Использование модульной технологии в преподавании химии в профильных классах

10 и 11 классы, в которых я работаю, являются профильными, поэтому учащиеся проявляют интерес к химии, обусловленный осознанием необходимости ее изучения для подготовки к будущей профессии. У учащихся, изучающих химию профильно, довольно часто распространен мотив самоутверждения, желание проверить правильность выбора школьного предмета для углубленного изучения. Усиливают мотивацию обучения мнения родителей, одноклассников, учителя. Поэтому в преподавании химии в таких классах сочетаю личностно - деятельностный подход с дидактоцентрическим, что позволяет обеспечить развитие личности на базе хорошо усвоенного материала. Такое сочетание достигается при использовании в преподавании модульной образовательной технологии.

Использую такие методы обучения как проблемный, объяснительно-иллюстративный, эвристический, программируемый. В различных элементах блока использую различные организационные формы обучения-лекции, беседы, семинары, практикумы, демонстрационные и лабораторные опыты, самостоятельные работы и семинары – практикумы. Формы контроля – текущие устные опросы или письменные контрольные работы с фиксацией и обработкой результатов, устные или письменные зачеты (тесты) по окончанию изучения темы.

Каждый блок уроков имеет инвариантную и вариативную части.

В ходе инвариантной части блока уроков происходит актуализация тех знаний и умений, над которыми будут надстраиваться вновь изучаемые. Знакомство учащихся с информацией основного и дополнительного объема нового материала, обеспечивающей работу на минимальном и продвинутом уровне, предусматривающей активную познавательную деятельность школьников, в значительной мере самостоятельную. Сюда же относятся уроки тренинга-минимума.

Характер остальных уроков определяется результатами предыдущих, поэтому они составляют вариативную часть блока уроков. Инвариантная и вариативная части блока уроков необязательно имеют четкую границу.

Для успешного управления деятельностью учащихся в вариативной части организую непрерывную обратную связь с целью получения своевременной информации об успешности продвижения каждого ученика. Для диагностики текущего состояния знаний учащихся, применяю гибкую систему срезового контроля и жесткую процедуру тематического контроля на выходе из учебного периода. Срезовым проверкам подвергаю не весь класс, а только ту его часть, информация о которой нужна в данный момент.

Вариативная часть блока уроков очень чувствительна к информации обратной связи, столь же чувствительна она и к учащимся. Каждый ученик играет свою роль, занимает свое место в плане урока.

Домашнее задание предлагаю учащимся сразу же после изучения основного объема нового материала. Одновременно сообщаю учащимся дату обобщающего повторения, чтобы учащиеся знали, каким временем они располагают, поскольку за этим уроком последует контрольный урок. Знакомлю учащихся с планируемыми результатами обучения.

Предлагаю Вашему вниманию разработку темы № 6 “Карбоновые кислоты, сложные эфиры, жиры”. 10 класс, профильный уровень. Программа О.С. Габриеляна.

КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ, СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ, ЖИРЫ.

(12 часов)

Содержание темы включает изучение карбоновых кислот (блок 1), сложных эфиров и жиров (блок 2).

БЛОК 1. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ.

Урок 1, 2. Вводное повторение. Изучение нового материала (основной объем).

Вопросы для повторения.

1. Какие вещества называются кислотами?
2. Как классифицируются неорганические кислоты?
3. Каковы физические свойства неорганических кислот?
4. Какие химические свойства имеют неорганические кислоты?

Напишите уравнения реакций, подтверждающие эти свойства.

Изучаемые вопросы.

- Строение молекул карбоновых кислот и карбоксильной группы.

- Классификация и номенклатура карбоновых кислот.

- Зависимость физических свойств карбоновых кислот от строения их молекул.

- Карбоновые кислоты в природе, их биологическая роль.

- Химические свойства предельных одноосновных карбоновых кислот.

Использую такие методы как рассказ, беседа, демонстрация веществ (образцы карбоновых кислот: муравьиной, уксусной, масляной, щавелевой, бензойной), демонстрация опытов (возгонка бензойной кислоты, отношение различных карбоновых кислот к воде, сравнение рН водных растворов муравьиной и уксусной кислот одинаковой молярности).

Урок №3. Тренинг-минимум.

Практическая часть – выполнение учащимися лабораторных опытов в парах постоянного состава с последующим контролем.

Задание.

Проделайте реакции между предложенными веществами, запишите их уравнения.

1. Уксусная кислота и магний.
2. Уксусная кислота и оксид меди (II).
3. Уксусная кислота и гидроксид железа (III)
4. Уксусная кислота и карбонат натрия.

Теоретическая часть – ответы учащихся на вопросы с пошаговым контролем учителя.

Вопросы.

1. Составьте структурные формулы веществ, в состав которых входит 4 атома углерода, 8 атомов водорода, 2 атома кислорода. К каким классам веществ их можно отнести? Дайте всем веществам названия.
2. Для удаления пятен ржавчины их обрабатывают раствором уксусной кислоты. Составьте молекулярные и ионные уравнения реакций, учитывая, что в состав ржавчины входит оксид и гидроксид железа (II).
3. Зная, что хлор более электроотрицателен, чем углерод, расположите следующие кислоты: уксусную, пропионовую, хлоруксусную, дихлоруксусную и трихлоруксусную кислоты в порядке усиления кислотных свойств. Ответ обоснуйте.
4. Чем можно объяснить, что муравьиная кислота вступает в реакцию “серебряного зеркала”? Составьте уравнение реакции. Какой газ может выделяться при этом?

Срезовая работа переносится на следующий урок.

Урок №4. Изучение нового материала (дополнительный объем).

Тема: Непредельные и ароматические карбоновые кислоты.

Изучаемые вопросы.

- Химические свойства непредельных карбоновых кислот, обусловленные наличием - связи в молекуле.

- Реакции электрофильного замещения с участием бензойной кислоты.

Используемые методы: беседа, рассказ, работа с учебником.

Срезовая работа (5-7 минут).

1. К каким классам можно отнести вещества, имеющие в своем составе 3 атома углерода, 6 атомов водорода и 2 атома кислорода? Составьте структурные формулы и дайте веществам названия.

2. Составьте структурные формулы:

а) ацетата бария:
б) этилформиата.

3. Предложите несложный лабораторный способ, с помощью которого можно распознать пропановую и акриловую кислоты.

4. Составьте уравнение реакции получения метилформиата. Укажите условия, при которых данная реакция осуществима? Как называется данная реакция?

Урок №5. Развивающее дифференцированное закрепление.

Формы и методы работы: самостоятельная и групповая работа, работа с учебником.

Задания минимального уровня.

1. Какие вещества называются карбоновыми кислотами? Как они классифицируются? Приведите по одному примеру из каждой группы кислот.

2. Укажите вещества, в которых между молекулами может существовать водородная связь: уксусный альдегид, аммиак, уксусная кислота, ацетон, бутадиен, этанол, бензол.

3. Напишите уравнение реакции метакриловой кислоты с метанолом.

4. Карбоновые кислоты обладают общими свойствами всех кислот. Составьте соответствующие уравнения реакций в молекулярном, ионном и сокращенном ионном виде, взяв в качестве примера пропионовую кислоту.

5. Расположите кислоты в порядке возрастания их силы как электролитов: уксусная, пропионовая, хлорпропионовая, трихлоруксусная, азотная.

Задание для среза минимального уровня.

6. Даны формулы веществ С₃Н₇ОН, С₂Н₄О, С₄Н₈, С₂Н₅СООН:

а) изобразите развернутую структурную формулу кислоты.
б) запишите уравнение диссоциации кислоты в водном растворе.
в) запишите уравнения реакций, с помощью которых можно получить данную кислоту.

Задания общего уровня.

7. Какие две кислоты имеют общую молекулярную формулу С₄Н₈О₂? Назовите их.

8. Изобразите формулу пропионовой кислоты и поясните, как происходит перекрывание и сдвиг электронных облаков при образовании химических связей в карбоксильной группе.

9. Почему из всех карбоновых кислот только муравьиную можно применять в качестве восстановителя?

10. Напишите уравнения, при помощи которых можно получить уксусную кислоту из карбоната кальция и других, необходимых для этого процесса веществ.

Задание для среза общего уровня.

11. Даны формулы веществ: С₃Н₇ОН, С₂Н₄О, С₄Н₁₀, С₂Н₅СООН

а) покажите смещение электронной плотности в молекуле кислоты.
б) сравните физические свойства (агрегатное состояние, температуры плавления и кипения) кислоты и соответствующего алкана. Объясните причины различий.
в) запишите уравнения окислительно-восстановительных реакций, которые отражают химические свойства данной кислоты.

Задания продвинутого уровня.

12. Как изменяются свойства водородных гидроксильных атомов в ряду веществ: одноатомные спирты, многоатомные спирты, фенолы, карбоновые кислоты? Почему?

13. Возможна ли цис - и транс - изомерия непредельных кислот? Рассмотрите это на примере непредельных кислот, молекулярная формула которых С₁₇Н₃₂СООН, и изобразите строение молекул возможных изомеров.

Задания для желающих.

14. Даны формулы веществ: С₃Н₇ОН, С₂Н₄О, С₄Н₁₀, С₂Н₅СООН:

а) предположите, какое вещество – кислота или соответствующий одноатомный спирт – будет иметь более высокую температуру кипения. Объясните почему.
б) сравните кислотные свойства данной кислоты и ее ближайших гомологов. Объясните причины различий.

15. Как можно различить растворы муравьиной и пропионовой кислот?

Основное время занимает индивидуальная или групповая работа по выполнению дифференцированных заданий минимального, общего и продвинутого уровней. Структура урока зависит от результатов первого среза, который показывает, какие категории обучающихся имеются в классе к этому моменту, а также от числа учеников каждой категории. Если срез минимального уровня выполнен всеми учащимися, то весь класс приступает к работе над заданиями общего уровня. Если есть учащиеся, не выполнившие задания минимального уровня, то учитель создает разные группы для работы над заданиями минимального и общего уровней. Учащиеся, выполнившие срезовое задание минимального уровня, работают над заданиями общего уровня совместно с учителем. Учащиеся, не выполнившие срез минимального уровня, работают с консультантами. Консультантами являются учащиеся, которые вышли на выполнение продвинутого уровня.

БЛОК 2. СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ. ЖИРЫ.

Урок №6. Вводное повторение. Изучение нового материала.

(Основной объем)

Вводное повторение – работа в парах постоянного состава.

Задания.

1. Повторите в теме “Спирты” взаимодействие спиртов с органическими и неорганическими кислотами.

2. Повторите изомерию и номенклатуру сложных эфиров.

3. Рассмотрите виды изомерии, характерные для сложных эфиров.

Приведите примеры изомеров. Обратите внимание на межклассовую изомерию сложных эфиров.

4. Обратите внимание на реакцию этерификации, как на одну из наиболее важных, характерных для карбоновых кислот.

5. Обратите внимание на обратимость реакции этерификации, приведите пример реакции гидролиза сложного эфира.

6.Напишите уравнение реакции этерификации между карбоновыми кислотами и многоатомными спиртами.

Изучение нового материала – рассказ, беседа с использованием средств наглядности (шаростержневые модели молекул сложных эфиров, образцы сложных эфиров, демонстрационные опыты: получение сложного эфира; отношение сливочного, подсолнечного и машинного масла к водным растворам брома и перманганата калия).

Изучаемые вопросы.

- Жиры – сложные эфиры глицерина и карбоновых кислот.

- Состав и строение молекул жиров. - Классификация жиров.

- Омыление жиров, получение мыла. - Жиры в природе, биологическая функция жиров.

Урок № 7. Тренинг-минимум.

Теоретическая часть – работа в парах постоянного состава с последующей фронтальной беседой.

Вопросы.

Какие вещества называются сложными эфирами? Приведите уравнение реакции их образования.

Какие вещества называются жирами? Какими методами ученые определили их состав?

Чем твердые жиры отличаются от жиров жидких?

Какие свойства характерны для жиров? Напишите соответствующие уравнения реакций.

Практическая часть – выполнение лабораторных опытов с комментированием и пошаговым контролем учителя.

Задания.

1. Проверьте отношение сложных эфиров к воде. Сделайте выводы об их растворимости.
2. Выведите жирное пятно с хлопчатобумажной ткани. Почему для этого можно использовать сложные эфиры?
3. Как жиры относятся к воде и органическим растворителям? Экспериментально проверьте ваши предположения. Дайте объяснения.
4. В двух пробирках под номерами находятся сливочное масло и маргарин. Предложите простой лабораторный способ их распознавания.

Срезовая работа.

1. Сравните общие формулы простых и сложных эфиров. Что общего в их строении и что их отличает друг от друга?
2. Напишите уравнение реакции этерификации между этиленгликолем и любой карбоновой кислотой.
3. Почему гидролиз жиров в щелочной среде называется омылением жиров?
4. Как, не используя раствор перманганата калия, отличить растительные жиры от животных?

Урок № 8. Изучение нового материала (дополнительный объем).

Тема: “Понятие о СМС. Объяснение моющих свойств мыла и СМС (в сравнении)”.

Теоретическая часть – мини-лекция, беседа.

Изучаемые вопросы

- Понятие мыла, объяснение их моющих свойств.

- Понятие о СМС. Моющее действие СМС.

Практическая часть – выполнение лабораторных опытов.

Задания.

1. Используя инструктивную карту, получите мыло и проверьте его моющее действие.
2. Сравните моющие свойства хозяйственного мыла и СМС в жесткой воде.

Урок № 9. Развивающее дифференцированное закрепление.

Задание минимального уровня.

1. Какие свойства характерны для жиров? Свой ответ подтвердите уравнениями реакций.

Задания общего уровня.

2. При стирке белья в жесткой воде расход мыла значительно увеличивается. Чем это можно объяснить? Ответ поясните уравнениями реакций.

3. Натуральное сливочное масло содержит жиры смешанного характера, содержащие остатки как предельных, так и непредельных карбоновых кислот. Как, используя раствор перманганата калия, отличить маргарин от сливочного масла? Можно ли этим способом отличить растительное масло от масла машинного (минерального)? Как?

Задания продвинутого уровня.

4. Сколько изомеров жиров образуют при омылении глицерин и смесь стеарата и пальмитата натрия? Составьте структурные формулы, отвечающие возможным вариантам состава и строения жира. Составьте уравнение реакции омыления одного из них. Могли ли образоваться равные количества пальмитата и стеарата, если жир представлял собой чистое (индивидуальное) вещество, а не смесь?

5. Неприятный запах горелого масла и любых перегретых жиров объясняется образованием акролеина (пропеналя), который является продуктом дегидратации глицерина. Какие реакции, протекающие при жарке пищи, приводят к образованию акролеина из жиров?

6. По данным анализа, вещество содержит 48,649% углерода, 43,234% кислорода и 8,108% водорода. Сколько сложных эфиров имеет такой состав? Составьте структурные формулы этих эфиров и назовите их. Как называется карбоновая кислота, имеющая такой же состав? Составьте два уравнения реакции этерификации с участием этой кислоты и этиленгликоля.

Содержание и формы работы учащихся на семинаре-практикуме зависят от результатов выполнения срезовой работы минимального уровня.

Урок № 10. Обобщающее повторение.

Этот урок провожу в форме урока-консультации “Двадцать вопросов по данной теме”.

Для этого делю класс на группы по 4 человека и прошу за 8-10 минут составить и записать 20 вопросов по изученной теме. В каждой группе выбирается выступающий ученик. Первая группа задает вопрос. Другие группы вычеркивают этот вопрос, если он есть у них в списке. Выступающий второй группы дает на него ответ, при необходимости, он может воспользоваться помощью своей группы. Далее следуют мои уточнения, дополнение и углубление. Листки с вопросами собираю для анализа. Отметки за ответы на этом уроке не предусмотрены. Такая методика позволяет провести консультацию интересно, в хорошем темпе. Вопросы и ответы учащихся показывают готовность класса к зачетному уроку.

Урок № 11. Зачетный урок.

Данный зачет состоит из двух частей.

1. Практическая работа “Решение экспериментальных задач”.

Задачи.

а) В трех пробирках под номерами находятся растворы: ацетата натрия, карбоната натрия и силиката натрия. Распознайте эти вещества (пробирки №1, №2, №3).
б) Определите, в какой из пробирок находится сливочное масло, если в выданных пробирках №4 и №5 наряду с маслом находится маргарин.
в) Какую карбоновую кислоту можно получить из мыла? Предложите план получения и проверьте его на практике.

2. Устный зачет.

Учащиеся работают во временных парах, предлагая, друг другу вопросы, приготовленные заранее. Проверка ответов осуществляется совместно с использованием собственных тетрадей и учебников. Учащиеся и выставляют друг другу оценки, если ситуация становится спорной, анализ ответов провожу я совместно с учащимися.

Урок № 12. Коррекция знаний и умений учащихся.

Возможна индивидуальная, парная или групповая работа. Идет доработка изученного материала, пересдача зачета, школьники не успевшие доделать практическую работу получают возможность сделать это. Учащиеся, получившие высший балл занимаются решением нестандартных задач, либо выступают в роли консультантов.

Использование модульной технологии делает уроки “живыми”, во время таких уроков много общения, благоприятный психологический климат. Применение этой технологии повышает самостоятельность и ответственность учащихся. В этой технологии заложен простор для творчества и учителя, и его учеников.