Дослідження у вивченні хімії

Завідувачка лабораторією хімії

КЗВО «Вінницька академія безперервної освіти

Лариса Степанова

Три шляхи ведуть до знань:

шлях наслідування - найлегший,

шлях роздумів – найскладніший

і шлях дослідження – найцікавіший.

Конфуцій

«Дуже важливо, щоб мислення учнів ґрунтувалося на дослідженні, пошуках...»

Василь Сухомлинський

МНП «Хімія. 7–9 класи» для ЗЗСО �автор Лашевська Г. А.

МНП «Хімія. 7–9 класи» для ЗЗСО �автор Григорович О. В.

ДОСЛІДЖЕННЯ

• Дослідження - це процес систематичного та ретельного вивчення явища, об'єкта, або проблеми з метою виявлення нових знань, встановлення закономірностей, або пошуку рішень
• Дослідження – науковий метод пошуку нових знань, вивчення невідомого або систематичне розслідування з метою з’ясування фактів.

​

Чому дослідження так важливо?

Основний метод пізнання оточуючого світу

Розвиток критичного мислення

Основний засіб виявлення і розвитку творчих здібностей і обдарованості

Формування практичних навичок

Підвищення мотивації до навчання

Підготовка до майбутньої професійної діяльності

Роль досліджень у вивченні хімії

• Це найкращий спосіб зацікавити учнів хімією.
• Один із засобів навчання, що підвищує якість знань учнів.
• Це поєднання розумової діяльності з практичною діяльністю.
• Знайомство з методами дослідження в хімічній науці.
• Учні з пасивних спостерігачів стають активними дослідниками, які самостійно здобувають знання.
• Переконують учнів, що закони, теорії чи гіпотези не виникають випадково, а створюються на основі фактів

​

​

​

Науковий підхід у хімії

Науко́вий ме́тод (або ме́тоди науко́вого дослі́дження) - сукупність методів встановлення параметрів, структури, інших характеристик досліджуваних об'єктів.

​

Науковий підхід у хімії — це систематичний метод дослідження, який базується на спостереженнях, експериментах та логічних висновках.

Включає спостереження, формулювання гіпотез, проведення експериментів та аналіз результатів для розробки теорій й законів.

​

​

Наукові методи у хімії

• Що ми бачимо?
• Як це можна уявити?
• Що станеться, якщо ми спробуємо це змінити?
• Як ми можемо дослідити це самостійно?

Наукові методи на уроках хімії

Державний стандарт. �Групи загальних результатів

[ПРО 1.] Пізнання світу природи засобами наукового дослідження

​

[ПРО 2.] Опрацювання, систематизація та представлення інформації природничого змісту

​

[ПРО 3.] Усвідомлення розмаїття і закономірностей природи, ролі природничих наук і техніки в житті людини; відповідальна поведінка для сталого розвитку суспільства

​

[ПРО 4.] Розвиток наукового мислення, набуття досвіду розв’язання проблем природничого змісту [індивідуально та у співпраці]

Пізнання світу природи засобами наукового �дослідження.

​

• Виявляє і формулює проблему дослідження [9 ПРО 1.1]

• Визначає мету і завдання дослідження та формулює гіпотезу [9 ПРО 1.2]

• Планує дослідження [9 ПРО 1.3]

​

- Досліджує (спостерігає, експериментує, моделює)

[9 ПРО 1.4]

​

- Аналізує результати, формулює висновки, презентує результати дослідження [9 ПРО 1.5]

План проведення дослідження (Олексій Григорович)

�Етапи наукового дослідження �

�Тема дослідження�

Тема — це намічений результат дослідження, який спрямований на вирішення конкретного питання

​

Уточнює проблему, окреслює межі дослідження, конкретизує основний задум.

Має відповідати навчальній програмі, бути актуальною, цікавою для учнів.

​

Теми пропонованих навчальних досліджень орієнтовні

​

Учитель самостійно планує навчальне дослідження, може комбінувати певні дослідження та самостійно визначати порядок їх виконання та час.

Необхідно врахувати: що учні можуть знати з даної теми дослідження; що треба вивчити; яку інформацію необхідно опрацювати, що допоможе учням висунити гіпотезу.

​

Тема « Кількісний склад сумішей»

Навчальне дослідження «Визначення вологості цукру

після зволоження»

Навчальне дослідження «Визначення вологості піску

або грунту»

​

​

Навчальне дослідження «Визначення та

розділення сумішей або грунту»

​

​

Навчальне дослідження «Домашня аптечка»

​

Навчальне дослідження «Розділення суміші піску з

сіллю і визначення масової частки компонентіву суміші»

​

​

​

​

​

​

​

​

​

Тема дослідження має відповідати навчальній програмі, бути актуальною, цікавою для учнів.

​

​

Теми навчальних досліджень

• «Виконання найпростіших операцій із використанням лабораторного устаткування»

​

• «Визначення фізичних властивостей речовин»

​

• «Визначення та розділення сумішей або грунту»

​

• «Дослідження залежності маси продукту реакції від часу перебігу хімічних реакцій»

​

• «Дослідження теплопровідності та електропровідності різних матеріалів»

​

• «Порівняння фізичних властивостей металів і неметалів»

​

​

​

Параметри наукового дослідження

​

​

​

​

​

​

Параметри наукового дослідження

1. Незалежна змінна - змінна, яку ми змінюємо . Це те, що дослідник навмисно змінює в експерименті, щоб побачити, як це впливає на щось інше. Це ніби "причина", яку ми перевіряємо.
2. Залежна змінна - змінна, яку ми вимірюємо .Це те, що змінюється або реагує на нашу зміну. Це ніби "наслідок", який ми спостерігаємо та вимірюємо.

3. Контролювана змінна- змінна, яка не змінюється

​

​

Тема «Метали та метали»�Навчальне дослідження «Дослідження теплопровідності різних матеріалів»

• Мета дослідження……….
• Обладнання……
• Параметри дослідження :

- Об'єкт дослідження : явище теплопровідності

• Предмети дослідження: скляна, металева, пластмасова та дерев'яна палички
• Незалежні змінні: скляна, металева, пластмасова та дерев'яна палички
• Залежна змінна : інтенсивність нагрівання, час нагрівання
• Контролювані змінні: склянки однакового розміру, об'єм води, температура води

​

​

Гіпотеза.

Гіпотеза (від грец. основа, припущення) - це припущення, яке перевіряють експериментально.

Гіпотеза — прийом пізнавальної діяльності людини, форма мислення

Особливість - є ймовірним припущенням, достовірність якого не перевірена і не доведена.

​

Доведення (доказування)

Гіпотеза

Спростування

Тема «Метали та метали»�Навчальне дослідження «Дослідження теплопровідності різних матеріалів»

Гіпотеза …..

​

Експеримент

• «Експеримент – це відтворення на уроках за допомоги хімічних реактивів, матеріалів, спеціального посуду і приладів хімічних явищ в умовах, найбільш зручних для їх вивчення» (Н. М. Буринська)

​

• Спрямоване на закріплення та розуміння навчального матеріалу та на розвиток навичок роботи з інформацією.

​

​

Експеримент.

Експеримент. Етапи.

Навчальні дослідження :�«Дослідження теплопровідності різних матеріалів»

Експеримент сукупність дослідів, об'єднаних однією системою їх постановки, взаємозв'язком результатів і способом їх обробки.

​

​

Обробка та аналіз експериментальних даних

• Опрацювання отриманих результатів

​

- Фіксування результатів дослідження

​

Таблиці

Діаграми

Графіки

Малюнки, фото

Навчальні дослідження :�«Дослідження теплопровідності різних матеріалів».�Аналіз результатів

Висновок. Презентація

Висновок – це узагальнення та систематизацію отриманих результатів, зроблених на основі проведення експерименту. Це підтвердження чи не підтердження гіпотези.

Презентація – це представлення результатів дослідження.

Види презентації : комп’ютерна презентація, відео, коротка доповідь , лепбук.

Навчальні дослідження :�«Дослідження теплопровідності різних матеріалів». Висновок. Презентація

Висновок ……

​

Презентація …..

Рефлексія

Рефле́ксія (від лат. reflexio — «повертаюся назад») — метод самоаналізу знань, отриманих результатів дослідження, осмислення своїх власних дій.

​

Чому важливава рефлексія під час дослідження :

• дає можливість не просто запам’ятати факти, а й зрозуміти їхнє значення, зв’язок з іншими знаннями та практичне застосування;
• вчить аналізувати інформацію, результати дослідження, формулювати власні думки;
• усвідомлювати свої сильні та слабкі сторони під час проведення дослідження, мотивує вчитися та розвиватися.

​

Рефлексія

Прийоми розвитку рефлексивних здібностей :

• усне обговорення
• письмове анкетування
• художнє або графічне зображення тощо

​

Для вироблення вмінь рефлексувати доцільно запропонувати такі вирази я:

- дізнався/ дізналася…

- зрозумів/ зрозуміла …

- навчився / навчилася…

- найбільший мій успіх – це …

- відчув/ відчула складності…

- не вмів/ не вміла, а тепер умію …

- оцінюю свою роботу…

Навчальні дослідження :�«Дослідження теплопровідності різних матеріалів». Рефлексія

Дослідження виділення вуглекислого газу при взаємодії оцтової кислоти з солями карбонатної кислоти (сода, крейда, яєчною шкаралупа"

Мета дослідження……

​

Обладнання та реактиви ……..

​

​

​

​

Дослідження виділення вуглекислого газу при взаємодії оцтової кислоти з солями карбонатної кислоти (сода, крейда, яєчною шкаралупа"

Параметри дослідження :

​

Об'єкт дослідження :

виділення вуглекислого газу

Предмети дослідження:

сода, крейда, яєчною шкаралупа

Незалежні змінні:

сода, крейда, яєчна шкаралупа

Залежні змінні :

об’єм виділеного газу, інтенсивність реакції, час виділення газу

Контролювані змінні:

склянки однакового розміру, об'єм води, температура води

​

Навчальні дослідження :�Дослідження виділення вуглекислого газу при взаємодії оцтової кислоти з солями карбонатної кислоти» Експеримент. Аналіз. Висновок. Презентація. Рефлексія

Навчальні дослідження на уроках хімії

Спостереження

• Метод наукового дослідження, що полягає в активному (систематичному, цілеспрямованому, планомірному) та навмисному сприйнятті об'єкта, в ході якого здобувається знання про зовнішні сторони, властивості й відносини досліджуваного об'єкта. 
• Вивчаємо властивості речовин, відзначаючи їхню форму, колір, запах, перетворення та інші видимі характеристики. Це цілеспрямоване сприйняття хімічних об’єктів
• Це візуальне (якісне) споглядання за допомогою органів чуття чи за допомогою збільшувальних приладів;

​

Основні етапи наукового спостереження

1. Обрати об'єкт спостереження (це буде одна речовина, якась конкретна властивість чи взаємодія речовин, умови цієї взаємодії тощо).

2. Сформулювати мету спостереження (усвідомити, навіщо проводиться спостереження, що необхідно з'ясувати).

3. Скласти план спостереження, щоб досягти визначеної мети. Передбачити тривалість спостереження, підібрати необхідне обладнання, визначити способи фіксування результатів.

4. Презентувати результати спостереження.

Приклади візуального спостереження

Приклади завдань

• Завдання 1.Уявіть, що ви занурюєте у воду аркуш паперу, губку для миття посуду, дерев’яний грібінець і металеву кульку. Як ці тіла взаємодіють з водою? Що спостерігатимете? Яку гіпотезу можна сформулювати? Який експеримент можна запланувати для перевірки вашої гіпотези?
• Завдання 2. Танення льоду. Помістіть по одному кубику льоду у 2 пластикові ZIP-пакети і закрийте. Один з ZIP- пакетів потримайте у руках. Що спостерігатимете? Яку гіпотезу можна сформулювати? Виміряйте час, протягом якого кубик льоду повністю розтане у першому і другому пакетах. Як ще можна змінити умови для виконання цього дослідження?
• Завдання 3. Зважаючи на власний досвід, запропонуйте ознаки, за якими можна розрізнити зразки :
• сіль від цукру;
• мідь від золота;
• пісок від залізного порошку

Вимірювання �(кількісне спостереження)

• Проводиться з використанням вимірювальних приладів та обладнання для отримання кількісних даних про властивості речовин: маса, об'єм, температура, тиск, pH, концентрація речовин та інші фізичні параметри.

Приклади завдань

• Завдання 1. Визначення об’єму твердих тіл .Для роботи потрібно: терези чи електронні ваги, зразки вати, воску, пластилину; мірний циліндр і вода. Дотримуючи правил зважування, зважте по 1 г зразків вати, воску, пластилину. Порівняйте об’єми даних зразків. Зробіть висновки. Представте результати у вигляді діаграми.

​

​

• Завдання 2. Визначення густини. Пригадайте, що таке густина. Дослідіть густину металевих фізичних тіл :цвях, мідний дрот тощо). Зважте досліджуване фізичне тіло.

1.Запишіть його масу(m =----г).

2. Визначте об’єм досліджуваних фізичних тіл (V=--см³).

3. За формулою обчисліть густину

Результати дослідження та розрахунків представте у вигляді таблиці. Використовуючи довідники, за отриманими значеннями густин, зробіть висновок, із яких металів можуть бути виготовлені досліджувані фізичні тіла.

Моделювання

Моделювання (англ. scientific modelling, simulation) — це метод дослідження об'єктів пізнання (явищ, пристроїв, процесів, хімічних об’єктів ), що ґрунтується на заміні конкретного об'єкта досліджень (оригіналу) іншим, подібним до нього (моделлю).

Моделювання — це процес створення та дослідження моделі, а модель — засіб, форма наукового пізнання.

​

Основні етапи моделювання

1. Визначити об'єкт дослідження. Чітко сформулювати, що саме буде досліджуватися за допомогою моделювання.
2. Сформулювати мету моделювання (що потрібно дізнатися про об’єкт, які властивості або процеси вивчити).
3. Вибір типу моделі ( матеріальна або абстрактна)є

4. Проведення експерименту з моделлю.

5. Висновок.

6. Презентація моделі

Приклади завдань

Завдання 1. Використовуючи хімічний конструктор, пластилин або інші матеріали, змоделюйте молекули запропонованих сполук :N2, О2, N2O, Н2СО3, НСООН.

​

​

Завдання 2. Використовуючи додаткові джерела, відшукайте інформацію про склад повітря. Побудуйте 2D- і 3D-моделі молекул газів, що містяться у повітрі. Презентуйте моделі молекул у класі та обговоріть склад повітря і будову молекул з однокласниками.

Завдання 3. Моделюємо виверження вулкану. Для роботи потрібно: лимонна кислота, сода, барвник, корок від пляшки, пластилін, вода і рідке мило. Інструкція щодо моделювання вулкану. Спостерігайте за явищем, що відбувається. Зробіть світлини і продемонструйте їх своїм однокласникам.

Дослідницький проект : �крок до пізнавання хімії

Це метод наукового дослідження, що полягає у самостійній, творчій роботі учня (або групи учнів), яка спрямована на розв'язання певної хімічної проблеми чи дослідження хімічного явища.

​

Питання / Проблема / Ситуація

Гіпотеза

Пошукова робота

Експеримент

Аналіз

Висновок

Презентація результатів

Рефлексія

[ПРО 1.1]

[ПРО 4.2-3]

[ПРО 2.1]

[ПРО 1.2]

[ПРО 1.3-4]

[ПРО 1.5]

[ПРО 1.5]

[ПРО 2.2]

Мовна,

Інформаційна

Математична,

Інформаційна

Інформаційна, Мовна,

Навчання впродовж життя

НАУКОВИЙ МЕТОД

[ПРО 1.6]

[ПРО 1.5]

[ПРО 2.2]

[ПРО 4.5]

Теми дослідницьких проєктів

• "Дивовижні властивості води": Дослідження поверхневого натягу води, її здатності розчиняти різні речовини, впливу температури на розчинність. Можна порівняти розчинність цукру та солі у воді різної температури.
• "Повітря навколо нас: невидимий світ": Дослідження складу повітря (прості експерименти з горінням свічки в закритій посудині), виявлення вуглекислого газу у видихуваному повітрі (дослід з вапняною водою).
• "Упаковка: хімія збереження продуктів": Дослідження різних видів пакувальних матеріалів та їхньої ролі у збереженні свіжості продуктів.
• "Вода у нашому регіоні: якість та охорона": Дослідження якості води з різних джерел (водопровід, колодязь, річка) за допомогою простих тестів (прозорість, запах) та вивчення проблем охорони водних ресурсів.
• "Кислоти та луги в побуті": Дослідження pH різних побутових речовин (лимонний сік, оцет, мильний розчин, сода) за допомогою індикаторів (наприклад, чай каркаде, червонокачанна капуста).

Науковий метод у навчанні хімії

Мета наукового методу: зрозуміти, перевірити, застосувати закони і принципи, які керуть світом природи.

​

Учні та учениці :

• проводять дослідження;
• ставлять запитання;
• пропонують рішення;
• розв’язують проблему;
• отримають певні знання.

ДЯКУЮ ЗА УВАГУ