Тема "Металлы" в 9 классе одна из тех тем, где эксперимент присутствует практически на каждом уроке. Характер используемого эксперимента (демонстрационный эксперимент, практические работы и лабораторные опыты, экспериментальные домашние задания) определяется степенью сложности исполнения опыта и сущностью ведущей на уроке познавательной задачи. Не всякий интересный и нужный опыт вписывается в ход урока (временные рамки, нет смысла уходить от основной темы), но в рамках факультатива использование таких опытов вполне возможно, в основном его посещает продвинутая группа учащихся, заинтересованная в изучении этого предмета.
В этом году, по просьбе учащихся, факультативные занятия содержат значительно больше практических занятий, чем раньше. Темы учебных занятий и факультатива связаны между собой, их отличает только уровень сложности материала, это позволяет использовать проблемный эксперимент (во-первых, содержание опытов должно быть понятным ученику; во-вторых, он уже должен был видеть и осуществлять "программные" опыты по этой теме, чтобы планировать собственный эксперимент, подбирать условия и способы регистрации результата эксперимента, прогнозировать влияние изменения внешних условий на результат, предлагать способы альтернативного проведения эксперимента, вносить рациональные предложения по ходу эксперимента; в-третьих, опыты, с помощью которых ставится проблема, должны быть эффектными, может быть с неожидаемым результатом).
Подобрать практическое содержание факультатива стало возможным после изучения некоторых изданий [1,2,3,4,5,6]
Так при изучении свойств алюминия, учащиеся узнают о покрывающей его оксидной пленке и способах её удаления. Параллельно на факультативе рассматриваем альтернативный способ устранения оксидной пленки, возможности использования этого явления, кроме того, учащиеся получают практические представления о гидролизе солей.
Ниже в таблице №1 прилагается конструкт этого факультативного занятия.
Таблица №1. Конструктивная карта факультативного занятия "Особенности взаимодействие алюминия с растворами солей"
| Этап занятия | Деятельность учителя | Действия учеников |
| Актуализация знаний |
Просит напомнить известные им химические свойства алюминия, особенности этого металла, определить его активность. | Перечисляют химические свойства алюминия: с неметаллами, водой, оксидами малоактивных металлов, растворами кислот, щелочей и некоторых солей. Металл активный, но покрыт защитной пленкой. |
| Предлагает уточнить условия взаимодействие алюминия с растворами солей | Уточняют, что соли образованы металлом, чья активность меньше алюминия. | |
| Обговаривает условия проведения эксперимента: учащимся могут быть предоставлены все соли, имеющиеся в наличии кабинета химии, а также демонстрирует "черный ящик", содержимое которого им предстоит выяснить. | По взаимной договоренности выбирают
соли меди(II). (Хлорид, нитрат и сульфат) |
|
| Вызывает к доске трех учеников, которые в молекулярной и ионной форме записывают предполагаемые уравнения реакций алюминия и этих солей. | Работают у доски и на местах. Обсуждают возможность протекания этих реакций, приходят к выводу, что все реакции возможны, т.к. на уроке подобная реакция демонстрировалась. | |
| Эксперимент, создающий проблемную ситуацию | Предлагает осуществить записанные на доске уравнения реакций. | Проводят эксперимент, но наблюдают изменения только с раствором хлорида меди (причем с выделением газа и тепла) |
| Постановка проблемы | Просит прокомментировать ситуацию | Пытаются выяснить причины, вспоминают про оксидную пленку. |
| Спрашивает о возможных способах её разрушения | Отвечают: механическая зачистка или амальгамирование | |
| Обсуждение гипотезы | Уточняет возможные другие причины, просит обратить внимание на состав солей | Возможно причина в конкретном кислотном остатке (ионы хлора), вспоминают, что коррозия в присутствии хлорида натрия тоже усугублялась. Формулируют гипотезу. |
| Эксперимент, проверяющий правильность гипотезы | Спрашивает о возможности экспериментальной проверки предложенной гипотезы | Обсуждают ход эксперимента, определяют список нужных реактивов. Выбирают хлорид натрия. Осуществляют опыт: добавляют в пробирки с растворами сульфата и нитрата меди сухую поваренную соль, наблюдают изменения. |
| Выводы | Спрашивает, подтвердилась ли гипотеза, и какой можно сделать вывод. | Формулируют вывод: хлорид ионы разрушают оксидную пленку алюминия. |
| Эксперимент, подтверждающий вывод. | Напоминает про "черный ящик", о содержимом которого им нужно было догадаться. Демонстрирует содержимое "черного ящика". | Называют хлорид натрия. |
| Постановка проблемы | Спрашивает, все ли согласуется с тем, что увидели и записано на доске. | Подтверждают, что уравнение не отражает содержание наблюдения, т.к. в уравнении не предполагается выделение газа. Но чтобы его записать правильно, надо знать, что это за газ? |
| Обсуждение гипотезы | Зная состав исходных веществ, можно сделать предположение о качественном составе выделяющегося газа. Для этого используем качественные реакции на водород, кислород, хлороводород. | |
| Эксперимент, проверяющий правильность гипотезы | Согласует последовательность в проведении опытов и уточняет необходимый набор реактивов и оборудования. | Лучинка, спиртовка, влажная лакмусовая
бумага. Доказывают, что выделяющийся газ- водород. (характерный хлопок) Одновременно лакмусовая бумага покраснела, что говорит о наличии кислой среды. |
| Дополнительная теоретическая информация | Информирует, что хлороводород это газ,
который хорошо растворяется в воде, образуя
соляную кислоту. Рассказывает о возможности протекания реакций гидролиза некоторых солей (например, солей меди) Приводит примеры уравнений гидролиза хлорида и сульфата меди(II) |
|
| Эксперимент, проверяющий достоверность информации | Проверяют характер водного раствора с
помощью лакмусовой бумаги. Изучают, как изменилась кислотность среды раствора хлорида меди в исходном растворе и по окончании опыта (по интенсивности окраски лакмусовой бумаги в красный цвет) |
|
| Вывод | Просит записать все уравнения реакций
на доске, установить возможность и
последовательность протекающих реакций,
составить кластер, сделать выводы. Контролирует
правильность записей уравнений реакций. (удобно использовать интерактивную доску, заранее можно подобрать картинки опытов в виде схем или рисунков) |
Учащиеся вначале записывают уравнения
реакций (объекты), затем обсуждают возможность их
протекания. Из выделенных объектов составляют
последовательность (скелет кластера), добавляют
доказательную базу (результаты и содержание опытов). Делают выводы. Могут при желании использовать схемы и рисунки, а также фотографии, которые сделали во время опытов на сотовый телефон. |
| Практический выход-создание модели прибора. | Интересуется возможностью
использования изученной реакции. При
затруднении подсказывает о существовании
химической грелки. Направляет разговор в сторону обсуждения временного действия грелки и использования в этой связи замедлителей скорости реакции. Заранее готовит реквизит (опил, обрезки алюминиевой проволоки и др). ( Много таких материалов в кабинете труда мальчиков) |
Обсуждают возможности использования
изученной реакции в жизни. Обсуждают используемые для создания химической грелки реактивы и материалы корпуса и "внутренностей". Определяют, в каком количественном соотношении лучше смешивать медный купорос, поваренную соль и алюминиевую проволоку (расчеты производят по основному уравнению реакции). В качестве замедлителей предлагают использовать: древесный опил, скорлупу яиц, орехов, речной песок. Обсуждают возможную конструкцию химической грелки, так, чтобы выход тепла был максимальным, как для этого нужно разместить элементы конструкции. Дополняют схему кластера на интерактивной доске. |
| Обсуждение домашнего задания | Предлагает рассчитать себестоимость такой грелки, подумать о возможных рациональных изменениях в конструкции, подобрать название модели. | Предлагают свои варианты задания. |
По окончанию занятия, я распечатываю наш кластер и помещаю на стенд в кабинете химии "Это и Вы можете", а ребята там сами размещают удачные фотографии и оригинально выполненные домашние задания.
Кроме этого на занятиях факультатива при изучении темы "Металлы" экспериментально изучаем взаимодействие щелочных металлов с растворами солей; горение магния (на воздухе, в воде и в углекислом газе); взаимодействие солей железа с различными металлами, участие в окислительно-восстановительных реакциях; получение и устойчивость комплексных соединений, их свойства и разрушение; работу гальванического элемента и другие.
На таких занятиях учащиеся приобретают навыки исследовательской деятельности: самостоятельно выдвигать гипотезы, составлять план исследования, проводить обработку полученных результатов и формулировать выводы. Приобретение такого опыта позволяет им сделать собственный проект, практическую часть проекта можно выполнить дома или в кабинете химии в каникулярное время.
Список используемой литературы.
1.Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Занимательные задания и эффектные опыты по химии.-М.:Дрофа, 2002.
2. Сурин Ю.В. Методика проведения проблемных опытов по химии. М.: "Школа-Пресс",1998.
3. Иванова М.А., Кононова М.А. Химический демонстрационный эксперимент. - М.: Высшая школа,1984.
4. Девяткин В.В. Ляхова Ю.М., Химия для любознательных, или о чем не узнаешь на уроке. - Ярославль: Академия развития, 2000.
5. Балаев И.И., Домашний эксперимент по химии.- М.: Просвещение,1977.
6. Ольгин О.М., Опыты без взрывов. - М.:Химия,1986.