Анализ существующих учебников и учебных пособий по школьному химическому эксперименту позволил выделить ряд недостатков, присущих практически каждому из них: оборудование, конструкция приборов, набор реактивов, а также последовательность выполнения операций предлагаются учащимся в готовом виде, принцип действия всего прибора и функциональное назначение его частей не разъясняется, не уделяется внимание «химизму» процесса. Перечисленные недостатки методики школьного химического эксперимента не позволяют формировать у учащихся умения осознанно планировать экспериментальную деятельность, самостоятельно конструировать приборы, подбирать различные варианты оборудования и реактивов для осуществления химического эксперимента, разумно подходить к требованиям техники безопасности. Помимо этого деятельность «по образцу», рекомендуемая в существующих методиках, приводит в конечном итоге, к снижению мотивации к обучению химии у учащихся, не позволяет формировать у них полноценное химическое мышление.
Поскольку важное место в школьном химическом эксперименте занимает эксперимент, связанный так или иначе с работой с газами (получение газообразных веществ, изучение их свойств, изучение химических процессов, в результате которых образуются газообразные вещества), мы поставили перед собой задачу разработать цикл обучения по формированию у учащихся обобщённых умений работы с газами. В рамках школьного курса химии такими умениями являются умения конструировать прибор и разрабатывать методику эксперимента по: а) получению газов; б) собиранию газов; в) очистке и осушке газов; г) поглощению газов; д) хранению газов; е) распознаванию газов.
Нами выделены те существенные особенности газообразных веществ и процессов их получения, которые влияют на конструкцию приборов и методику самой экспериментальной работы (для получения газов существенными являются агрегатное состояние реагентов и температурный режим процесса; для собирания газов – молярная масса газа, способность газа растворяться в воде и/или с ней взаимодействовать; для очистки, осушки и поглощения газов – способность их взаимодействовать с определёнными веществами и т. д.).
На базе этого создано 7 опорных таблиц (ОТ) , в которых в обобщённом виде систематизирован описываемый материал (см. приложение). Часть информации в опорных таблицах учащиеся получают в готовом виде (физические свойства изучаемых газов, температурный режим их получения и некоторые другие), остальную заносят в таблицы сами, выполняя специально разработанные «исследовательские» задания. После этого, пользуясь опорными таблицами и анализируя свойства газов, учащиеся выполняют систему специальных упражнений теоретического и практического характера, что позволяет им, в конечном итоге, самостоятельно конструировать прибор и составлять методику эксперимента по работе с любым веществом в газообразном состоянии, свойства которого известны ученику.
формирование экспериментальной деятельности учащихся на уроках химии