Информационно-образовательный портал
e-mail: [email protected]

  • Библиотека
  • Химия
  • Усиление практической направленности при изучении химии через элективные курсы

Усиление практической направленности при изучении химии через элективные курсы

Усиление практической направленности при изучении химии через элективные курсы

Развить интеллектуальные и творческие способности ученика и сделать предмет изучения более интересным и максимально приближенным к повседневной жизни помогают учителю элективные курсы или курсы по выбору.

В своей работе использую преподавание курса по выбору «Решение задач повышенной сложности» в 11 классе. Хотя совершенно не важно как будет называться тот или иной элективный курс, главное, чтобы учитель смог внести свою изюминку в преподавание и заинтересовать своих учеников. Это, пожалуй, можно назвать одной из основных задач, стоящих перед преподавателем, решившем вести курсы по выбору. Чтобы содержание элективного курса было интересным и полезным, необходимо обогатить его элементами практической направленности и межпредметных связей. Это, на мой взгляд, позволяет решить проблему отчуждения знаний в химическом образовании, создать качественно новую образовательную среду, способствует развитию интеллектуальных и творческих способностей детей.

Необходимость введения данного элективного курса продиктована, прежде всего возникшим интересом будущих выпускников к предметам естественно-научного цикла, в частности химии, поскольку многие ребята стремятся связать свою жизнь с такими профессиями как врач, химик-технолог и т. д. Таким образом, элективный курс «Решение задач повышенного уровня сложности» делает учащихся более подготовленными к жизни, дает целенаправленную профессиональную ориентацию, поскольку умение решать задачи – это неотъемлемый элемент при поступлении в ВУЗы естественно-научного профиля.

Следующее не менее важное условие необходимости введения в 11 классе курса по химии продиктовано тем, что, к сожалению, резко сократилось количество базовых часов на изучение предмета, и в связи с этим остро встает вопрос о нехватке времени на решение задач по химии.

С каждым годом количество обучающихся, которые посещают курсы по выбору, увеличивается в среднем на 5 – 7 человек, а, следовательно, и интерес к естественным наукам ежегодно возрастает. То, что учащимся предоставляется большая возможность изучать курсы по выбору, является одним из элементов успешной реализации задач школьного химического образования, а использование дифференцированных заданий позволяет сделать процесс обучения личностно-ориентированным.

В процессе своей деятельности учителю химии необходимо реализовывать межпредметные связи с такими дисциплинами как биология, физика, алгебра, а также с иностранными языками и историей. Условия для заданий должны быть тесно связаны с процессами, протекающими в повседневной жизни. В ходе совместной деятельности «учитель – ученик» вместе с ребятами организовывались как стандартные формы учебных занятий, так и занятия – практикумы ( где выполнение практических заданий не могло быть осуществлено без решения проблемной расчетной задачи); уроки – защиты творческих проектов (создание презентаций, интересных схем, призванных помочь в решении задач и т. д. ); семинары, на которых, в частности, обсуждались пути решения комбинированных задач и т. д.

На протяжении изучения курса нам удалось повторить основные типы расчетных задач по химии (вычисление молекулярной и молярной массы вещества; вычисление массы растворенного вещества и воды в растворе; вычисление массовой доли элемента в веществе; расчеты по химическим уравнениям; определение практического выхода от теоретически возможного; вычисление на избыток одного из исходных веществ; расчеты по теме «Законы идеальных газов»; определение формулы вещества по продуктам сгорания). Помимо этого были изучены алгоритмы решения задач и сами задачи, не рассматривающиеся в школьном курсе. Это, например, задачи на смеси, на изменение веса металлической пластинки в растворе т . п.

Актуальность преемственности химических знаний на практике, в повседневной жизни при изучении курсов по выбору обусловлена следующими причинами. При передаче знаний учащимся с помощью педагогов они (знания) отчуждаются от науки и превращаются в догму – набор фактов, которые усваиваются учащимися как, безусловно истинные, несомненные. В частности предмет химия в школе отличается от химической науки, и построен как абсолютное завершенное знание, оперирующее четкими формулировками. Это, вероятно, и объясняет непривлекательность химии как школьного предмета среди учеников. С помощью элективных курсов эту проблему можно решить.

В своей статье обращаю внимание на практическую направленность при изучении химии через элективные курсы, которая является комплексным понятием, включающим в себя не только практическую деятельность учащихся и умение работать в химической лаборатории, но и возможность применять полученные знания в жизни, создание целостной картины мира через взаимосвязь различных наук. Поэтому красной нитью в моей статье является не разбор решения сложных задач, а демонстрация практической направленности курса по выбору.

Для то, чтобы занятия были более интересными и познавательными, использую не только расчетные задачи, но и качественные, требующие выполнение практической деятельности в условиях школьной лаборатории. Вот одна из задач практического цикла:

В четырех пронумерованных склянках без этикеток находятся прозрачные растворы серной кислоты (разбавленной), хлорида бария, пищевой соды и воды. Не прибегая к помощи других реактивов и используя минимальное число операций, определите содержимое каждой склянки.

Решение.

Шаг 1. Визуальное изучение содержимого склянок: все растворы прозрачны и бесцветны.

Шаг 2. Составление таблицы – схемы, которая будет являться руководством к экспериментальной деятельности. В соответствующих клетках таблицы отмечают образование осадков и газов.

Номер строки

Растворы

Растворы

HSO

BaCl

NaHCO

HO

1

HSO

-

Ba SO

CO

-

2

BaCl

Ba SO

-

Ba CO

-

3

NaHCO

CO

Ba CO

-

-

4

HO

-

-

-

-

Шаг 3. Анализ таблицы-схемы.

1. Характеристика осадков.

Ba SO₄↓– белый осадок, нерастворимый в кислотах.

Ba CO₃↓– белый осадок, нерастворимый в кислотах.

2. Характеристика газов.

CO₂↑– газ без цвета и запаха, образуется при взаимодействии солей угольной кислоты (наш случай) с более сильными кислотами: эффект вскипания.

Шаг 4. Практическая (экспериментальная) часть.

Берут 4 чистых пробирки, одну из них наполняют на две трети раствором из первой склянки, а в три другие приливают по 2 мл растворов из трех других склянок.

Приливают понемногу содержимое первой пробирки (в ней много раствора) в три другие пробирки. Фиксируют наблюдения.

1. Если в первой пробирке (строка №1) был раствор серной кислоты, то наблюдаем образование осадка там, где был раствор хлорида бария:

HSO₄ + BaCl₂→ Ba SO₄↓ + 2HCl

SO₄²ˉ+ Ba² → Ba SO₄↓.

Там, где был раствор пищевой соды (гидрокарбоната натрия), наблюдается эффект вскипания:

HSO₄ +2 NaHCO₃→ NaSO₄ + CO₂↑ + 2HO

2H⁺ +2H CO₃ˉ → CO₂↑ +2 HO

Там, где была вода, нет признаков протекающей реакции.

2. Если в первой пробирке (строка №2) был раствор хлорида бария, то наблюдается образование осадка там, где был раствор серной кислоты:

BaCl₂ + HSO₄→ Ba SO₄↓ + 2HCl.

Происходит образование осадка и в пробирке, где был раствор карбоната калия:

BaCl₂ +2 NaHCO₃→ Ba CO₃↓ + 2NaCl + HO + CO₂↑

Ba²⁺ +H CO₃ˉ → Ba CO₃↓+ HO + CO₂↑

Там, где была вода, нет признаков протекающей реакции.

Если мы знаем, в какой склянке раствор серной кислоты, то к полученным осадкам можно прибавить раствор HSO₄:

Ba SO₄↓+ HSO₄→реакция не идет,

Ba CO₃↓+ HSO₄→ Ba SO₄↓+ CO₂↑ + HO.

3. Если в первой пробирке (строка №3) был раствор NaHCO₃, то наблюдается выделение газа в пробирке с раствором серной кислоты:

2NaHCO₃ + HSO₄→ NaSO₄ + CO₂↑ +2 HO.

В пробирке, где был раствор BaCl₂:

BaCl +2 NaHCO→ Ba CO↓ + 2NaCl + HO + CO

Образующийся осадок растворим в кислоте:

Ba CO₃↓+ HSO₄→ Ba SO₄↓+ CO₂↑ + HO.

Там, где была кислота, нет признаков протекающей реакции (строка4).

Особенностью следующей задачи является графическое отображение процессов, протекающих в ходе химической реакции. Эта задача также, как и предыдущая может быть выполнена в условиях школьной лаборатории.

Взаимодействие растворов соляной кислоты и нитрата серебра выражают уравнением:

HCl + AgNO₃→AgCl↓ + HNO₃.

К 100 мл раствора соляной кислоты, содержащем 1 моль хлороводорода, добавляют 100 мл раствора нитрата серебра, содержащего 1 моль AgNO₃, порциями по 10 мл. Постройте график зависимости увеличения массы хлорида серебра по мере прибавления раствора нитрата серебра: т(AgCl) = f(v (AgNO₃)).

Решение.

М(HCl)=36,5 г/моль; М(AgNO₃)=170 г/моль;

М(AgCl)=143,5 г/моль; М(HNO₃)=63 г/моль.

HCl + AgNO₃ → AgCl↓ + HNO₃.

1 моль 1 моль 1 моль 1 моль

36,5 г/моль 170 г/моль 143,5 г/моль 63 г/моль

Одна порция раствора AgNO₃ объемом 10 мл содержит 0,1 моль AgNO₃. По оси абсцисс отложим v(AgNO₃) – от 0,1 до 1 моль.

По оси ординат – данные, отвечающие массам от 14,35 г (0,1 моль AgCl) до 143,5 г (1 моль AgCl).

V раствора AgNO₃, мл

V(AgNO),моль

т(AgCl), г

Номер порции

10

0,1

14,35

1

20

0,2

28,70

2

30

0,3

43,05

3

40

0,4

57,4

4

50

0,5

71,75

5

60

0,6

86,10

6

70

0,7

100,45

7

80

0,8

114,8

8

90

0,9

129,15

9

100

1,0

143,5

10

При решении задач по химии очень важно нацелить учащихся на понимание роли таких предметов как математика. Например, такая, казалось бы, простенькая задача требует от учеников прежде всего сообразительности и помогает собраться с мыслями на начальном этапе занятия:

Для приготовления фирменного чая нужно ровно 6 литров воды. Наш чайник вмещает 7 литров. Еще в нашем распоряжении есть два конических ведра, одно вмещает под горло 4 литра, второе – 9 литров. Вопрос. Как, используя эти два ведра, налить в чайник точно 6 литров воды?

Давно бытует всем известное мнение: «Если не знаешь математику, то не сможешь решить задачу по химии». В подтверждение тому рассмотрим задачу, при решении которой потребуется умение решать систему уравнений.

Рассчитать массовые доли компонентов смеси, состоящей из гидрата карбоната аммония , карбоната калия и гидрофосфата аммония, если известно , что из 38,4 г этой смеси получили 8,8 г углекислого газа и 6,8 г аммиака.

Решение:

М ( ) = 114 г/моль

М () = 138 г/моль

М () = 132 г/моль

Пусть в смеси х моль , у моль и z моль , тогда

114х + 138у + 132z = 38,4

Из х моль гидрата карбоната аммония можно получить моль аммиака и

х моль углекислого газа:

х 2х х

→ 2

Аналогично,

у у z 2z

→ → 2

n () = 8,8/44 = 0,2 моль х + у = 0,2

n () = 6,8/ 17= 0,4 моль 2х+2z =0,4

Решая систему уравнений

114х + 138у + 132z = 38,4

х + у = 0,2

2х+2z =0,4

находим х = у = z = 0,1 моль

w () =

w () =

w ((NH4)HPO4 =

Ответ: w () = 29,7 % , w() = 35,9 % ,

w () = 34,4 %.

Чтобы изучение химии было не только интересным, но и полезным, целесообразно решать задачи, в условиях которых отображены те или иные исторические факты. Тем самым реализуется связь с предметом истории.

« Мери Роз» – затонувший военный корабль Тюдоров (королевской династии, правившей Англией с 1485 по4603г. ) – был извлечен со дна моря в 1932 г. Сразу же после подъема деревянная обшивка корабля была пропитана воскообразным веществом – полиэтиленгликолем, который препятствовал разложению древесины, долгое время пробывшей во влажном состоянии. Определите количество моль углерода, кислорода и водорода в 0,01 моль мономера – этиленгликоля HOCHCH₂ОН, а также массу кислорода в этой порции вещества.

Медь известна с глубокой древности как в чистом виде, так и в виде бронзы( сплава меди с оловом). Существование этого металла отмечено в библии (Ветхий Завет) и у Гомера («Илиада»). Бронза часто служит металлом для изготовления памятников. Опыт древних металлургов-медеплавильщиков описан в книгах Агриколы (XVI в. ). В сочинениях легендарного алхимика Василия Валентина указан способ выделения чистой меди из раствора медного купороса (сульфата меди II) – вытеснение (восстановление) железом. Рассчитайте массу железа, необходимого для получения этим способом 6,4 кг меди.

Римский историк Кай Плиний Старший (23 – 79 гг. н. э. ) пересказал легенду о жемчужинах Клеопатры. Египетская царица устроила пир в честь римского полководца Марка Антония. А надо сказать, что среди сокровищ сказочно богатой Клеопатры славились больше всего серьги с огромными грушевидными жемчужинами, массу которых историки оценили в 40,2 г. Желая поразить римского гостя, Клеопатра растворила одну из жемчужин в кубке с вином и выпила это вино за здоровье Антония. Однако жемчуг не растворяется ни в вине, ни в воде. Он переходит в раствор только под действием кислот. Так и полагается вести себя и карбонату кальция. Разве что в кубке Клеопатры вместо вина был уксус, тогда была бы возможна реакция:

CaCO₃ + 2CHCOOH → Ca(CHCOO)₂ + CO₂↑ + HO.

Рассчитайте суммарный объем ( при н. у. ) газа, который выделился бы при химическом растворении в уксусной кислоте жемчужин Клеопатры.

Одно из направлений профильной подготовки в гимназии – это углубленное изучение иностранных языков. Поскольку обучающиеся 11 классов свободно разговаривают на английском или немецком языках,можно предложить им задания следующего характера:

1. Прочитайте внимательно условие задачи и переведите текст на англ. (нем. ) язык.

2. Решите задачу.

Как стать блондинкой? В настоящее время для осветления волос применяют специальные составы, содержащие пероксид водорода и его производные. Очень удобен гидгоперит – соединение пероксида водорода с карбомидом, который способствует увлажнению и набуханию волос; при этом действие пероксида водорода усиливается. Определите состав гидроперита (NHCO∙x(HO₂), если из 9,4 г гидроперита получилось 2,24 л атомарного кислорода.

И вот каким был перевод: How to became a blonder? Now a days different special mixtures are used for making hair white. They contain HO. Hydroperite is very convenient. Linking HO with carbomide, which helps to make hair wet , under this condition the action of HO becomes very strong. Find the mixture of Hydroperite (NHCO∙x(HO), if you can get 2. 24 l atomic oxygen out of 9. 4 g Hydroperite.

Такие задания очень привлекают учащихся, помогают им в некотором смысле освоить специфическую лексику на иностранном языке по химии.

Также в конце учебного года в виде творческого задания предлагалось самим выбрать наиболее понравившуюся задачу и перевести ее на иностранный язык. С этими заданиями справлялись все ученики.

Помимо умения решать задачи по химии, меня также интересует способность школьника к пониманию письменных текстов и рефлексии на них, использованию их содержания для достижения собственных целей, развития знаний и возможностей, для активного участия в жизни общества. Поэтому в процессе прохождения элективного курса предлагались следующие творческие задания:

Выберите одну из трех предложенных цитат и выскажите свое мнение о прочитанном, то есть напишите маленькое сочинение из 4-5 фраз.

1. Широко простирает химия руки свои в дела человеческие.

М. В. Ломоносов.

2. Ты навсегда в ответе за тех, кого приручил.

Антуан де Сент-Экзюпери.

3. Не всякому помогает случай. Судьба одаривает только подготовленные умы.

Луи Пастер.

Решение расчетных задач по химии представляет немалые трудности, а не освоив первый этап решения задач, связанных с ключевым понятием «моль», школьник в дальнейшем не сможет осознанно решать и более сложные задачи. Поэтому учителю требуется приложить максимальные усилия на начальном этапе решения задач, т. к. от этого будет зависеть и дальнейший успех.

Приведенный ниже «химический человечек» призван помочь в разрешении этой проблемы. Эту схему я также объясняю учащимся в 8 классе при обучении решению задач. Так, с вводным контролем (задача в два действия) справилось только 20% учащихся, а после знакомства с «химическим человечком» с задачей такой же сложности в выходном контроле справилось уже 85% учащихся, и это на одном уроке. Будет замечательно, если такая схема окажется у каждого ребенка в тетради.

В заключении можно отметить, что реализация элективного курса «Решение задач повышенного уровня сложности» позволяет м сделать следующие выводы.

1. Данный курс логически продолжает базовое образование учащихся, углубляет его в целях профилизации.

2. Реализует преемственность с подготовкой в соответствующие высшие учебные заведения.

3. Формирует научное мировоззрение.

4. Содействует развитию социально-активной личности.

5. Способствует развитию его креативности и интеллекта.

И. В. Полякова, ГБОУОШИ "Шебекинская гимназия-интернат", г. Шебекино, Белгородская область

Метки: Химия