attachments_09-09-2012_18-47-35 / Методичка
.docКАЛИНИНГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
КОМПЬЮТЕРНОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ
к учебной программе дисциплины
химия
Специальность – 100100-Электрические станции
2002 г
Мир вступил в эпоху информационного общества. Необходимость новых знаний, информационной грамотности, умения самостоятельно получать знания способствовала возникновению нового вида образования – инновационного, в котором информационные технологии призваны сыграть системообразующую, интегрирующую роль. Сегодня парадигма образования определяется ориентацией на информационную культуру, на всеобщую компьютерную грамотность, на изучение точных наук с использованием новых информационных технологий. Применения компьютерных технологий в учебном процессе позволяет значительно повысить уровень индивидуализации обучения и как следствие – глубину усвоения материала, освобождает преподавателя от трудоемкой работы по текущей и итоговой проверки знаний у студентов. Нами разработан программно-методический комплекс, включающий компьютерные обучающие программы и тестирующие программы по химии для специальности –100100 – Электрические станции.
В основе предлагаемой концепции лежат следующие положения:
-КОП не могут рассматриваться как эксклюзивная форма обучения и должны сочетаться с традиционными видами учебного процесса – лекциями, консультациями, лабораторными работами. Полученная на них химическая информация ретранслируется на практических занятиях с использованием КОП.
-Основное предназначение КОП – закрепление знаний, повышение их выживаемости.
-Необходимо привлекать КОП при самостоятельной внеаудиторной работы студентов.
-Структура КОП - чередование информации, четко отвечающей программе курса, с индивидуальными заданиями, призванными проконтролировать их усвоение.
-КОП должны знакомить обучаемого с разнообразными веществами, их свойствами и превращениями.
-Использование КОП позволит совмещать преимущества разных методов обучения.
- КОП позволят формировать навыки работы в среде WWW.
Требование к КОП: использование анимации и звукового сопровождения, что сразу воздействуют на несколько информационных каналов, усиливает восприятие, облегчает усвоения и запоминания материала; наличие элементов управления позволит переходить из одного раздела в другой, возвращаться к предыдущему материалу, приостанавливать выполнение программы, т.е. предоставляют студенту изучать материал в индивидуальном режиме. КОП содержат соответствующею количественную информацию – например, определение выхода «синтезирующего» вещества, важнейшие константы и характеристики.
Лекции
(компьютерное приложение)
Основные разделы Основное разделы программы (на компакт-диске) Учебные материалы.
№ |
Введение |
Этапы возникновения химии, связь химии с другими областями: автомобилестроение, строительство; Основные законы и понятия химии.
|
Компакт-диск «Базовый курс химии», раздел «Химия вокруг нас» (дикторская речь, анимации) Компакт-диск «Неорганическая химия» иллюстрации ученых, структурированные гиперсылки. Компакт-диск «Химия вокруг нас», раздел «Летопись химии» - важнейшие исследования и открытия в химии. |
1 |
Строение вещества |
|
|
1.1 |
Строение атома и систематика химических элементов |
История открытия атома, электронное строение атома и систематика химических элементов, квантово-механическая модель атома; квантовые числа, типы электронных орбиталей, принцип Паули, правило Гунда, Порядок заполнения электронных уровней, строения многоэлектронных атомов. |
Компакт-диск «Неорганическая химия» содержит: графические иллюстрации, структурированные гиперсылки, дикторскую речь, анимации.
Программа «Периодическая система элементов Д.И. Менделеева» программа представляет компьютерную реализацию ПС химических элементов, используется для нахождения информации о любом химическом элементе |
1.2 |
Химическая связь |
Основные типы и характеристики химической связи: ковалентная связь (энергия, длина, направленность). Как взаимодействуют АО, МО. Механизм образования связи. Электроотрицательность (таблица) |
На компакт-диске «неорганическая химия» показан механизм образования химической связи (анимация). На компакт-диске КАДИС «Органическая химия» программа «Атомные орбитами» производит расчет и построения 1)атомных (в том числе гибридных) орбиталей в виде контуров электронной плотности, а также объемные модели электронного облака и энергетические уровни занятых и вакантных АО выбранного атома 2)набор гибридных орбиталей атома, в различных состояниях; значений эффективного ядерного заряда атома; графики демонстрирующие периодический характер таких свойств элементов, как электроотрицательность, первый потенциал ионизации, атомный и ковалентный радиусы, . |
1.3 |
Типы взаимодействия молекул. Комплексные соединения |
Водородная связь, характеристика (схема). Донорно-акцепторная связь. Комплементарность. Делокализация ПИ связи. Имеется графическое изображение комплексного ионы, на котором показаны лиганды, внутренняя, внешняя сферы, реакции обменаю |
На компакт-диске «Неорганическая химия» показана с помощью схем и анимаций водородная связь. На компакт-диске КАДИС «Органическая химия» программа «Молекулярные орбитали» выполняет расчет и контроль: -молекулярных орбиталей связывающих и разрыхляющих, -значения интегралов перекрывания атомных орбиталей связывающих атомов, -ядерные заряды связывающих атомов, данная программа позволяет рассчитывать нормализованные функции радикального распределения и величины радиусов главных максимумов. |
1.4 |
Химические вещества в конденсированном состоянии |
Химическое строение твердого тела, кристаллические решетки, металлическая связь
|
На компакт-диске КАДИС «Органическая химия» программа «Атомные орбитали» позволяет демонстрировать наиболее устойчивое изображение кристаллических решеток элементов. Компакт-диск «Химия вокруг нас»: Видеофрагменты: кристаллическая решетка хлорида натрия, графита, алмаза Сопровождение дикторской речью, таблицы, схемы, текст. |
2 |
Общие закономерности химических процессов |
|
|
2.1 |
Элементы химической термодинамики |
Внутренняя энергия и энтальпия. Термохимия, Термодинамические законы и уравнения. Энтропия и энергия Гиббса, энергия Гельмгольца и их изменение при химических процессах. Обратимые и необратимые реакции. |
Структурированные гиперсылки, расчетные задачи на основные законы и следствия из них |
2.2 |
Химическая кинетика |
Скорость гомогенной и гетерогенных реакций, факторы, влияющие на скорость реакции: закон действия масс, правило Вант-Гоффа, энергия активации, катализ |
Компакт-диск «Химия вокруг нас»: гипертекст, графики экзотермической и эндотермической реакций, примеры расчета задач. |
2.3 |
Химическое и фазовое равновесие |
Понятие о химическом равновесии, способы смещения химического равновесия. |
Компакт-диск «Химия вокруг нас»: гипертекст, примеры расчета задач на смещение химического равновесия |
3 |
Растворы |
|
|
3.1 |
Основные характеристики растворов |
Растворы: насыщенные, ненасыщенные, перенасыщенные, растворение как физико-химический процесс, растворение газов, влияние на растворимость температуры, давления. Способы выражения концентрации растворов. |
Компакт-диск «Химия вокруг нас»: гипертекст, примеры задач, переход от одного вида концентрации к другой, графики. |
3.2 |
Водные растворы электролитов |
Механизм электролитической диссоциации, состояния сильных и слабых электролитов в растворах, гидролиз солей, водородный показатель, ионные реакции в растворах, индикаторы, условия необратимых реакций ионного обмена
|
Компакт-диск «Химия вокруг нас»: видеофрагменты;электропроводности воды, диссоциации сульфата натрия, образования и диссоциации ацетата амония, гидролиза (FeCl3, СH3 COONa, NH4CL), сильные электролиты, электропроводность растворов, расплавов, диссоциация уксусной кислоты и ацетата аммония. |
4 |
Окислительно-восстановительные и электрохимические процессы |
|
|
4.1 |
Окислительно-восстановительные реакции |
Понятия о степени окисления, правила определения степеней окисления, методы составления уравнений окислительно-восстановительных реакций, классификация ОВР, на диске представлены окислители, восстановители, процесс окисление и восстановление, правило определение степеней окисления
|
Компакт-диск «Химия вокруг нас»: видеофрагменты:окисления каталитическое разложение перексида водорода, окисление этилового спирта марганцевым ангидридом, разложение бихромата аммония, равновесие в системе хромат – бихромат, восстановление бихромата калия сульфитом натрия и др. Компакт-диск «Неорганическая химия» показаны процесс окисления и восстановления (анимация) |
4.2 |
Электрохимические процессы |
Ряд напряжения, гальванические элементы, уравнение Нернста, электролиз, растворов и расплавов, с растворимым анодом, законы Фарадея. |
Компакт-диск «Химия вокруг нас»: гипертекст, таблицы, графики, примеры решения задач |
4.3 |
Коррозия и защита металлов от коррозии |
|
Компакт-диск «Химия вокруг нас»: |
5 |
Избранные вопросы химии |
|
|
5.1 |
Химия металлов |
Общая характеристика металлов; щелочные, щелочно-земельные, алюминий, переходные (железо, медь, марганец, хром), жесткость воды и способы ее устранения |
Компакт-диск «Химия вокруг нас»: Гипертекст, таблицы, уравнения реакций, нахождение в природе |
5.2 |
Элементы органической химии. Полимеры. и олигополимеры |
Основные понятия, строения макромолекул, способы образования полимеров, природные полимеры, композиционные материалы, ионнообменные смолы, синтетические полимеры. Применение полимеров. Физико-химическое старение полимеров, Методы получения полимеров |
Раздел «Высокомолекулярные соединения» компакт-диска КАДИС «Органическая химия» Текст, дикторская речь, анимация, таблицы, видеофрагмент производства полимеров. |
5.3 |
Химическая идентификация |
|
|
6 |
Охрана окружающей среды. |
|
|
|
|
|
|
Лабораторный практикум
(компьютерное приложение)
№ |
Номер раздела дисциплины |
Наименование лабораторных работ |
Компьютерное приложение |
1 |
Введение 1.1 |
Техника безопасности. Определение эквивалента металла |
«Тест по технике безопасности», «тест по основным понятиям и законам химии» |
2 |
1.1,1.2 |
Строение атома. Химическая связь |
Компакт-диск «Органическая химия» контрольные вопросы, компакт-диск «Курс неорганической химии» примеры задач (10) с ответами, методическими указаниями, решениями, «тест» |
3 |
2.1 |
Термохимия. Определение энтальпии растворения соли.
|
Тест, примеры расчеты по законы Гесса, и следствия из него |
4 |
2.2 |
Кинетика химических реакций. Химическое равновесие |
Примеры расчета по правилу Вант-Гоффа, закону «действия масс», компакт-диск условия смещения равновесия, компакт-диск «Курс неорганической химии» примеры задач (10) с ответами, методическими указаниями, решениями, тест |
5 |
1.1, 2.1,2.2 |
Коллоквиум по теме «Основные понятия и законы химии, строение атома, химическая связь, термохимия, кинетика» |
Компакт-диск «Химия вокруг нас раздел «Общая химия» вопросы по теме, примеры решения задач на основные законы, затем тест по темам |
6 |
3.1 |
Приготовление растворов. Расчет концентраций |
Программа «Расчет концентрации», компакт-диск «Курс неорганической химии» примеры задач (10) с ответами, методическими указаниями, решениями, тест |
7 |
3.2 |
Гидролиз солей |
Ступенчатая диссоциация, прмеры гидролиза, компакт-диск «Курс неорганической химии» примеры задач (10) с ответами, методическими указаниями, решениями, тест |
8 |
1.3 |
Комплексные соединения |
Тест |
9 |
3.2 |
Жесткость воды и способы ее устранения |
Способы умягчения воды, тест |
10 |
3 |
Коллоквиум по теме «Растворы» |
Компакт-диск «Химия вокруг нас раздел «Общая химия» задания для проверки знаний, затем тест по теме |
11 |
4.1 |
Окислительно-восстановительные реакции |
Компакт-диск «Химия вокруг нас раздел «Общая химия» предлагается подобрать коэффициенты, компакт-диск «Курс неорганической химии» примеры задач (10) с ответами, методическими указаниями, решениями, затем для проверки тест |
12 |
4.2 |
Гальванические элементы Электролиз |
|
13 |
4.3 |
Коррозия металлов. Получение металлических покрытий |
|
14 |
4 |
Коллоквиум по теме «Электрохимия» |
Тест |
15 |
5.1 |
Химические свойства алюминия, цинка, меди. |
Демонстрация материала из компакт –диска |
|
|
Высокомолекулярные соединения |
Компакт-диск «Органическая химия» «тренажер», «игра», «кросворты», «тест» |