მთელი მსოფლიოს წამყვანი სპეციალისტები უდიდეს მნიშვნელობას ანიჭებენ სწავლების მეთოდიკას – სხვა საგნებთან ერთად, რა თქმა უნდა, ქიმიისასაც. მათი აზრით, საგნის სწავლების მეთოდიკა მეცნიერების განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი ნაწილია, რადგან მიმართულია ახალგაზრდების სწავლებისკენ. ახალგაზრდა კი, რომელიც სწორი მეთოდოლოგიით კარგად შეისწავლის ამა თუ იმ მეცნიერებას, ხვალინდელი პროფესიონალია. გამოდის, რომ მეცნიერების ხვალინდელი განვითარება დღევანდელ სწორ და ეფექტურ სწავლებას ეფუძნება.
განსაკუთრებული მნიშვნელობა ენიჭება სტრატეგიას „სწავლა კეთებით”. რაკი ქიმიაზე ვსაუბრობთ, აქ, ბუნებრივია, გაკვეთილზე ექსპერიმენტის ჩატარება იგულისხმება. „ქიმიის სწავლების პროცესის პრიორიტეტი ქიმიური ექსპერიმენტების დემონსტრირების შესაძლებლობაა. როდესაც ცდის ჩასატარებლად ყველაფერი მზად მაქვს, ვხედავ, როგორ იცვლება კლასი, როგორ იძაბება თითოეული მოსწავლე და რაღაც ჯადოსნობის მოლოდინშია. მნიშვნელობა არ აქვს, რამდენად მარტივი იქნება ექსპერიმენტი – მოსწავლისთვის ის ჯადოსნური სამყაროა. ამის შემდეგ ის ისე იმუხტება, რომ თეორიის მოსასმენადაც მზად არის”, – ამბობს ქიმიის მასწავლებელი დორის კოლბი.
ქიმიური ექსპერიმენტის „ჯადოსნობას” სათანადოდ აფასებდნენ ჰამფრი დევი და მაიკლ ფარადეიც. ამიტომაც იყო, საღამოობით ოპერის თეატრში საჯარო ექსპერიმენტებს რომ ატარებდნენ. სხვათა შორის, როგორც ისტორიკოსები წერენ, ბილეთი ამ „წარმოდგენებზე” თურმე ძალიან ძვირი ღირდა, დარბაზში კი ანშლაგი იყო. ზოგჯერ ეს მეცნიერები ქუჩაშიც მართავდნენ უფასო სანახაობას, რადგან მიაჩნდათ, რომ მეცნიერებით ტკბობის უფლება ყველას ჰქონდა.
ბრემენის უნივერსიტეტის ქიმიის დიდაქტიკის დეპარტამენტის ხელმძღვანელი, პროფესორი ინგო აილკსი, გვაფრთხილებს, რომ თითოეულ ექსპერიმენტს, რომელსაც მასწავლებელი გაკვეთილზე ჩაატარებს, სათანადო წინასიტყვაობა და თემის გაშლა სჭირდება. სხვაგვარად ქიმიური ცდის პროტოკოლი სამზარეულო რეცეპტების წიგნს დაემსგავსება, რომლის მიხედვითაც ყველას შეუძლია აიღოს განსაზღვრული რაოდენობის მჟავა, დაამატოს განსაზღვრული რაოდენობის ტუტე და მიიღოს რაღაც, მაგრამ წარმოდგენაც არ ჰქონდეს, რა მიიღო და რატომ.
ლიმერიკის (ირლანდია) უნივერსიტეტის ქიმიის დიდაქტიკის ინსტიტუტის პროფესორი პიტერ ჩაილდსი კი ქიმიური ექსპერიმენტების დემონსტრირებისას აქცენტს უსაფრთხოებაზე აკეთებს. მისი აზრით, მასწავლებელმა თავი არ უნდა აარიდოს ზოგიერთი არცთუ უსაფრთხო ექსპერიმენტის დემონსტრირებას, ოღონდ მხოლოდ თვითონ უნდა ჩაატაროს ისინი (მაშასადამე, მხოლოდ აჩვენოს მოსწავლეებს) და უსაფრთხოების წესები ზედმიწევნით დაიცვას.
ერთ-ერთი ასეთი ექსპერიმენტია მეთანის მამბა. ამ ექსპერიმენტის დროს განსაკუთრებული სიფრთხილეა საჭირო!
მეთანის მამბა
https://www.youtube.com/watch?v=uhQyY8rv1z8&feature=related
https://www.youtube.com/watch?v=p0XyHmYtnZQ&feature=related
შესავალი:მეთანის გაზი საპნიან წყალში მოხვედრისას წარმოქმნის ბუშტებს. ბუშტები ქვეწარმავალივით მიიკლაკნება, ელეგანტურად ადის ჰაერში და მოგვაგონებს მეთანის გველს.
მოწყობილობა:1.5–2ლ-იანი პლასტმასის სასმელი ბოთლი; რეზინის მილი; 5-7 სმ სიგრძის მინის მილი; შტატივი და სამაგრი.
რეაქტივები:თხევადი სარეცხი საშუალება; წყალი; ბუნებრივი აირი ან გაზის ბალონი (მეთანი).
უსაფრთხოება, ტექნიკური შენიშვნები:დარწმუნებული უნდა იყოთ, რომ ვენტილაცია კარგია; ცდის განმავლობაში გეკეთოთ დამცავი სათვალე; ცეცხლთან იმუშავეთ ცალი ხელით; არ ჩაატაროთ ექსპერიმენტი აალებადი ნივთების სიახლოვეს.
შენიშვნა:10 სმ სიმაღლის მეთანის სვეტის წარმოქმნის შემდეგ მეთანის მიწოდება შეწყვიტეთ, ბალონის ონკანი გადაკეტეთ; არავითარ შემთხვევაში არ მიიტანოთ ნათება გაზის ბალონთან.
ნარჩენების მოცილება:ყველა ნარჩენი შეიძლება ჩაირეცხოს კანალიზაციაში.
ექსპერიმენტის მიმდინარეობა:
1. გადაჭერით ბოთლი ისე, რომ მიიღოთ ძაბრის ფორმის ჭურჭელი (იხ. დიაგრამა).
2. ფრთხილად მოარგეთ მინის მილი ნახვრეტიან რეზინის საცობს ისე, რომ შუალედური მდგომარეობა ეკავოს. შემდეგ ფრთხილად მოარგეთ საცობი ბოთლის ყელს.
3. მინის მილის ბოლოზე ჩამოაცვით რეზინის მილი. თუ ეს უკანასკნელი მოკლეა, შეგიძლიათ დააგრძელოთ გადამყვანითა და მეორე რეზინის მილით.
4. შტატივის, სამაგრისა და დიდი რგოლის მეშვეობით ძაბრი მოათავსეთ ვერტიკალურად, როგორც სურათზე ნაჩვენები. რეზინის მილი ჯერ ზევით დაამაგრეთ და მერე შეუერთეთ გაზის წყაროს.
5. ჩაასხით ძაბრში 200-300 მლ სარეცხი ხსნარი. მინის მილი ხსნარმა 1.5 სმ-ით უნდა დაფაროს.
6. დაუმატეთ ცოტაოდენი (20-30 მლ) წყალი და რეზინის მილით შეუშვით გაზი. გაზი მინის მილიდან გამოვა და წარმოქმნის ბუშტებს.
წყალი და სარეცხი სითხე ერთგვარ ბარიერს ქმნის გაზის უკან ჩასაბრუნებლად. ეს ბარიერი რომ არა, ბუშტების კოლონა არასოდეს გაჩნდებოდა ბოთლში. მის ნაცვლად წარმოიქმნებოდა ცეცხლგამჩენი ყუმბარა.
7. შეგიძლიათ, ფაქიზად ამოიღოთ ბუშტები ძაბრიდან – უმჯობესია, სველი ხელით – და ფრთხილად გაიაროთ ოთახში.
8. შეწყვიტეთ გაზის მიწოდება და რეზინის მილი გაზის ბალონს მოხსენით.
9. ბუშტების მოსაშორებლად ხელები ერთმანეთს გაუსვით, ანდა გამოიყენეთ სახაზავი.
როგორ ავხსნათ ექსპერიმენტი: მეთანი, ჰაერზე მსუბუქი გაზი, ამოდის მილიდან და ადვილად წარმოქმნის ბუშტებს. ეს ექსპერიმენტი აჩვენებს, რომ ცეცხლთან უსაფრთხოდ მუშაობაა აუცილებელი და გვასწავლის, როგორ ავიცილოთ თავიდან ხანძარი. გვახსოვდეს: აალებადი გაზები ჰაერზე მსუბუქია.
ჯადოსნური ჩაი
https://www.youtube.com/watch?v=zRYBeejjNH8&feature=youtu.be
(გადაღებულია მოყვარულის მიერ ილიას უნივერსიტეტის სამეცნიერო პიკნიკზე)
შესავალი: კატალიზის დემონსტრირება შესაძლებელია წყალბადის პეროქსიდის დაშლით. შესაძლებელია აგრეთვე დისკუსია რეაქციის ხარისხსა და კატალიზის ფუნქციებზე.
მოწყობილობა:პატარა ჩაიდანი ან კოლბა ალუმინის ფოლგით.
რეაქტივები: მანგანუმის დიოქსიდი; 30%-იანი წყალბადის პეროქსიდი.
უსაფრთხოება:30%-იანი წყალბადის პეროქსიდის მცირე რაოდენობამაც კი შეიძლება ზომიერი ან მძიმე დაზიანება გამოიწვიოს. ჩვეულებრივ, ის სტაბილური ნივთიერებაა, მაგრამ ტემპერატურისა და წნევის ცვლილების მიმართ არამდგრადია.
ნარჩენების მოცილება:ხსნარი გამდინარე წყლით ჩარეცხეთ ტექნიკური წყლის კანალიზაციაში.
ექსპერიმენტის მიმდინარეობა:
1. წყალბადის პეროქსიდი „წყალია” – ჩაასხით 30 მლ ჩაიდანში ან კოლბაში. აუცილებლად შეამოწმეთ, რომ ჩაიდანი/კოლბა იყოს ცივი.
2. შავი მანგანუმის დიოქსიდი „ჩაია” – ჩაყარეთ კოვზით ჩაიდანში.
3. ჩაიდნის ცხვირიდან ამოდის ორთქლი და ჩაიდანი ცხელდება – ის უცეცხლოდ „ადუღებს” „წყალს” და „ჩაიც” მზადაა! ეს არის ეგზოთერმული რეაქციის მაგალითი, რომლის დროსაც სითბო გამოიყოფა.
როგორ ავხსნათ ექსპერიმენტი: წარმოდგენილი ექსპერიმენტი გვიჩვენებს, რომ წყალბადის პეროქსიდი არასტაბილური ხსნარია და კატალიზატორის თანაობისას წყლად და ჟანგბადად იშლება. ეს არის ჰეტეროგენული კატალიზი, როდესაც კატალიზატორის აგრეგატული მდგომარეობა სარეაქციო ნარევისგან განსხვავდება. 2H2O2 (სთ) -> 2H2O + O2(გ)
