Методы проблемного обучения на уроках химии. "Многоатомные спирты"

Есть три силы, заставляющие детей учиться: послушание, увлечение и цель. Послушание подталкивает, цель манит, увлечение движет. Если дети равнодушны к предмету, то учёба становится тяжёлой повинностью. Как учить с увлечением, как сделать радостным и творческим процесс познания – эти вопросы стремится решить для себя каждый учитель.
Любая деятельность, включая учебно-познавательную, стимулируется мотивами. Образовательный процесс организован оптимально, если ученика не обучают, а создают условия, в которых он воспитывается и учится. Опыт показывает, что организация таких условий тесно связана с проблемой развития учебной деятельности, в которой главное место отводится мотивации. Педагоги, психологи, философы едины в утверждении: эффективность познавательной деятельности непосредственно зависит от степени её мотивированности. «Всякий труд осмыслен и свободен только тогда, когда он осознаётся…как моя собственная, чисто личная потребность» (А.Ф.Лосев). Учебно-познавательная деятельность учащихся, не получившая достаточных мотивационных стимулов, обречена на низкую результативность. Для усвоения знаний необходим «аппетит». Аппетит же может появиться только тогда, когда речь идёт не о конкретных (ненужных) по мнению учащихся, знаниях, а о проблемах устройства мира, в котором мы живём.
Опираясь на опыт современной педагогики, учитывая особенности возрастной психологии, я развиваю мотивацию изучения химии в урочной и во внеурочной деятельности путём создания:

• новой мотивационной направленности при использовании творческих заданий, химических опытов, дидактических игр;
• актуализации уже сложившихся мотивов при выполнении познавательных заданий (химические диктанты, тесты, задачи, алгоритмические предписания и т.п.).

С целью становления и развития уже сложившегося мотива мне

• необходимо придать ему новые характеристики (силу, устойчивость, самостоятельность, доминирование, действенность) в процессе многократного и успешного выполнения дифференцированных упражнений.

Специалисты в области психологии советуют учитывать не только мотивы, но и все элементы мотивационной сферы: потребности, цели, интересы. Я глубоко убеждена в том, что в детях творить личность нужно с первых дней. А личность рождается, как известно, в процессе самопознания, самовоспитания, самооценки и самокритики. Детям не нужно знать насколько каждый из них обогнал остальных или отстал от них. У каждого ребёнка должна быть своя траектория развития.
Как одну из форм мотивации и как средство управления деятельностью учащихся, я использую в своей работе различные виды проблемных ситуаций и соответствующие способы их создания. При этом необходимо помнить, что проблема должна быть актуальна. Очевидно, школьный курс должен быть мировоззренческим.
Среди инновационных подходов к организации деятельности учащихся теория проблемного обучения, разработанная академиком М.И. Махмутовым, актуальна в современном учебном процессе. Проблемный метод наиболее ориентирован на формирование и развитие внутренней учебной мотивации. Это способствует личностному росту ребёнка. Вся система методов направлена на всестороннее развитие школьника, развитие его познавательных потребностей, на формирование интеллектуально активной личности. Проблемное обучение является подлинно развивающим обучением. Для проблемного обучения я отбираю прежде всего те разделы курса химии, глубина и прочность которых позволяет осознанно овладевать системой химических знаний: теория строения вещества, теория химического процесса, химия элементов. Выстраиваю логическую цепочку урока согласно схеме: теоретический анализ – прогнозирование – эксперимент. Выбираю методы проблемного обучения, разработанные академиком М. И. Махмутовым, с целью оптимизации мыслительного процесса.

«Давно замечено, что таланты являются всюду и всегда, где и когда существуют условия, благоприятные для их развития» – мудро заметил Г.В.Плеханов. Создать такие условия – задача государственной важности.

Разработка урока в курсе «Органическая химия»

(11 класс, 2 ч. в неделю, учебно-методический комплекс И.И.Новошинский, Н.С.Новошинская)

Тема: Многоатомные спирты.

Цели урока:

• познавательная – изучить особенности строения, свойств многоатомных спиртов на примере этиленгликоля и глицерина; углубление понятия о взаимном влиянии групп атомов в молекуле;
• развивающая – формирование ключевых компетенций: изучать (извлекать пользу из опыта, самостоятельно управлять своей деятельностью), думать (анализировать, выделять главное, критически относиться к информации, использовать её для формирования собственного мнения, мыслить, выдвигать идеи), сотрудничать (принимать решения, работать в группе, договариваться), работать, адаптироваться (находить новые решения, аргументировано излагать идеи);
• воспитательная – показ важности и практической применимости знаний по химии, воспитание бережного отношения к здоровью человека.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Вид урока: беседа в сочетании с экспериментом.

Доминирующие методы: эвристический, исследовательский, диалогический.

Оборудование урока: «Микролаборатория»: реактивы (этанол, глицерин, дистиллированная вода, р-р гидроксида натрия, р-р медного купороса, р-р куриного белка); интерактивная доска, инструкционная карта, цифровой фотоаппарат, документ-камера, диск «Виртуальная химическая лаборатория 8-11 класс, химическое лото.

План-конспект урока

I. Актуализация прежних знаний

1. Мотивация учащихся к изучению класса органических соединений «Многоатомные спирты»

Учитель. Здравствуйте, уважаемые старшеклассники. Я рада вас видеть на нашем уроке химии, и хочу поделиться с вами своими наблюдениями.
В аптечном киоске я приобрела для своего ребёнка в качестве жаропонижающего средства лекарственный препарат «Panadol Baby», не содержащий спирта (об этом свидетельствует надпись на упаковке).

Учитель демонстрирует препарат «Panadol Baby», упаковку и инструкцию по медицинскому применению препарата.

Прочтём состав данного жаропонижающего средства и увидим, что кроме парацетамола и других компонентов там есть и спирт глицерин. Допустимо ли использование спиртов в качестве растворителей детских лекарственных средств?

Учащиеся высказывают предположения о различиях в строении спиртов, которые отражаются на свойствах.

Учитель. Я предлагаю детально обсудить эти вопросы сегодня на уроке. Записываем тему: «Многоатомные спирты…», но не спешите ставить точку в конце предложения, мы его обязательно закончим в конце урока.

Учителем в качестве рефлексии используется техника неоконченного предложения. В конце урока учащиеся дописывают предложение, высказывая собственное суждение о важности данного класса органических соединений.

Учитель. Для успешной работы нам необходимо точно знать строение веществ данного класса органических соединений. Я предлагаю вам задания, с которыми вы обязательно справитесь.

Актуализация знаний проводится в форме индивидуальной работы по карточкам у доски (3 человека.)

2. Индивидуальная работа по карточкам.

Задание №1

Покажите графически сдвиг электронной плотности в молекулах этанола и 2-фторэтанола. У кого из них атом водорода более подвижен? Почему?

Задание № 2

Приведите примеры, подтверждающие подвижность атома водорода в гидроксильной группе молекулы спирта.

Задание № 3

Почему спирты неограниченно растворяются друг в друге и в воде? Показать образование водородных связей.

3. Фронтальная работа с учащимися класса.

Учитель. А пока ребята работают у доски и устанавливают взаимосвязь «Строение – свойства»я предлагаю вам ответить на следующие вопросы:

– Какие вещества можно отнести к классу спиртов?
– Какова классификация кислородсодержащих органических соединений? Учащиеся используют интерактивную галерею химических таблиц на доске.
– Знаете ли вы классификацию спиртов?

Играем в «Химическое лото». Учащиеся выбирают магнитные таблички с формулами спиртов и классифицируют их. Одноатомные, многоатомные, предельные, непредельные спирты.

Учитель. Выслушаем ответы учащихся, работавших у доски.

Учащиеся зачитывают задания, отвечают на поставленные вопросы. Учитель комментирует ответ и оценивает его.

II. Усвоение новых понятий и способов действий

Создание проблемной ситуации:

Учитель. Великий русский ученый А.М.Бутлеров доказал, что строение вещества обуславливает его свойства. Уважаемые старшеклассники, как вы думаете:отразится ли увеличение количества гидроксогрупп  –ОН на свойствах многоатомных спиртов?
Будут ли вещества, формулы которых приведены (этиленгликоль, глицерин) обладать кислотными свойствами?

Учащиеся высказывают предположения, как правило, слабо аргументируя свои суждения.

1. Исследование физических свойств спиртов экспериментальным методом.

Работа в микрогруппах.

Учитель. Предлагаю вам, используя оборудование и реактивы микролаборатории, провести исследование физических свойств спиртов, работая в парах, а результаты занести в таблицу.

Краткий инструктаж по технике безопасности. Выполнение опыта, заполнение таблицы.

Исследование физических свойств спиртов

Вопросы к опыту:

– С чем связано наличие специфического запаха у  этанола и его отсутствие у глицерина?
– Почему и глицерин, и этанол неограниченно растворяются в воде?
– Как отражается увеличение гидроксогрупп  –ОН на физических свойствах спиртов?
– Каково физиологическое действие многоатомных спиртов на живой организм?

Учитель. А пока ребята работают на своих местах, я предлагаю подойти к вытяжному шкафу двум учащимся для проведения лабораторного исследования.

2. Проведение лабораторного исследования.

Задание: Провести лабораторное исследование: изучение физиологического действия этанола, глицерина и лекарственного препарата на белок куриного яйца. Зафиксировать результаты опыта с помощью цифрового фотоаппарата и продемонстрировать всем учащимся, используя документ-камеру.

Учитель. К каким выводам вы пришли, проделав соответствующие опыты? Чем вы их аргументируете?

Учащиеся. Наличие у спиртов полярной гидроксильной группы, а, следовательно, возможность образования водородных связей с молекулами воды, объясняет неограниченную растворимость этих спиртов в воде. Увеличение количества гидроксогрупп  –ОН приводит к повышению Ткип, вязкости, плотности. Этанол, в отличие от глицерина вызывает процесс денатурации белка.

3. Создание проблемной ситуации.

Учитель. Как вы думаете, будут ли многоатомные спирты обладать сходными свойствами с одноатомными спиртами?

Учащиеся высказывают предположение о сходстве химических свойств и записывают на доске уравнения химических реакций:

Этиленгликоль + натрий = этиленгликолят натрия + водород

Учитель. Этиленгликоль – яд! Используется для приготовления антифризов, в производстве синтетического волокна лавсана. Вам уже известен лабораторный способ получения этиленгликоля (реакция Вагнера).

Глицерин + азотная кислота = тринитроглицерин + вода  (р. этерификации)

Учитель. Тринитроглицерин – взрывчатое вещество. Мы уже знакомились с работами А.Нобеля (создатель динамита, учредитель всемирно известной премии).

Глицерин используется в медицине, парфюмерии, в пищевой, текстильной промышленности, в кожевенном производстве и др. отраслях промышленности. Получают его гидролизом жиров и синтетическим способом из пропилена.

Учитель. Как вы думаете, ребята, приведёт ли увеличение количества гидроксогрупп –ОН к новым химическим свойствам?

Учащиеся высказывают предположение об усилении кислотных свойств у многоатомных спиртов и самостоятельно выполняют лабораторный опыт «Взаимодействие глицерина с гидроксидом меди (II)” с помощью инструкционной карты.
Учащиеся сравнивают результаты проведённого опыта с видеофрагментом, фиксируя неточности (CD «Виртуальная лаборатория 8-11 класс»).

Задание: Краткое изложение опыта в виртуальном журнале, запись уравнения химической реакции с помощью «Виртуального редактора»:

Глицерин + гидроксид меди  (II) = глицерат меди (II) + вода (кач. реакция)
                                                          (ярко-синий р-р)

Учитель. Давайте, подытожим общим выводом наши результаты.

Вывод учащихся: Химические свойства многоатомных спиртов аналогичны свойствам  одноатомных спиртов, но увеличение числа гидроксильных групп усиливает кислотные свойства многоатомных спиртов.

Учитель. Нам необходимо выполнить тестовое задание, результат которого позволит судить о прочности полученных вами знаний.

III. Формирование умений и навыков

1. Оценка качества знаний

Выполнение тестового задания по вариантам (I вариант – этиленгликоль; II – глицерин).

ТЕСТ

• Многоатомный спирт.
• Реакция этерификации.
• Одноатомный спирт.
• Реакция с солями тяжёлых металлов.
• С_nH_2n+1OH
• С_nH_2n–1(OH)₃
• Входит в состав жиров.
• С_nH_2n(OH)₂
• Яд.

Ответы:

I вариант    1, 2, 4, 8, 9.

II вариант   1, 2, 4, 6, 7.

Проверка осуществляется самостоятельно.

2. Рефлексия

Учитель. Каждый из вас самостоятельно оценил, полученные на уроке знания, но для меня сейчас важнее другая ваша оценка. Оценка значимости многоатомных спиртов, как класса. Я предлагаю вернуться к теме нашего урока и дописать её самостоятельно.

Учитель дописывает тему на доске: «Многоатомные спирты…бесконечное многообразие».

Учитель. У Аристотеля сказано: ум заключается не только в знании, но и в умении прилагать знание на деле. Сегодня вы ещё раз доказали себе и мне, что способны глубоко мыслить, а значит и совершать открытия. Спасибо, урок окончен.

Приложение 1

К уроку «Многоатомные спирты»

Инструкция к выполнению опыта

Растворение глицерина в воде и реакция его с гидроксидом меди (II)

1. Налейте в пробирку  1-2 мл глицерина, добавьте столько же воды и встряхните. Затем добавьте в 2-3 раза больше воды.
2. В пробирку налейте 2 мл раствора гидроксида и добавьте немного раствора сульфата меди (2) до выпадения осадка. К осадку прилейте глицерин и взболтайте.
3. Таблица

4. Домашнее задание. Многоатомные спирты. Конспект.

Творческое задание: составить и решить свою задачу «с историей».

Например, в медицине применяют спиртовой раствор тринитроглицерина, массовая доля которого 1%, в качестве сердечного лекарственного средства (при стенокардии). Определите массу тринитроглицерина, необходимую для приготовления 1,5 кг такого раствора.