях.

Наряду с тем, что хроматография занимает важное место в химической науке и производстве, этот метод имеет специфику» позволяющую поднять вопрос о необходимости и возможности изучения хроматографии в школе. Так, некоторые разновидности этого метода (бумажная, осадочная, тонкослойная хроматография? просты в исполнении, не требуют дорогостоящего оборудования, в то же время очень информативны, а сущность процессов, лежащих в их основе, доступна школьникам. ХронатограФические методы позволяют анализировать смеси веществ, следить за хс зом реакций, исследовать природные объекты и делать содержательные выводы.

Таким образом, хромато.рафия заключает в себе большие возможности не только как объект познания, но и как средство обучения. Причем более глубокий уровень изучения химии в школе открывает дополнительные возможности использования этого метода как средства обучения.

Необходимость ознакомления учащихся с инструментальными методами исследования веществ очевидна уже более 30 лет. С. Г. Шаповаленко в 1963 году определил причины, по которым следует это делать. В 1971 г. В. П. Гаркунов впервые отобрал в соответствии с предложенными им критериями те научные методы исследования веществ, которые возможно и необходимо изучать в школе. Среди них называется и хроматография. Позднее в нашей стране этой проблемой занимались Верзилина Н.К., Нифантьев 3.Е., Котлярова 0. С. и др. Их работы были посвящены изучению хроматографии на Факультативных и кружковых занятиях.

В 1985-86 гг. была предпринята попытка включения трех опытов по хроматографии в программы по химии базовых и углубленных курсов. В настоящее время появилось много разнообразных школьных программ, и лишь программы двух курсов (углубленных) содержат один хропатографический опыт по разделению черных чернил, который .' предлагается проводить при изучении темы "Чистые вещества и снеси". Упоминается о хроматографии и в одной из учебников химии 8-го класса.

Такое положение вещей связано с тем, что еще не разработаны общие подходы к изучению современных инструментальных методов исследования веществ, в частности и хроматографии, в школе.

Таким образом, имеет место противоречие между распространенностью и значением современных методов исследования веществ как в Фундаментальной науке, так и в ее прикладных областях и производстве, и недостаточным отражением этих методов в курсах химии общеобразовательных школ. Выявление путей разрешения этого противоречия является ПРОБЛЕМОЙ настоящего исследования.

В связи с развивающейся дифференциацией школьного образования сложились благоприятные условия, позволяющие говорить о существовании реальной возможности изучения хроматографии в школе.

Таким образом, АКТУАЛЬНОСТЬ данной работы обусловлена возрастающим значением инструментальных методов исследования веществ в химической науке й производстве, их применением в медицине, экологии и других областях деятельности человека и вытекающей из этого необходимости Формирования у школьников представлений о наиболее доступных методах, а также существованием реальной возможности ознакомления учащихся с одним из современных методов анализа веществ - хроматографией и отсутствием научно обоснованного подхода к изучению этого метода в школе.

ОБЪЕКТ исследования - школьное химическое образование.

ПРЕДМЕТ исследования - цели, содержание, методы, организационные Формы и средства обучения для изучения хроматографии в курсе химии средней школы.

ЦЕЛЬ исследования - разработка средств обучения и методики их использования для изучения хроматографии в курсе химии средней школы.

ГИПОТЕЗА исследования. Если в соответствии с целями обучения хинии на разных уровнях отобрать эксперимент по хроматографии, разработать и подобрать соответствующие нетолы, организационные Форпы и средства обучения, то ножно создать условия для Формирования у учащихся представлений о методе и его возможностях, т>к. учебные задачи и средства их решения будут адекватны друг другу.

ЗАДАЧИ исследования.

1. Провести анализ отечественного и зарубежного опыта использования Хроматографии в химическом образовании и на его основе определить научные подходы к изучению в школе научных инструментальных методов исследования веществ и, в частности, хроматографии.

2. Создать учебно-методический комплекс для изучения ХРонатограФии в школе, включающий системно организованный хронатографический эксперимент, целесообразный для использования в школе, а также разработать и подобрать соответствующие методы, организационные Формы и средства обучения.

В связи с этин необходимо»

- создать и обосновать систему школьного эксперимента по хроматографии (подсистема системы "обучение хроматографии", рис.1), которая позволит сформировать у учащихся представления о возможностях метода по исследованию различных веществ и процессов;

- определить направления по обеспечению школ необходимым учебным оборудованием йо хроматографии;

- разработать школьный набор оборудования для проведения ученического эксперимента по хроматографии;

- разработать методику " проведения занятий по ознакомлению учащихся с различными видами хроматографии и проверить ее эффективность.

В ходе решения Поставленных задач использовались следующие МЕТОДЫ исследования: анализ философской, педагогической и методической литературы по проблеме, учебных программ по химии, специальных и популярных книг по хроматографии; изучение и обобщение опыта использования хроматограФических опытов в школьной практике; наблюдения за учащимися; контрольные опросы; количественный и качественный анализ результатов опросов.

- О -

НАИЧНАЯ НОВИЗНА к ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ исследования»

- на примере хроматографии показан возможный подход к решению проблемы введения в школьный курс химии современных инструментальных методов наУки;

-определены специфические требования к школьному ученическому эксперименту по хроматографии;

- предложена система школьного эксперимента по хроматографии, позволяющая сформировать у учащихся представления о возможностях метода по исследованию различных веществ и процессов;

- определен целесообразный состав. школьного набора по хроматографии;

- определены методические подходы, позволяющие знакомить учащихся с бумажной, осадочной. газовой и тонкослойной хроматографией.

ЭТАПЫ проведения эксперимента. Педагогический эксперимент проводился в течение трех лет в два этапа. На первом этапе (1891-1992 учебный год) в 8, 9 и 10 классах школ NN 302, 405, 858 г.Москвы были опробованы методики проведения занятий по бумажной, осадочной и тонкослойной хроматографии, проведена их корректировка с учетом выявленных недостатков.

На втором этапе (1982-1993» 1993-1994 учебные годы) в 8, 9 и 10 классах школ NN 1061, 858, 405 г.Носквы выяснялась эффективность усовершенствованной методики проведения занятий по хроматографии с применение« вновь разработанных средств наглядности. В 1992-1993 учебном году в 10 кл. школ NN 1061, 654 г. Москвы изуалась эффективность методических подходов по ознакомлению учащихся с сущностью газовой хроматографии.

Всего в экспериментах участвовало более 360 учащихся.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ работы заключается в возможности непосредственного использования созданного учебно-нетодическогр комплекса в образовательных учреждениях с различным уровнем изучения химии.

АПРОБАЦИЯ. Основные положения и результаты исследования обсуждены и одобрены на заседании лаборатории средств обучения естествознанию ИСО РАО (1994; 1995гг.), на методическом объединении учителей химии Новозыбковскогр района Брянской области (1993г.), на педагогическом совете школы N 1061 (1994г.).

ВНЕДРЕНИЕ. По результатам исследования был разработан и

освоен проиьшенностью школьный набор оборудования по хроматографии УТСХ-1 (г.Ереван). К набору прилагается методическое пособие для учащихся, написанное при участии автора. Рекомендации для учителя по газовой хроматографии, подготовленные при участии автора, были включены в техническую документацию к школьному газовому хроматографу, производимому на московском заводе "Хроматограф".

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

1. Научный подход к изучению в школе современных инструнентальнкх методов исследования веществ, основанный на определении целей изучения того или иного научного метода в школьном образовании, содержания, организационных форм, методов и средств обучения.

2. Учебно-методический комплекс для изучения хроматографии в школе, включающий:

- систему школьного эксперимента по хроматографии, позволяющую с учетом уровня изучения химии в образовательных учреждениях расширить представления учащихся о современных инструментальных методах исследования веществ, сформировать у школьников представления о ' сущности хроматографического разделения веществ, о возможностях применения различных хроматографических методов в исследовании свойств веществ и процессов»

- соответствующие • организационные формы и средства обучения»

- методику формирования у учащихся представлений о сущности хроматографии и умений проведения хроматографического эксперимента, предполагающую использование специально разработанных средств наглядности.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, библиографии (в том числе 5? публикаций на иностранных языках) и трех.приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Вг введении дано обоснование темы исследования, раскрыта актуальность исследуемой, проблемы, определены цель, задачи, объект, предмет и методы исследования, показаны новизна, теоретическая и практическая значимость работы.

В первой главе "Анализ отечественного и зарубежного опыта.

использования хроматографии в химической образовании" анализируются возможности изучения современных научных методов исследования веществ в курсе химии общеобразовательных учебных заведений, показывается состояние хронатограФического эксперимента и оборудования в отечественной и зарубежной школе, раскрываются существующие методические подходы к ознакомлению учащихся с сущностью хроматографии.

Анализ возможностей» изучения в школе научных инструментальных методов исследования веществ показал, что Формирование у учащихся представлений о ряде методов затруднено по следующим причинам« понимание сущности и интерпретация результатов исследования веществ многими современными инструментальными методами требует специальных знаний, сложных для школьников; проведение соответствущего эксперимента в школах невозможно из-за сложности освоения и высокой стоимости оборудования.

В диссертации обоснована перспективность изучения в школе бумажной, осадочной на бумаге, тонкослойной и газовой хроматографии.

Анализ зарубежного к отечественного опыта использования хронатограФического эксперимента на уроках. Факультативных занятиях и кружках показал, что появление новых публикаций практически уже не оказывает существенного влияния на проблему включения хроматографии в курс химии средней школы. Это во нногом связано с тем, что большинство предлагаемых опытов не ориентировано на урок. Они довольно продолжительны по времени, в анализе используют вещества, которые не рекомендуется применять в условиях класса (например, концентрированные серная и уксусная кислоты и др.). Большое количество публикаций по этому вопросу, отсутствие научно обоснованного подхода к проблеме затрудняют учителю выбор хроматографических опытов, делают их использование на уроке случайным.

В настоящее время возникла потребность создания научно обоснованной системы эксперимента по хроматографии, в которой место каждого опыта было бы четко определено и обосновано.

Анализ используемого в шко'ах Западной Европы, США, Японии и России оборудования по хроматографии позволил выделить три направления в обеспечении школ оборудованием, необходимым для изучения современных инструментальных методов анализа веществ:

первое - использование в школах типового оборудования, проиэводипого пронышленнын путем для аналитических лабораторий; второе - производство приборов, специально предназначенных для школы; третье - создание оборудования силами учащихся. Критерием реализации того или иного направления является уровень изучения химии в конкретном общеобразовательном учреждении. Если химия изучается на базовом уровне, то такие школы целесообразно обеспечивать школьным оборудованием, в комплектацию которого входит все необходимое. Если же химия изучается по углубленным программам, то в оснащении таких школ предпочтительнее использовать предметы типового оборудования, производимого для аналитических лабораторий. Изготовление же приборов силами учащихся в целом проблему обеспечения школ необходимым оборудованием не решает, а в большей мере служит развитию у учащихся технического творчества.

Анализ методических подходов к ознакомлению учащихся с хроматографией показал, что в методической литературе для учителя (В. П. Гарк^ов, 3. Е. НиФантьев, М. К. Верзилина, 0.С.Котлярова и др.) и популярной литературе для школьников (К. Манолов, В. Р. Полжоук, М. С. Вигдергауз, К. И. Сакодынский) содержатся газные варианты объяснения учащимся сущности хроматограФического разделения веществ, В нашей работе используется разноуровневый подход, который предполагает, два уровня раскрытия материала: первый - для учащихся 1-го года-обучения химии (на атомно-молекулярном уровне) и второй - для учащихся старших классов (с использованием представлений об адсорбционно-десорбиионном равновесии).

Таким образом, проведенный по проблеме исследования многоаспектный - анализ выяви,:, что существует потребность- в разработке содержания, на котором целесообразно знакомить учащихся с хроматографией, в определении необходимого школьного хроматограФического оборудования, а также в создании методики проведения занятий по ознакомлению учащихся с различными видами хроматографии.

Предложена система "обучение- научным инструментальным методам исследования веществ", состоящая из следующих компонентов: цели обучения научным инструментальным методам исследования веществ, содержание, методы, организационные формы и средства обучения. Данная система является подсистемой системы

"обучение химии" и, в свою очередь, включает в себя подсистему "обучение хроматографии", которая состоит 1.3 аналогичных компонентов (цели обучения хроматографии в школе, содержание обучения хроматографии, методы, организационные формы и средства обучения). Структура методической системы "обучение химии" и подсистем "обучение научным инструментальным методам исследования веществ" и "обучение хроматографии", а также их взаимосвязь отражена на рис.1. Рассмотрим более подробно подсистему "обучение хроматографии". Представленная структура имеет признаки системы. Она состоит из упорядоченного множества взаимосвязанных компонентов (содержания, методов, организационных форм и средств обучения), объединенных обшей целью изучения учащимися хроматографии. При этой взаимодействие основных компонентов обучения хроматографии - это объективная необходимость, - исключающая разрыв этих частей. Связи между отдельными компонентами являются устойчивыми, т.к. они обусловлены логикой процесса; обучения.

Общий подход к ' ознакомлению школьников с. научными инструментальными методами исследования веществ на примере хроматографии включает в себя следуйте процедуры.'

1) определение целей и задач изучения хроратограФии в школе на основе целей и задач обучения химии;

2) определение объема содержания учебного материала по хроматографии, необходимого и достаточного для выполнения, поставленных целей и задач;

3) определение организационных Форм, . в которых целесообразно проводить занятия по хроматографии;

4) отобор методов и разработка средств обучения. для успешного ознакомления учащихся с хроматографическими методами исследования веществ.

Вторая глава "Разработка системы хроматографического эксперимента и обоснование перечня необходимого оборудования" посвящена разработке научно обоснованной ■ системы школьного эксперимента по хроматографии и перечня хроматографического оборудования,, необходимого для проведения предлагаемых опытов.

Создание научно обоснов-нной системы химического эксперимента, . раскрывающей возможности современного инструментального метода исследования веществ и расширяющей представления учащихся о веществах и химических реакциях.

Система "обучение химии" |

Система "обучение научнш~1

Г"Система "обучение I

хроматографы} С ОХ") ■

J 1_

J

Рис. I. Взаимосвязь компонентов системы "обучение химии"

проходило в два этапа. На первое этапе отбирались опыты, которые целесообразно проводить на уроке. Критериями слуучли требования к ученическому и демонстрационному эксперименту.

Вопрос о требованиях к ученическому эксперименту по химии рассматривается в работах Верховского В.Н., Шаповаленко С. Г., Парменова К. Я., Кирюшкина Д. М., Полосина В. С., Грабецкого А. А., Назаровой Т.С., Лавровой В. Н. Предлагаемые ими требования (наглядность, кратковременность, простота, безопасность, надежность, соответствие содержанию школьного курса) в полной мере относятся и к ученическому эксперименту по хроматографии, но последний имеет и свои особенности. Поэтому при отборе хроматографических опытов для школы мы руководствовались следующими требованиями:■ наглядность опытов, согласованность содержания опытов с содержанием школьных курсов химии и других предметов, надежность опытов, простота выполнения, безопасность используемых реактивов для здоровья учащихся, небольшая протяженность опыта во времени (не более 15-20 минут), связь результатов опыта с жизнью и практикой, доступность для школы необходимого оборудования, доступность и невысокая стоимость реактивов.

Второй этап предусматривает непосредственно построение системы эксперимента по хроматографии из опытов, отобранных на первом этапе и разработанных вновь. Опыты должны быть взаимосвязаны по содержанию и формируемым умениям (внутренние связи), а также иметь опору на содержание систематического курса химии (внешние связи).

Было проанализировано 52 хроматографических опыта, предлагаемых рядом авторов для проведения в школах России и за рубежои. Сформулированным выше требованиям соответствовало лишь 4 опыта, что не обеспечивало системность и полноту химического эксперимента по хроматографии. С,тала очевидной необходимость разработки дополнительных опытов и модернизации уже известных, но не отвечающих каким-либо требованиям (временным, безопасности используемых для анализа реактивов).

Результатом экспериментальной и теоретической работы стала разработанная нами система ученического эксперимента по хроматографии, включающая 10 опытов (1.Анализ чернил и паст методом бумажной хроматографии. 2.Анализ галогенидов в растворах методом осадочной хроматографии. 3. Анализ галогенидов.

содержащихся в природных объектах, методом осадочной хроматографии. 4.Определение содержания, ионов железа и меди в растворе методом осадочной хроматографии. 5, Количественное определение ионов калия в растворе методом осадочной хроматографии. 6.Анализ изомеров нитроанилина методом тонкослойной хроматографии (ТСХ). 7. Идентификация синтезированного метилоранжа методом ТСХ. 8.Изучение гидролиза ацетилсалициловой кислоты методом ТСХ. 9.Определение каротина в растениях методом ТСХ. 10. Изучение устойчивости витамина "С" методом ТСХ.).

Опыты в целом охватывают весь систематический курс химии и имеют внешние системообразующие связи с содержанием ряда учебных программ.

В разработанной системе опытов можно проследить - и внутренние системообразующие связи, предполагающие

последовательное формирование у учащихся хроматографических знаний и умений. При проведении предлагаемых опытов учащиеся последовательно знакомятся с понятиями "адсорбция", "десорбция", "адсорбент", с сущностью хроматографического разделения веществ методом бумажной, осадочной и тонкослойьой хроматографии; учатся понимать результаты хроматографирования, идентифицировать вещества, определять величину хроматографической подвижности ИГ, обнаруживать бесцветные вещества, проводить количественный анализ веществ методом осадочной хроматографии, подготавливать природные объекты к анализу. При этом у них параллельно Формируются следующие хроматографические умения: постановка пробы капилляром, • проявление хроматограммы, разметка хроматографической пластины, помещение пластины в хроматограФическую камеру, вычисление величины

хроматографической подвижности ЯГ, обнаружение бесцветных веществ, построение калибровочного графика и работа с ним.

Некоторые из опытов взаимозаменяемы; Так, по осадочной хроматографии предлагается 4 опыта. Учитель, в зависимости от программы, по которой он работает, временных возможностей и других условий, может выбрать один из них для знакомства учащихся с осадочной хроматографией. При этом теоретическая часть урока - объяснение сущности метода основных этапов работы будет сходной, меняться будет хроматограФический экспериНент, выполняемый учащимися. Но целесообразнее соблюдать

предлагаемую последовательность, т.к. опыты расположены по нерв возрастания сложности Формируемых хронатографических знаний и умений и предполагают их постепенное закрепление и развитие.

Наряду с системой ученического эксперимента по хроматографии разработан целый ряд демонстрационных опытов по газовой хроматографии, которые можно проводить на школьном газовой хроматографе, производимый на посковскон заводе "Хроматограф". Опыты тесно связаны с содержанием курса органической хинии. Они позволяют ознакомить учащихся с основами газовой хроматографии, получить новые сведения об изучаемых веществах, проследить за ходои реакции, сформировать представления о сложности и ■неоднозначности протекаемых Физико-химических процессов.

Система хронатографических опытов для юколы является открытой, возможно включение в нее новых хронатографических экспериментов, которые удовлетворяют предъявляемым к ним требованиям.

С учэтон специфики хроматографии --конкретизированы требования, предъявляемые к учебиону оборудованию. Они использованы при определении состава набора хроматографического оборудования для школы УТСХ-1. В состав набора входят хронатограФическая бумага "Силицел", хроматографические пластины "СорбФил", капилляры, стаканчик . химический стеклянный, без носика, со шлифованным верхом, камера для обнаружения веществ в па*ах йода, пинцет, пульверизатор, пробирки шлифованные с пробками, колбы плоскодонные шлифованные с пробками, хронатограФическая колонка. Набор содержит все необходимое для проведения \ предлагаемого ученического эксперимента "по хрслатографии.

В третьей главе "Методика ознакомления. учащихся с хроматографией и проверка. ее эффективности" проанализированы возможные организационные формы проведения хроматографического ученического эксперимента, обоснованы методические подходы, позволяющие знакомить учащихся с бумажной, осадочной, тонкослойной и газовой хроматографией, приведены результаты педагогического эксперимента.

Методика занятий по - хроматографии взаимосвязана с организационными нормами проведения хроматографического эксперимента на уроках. Рассмотрены, возможности различных

организационных форм проведения химического эксперимента. Показано, что демонстрационно следует проводить опыты по газовой хроматографии, т. к. школьный газовый хроматограф сложен для освоения учащимися и собственно сконструирован для проведения демонстрационных экспериментов.

Эксперимент по бумажной, осадочной и тонкослойной хроматографии более целесообразно проводить в форме практических работ. Практические работы по хроматографии имеют особенности, связанные с тем, что на них необходимо решать несколько дидактических задач« ознакомить учащихся с сущностью метода, сформировать или развить у школьников соответствующие экспериментальные умения, организовать проведение исследования, обучить интерпретации полученных результатов и научить учащихся делать необходимые выводы об изучаемых веществах и процессах.

- Вследствие этого структура таких практических работ будет отличаться от традиционных. На них проведение эксперимента должно всегда сопровождаться изучением теоретических вопросов, овладением методиками проведения эксперимента и интерпретации его результатов. Такую практическую работу мы назвали практическая работа с использованием современных Физико-химических методов исследования веществ.

В ходе педагогического эксперимента необходимо было выяснить эффективность используемой методики проведения Практических работ по хроматографии, а также решить вопрос о том, какие дополнительные средства наглядности лучше применить для успешного освоения учащимися основ хроматографии.

Для проведения исследования мы выбрали три типичные практические работы, на которых учащиеся впервые знакомятся с предлагаемыми для изучения в школе видами хроматографии! бумажной С "Анализ чернил и паст методом бумажной хроматографии"), осадочной на бумаге С "Анализ галогенкдов методом осадочной хроматографии") и тонкослойной хроматографией ( "Анализ изомеров нитроанилина").

Каждая практическая работа с использованием физико-химических методов исследования веществ согласно нашим модельным представлениям должна состоять из 4 частей. Во вступительной Части учитель сообщал учащийся задачи урока, кратко рассказывал о возможностях рассматриваемого метода, о преггтолщеп. исследовании ' ■■ вяшеггв этим, методом, о возможных

результатах анализа и их интерпретации. Во второй части урока с учащимися подробно обсуждались этапы предстоящей экспериментальной работы, их внимапе обращалось на условия правильного и безопасного проведения опыта. Объяснение этапов работы .иллюстрировалось соответствующими рисункани из пособия-практикума для учащихся. Затен школьникам предлагалось самостоятельно изучить основные этапы работы по пособию. В заключена этой части урока с ними проводилась беседа о порядке проведения предстоящего исследования. Третья часть урока -экспериментальная. Учащиеся ставили пробы исследуемых веществ, проводили хроматограФирование, интерпретировали результаты анализа, делали выводы. Следующий этап - обсуждение сущности происходящих процессов и явлений (четвертая часть урока). В заключении подводился итог урока, делались необходимые выводы и обобщения, и учащиеся отвечали на контрольна вопросы трех типов.

Первый тип вопросов был направлен на выяснение понимания школьниками сущности хроматограФическэго разделения изучаемым методом (каковы причины разделения веществ, почему пятна на хроматограмме расположены именно в таком порядке и т,п.). Вопросы второго типа выясняли понимание учащимися основных этапов выполняемого хроматографического анализа. Третий тип вопросов помогал определить, насколько учащиеся понимают суть данной работы и в какой мере у них сформированы представления о возможностях применения изучаемого метода.

Проведенный педагогический эксперимент позволил выделить общие закономерности в характере усвоения учащимися материала и В выполнении опытов. В ряде случаев учащиеся не охватывают всех факторов, определяющих сущность хроматографического разделения смесей веществ. Основное вниман"е учащихся сосредотачивается на проведении хроматографического эксперимента. В результате школьники не видят перспективы всей работы в целом, учитель вынужден неоднократно вносить коррективы в экспериментальную работу учащихся. Таким образом, понимание учащимися особенностей и возможностей то^о или иного вида хроматографии нельзя было признать удовлетворительным.

В ходе совершенствования разрабатываемой методики мы пришли, к выводу о необход мости использования большего количества средств наглядности при объяснении учителем наиболее сложных

вопросов. Нами были предложены схемы, отражающие сущность хроматограФического разделения веществ, таблицы, раскрывающие этапы проведения эксперимента, и слайды, отображающие результаты хроматограФирования.

Для выяснения эффективности использования разработанных и включенных в учебно-методический комплекс средств наглядности в 8,9 й 10 классах школ NN 1061, 858 и 405 г. Москвы в 1992-1993 и 1993-1994 учебных годах были проведены соответствующие практические работы. Обший охват учащихся более 160 человек.

В конце каждой практической работы учащиеся отвечали на те же вопросы, что и при первоначальном варианте проведения этих практических работ. Учащиеся 8-9-10 классов хорошо поняли сущность разделения веществ изучаемым хроматографическим методом - I тип вопросов (в среднем 90/. 95/ и 80/. правильных ответов соответственно по 8,9, 10 классам). Эти данные условно соответствуют школьным оценкам 4 и 5. Полученный результат можно признать удовлетворительным..

Практически все учащиеся смогли правильно выделить основные этапы проведения эксперимента (в среднем 97/, 93/. и 93/ правильных ответов соответственно по классам) и большинство из них поняли сущность каждого этапа (в среднем 100/, 93/. и 60/ правильных ответов соответственно по классам) - II тип вопросов.

Отрадно отметить,- что учащиеся в цело.н разобрались в возможностях, использования тех или иных видов хроматографии для исследования различных смесей веществ - III тип вопросов С в среднем 80/, 80/ и 85/ правильных ответов соответственно по классам).

Наблюдения за учащимися показали, что в целом они работали самостоятельно, руководствуясь предложенными таблицами, в которых отражены основные этапы проведения эксперимента.

Таким образом, предлагаемый нами учебно-методический комплекс для проведения практических работ по хроматографии позволил сформировать у учащихся правильное представление о сущности хроматограФического разделения веществ, о возможностях использования бумажной, осадочной и тонкослойной хроматографии, создал условия для овладения школьниками хроматографическими умениями.

Аналогичные выводы были сделаны по результатам проведения уроков по газовой хроматографии.

Разработанный учебно-методический комплекс позволил выполнить поставленные учебные задачи. У учащихся расширились представления о современных научных инструментальных методах исследования веществ, сформировались представления о сущности хроматограФического разделения веществ и о возможностях различных хроматографических методов по исследованию разнообразных веществ и процессов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Анализ современного состояния проблемы изучения в школе ..нструментальных методов исследования веществ показал, что возможности ознакомления учащихся с ними расширяются в связи с дифференциацией химического образования, созданиен профильных курсов естественнонаучного и химического направлений. В результате анализа отечественного и зарубежного опыта использования хроматографии в химическом образовании школьников обоснован научный подход к изучению в школе научных методов исследования вешеств и, в частности, к изучению хроматографии, основанный на определении целей изучения того или иного научного метода в школьном образовании, содержания, организационных Форм, методов и средств обучения.

2. Создан учебно-методический комплекс для изучения хроматографии в школе:

- с учетом специфических требований к школьным хроматограФическим опытам отобрано содержание для ознакомления учащихся с хроматографией, и на его основе создана и обоснована система школьного эксперимента по хроматографии, которая позволяет сформировать у учащихся представления о возможностях метода по исследованию различных веществ и процессов;

- определены направлении по обеспечению школ хроматограФическим оборудованием:

для школ, в которых химия изучается на базовом уровне, целесообразно создавать специальные школьные наборы оборудования, содержащие все необходимое для проведения предлагаемого хроматограФического эксперимента;

в школах, где химия изучается углубленно, предпочтительнее использовать предметы типового оборудования,, производимого для аналитических лабораторий;

- на основании требований, предъявляемых к средствам

обучения, и, учитывая специфику хронатограФических опытов, разработан школьный набор оборудования УТСХ-1 для проведения ученического эксперинента по бумажной, осадочной;и тонкослойной хроматографии«

- предложена методика проведения практических работ по хроматографии с использованием разработанных средств наглядности (схем, слайдов, таблиц), позволявшая сформировать у учащихся знания о сущности хроматограФического разделения веществ, умения проведения опытов по хроматографии, а также представления о возможностях этого метода..

Основные положения диссертационного исследования нашли отражение в следующих публикациях автора!

1. Использование хроматографии на занятиях по химии.// Методика преподавания биологии, . химии и географии. Республиканский научно-методический соорник. - Киев. 1992. - с. 89-93 (в соавторстве, на укр. яз.).

2. Хроматография на пластинах. Методическое руководство по тонкослойной хроматографии. - Ереван, 1990.- 48 с. (авторский коллектив).

3. Школьный набор оборудования УТСХ-1 - Ереван, 1890. -(исходные требования).

Участок множительной техники ОЫЦ РАМЫ

Поди, к печати/(0ЛоТТ? Заказ 4 92 Тираж Ш-экз.