Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

В.В.Сорокин Нуклеофильные реакции

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
09.06.2015
Размер:
315.37 Кб
Скачать

ГОУ ВПО «Саратовский государственный университет имени Н.Г.Чернышевского»

Авторы-составители: Кожина Л.Ф., Акмаева Т.А.

учебно-методическое пособие для студентов высших учебных заведений

Использование химического эксперимента при проведении уроков химии в школе.

Саратов

2013

МОДЕЛИРОВАНИЕ УРОКА (методические указания)

Урок – форма организации деятельности учителей и учащихся систематически применяемая для решения задач обучения, воспитания и развития учащихся в определенный промежуток времени.

Тема урока – главный предмет излагаемых знаний: то, что подлежит не только изучению, но и обсуждению.

Цели урока – образовательные, развивающие, воспитательные 1. Образовательная цель – формирование системы знаний, умений,

навыков.

Формулировка цели зависит от типа урока. Различают несколько типов урока.

Урок изучения нового:

-сформировать представление о …

-рассмотреть….

-показать особенности строения (влияние)…..

-начать формирование понятий….

-охарактеризовать...

-установить взаимосвязь…

-объяснить причины…

-добиться понимания…

-углубить (расширить) знания о …

-продолжить формирование умений и навыков …

-научить пользоваться алгоритмом ….

Урок – практикум, урок обобщения и систематизации знаний

-расширить представления о…

-развить и конкретизировать знания о ..

-обобщить и систематизировать знания о …

-установить связи о влиянии … на…

Урок проверки и контроля знаний

-определить уровень усвоения пройденного материала

-проконтролировать знания …

-проверить степень сформированности умения …

Комбинированный урок

-определить уровень усвоения ранее изученного материала

-откорректировать знания по теме…

-продолжить формирование понятий и умений…

-закрепить умения и навыки….

Урок закрепления изученного материала

-закрепить умения…

-продолжить отработку умений и навыков…

-откорректировать знания…

-обратить внимание на ошибки…

2. Развивающие цели:

-развивать логическое мышление, учить выделять главное, сравнивать, обобщать, классифицировать

-создавать условия для развития речевой деятельности, творческих способностей, самостоятельности, внимания, памяти, воображения

3. Воспитательные цели:

-формирование мировоззрения и воспитание личностных качеств (интереса к знаниям, чувства ответственности за результаты своего труда, культуры общения, трудолюбия, настойчивости и упорства).

 

 

 

 

 

Тип урока

 

Основные этапы

Комбинированный урок

 

- организационный этап

 

 

 

- этап проверки домашнего задания

 

 

 

- этап проверки знаний

 

 

 

- этап подготовки учащихся к

 

 

 

активному и сознательному усвоению

 

 

 

нового материала

 

 

 

- этап усвоения новых знаний

 

 

 

- этап закрепления

 

 

 

- этап обобщения и систематизации

 

 

 

- этап подведения итогов урока,

 

 

 

домашнее задание и инструктаж по

 

 

 

его выполнению

Урок изучения нового материала

- организационный этап

 

 

 

- этап подготовки учащихся к

 

 

 

активному и сознательному усвоению

 

 

 

нового материала

 

 

 

- этап усвоения новых знаний

 

 

 

- этап закрепления новых знаний

 

 

 

- этап подведения итогов урока,

 

 

 

домашнее задание и инструктаж по

 

 

 

его выполнению

Урок

закрепления

изученного

- организационный этап

материала

 

- этап подготовки учащихся к

 

 

 

активному и сознательному усвоению

 

 

 

нового материала

 

 

 

- этап закрепления новых знаний

 

 

 

- этап подведения итогов урока,

 

 

 

домашнее задание и инструктаж по

 

 

 

его выполнению

 

Урок повторения и обобщения

 

- организационный этап

 

 

 

 

 

 

 

- этап подготовки учащихся к

 

 

 

 

активному и сознательному усвоению

 

 

 

 

нового материала

 

 

 

 

- этап повторения, обобщения и

 

 

 

 

систематизации изученного

 

 

 

 

- этап информации учащихся о

 

 

 

 

домашнем задании, инструктаж по

 

 

 

 

его выполнению

 

 

Урок проверки и контроля знаний

 

- организационный этап

 

 

 

 

- этап подготовки учащихся к

 

 

 

 

активному и сознательному усвоению

 

 

 

 

нового материала

 

 

 

 

- этап проверки знаний

 

 

 

 

- этап информации учащихся о

 

 

 

 

домашнем задании, инструктаж по

 

 

 

 

его выполнению

 

Качественное обучение химии в школе невозможно без широкого использования химического эксперимента. При выборе экспериментальных химических опытов необходимо четко представлять себе критерии, которыми необходимо руководствоваться:

-актуальность данного опыта для конкретного урока (соответствие познавательным целям урока)

-экологическая грамотность при постановке эксперимента (умение рационально использовать химические реактивы и безопасность эксперимента).

-прикладная направленность (изучение взаимосвязи химических знаний с жизнью человека, использование в качестве объектов изучения различные бытовые вещества – пищевые продукты, средства бытовой химии

ит.д.)

-техническая простота (стремление не использовать сложные приборы).

-наглядность – формируемые представления и понятия были основаны на восприятиях, которые учащиеся получают непосредственно из наблюдений химических процессов.

Очень важно, чтобы химический эксперимент сопровождался ярко выраженными признаками реакций (изменение окраски, выделение газа, выпадение осадка, проявление запаха и т.д.).

-фактор времени. Слишком длительный по времени эксперимент способствует ослаблению интереса учащихся.

-воспроизводимость результатов эксперимента (отработка количеств реагирующих веществ и условий проведения опыта)

-возникновение и развитие познавательного интереса (особенно при

проблемном обучении, когда создается проблемная ситуация с использованием химического эксперимента)

Хорошо подобранный эксперимент помогает понять закономерности химических процессов, прививает навыки наблюдения и постановки эксперимента. Наблюдение – один из основных методов познания в естественных науках. В последнее время в соответствии с программой по дисциплине «Химия» (базовый уровень) в 8 и 9 кл. на изучение химии отводится 2 часа в неделю, в 10 и 11 кл. – 1 час в неделю. К сожалению это резко ограничивает возможности и желания преподавателя в привлечении эксперимента в процесс обучения. Стремясь разнообразить методы, используемые в своей деятельности, многие преподаватели вместо «живого» эксперимента используют видео-диски с записью химических опытов по конкретным темам. Однако это не может в полной мере заменить «живой» эксперимент, не реализуется стремление учащихся попробовать своими руками что-то сделать, пропадает интерес к предмету и демонстрируемый на экране фильм воспринимается многими школьниками как развлечение и возможность отдохнуть на уроке.

В настоящее время химические школьные кабинеты имеют в своем распоряжении ограниченный набор химических веществ. Это приводит к тому, что преподаватель должен хорошо ориентироваться в наборе демонстрационных опытов, которые можно использовать на каждом конкретном уроке. Имея даже ограниченный набор реактивов, можно один и тот же демонстрационный опыт применить на разных уроках, но при этом необходимо правильно задать учащимся вопросы по изучаемой теме и сделать соответствующие выводы.

В качестве примера рассмотрим проведение химического опыта по взаимодействию цинка с разбавленной серной кислотой:

- способ получения водорода (или соли) в лабораторных условиях и изучение его свойств;

-свойства кислот (замещение атома водорода на металл, влияние природы металла);

-условия необратимого протекания реакций (выделение газа);

-гетерогенная химическая реакция (скорость химических реакций);

-окислительно-восстановительная реакция (изменение степени окисления атомов - алгоритм составления уравнения электронного баланса и написания уравнения реакции);

-различие в свойствах разбавленной и концентрированной серной кислоты.

В настоящее время большое внимание уделяется использованию в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий. Интерактивное обучение – путь к управлению системой самостоятельной работы учащихся. Технология интерактивного обучения заключается в том, что на протяжении всего учебного времени, практически на каждом уроке, происходит обмен мнениями, выслушиваются разные вопросы и точки зрения учащихся. Интерактивные методы – способы целенаправленного усиленного взаимодействия учителя и учеников по созданию оптимальных условий для обучения. Высокая степень интенсивности общения, обмен

результатами деятельности, сменой и разнообразием ее видов, форм и приемов способствуют развитию личностной социальной рефлексии участников обучения.

Деловая, ролевая, ситуационная игра позволяет реализовать творческую деятельность, развить коммуникативную способность каждого учащегося, научить его аргументировано выражать свои мысли в присутствии других людей. При этом реализуется возможность участия в игре и контроль знаний каждого ученика, роли в ситуационной игре можно распределить с учетом уровня знаний и желания каждого, что способствует развитию у слабых учащихся стремления к более высокому уровню знаний. В игре отрабатываются теоретические и практические навыки, а усвоенные логические приемы позволяют быстро находить пути решения поставленных задач.

Лабораторные работы, предусмотренные школьной программой, являются формой обучения, связанной с процессом осознания изученного материала. Целью проведения лабораторных работ является практическое освоение теоретического материала, овладение навыками экспериментальных работ, анализа полученных данных, освоение правил техники безопасности при работе с химическими веществами.

-игра-соревнование (тренинг) соотнесения понятий с соответствующими им явлениями; соотнесения названия соединения с соответствующими химическими формулами.

-групповая игра «Карусель», развивающая навыки решения задач и проверки их решения.

-ролевые игры – «получение серной кислоты», «Производство металлов» и т.д.

Впроцессе обучения значительное внимание отводится самостоятельной работе учащихся. Самостоятельная работа включает в себя много элементов учебно-познавательной деятельности: конспект урока, освоение теоретического материала, выполнение домашнего задания, подготовка к групповым и ролевым играм, подготовка к лабораторной работе, к текущему и итоговому контролю успеваемости.

Рассмотрим методические аспекты изучения окислительно-восста-

новительных процессов в школьном курсе «Химия»

Изучение окислительно-восстановительных процессов является одним

из основных разделов школьного курса химии. Окислительно-восстановительные процессы широко распространены в

природе и часто используются на практике.

В качестве примеров окислительно-восстановительных реакций, протекающих в природных биологических системах, следует отметить реакцию фотосинтеза у растений и процессы дыхания у животных и человека, ферментативного окисления углеводов, жиров, аминокислот. Приблизительно 90% всей потребности человека в энергии покрывается за счет энергии, которая вырабатывается при окислении углеводов и жиров.

Процессы горения топлива, протекающие в котлах тепловых электростанций и двигателей внутреннего сгорания, реактивных двигателях, являются примерами технически наиболее важных окислительновосстановительных реакций.

Окислительно-восстановительные процессы наносят большой ущерб природе и человеку: коррозия металлов, лесные пожары, образование оксидов азота при сжигании топлива, образование диоксидов и т.д.

Окислительно-восстановительные реакции широко используют в получении металлов, многих органических и неорганических веществ, при анализе и очистке различных химических соединений, природных и сточных вод, газовых выбросов различных предприятий и т.д.

Изучение окислительно-восстановительных процессов происходит на всем протяжении изучения химии в школе. Этот процесс можно условно представить в виде нескольких этапов.

1 этап - 8 класс - вводится понятие степени окисления атома элемента, которое используется далее для составления формул бинарных соединений, кислот, оснований и солей.

При изучении химии на данном этапе необходимо четко выделить, что должны «знать и уметь» учащиеся после изучения этого материала.

 

 

 

 

 

Знать

 

Уметь

- понятие степени окисления;

- рассчитывать степени окисления элемен-

- алгоритм

расчета

степени

тов в молекуле и ионе;

окисления

атома в

простых

- определять минимальную и максималь-

веществах, молекулах

сложных

ную степень окисления элементов 1-3 пе-

соединений, ионах

 

риодов по положению элемента в периоди-

 

 

 

ческой системе;

 

 

 

- записывать формулы различных бинар-

 

 

 

ных и сложных соединений на основе зна-

 

 

 

ний степени окисления элементов

Теоретический материал, необходимый для изучения:

Поскольку изучение понятия «степень окисления» вводится после изучения темы «Химическая связь», то необходимо ввести понятие валентности: валентность – способность атома к образованию определенного числа химических связей (свойства данного атома). Это в дальнейшем поможет учащимся при составлении графических формул соединений.

Степень окисления атома элемента – условная величина, которая рассчитывается из предположения, что связь в молекуле ионная, молекула электронейтральна, а каждый атом имеет целочисленный положительный или отрицательный заряд. Понятие «степень окисления» не имеет химического смысла и является формальным, однако им удобно пользоваться при составлении формул соединений, рассмотрении окислительно-восстановительных свойств веществ, при написании

уравнений окислительно - восстановительных реакций и расстановки в них коэффициентов.

Степень окисления обозначают соответствующей цифрой и стоящим перед ней знаком, она часто не совпадает с валентностью. Степень окисления может иметь отрицательное, положительное или нулевое значения, которые указываются над символом элемента сверху:

0

+2 -1

-3 +1

+2 -2

Н2, MgCl2, NH3, CaO.

При написании формул бинарных соединений отрицательное значение степени окисления имеют более электроотрицательные атомы. Положительные значения степени окисления имеют атомы менее электроотрицательных элементов. В соединениях суммарная степень окисления всегда равна нулю. Зная это и степень окисления одного из элементов, всегда можно определить степень окисления другого элемента по формуле вещества. И наоборот, зная степени окисления элементов, можно составить формулу соединения.

В молекулах сложных веществ некоторые атомы элементов имеют постоянную степень окисления:

- степень окисления атома (молекулы) в простом веществе равна нулю

(0);

-алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в молекуле сложного вещества равна нулю (0);

-щелочные металлы в сложных соединениях имеют степень окисления

+1, щелочноземельные - +2, магний - +2, цинк - +2, алюминий - +3;

-степень окисления фтора в соединениях равна -1;

-кислород в соединениях проявляет степень окисления равную -2

(исключение: пероксиды (степень окисления -1, например Н2О2), надпероксиды (степень окисления -0,5, например К2О4), фторид кислорода - +2 (ОF2);

1.- водород в соединениях с неметаллами имеет степень окисления +1, (исключение — SiH4 - -1), а с металлами - -1 (СаН2).

Для большинства атомов элементов характерны переменные степени окисления, различающиеся как знаком, так и значением в зависимости от состава молекулы, например:

-2

0

+4

+4

+6

+6

H2S S SO2

H2SO3

SO3

H2SO4

Высшая степень окисления элемента равна номеру группы, в которой находится элемент, Исключение составляют элементы Co, Ni, Rh, Pd, Ir, Pt, благородные газы, кислород и фтор, для которых высшая степень окисления меньше номера группы, а также Cu, Аu, Аg, для которых максимальная степень окисления выше номера группы. Минимальная степень окисления металлов равна нулю, неметаллов: (N – 8), где N – номер группы, в которой находится элемент.

Степени окисления закономерно изменяются при переходе от одного элемента к другому в периодической системе, что обусловлено электронным строением атомов.

Общая закономерность: в периодах высшая степень окисления увеличивается; в главных подгруппах при переходе от элементов сверху вниз обычно становятся более устойчивыми низшие степени окисления; в побочных подгруппах, наоборот, устойчивы более высокие степени окисления.

Определение степени окисления атома элементов в какой-либо молекуле сводится к простой арифметической операции, т.к. сумма всех степеней окисления атомов всех элементов, входящих в состав молекулы, равна нулю. Алгоритм вычисления неизвестной степени окисления атома в молекуле сводится к следующему:

-обозначить известные степени окисления элементов;

-устно (письменно) составить уравнение суммы степеней окисления всех элементов, входящих в состав молекулы, учитывая число атомов каждого элемента;

-определить неизвестную степень окисления, решив уравнение.

Пример. Определите степень окисления марганца в соединении

MnO2.

 

х

-2

 

 

 

Решение:

MnO2

х+2(-2) = 0,

х – 4 = 0, х = +4

Пример. Определите степень окисления марганца в соединении

KMnO4.

 

 

 

 

 

+1

х

-2

 

 

 

Решение: KMnO4

+1 + х + 4(-2) = 0,

х = + 8 - 1 = +7

Пример. Определите степень окисления марганца в соединении

K2MnO4

 

 

 

 

 

+1

х

-2

 

 

 

Решение: K2MnO4

2(+1) + х + 4(-2) = 0,

+2 + х - 8 = 0, х = +8 – 2

= +6

 

 

 

 

 

Степень окисления элемента в ионе определяется с учетом заряда иона. Пример. Определите степень окисления атома cеры в ионе SO42-. Решение. Формулу иона удобнее записать следующим образом:

х -2

(SO4)2- х + 4(-2) = - 2, х = +8 - 2 = +6

Изучение данного материала целесообразно провести в виде урока

изучения нового материала.

Цели урока:

 

 

 

 

Образовательная

Начать формирование

основных понятий

темы

 

«Окислительно-восстановительные процессы»

 

Углубить

знания

учащихся

о

многообразии

 

химических соединений.

 

 

 

 

 

Развивающая

Развитие

логического

мышления,

умения

 

классифицировать, сравнивать и обобщать знания

 

о химических

веществах. Создание

условий для

 

развития

речевой

деятельности

школьников,

 

внимания и самостоятельности.

 

 

 

Воспитательная

Формирование интереса к знаниям, умения

 

общаться друг с другом.

 

 

 

 

 

 

Задачи урока:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Образовательные

Научить

рассчитывать

 

степени

окисления

 

элементов в молекуле и ионе;

 

 

 

 

 

определять

минимальную (максимальную)

 

степень окисления элементов 1-3 периодов

по

 

положению элемента в периодической системе;

 

записывать формулы различных бинарных и

 

сложных соединений на основе знаний степени

 

окисления элементов;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Развивающие

Освоить

 

алгоритм

 

определения

степени

 

окисления элементов

классификации различных

 

соединений

 

 

 

 

 

 

 

 

Воспитательные

На этапе закрепления знаний

групповая работа по

 

заданиям

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В качестве дидактического материала можно использовать

индивидуальные задания (карточки), содержащие задания типа:

 

 

-рассчитайте степень окисления элементов в молекулах……

-составьте формулу бинарного соединения, если степень окисления атома…. равна +2, а степень окисления атома …равна -3 соответственно.

На данном этапе можно использовать игру-тренинг (лото) соотнесения формулы вещества с названием: на карточке записаны названия химических соединений, а учащиеся должны разложить карточки меньшего размера на данные названия с формулами веществ или наоборот.

 

 

 

 

 

Оксид магния

Нитрид

Гидрид

Хлорид

Фосфид

 

кальция

магния

алюминия

натрия

Оксид

Оксид железа

Фторид

Оксид

Оксид

водорода

(Ш)

натрия

фосфора (Ш)

углерода (П)

Оксид азота

Аммиак

Бромид

Оксид серы

Карбид

(Ш)

 

калия

(IV)

кальция

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.