XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

Действительно ли школа готовит детей к жизни? Как правило, она делает акцент только на теоретическое знание. Изучаемые предметы, которые учат думать и анализировать, зачастую оторваны от сложившихся жизненных ситуаций. Выпускники часто сталкиваются с тем, что им не хватает элементарных практических навыков – как управлять личным бюджетом, как вести себя в профессиональной среде, как справляться с трудностями. В современном образовании наблюдается значительный разрыв между академическими знаниями и их практическим применением в реальной жизни, особенно в естественно-научных предметах, к примеру, в химии. Несмотря на то, что школьный курс химии предоставляет учащимся важные теоретические основы, для большинства химические принципы и понятия остаются на уровне теоретических сведений, сложных для поминания. Для многих является трудным проецировать химические процессы на явления, происходящие в реальной жизни. В данной статье предлагаются образовательные подходы, которые помогут преодолеть разрыв между теорией и практикой, делая химию более доступной, интересной и, что важнее, понятной для учеников.

Трудности в понимании химии из-за разрыва между теорией и практикой становится все более серьезной проблемой. Ученики теряют мотивацию и обучение вызывает значительное количество трудностей. Многие школьники воспринимают химию как набор абстрактных формул и понятий, которые не имеют отношения к их повседневной жизни. Например, ученик, изучая окислительно-восстановительные реакции в классе, не может даже представить, как это важно для его здоровья, когда речь заходит о пищевых добавках или загрязнении окружающей среды.

Все это приводит к тому, что ученики теряют интерес к предмету и не хотят углубляться в изучение химии. Но даже к этой проблеме можно найти эффективное решение – внедрение в учебный процесс практики по использованию химических знаний в реальной жизнь. Обучающимся будет значительно легче усвоить материал за счет повышения интереса к предмету.

Для внедрения такого подхода в образовательный процесс необходимо воспользоваться некоторыми педагогическими теориями:

1. Конструктивизм, основоположником которого является Жан Пиаже. В рамках этой теории значительное влияние имеет организация активного участия учащихся в процессе обучения с целью построения знаний на основе лично полученного опыта.

2. Проблемное обучение или цикл Колба – это модель обучения на опыте, разработанная Дэвидом Колбом. Согласно этой модели, обучение происходит через решение реальных проблем, что способствует развитию у обучающихся критического мышления и навыков анализа.

3. Проблема множественных интеллектов, основоположником которой является Говард Гарднер. Сущность теории состоит в том, что интеллект имеет множество форм, и, основываясь на этом, образовательный процесс должен принимать во внимание индивидуальные возможности каждого обучающегося.

4. Социальное обучение, разработанное Альбертом Бандура. Теория базируется на следующем представлении: основанное на наблюдении и взаимодействии с окружающими учение способствует распространению знаний и опыта и их обмену.

5. Контекстуальное обучение, основы которого были заложены Джоном Дьюи. Основной аспект теории заключается в том, что акцентирование внимания на контексте, в котором осуществляется процесс обучения, способствует установлению связи между теоретическими знаниями и их практическим применением.

Каждая из этих концепций по–своему уникальна и обладает рядом достоинств, что может способствовать преодолению барьера между научными знаниями и практическим опытом. Так, например, активное участие учеников в процессе обучения и их попытки создания собственных моделей для более полного понимания протекания химических процессов – это то, что может предложить теория Жана Пиаже. Проблемное обучение Дэвида Колба позволяет использовать теоретические сведения для решения конкретных задач. Идея множественных интеллектов акцентирует внимание на индивидуальных различиях между учениками, а социальное обучение поддерживает взаимодействие и обмен знаниями среди ровесников. Теория Джона Дьюи создает связь между теоретическими аспектами и реальными ситуациями, делающей учебный процесс более значимым.

Необходимо рассмотреть примеры из реальной жизни, которые будут иллюстрировать применение химических знаний на практике и в быту:

1. Овощи в рассоле.

Если в рассол (раствор соли хлорида натрия) поместить свежие огурцы, то будет происходить процесс осмоса. Соль NaCl при растворении в воде образует ионы натрия Na+ и ионы хлора Cl-. Огурец является растением и ионы могут проходить через клеточные мембраны. Этот процесс вызывает изменение структуры клеток, что делает овощи более хрустящими. В итоге огурец теряет воду (она попадает в сам рассол), но получает соль, что помогает сохранить свежесть и вкус овоща.

NaCl = Na⁺ + Cl^-

2. Сода (разрыхлитель теста)

В тесто добавляют кислоту (чаще всего это лимонная и уксусная кислота). При добавлении соды (бикарбонат натрия NaHCO₃) в тесте происходит химическая реакция, в результате которой выделяется углекислый газ (CO₂). Именно он и создает пузырьки и заставляет тесто подниматься. Чаще всего тесто держат в теплом месте т.к. температура ускоряет реакцию, чаще выделяются пузырьки и тесто поднимается.

NaHCO₃ + CH₃COOH = CH₃COONa + H₂O + CO₂ ↑

3. pH и его особенности

рН – это мера кислотности или щелочности раствора. Значение может варьироваться от 0 (кислотная среда) до 14 (щелочная среда), 7 является нейтральным значением. Лимонный сок имеет низкий показатель рН, а мыло очень высокий. Для нейтрализации той или иной кислоты можно использовать щелочь, например, пищевую соду (NaHCO₃). Чаще всего в лаборатории для измерений значений рН используют специальную индикаторную бумагу, которая окрашивается в определенный цвет при заданном значении рН.

4. Мыло

Мыло имеет щелочную среду. Оно состоит из жирных кислот и натриевых и калийных солей (в зависимости от того, твердое или жидкое мыло хотят получить). Мыло реагирует с жирами с образованием мицеллы (это определенная молекула, которая способна захватывать жир и грязь, позволяя смыть водой). Если часто мыть руки, то это может привести к сухости кожи так как мыло удаляет грязь и масла на нашей коже.

С₁₇H₃₅COOH + NaOH = C₁₇H₃₅COONa + H₂O

(стеариновая кислота) (стеарат натрия – твердое мыло)

5. Хлорка

Белизна (гипохлорит натрия NaClO) в быту используется как отбеливатель и дезинфецирующее средство. Хлорка имеет сильные окислительные свойства и может реагировать со многими веществами, обесцвечивая их структуру (отбеливание одежды и т.д). Белизна опасна, если глубоко вдыхать ее пары. Запрещено использовать аммиак при вдыхании паров хлорки.

6. Чай – хороший индикатор

Чай является отличным индикатором за счет наличия в своем составе полифенолов, которые способны менять цвет при определенном рН. При добавлении кислоты (лимона) в чай раствор становится светлым, а при добавлении щелочи начинает сильно темнеть. Разводы на кружке и образование пленки на поверхности чая появляется за счет жесткой воды (полифенол реагирует с Ca и Mg в воде)

7. Газировка

Открывая бутылку газировки, можно заметить активное образование пузырьков. В этом явлении тоже задействованы химические процессы. При открывании бутылку давление внутри резко снижается, что приводит к быстрому выделению углекислого газа (CO₂), растворенного в жидкости. Пузырьки образуются, потому что CO₂, находящийся в растворе в виде слабой угольной кислоты, выходит в виде газа. Со временем пузырьки исчезают, так как газ выходит на поверхность и уходит в атмосферу.

H₂CO₃ = CO₂ + H₂O

8. Алюминиевая посуда

Многие продукты, например, кислые или соленые, нельзя хранить в алюминиевой посуде, так как они могут вступать в реакцию с алюминием. В результате этих взаимодействий могут образоваться алюминиевые соли, которые вредны для здоровья. Также алюминий покрывается оксидной пленкой, которая может реагировать с кислотами и щелочами. Это приводит к изменению вкуса еды и образования токсичных соединений.

6CH₃COOH + 2Al = 2(CH₃COO)₂Al + 3H₂

Наиболее яркого впечатления у обучающихся можно добиться с помощью демонстрационных опытов. Например, назначить определенный день и посвятить урок проведению описанных экспериментов на практике. Ученики могут принести из дома соду, чай или газированную воду и под контролем учителя самостоятельно провести приведенные выше реакции. Организация этого процесса приведет не только к получению ярких эмоций, но будет иметь и важное образовательное значение, ведь в результате такой деятельности у учеников будут разрабатываться практические навыки, а также умение работать в команде. Ознакомившись с содержанием школьной образовательной программы по химии, мы подготовили примерный список тем, в рамках которых можно реализовать описанные нами опыты.

Таким образом, перед педагогами образовательных учреждений стоит серьёзная проблема, которая заключается в невозможности применения академических знаний по химии в реальной жизни. Для повышения доступности и актуальности, а также развития практической реализации теоретических знаний могут быть использованы различные образовательные подходы, таких как конструктивизм, проблемное обучение и контекстуальное обучение. Вышеприведённые примеры демонстрируют, как химические процессы затрагивают различные сферы нашего существования и подчеркивают важность трансформации теоретических знаний в практические навыки.

Литература:

1. Сальникова Е. В., Качественный анализ: учебное пособие / Е. В. Сальникова, Е. А. Осипова – Текст: непосредственный. – Оренбург: ОГУ, 2015. – 71 с.

2. Габриелян О. С., Химия. 9 класс. Базовый уровень / О. С. Габриелян,
   И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. – Москва: Просвещение, 2024. – 224 с.

3. Иванова В.М., Актуальные проблемы педагогики и образования: сборник студенческого и научно-педагогического общества кафедры общей и профессиональной педагогики ОГУ / Министерство образования и науки Рос. Федерации, Федер. агентство по образованию, Гос. образоват. учреждение высш. проф. образования "Оренбург. гос. ун-т", Фак. гуманитар. и соц. наук. - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2010-.... Вып. 11: / науч. ред.: В. М. Иванова, О. И. Юдина. -, 2016. - 47 с.