Грабовой_теор-метод_засади2

51

Навчальний хімічний експеримент пройшов великий, складний і своєрідний шлях свого становлення. У створенні його наукових засад брали участь багато вчених хіміків, методистів і вчителів, перу яких належать численні методичні посібники з питань хімічного експерименту, підручники з хімії, підготовлені за різних соціально-економічних умов.

З огляду на це, хронологічно можна виокремити такі етапи становлення та розвитку навчального хімічного експерименту у загальноосвітніх навчальних закладах:

Перший етап – становлення хімічного експерименту як методу навчання хімії, накопичення методичних ідей використання його в навчанні хімії (XVIII – 30-ті роки ХХ ст.). Цей етап пов’язаний із процесом становлення хімії як навчального предмета у середній школі.

Другий етап – виокремлення основних видів навчального хімічного експерименту, становлення, вдосконалення методики і техніки хімічного експерименту (30–90-ті роки ХХ ст.). Цей етап пов’язаний із формуванням систематичного курсу хімії, його вдосконаленням під впливом завдань, які ставились перед школою.

Третій етап – модернізація змісту, методики і техніки навчального хімічного експерименту (90-ті роки ХХ ст. – початок ХХІ ст.). Цей етап пов’язаний із формуванням нового змісту хімічної освіти, його модернізацією на засадах загальнолюдських цінностей, посиленням культурологічної,

особистісно орієнтованої освіти.

2.2.Становлення навчального хімічного експерименту

всередніх навчальних закладах як методу навчання хімії

2.2.1.Навчальний хімічний експеримент

унауковій спадщині провідних учених-хіміків

Підвалини навчального хімічного експерименту як методу навчання хімії в середніх навчальних закладах були закладені такими провідними вченими-

хіміками, як М. В. Ломоносов (1711-1765), Д. І. Менделєєв (1834-1907),

52

О. М. Бутлеров (1828-1886). Схарактеризуємо погляд цих вчених на навчальний хімічний експеримент [123].

М. В. Ломоносов створив першу хімічну лабораторію при Петербурзькій академії наук (1748), в якій сам проводив досліди з металургії, гірничої справи,

скляного і керамічного виробництва, технічної хімії. В хімічній лабораторії студенти Академії набували практичних навичок, виконували досліди,

пов’язані з навчальною і науково-дослідною роботою.

На високому рівні, у світлі вимог того часу вчений розробив вказівки щодо техніки і методики хімічного експерименту. В праці «Елементи математичної хімії» вчений вперше визначив по новому завдання хімії, висунув вимоги до осіб, що працюють у галузі хімії. Він вважав, що справжній дослідник «істинної хімії» повинен бути не тільки добрим практиком – експериментатором, але й добрим теоретиком-філософом, вміти доводити пізнане [225, с.71]. Важливим вважає питання про взаємозв’язок теорії і практики експерименту: «один дослід я ставлю вище, ніж тисячу думок,

породжених тільки уявою» [225, с.125].

М. В. Ломоносов пропонував використовувати експеримент як джерело знань, застосовуючи індуктивний метод. При цьому досліди пропонувалося не тільки демонструвати, але й обов’язково супроводжувати поясненнями, «купно с рассуждениями». Важливим є і повторення дослідів: «мисленні міркування породжуються надійними і кілька разів повтореними дослідами»

[225, с.424].

М. В. Ломоносов зазначав, що речовини слід вивчати з кількісної і якісної сторін. Зміну властивостей речовин слід співставляти із змінами їх складу, а

перетворення речовин пояснювати природніми причинами як результат руху корпускул, з яких складаються речовини.

Не втратили свого значення думки М. В. Ломоносова про роль експерименту під час вивчення хімії та інших природничих сполук. Він зазначав, що «хімії жодним чином навчитися неможливо, не бачачи самої практики і не беручись за хімічні операції» [226, с.48].

53

Величезне педагогічне значення має наукова спадщина Д. І. Менделєєва і,

зокрема, його фундаментальний підручник «Основи хімії» [234; 235].

Схарактеризуємо питання навчального хімічного експерименту в цьому підручнику вченого.

В «Основах хімії» експеримент описаний в історичному плані з використанням прийомів індукції і дедукції. Багато дослідів описано в перших

14 розділах. Опис дослідів слугує нагромадженню багатьох різноманітних фактів, які використовуються для вивчення періодичного закону і системи хімічних елементів. Потім в «Основах хімії» вже менше описується дослідів,

оскільки властивості речовин розглядаються на основі періодичного закону і системи хімічних елементів. В підручнику описано 65 демонстраційних лабораторних приладів, 19 приладів спеціального призначення. До приладів спеціального призначення належать: евдіометр, реторти, прилади для поглинання або висушування газів, газометр переносний металевий, сушильна мідна ванна, прилад для добування газів без нагрівання тощо.

В «Основах хімії» на високому науковому рівні, характерному для того часу, висуваються значні педагогічні вимоги до навчального хімічного експерименту: простота, наочність, безпечність. Д. І. Менделєєв віддавав перевагу дослідам з використанням простих приладів. Так, розкладання води електричним струмом пропонується проводити в простому приладі, що складається із зігнутої трубки, вставлених в неї електродів і пробірок. Для забезпечення наочності експерименту з газами автор «Основ хімії» рекомендує брати скляні ванни [234, с.359].

Значну увагу Д. І. Менделєєв надавав безпеці проведення дослідів.

Наприклад, в описах дослідів з натрієм, бертолетовою сіллю, гримучим газом та іншими речовинами він вказував на можливість вибуху у випадку неправильної техніки виконання дослідів. Автор «Основ хімії» у багатьох випадках пропонує заміняти одні реактиви іншими. Як індикатори він пропонує використовувати не тільки лакмус, але й настоянки волошок, фіалок тощо [234,

с.454]. Окрім того, пропонував регенерувати срібло з фіксажного розчину [235,

54

с.642]. На достатньому рівні в «Основах хімії» висвітлена техніка хімічних операцій: фільтрування, нагрівання, збирання газуватих речовин тощо.

Заслуговує на увагу варіативність демонстраційних дослідів, зокрема, дослідів,

щодо добування кисню.

Розглянемо погляди О. М. Бутлерова на роль хімічного експерименту в навчальному процесі. Він вважав, що успішне вивчення хімії можливе лише під час широкого використання демонстраційного експерименту на лекціях, а

також під час проведення практичних занять.

О. М. Бутлеров висловлював думку про те, що учнів слід спочатку знайомити з фактами, хімічними дослідами і на цій основі переходити до узагальнень, законів. «За допомоги дослідів, – писав О. М. Бутлеров, – слухачі ознайомлюються спочатку із зовнішньою стороною хімічних явищ, а потім, – з

фактами, що дали досліди, – виводяться загальні висновки про закони,

вироблені наукою, і які пояснюють ці факти» [50, с.74].

О. М. Бутлеров зазначав, що тільки «експериментальні дослідження дадуть нам основи для істинної хімічної теорії…» [51, с.37].

Великого значення О. М. Бутлеров надавав спостереженню. На його думку, спостерігати – означає бачити все, всі дрібниці, спостерігати – це природний дар, який не будь-кому даний: «… не у всіх є однаковою мірою природний дар спостережливості. Інколи трапляється, що люди дивляться і не повністю бачать, – бачать, але не спостерігають» [52, с.21].

Розглянуті погляди М. В. Ломоносова, Д. І. Менделєєва, О. М. Бутлерова на хімічний експеримент спонукають до наступних узагальнень. Вчені-хіміки аргументовано висвітлюють роль експерименту в навчальному процесі як джерела знань, нагромадження фактів, методу навчання хімії. Ними закладені підвалини методики і техніки навчального експерименту, зокрема вимоги до експерименту – простота, наочність, безпечність, необхідність пояснення,

повторення. Із техніки експерименту заслуговують на увагу техніка хімічних операцій – фільтрування, нагрівання, збирання газуватих речовин, регенерація відходів хімічних процесів, використання ужиткових речовин. На достатньому

55

рівні сформульовані вимоги до хіміка-дослідника: вміння експериментувати,

спостерігати, узагальнювати, робити теоретичні висновки. Зазначені питання не втратили свого значення і на сучасному етапі розвитку і вдосконалення навчального хімічного експерименту.

Таким чином, російські вчені-хіміки М. В. Ломоносов, Д. І. Менделєєв,

О. М. Бутлеров, педагогічні ідеї яких у подальшому мали великий вплив на шкільну хімічну освіту, заклали основи навчального хімічного експерименту.

У результаті наукового дослідження постала необхідність розкриття в історичному аспекті становлення навчального хімічного експерименту у середніх навчальних закладах.

Тому наступним завданням нашого наукового пошуку стало теоретичне дослідження щодо особливостей становлення навчального хімічного експерименту в середніх навчальних закладах.

2.2.2. Становлення навчального хімічного експерименту

всередніх навчальних закладах

Упроцесі аналізу літературних джерел [259; 260] з’ясовано, що перші школи як державні заклади з’явилися в період реформи Петра І. В зв’язку з цим виникла гостра потреба в спеціалістах. Створені були гірничі, медичні,

військові, геодезичні та інші школи, в яких давалися переважно технічні знання, що спиралися на елементи природничо-наукових відомостей. Ці школи в основному реалізували спеціальну підготовку. Звичайно, середньої загальноосвітньої школи, в сучасному її розумінні, в цей період ще не було. В

навчальних планах шкіл цього періоду назви такого навчального предмету, як хімія, не було [260, с.13-14]. Хімію тривалий час вивчали в складі фізики або природознавства (нежива природа). Відомості з хімії були обмежені і подавалися у вигляді окремих напрямів у підручниках з цих предметів. Виклад матеріалу був догматичним, який зовсім не спирався на хімічний експеримент.

Але в підручнику фізики для головних народних училищ П. Гіларовського [260,

с.21] з 505 сторінок хімії відведено 100 сторінок. Цей підручник цінний не

56

тільки тим, що в ньому матеріал хімії висвітлюється на високому рівні того часу,

але й тим, що в ньому висвітлені питання методики і техніки хімічного експерименту. П. Гіларовський розрізняв спостереження та експеримент. Під спостереженням він розумів розгляд речей у натуральному їх стані, а під експериментом – розгляд речей в стані їх перетворень. Більшість речовин,

дослідів в підручнику П. Гіларовського описані так, як вони подані в наукових працях, без пристосування до навчального процесу. В підручнику описані способи розділення речовин: перегонка, сублімація, розчинення, кристалізація тощо.

У середині XVIII століття при трьох російських університетах були організовані перші гімназії: Петербурзька при Академії наук (1747),

Московська (1755) і Казанська (1758). З 1799 по 1804 р. хімія викладалася в них як окремий предмет. Підручники здебільшого були перекладні (з німецької мови), і тільки у 1808 р. вийшов підручник хімії російською мовою, автор якого академік Петербурзької Академії наук О. І. Шерер [259, с.85]. Його підручник

«Керівництво до викладання хімії» цікавий тим, що в ньому значна увага приділяється хімічному експерименту (в підручнику описано 140 дослідів),

показана роль експерименту як методу навчання хімії. У передмові до підручника він зазначав, що викладання хімії повинно вестись практичніше,

базуватися на дослідах, у лабораторії.

Удругій половині 19 – початку 20 ст. середню освіту можна було здобути

втаких навчальних середніх закладах, як гімназії, реальні та комерційні училища, кадетські корпуси. Хімія як окремий навчальний предмет вивчалася в усіх середніх закладах, окрім гімназій.

Схарактеризуємо види навчального хімічного експерименту, які практикувалися в навчанні хімії в реальних та комерційних училищах [123; 140].

Реальні училища були створені на базі реальних гімназій в 1871 р. В

1906 році в реальних училищах набули чинності нові навчальні плани, за якими хімія знову почала вивчатися окремим курсом: у 5 класі (2 години на тиждень) і

в 6 класі (1 година на практичні роботи) [285, с.83]. Практичні роботи

57

проводилися паралельно вивченню курсу і під керівництвом викладача. Окрім того, пояснювальна записка програми вимагала знайомити учнів з основами якісного аналізу. Для цього відводилась в 6 класі ще одна година на тиждень на його проведення в позаурочний час. Вивчення учнями основ якісного аналізу мало на меті розширення їх кругозору, ознайомлення з науковими методами вивчення речовин навколишньої природи. Водночас практичні роботи сприяли засвоєнню основних понять із загального курсу хімії [285, с.153-154].

Для реальних училищ цього періоду були створені підручники з хімії,

зокрема С. І. Ковалевського, викладача фізики і хімії Першого Петербургського реального училища, який витримав 11 видань [198]. Зміст підручника складають основи неорганічної та органічної хімії. Весь матеріал підручника будується на експериментальній основі, більшість дослідів описані в тексті як ілюстрація до теоретичного матеріалу. Опис дослідів супроводжується малюнками. Заслуговує на увагу простота обладнання, приладів.

Популярним в реальних училищах був підручник викладача Київського політехнічного інституту (нині Національний технічний університет «КПІ»)

І. М. Кукулеско [210]. Підручник побудований на експериментальній основі: в

самому тексті описано 138 дослідів, що складають органічну єдність з текстом. В

кінці підручника додано приблизний список дослідів для практичних занять – 24

теми по 5-7 дослідів кожна. Досліди мають пробірковий характер, не потребують складного обладнання і часу для їх виконання. Як додаток у підручнику вміщено короткі вказівки щодо обладнання хімічної лабораторії, монтування приладів і поводження зі склом. Отже, в підручнику реалізовані власні методичні ідеї автора щодо ефективного вивчення хімії – хімічний експеримент:

демонстраційні досліди, практичні роботи. І. М. Кукулеско вважав, що найбільш доцільним способом ознайомлення учнів з хімією є виконання дослідів самими учнями і особисте спостереження ними явищ [210, с.3].

У комерційних училищах значна увага зверталася на вивчення хімії.

Згідно з програмою для комерційних училищ на вивчення хімії відводилось 9

годин: 5 клас – 3 години; 6 клас – 2 години; 7 клас – 4 години на практичні

58

роботи [286, с.119-122]. Практичні роботи в комерційних училищах проводилися паралельно курсу і лише в деяких випадках – на рік пізніше.

Склад групи для практичних занять зазвичай не перевищував 10 осіб (клас поділявся на дві, іноді й три групи), дуже рідко їх проводили цілим класом [286,

с.72].

Навчальні комерційні заклади, відкриті на початку 20 ст., обов’язково організовували хімічну лабораторію. Кожному учневі в ній відводилось окреме місце і виділявся набір хімічного посуду, реактивів, необхідного обладнання.

Практичні роботи проводились з метою кращого засвоєння теоретичного матеріалу, розвитку самостійності учнів, ознайомлення із методами наукового експерименту, набуття навичок його проведення, а також виховання таких рис,

як кмітливість, спостережливість, увага, терпіння, виконання поставленої роботи [260, с.135-136].

Заслуговує на увагу досвід організації практичних робіт в Тенішевському комерційному училищі м. С.-Петербурга, де викладачами хімії були С. І. Созонов і В. Н. Верховський. Роботи з хімії проводились у спеціально обладнаній лабораторії, яка була розміщена поруч з лабораторією для робіт з фізики. Хімічна лабораторія була оснащена водою і газом. Газові пальники були поставлені на кожному робочому місці. Роботи велись індивідуально, і

тільки в окремих випадках учні працювали по двоє. Практичні роботи завершувались складанням звіту учнями [260, с.132].

Цікавий досвід організації практичних робіт в Київському приватному жіночому комерційному училищі Л. М. Володкевич, заснованому в 1900 р.

Викладачем хімії у цьому училищі був педагог-хімік М. М. Володкевич

(чоловік власниці училища Л. М. Володкевич). Великого значення надавав Володкевич М. М. проведенню практичних робіт з хімії. Вони розглядалися як засіб розвитку самостійності учнів і могли проводитися протягом усього терміну навчання, від початкової школи до випускного класу, поступово ускладнюватись в міру накопичення знань і набування вмінь. Водночас, на думку М. М. Володкевича, слід було б поставити і теоретичне навчання.

59

М. М. Володкевич розробив програму викладання хімії з практичними роботами. Систематичний курс хімії вивчався у 6 і 7 класі. У 7 класі запроваджувалось вивчення неорганічної хімії в систематичному плані за періодичною системою. Завершувався курс вивченням органічної хімії.

Паралельно вивчався курс хімічної технології: цукрове виробництво,

виноробство, пивоваріння, миловаріння, виготовлення скла і глиняних виробів тощо [260, с.139-141].

Як підручники з хімії у комерційних училищах особливою популярністю користувалися підручники С. І. Созонова та В. Н. Верховського «Перші роботи з хімії» [318] та «Елементарний курс хімії [319].

Підручник «Перші роботи з хімії» є узагальненням досвіду проведення практичних робіт з хімії в Тенішевському училищі, один з кращих посібників для практичних робіт з хімії в середній школі. Підручник перевидавався 10

разів (останнє видання було в 1935 році). У підручнику наведені інструкції щодо виконання 65 робіт. У передмові до нього автори сформулювали мету проведення практичних робіт: 1. Сприяти ґрунтовному і міцному засвоєнню хімічних понять і законів. 2. Досягти більш глибшого ознайомлення із властивостями та перетвореннями найбільш важливих речовин та їх сполук.

3. Формувати навички в поводженні з посудом, навчити найпростішим прийомам обробки скла, пробок, ознайомити з виготовленням нескладних приладів [318, с.4]. Ці положення є тепер загальноприйнятими, а в той період це було нове слово в методиці навчання хімії.

Список практичних робіт вражає винятковим методичним задумом і чіткістю. Заслуговує на увагу значна кількість робіт, які вводяться з початку курсу. Досліди описані з врахуванням алгоритмічних приписів.

Підсумовуючи особливості вивчення хімії в середніх навчальних закладах, де хімія вивчалась як окремий предмет, К. Я. Парменов зазначає, що під час вивчення хімії застосовувались переважно уроки двох типів: теоретичні уроки, практичні роботи. Під першими розуміли такі уроки, на яких вчитель пояснював новий матеріал із застосуванням демонстрацій і різноманітних

60

навчальних посібників. Клас в цьому випадку дослідів не виконував, а

виконував учитель. Практичні роботи проводились додатково до або після теоретичного уроку. Учні самостійно навчались під керівництвом учителя або

за інструкцією [259, с.116].

Отже, основними видами хімічного експерименту, які практикувались в навчальному процесі середніх навчальних закладів, в яких хімія вивчалась як

окремий предмет, були демонстраційні досліди та практичні роботи.

Провідна роль в організації навчального процесу з хімії в середніх навчальних закладах належить Тенішевському училищу, де працювали викладачами С. І. Созонов, В. Н. Верховський – фундатори методики навчання

хімії та хімічного експерименту.

Враховуючи об’єкт дослідження, розглянемо наукові погляди

С. І. Созонова на навчальний хімічний експеримент. На думку С. І. Созонова,

дослід повинен відігравати в навчанні керівну роль: «… Я дивлюся на експеримент як на метод ознайомлення з явищами, а не тільки на ілюстрацію,

яку можна і показати на малюнку або ескізі» [317, с.76]. Чимало уваги

С. І. Созонов приділяв освітній і виховній ролі учнівського експерименту під час вивчення основ наук: «Як би не був чудово експериментально проведений курс,

але якщо експеримент залишається в руках викладача, учень не буде повністю задоволений» [317, с.73]. С. І. Созонов розробив теоретичні основи учнівського експерименту у формі практичних робіт. Будучи великим прихильником цього виду учнівського експерименту, він не відкидає демонстраційний експеримент,

який проводиться вчителем, але вважає його недостатнім.

Схарактеризуємо пізнавальне значення практичних робіт за С. І. Созоновим:

«1. Практичні заняття сприяють розвитку органів чуттів, що необхідно для правильного і точного сприймання дійсності.

2. Практичні заняття експериментального характеру, які привчають учня сприймати і аналізувати конкретні явища, найкраще відповідають розумовим здібностям учнів середнього віку.