The experience of teaching «Inorganic Chemistry» course at an agricultural university

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

This paper discusses the experience of teaching «Inorganic Chemistry» course to the 1st-year-students of Microbiology, Biotechnology and Chemistry Department at Saratov State Agrarian University. The idea is substantiated that the content of the chemistry course is aimed at merging theory and practice. As practice shows, this course consists of giving lectures with the use of multimedia, performing laboratory work, practical exercises and test controls. The author proposes a method of organizing independent work among students, which leads to the successful development of the educational program of higher education. The paper contains some sample tasks of input control to control residual knowledge as well as sample test tasks and questions for student’s knowledge correct assessment. The author shows that such types of students’ knowledge control allow us to assess the level of material assimilation and identify problem points. The paper assesses the fact that a textbook developed by the department is used for a conscious and purposeful preparation for seminars, laboratory practice and exam. The author of the paper has come to the conclusion that the teacher acts as an assistant for students on their way to solve small scientific problems independently.

Full Text

Введение

В современных условиях система образования требует использования в учебном процессе различных форм проведения занятий [1; 2]. На базе ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет» студенты многих направлений подготовки на первом курсе изучают дисциплину «Неорганическая химия». Обучение дисциплине ограничивается первым семестром.

На кафедре микробиологии, биотехнологии и химии данная дисциплина включает изучение основных вопросов общей и неорганической химии и состоит из прочтения лекций, выполнения лабораторных работ, тестовых контрольных, самостоятельной работы студентов.

Цель. Содержание курса направлено на слияние теории и практики. Студентам в ходе изучения дисциплины предстоит изучить и осмыслить большой объем теоретического и практического материала.

Методы и результаты исследований

Студентам предлагается входной контроль [3–5], целью которого является:

– определение уровня знаний, полученных студентами на этапе предыдущего образования (школа, лицей, колледж);

– определение степени подготовленности студентов к изучению дисциплины «Неорганическая химия», предусмотренная учебным планом основной образовательной программы высшего образования;

– выявление преподавателем недостатков подготовленности обучающихся;

– адаптация студентов 1-го курса к учебному процессу в университете.

Входной контроль в вузе является контролем остаточных знаний по химии, который представляет собой небольшую контрольную работу. Всего во входном контроле 7 заданий продолжительностью 30–40 минут.

При решении заданий входного контроля студентам необходимо знать номенклатуру основных неорганических соединений; умение записывать формулы химических веществ, электронные формулы атомов химических элементов; знать типы химической связи; умение определять степень окисления элементов в химических соединениях и уравнивать окислительно-восстановительные реакции (табл. 1).

 

Таблица 1 – Образец задания входного контроля

Задание

Вариант № 1

1. Сколько частиц содержатся в…

…5 моль хлорида натрия

2. Напишите электронную формулу…

…ванадия (23)

3. Напишите формулы…

…оксида алюминия, сероводорода, ацетата аммония, хромата натрия

4. Укажите типы химических связей в…

…HI

5. Напишите уравнение для диссоциации…

…азотной кислоты

6. Расставьте степени окисления в соединении…

…K₂CrO₄

7. Расставьте стехиометрические коэффициенты и укажите окислитель и восстановитель в реакции…

…H₂S+K₂Cr₂O₇+H₂SO₄= =S↓+Cr₂(SO₄)₃+K₂SO₄+H₂O

 

Лекция является ведущим звеном всего курса обучения, способом изложения большого теоретического материала. Лекция должна давать основы научных знаний по соответствующей дисциплине, концентрировать внимание студентов на различных вопросах общей и неорганической химии [6; 7].

Перед проведением практического занятия читаются лекции. Это позволяет студентам лучше подготовиться к лабораторным работам. В основном лекции идут с мультимедийным сопровождением [8; 9].

Дополнением к лекциям являются разработанные на кафедре учебные пособия, в которых собран теоретический материал, лабораторные работы и примеры решения задач для самостоятельного решения [10; 11].

Для осознанной и целенаправленной подготовки к практическим занятиям, лабораторным работам и экзамену используют учебное пособие [12; 13], которое также может быть использовано для самостоятельного изучения дисциплины «Неорганическая химия».

Самостоятельная работа представляет собой совокупность аудиторных и внеаудиторных занятий, обеспечивающих успешное освоение образовательной программы высшего образования [14; 15].

При обучении в вузе требования к данному виду работы возрастают по сравнению со школой. В рамках вуза самостоятельная работа может решать следующие задачи:

– приобретение дополнительных знаний по дисциплине «Неорганическая химия»;

– развитие навыков самоорганизации;

– выработка навыков самостоятельной профессиональной и учебно-исследовательской деятельности.

Для решения задач самостоятельной работы необходимо:

– наличие помещений для выполнения самостоятельной работы;

– связь самостоятельной работы с рабочей программой дисциплины «Неорганическая химия»;

– развитие преподавателями у студентов навыков самоорганизации [16].

Для правильной оценки знаний студентов необходимо проводить тестирование среди студентов, которое способствует повышению мотивации студентов к изучению дисциплины «Неорганическая химия». Тест выступает важной формой контроля знаний студентов по химии (табл. 2). При помощи тестов можно не только проверить уровень усвоения основных элементов курса химии, но и закрепить изученный материал [17; 18].

Получение студентами полноценных знаний по неорганической химии невозможно без лабораторных работ. Выполнение такого вида работ позволяет студентам опытно подтвердить теоретические положения и законы химии, приобрести навыки работы с химическими реактивами, освоить приемы и методы проведения химического синтеза, а также анализировать результаты работ и делать выводы. При выполнении лабораторных работ студенты используют рабочую тетрадь и описание проводимой лабораторной работы [19; 20].

Пример методики выполнения лабораторной работы «Основные классы неорганических соединений»

Опыт 1. Получение кислорода

В пробирку поместить немного сухого перманганата калия и закрепить её в держателе. Подогреть содержимое пробирки, затем внести в пробирку тлеющую лучинку и убедиться в получении кислорода. После окончания опыта и охлаждения пробирки налить в неё немного дистиллированной воды и хорошо перемешать содержимое пробирки. Обратить внимание на цвет образовавшихся веществ и объяснить внешний эффект происходящей реакции с помощью химического уравнения.

Опыт 2. Получение водорода

В пробирку с газоотводной трубкой поместить небольшой кусочек цинка и добавить 5–7 мл разбавленной соляной кислоты. Выделяющийся газ (водород) собрать в течение 1–2 минут в пробирку, надетую кверху дном на конец газоотводной трубки. Закрыть пробирку пальцем и поднести её к пламени горелки. Открыть пробирку, вспышка с характерным «лающим» звуком указывает на присутствие водорода. Записать уравнение реакции получения водорода.

 

Таблица 2 – Образец тестовых заданий и вопросов

1. Расставьте данные вещества по мере увеличения степени окисления азота.

А. NO₂

Б. N₂

В. NH₃

Г. N₂O₅

2. Какое количество вещества (моль) лития вступило в реакцию с водой, если при этом выделилось 1 л водорода (н.у.)?

А. 1,25

Б. 0,09

В. 1,22

Г. 0,06

3. Какое вещество в реакции MnO₂+H₂SO₄+FeSO₄= Fe₂(SO₄)₃+MnSO₄+H₂O является окислителем?

А. MnO₂

Б. FeSO₄

В. MnSO₄

Г. Fe₂(SO₄)₃

4. Сколько литров 2М раствора HCl надо израсходовать при взаимодействии с цинком для получения 5,6 л водорода?

А. 0,25

Б. 0,50

В. 0,36

Г. 0,35

5. Какой из предложенных оксидов является амфотерным?

А. оксид натрия

Б. оксид алюминия

В. оксид серы (IV)

Г. оксид кальция

6. Какое количество вещества (моль) лития вступило в реакцию с водой, если при этом выделилось 1 л водорода (н.у.)?

А. 1,25

Б. 0,09

В. 1,22

Г. 0,06

7. Чему равен заряд ядра атома химического элемента, расположенного во 2 периоде, IVA группе?

А. +4

Б. +12

В. +8

Г. +6

8. Какой вид химической связи в молекуле фтороводорода?

А. ковалентная полярная

Б. ковалентная неполярная

В. ионная

Г. металлическая

9. Чему равна массовая доля серебра в ортофосфате серебра?

А. 77,3

Б. 80,5

В. 71,0

Г. 62,3

10. Чему равна масса (в граммах) 44,8 мл фтора (при н.у.)?

А. 0,076

Б. 1,022

В. 0,050

Г. 0,071

 

Опыт 3. Получение оксида и гидроксида магния

Взять пинцетом кусочек стружки магния и сжечь в пламени газовой горелки. Обратить внимание на цвет окалины, полученной на кончике пинцета. Оксид магния стряхнуть в пробирку, прилить 1–2 мл дистиллированной воды и 1–2 капли фенолфталеина. Наблюдать за изменением окраски индикатора. С помощью уравнений химических реакций объяснить происходящие явления.

Опыт 4. Получение гидроксида алюминия

В пробирку налить 5–7 капель раствора сульфата алюминия и добавить раствор гидроксида натрия. Наблюдать выделение белого аморфного осадка гидроксида алюминия. Полученный осадок разделить на 2 части: в одну пробирку добавить избыток гидроксида натрия, в другую – раствор соляной кислоты. Наблюдать, что происходит с осадками в обеих пробирках. Написать уравнения происходящих реакций.

Опыт 5. Получение солей

а) В пробирку налить 2–3 капли раствора нитрата свинца и столько же раствора иодида калия. Наблюдать за выпадением осадка. Записать уравнение происходящей реакции.

б) В пробирку прилить 2–3 капли раствора сульфата меди, добавить вначале 1–2 капли раствора гидроксида аммония. Что наблюдается? Затем добавить избыток гидроксида аммония до полного растворения осадка. Записать уравнение происходящей реакции.

Реактивы:

– сухой перманганат калия KMnO₄;

– дистиллированная вода;

– кусочек цинка;

– разбавленная соляная кислота HCl;

– стружка магния;

– индикатор фенолфталеин;

– сульфат алюминия Al₂(SO₄)₃;

– гидроксид натрия NaOH;

– нитрат свинца Pb(NO₃)₂;

– иодид калия KI;

– сульфат меди (II) CuSO₄;

– гидроксид аммония NH₄OH.

Оборудование:

– держатель для пробирок;

– пробирки;

– лучинка;

– пробирка с газоотводной трубкой;

– газовая горелка;

– пинцет.

Перед выполнением лабораторной работы студенту необходимо внимательно и подробно изучить технику безопасности работы в химической лаборатории, а также изучить теоретический материал, прилагаемый к данному эксперименту. Также в рабочей тетради необходимо предварительно оформить таблицу к лабораторной работе (табл. 3).

 

Таблица 3 – Отчет о выполнении лабораторной работы

№ опыта

Название опыта

Условия выполнения

Уравнения реакций

Наблюдения

Выводы

 

 

 

 

 

 

 

Во время проведения лабораторной работы студенты должны познакомиться с химической посудой, химическими реактивами и вспомогательными материалами, должны написать все те наблюдения, которые они получили во время проведения, и сделать соответствующие выводы по каждому проведённому опыту.

Преподаватель во время проведения лабораторных работ должен следить за их проведением, за соблюдением техники безопасности, помогать знакомиться с химическими реактивами и разъяснять трудные вопросы, которые возникли во время проведения.

Заключение

Использование на занятиях различных методов помогает преподавателю повысить уровень знаний студентов, активизировать познавательную активность и разнообразить работу со студентами как при изучении нового материала, так и при закреплении уже изученного.

Таким образом, преподаватель выступает помощником студента на его пути самостоятельного решения небольшой научной задачи.

×

About the authors

Anzhela Vladimirovna Kondrashova

Saratov State Agrarian University named after N.I. Vavilov

Author for correspondence.
Email: angela70-03@mail.ru

candidate of chemical sciences, associate professor of Microbiology, Biotechnology and Chemistry Department

Russian Federation, Saratov

References

  1. Ряузова О.Ю. Специфика и взаимосвязь аудиторной и внеаудиторной работы // Вестник Московского университета МВД России. 2009. № 11. С. 31-33.
  2. Платонова Р.И., Бубякина Е.В., Парфенов И.Я. Состояние и перспективы региональных вузов в современной системе высшего образования // Балтийский гуманитарный журнал. 2016. Т. 5, № 3 (16). С. 153-157.
  3. Князева Е.М., Юрмазова Т.А. Входной контроль знаний студентов технического университета по химии // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 1. С. 233.
  4. Колотова Г.К. Диагностика входного контроля знаний и умений студентов-первокурсников по химии // Дальневосточный аграрный вестник. 2009. № 4 (12). С. 14-27.
  5. Ясюкевич Л.В., Бычек И.В. Оценка стартового уровня подготовки обучающихся при изучении профильной дисциплины // Современные наукоемкие технологии. 2016. № 4-2. С. 417-421.
  6. Колычев Н.М., Семченко В.В., Левкин Г.Г., Сосновская Е.В. Лекция о лекции: учебное пособие. Омск: Омская областная типография, 2014. 80 с.
  7. Баранников В.Г., Кириченко Л.В. Значение лекций в повышение эффективности обучения студентов // Учебно-методическая конференция по реализации ФГОС ВО и профессиональных стандартов. Пермь: ФГБОУ ВО «Пермский государственный медицинский университет им. академика Е.А. Вагнера» Минздрава России, 2017. С. 27-29.
  8. Сидоркин А.Ф., Кочетова Ж.Ю. Целесообразность использования компьютерных презентаций на аудиторных лекциях по химии // Теоретические и практические вопросы интеграции химической науки, технологии образования: всероссийская научно-практическая конференция с международным участием. Улан-Удэ: Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, 2016. С. 254-259.
  9. Шишлянникова Н.Ю., Демидова Н.Г., Тупицкая С.Л. Электронные презентаций лекций по химии: перспективы и проблемы // Высшее образование сегодня. 2015. № 3. С. 81-85.
  10. Кондрашова А.В. Общая и неорганическая химия с элементами физической химии: учебное пособие. Саратов: Издательский центр «Наука», 2015. 71 с.
  11. Кондрашова А.В. Неорганическая химия: Химия элементов: учебное пособие. Саратов: Издательский центр «Наука», 2015. 40 с.
  12. Пустовик Л.В., Сарана И.А. Совершенствование учебно-методических пособий по химии для улучшения качества учебного процесса на лабораторных занятиях // Приоритетные направления развития системы военного образования: сборник научных трудов. Пермь: Пермский военный институт войск национальной гвардии РФ, 2018. С. 316-322.
  13. Ермишина Е.Ю., Белоконова Н.А. Совершенствование методического обеспечения курса «Химии» для студентов педиатрического факультета // Современное образование: содержание, технологии, качество. 2013. Т. 1. С. 194-196.
  14. Ильина Е.Г., Дрюлина Е.Ю. Оптимизация самостоятельной работы студентов по дисциплине «Неорганическая химия» // Известия Алтайского государственного университета. 2009. № 3 (63). С. 75-77.
  15. Свинцова Л.Д. Активизация самостоятельной деятельности студентов при выполнении лабораторных работ по химии // Успехи современного естествознания. 2014. № 12-5. С. 635-638.
  16. Кудашев Р.Х., Ганиева Е.С., Ишбердина Р.Р. Самостоятельная работа студента на занятиях по химии как главная составляющая профессиональной подготовки будущего специалиста // Всерос. науч.-метод. конф. в рамках выездного совещания НМС по природообустройству и водопользованию Федерального УМО в системе ВО. Уфа: Башкирский государственный аграрный университет, 2016. С. 204-207.
  17. Паули И.А., Никитина Е.И. Эффективность тестирования при оценке качества знаний по химии // Образование как единство обучения и воспитания: междунар. науч.-метод. конф. Новосибирск: Сибирский государственный университет путей сообщения, 2016. С. 197-200.
  18. Саламов А.Х., Ужахова Л.Я., Султыгова З.Х. Тестирование как одна из форм контроля знаний по химии // Сб. науч. тр. Ингушского государственного университета. Магас: Издательство «Южный издательский дом», 2014. С. 312-324.
  19. Андросюк Е.Р., Майзель В.В., Тужиков О.О. Руководство к лабораторно-практическим занятиям по неорганической химии: учебное пособие. Волгоград: ВолгГТУ, 2015. 98 с.
  20. Иванов А.Б., Родникова В.Н., Кондрашова А.В. Методические указания к лабораторным работам по неорганической химии для студентов 1 курса заочного обучения. Саратов: ИЦ «Наука», 2008. 44 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2020 Kondrashova A.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies