В учебном проекте охватываются следующие темы курса химии 9 класса: “Периодический закон Д.И. Менделеева. Периодическая система Д.И. Менделеева”. “Оксиды”, “Основания”, “Кислоты неорганические”; “Дисперсные системы и растворы”; 8 класса – Строение атома”,“ Строение электронной оболочки атома”, “Оксиды кислотные”, “Генетическая связь веществ”, “ Кислоты, “ Соли”, при изучении которых формируются понятия: степень окисления, окислительно-восстановительные реакции, электролиты, реакции ионного обмена, классификация неорганических веществ, взаимосвязь и взаимопревращаемость веществ различных классов соединений, массовая доля вещества в смеси. Самостоятельные исследования и практические занятия помогают усвоить вышеперечисленные понятия и закрепить умения, предсказывать свойства веществ и элементов по положению в П.С., составлять электронные схемы строения атомов, определять характер элементов и их соединений, сравнивать и определять закономерность изменения их химических свойств.
Структура проекта.
Основополагающий вопрос проекта: “Почему открытие Д.И. Менделеева является научным подвигом?”
Проблемные вопросы учебной темы:
- “Почему несостоятельны притязания предшественников на приоритет открытия П.З.? Какова история открытия Периодического закона?”.
- “Почему Периодическая система является графическим отражением Периодического закона?”
- “Как по положению элемента в системе построить схему строения его атома?”
- “Какое значение имеет открытие Д.И. Менделеева для науки и развития общества?”.
Темы исследований учащихся:
- Исследование попыток систематизации элементов в трудах предшественников Д.И. Менделеева. Предпосылки и история открытия великого закона.
- Следование структуры периодической системы и закономерностей свойств элементов в свете теории строения атома.
- Исследование связи между положением элементов в системе и строением атома.
- Исследование влияния открытия на развитие наук: химии, физики, геологии и на развитие общества.
Итогом исследовательской работы являются 4 научные статьи с теми же названиями, что и темы исследований, в каждой статье выдвигается проблема, предположение гипотеза, пути реализации, сформулированы цели и задачи, с. Структура учебно-методического проекта:
Сделаны выводы по полученным результатам даны практические рекомендации, также к каждой статье прилагаются: рецензия, тезисы, презентация (4 презентации), видеоклип и общая призентация ко всему проекту, в которой отражена структура проекта в целом обобщённом виде. Научные работы учащихся прилагаются (см. далее).
Дидактические материалы, использованные учащимися при выполнении работ:
- Питер Веверка.WORD 97для WINDOWS для “ЧАЙНИКОВ” Учебный курс в 2 частях: пер. с англ.– К.Диалектика, 1997 г. (компьютерная книга, являющаяся руководством для работы с компьютером).
- Intel “Обучение для будущего” (при поддержке Microsoft); Левич А.П “ Как написать реферат”, “Как оформить реферат”– // приложение “ Первое сентября” № 3 2003 г. целью создания проекта и оформления результатов работы.
- М. Фримантл “Химия в действии”. – М.,”Мир” 1991 г. (уебная литература для изучения химических свойств исследуемых объектов); Б.Гржимека “Экологические очерки о природе и человеке”– М”Прогресс”1988 г.
Цель урока.
Метапредметные учебные действия.
1) Познавательные:
- Использование системно-информационного анализа, моделирования для изучения различных сторон окружающей действительности.
- Использование основных интеллектуальных операций: формулирование гипотез, анализ и синтез, сравнение, обобщение, систематизация, выявление причинно-следственных связей, поиск аналогов.
- Умение генерировать идеи и определять средства, необходимые для их реализации.
- Умение определять цели и задачи деятельности, выбирать средства реализации цели и применять их на практике.
- Получение химической информации используя различные источники
2) Регулятивные: планирование собственной деятельности, жизнь Д.И. Менделеева, как пример построения жизни, освоения социокультурных норм и правил поведения. эмоционально-нравственная компетентность: чувство патриотизма и гордости за свою Родину и Человека, прославившего её.
3) Коммуникативные: овладевание способами взаимодействия с людьми, навыками работы в группе, развитие рефлексивных способностей, самоанализа, самоконтроля своих возможностей и интересов, приобретать навыки публичных выступлений, логически и понятно излагать материал.
Планируемые результаты:
1) Личностные: использование периодической системы как “шпаргалку”, подсказку для решения конкретных практических задач на уроках и в жизни.
2) Предметные: усвоение строения, структуры П.С.,составление схем атомов и формул соединений, характеризовать свойства элементов и их соединений
3) Метапредметные:
- Регулятивные: Приобрести навыки самоорганизации и саморегуляции, умение провести самооценку и рефлексию, планировать и прогнозировать собственную и деятельность партнёров.
- Познавательные: Овладение логическими операциями: структурирование, минимизация, анализ, обобщение учебной информации, алгоритмизация деятельности. Знакомство с навыками исследовательской работы: постановка проблемы и этапы её решения.
- Коммуникативные: Овладеть навыками сотрудничества, способами взаимодействия с людьми, навыками работы в группе, развить рефлексивные способности, навыки самоанализа, самоконтроля своих возможностей и интересов, приобретать навыки публичных выступлений, логически и понятно излагать материал.
Задачи урока:
Образовательная:
- Обеспечить усвоение знаний о сущности периодического закона и основных этапах его открытия и развития.
- Научить характеризовать свойства элементов и образуемых ими веществ по положению в периодической системе.
Развивающая:
- Совершенствовать умения составлять электронно-графические формулы элементов, формулы и свойства образуемых ими веществ.
- Продолжить развитие умений анализировать, систематизировать, минимизировать учебную информацию, находить главное и существенное.
- Формировать умения работать с различными источниками информации.
Воспитательная:
- Воспитать чувство патриотизма и гордости за свою Родину и Человека, прославившего её, на примере жизни и деятельности Д.И. Менделеева
- Совершенствовать общеучебные умения и навыки.
- Совершенствовать способности учащихся к самоанализу и самооценке.
- Убедить учащихся, что свойства вещества зависят от строения и что по свойствам вещества можно определить его строение.
Оборудование: таблица, слайды со структурными формулами атомов. Поэма Щипачёва “Читая Менделеева”.
Ход урока
Организация класса.
Мотивационный этап:
(Звучит музыка П.И.Чайковский “Первый концерт для фортепьяно с оркестром” или “Увертюра”.)
Пусть зимний день с метелями не навевает грусть
Таблицу Менделеева я знаю наизусть
Зачем её я выучил? Могу сказать – зачем.
В ней стройность и величие любимейших поэм.
Без многословья книжного в ней смысла торжество.
И элемента лишнего в ней нет ни одного
В ней пробужденье дерева
И вешних льдинок хруст.
Таблицу Менделеева я знаю наизусть.
(Николай Глазков.)
Актуализация знаний:
На предыдущих уроках мы познакомились с ПЗХЭ и графическим его отображением ПСХЭ. Сегодня нам предстоит реализовать ваши знания при обзоре свойств химических элементов по положению их в ПС. Нам предстоит систематизировать знания о структуре периодической системы, об этапах открытия и развития знаний о периодическом законе, умения применять полученные знания для решения конкретных практических задач на уроках и в жизни. Поможет нам в этом поэма Степана Щипачёва “Читая Менделеева”. Учитель вызывает к доске 4 учеников, которые получают задание составить электронно-графические формулы элементов 3-его периода: (литий и натрий; фтор и хлор; сера и кислород; углерод и кремний).
Учитель:
Случилось в Петербурге это.
Профессор университета
Писал учебник для студентов.
Задумался невольно он:
“Как рассказать про элементы?
Нельзя ли тут найти закон?”
Искали многие решенье,
Но, проходя лишь полпути, бросали
Мучило сомненье
“А можно ли закон найти?”
Вопрос классу: Кто открыл Периодический Закон? (Д.И.Менделеев изложил своё открытие в 1869 году 6 марта в статье “Опыт системы элементов”.)
Мир состоит из элементов.
В то время знали 60
А сколько их всего?
На это дать нельзя ответ.Но не гадал, а верил он
“Тут должен, должен быть закон”
Упрямо он искал решенье.
Был Труд, Надежда и Терпенье,
И Вера в то, что он найдёт.
Он так работал целый год
Операционно-исполнительский этап (организация познавательной деятельности).
Учитель: Нам предстоит систематизировать знания о структуре периодической системы, об этапах открытия и развития знаний о периодическом законе, умения применять полученные знания для решения конкретных практических задач на уроках и в жизни.
Вопрос классу: “О чём идёт речь в следующих строках?”
Великий ум на почве благодатной
Закономерности увидел нить
Расположив согласно массам атомы,
Вдохнул в свою систему жизнь.
Вопрос: “Какое свойство атомов положил в основу классификации химических элементов Д.И.Менделеев?”
Не вдруг, однако, и непросто было.
Идея крепла и росла в борьбе.
Разрушены оковы скептицизма
И вот Закон в великой простоте.
Вопрос: “Как звучит первая формулировка ПЗ?”
“Свойства элементов химических
и их соединений разных классов
изменяются строго периодически
с увеличением атомной массы”.
Учитель: Элементы были расположены в порядке возрастания атомной массы, каждый из них получил порядковый номер. Похожие элементы были расположены друг под другом: получились периоды и группы, т.е. таблица, которую мы называем “Периодической Системой”.
Вопрос: “Какие отступления сделал Д.И. Менделеев, чтобы не нарушить периодичность?”
(Переставил местами элементы калий-аргон, теллур-йод.)
Учитель: однако, объяснить эти перестановки он не мог. Гениальность учёного проявилась в том, что он предвидел дальнейшее его развитие. Между тем, наука продолжает развиваться, английский физик Резерфорд, обобщив все предшествующие открытия в области строения атома, создает планетарную модель строения атома, согласно которой в центре атома находится ядро, а вокруг него электронная оболочка. Ученик Резерфорда-Мозли доказал, что порядковый номер элемента имеет определённый физический смысл, а именно, совпадает с зарядом ядра.
Вопрос: В каком порядке на самом деле расположил Д.И.Менделеев элементы в таблице?
Одним словом, элементы в П.С. расположены в порядке возрастания заряда атомного ядра, а не атомной массы. Теперь можно объяснить причины отступлений, сделанных Менделеевым при создании таблицы.
Вопрос: Как можно объяснить отступления и перестановки элементов, допущенные Менделеевым?
Заряд атомного ядра калия больше, чем у аргона: также как заряд атомного ядра йода больше, чем у теллура.
Закону не грозит уничтоженье
Развитию не видим мы конца
Двадцатый век приносит уточненье
Формулировке гениального творца.
Вопрос: Какова вторая формулировка П.З.?
Свойства элементов химических
И их соединений разных классов
Изменяются строго периодически
С ростом заряда ядра и массы.
Вопрос: Каков физический смысл порядкового номера?
На этом навсегда исчерпан
Закона становления этап
Опыт системы элементов
Себя научно строго оправдал.
Учитель: Остается без объяснения причина периодического изменения свойств элементов. Наука продолжает развиваться, Физик Нильс Бор создаёт квантово-механическую теорию строения атома. Вспомним основные моменты этой теории.
Вопрос: Какие частицы входят в состав атомного ядра?
Какова природа элементарных частиц.
Как располагаются электроны вокруг атомного ядра?
Учитель: Только теперь можно ответить на вопрос: “Почему же свойства элементов изменяются периодически, хотя заряд ядра монотонно возрастает?”
Второй этап уж уровня иного:
Был электрон открыт, протон, ядро,
Обогатилась химия трудами Нильса Бора
Торжествовал Периодический Закон.
И, оказалось, что вполне логично, что
Свойства атомов зависят от того,
Как электрон периодически
Окутывает плотное ядро.
Вопрос: Какова третья формулировка П.З.?
периодическиСвойства элементов химических
И их соединений разных классов
Изменяются строго
С. периодичностью электронных
оболочек атомов
Учитель: Теперь можно говорить о физическом смысле П.З.
Периодичность электронных
оболочек нам свойство атомов
раскрыла до конца,
но для науки поиск не окончен,
и наступил очередной этапПрирода сил открыта ядерных
И роль, которую играет там нейтрон.
Закономерности для изотопов найдены,
Система расширяется, растёт.
Значение П.З. и П.С для ученика на уроках естественных предметов.
Мотивация.
Учитель: Как использовать периодическую систему для характеристики элементов и их соединений, для решения жизненных задач и заданий?
Вспомним строение атома и связь его с периодической системой. Графическим отражением П.З. является П.С. Структура системы имеет определённый физический смысл. Обратимся к схемам строения атомов, составленным учащимися на доске, проверим задания, выполненные у доски учениками по составлению электронно-графических формул элементов 3-его периода: (литий и натрий; фтор и хлор; сера и кислород; углерод и кремний). Выслушаем пояснения к схемам по плану:
1) элемент имеет заряд ядра _______, т.к. порядковый номер _______
2) в атоме ________энерг. уровней, т.к. находится в ___________периоде
3) на 1-ом уровне _________электронов, на 2-ом _______, в S-подуровне ______в P
подуровне ________электронов и т.д.
4) элемент является _______(металлом или неметаллом), т.к. на внешнем уровне
_____электронов.
5) оксид имеет формулу _________, характер оксида (основной или кислотный).
6) гидроксид имеет формулу ________, характер является ________
Значение П.З. и П.С развития естественных наук, какую славу принесло открытие Менделеева для России.
Мотивация.
Ф.Энгельс сравнил открытие ПЗ с открытием 10 планеты Плутона.
Современники и не подозревали, что в науке совершилось великое историческое событие – в необозримый хаос разрозненных сведений о природе и свойствах химических элементов вошли ясность и порядок, преобразовав древнюю химию из эмпирического искусства в строгую и точную науку. Ведь только с открытием Периодического закона химия перестала быть описательной и наукой, а стала наукой, способной заглядывать будущее.
На основе разработанной системы ее творец расчётом уточнил
Вес атомов известных элементов, неоткрытых вес определил
(Бериллий, индий, церий, торий, иттрий, титан.)
Учитель: Д.И.Менделеев предсказал, описал свойства ещё неоткрытых элементов.
Прошло немного лет, и обнаружен галлий,
Что был предсказан им
Затем открыты скандий и германий,
Мир признаёт Периодический закон!Всего на базе нового закона
За многотрудную историю его
Двенадцать элементов новых
Открыто было – славное число
У открытия Д.И. Менделеева были предшественники, но великая тайна для них была не доступна.
Нужна была прозорливость гения, способная почувствовать великий порядок в
видимом хаосе уже познанных свойств веществ;
– нужна была могучая интуиция, продвигающая познание за пределы известного;
– нужна была научная смелость – всё это было у Менделеева, всё это отличает его
от всех его предшественников, которые оспаривали приоритет открытия
За свои научные заслуги Менделеев был избран членом более 50 академий и научных обществ разных стран мира. Свою деятельность Менделеев назвал “службой Родине” и говорил, что у него было “Три службы Родине”.
Первую службу Родине он видел в научной деятельности. Периодический закон и система стали важнейшим вкладом Менделеева в развитие естественных наук, но они составляют лишь часть огромного творческого наследия учёного. Полное собрание его сочинений – 25 объёмных томов, настоящая энциклопедия знаний. Менделеев внёс большой вклад в развитие геохимии и физической химии. Именно он открыл критическую температуру кипения и создал гидратную теорию растворов. Менделеев предложил теорию неорганического происхождения нефти. Дмитрий Иванович внёс большой вклад в практическую химию, разработал процесс приготовления бездымного пороха, Менделеев, будучи управляющим Главной палаты мер и весов, изучал воздухоплавание, метеорологию, много сделал для развития метрологии.
Вторая служба Менделеева – педагогическая деятельность. Он был автором учебника “Основы химии”, который выдержал при его жизни 8 изданий и не раз переводился на иностранные языки.
“Третьей службой Родине” была работа на ниве промышленности и сельского хозяйства.
В своём имении Бобково он ставил опыты по выведению новых сортов пшеницы. Дмитрий Иванович заботился о будущем России, вникал в проблемы промышленности, посещал фабрики и заводы, был экспертом в решении многих экономических проблем. Незадолго до смерти он опубликовал книгу “К познанию России, в которой наметил обширную программу развития производительных сил страны. “Посев научный взойдёт для жатвы народной” – таков был девиз всей деятельности учёного.
Менделеев был одним из культурнейших людей своего времени. Он глубоко интересовался литературой и искусством, собрал огромную коллекцию репродукций картин художников разных стран и народов, в его квартире часто проходили встречи выдающихся деятелей культуры.
Вот он портрет гения: трудолюбие, находчивость, целеустремлённость, милосердие, упорство в достижении цели, любовь к своей Родине, семье, доброта, любознательность, порядочность, интеллигентность, полная самоотдача в науке, благодарность учителям, матери, смелость, преданность делу, бескорыстие, многогранность.
Вся жизнь Менделеева – подвиг во имя процветания России, отечественной науки и промышленности. Это пример того, как учёный может и должен служить Родине.
Его открытие является национальным достоянием России.
Имя его – символ национальной гордости и славы России.
Главный секрет жизни он раскрыл всем будущим поколениям: “Один человек – ноль, вместе – только люди. Удовольствие пролетит, оно только для себя. А труд оставит след долгой радости, он – для других. Будет неудача–не беда. Сохраняйте спокойствие и внутреннее самообладание, которое делает людей с волей, ясных и нужных другим.
(Звучит музыка.)
Другого ничего в природе нет
Ни здесь, ни там, в космических глубинах:
Всё – от песчинок малых до планет – из элементов состоит единых.
Как формула, как график трудовой,
Строй менделеевской системы строгий.
Вокруг тебя творится мир живой,
Входи в него, твори, руками трогай.
Этап реализации видов деятельности по развитию учащихся.
Учитель: Графическим отражением П.З. является П.С. Структура системы имеет определённый физический смысл.
Весь класс фронтально отвечает на вопросы:
а) Что называется химическим элементом?
б) Что называется изотопом?
в) Что называется периодом?
г) Физический смысл номера периода?
д.) Что называется группой?
е) Физический смысл номера группы?
ж) Как изменяются металлические и неметаллические свойства элементов в
периодической системе?
Оценочно-рефлексионный этап урока.
Сравниваются результаты анкетирования до и после урока.
Этап первичного усвоения знаний.
Анкета (из журнала “Химия в школе” №1.2008г. В.В.Шишина).
Вопросы анкеты, предложенной ученикам до проведения урока.
- В какой(их) области(ях) науки работал Д.И.Менделеев?
- Какое(ие) открытие(ия) сделал Д.И.Менделеев?
- Играет ли роль в формировании чувства патриотизма знание биографии учёного?
Этап проверки знаний.
Анкета.
Вопросы анкеты, предложенной ученикам после проведения урока
1. Чем объясняется разнообразие интересов учёного?
Что вас более всего поразило в личности учёного?
Поражает природная одарённость учёного, перечень интересов Менделеева.
Восхищаюсь многогранностью интересов.
Многогранность интересов объясняется любознательностью, глубиной изучения разных наук, что позволило впоследствии найти связи между науками.
Велика роль семьи, забота матери.
2. Какие человеческие качества учёного вы особенно оценили?
Вот он портрет гения: трудолюбие, находчивость, целеустремлённость, милосердие, упорство в достижении цели, любовь к своей Родине, семье, доброта, любознательность, порядочность, интеллигентность, полная самоотдача в науке, благодарность учителям, матери, смелость, преданность делу, бескорыстие, многогранность
3.Что вам даёт знание биографии учёного?
Вызывает чувство гордости за страну,
Учит быть активным в жизни, патриотом своей Родины.
Показывает, что человеческие возможности безграничны.
Учит, никогда не сдаваться, доводить дело до конца, не отчаиваться, даже если что-то не получается.
Помогает в будущем стать успешным человеком.
4. Может ли Д.И.Менделеев быть символом патриотизма.