Если мысленно проследить исторический путь химической науки, то можно убедиться, что в ее развитии огромная роль принадлежит эксперименту. Все значимые теоретические открытия в химии являются результатом обобщения большого числа экспериментальных фактов. Познание природы веществ достигается с помощью эксперимента, он помогает раскрывать взаимосвязи и взаимозависимости между ними.
Если эксперимент имеет такое большое значение в химической науке, то и при обучении основам этой науки в школе ему принадлежит не меньшая роль. Формирование представлений и понятий о веществах и их превращениях в курсе химии, а на основе этого и теоретических обобщений невозможно без конкретного наблюдения за этими веществами и без химического эксперимента. В то же время для объяснения сущности наблюдаемых химических явлений и процессов, протекающих в ходе выполнения химического эксперимента, от учащихся требуется глубокое знание законов и теорий. Кроме того, химический эксперимент играет важную роль в формировании умений и навыков для проведения опытов.
Следовательно, только в тесном взаимодействии эксперимента и теории в учебно-воспитательном процессе можно достигнуть высокого качества знаний  учащихся по химии.

Эксперимент – это наблюдения, проводимые в строго контролируемых условиях. Очень важно правильно сформулировать цель эксперимента, что позволит прийти к осознанному выполнению работы. Обязательный элемент любого химического эксперимента – это безопасность его проведения. Поэтому прежде чем приступить к работе, нужно задуматься о своей безопасности и безопасности окружающих.

Химический эксперимент проводится в несколько этапов:

первый – обоснование постановки опыта,

второй – планирование и проведение,

третий – оценка полученных результатов.

Выполнять эксперимент возможно лишь с опорой на полученные ранее знания. Теоретическое обоснование опыта способствует его восприятию, которое становится более целенаправленным и активным, и осмыслению его сущности.

Систематическое использование на уроках химии эксперимента помогает бороться с формализмом в знаниях, развивает умения наблюдать факты и явления и объяснять их сущность в свете изученных теорий и законов; формирует и совершенствует экспериментальные умения и навыки; прививает навыки планировать свою работу и осуществлять самоконтроль; воспитывает уважение и любовь к труду. Эта работа способствует общему воспитанию, всестороннему развитию личности, готовит к деятельности на современном производстве.

Программы по химии предусматривают широкое использование химического эксперимента – демонстрации, лабораторные опыты, практические занятия и экспериментальные задачи. Химический эксперимент может выполнять различные дидактические функции, использоваться в различных формах и сочетаться с разными методами и средствами обучения. Он представляет собой систему, в которой используется принцип постепенного повышения самостоятельности учащихся: от демонстрации явлений через проведение фронтальных лабораторных опытов под руководством преподавателя к самостоятельной работе при выполнении практических занятий и решении экспериментальных задач.

Проведение демонстраций позволяет познакомить учеников с различными химическими явлениями и связями между ними, обобщение которых может быть положено в основу закона, теоретического вывода; с устройством и принципом действия приборов и установок; с сущностью протекающих в них процессов, которые могут выступать в качестве критериев правильности выводов.

Демонстрационный эксперимент проводится с различными целями, например, может служить начальным этапом усвоения какого-либо теоретического положения. Так, при рассмотрении условий, от которых зависит степень диссоциации электролитов, преподаватель предлагает ответить на вопрос: «Зависит ли степень диссоциации от концентрации раствора?» Демонстрируется опыт, основанный на испытании электропроводности концентрированного и разбавленного растворов уксусной кислоты. Сравнивая результаты опыта, ученики приходят к выводу, что степень диссоциации электролита зависит от концентрации раствора, и устанавливают закономерность – с разбавлением раствора степень диссоциации возрастает. Демонстрационный эксперимент иллюстрирует правильность изложенного преподавателем теоретического положения. Каждый раз учитель должен четко формулировать цель эксперимента. Его пояснения помогают проанализировать полученные результаты, выделить главное, установить связи между теоретическими положениями и опытными данными, их иллюстрирующими.

Выполняя лабораторные опыты и практические работы, учащиеся самостоятельно исследуют химические явления и закономерности и на практике убеждаются в их справедливости, что способствует сознательному усвоению знаний. Иногда при проведении этих опытов проявляется творческий подход – применение знаний в новых условиях. Это позволяет повторить, закрепить, углубить, расширить и систематизировать знания из разных разделов химии. Решая экспериментальные задачи, ученики совершенствуют свои умения и навыки, учатся применять полученные теоретические знания для решения конкретных заданий.

Можно также предложить ребятам опыты для выполнения в домашних условиях. Домашние опыты и наблюдения представляют собой простые эксперименты, выполняемые без контроля со стороны преподавателя. Их проведение приучает самостоятельно применять полученные знания, умения и навыки.

Наблюдение как метод познания широко используется при проведении химического эксперимента. Деятельность учащихся становится целенаправленной и приобретает активную форму при условии четкой постановки задачи и разработки методики ее решения. Например, если ребята наблюдают электролиз сульфата меди(II), то главное – следить за изменением окраски раствора соли и появлением красного налета на одном угольном электроде и пузырьков газа возле другого. Результаты наблюдений школьники интерпретируют с учетом имеющихся теоретических знаний.
При наблюдении за выполнением опытов (лабораторных и на практических занятиях), а также в ходе решения экспериментальных задач функционируют все анализаторы. С их помощью ребята могут определять цвет, запах, вкус, плотность и другие свойства исследуемых объектов, при сравнении которых они обучаются выделять существенные признаки, познают их природу.

Учебно-материальная база должна обеспечить условия для рационального выбора необходимых форм химического эксперимента.

В рамках реализации комплексного проекта модернизации образования в 2008 году поступило в школу для кабинета химии технические средства обучения на сумму 214970 рублей. В том числе 18 электронных учебных пособий, компьютер, мобильный экран, проектор, программно-аппаратный комплекс, реактивы и КДОХУ, плакаты (89) и раздаточные материалы (40). Программно-аппаратный комплекс (ПАК) AFS  включает:

·        систему сбора данных

·        программное обеспечение «Инновационный школьный практикум»

·        набор датчиков (датчики электрической проводимости, оптической плотности, температуры, термопара)

·        учебно-методические материалы.

Этот комплект разработан для проведения демонстрационных учебных экспериментов по химии, биологии, физике с использованием компьютерного оборудования. Программное обеспечение каждой демонстрационной работы содержит инструкции по выполнению работы, краткий теоретический материал, контрольные вопросы, справочный материал. Необходимые для проведения эксперимента приборы и схемы представлены на экране компьютера. Во всех работах одновременно с ходом эксперимента можно увидеть графические зависимости полученных результатов и/или их табличное представление. Программное обеспечение позволяет проводить как натурный эксперимент, так и виртуальный эксперимент. Для более полного использования ПАК в учебном процессе мною разработана специальная программа в соответствии с тематическим  планированием уроков химии в 8-11 классах.

В связи с информатизацией образования резко повысился интерес к проблеме применения компьютерных технологий в предметном обучении, в том числе и в обучении химии. При изучении химии в школе применение информационных технологий позволит сделать уроки более интересными и зрелищными, что очень важно для общеобразовательного курса. Применяя обучающие программы можно не только дополнить традиционный демонстрационный эксперимент, но также проиллюстрировать то, что невозможно другими средствами в силу различных обстоятельств (необходимость использовать взрывчатые или ядовитые вещества, уникальные или дорогостоящие реактивы, показать механизм протекания быстрых (доли секунды) или медленных (минуты, часы, годы) процессов и др.). При этом, наряду с качественной демонстрацией той или иной химической реакции, одновременно, для облегчения и углубления ее понимания, представляется возможность дать количественный анализ процесса и механизм его протекания.

Компьютерное сопровождение уроков с применением программно-аппаратного комплекса.

Программно-аппаратный комплекс (ПАК) AFS позволяет проводить различные эксперименты химического, химико-физического и химико-биологического направления.

Первая практическая работа в 8 классе – это «Правила безопасности при работе в химической лаборатории». На этом уроке учащиеся изучают строение пламени спиртовки. Выполнение этого опыта важно для того, чтобы учащиеся впоследствии осознанно использовали приемы нагревания. При этом учащиеся  на основе наблюдений выделяют  три зоны пламени по их окраске и по обугливанию спички на местах, пересекающих наружную часть пламени. И приходят к выводу, что температура в разных зонах пламени неодинаковая. Но вследствие того, что знаний у них о веществах и химических превращениях мало, более глубокие причины этого им трудно понять. Этот химический   эксперимент можно проводить более наглядно  и достоверно с применением ПАК, пользуясь датчиком температуры: термометр показывает температуру каждой зоны, фиксирует в таблице и выводит на экран компьютера. Учащиеся также видят, что температуры пламени разных горючих веществ - спиртовки, парафиновой свечи и сухого спирта - разные.   На основании полученных данных учащиеся сформулируют  выводы: самая высокая температура в зоне В, а самая холодная в нижней части – в зоне А. Самую высокую температуру пламени развивает парафиновая свеча. Если по каким – то причинам (сломался датчик, нет сухого спирта и т.д.) невозможно проделать реальный (натурный) эксперимент, то ПАК позволяет тот же эксперимент проводить виртуально.

При изучении темы «Кинетика химических реакций» учащиеся постигают закономерности, с помощью которых можно управлять химической реакцией: создавать такие условия, которые в необходимой мере влияют на скорость химического процесса. Изучение вопроса о факторах, влияющих на скорость химических реакций, нужно сопровождать по программе демонстрационными опытами. Чтобы этот учебный материал был бы доступнее для понимания и легче усваивался, необходимо конкретизировать его химическим экспериментом, используя новые приборы и технологии.  Рассмотрим кинетику химической реакции на примере реакции окисления йодид-ионов персульфатом калия. Т.к. в лаборатории персульфата калия нет, то мы проводим виртуальный эксперимент. В ходе эксперимента в раствор йодида калия будет добавляться персульфат калия. Во втором опыте концентрация персульфата калия в растворе увеличится.   Для эксперимента используется ПАК с датчиком оптической плотности. Оптическая плотность раствора в процессе реакции будет возрастать за счет повышения концентрации йода. Когда значение оптической плотности раствора достигнет 0,5, измерения автоматически прекратятся. После этого на графике будет построена линия, соединяющее начальное и конечное значения концентрации ионов йода в растворе. Тангенс угла наклона будет определять среднюю скорость химической реакции. При этом о скорости реакции можно судить  качественно по изменению окраски раствора йодида калия и количественно с помощью одновременного построения на экране монитора графиков зависимости концентрации (°С) продукта реакции и скорости (v) реакции от времени (t). Значения концентрации также будут автоматически отображаться в системе координат. Учащиеся проанализируют результаты эксперимента, сформулируют свои выводы и сверяют с выводами, которые видят на мониторе. При постоянной температуре скорость химической реакции зависит от концентрации реагирующих веществ. Чем больше концентрация, тем больше скорость реакции.

Перед демонстрацией любого опыта с использованием ПАК или других приборов поясняю ученикам цель работы. Предлагаю ознакомиться с кратким теоретическим материалом. Потом провожу фронтальную беседу по вопросам. Знакомлю с особенностями экспериментальной установки и методе проведения исследований.

Очень важно научить анализировать результаты экспериментов,  чтобы получить четкий ответ на поставленный в начале опыта вопрос, установить все причины и условия, которые привели к получению данных результатов. Также важно научить сформулировать собственные выводы. А потом свои выводы сверяют с выводами на экране.  Правильно организованный эксперимент воспитывает сознательную дисциплину, развивает творческую инициативу, бережное отношение к собственности.

При демонстрации реакции нейтрализации, например, путем приливания раствора кислоты в раствор щелочи с использованием лакмуса или фенолфталеина процесс нейтрализации обнаруживают по изменению цвета индикаторов: синий лакмус становится фиолетовым, а малиновая окраска фенолфталеина становится бесцветной. Выделение теплоты остается скрытым от учащихся. Применение в демонстрационном эксперименте ПАК с датчиком температуры позволяет охарактеризовать реакцию более доказательно.

В настоящее время новое учебное оборудование положительно влияет на содержание и методы обучения химии, эффективность использования его возрастает. В систему учебного оборудования включены компьютерные средства, позволяющие демонстрировать ранее опасные и недоступные опыты, новые комплекты для ученического эксперимента с учетом современных требований. Все это облегчает работу учителя, интенсифицирует образовательный процесс, развивает творческий потенциал учителя и учащихся.