В условиях цифровизации, информатизации образования (увеличивающегося количества видео-экспериментов, виртуального эксперимента на уроках химии), а также дистанционного обучения [Иванова и др., 2021; Иванова, Попов, 2020a; Иванова, Попов, 2020b], мы забываем о главном действующем методе и средстве обучения - реальном химическом эксперименте, считая, что это требует больших затрат реактивов, специального оборудования и специальных условий. В своей статье хотим обратить внимание на важность проведения химического эксперимента и возможности его проведения в домашних условиях, как самостоятельную работу учащихся. Основные требования к проведению эксперимента в домашних условиях: 1. Безопасность. Это выбор только безопасных опытов. Знание и соблюдение правил по ТБ. Для этого с каждым домашним химическим экспериментом рекомендуем выдавать памятку «Инструктаж по ТБ». Представим пример такой памятки. ▪ Во время проведения опытов необходимо надеть специальную одежду (халат), резиновые перчатки и защитные очки. ▪ Хранить реактивы в отдельных склянках и коробках. ▪ Опыты нужно проводить на подносе, следуя строго инструкции. ▪ Не проводить опыты в посуде, из которой едят. ▪ Не брать реактивы руками, не вдыхать вещества с резким запахом, не наклоняться над пробирками, в которых идут реакции, не пробовать вещества на вкус. ▪ При попадании щелочи на кожу необходимо промыть пораненное место обильной струей воды, обработать разбавленным раствором слабой кислоты (уксусной или борной), а затем заново промыть большим количеством воды. Щелочь смывается плохо, промывание должно быть продолжительным (10- 15 мин.) и тщательным, пока не исчезнет ощущение мылкости. ▪ При попадании щелочи в глаза их необходимо быстро промыть большим количеством воды, затем обработать тампоном, смоченным раствором 0,2% борной кислоты, и вновь промыть водой. Пострадавшего немедленно отправить к врачу. ▪ При ожогах кислотой кожу быстро промывают большим количеством воды (струей из-под крана), затем раствором гидрокарбоната натрия, снова промыть водой. ▪ При попадании кислоты в глаза необходимо промыть их немедленно как можно большим количеством воды, обработать тампоном, смоченным раствором гидрокарбоната натрия (соды) и вновь промыть водой. Пострадавшего немедленно направить к врачу. ▪ При работе с огнем будьте осторожны, не держите рядом легко воспламеняющихся предметов! Желательно при этом снимать резиновые перчатки во избежание их воспламенения. 2. Доступность реактивов и оборудования (приобретаются в продуктовых, хозяйственных магазинах или аптеках). 3. Проста и наглядность в исполнении. 4. Обучающая цель (источник знаний, закрепление знаний, мониторинг и др.) 5. Неограничен жёсткими временными рамками, что позволяет получить удовлетворение. В качестве методической помощи учителю для оптимизации процесса обучения представим дидактическую карточку химического эксперимента, составленную в соответствии со следующим планом: 1. Название опыта. 2. Цель эксперимента. 3. Оборудование и реактивы. 4. Ход эксперимента. 5. Уравнение реакции. 6. Наблюдение. 7. Вопросы по эксперименту. 8. Выводы. 9. Требования по технике безопасности. 10. Применение на практике. При составлении картотеки мы пользовались принципом адаптивности [Иванова, 2005; Иванова, Пак, 2008; Пак, Иванова 2007] (а именно, учитывали каналы восприятия учащихся - ведущих модальности: аудиальную, визуальную и кинестетическую), а также принципом практикоориентированности (применение данного эксперимента в жизни и будущей профессиональной деятельности). Пример. Карточка 1. Самостоятельная научно-исследовательская работа по теме «Индикаторы» 1. Название опыта: Изменения окраски индикаторов в зависимости от кислотноосновных свойств водных растворов. 2. Цель эксперимента: Научиться определять рН растворов с использованием кислотно-основных индикаторов 3. Оборудование и реактивы: 3 прозрачных стаканчика для сока (одноразовых) на 100-150 мл, вода, 1 чайная ложка черничного варенья (смородинового варенья и др.) раствор соды, раствор уксусной кислоты (или сок лимона). 4. Ход эксперимента: ▪ Поместите в стаканчик № 1 50 мл воды и чайную ложку черничного варенья. Перемешайте содержимое. Расскажите, какая окраска черничного варенья в нейтральной среде. ▪ Поместите в стаканчик № 2 50 мл воды и чайную ложку черничного варенья. Добавьте чайную ложку 9% уксуса (или сока лимона) и перемешайте. Расскажите, как изменилась окраска раствора. ▪ Поместите в стаканчик № 3 50 мл воды и чайную ложку черничного варенья. В полученный раствор аккуратно добавьте раствор соды (2 чайных ложки на 50 мл воды). Расскажите, как изменилась окраска раствора. 5. Уравнение реакции Раствор №1 H2O + черничное варенье →фиолетовый Раствор №2 СН3СООН + черничное варенье → красный Раствор №3 Сода (Na2CO3) черничное варенье →синий 6. Наблюдение: заполните таблицу1. Список растений, листья или плоды которых можно использовать для приготовления природных индикаторов (список для удобства дан в алфавитном порядке). Примечание: Таким образом, учитель работает на все три модальности. Аудиальную - при помощи химического эксперимента мы развиваем речь ученика, в инструкции просим рассказать (проговорить), как изменялась окраска индикатора. Визуальную - ученик наблюдает за изменением окраски и фиксирует это записями в тетради. Кинестетическую - в ходе выполнения домашнего эксперимента учащийся изучает, закрепляет учебный материал на практике, развивает экспериментальный умения). 1. Выводы: Индикаторы - соединение, позволяющее визуализировать изменение концентрации какого-либо вещества или компонента или быстро определить pH. 2. Техника безопасности: соблюдать правила ТБ при работе с кислотами. Не пробовать вещества на вкус, не наклоняться над сосудом при добавлении веществ. 3. Применение на практике: Природные индикаторы находят применение во многих областях человеческой деятельности: в медицине (пурген - медицинское название фенолфталеина (слабительное средство); антиоксидантное действие антоцианов) и экологии, в сельском и народном хозяйстве (для оценки химического состава почвы, степени её плодородия, при разведке полезных ископаемых), в пищевой промышленности (добавка Е 163) и в быту (помогают определять среду растворов различных средств бытовой химии и косметических средств, удалять пятна растительного происхождения). Пример. Карточка 2. Самостоятельная научно-исследовательская работа по теме «Углеводы». 1. Название опыта: Качественная реакция на крахмал. 2. Цель эксперимента: провести качественную реакцию на крахмал. 3. Оборудование и реактивы: стакан на 250 мл, йод (спиртовая настойка йода, 5%), крахмал (или продукты питания, содержащие крахмал). 4. Ход эксперимента: ▪ Налейте в стакан 70-100 мл воды и добавьте чайную ложку крахмала. Перемешайте содержимое. Добавьте 10-12 капель йода и снова перемешайте. Расскажите, как изменилась окраска. ▪ Повторите предыдущий эксперимент, но вместо чайной ложки крахмала добавьте в воду кусок белого хлеба (лучше в марле), дайте ему намокнуть и отожмите. В полученный раствор добавьте 10-12 капель йода и перемешайте. Расскажите, как изменилась окраска. 6. Уравнение реакции (C6H10O5)n +I2 → синее окрашивание 7. Наблюдение: заполните таблицу 2. 1. Вопросы по эксперименту: Расскажите, изменилась ли окраска при добавлении йода? Почему? Снимите видео эксперимент данного опыта, проверьте на наличие крахмала другие продукты питания? Рекомендуемый для проверки список продуктов питания: Яблочный сок Майонез Кетчуп Мёд Картофель Примечание: Ещё раз обратим внимание, что учитель работает на все три канала восприятия: аудиальный (ученик проговаривает как изменялась окраска раствора), визуальный (видит изменение окраски и фиксирует это записями в тетради), кинестетический (закрепляет знания на практике, развитие практических умений). 1. Выводы: Йод является качественным реактивом на крахмал. 2. Техника безопасности: соблюдать правила ТБ при работе с веществами. Не пробовать вещества на вкус, не наклоняться над сосудом при добавлении веществ. 3. Применение на практике. С помощью этой реакции можно определить наличие крахмала в продуктах питания и не только. Пример. Карточка 3. Самостоятельная научно-исследовательская работа по теме «Углекислый газ». 1. Название опыта: Получение углекислого газа, изучение его свойств. 2. Цель эксперимента: Получить углекислый газ реакцией нейтрализации, доказать что углекислый газ тяжелее воздуха и не поддерживает горение. 3. Оборудование и реактивы: стакан на 250 мл (или глубокая стеклянная тарелка), сода, уксус, свеча (классическая чайная), спички. 4. Ход эксперимента: ▪ Поместите в стакан 2-3 чайных ложки соды. Прилейте уксус примерно до одной трети стакана. Расскажите, какие изменения Вы увидели. ▪ Зажгите свечу. ▪ Наклоните стакан в сторону горящей свечи, не допуская проливания жидкости. Свеча перестала гореть. 5. Уравнение реакции Na2CO3+CH3COOH→CH3COONa+H2O+CO2↑ 6. Наблюдение: Выделение газа, свеча перестала гореть. 7. Вопросы по эксперименту: Расскажите, почему свеча перестала гореть? Поддерживает ли горение CO2? Углекислый газ тяжелее или легче воздуха? Если бы Вы (во время выделения углекислого газа) внесли в стакан тлеющую лучинку, чтобы произошло? У А. П. Чехова есть замечательный рассказ «Зиночка» [Чехов], приведём фрагмент из него «Зиночка рассеянно глядела в окно и говорила:- Так. Мы вдыхаем кислород. Теперь скажите мне, Петя, что мы выдыхаем?- Углекислоту, - отвечал я, глядя в то же окно.- Так, - соглашалась Зиночка. - Растения же наоборот: вдыхают углекислоту и выдыхают кислород. Углекислота содержится в сельтерской воде и в самоварном угаре… Это очень вредный газ. Близ Неаполя есть так называемая Собачья пещера, содержащая в себе углекислоту; пущенная в нее собака задыхается и умирает.». Нет ли в этом фрагменте ошибок? 1. Выводы: В ходе реакции выделяется углекислый газ. Он тяжелее воздуха и не поддерживает горение. 2. Техника безопасности: соблюдать правила ТБ при работе с веществами. Не пробовать вещества на вкус, не наклоняться над сосудом при добавлении веществ. 3. Применение на практике. Этот процесс идет всякий раз, когда при изготовлении шипучих напитков и кондитерских изделий питьевую соду «гасят» уксусом. В медицине раствор соды применяется как нейтрализатор химических ожогов кожи и слизистых оболочек. Как средство от изжоги и болей в желудке современная медицина не рекомендует применять соду из-за побочных эффектов, в том числе, из-за «кислотного рикошета», выделение CO2. Примечание: Использование в задании фрагмента литературного произведения, лишний раз показывает учащимся, что даже писателям нужны знания по химии. Многое в обучении химии отводиться на самостоятельную работу учащихся из-за маленького количества часов химии в школе, достаточно объёмного и сложного материала. В силах учителя сделать эту самостоятельную работу интересной, с привитием элементов научно-исследовательской деятельности, с практической направленностью. Под практической направленностью (практикоориентированностью), мы подразумеваем, понимание эксперимента учащимся и возможностью использования его в повседневной жизни, а может быть даже в будущей профессиональной деятельности. Отметим, что итогом домашнего химического эксперимента могут быть не только ответы на вопросы и заполненные пробелы в таблицах, но и созданный видеоролик. Таким образом, домашний химический эксперимент может служить источником и мониторингом химических знаний и умений, способствовать развитию речи, наблюдательности, совершенствованию практических умений, способствовать выбору будущей профессиональной деятельности. Наш опыт показал [Сеселкин, 2022], на это обращают внимание и другие авторы [Обендрауф, 2006, Чертков, Жуков, 1989], что практически любой школьный химический эксперимент можно показать наглядно, в малых объёмах, с минимальными затратами реактивов и с использованием доступного оборудования (в том числе изделий медицинского назначения). В зависимости от уровня подготовки класса, от типа урока учитель может проводить предложенные эксперименты как демонстрационный химический эксперимент, как лабораторную работу, как учебно-исследовательский эксперимент во внеурочной работе, а не только как домашний химический эксперимент. Учебно-исследовательский эксперимент в домашних условиях способствует пониманию важности химии и ее востребованности в разных профессиональных областях.