Методическая разработка урока по теме "Углерод"

Дети от природы любознательны, они хотят познавать мир, способны рассматривать серьезные вопросы и выдвигать оригинальные идеи.

Роль учителя – быть вдумчивым помощником, стимулируя учащихся к неустанному познанию и помогая им сформировать навыки продуктивного мышления.

Технология развития критического мышления позволяет активизировать учебную деятельность учащихся, прежде всего, в дискуссии, письменных работах и активной работе с текстами. С этими формами работы учащиеся хорошо знакомы, их деятельность следует направлять и при необходимости несколько изменять.

На основе технологии критического мышления нами был разработан конспект урока по теме “Углерод”.

План урока.

I. Объяснение нового материала. Организация стадии вызова.

Эпиграф к уроку.

Нефть я и газы
В недрах прессую,
Углем по извести
Землю рисую…

• О каком веществе идет речь?
• Какое вещество будем изучать сегодня на уроке?

Учащиеся делятся на группы по 3-4 человека.

Каждая группа учащихся получает листок с заданиями.

Работая в группах, они в течение 2-3 минут напротив каждого утверждения ставят знак “+”, если согласны с этим утверждением, знак “-”, если не согласны и знак “?”, если возникли вопросы.

Утверждения:

1. Углерод содержится и в воздухе, и в земной коре, в болоте и в организме человека, а так же в растениях и животных.
2. Воздух, подаваемый в здании парламента Англии, очищается углем.
3. Ни один элемент Периодической системы Д.И. Менделеева не обладает тем разнообразием свойств, иногда прямо противоположных, которое присуще углероду.
4. При сжигании одинаковых масс алмаза и графита выделяется одинаковое количество углекислого газа.
5. Углем можно рисовать.

По окончанию работы учитель на доске с помощью таблицы подводит итог работы. С первым утверждением согласны……Второе утверждение считают верным…..Знак “+” у третьего утверждения поставили….Четвертое утверждение считают правильным…..С пятым утверждением согласны….

• Какие из этих утверждений являются верными?
• Какие утверждения у вас вызвали сомнения? Почему?

Организуется групповая работа учащихся с информационным текстом №1. Учащиеся, работая в группах, получают ответы на поставленные вопросы.

Информационный текст №1.

Углерод находится в природе как в свободном состоянии, так и в виде многочисленных соединениях. Наиболее крупные месторождения графита образовались в результате воздействия высоких температур и давления на каменные угли. Некоторые из ископаемых углей содержат до 99% углерода.

Кроме ископаемого угля, в недрах Земли находятся большие скопления нефти, состоящей из различных углеродсодержащих соединений, а так же природного газа, который в основном состоит из метана (СН₄). В земной коре встречаются в огромных количествах соли угольной кислоты, особенно карбонат кальция – СаСО₃ – мел, мрамор, известняк; МgCO₃ - магнезит; СаСО₃* МgCO₃ – доломит. В воздухе имеется диоксид углерода (СО₂). Наконец, растительные и животные организмы состоят из веществ (белки, жиры, углеводы), в образовании которых главное участие принимает углерод. Содержание углерода в живых организмах в расчёте на сухое вещество составляет: 34,5—40% у водных растений и животных, 45,4—46,5% у наземных растений и животных и 54% у бактерий. Таким образом, этот элемент относится к разряду распространенных на Земле, хотя общее его содержание в земной коре составляет около 0,1 % - 11 по распространенности элементов в земной коре.

Подводится итог работы учащихся.

Учитель:

• На все ли утверждения вы получили ответы?
• Какие утверждения являются верными?
• В каких соединениях углерод встречается в природе?
• Какое место по своей распространенности занимается углерод в Земной коре?

Составим конспект на основе информационного текста:

Нахождение в природе

• В каких соединениях встречается углерод в природе? Содержится ли углерод в чистом виде?

На основе информационного текста учащиеся составляют конспект:

Нахождение углерода в природе:

• В атмосфере -
• В земле –
• В живых организмах –

II. Организация стадии осмысления.

1. Физические свойства углерода.

• Действительно ли в Англии воздух очищается углем? Если да, то на каких свойствах основано это применение?

Все ответы, комментарии, предположения учащихся учитель принимает, фиксируя их на доске .Записи сохраняются до окончания изучения этого вопроса.

Учитель: Для того, чтобы дать правильный ответ на этот вопрос проведем эксперимент:

Опыт: в колбу прильем небольшое количество фуксина и добавим несколько (10-15) таблеток активированного угля. Отфильтруем полученный раствор. Что наблюдали?

• Как называется это явление?

Адсорбция (от лат. ad — на, при и sorbeo — поглощаю), поглощение какого-либо вещества из газообразной среды или раствора поверхностным слоем жидкости или твёрдого тела.

• Почему этим свойством обладает углерод?

Уголь — пористое вещество. Так как растения в своем строении имеют поры, по которым от корневой системы к верхней кроне движутся минеральные вещества и вода. Поэтому уголь имеет большую поверхность, вследствие чего обладает высокой адсорбцией.

• Действительно ли в Англии могли очищать воздух углем?
• Где это явление нашло свое применение?

Принимаются ответы учащихся и фиксируются учителем на доске.

Подводится итог обсуждения, учитель при необходимости дополняет информацию.

Учитель: это явление применяется в противогазе. Первый в мире фильтрующий угольный противогаз, изобретенный в России русским ученым Николаем Дмитриевичем Зелинским в 1915 году, был принят на вооружение армий Антанты в 1916 году. Основным сорбирующим материалом в нём был активированный уголь.

• Какими физическими свойствами обладает углерод?

Запись в тетради:

2. Физические свойства.

Углерод - твердое вещество, обладает адсорбцией.

Адсорбция.

Явление адсорбции применяется:

• В медицине – активированный уголь
• Изготовление противогаза.
• При очистке сахара, воды.

Аллотропные модификации углерода.

• Что такое аллотропия?
• Имеет ли углерод аллотропные модификации?
• Откуда произошло название веществ “алмаз” и “графит”?
• В чем измеряется вес алмаза?
• Где эти аллотропные модификации нашли свое применение?

Организуется групповая работа с информационным текстом  №2. Учащиеся, работая в группах, составляют сводную таблицу, выделяя линии сравнения алмаза и графита. Время на выполнение этого задания 4-5 минут.

Информационный текст №2.

Ни один элемент Периодической системы Д.И. Менделеева не обладает тем разнообразием свойств, иногда прямо противоположных, которое присуще углероду. Углерод образует несколько аллотропных модификаций: алмаз, графит, карбин, фуллерен и нанотрубки. Название “алмаз” происходит от древнегреческого слова, имеющего смысл “несокрушимый, непреклонный, твердый”; а графит от греческого слова – пишу. При сравнении алмаза и графита, можно выделить следующий парадокс: алмаз имеет самую высокую твердость, равную 10 баллам по шкале Мооса, тогда как графит – самую маленькую, равную 1 баллу.

Еще одно отличие этих двух аллотропных модификаций – способность проводить электрический ток и тепло. Алмаз, в связи со своей структурой, не проводит электрический ток и тепло, а графит является отличным проводником тепла и электричества. Графит, в отличие от алмаза, обладает металлическим блеском.

Вес алмаза измеряется в каратах. 1 карат=0,2 грамма.

Алмаз и графит нашли свое практическое применение задолго до расшифровки их структуры. Алмазы применяют в качестве драгоценных камней, для изготовления ножей, сверл, скальпелей, стеклорезов. Графит используют для изготовления плавильных тиглей, электродов, нагревательных элементов, компонент состава для изготовления стержней для чёрных графитовых карандашей. В отношении других аллотропных модификаций карбина, фуллерена и нанотрубок картина обратная: их структуры установлены, а области применения могут пока только планироваться на основании возможных технологических свойств.

Учитель: ?Какие аллотропные модификации имеет углерод?

Можно ли отличить алмаз от графита? По каким свойствам? На основе информационного текста №2 самостоятельно, работая в группах сформулируйте линии сравнения алмаза и графита, и заполняют сводную таблицу.

Как итог работы, сводная таблица составляется учителем на доске(интерактивной доске) под комментарии учащихся.

• Почему алмаз и графит, состоящие только из атомов углерода, обладают различными свойствами?

Учитель: особая твердость обусловлена тем, что в его кристаллической решетке каждый атом углерода связан ковалентными связями с четырьмя другими атомами, размещенными вокруг него на одинаковых расстояниях. Эти связи по всем направлениям одинаково прочные. В графите же атомы располагаются слоями, и расстояние между атомами, расположенными в разных слоях, гораздо больше, чем между атомами в одном слое (демонстрация презентации).

3. Химические свойства.

• Какими химическими свойствами обладает углерод?

Принимаются предположения детей и фиксируются учителем на доске. Перед учащимися встает вопрос: Какие из предположений являются верными?

Организуется работа учащихся в группах по карточкам. Ученики в течение 4-5 минут на основе имеющихся знаний напротив химического свойства углерода записывают соответствующее уравнение химической реакции.

• Какими окислительно-восстановительными свойствами обладает углерод?

Учитель подводит итог с помощью мультимедийной презентации и учащиеся записывают уравнения химических реакций в тетрадь.

4. Применение

• На каких свойствах основано применение углерода?

Учащиеся, работая в группах в течение 2-3 минут по карточкам, соотносят области применения углерода и его свойства.

III. Организация стадии рефлексии.

На заключительной стадии урока подводится итог с помощью метода “плюс-минус-вопрос”. Учащиеся вновь работают с таблицей утверждений и отвечают на вопрос: “Какие утверждения являются верными?” Учитель с помощью мультимедийной презентации и ответов детей подводит итог урока.

На стадии рефлексии с целью закрепления изученного материала предлагается использование приема “РАФТ”. Стратегия РАФТ (в переводе с англ. – плот) была предложена К. Сантой в 1988 году.

Название представляет собой сокращение:

Р(оль) – А(удитория) – Ф(орма) – Т(ема).

Идея состоит в том, что пишущий выбирает для себя некую роль, т.е.пишет текст не от своего лица. Для робких неуверенных в себе учащихся это спасение, поскольку такой ход снимает страх перед самостоятельным высказыванием.

Затем необходимо решить, для кого предназначен текст, который предстоит написать (для родителей, школьной администрации, учеников других классов, читателей местной газеты и т.д.).

Вышеперечисленные параметры во многом продиктуют и формат создаваемого текста (письмо, заметка в газету и т.д.).

И наконец, выбирается тема. На самом деле все это может происходить в обратном порядке или одновременно.