Autor: Marcin Chrzanowski [link]
Niniejszy tekst ukazał się na stronie warszawskiej ADE [link]

Chemia bez eksperymentów jest jak muzyka bez instrumentów – niby można, ale po co?

Proces dydaktyczny nie jest procesem karnym – to jedno stwierdzenie mam zawsze w głowie kiedy prowadzę zajęcia – czy to w szkole z uczniami – czy ze studentami – przyszłymi nauczycielami. Chciałem zacząć opis moich zajęć od tego zdania, bo głęboko wierzę, że nauczanie i uczenie się to odkrywanie siebie, własnych słabości i mocnych stron, a ten proces wymaga cierpliwości dla ucznia i zwyczajnie musi odbywać się w przyjaznych dla ucznia (i nauczyciela!) warunkach.

Badania edukacyjne pokazują, że chemia postrzegana jest przez uczniów jako przedmiot trudny. Czym to może być spowodowane? Jedną z przyczyn jest z pewnością jest to nauka abstrakcyjna – spycha uczniów w mikroświat, w którym wszelkich odkryć trzeba dokonać za pomocą myślenia – mikroświat opisywany przez chemię jest w końcu czysto abstrakcyjny. Mówimy o tworach, których nie widać nie tylko gołym okiem, ale również bardzo trudno jest zobaczyć używając super-zaawansowanego sprzętu. To pogłębia tylko poczucie uczniów, że jest to nauka daleka życiu. Inną przyczyną jest zapewne nauczanie chemii w sposób teoretyczny – na papierze może zajść każda reakcja, wszystkiego można nauczyć się na pamięć. Ale czy o to chodzi w nauczaniu chemii? Moim zdaniem nie.

Chemia jest nauką eksperymentalną dla tego tam, gdzie to tylko możliwe staram się wykonywać z uczniami doświadczenia i eksperymenty. Nie jest to proste, bo nie mamy laboratorium przyrodniczego w szkole. Jest jednak możliwe – wystarczy samozaparcie i kreatywność. Dużą część eksperymentów można bowiem wykonać przy wykorzystaniu chemii gospodarczej, produktów spożywczych oraz sprzętu pochodzącego z kuchni czy z łazienki. A więc:

  • na zajęciach dotyczących zmiany stanu skupienia przygotowujemy z uczniami lody i destylujemy jod, bawimy się galem – metalem, który ulega stopieniu pod wpływem ciepła ludzkiej skóry, budujemy pierwowzór termometru i próbujemy go skalować,
  • zajęcia z roztworów i mieszanin stanowią pretekst do przygotowania majonezu,
  • rozdzielamy mieszaninę cukierków,
  • eksperymentujemy z suchym lodem – przygotowujemy „dym sceniczny”, wodę gazowaną,
  • rozdzielamy barwniki flamastra wykorzystując bibułę,
  • przygotowujemy roztwory wykorzystując produkty spożywcze i badamy je promieniami lasera.

To tylko wybrane przykłady. Co niezwykle istotne – eksperymenty nie są tylko ciekawym i zabawnym dodatkiem do zajęć – eksperymentując uczymy się rozumowania. Założenie jest takie, że są one pretekstem do pracy w grupie, uczenia się nawzajem, wnioskowania i rozumowania. Każdy eksperyment przeprowadzamy więc przy wykorzystaniu metody naukowej – stawiamy pytania badawcze, hipotezy i zawsze dokumentujemy obserwacje wykonując rysunki schematyczne oraz w sposób słowny. Eksperyment niejednokrotnie stanowi podstawę do prób uogólniania – moim zdaniem dużo skuteczniej nauczyć się jakiegoś prawa lub zasady samemu je formułując (np. uczniowie formułują zasadę zachowania masy po wykonaniu serii prostych eksperymentów wykorzystujących sodę oczyszczoną i kwasek cytrynowy).

A co jeśli eksperyment „nie wyjdzie” tak, jak zakładałem? Tym ciekawiej! Mamy okazję do głębszego zastanowienia się i przemyślenia tego, co dzieje się w czasie tego eksperymentu. Faktycznie kilka razy zdarzył się taki „wypadek”. Celowo umieściłem to słowo w cudzysłowie. Co się więc wydarzyło? Chcąc naprostować błędne przekonania u uczniów, dotyczące rozpuszczania substancji w wodzie (cukier w wodzie znika, sól przestaje istnieć, jest tylko słona woda itd…), zdecydowałem że uczniowie przygotują bardzo prosty eksperyment. Postanowiłem, że uczniowie będą przygotowywać roztwory soli i cukru, mierząc za każdym razem poziom wody przed wprowadzeniem do niej soli lub cukru oraz po wprowadzeniu i wymieszaniu. Jednocześnie uczniowie mieli ważyć wodę, a następnie przygotowany roztwór. Mieli do tego wykorzystać zwykłą elektroniczną wagę kuchenną (która ma dokładność wskazywania masy równą 1 gram). Założenia były takie, że uczniowie wykonają pomiary, a następnie zobaczą, że ciało stałe nigdzie nie „znika”, kiedy przygotowujemy roztwór – faktycznie go nie widać, ale zwiększa się masa układu i zmienia się smak wody. Zdarzył się jednak pewien problem. W nocy przed zajęciami sprawdziłem w domu moje wagi i okazało się, że mają wyczerpane baterie. Z punktu widzenia wykonania tego eksperymentu w sensowny sposób – kompletna porażka. Cóż więc zrobiłem? Idąc następnego dnia na zajęcia wstąpiłem do sklepu AGD – jest taki mały sklepik w starym stylu na ulicy Górczewskiej zaraz obok szkoły. W sklepie dostępna była… jedna waga. Mechaniczna, nie elektroniczna. Niezależnie od tych różnic postanowiłem zakupić wagę i przeprowadzić eksperyment w klasie. Już w czasie zajęć na jaw wyszło, że waga ma dokładność wskazania 25 gramów (co stanowi 5 łyżeczek cukru!), a dodatkowo taruje się ją wykorzystując pokrętło o bardzo małej czułości – w skrócie – bardzo trudno było dokonać za jej pomocą w miarę dokładnego pomiaru. Niezależnie od niedogodności postanowiłem, że wykonamy eksperyment w klasie. I co się okazało? Uczniowie otrzymali bardzo ciekawy (niezgodny z logiką i współczesną nauką) wynik: roztwór cukru ważył o kilka gramów mniej niż cukier i woda, z której został przygotowany! Trudno w takim przypadku wskazać uczniom, że wynik potwierdził nasze przewidywanie, że cukier nigdzie nie znika. Jak poradziliśmy sobie w takim przypadku? Poradziliśmy sobie w kreatywny sposób:

  • wprowadziliśmy pojęcie dokładności pomiarowej,
  • zastanowiliśmy się jak do pomiaru ma się podziałka na skali,
  • nauczyliśmy się co to znaczy, że masa wynosi np. 15g ± 4g,
  • wykorzystaliśmy obliczenia średniej i odchylenia bezwzględnego.

Okazało się że wszystko „działa”, ale w granicach dokładności pomiarowej. Dzięki problemom ze sprzętem nauczyliśmy się znacznie więcej, niż mieliśmy się nauczyć. Tu jeszcze warto zastanowić się skąd wiem, czego się nauczyliśmy? Jak napisałem wcześniej – zawsze dokumentujemy obserwacje i wnioski z doświadczenia. A ja zawsze je sprawdzam i wskazuje uczniom co zapisali dobrze, a gdzie były braki. Dodatkowo staram się, aby każde zajęcia zostały w odpowiedni sposób otwarte i zamknięte – na wejściu uczniowie zawsze dostają informację językiem dostosowanym do uczniów co jest naszym celem i jakie są „kryteria sukcesu” – co moim zdaniem uczniowie powinni wiedzieć i co umieć zrobić po zajęciach. Czasem dodatkowo korzystamy z kostki metodycznej otwierającej zajęcia. W takim przypadku zapisuję na tablicy tylko temat i proszę uczniów o odpowiedź na wylosowane przez nich pytania spośród:

  • Co cię zainteresowało w tym temacie?
  • Jak wytłumaczysz innemu uczniowi, dlaczego ten temat jest ważny?
  • O czym, twoim zdaniem, będzie ta lekcja?
  • Jakie masz pytania związane z tym tematem?
  • Co już wiesz na ten temat?

Zajęcia zaś kończą się przy wykorzystaniu kostki podsumowującej. Tu z kolei uczniowie wylosowują i odpowiadają na jedno z pytań spośród:

  • Pytania na ściankach kostki:
  • Czego jeszcze chcesz się dowiedzieć na ten temat?
  • Jak, twoim zdaniem, najlepiej nauczyć kogoś  tego tematu?
  • Co z tego tematu jest dla ciebie ważne?
  • Jak zastosujesz ten temat  w życiu?
  • Co z tego tematu powinniśmy zapamiętać?

To dla mnie niezwykle ważny element zajęć – ma skłonić uczniów do refleksji nad tym, co poznali i czego się nauczyli. Podsumowanie zajęć w ten sposób nadaje im głębszy sens i pomaga na wzajemne uczenie się uczniów.

Inny sposób na sprawdzenie „w którym miejscu jesteśmy” to wykorzystanie quizów internetowych Kahoot. Uczniowie odpowiadają na serię pytań i sami są w stanie ocenić co już umieją, a co jeszcze trzeba przećwiczyć. Ja z kolei wiem, na co trzeba położyć większy nacisk i co jeszcze powtórzyć.

Oczywiście jest jeszcze wiele aspektów dotyczących naszych zajęć z chemii, jak wyszukiwanie informacji, analiza różnego typu źródeł (korzystanie z danych z tablic chemicznych, wykresów, układu okresowego), przetwarzanie informacji oraz korzystanie z technologii informacyjno-komunikacyjnych.

Leave a Comment