Практическая функция современного обучения любому учебному предмету заключается в ориентации обучения на решение жизненных иногда бытовых проблем, на формирование умения исследовать явления реального мира. И если изначальным стимулом развития знаний является потребность в решении конкретных практических задач, то результатом обучения должно быть умение применять накопленные знания в практической деятельности. “Если принять универсализм школьного обучения за основу, то общеобразовательный смысл в решении предметных задач состоит в том, чтобы научить ученика решать задачи вообще. Решать любые задачи, которые приходится решать каждому человеку: рассчитывать свой бюджет, разбираться в отношениях с друзьями и близкими, решать, когда и куда отправиться в отпуск, сколько соли добавить в суп при его готовке и т.п. Тогда цель решения предметных задач - обучить детей универсальным подходам к решению любых задач. Но тогда именно это и надо проверять в качестве результата обучения” пишет в своей статье “Как решать любые задачи? Можно ли на школьных задачах научиться решать жизненные задачи?” А.В. Хуторской.
На современном этапе модернизации образования на первый план выходит практическая направленность обучения, формирование не просто умений, а компетенций, то есть умений, непосредственно сопряженных с опытом их применения в практической деятельности, реализацию принципа связи обучения с жизнью. “Зачем мы это изучаем? Где мы можем это применить?” И личная практическая заинтересованность ученика без всяческих сомнений приведет к повышению качества обучения. Компетентностный подход, являясь компонентом личностно-ориентированной модели образования, предполагает не усвоение учеником отдельных друг от друга знаний и умений, а овладение ими в комплексе. Одним из главных этапов процедуры конструирования компетенций является – определение необходимых для составления предметных компетенций структурных элементов, таких как: объекты реальной действительности, социальная значимость знаний, умений, навыков и способов деятельности по отношению к данному объекту, а так же личностную значимость для ученика формирования данной компетенции.
Предлагаемая разработка внеклассного мероприятия направлена на формирование ключевых, общепредметных и предметных компетенций при изучении некоторых тем химии в 8 и 9 классе.
Ток-шоу “Большая стирка”
Цель мероприятия: стимулировать у обучающихся познавательный интерес к предмету, обогатить интеллект и кругозор дополнительными знаниями по химии, способствовать развитию творческих способностей детей.
Ведущий: Наша программа посвящена проблемам стирки. В современной жизни этот хозяйственный древнейший процесс полностью зависит от химических веществ. Новые стиральные порошки, отбеливатели, ополаскиватели обещают нам “сияющую белизну” и стирку не “прикладая рук”. Казалось бы, не должно быть никаких проблем со стиркой, а они, все - таки есть: то после тщательной стирки все таки остались загрязнения, то не выводится старое пятно, неожиданно полиняла яркая футболка…
Попробуем решить эти проблемы с помощью химии.
Сегодня у нас в гостях хозяйки: Маргарита Сергеевна и Надежда Васильевна. Встречайте их, а так же ученые – химики, посвятившие свою научную деятельность проблемам стирки.
Маргарита Сергеевна: Разрешите, пожалуйста, наш спор. Я и Надежда Васильевна стираем одинаковыми средствами. Но у меня всегда что-то не отстирывается. Я думаю, Н.В. скрывает от меня, чем стирает.
Надежда Васильевна: Ничего я не скрываю.
Ведущий: Не спорьте, пожалуйста, сейчас мы разберемся в ваших проблемах.
Химик-1 (8 кл): Скажите, пожалуйста, как вы готовитесь к стирке?
Маргарита Сергеевна: Что значит как? Я беру кастрюлю с широким дном и ставлю на плиту.
Надежда Васильевна: А я ставлю бак на подставку, затем на плиту.
Химик 1: Да, понятно. Для горения газовой горелки необходимо хороший доступ воздуха. Если поставить бак с широким дном на низкую подставку, доступ воздуха к горелке будет затруднен и пламя может погаснуть. Если сразу же не выключить газ, он будет накапливаться в помещении, что может привести к взрыву. Так что действия М.С. можно считать опасными. А вы работаете правильно.
Надежда Васильевна: Спасибо. А дальше грею воду до кипения и кипячу 5 минут, а затем охлаждаю до 60 градусов и только после этого начинаю стирку.
Маргарита Сергеевна: К чему такая трата времени. Если написано в инструкции, что температура воды должна быть 60 градусов, то нужно подогреть её до 60 градусов и все.
Ведущий: Да, интересно. Влияет ли такая мелочь на качество стирки.
Химик 2 (9 клас): Какая же это мелочь. Мыло и другие моющие средства намного эффективнее действуют в мягкой воде. А в нашей местности вода жесткая, в ней присутствуют гидрокарбонаты и сульфаты Са и Mg. При кипячении гидрокарбонаты выпадают в осадок в виде карбонатов.
Са (НСО3)2 —> СаСо3 + Н2О +СО2
Mg (НСО3)2 —> MgCO3 +H2O + CO2
При нагревании воды только до 60 градусов эти реакции не происходят, и вода остается жесткой. Так что белье лучше отстирывается у той хозяйки, которая прокипятила воду. Это легко доказать простым опытом: опустить кусочек мыла в подогретую воду и воду той же t, но прокипяченную. В прокипяченной воде мыло растворяется почти без осадка, а в сырой воде образуется осадок в виде хлопьев.
(Демонстрация опыта)
Маргарита Сергеевна: Хорошо, убедили меня. И если вы такие ученые объясните, пожалуйста, почему после кипячение белья со стиральным порошком, на белье появились желтые пятна, а на стенках бака – белый рыхлый налет. Я забыла сказать – бак у меня оцинкованный, правда старый.
Химик 3 (9 кл): Все понятно. Вы выбрали соду NaHCO3. он гидрировался.
2Na + CO3 - 2Na + HCO3 + OH
Среда как видите щелочная 2Na + OH а (Zn) цинк – активный металл, он легко растворяется в кислотах, а при нагревании и в щелочах.
Zn + 2Na OH + 2 H2O —> Na2[Zn(OH)4] + H2.
Так что белый рыхлый налет на стенках бачка содержит цинкиты натрия. Кстати, этот налет можно удалить слабым раствором любой кислоты, например уксусной. А бачок старый, значит ,цинк растворился и открытые участки жести, то есть железа, а оно легко подвергается коррозии. Значит, желтые пятна на белье-это следы ржавчины Fe2O3. вывести эти соединения не просто, так как все соединения железа имеют интенсивную желтую окраску.
Маргарита Сергеевна: Значит белье испорчено окончательно?
Химик 3 (9 класс): Обесцветить их можно, капнув несколько капель лимонного сока или раствора лимонной кислоты. Так что, не все потеряно, потому что лимонная кислота образует с Fe(III) бесцветные комплексные соединения.
А в следующий раз, чтобы не испортить белье, надо положить на дно бака тряпку, которая будет препятствовать соприкосновению белья с ржавчиной.
Ведущий: Сейчас в продаже появилось огромное количество моющих средств. Всегда ли мы умеем их выбирать и пользоваться грамотно.
Надежда Васильевна: Вот на пакетике “Персоли” написано, что отбеливать надо при температуре 60 градусов, то есть почти довести до кипения. Объясните мне, как надо работать: выключить газ и добавить “Персоль” или наоборот добавить в воду “Персоль” и нагреть, не доводя до кипения.
Ведущий: А может, нет никакой разницы?
Химик (9 класс): “Персоль” имеет состав Na2 CO3 * 1,5 H2O * H2O. Он отталкивает за счет окисления органических загрязнений пероксидной группой – О-О-. реакция окисления загрязнений, как и все химические реакции протекает с определенной скоростью, поэтому для отбеливания нужно время. То есть необходимо поддержать температуру, указанную в инструкции.
Маргарита Сергеевна: У меня дома есть бутыль с жидким отбеливателем. Этикетка, к сожалению, сорвана. Выбрасывать жалко, хозяйка я бережливая. Как мне с ним пользоваться?
Химик (9 класс): Препарат имеет сильный запах хлора.
Ведущий: Да, интересно, как тут быт? На этот вопрос нам ответит ученый химик.
Химик 4 (9 класс): Препарат имеет запах хлора, значит, здесь присутствуют соли хлорноватистой кислоты HclO, их получают путем пропускания хлора через раствор щелочи.
Cl2 + 2NaOH —> NaCl + NaClO + H2O
Раствор, содержащий NaCl и NaClO – называется “жавелевая вода” - используется очень давно для отбеливания тканей, так как хлорноватистая кислота отбеливает органические вещества загрязняющих веществ.
Ведущий: А скажите, выбор посуды имеет значение: пластмассовый тазик, оцинкованный тазик или что-то другое.
Химик 4 (9 класс): Несомненно, имеет значение. Эта кислота будет растворять оксидную пленку цинка, окислять железо. Кроме того, некоторое количество хлора будет окислять (железо) и цинк.
Zn + Cl = ZnCl2; 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
Таким образом, следует выбрать:
Маргарита Сергеевна: Я поняла, пластмассовый тазик.
Надежда Васильевна: Да посуда в стирке играет не маленькую роль. А вот подскажите, пожалуйста, как правильно говорить оцинкованное железо или оцинкованная жесть.
Маргарита Сергеевна: Ну, Н.В. какая разница?
Химик 1 (8 класс): Разница есть. “Оцинкованное железо” с позиции химика – бессмысленное понятие, так как железо-название химического элемента, а все что называется железом в быту, представляет собой сплавы железа с другими элементами, то есть смеси. А жесть – это тонкий стальной прокат. Поэтому человеку, изучающему химию, следует употреблять термин “оцинкованная сталь”.
Маргарита Сергеевна: Спасибо за разъяснение. Только ведь всего не объяснишь, вот, например, почему после стирки в жесткой воде появляется “серый налет”. Я так свитер свой черный не испортила.
Химик 3 (9 класс): Мыло в жесткой воде плохо мылится и образует осадок стеарита кальция, этот осадок и проступает в виде серого налета. Избавится от него можно, если прополоскать вещи в слабом растворе уксусной кислоты.
Ведущий: Да, интересная наука химия, непонятная иногда, но полезная всегда. Иногда наше настроение могут испортить разные мелочи. Допустим, я сегодня сам себе решил пожарить картошку. На брюки посадил пятно от подсолнечного масла, порезал палец. Но эти еще не все, когда обрабатывал палец йодом, несколько капель попало на рубашку. Химия здесь, наверное, бессильна?
Химик (8 класс): Почему бессильна? Прежде всего, следует попытаться удалить оба пятна органическим растворителем-бензином, керосином. Пятно иногда проще удалить, использовав способность йода легко возгоняться. Ткань следует подогреть (утюгом, на батарее или над пламенем). Это ускорит процесс возгонки. Только надо отметить, что все эти процессы не химические, а физические.
Маргарита Сергеевна: Как хорошо, что мы с Н.В. пришли, столько полезного узнали. Особенно про отбеливание.
Надежда Васильевна: Только объясните нам, пожалуйста, вот что. Вот два пятна, оба жирные. Только одно от растительного масла, а другое от растительного сала. Первое через несколько дней никак не смогла удалить с растворителем, а второе очень просто вывелось даже спустя долгое время.
Ведущий: Какие сложные вопросы задают наши хозяйки. Кто из химиков сможет ответить на такой вопрос?
Химик (11 класс): растительные жиры состоят преимущественно из непредельных соединений, в их молекулах имеется двойные связи и они могут поляризоваться, как все соединения –С=С- связями. За счет этих процессов происходит, например, высыхание масляных красок с образованием прочного покрытия, так как все олифы изготовлены на основе растительных масел. При старении пятна растительного масла, особенно на свету и при повышенных температурах, не только образуется прочные полимерные молекулы, но так же за счет двойных связей происходит взаимодействие молекул жира с полимерными молекулами ткани. Вывести такое пятно очень трудно. Животные жиры относятся к предельным соединениям, их молекулы не вступают в химическое взаимодействие ни между собой, ни с волокнами ткани, поэтому такие пятна можно без труда вывести и спустя длительное время.
Ведущий: А все так просто оказалось. Тема нашего шоу очень актуальная и, я вижу, в зале есть вопросы. Пожалуйста.
Зрительница: Помогая, подруге готовиться к приему гостей, я посадила масляное пятно на новую шерстяную юбку. Я знаю от бабушки, что такое пятно можно удалить, если сразу же засыпать его мелкой солью или зубным порошком. Зубного порошка дома не оказалось, соль была только крупная и подруга предложила мне засыпать мне пятно питьевой содой. Стоило ли мне воспользоваться этим советом?
Химик (9 класс): Нет, лучше этого не делать. Поваренная соль NaCl и зубной порошок (мел или CaCО3) не вступают в химическое взаимодействие с жирами, а только адсорбируют жир с волокнами ткани. Питьевая сода, хотя по внешнему виду и напоминает зубной порошок , может в присутствие влаги вступать в химическое взаимодействие с жирами за счет гидролиза и образования щелочи
NaHCO3 + H2O-NaOH + H2CO3
NAOH может вступать во взаимодействие с жирами (реакция омыления), кроме того, возможно изменение цвета ткани и уменьшение прочности волокон шерсти. Так что после обработки пятна содой вещь может быть испорчена окончательно.
Зритель: Я историк и у меня такой вопрос: в 50-е годы еще не появились стиральные порошки, многие женщины кипятили белое белье в растворе силикатного клея. Как это можно объяснить?
Химик (9 класс): Силикатный клей представляет собой водный раствор силикатного натрия Na2SiO3, который в водных растворах подвергается гидролизу.
Na2SiO3-2Na + SiO3
2Na + SiO3 + 2H2O-2Na + 2OH + H2SiO3
то есть водный раствор силикатного клея имеет щелочную реакцию. А щелочь разлагает жиры. Так что действие силикатного клея аналогично действию соды и мыла.
Ведущий: Поэтому не спешите выбрасывать пузырьки с засохшим силикатным клеем: его можно размочить и использовать для стирки и кипячения сильно загрязненного белого белья. Правильно я говорю?
Химик (10 класс): Совершенно верно.
Маргарита Сергеевна: Можно вопрос? Я узнала о стирке, наверное, все. А процесс высыхания одинаков ли для хлопчатобумажных волокон и для шерстяной ткани.
Химик (11 класс): Изделия из хлопчатобумажных волокон высыхают в результате физического процесса – испарения воды, так как в целлюлозе не происходит химических превращений под действием воды.
Натуральная шерсть с точки зрения химии представляет собой кератин – белок, физические свойства которого обусловлены наличием различных типов химических связей между белковыми цепями. Водородные мостики разрушаются под действие воды, уменьшая жидкость белковых цепей, поэтому во влажном состоянии все трикотажные шерстяные изделия очень сильно растягиваются. При их высыхании вода не только испаряется из промежутков между волокнами, но и восстанавливаются водородные связи между белковыми цепями, то есть происходят химические процессы.
Таким образом, если высыхание хлопчатобумажных вещей – чисто физический процесс, то высыхание шерстяных изделий сопровождается обратными химическими превращениями.
Надежда Васильевна: Теперь понятно, почему нельзя сушить в подвешенном состоянии шерстяные вещи.
Ведущий: Приближается к концу наша передача. А у нас есть еще вопросы от телезрителей по интерактивной связи.
(?) “Следует ли закрывать бачок крышкой при кипячении белья с персолью?”
Химик (9 класс): Лучше крышку закрывать. Потому что отбеливание происходит не только за счет пероксогруппы Н2О2, но и за атомарного кислорода, который постоянно переходит в молекулярный. Чтобы образующийся О2 не улетучивался из емкости, лучше ее закрывать.
Ведущий: Спасибо. Еще один вопрос: “Почему стиральные порошки с биодобавками особенно сильно разрушают руки?
Химик (9 класс): В этих пороках есть ферменты, которые разрушают белковые загрязнения. Эти добавки будут частично разрушать и молекулы кератина, из которого состоит верхний роговой слой кожи.
Ведущий: Спасибо. Время нашей передачи на исходе. Вам, милые дамы, слово.
Маргарита Сергеевна: Я счастлива, тем, что вы пригласили меня на встречу с учеными. Я узнала, как правильно стирать и сушить белье но самое главное я поняла как глубоко связана химия с нашей повседневной жизнью, как можно, имея даже минимальный запас знаний по химии, облегчить решение многих бытовых проблем.
Использванная литература.
1. Пичугина Г.В. Повторяем химию на примерах из повседневной жизни. – М.: 1999 г.
2. Хуторской А.В.; Центр дистанционного образования “Эйдос”, 2008
3. http://www.khutorskoy.ru/be/2008/1020/index.htm