Активизация познавательной деятельности на уроке химии, или Как удержать детей в предмете

Разделы: Химия


Переход к современным образовательным стандартам предполагает такую организацию учебной деятельности, в которой обучающийся овладевая культурой познания, почувствовал бы себя исследователем и открывателем знаний. Кладовая знаний – информационные источники: учебник, научно-познавательные статьи, энциклопедии, современные источники информации будет доступна тому, кто научится работать с ней.

Умения работать с текстом является главной учебно-познавательной компетенцией, которой должны овладеть учащиеся в школе. Не секрет, что сейчас дети мало читают и даже учебник, который в большинстве своем, содержит информацию для запоминания и не мотивирует познание. Необходима специальная работа по формированию умений работать с текстом: вычленять главное, преобразовывать текс в тезисы, таблицы, схемы, модели. Если эта работа ведется педагогом регулярно, то ученик и понимает её значимость для саморазвития.

Повышается уровень активности, характеризующийся стремлением учащегося к выявлению смысла изучаемого содержания, стремлением познать связи между явлениями и процессами, овладеть способами применения знаний в измененных условиях.[1]

Учебный предмет химия представляет огромные возможности для формирования данной компетенции, так как моделирование, преобразование модели(формулы, уравнения, схемы), является главной составляющей предмета.

В своей работе я использую специальную работу с текстом, который представлен несколькими информативно сжатыми тезисами. Критически оценивая содержание тезиса с точки зрения имеющихся знаний, учащиеся в процессе дискуссии, выдвигают гипотезы, применяют наработанный инструментарий и строят те или иные знания. А сделанные при этом ошибки проясняют основания правильных действий. Все это работает на понимание текста.

Если в литературе проблема чтения и понимание текста решается способом медленного и многократного чтения, то химический текст дает не только понимание, но и позволяет выполнять специальные предметные действия, то есть решать познавательные задачи путем комплексного применения известных им способов решения [2]. А это главная составляющая учебной деятельности на уроке химия.

Так в 9 классе при изучении темы «Галогены» предлагаю несколько тезисов про хлор, вокруг которых строится обсуждение и построение знания.

тезис Содержание обсуждения, действия знание
Хлор открыл К. Шееле в 1774 г. Нагревая смесь оксида марганца(IV) с соляной кислотой. Формула, степень окисления, что окислитель, что восстановитель, продукты реакции, условия, варианты уравнений – открытие хлора

– лабораторный способ получения

– тип реакции, ОВ баланс

В промышленности получают электролизом расплава или раствора хлорида натрия Формула, где в природе, что такое электролиз, Что окислитель-восстановитель, продукты на аноде, катоде – промышленный способ получения

– электролиз раствора и его отличие от расплава

В атмосфере хлора горят металлы(железо, натрий, медь) и неметаллы бром фосфор, кремний. Что такое горение, активность окисления, условия для протекания реакций, продукты, уравнения, формулы, баланс – особенность протекания реакций,

– сравнение активности, прогноз возможности взаимодействия фтора и брома с этими веществами

Реакцию хлора с водородом называют синтезом. Продукт реакции хорошо растворяется в воде, образуя соляную кислоту. Тип реакции, продукт, горение водорода в хлоре, газ тяжелее воздуха или легче, – отличие горение водорода в воздухе и в хлоре

– Соляная кислота

Степень окисления хлора в оксидах и гидроксидах – нечетная. Высшая степень окисления, промежуточные, низшая.

Формулы оксидов и гидроксидов (полные, неполные). Прочность, устойсивость.

Зависимость силы кислородсодержащец кислоты от степени окисления
При хлорировании воды образуется две кислоты, одна из них хлорноватистая(неполный гидроксид хлора I) – неустойчивая Реакция взаимодействия, уравнение, тип. Зачем хлорируют воду, кто там окислитель
Качественная реакция на хлорид ион – образование хлорида серебра Реакции ионного обмена с участием хлоридов и соляной кислоты Качественная реакция

Тезисы можно наполнить расчетами, что решает проблему навыка решения задач и представить в виде сюжета расчетной задачи, информативность которой работает и на знания.

Один из первооткрывателей кислорода Дж. Пристли получил его при нагревании оксида ртути. Какой объём кислорода (н.у.) он получил, если для реакции взял 2,17 г оксида. Формулы, уравнение, тип реакции. Свойства кислорода газа

Способ решения задачи

– История открытия.

Получение в лаборатории

– навык решения

Достаточно ли будет полученного кислорода для сжигания 24 г угля, содержащего 10% примесей. Сто такое горение, Горение угля(углерода), доля.

Уравнение, тип реакции

Кислород поддерживает горение. Кислород сильный окислитель
При сжигании 1 моль углерода выделяется 410 кДж тепла. Сколько тепла выделится при полном сжигании 24 г углерода Экзотермическая реакция

Тепловой эффект

Тепловой эффект реакции

Расчеты по термохимическому уравнению

В текст можно включать лабораторный опыт, практическое исследование. Главное, чтобы тезисы были логически связаны и помогали строить четкую структуру знания. По окончании работы с текстом необходим анализ относительно полученных знаний(что узнали, чему научились или составьте схему генетической связи изученных превращений, схему применения вещества) и способа работы(сравнить текст и то, что получили, «один ум хорошо, а два лучше»– если работали в паре, группе). В большинстве своем такая работа, по началу, ведется фронтально, коллективно и каждый вносит частицу своего знания в решение конкретной практической задачи. Это работает на повышение активности учащихся: истина добытая путем собственного или коллективного напряжения усилий, имеет огромную познавательную ценность.[3]

Опыт разработки урока по теме «Спирты» с использование таких текстов уже был представлен на сайте http://festival.1september.ru/articles/522708/

Хорошо эта работа идет и в старших классах, где учащиеся уже имеют наработанный инструментарий (предметные знания, умения) и способны критически относится к информации.

Примеры текстов по органической химии

Альдегиды. Кетоны: Получение и химические свойства

1. Как известно, спирты окисляясь, теряют водород и превращаются в альдегиды. Присоединения кислорода по существу не происходит, но процесс окисления идет т.к. доля кислорода в веществе увеличивается за счет уменьшения доли водорода.

  • При взаимодействии этанола массой 13,8 г c оксида меди (II) массой 28 г получили альдегид, масса которого составила 9,24 г. Рассчитайте выход продукта реакции в процентах от теоретически возможного.
  • Какой объём формалина с массовой долей метаналя 40 % (ρ=0,80г/мл) можно получить при окислении 200 мл 60%-ного метилового спирта (ρ=0,8г/мл).

2. Важное значение для промышленного производства кетонов и альдегидов имеет реакция гидратации алкинов, которую называют реакцией Кучерова. Эта реакция протекает в присутствии солей двухвалентной ртути в кислой среде. Альдегид образуется только при гидратации этина. Алкины с более длинной цепью дают кетоны.

  • Какая масса ацетилена необходима для получения ацетальдегида массой 11 г по реакции Кучерова, если массовая доля выхода альдегида составляет 90%?
  • Наиболее перспективным способом получения уксусного альдегида является прямое окисление этилена кислородом в присутствии катализатора хлорида меди. Какой объём этилена (н.у.) израсходуется на получение уксусного альдегида массой 200 кг, если массовая доля его выхода составляет 96%?

3. Альдегиды, присоединяя водород, будут восстанавливаться до спиртов.

  • Рассчитайте, какой объём водорода потребуется для полного восстановления 22 г ацетальдегида.
  • Составьте уравнение реакции гидрирования ацетона (диметилкетона, пропанона). Составьте и решите задачу

4. Альдегиды способны не только восстанавливаться, но и окисляться, при этом альдегидная группа превращается в карбоксильную (карбонил+гидроксил). В качестве окислителя можно использовать и кислород воздуха, и раствор перманганата калия и даже такие специфические, слабые окислители, как аммиачный раствор оксида серебра (реакция «серебряного зеркала») и гидроксид меди (II). Эти реакции являются качественными на альдегиды.

  • Какая масса ацетальдегида необходима для восстановления 0,54 г серебра из его оксида?
  • 88 г 25 %-ного раствора ацетальдегида прилили к свежеосажденному осадку гидроксида меди(II) и нагрели. Определите массу образовавшейся уксусной кислоты. Сколько гидроксида калия потребуется для её нейтрализации.

5. Осуществите превращения.

  • Карбид кальция→Ацетилен→Ацетальдегид→Этиловый спирт→Хлорэтан
  • Карбид алюминия→Метан→ «синтез-газ» →Метанол →Метаналь→ Метановая кислота→Метилформиа

6. Осуществите превращения.

  • Пропан→Пропен→2-хлорпропан→Пропанол-2→Пропанон-2→Пропанол-2

Задание к уроку: Химические свойства и получение предельных одноосновных карбоновых кислот.

1. Реакции с разрывом связи О-Н (кислотные свойства)

Низшие карбоновые кислоты в водных растворах диссоциируют с образованием катиона водорода и аниона кислотного остатка.

Эти кислоты слабые, однако, они также имеют кислый вкус и изменяют окраску индикатора, а следовательно обладают такими же свойствами как и неорганические кислоты.

Сила кислот определяется величиной положительного заряда на атоме углерода карбоксильной группы. Величина заряда зависит от радикала и заместителей в нём. В ряду: Метановая к-та, Этановая к-та. Пропановая к-та, Бутановая к-та сила кислот убывает, а в ряду:Хлоруксусная, Дихлоруксусная, Трихлоруксусная сила кислот возрастает.

  • Какой объём водорода (н.у.) выделится при взаимодействии магния массой 8 г с избытком уксусной кислоты.
  • На муравьиную кислоту массой 23 г подействовали оксидом натрия массой 31 г . определите массу образовавшейся соли..
  • Сколько уксусной кислоты потребуется для полной нейтрализации 120 г 25% раствора гидроксида натрия.
  • Сколько граммов раствора уксуса (3% раствор уксусной кислоты) необходимо взять, чтобы полностью погасить 8,4 г пищевой соды (гидрокарбонат натрия). Какой объём углекислого газа (н.у.) при этом выделится.

2. Реакции с разрывом связи С-Н (реакции с участием радикала)

Важнейшим свойством предельных карбоновых кислот по углеводородному радикалу является галогенирование. Если реакцию проводить в присутствии красного фосфора, то происходит замещение атомов водорода α-атома углерода.

  • При взаимодействии уксусной кислоты массой 120 г с хлором получили 170 г хлоруксусной кислоты. Определите массовую долю (в%) выхода продукта реакции.

3. Реакции с разрывом связи С-ОН (замещение ОН) – Реакция этерификации.

  • Расчитайте массу уксусной кислоты и этилового спирта необходимых для получения 44 г этилацетата (этилового эфира уксусной кислоты).
  • Какую массу метилацетата можно получить из 16 гметанола и 27 г уксусной кислоты.

4. Реакции с разрывом связи С=О (присоединение)

Карбоновые кислоты – это продукт окисления альдегидов, следовательно, их можно восстановить, присоединив водород по месту разрыва двойной связи. Этот процесс завершается отщеплением молекулы воды, т.к. две гидроксогруппы не могут находиться у одного атома углерода.

Получение

  1. Первичные спирты при окислении первоначально превращаются в альдегиды и далее в карбоновые кислоты. В качестве окислителей (веществ, содержащих необходимый кислород) используются растворы перманганата калия, бихромата калия, раствор оксида хрома в серной кислоте или кислород воздуха.
  2. При окислении метанола массой 16 кг образовалась кислота. Эту кислоту нейтрализовали 20-процентным раствором едкого натра, объём которого 0.0002 м3 (ρ=1200кг/м3). Определите массу образовавшейся соли.
  3. В промышленности карбоновые кислоты получают путем окисления алканов. Бутан, бутен и их последующие гомологи окисляются с разрывом углеводородной цепи.

Задание к уроку: Сложные эфиры. Жиры.

1. Составьте уравнения реакций этерификации:

  1. Уксусной кислоты и этилового спирта. Сколько граммов этилацетата можно получить из 11,5 г этанола и 18 г уксусной кислоты, если доля выхода продукта реакции составляет 80% от теоретически возможного.
  2. Уксусной кислоты и бутанола-1. Рассчитайте, какую массу этих веществ необходимо взять для синтеза уксуснобутилового эфира, необходимо для приготовления 2кг растворителя №648? Массовая доля эфира в этом растворителе состовляет 50%, Массовая доля выхода сложного эфира по реакции этерификации 80%.
  3. 1,2-бензолдикарбоновая кислота называется фталевой. Её диметиловый эфир (диметилфталат) используется в качестве эффективного репеллента – средства для отпугивания насекомых. Предложите схему синтеза диметилфталата из 1,2-диметилбензола (о-ксилола) и рассчитайте, какая масса этого арена потребуется для получения 100 г сложного эфира, если его суммарный выход по двум стадиям составляет 60%.

2. Составьте уравнения реакций получения:

  1. Миристилпальмитата – сложного эфира пальмитиновой кислоты(С15Н31СООН) и миристинового спирта(С14Н29ОН нормального строение углеродной цепи). из которого состоит пчелиный воск – 70%, защитная пленка плодов, например, яблок.
  2. Аспирина (ацетилсалициловой кислоты) взаимодействием салициловой (2-гидроксибензойной) кислоты и уксусного ангидрида.
  3. Сложного эфира терефталевой (1,4-бензолдикарбоновой) кислоты и этиленгликоля (1,2-этандиола) и реакцию его поликонденсации (образования полиэтилентетефталата – полимера, из которого изготавливают пластиковые бутылки, синтетическое волокно – лавсан).

3. 3. Составьте уравнения реакции гидролиза следующих эфиров.

  1. Триолеата глицерина. Рассчитайте, какую массу этого эфира (растительного масла) необходимо подвергнуть гидролизу, чтобы получить 43,3 г олеиновой кислоты.
  2. Тристеарата глицерина. Какую массу глицерина можно получить из природного твердого жира массой 17.8 кг, содержащего 97% тристеарата глицерина?
  3. Метилацетата в присутствии щелочи. Найдите массу метанола, полученного при нагревании 188 г эфира, содержащего 29% примесей и 280 г 40%-ного раствора гидроксида калия, если доля выхода спирта составляет 85% от теоретически возможного.

Знаете ли вы, что:

  1. В 1811 г французский химик Шеврель доказал, что при гидролизе жира как растительного так и животного происхождения образуется глицерин и высшие карбоновые кислоты (пальмитиновая, стеариновая, олеиновая и др.).
  2. Шеврель отрицал возможность обратного синтеза жира из продуктов их гидролиза, однако такой процесс был осуществлен Марселем Бертло в 1854 г .
  3. Именно Шеврель предложил использовать в место сальных свечей стеариновые (смесь высших карбоновых кислот).
  4. За разработку катализатора процесса гидрирования растительного масла (получение твердого жира – маргарина) франц. Ученый Поль Сабатье в 1912 г удостоен Нобелевской премии.

Отсюда можно сделать вывод:

Один из методов активизации познавательной активности – это работа со специальными текстами, которые несут особую предметную смысловую нагрузку, и которые стимулируют к выполнению необходимых действий. Выполняя их, ученик реализует свои потенциальные возможности, приобретает навыки работы с информацией.

Такая форма работы позволяет подготовить учащегося к работе с текстом учебника: выделение главного, преобразование текста сохраняя смысловую нагрузку, формулировка заголовка и другие.

Успех обучения в конечном итоге определяется отношением учащихся к учению, их стремлению к познанию, осознанным и самостоятельным приобретение знаний, умений и навыков, их активностью.

Литература

  1. Теоретические основы активизации творческой познавательной деятельности учащихся // Теория и практика образования: история и современность. Липецк: ЛГПУ, 2001.
  2. Алексеев М.Ю., Золотова С.И. Применение новых технологий в образовании. Троицк,
  3. Чернобельская Г.М. Теория и методика обучения химии. М.: Дрофа, 2010.
  4. Химия 9 – учебник для 9 класса общеобразовательных учреждений/ Под ред. О.С. Габриеляна – М.: Дрофа, 2006. 208 с.
  5. Химия 10 – учебник для10 класса. общеобразовательных учреждений. Профильный уровень. / Под ред. О.С. Габриеляна – М.: Дрофа, 2010.
  6. Настольная книга учителя. Химия 10. / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов – М.: Дрофа, 2004.