11.5. Проблемный подход при изучении строения молекул органических веществ

Курс органической химии, построенный на идеях развития и зависимости свойств веществ от строения , предоставляет широкие возможности для проблемного изучения. Первые же представления учащихся о составе органических веществ приходят в противоречия с их теоретическими представлениями о валентности элементов . При изучении алканов ознакомление с тетраэдрическим строением молекулы метана требует выяснения причин такой формы.

Чтобы объяснить, что все связи в молекуле метана совершенно одинаковы вводится понятие «гибридизация» – выравнивание электронных облаков по длине, форме и направленности. Идея гибридизации является гипотезой, но она позволяет сделать изучение строения молекул более доказательным.

Изучение гибридизации не является самоцелью. Оно необходимо, чтобы учащиеся лучше усвоили природу δ – связей.

Изучение гибридизации необходимо увязывать с данными, полученными с помощью физических методов исследования, что позволяет конкретизировать строение различных органических веществ.

Формирование понятия «гибридизация» происходит в несколько этапов:

1. знакомство с тремя валентными состояниями атома углерода;

2. совершенствование знаний при изучении строения предельных и непредельных углеводородов;

3. закрепление и углубление знаний о гибридизации при изучении ароматических соединений.

4. В 11 классе изучается гибридизация не только углерода, но и других элементов.

Выяснение молекулярного состава этилена снова приводит к противоречию с валентностью элементов и требует вновь обратиться к строению молекулы и sp- гибридизации атома углерода. Установление особого характера химической связи требует выяснения влияния ее на свойства вещества.

Ведущим противоречием изучения бензола является несоответствие его молекулярного состава наблюдаемым опытным данным ( отсутствие характерных реакций непредельных соединений).Для разрешения противоречий вводится понятие «ароматической связи».

Подобные проблемные ситуации могут быть созданы в каждой учебной теме при всех наиболее важных вопросов курса.

11.6. Понятие «взаимное влияние атомов в органических соединениях» в курсе органической химии формируется постепенно от темы к теме ( см.таблицу 28).

Взаимное влияние атомов в органических соединениях

Таблица 28

Тема

Примеры

теория химического строения Бутлерова Алканы и галогеналканы Непредельные углеводороды Ароматические углеводороды Спирты Фенолы Альдегиды Карбоновые кислоты Амины, анилин

атомы взаимно влияют друг на друга 3-хлоруксусная кислота влияние галогена на реакционную способность объяснение правила Марковникова взаимное влияние атомов в толуоле объяснение активности атома водорода гр.ОН, влияние групп ОН друг на друга взаимное влияние атомов в феноле влияние карбонила на свойства вещества. Взаимное влияние в карбоксильной группе, влияние галогена на силу кислот. Объяснение основных свойств аминов, сравнение основных свойств аммиака, алифатических и ароматических аминов

Литература.

1. Буцкус, П.Ф. Книга для чтения по органической химии./ П.Ф. Буцкус. – М.: Просвещение, 1985. – 256 с.

2. Зайцев, О.С. Методика обучения химии: теоретический и прикладной аспекты/ О.С. Зайцев. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1999. – 384 с.

3. Лернер, И.Я. Каким должно быть воспитывающее обучение /И.Я.Лернер // Химия в школе.- 1995.- №1.- С. 15-17.

4. Пак М.С.Дидактика химии/М.С.Пак.-М.: Дрофа, 2004.

5. Чертков И.Н Методика формирования у.учащихся основных понятий органической химии/И.Н.Чертков.-М.: Просвещение,1991/

6. Цветков Л.А. Преподавание органической химии в средней школе/ Л.А. Цветков. – М.: Просвещение, 1984. – 256 с.

7. Чернобельская, Г.М. Методика обучения химии в средней школе./ Г.М. Чернобельская. – М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2000. – 336 с

Приложение №1

Профессиограмма учителя химии

Знания и умения по методике преподавания химии

1. Всестороннее и глубокое понимание задач обучения химия в средней школе на современном этапе развития системы народно­го образования.

2. Знание современных концепций обучения, умение осуществ­лять интегрированное и дифференцированное обучение, обучение в школах и классах с углубленным изучением предмета.

3. Прочное знание школьного курса химии.

4. Знание теоретических основ и современного уровня развития методики обучения химии, фундаментальных работ русских, зарубежных и советских методистов, их вклада в развитие учеб­ного предмета.

5. Умение дать методический анализ действующих школьных программ, учебников и пособий.

6. Знание классификации уроков и методов обучения химии по разным основаниям, основных требовании к урокам, умение широко использовать уроки разных типов, определять оптимальные усло­вия ъ выборе наиболее рациональных методов обучения с учетом содержания изучаемых разделов программы, предварительной под­готовки и возрастных особенностей учащихся.

7. Умение правильно организовать все виды учебной работы, владеть различными методическими приемами: использование срав­нений, сопоставлений, нахождение сходств и различий в свойствах веществ, признаках и механизмах химических реакций. Владе­ние приемами обобщения знаний на всех этапах обучения. Умение правильно провести закрепление материала, организовать и провес та повторение изученного материала.

8. Умение использовать методы проблемного обучения, активизировать и стимулировать познавательную деятельность учащихся, направлять их на самостоятельный поиск новых знаний.

9. Умение строить на материале курса химия мировоззренчес­кие выводы, умение применить диалектический метод при объясне­нии химических явлений и раскрытии закономерностей; умение це­ленаправленно и планомерно формировать систему научных взгля­дов учащихся, использовать материал курса химии для интерсоциального воспитания учащихся.

10. Знание принципов политехнического обучения, умение осуществлять политехническую направленность курса химии, реализо­вать связь изучаемого материала с жизнью. Умение правильно организовать изучение важнейших химических производств и основ химизации сельского хозяйства в органической связи с изучаемым теоретическим материалом.

11. Знание теоретических основ и методических путей формирования важнейших химических понятий и умение творчески использовать их в процессе обучения.

12. Знание способов и приёмов организации познавательной деятельности учащихся, понимание путей движения мысли учеников от незнания к знанию, от сущностей более низкого порядка к сущностям более высокого порядка. Умение правильно оценить уровень развития школьника и соответственно влиять на процесс его обучения и развития, обоснованно применять индивидуальный подход в обучении, сочетать фронтальную работу с групповой и ин­дивидуальной.

13. Умение правильно определить цели и задачи урока, формы организации познавательной деятельности учащихся, выбрать на­иболее рациональные методы работы на уроке, подбирать необхо­димый иллюстративный материал, сформулировать выводы и обобщения, выбрать задания для самостоятельной работы учащихся на уроке, правильно определить объём и содержание домашних заданий, дать рекомендации к их выполнению.

14. Умение наблюдать урок и провести его анализ.

15. Умение провести методический анализ темы и составить ее методическую разработку.

16. Владение химическим языком, умение читать химические формулы, уравнения, четкое знание действующей химической но­менклатуры и классификации веществ. Знание методов и приемов обучения учащихся химическому языку и умение применять их в учебном процессе.

17. Знание теоретических основ химического эксперимента, его познавательного значения, владение техникой постановки химических опытов, умение выбрать нужный вариант опыта, ставить и комментировать демонстрационные опыты. Умение организовать рабочее место ученика, организовать и провести ученический эксперимент, инструктаж к выполнению опытов учащимися и офор­мление их результатов. Умение освоить по описаниям или разра­ботать самостоятельно и проверить новые химические опыты. Знание занимательных химических опытов и умение правильно их ис­пользовать.

18. Умение дидактически правильно использовать средства наглядности, осуществлять все виды сочетания слова и наглядности и обучения.

19. Владение основными техническими средствами обучения, умение использовать их в учебной работе (диапроектор, эпидиаскоп, графопроектор, телевизор, видеомагнитофон, компьютер, магнитофон, киноаппарат), умение подбирать и использовать экранные пособия по темам программы.

20. Знание основ вычислительной и компьютерной техники. Умения применять машинное и безмашинное программирование в обучении и проверки знаний.

21. Умение наблюдать за работой учащихся, слушать, анализировать и оценивать устный ответ ученика по содержанию, построению, логике суждений.

22. Умение организовать работу с учебником.

23. Умение организовать внеклассную работу по химии.

24. Знание основных методических пособий и периодической литературы по методике преподавания химии.

25. Владение литературным языком, хорошей дикцией, умение правильно построить объяснение, беседу, рассказ, школьную лекцию; последовательно, стилистически грамотно, эмоционально излагать учебный материал на всех видах занятий.

Общие знания и умения

Общие знания и умения формируются в процессе подготовки специалиста в течение всего времени обучения студента в пединституте:

1. Знание правил работы в химической аудитории, организация рабочего места, техники выполнения отдельных операций.

2. Умение обращаться с основным лабораторным оборудованием, химической посудой, простыми приборами.

3. Знание правил работы с электрическим током, умение обращаться с электрооборудованием школьного химического кабинета (распределительный щит, лабораторный автотрансформатор, выпрямитель, реостаты, электронагревательные приборы, разряд-1 и др.).

Владение простыми приемами электромонтажа (сборка простой установки по схеме).

Умение провести и объяснить демонстрационный или лаборатор­ный опыт с. использованием электрического тока (испытание элек­ропроводности твердых веществ, растворов и расплавов, электролиз, движение ионов, получение озона, опыты с эвдиометром, моделью электрофильтра и др.).

4. Умение обращаться с наиболее широко применяемыми в учеб­ной и исследовательской практике реактивами, знание правил их хранения.

5. Умение осуществлять следующие лабораторные операции:

а) расчет необходимых количеств и взятие нужных веществ для проведения опыта;

б) взвешивание на технических весах;

в) нагревание;

г) растворение твердых, жидких и газообразных веществ;

д) осаждение и отделение осадка от раствора, промывание

осадка;

е) вываривание растворов и высушивание осадков;

ж) прокаливание и сплавление;

з) определение плотности жидкостей;

и) приготовление растворов различных концентраций по навеске из фиксаналов с использованием растворов других концентраций, пересчет одних способов выражения концентраций в другие.

6. Знание вспомогательного оборудования химической лабора­тории (кабинета) и умение пользоваться им (машинка "Умелые руки", ручная дрель, электродрель, тиски, пробочные сверла, мелкий инструмент и ср.). Владение простыми приемами обработки дере­ва, металлов, пластмасс, приемами паяния.

7. Умение пользоваться различными нагревательным приборами (в том числе электрическими я газовыми от портативных бал­лонов или газовой сети).

8. Умение использовать доступные в школьном химическом кабинете приемы обработки стекла (резка плоского стекла, изготовление матовых стекол, резка, сгибание, оттягивание стек­лянных трубок, спаивание трубок), резиновых трубок, пробок корковых и резиновых (подгонка, сверление и др.).

9. Умение работать с газометром, аппаратом Киппа и другими приборами для получения и хранения газов. Умение пользоваться электролизерами, озонатором, приборами для демонстрации про­изводственных процессов (производство серкой кислоты; аммиака, соды, азотной кислоты, установка для демонстрации крекинг-процесса и др.).

10. Умение изготовлять простые приборы из стекла с использо­ванием вспомогательных деталей.

11. Владение основными приемами педагогической графики. Умение зарисовать прибор к его детали, изобразить схему производственного процесса, объяснять учащимся правила зарисовки опыта.

12. Умение самостоятельно изготовить простые графические наглядные пособия и помочь учащимся в их изготовления.

13. Умение провести инструктаж по технике безопасности при выполнении учащимися химических опытов и требовать их строгого соблюдения. Умение оказать первую помощь при травмах. Знание общих положений по организации охраны труда и техники безопас­ности. Знание техники безопасности при работе с газообразными веществами, едкими веществами и легковоспламеняющимися жидкостями при эксплуатации электрооборудования.

14. Владение методикой решения и правильного оформления расчётных и экспериментальных задач, умение составлять расчётные и качественные задачи по темам школьного курса и усложнён­ные задачи для школьных химических олимпиад.

15. В области химического эксперимента учитель химии должен:

а) чётко знать цели и задачи осуществляемого эксперимента, его теоретическое обоснование;

б) строго соблюдать условия проведения опыта, уметь оцени­вать влияние изменения условий на результаты опыта;

в) уметь вести целенаправленное наблюдение за ходом опыта; Фиксировать все изменения в процессе протекания реакции;

г) уметь анализировать опыт и делать выводы из наблюдений;

д) уметь обработать результаты эксперимента, полученные различными методами;

е) уметь вести лабораторные записи.

16. В области информатизации и компьютеризации химического образования учитель химии должен знать:

1) назначение и основные технические характеристики компьютера (представление чисел, объём запоминающих устройств и т.п.);

2) структуру компьютера;

3) работу устройств управления и табло сигнализации пульта управления;

4) общие технические данные устройства ввода и устройств вывода информации;

5) систему команд, выполняемых данной ЭВМ и структуру систем математического обеспечения;

6) тематику и содержание» учебных видеофильмов для средней и высшей школы;

7) методику использования видеоинформации в процессе обучения химии.

Уметь:

1) составлять блок-схему программы (алгоритм действия);

2) составлять сценарий программы и с помощью программиста перевести его на язык машины;

3) ввести программу вручную непосредственно с клавиатуры пульта управления или других устройств ввода;

4) осуществлять основные пультовые операции (обращение к оперативной памяти машин, к регистрам, к внешним устройствам);

5) выполнять операции пуска, остановки машины по номеру команды или по адресу оперативных запоминающих устройств;

6) работать с видеотехникой и методически правильно включать содержание видеоматериалов в учебный процесс.

Приложение №2

Функции учителя

Студенты в процессе изучения методики химии и в ходе педпрактики должны овладеть рядом функций:

конструктивной функцией, которая обеспечивается наличием у студента следующих умений:

• составлять индивидуальные планы-графики работы, определять и формулировать цели урока – образовательные, воспитывающие, развивающие;

• отбирать учебный материал, подлежащий изучению на уроке, устанавливать правильное взаимоотношение между компонентами биологических и химических знаний (представлениями, понятиями, закономерностями, причинно-следственными связями, мировоззренческими идеями, научными фактами);

• отбирать методы и средства обучения, адекватные целям и содержанию учебного материала, психолого-педагогическим особенностям класса;

• прогнозировать возможные трудности усвоения школьниками учебного материала;

• планировать познавательную деятельность учащихся и способы её организации;

• определять тип и структуру урока;

• составлять тематические и поурочные планы уроков;

• планировать содержание. методы проведения занятий кружка. факультатива. различных форм внеклассной работы;

• планировать дооборудование школьного кабинета химии (пополнение фонда средств за счёт типового материала и самооборудования, книжного фонда кабинета, картотек, совершенствование интерьера кабинета)

• планировать содержание и методы проведения воспитательной работы, формы её организации.

Студенты на педпрактике должны овладеть мобилизационной функцией, которая обеспечивается выполнением такого комплекса умений:

• активизировать и развивать познавательную деятельность учащихся, обеспечивать внимание, запоминание, осмысление учебного материала (мировоззренческих идей, понятий, закономерностей, причинно-следственных связей, фактов), развивать интерес к изучаемому предмету;

добиваться актуализации имеющихся знаний, формировать новые на базе опорных.

На педпрактике необходимо овладеть организаторской функцией, которая обеспечивается наличием таких умений:

• организовывать выполнение намеченного плана урока;

рационально распределять время между структурными и логическими частями урока, между методами изложения учебного материала практикантом и работой учащихся;

• руководить работой учеников, управлять процессом обучения на всех этапах урока: при проверке знаний, изучении нового материала, самостоятельной работе учеников, закреплении, домашнем задании;

• руководить учениками во время экскурсий, на занятиях факультатива, во внеклассной работе.

Педагогическая практика даёт возможность студентам овладеть коммуникативной функцией, которая обеспечивается такими умениями:

устанавливать деловые взаимоотношения с учащимися и между учащимися, с коллективом школы и с учителями-предметниками;

• проявлять к ученикам внимание, строгость, сохранять деловой тон, педагогический такт.

Овладение информационной функцией предусматривает формирование следующих умений:

• формировать у учащихся химические знания (представления, понятия, причинно-следственные связи и прочие компоненты);

• передавать учебную информацию в строгой логической последовательности, используя индуктивный и дедуктивный пути формирования знаний, увязывая её с предыдущими темами курса химии и осуществляя межпредметные связи;

• передавать знания учащимся, свободно пользуясь методами устного изложения, работая с учебником и другими источниками информации, с различными средствами обучения, в том числе ТСО в наиболее целесообразном их сочетании, с учётом содержания учебного материала и возрастных особенностей школьников;

• использовать разнообразные методы и формы проверки знаний, предусматривая с помощью вопросов и заданий разные уровни умственной активности учащихся при ответах;

объективно оценивать ответы учащихся и комментировать оценки, проводить закрепление знаний, текущее и обобщающее повторение по теме;

• давать домашние задания, инструктируя их выполнение;

• выступать с лекциями и беседами перед учащимися и родителями, с беседами на общественно-политические, педагогические, экологические темы.

В период педпрактики студент должен овладеть ориентационной (воспитывающей) функцией, выполнение которой требует наличия следующих умений:

• осуществлять воспитывающее обучение биологии и химии: формировать мировоззрение учащихся, осуществлять их нравственное, трудовое, эстетическое, природоохранное, политехническое, профориентационное воспитание как через учебный материал, так и путём установления межпредметных связей. Осуществлять воспитание учащихся в ходе внеклассной работы по химии и при выполнении обязанностей классного руководителя.

Овладеть развивающей функцией студент сможет при наличии таких умений:

• осуществлять развивающее обучение школьников, проводя обучение на разных уровнях сложности;

• наряду с объяснительно-иллюстративным и репродуктивным методами обучения включать продуктивный, используя проблемное изложение, частично-поисковую и поисковую деятельность учащихся, т.е. осуществлять проблемное обучение;

• включать в обучение проблемные задания для учащихся (используя как опубликованные в методической литературе, так и сконструированные самостоятельно);

• обучать школьников приёмам учебной работы (особенно работе с учебником, типовыми планами, сравнению) и приёмам умственной деятельности (анализу, синтезу, обобщению, конкретизации и др.).

В период прохождения педпрактики в школе студенты овладевают исследовательской функцией, выполнение которой обеспечивается такими умениями:

• анализировать урок в методическом, общедидактическом и психологическом аспектах с позиции современных требований соответствующих педагогических наук и с учётом достижений передового опыта учителей химии.

• оценивать качество наблюдаемого урока, исходя из достижений его целей – образовательной, воспитывающей, развивающей;

• осуществлять самоанализ, теоретически осмысливать опыт работы товарищей, особенно при разборе уроков;

• выводы по самоанализу и анализу уроков товарищей использовать при планировании и проведении последующих уроков, при составлении отчётов по педпрактике;

• собирать, систематизировать, обобщать факты педагогической деятельности в целях выполнения научно-методической работы в период педпрактик.

Приложение 3

Рекомендуемый план проекта урока

(Е.Ю. Грудзинская, Е.Г. Кочнева, НИРО)

Система обучения химии, как, впрочем, и любому другому предмету, состоит из взаимосвязанных элементов: задач, предметного содержания, методов обучения, средств и организационных форм обучения, методов контроля за усвоением содержания.

Соответственно в состав проекта урока должны входить следующие разделы:

1. Программа и учебник, по которому работает учитель.

2. Краткая характеристика класса, в котором проводится урок Характеристика пишется в произвольной форме, в ней указываются степень мотивированности учащихся данного класса к учению вообще и к изучению химии в частности, склонность их к определённому виду познавательной деятельности, уровень сформированности их общеучебных умений и навыков. Если есть возможность, то к составле­нию этого раздела привлекается школьный психолог.

3.Название темы с поурочным планированием и необходимыми пояснениями.

4. Название урока.

5.Тип урока. Мы рекомендуем использовать традиционную типологию уроков:

— изучение нового материала;

— закрепление и применение знаний;

— обобщение и систематизация знаний;

— контроль и учет знаний. Обговариваются дидактические задачи каждого типа уроков и основные структурные элементы урока, обязательные для каждого типа урока.

6.Цель изучения темы и задачи конкретного урока.

Основные требования к постановке задач:

— комплексность, должны быть определены обучающие, развивающие и воспитательные задачи;

— диагностичность и ориентированность на результат;

— задачи должны быть спроецированы на ученика.

Следует отметить, что цели и задачи, изложенные в конспектах уроков учителей, не всегда отвечают пере­численным требованиям. В соответствии с рекомендациями современных дидактов (М.В. Кларин и др.) предлагается ставить обучающие, развивающие, воспитательные задачи с использованием определенных глаголов, например для образовательной задачи-, в результате урока ученики узнают, должны знать, должны иметь представление и т. д.; для развивающей задачи: ученики учатся распознавать, выделять главное, выявлять отличия, устанавливать закономерности и т. д.; для воспитательной задачи: учащиеся понимают, убеждаются, осознают.

7. Методы обучения, используемые на уроках. Опыт работы с учителями показывает, что наиболее приемлемой является классификация методов по характеру познавательной деятельности учащихся при изучении учебного материала (репродуктивный, частично поисковый и исследовательский).

8. Форма организации занятий или тип занятий: лекция, семинар, беседа, урок-игра, практическая работа, контрольная работа и т. д.

9. Средства обучения (или оборудование): книги, раздаточный материал, дидактические карточки, ТСО и т. д.

10. Форма организации работы в классе: фронтальная, групповая, работа по вариантам, индивидуальная и тд.

11. Хронометраж урока.

12. Содержание урока, включающее три элемента: собственно ход урока (что делаю?), обоснование деятельности учителя (зачем делаю?) и прогнозируемая деятельность учеников. Наибольшую трудность испытывают учителя при описании целей своих действий, а прогнозирование деятельности учеников зачастую сводится не к отслеживанию уровня усвоения материала, а к простому описанию действий ученика: записал уравнение реакции, заполнил таблицу и т. д.

13. Результаты урока.

14. Самоанализ урока.

Проект урока «Скорость химических реакций»

В качестве иллюстрации предлагаем проект урока, который проводился в Нижегородском техническом лицее. Обучение учащихся в лицее ведется с 9 класса, набор осуществляется на основании конкурсного отбора. Учащиеся целенаправленно готовятся к поступлению в вузы Нижнего Новгорода на естественно-научные и технические факультеты.

В учебном плане на изучение химии в 9-м классе отводится три часа в неделю (2+1). Предлагаемый проект рассчитан на два часа аудиторных занятий (40+40 мин).

I. Программа – Интегративная учебная программа по химии и физике (сертификат серии А № 106 от 10.07.99 НИРО).

Учебник «Химия 9», авторы Ф.Г.Фельдман, Г.Е. Рудзитис.

П. Краткая характеристика класса.

Школьный тест умственного развития, позволяющий выявить объем знаний учащихся, сформированность понятий общественно-политического, научно-культурного плана и понятий, заключенных в школьных курсах математики, физики, химии, биологии и др., а также оценить степень развития мыслительных операций, – классификации, обобщения, логики, показывает, что общий средний показатель по классу составляет 105 баллов из 130 возможных, уровень осведомленности высокий, учащиеся умеют обобщать, находить логические связи между понятиями и явлениями, затруднения вызывают умение абстрагироваться, отвлекаться от частных признаков, объединять и классифицировать предметы и явления по определенным признакам.

Психологические исследования показали, что большинство ребят обладает способностью сосредоточиться, сконцентрировать внимание на достаточно длительное время, умением точно выполнять инструкцию учителя.

Из ведущих учебных мотивов наиболее предпочтительными являются: мотив общения – 100 %, социальный мотив – 92 %, познаватель­ный мотив – 80 %. Сочетание этих мотивов оптимально для формиро­вания мотивации учебной деятельности по всем изучаемым предме­там. Высокий уровень интереса к урокам химии проявляет 48 % учащихся, средний уровень – 42 %, низкий уровень – 10 %.

Эмоциональное отношение к предмету «Химия» изучалось с помощью цветового теста отношений Люшера (модифицированный вариант). Установлено, что полное эмоциональное принятие предмета проявляют 70% учащихся, полное эмоциональное принятие педагога – 90 % учащихся. Исследование общего эмоционального состояния учащихся, выражаемого в различных формах включения их в жизнь школы, показывает, что ребята чувствуют себя комфортно, без проявления тревожности. Большинство учащихся класса отличаются умени­ем владеть своим поведением в различных ситуациях, способностью самостоятельно управлять своими; действиями. Высоким уровнем волевой саморегуляции обладают 75% ребят, их отличает самостоятельность, уверенность в себе, устойчивость намерений. Низкий уровень волевой саморегуляции отмечен, лишь у 8 % учащихся.

Характеристика, составленная при участии школьного, психолога, подтверждается результатами академической успеваемости: большинство учеников имеет только отличные или хорошие оценки.

III. Тема: «Основные закономерности химических реакций».

Урок 1. Понятие скорости химических реакций.

Урок 2. Условия влияния на скорость химических реакций.

Урок 3. Закон действующих масс, правило Вант-Гоффа. Расчётные задачи.

Урок 4. Понятие химического равновесия. Принцип Ле Шателье.

Уроки 5-6. Обобщение и система­тизация знаний по теме «Основные закономерности химических реакций». Решение практических и расчётных задач.

Урок 7. Контрольная работа по теме.

КОНСПЕКТ УРОКА

1У.Название урока «Скорость химических реакций»

V. Тип урока: изучение нового материала.

VI. Задачи урока.

Задачи обучения. В результате урока ученики узнают: а) что такое скорость химических реакций; б) как рассчитывают скорость химических реакций; в) от каких факторов зависит скорость химических реакций.

Задачи развития. Ученики учатся обрабатывать и анализировать экспериментальные данные, выявляют сущность химической реакции (уменьшение концентрации исходных веществ и увеличение концентрации продуктов), выясняют взаимосвязь между скоростью химических реакций и внешними факторами.

Задачи воспитания. Учащиеся развивают свои коммуникативные умения в ходе парной и коллективной работы; убеждаются в необходимости привлечения средств химии к пониманию и описанию процессов, происходящих в окружающем мире; в ходе практической работы осознают обязательность точного выполнения инструкций для получения результата.

VII. Методы обучения: репродук­тивный, частично поисковый.

VIII. Форма организации занятий: беседа, практическая работа, самостоятельная работа.

IX. Средства обучения: плакаты, магнитная доска, кодоскоп, выдавае­мый материал (протоколы лабораторной работы, тексты тестовой работы, химические вещества и лабораторное оборудование).

X. Форма организации работы в классе: индивидуальная, групповая, фронтальная, коллективная.

XI. Хронометраж урока:

— организационный этап – 2 мин,

— подготовка к основному этапу усвоения учебного материала – 7 мин,

— усвоение новых знаний и спо­собов действия – 20 мин,

— первичная проверка знаний – 5 мин,

— закрепление и применение полученных знаний – 4 мин,

— подведение промежуточных итогов – 3 мин,

—усвоение новых знаний и способов действия в рамках практической работы – 25 мин, это время отводится на постановку задачи, инструктаж по технике безопасной работы, на её выполнение, на обсуждение результатов работы,

— контроль и самопроверка знаний – 7 мин,

— подведение итогов занятия – 5 мин,

— информация о домашнем задании – 2 мин.

ХП. Содержание урока

Таблица 29

Ход урока	Обоснование деятельности учителя		Прогнозируемая деятельность учеников
1. Организационный этап Взаимное приветствие учащихся и учителя; фиксация отсутствующих; проверка готовности учащихся к уроку	Подготовить учащихся к работе		Готовность класса к работе
2. Подготовка к основному этапу усвоения учебного материала. Активация опорных знаний и умений. На доске – тема урока «Скорость химических реакций». Задача урока: выяснить, что такое скорость химической реакции и от каких факторов она зависит. В ходе урока мы познакомимся с теорией вопроса «скорость химической реакции». Затем на практике подтвердим некоторые наши теоретические предположения	Обеспечить мотивацию и принятие учащимися задачи урока		Активная работа учащихся показывает их готовность к восприятию темы урока
Вспомним: 1) что же такое химическая реакция? 2) какие условия должны быть выполнены, чтобы произошла химическая реакция? 3) одинаковое ли количество времени требуется для протекания различных химических реакций?	При обсуждении вопроса 2) необхо­димо подчеркнуть, что химическая ре­акция возможна только при столк­новении молекул		Из личного жиз­ненного опыта уче­ники предполагают, что продолжитель­ность различных реакций разная
Рассмотрим два примера. На столе – две пробирки, в одной – раствор щёлочи (КОН), в другой – гвоздь; в обе пробирки приливаем раствор СuSО4. Что мы видим? В первой пробирке реакция произошла мгновенно, во второй – видимых изменений пока нет. Составим уравнения реакций (два ученика записывают на доске уравнения): 1) СuSО4+ 2КОН = Сu(ОН)2↓ + K2SО4 Сu 2+ + 2 ОН- = Сu(ОН)2↓ 2) Fе + СuS04 = FеSО4 + Си Fе0 + Сu 2+= Fе 2++ Сu0 Отметим, что реакция 1) – гомогенная, а реакция 2) – гетерогенная. Это важно для нас. А как долго длится реакция и от чего это зависит? На эти вопросы мы попытаемся ответить в ходе нашего урока. Учение о скоростях и механизмах химических реакций называется химической кинетикой	Необходимо подтвердить предположения учащихся химическим экспериментом		По результатам демонстрационного эксперимента учащиеся убеждаются в справедливости своих предположений
3. Усвоение новых знаний и способов действий Обратимся к понятию «скорость». Вам известны такие сочетания, как скорость движения, скорость чтения, скорость наполнения бассейна и т. д. В общем случае, что такое скорость? Изменение какого-либо фактора за единицу времени. А какой же фактор изменяется, когда речь идет о скорости реакции? Мы уже сказали, что химическая реакция происходит при столкновении частиц. Тогда, очевидно, что скорость реакции тем больше, чем чаще сталкиваются частицы. При столкновении частиц исходных веществ происходит образование новых частиц – продуктов реакции. Что же изменяется с течением времени в химической реакции? Изменяется количество исходных веществ и изменяется количество продуктов реакции. Если мы отнесем количество вещества к единице объема, то получим молярную концентрацию вещества. Молярная концентрация вещества измеряется в моль/л. Чтобы определить скорость реакции, необходимо иметь данные об изменении концентрации какого- либо компонента реакции через определенные промежутки времени. На доске записано уравнение реакции I2(газ) + Н2 (газ) = 2НI (газ) и приведена таблица изменения концентрации йода во времени (правый столбец – изменение концентрации НI – пока не заполнен)	Обеспечить осмысленное восприятие знаний Установить фактор, по которому можно судить о скорости реакции Введение понятия о молярной концентрации и единицах её измерения		Активные действия учащихся с объектом изучения В ходе беседы учащиеся приходят к выводу о связи скорости реакции с концентрацией участвующих в реакции веществ
Время, с [I2], моль/л [HI], моль/л 0 1 0 5 0,6 0,8 10 0,4 1,2 15 0,35 1,3 20 0,3 1,4
Строим график изменения концентрации йода во времени Кривая изменения концентрации реагирующего вещества или продукта реакции во времени называется кинетической кривой. Скорость химической реакции — это изменение концентрации одного из реагирующих веществ за единицу времени.	График изменения концентрации реагирующего вещества во времени дает учащимся возможность самостоятельно определить скорость реакции и проследить, как она изменяется в ходе реакции		Формирование исследовательских умений – строят график по данным эксперимента
Кривая изменения концентрации реагирующего вещества или продукта реакции во времени называется кинетической кривой. Скорость химической реакции – это изменение концентрации одного из реагирующих веществ за единицу времени. Принято считать скорость реакции положительной величиной, знак «минус» говорит о том, что функция зависимости концентрации I2 от времени убывающая. Из графика следует, что с течением времени уменьшается не только концентрация, но и скорость реакции. Подтвердим это расчётами. Определим скорость для разных участков кинетической кривой: на участке 1 : v = 0,08 моль/(л·с), на участке 2 : v = 0,03 5 моль/(л·с), на участке 3 : v = 0,01 моль/(л·с)	Поэтапный анализ кинетической кривой приводит к осмысленному пониманию изучаемого материала, исключает формализм знаний		Самостоятельно формулируют понятие «скорость реакции» Самостоятельно рассчитывают скорость для всей кинетической кривой и отдельных ее участков. Ученики сами выводят единицы скорости
Какие выводы следуют из анализа кинетической кривой? – Концентрация реагирующего вещества уменьшается по мере протекания реакции. Скорость реакции с течением времени уменьшается. Очевидно, «скорость реакции» — это средняя скорость процесса в определенный промежуток времени, что чем меньше промежуток времени, тем точнее значение скорости. А можно ли рассчитать скорость реакции не по исходному реагенту, а по продукту реакции? Заполним правый столбец таблицы значениями концентрации продукта реакции HI. При опре­делении значении руководствуемся уравнением реакции. Строим кинетическую кривую относительно продукта реакции, определим скорости реакции для участков кривой 1, 2 и 3. Приходим к выводу, что скорость по компоненту HI в два раза больше, чем по компоненту I2. Это можно прогнозировать, исходя из уравнения реакции. Дополнительный анализ кинетической кривой показал нам, что 1) концентрация продукта по мере протекания ре­акции увеличивается; 2) скорость реакции, измеренная по продукту, со временем уменьшается (так же, как и по реагенту); 3) скорости реакции, измеренные по различным компонентам, различны, т. е., говоря о скорости реакции, необходимо указывать ещё и участни­ка реакции, по которому определялась скорость процесса	Построение кинетической кривой по продукту реакции показывает, что накопление продукта реакции происходит постепенно, по мере расходования исходных веществ Необходимо обратить внимание на физическую сущность стехиометрических коэффициентов в уравнении химической реакции		Анализируют результаты полученных расчётов. Формулируют выводы
4. Первичная проверка степени усвоения материала На доске плакат: Химическая реакция идёт по схеме А + В = 2С 2А + В = 2С А + 3В = 2С Вещество Концентрация, моль/л начальная через 30 с А 2,7 2,5 В 2,5 ? С 0 ? Задание: 1) определите неизвестные значения концентраций; 2) рассчитайте среднюю скорость процесса		Оценить правильность и осознанность усвоения нового учебного материала, выявить и устранить пробелы и неверные представления
5. Закрепление и применение полученных знаний Задача: в каком из сосудов одинаковой ёмкости реакция протекает с большей скоростью, если за одно и то же время в первом сосуде образуется 10 г фтороводорода, а во втором – 53 г йодоводорода.		Закрепить полученные знания	Самостоятельное выполнение заданий
6. Подведение промежуточных итогов Подведём основные итоги. Сформулируем их и запишем в тетрадь		Сформировать умение обобщать полученную информацию и выделять главное	Самостоятельная формулировка выводов
7. Усвоение новых знаний и способов действий (в рамках лабораторной работы) Вторая часть нашего сегодняшнего занятия посвящена выяснению, от каких факторов зависит скорость реакции. Попытаемся ответить на этот вопрос самостоятельно – по результатам лабораторной работы, но вначале сделаем предположения, от каких факторов зависит скорость реакции. В ходе беседы ученики должны назвать, что скорость реакции зависит от следующих факторов: а) от концентрации реагирующих веществ – вывод из первой части урока; б) для гетерогенных реакций – от площади соприкосновения реагирующих веществ (вспоминаем демонстрационные опыты первой части урока); в) от температуры; г) от химической природы вещества; д) от присутствия катализатора Проверим наши предположения на практике. На каждой парте – необходимые реактивы и алгоритм работы. Выполняем указанные опыты и полученные результаты записываем в таблицу. Перед началом работы повторим правила техники безопасности: соблюдаем осторожность при обращении с кислотами, спиртовку зажигаем спичкой, гасим с помощью колпачка Выполнение лабораторной работы (см. Приложение 1)		Подготовительная беседа необходима для целенаправленного, осознанного выполнения лабораторной работы	Называют все факторы, одни – опираясь на имеющиеся знания, другие - опираясь на личный жизненный опыт
Подведение итогов лабораторной работы Приводим рабочие места в порядок и продолжим урок. Прежде всего обсудим выводы, к которым мы пришли, наблюдая за протеканием реакций		Скорректировать самостоятельно сделанные учащимися выводы. В протокол работы заложена цель выполнения каждого пункта, поэтому формулировка выводов не вызывает затруднений	Учащиеся чётко формулируют выводы и записывают их
8. Контроль и самопроверка знаний У нас есть возможность проверить, насколько хорошо усвоен материал сегодняшнего занятия. Предлагаем вам небольшой тест (работу выполняем по вариантам). См. Приложение 2. Проверим тест – ответы приведены на магнитной доске. Исправляем допущенные ошибки, обсуждаем их, даём объяснения. Выставляем себе оценку.		Выявить качество и уровень овладения учащимися знаниями и способами действий С помощью теста провести первичную проверку знаний на репродуктивном уровне
9. Подведение итогов занятия Сегодня мы познакомились с некоторыми вопросами химической кинетики. Выяснили, что такое скорость реакции. Научились рассчитывать скорость реакции и строить кинетические кривые. Опытным путём выяснили факторы, от которых зависит скорость реакции		Констатация достижения поставленных целей
10. Домашнее задание (на магнитной доске)
В процессе самостоятельной работы, направляемой учителем, ученики узнают, что понимается под скоростью химических реакций, что скорость реакции меняется по мере её протекания. Ученики учатся обрабатывать экспериментальные данные: строить кинетическую кривую и рассчитывать скорость реакции. По результатам работы учащиеся выявляют факторы, влияющие на скорость химических реакций.

Лабораторная работа (протокол)

Изучение условий, влияющих на скорость химических реакций

Приборы: набор пробирок, держатель для пробирок, штатив, спиртовка, лучинка, спички.

Реактивы: цинк в гранулах, цинк в порошке, оксид меди в порошке, магний в стружке, растворы серной кислоты (5- и 10%-ные), пероксид водорода, дихромат калия.

Таблица 30

№ Опыта	№ пробирки	Содержание и условия опыта	Наблюдения	Вывод
1		Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ Zn + H2SO4 (5%) = Zn + H2SO4 (10%) =
2		Зависимость скорости реакции от площади поверхности реагирующих веществ для гетерогенных реакций Zn (гранулы) + H2SO4 (10%) = Zn (порошок) + H2SO4 (10%) =
3		Зависимость скорости реакции от температуры CuO + H2SO4 (10%) = CuO + H2SO4 (10%)
4		Зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ Zn + H2SO4 (10%) = Mg + H2SO4 (10%) =
5		Зависимость скорости реакции от присутствия катализатора 2Н2О2 = 2Н2О2 = (в присутствии К2Сr2О7)