Практика применения ТРИЗ-технологии при выполнении эксперимента в рамках химического образования



В статье рассматриваются проблемы применения приемов ТРИЗ-технологии при выполнении эксперимента в рамках школьного химического образование. Описаны этапы внедрения приемов ТРИЗ-технологии при реализации эксперимента.

Ключевые слова: ТРИЗ-технология, школьное химическое образование, эксперимент.

The article deals with the problems of applying the techniques of TRIZ-technology when performing an experiment in the framework of school chemical education. The stages of the introduction of TRIZ-technology techniques in the implementation of the experiment are described.

Keywords: TRIZ-technology, school chemical education, experiment.

Эксперимент в обучении химии является важной частью. Словесного объяснения нового материала недостаточно, так как это приводит к формализму и механическому заучиванию.

Лабораторный химический эксперимент, который призван утвердить химию как науку экспериментальную, играет особую роль:

– первое знакомство с новыми явлениями;

– иллюстрационное доказательство изучаемого материала;

– измерение количественных характеристик того или иного явления;

– проверка закона, который сформулировал учитель;

– развитие у обучающихся экспериментальных навыков и т. д.

Экспериментальные работы в своей сущности формируют практические умения обучающихся, позволяют им овладеть навыком применения тех или иных закономерностей в химии, понять ее тесную связь с окружающей средой.

В школьном курсе химии эксперимент может применятся в нескольких видах:

– демонстрационный эксперимент;

– практикум;

– лабораторные работы;

– домашний эксперимент;

– занимательные опыты;

– виртуальный эксперимент;

– решение экспериментальных задач [4].

Эксперимент в рамках химического образования имеет различное значение. Во-первых, применение экспериментального метода позволяет сформировать у школьников научное мировоззрение. Во-вторых, химический эксперимент, является важнейшим источником знаний, т. к. практика применения эксперимента позволяет наблюдать явления, устанавливать закономерности между величинами, формулировать выводы и т. п. В-третьих, использование эксперимента, позволяет визуализировать информацию, что способствует повышению интереса к изучению химии и формированию прочных ассоциативных связей [3].

При этом внедрение приемов ТРИЗ в эксперимент позволяет ученикам быть не только пассивными исполнителями, но и принимать активную деятельность при проведении опыта [1, 2].

Применяя ТРИЗ как обучающую технологию, мы предполагаем школьникам ставить задачу, имеющую решение в настоящий момент. И важным в постановке задачи является возможность провести эксперимент и подтвердить свои расчеты и предположения, выбрав оптимальный вариант выполнения эксперимента [5].

Для оценки эффективности применения приемов ТРИЗ-технологии при реализации эксперимента обучающимися нами была выбрана тема: «Силикаты». Данная тема требует от школьников применения знаний из области химических свойств силикатов, применения и синтеза неорганических соединений. Перед школьниками была поставлена задача: получить легкоплавкое стекло в лаборатории из имеющихся реактивов.

Для решения задачи: 1. Определяем исходную ситуацию — уменьшение энергозатрат при получении стекла. 2. Формулируем исследовательскую задачу — уменьшение температуры плавления шихты. 3. Выявляем основное противоречие в поставленной задаче, т. к. одним из инструментов ТРИЗ является «Прием устранения технических противоречий». Алгоритм решения данной задачи представлен в таблице 1.

Таблица 1

Алгоритм решения экспериментальных задач с применением ТРИЗ-технологии

Этапы	Алгоритм решения поставленной задачи с применением ТРИЗ-технологии	Пример
Выбор задачи	– формулируется задача; – оценивается целесообразность решения задачи; – выявляются требуемые характеристики; – изучается научную литературу	– необходимо приготовить шихту для получения стекла; – необходим определенный состав шихты, температура плавления которой будет до 1000 0 С; – рассчитывается соотношение компонентов в шихте
Построение модели проведения опыта	– осуществляется анализ и учет имеющихся в лаборатории реактивов и оборудования	– анализируем имеющиеся в лаборатории реактивы; – изучаем оборудование и методики их использования
Проведение опыта, в соответствии с литературным анализом	проводится первая серия опытов, которая построена на основе анализа литературных данных	– готовим шихту, на основании проведенных расчетов – проводим плавление шихты в муфельной печи при максимальной температуре, в нашем случае 950 0 С
Устранение противоречия	проводится анализ результатов первой серии опытов выявление новой проблемы (этот этап может привести к решению задачи и можно прейти к п.6)	проведенная серия опытов по получению образцов стекла, показала не возможность расплавления шихты, состоящей из кварцевого песка; соды и известняка при температурах до 1000 0 С.
Оценка найденного решения и развитие полученного ответа.	подбор решения из приемов ТРИЗ, применение которого позволит преодолеть возникшие противоречия	в рамках рассматриваемой задачи наиболее эффективным приемом ТРИЗ является прием: «Принцип копирования». Применение данного принципа позволит школьникам прийти к замене состава шихты, точнее введение борной кислоты и оксида свинца, вместо соды и известняка
Проведение опыта, после его корректировки после применения приема ТРИЗ	проводится вторая серия опытов, которая построена на основе устранения противоречия, путем применения приема ТРИЗ	– готовим шихту, на основании борной кислоты, оксида свинца и оксида кремния – проводим плавление шихты в муфельной печи при максимальной температуре, в нашем случае 950 0 С
Повышение творческого потенциала школьника	анализируем ход решения данной задачи с практическими методиками, используемыми на производстве	рассматриваем полученные результаты с точки зрения экономической целесообразности с учетом региональных особенностей

Необходимо учитывать, что применение ТРИЗ-технологии в рамках школьного химического эксперимента, возможно при рассмотрении одной, максимум двух тем, т. к. требует очень больших временных затрат. Учитель должен обязательно учитывать уровень подготовки обучающихся. Школьники должны владеть набором знаний и практических умений, позволяющих им применить приемы ТРИЗ на практике. Реализация экспериментальных исследований с применением ТРИЗ-технологии позволит сформировать у школьников умения устанавливать причинно-следственные связи и скрытые противоречия.

Литература:

1. Боднар, Е. Н. Использование приёмов ТРИЗ-технологии на уроках химии для достижения метапредметных результатов основного общего образования / Е. Н. Боднар // Наука и образование: отечественный и зарубежный опыт: Пятнадцатая международная научно-практическая конференция, Белгород, 19 ноября 2018 года. — Белгород: ООО ГиК, 2018. — С. 48–51. — EDN YXFTLV.
2. Гришина, В. В. Урок химии по теме «Типы коррозии и меры ее предупреждения» на основе НФТМ-ТРИЗ / В. В. Гришина // Научно-методический электронный журнал «Концепт». — 2015. — № T12. — С. 94–102. — EDN TUFMUN.
3. Дядищев, М. Е. Ученический эксперимент как один из главных методов обучения химии / М. Е. Дядищев // Вопросы педагогики. — 2020. — № 6–2. — С. 80–84. — EDN GILMQA.
4. Савчик, Е. А. Проблемный и исследовательский эксперимент как средство формирования познавательных компетенций учащихся на уроках химии / Е. А. Савчик // Психология и педагогика: методика и проблемы практического применения. — 2012. — № 28. — С. 107–110. — EDN RNFIJR.
5. Шепелюк, О. Л. Применение ТРИЗ в лабораторном практикуме по дисциплине «химия нефти и газа» / О. Л. Шепелюк // Перспективы развития высшей школы: материалы I Международной научно-практической конференции, Тюмень, 25 сентября 2020 года. — Тюмень: Тюменский индустриальный университет, 2020. — С. 114–118. — EDN JTVRIW.