Наводимо порівняння навчальних досягнень студентів експериментальної групи з хімії на початку її вивчення і за результатами підсумкового контролю у вигляді діаграми (рис.2.2).

- результати у % навчальних досягнень студентів під час вхідного контролю;

- результати у % навчальних досягнень студентів під час підсумкового контролю;

1 - високий рівень (оцінка «відмінно»);

2 - достатній рівень (оцінка «добре»);

3 - середній рівень (оцінка «задовільно»);

4 - низький рівень (оцінка «незадовільно»).



Рисунок 2.2 - Діаграма розподілу відповідей студентів експериментальної групи за рівнями навчальних досягнень:

Діаграма (рис. 2.2) свідчить про такі експериментальні результати:

Протягом педагогічного експерименту зростає кількість студентів з високим, достатнім та середнім рівнями навчальних досягнень, зменшується кількість студентів з низьким рівнем навчальних досягнень Зауважимо, що кількість студентів, які показали низький рівень після підсумкового контролю врахована після можливих перездач.

Для підтвердження того що результати навчальних досягнень студентів експериментальної групи статистично відрізняються на початку та в кінці експерименту ми звернулися до критерію однорідності - критерію, розрахувавши його за формулою [21, с. 52-53]:

, де

N - кількість робіт під час підсумкового контролю;

М - кількість робіт під час вхідного контролю;

ni - кількість робіт певного рівня під час підсумкового контролю;

mi - кількість робіт певного рівня під час вхідного контролю. Наводимо приклад розрахунку - критерію за результатами навчальних досягнень студентів експериментальної групи

В розглянутому прикладі L =4, отже, L-1=4 - 1 = 3. Порівнюємо отримане значення з табличними для визначеного числа L-1. Отримане значення більше табличного, таким чином, у навчальних досягненнях студентів експериментальної групи відбулися істотні зміни. Аналогічні розрахунки було проведено, для порівняння навчальних досягнень студентів контрольної та експериментальної груп на початку і в кінці експерименту. На їх підставі було зроблено висновки про те, що на початку експерименту стан рівня навчальних досягнень з хімії студентів експериментальної та контрольної груп співпадає, а кінцеві за результатами підсумкового контролю - відрізняються. Таким чином можна зробити висновок, що цей ефект зумовлений використанням розробленого методичного комплексу для методичного забезпечення навчального процесу в умовах КМСОНП.

ВИСНОВКИ

Аналіз літературних джерел свідчить, що проблема методичного забезпечення навчального процесу в умовах КМСОНП, зокрема методичного забезпечення викладання хімічних дисциплін, є актуальною.

Запропонований навчально-методичний комплекс розроблений на підставі урахування дидактичних умов навчання хімічним дисциплінам студентів-першокурсників, а саме: кредитно-модульної організації навчального процесу, специфіки хімічних дисциплін, рівня мотивації, інтелектуальних можливостей та наявного рівня знань першокурсників нехімічних спеціальностей. Теоретично обґрунтовано доцільність використання навчально-методичного комплексу, який складається з програми, регламенту, конспекту лекцій, методичних рекомендацій до практичних, і лабораторних занять, виконання індивідуальних завдань, комплектів завдань для контролю навчальних досягнень студентів, збірників тестових завдань, віртуального лабораторного практикуму для методичного забезпечення викладання хімічних дисциплін в умовах кредитно-модульної системи Проведеним дослідженням доведено ефективність використання розробленого навчально-методичного комплексу. Цей висновок було зроблено на підставі значень 2-критерію, отриманих в контрольній та експериментальній групах за результатами порівняння навчальних досягнень студентів з хімічних дисциплін.

Розроблений навчально-методичний комплекс впроваджено впроваджено у процес навчання хімічним дисциплінам студентів за спеціальностями «Прикладне матеріалознавство», «Екологія», «Лікувальна справа» в СумДУ. Вважаємо, що проведене дослідження не вичерпує всіх аспектів проблеми узагальнення й систематизації знань з хімії учнів профільних класів. Потребують подальшого дослідження доповнення розробленого комплексу електронними посібниками тощо.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1. Професійна освіта: Словник / Уклад.: С. У. Гончаренко та ін. - К.: Вища шк., 2000. -380 с.

2. Тимчасове положення про організацію навчального процесу в кредитно-модульній системі підготовки фахівців (наказом Міністерства освіти і науки України від 23 січня 2004 р. № 48).

3. Дікова-Фаворська О. М., Московська Г. П. Організація навчально-виховного процесу за кредитно-модульною системою // Матеріали науково-практичного семінару «Кредитно-модульна система організації навчального процесу». - Київ, 3 грудня 2007 р.-С. 10-15.

4. Модернізація вищої освіти України і Болонський процес: Матеріали до першої лекції / Уклад. М. Ф. степко, Я. Я. Болюбаш, К. М. Лемківський, Ю. В. Сухарніков; відп. Ред.. М.Ф. Степко. - К.: Изд., 2004, - 24с.

5. Денисенко Н. В. Впровадження кредитно-модульної системи начання: проблеми і перспективи // http //www.narodnaosvita.kiev.ua.

6. Рекомендації щодо впровадження кредитно-модульної системи у вищих навчальних закладах ІІІ-ІV рівнів акредитації / Додаток до наказу Міністерства освіти і науки України від 30 грудня 2005 року № 774 «Про впровадження кредитно-модульної системи організації навчального процесу».

7. Наказ МОЗУ № 48 від 23.01.20004р. «Про проведення педагогічного експерименту з кредитно-модульної системи організації навчального процесу».

8. Кулагина И.Ю. Возрастная психология: Учебное пособие. - М.: Узд-во УРАО, 1999.- 176 с.

9. Попель П. П. Погляд на сучасний стан і реформи середньої хімічної освіти // Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції «Хімічна освіта в контексті Болонського процесу: стан і перспективи. - Київ 18-19 травня 2006 р.- С. 15-17.

10. Рейтер Л. Г.,Степаненко О.М., Басов В. П. Теоретичні розділи загальної хімії: Підручник. - К.: Каравела, 2006. - 304с.

11. Кириченко В.І. Загальна хімія: Навч. Посіб. - К.: Вища шк., 2005. - 639с.

12. Глинка Н.Л. Общая химия. - Л.: Химия, 1983, 1984, 1986 - 704с.

13. Методичні вказівки до лабораторних робіт з курсу «Хімія». Розділи «Закономірності перебігу хімічних реакцій», «Розчини. Окисно-відновні процеси» /Укладач Ю.В. Ліцман.- Суми: Вид-во СумДУ, 2009.- 47 с.

14. Методичні вказівки до лабораторних робіт з курсу «Хімія». Розділ «Огляд хімії елементів» /Укладач Ю.В. Ліцман.- Суми: Вид-во СумДУ, 2008.-28 с.

15. Методичні вказівки до лабораторних робіт з курсу «Хімія». Розділ «Основи знань про органічні сполуки і полімерні матеріали» /Укладач Ю.В. Ліцман.- Суми: Вид-во СумДУ, 2007.-28 с.

16. . Аджемов А.С., Шахгильдян В.В. Переход от системы заочного образования к системе дистанционного образования // Развитие связи и мира. Пронозы, технологии, услуги: Материалы докл. Международного форума МАС'9 4-6.02.1997г. - М., 1997.

17. Лицман Ю. В., Марченко Л. И., Слепушко Н. Ю. Инструментарий для разработки виртуальных лабораторных работ по химии //Сборник научных трудов подготовлен по материалам 12-й международной конференции Украинской ассоциации дистанционного образования под ред. В. А. Гребенюка, В. В. Семенца. - Харьков - Ялта: УАДО, 2009. С. 92-98.

18. Методичні вказівки до практичних занять з курсу «Хімія». Розділи «Основні поняття та стехіометричні закони хімії», «Основи теорії будови речовини», «Розчини. Окисно-відновні процеси» /Укладач Ю.В. Ліцман.- Суми: Вид-во СумДУ, 2009. - 68 с.

19. Методичні вказівки до до виконання індивідуальних домашніх завдань з курсу «Хімія». /Укладач Ю.В. Ліцман.- Суми: Вид-во СумДУ, 2008 - 70 с.

20. Збірки тестових завдань

ДОДАТОК

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ 2

Тема: Будова електронних оболонок атома

Мета - закріпити і поглибити знання про електронну будову атома, сформувати поняття про квантові числа; поглибити вміння: складати електронну формулу атома та електронно-графічну схему, визначати за електронною будовою металічний (неметалічний) характер елементу, належність його до певної електронної родини; навчитися: прогнозувати валентні можливості хімічного елементу, описувати стан електрона в атомі за допомогою квантових чисел, встановлювати елементи, що є електронними аналогами.

Підготовка до заняття

Що необхідно зробити Що необхідно знати і вміти
1	2
- вивчити характеристику квантових чисел (головного, орбітального, магнітного, спінового)	- визначення, умовне позначення квантових чисел; - пояснювати їх фізичний зміст; - описувати стан електрону в атомі за допомогою квантових чисел і навпаки - за відомими значеннями квантових чисел визначати положення електрону
- повторити (вивчити) принципи: мінімуму енергії, Паулі; правила Клечковського, ознайомитися з енергетичною шкалою послідовності розміщення електронів на орбіталях; правило Гунда, вивчити поняття «провалу» електронів	- знати напам`ять енергетичну шкалу, що відображає послідовність заповнення електронами орбіталей до 5s-підрівня, вміти складати її з використанням правила Клечковського,складати електронні формули і електронно-графічні схеми атомів;
1	2
	- знати випадки «провалу» електронів на прикладі атомів хімічних елементів Хрому та Купруму, пояснювати причини «провалу» електронів
- вивчити, як визначати за електронною будовою металічний або неметалічний характер хімічного елементу, належність елементу до певної (s, p ,d, f) електронної родини, поняття формуючий електрон, нормальний і збуджений стан атома	- визначати металічний або неметалічний характер елементу за його електронною будовою, встановлювати належність елементу до електронної родини, прогнозувати валентні можливості хімічного елементу, встановлювати елементи -електронні аналоги
- ознайомитися з алгоритмами і прикладами виконання типових завдань	- виконувати типові завдання
- обдумати відповіді на запропоновані до заняття запитання
- виконати домашні завдання (№ 1-5 у переліку завдань), переглянути умови завдань (№ 6-15), які будуть розглядатися під час практичного заняття;	- виконати домашні завдання у зошиті для практичних занять

Алгоритми і приклади виконання типових завдань

Приклад 2.1

Складіть електронну формулу і електронно-графічну схему двох зовнішніх енергетичних рівнів атома хімічного елементу з порядковим номером 28. Вкажіть: а) до якої електронної родини належить цей хімічний елемент; б) чи є він металом або неметалом.

Розв'язання. Оскільки елемент має порядковий номер 28, то число протонів в ядрі його атома дорівнює 28, отже, число електронів навколо ядра теж становить 28. Враховуючи правила послідовності заповнення електронами енергетичних підрівнів, складаємо електронну формулу атома хімічного елемента: . Складаємо електронно-графічну схему двох зовнішніх енергетичних рівнів атома хімічного елемента - третього та четвертого:

а) Оскільки формуючий електрон заповнює - підрівень, то елемент відноситься до d - електронної родини; б) оскільки на зовнішньому - четвертому енергетичному рівні міститься 2 електрони, цей елемент є металом.

Приклад 2.2

Складіть електронну формулу і електронно-графічну схему двох зовнішніх енергетичних рівнів для таких частинок: а) атома; б) йона ; в) йона; г) йона . Які з наведених частинок є ізоелектронними? Відповідь поясніть.

Розв'язання. а) Атом є атомом хімічного елемента з порядковим номером 18, отже, він містить 18 електронів і має таку електронну формулу: і таку електронно-графічну схему двох зовнішніх енергетичних рівнів:

б) йон має на два електрони більше, ніж атом Сульфуру, який містить 16 електронів (порядковий номер хімічного елементу Сульфуру 16), отже число електронів в йоні дорівнює 18. Отже, йон має таку електронну формулу: і таку електронно-графічну схему двох зовнішніх енергетичних рівнів:

і є частинкою ізоелектронною атома ;

в) йон має на 1 електрон менше, ніж атом Калію, який містить 19 електронів (порядковий номер хімічного елемента 19), отже число електронів в йоні дорівнює 18. Отже, йон має таку електронну формулу: і таку електронно-графічну схему двох зовнішніх енергетичних рівнів:

і є частинкою ізоелектронною атому ;

г) йон має на два електрони менше, ніж атом Цинку, який містить 30 електронів (порядковий номер хімічного елемента Цинку 30), отже, число електронів в йоні дорівнює 28. Таким чином, йон має таку електронну формулу: і таку електронно-графічну схему двох зовнішніх енергетичних рівнів:

і не є частинкою ізоелектронною атома .

Приклад 2.3

Поясніть, яку валентність у сполуках можуть виявляти атоми: а) Оксигену; б) Сульфуру.

Розв'язання. Валентність визначається наявністю неспарених електронів в атомі або можливістю атома набути стан з неспареними електронами.

а) в атомі О розташування валентних електронів можна відобразити такою електронно - графічною схемою:

Отже, в атомі Оксигену є два неспарених електрони. Тому він у сполуках виявляє валентність ІІ. Атом Оксигену не має змоги перейти у збуджений стан за рахунок розпарювання електронів і переходу їх на вільні орбіталі, оскільки на другому енергетичному рівні містяться лише s- та p - підрівні і немає d -підрівня.

б) в атомі S розміщення валентних електронів можна відобразити такою електронно - графічною схемою:

Отже, в атомі Сульфуру є два неспарених електрони. Тому він у сполуках виявляє валентність ІІ. Проте на відміну від атому Оксигену атом Сульфуру має змогу перейти у збуджений стан за рахунок розпарювання електронів і переходу їх на вільні орбіталі 3d-підрівня. Таким чином, у збудженому стані атом Сульфуру може набути стану з чотирма неспареними електронами, виявляючи при цьому валентність IV:

або стану з шістьма неспареними електронами, виявляючи при цьому валентність IV:

Приклад 2.4

Вкажіть місце розміщення електрона в атомі (енергетичний рівень, підрівень,орбіталі), якщо його стан характеризується таким набором квантових чисел: а) n=5; б) n=3, l=0; в) n=4, l=2; m=-2; г) n=2, l=1; m=+1; s=-1/2.

Розв'язання. а) за значенням головного квантового числа n=5 можна вказати, що електрон знаходиться на 5-му енергетичному рівні;

б) за значенням головного квантового числа n=3 можна вказати, що електрон знаходиться на 3-му енергетичному рівні, а за значенням орбітального квантового числа l=0 можна вказати, що електрон знаходиться на s-підрівні, отже, електрон розміщений на 3s - підрівні;

в) за значенням головного квантового числа n=4 можна вказати, що електрон знаходиться на 4-му енергетичному рівні, за значенням орбітального квантового числа l=2 можна вказати, що електрон знаходиться на d-підрівні, за значенням магнітного квантового числа m=-2 можна вказати, що це один з двох електронів розміщених на певній d-орбіталі 4d - підрівня:

г) за значенням головного квантового числа n=2можна вказати, що електрон знаходиться на 2-му енергетичному рівні, за значенням орбітального квантового числа l=1можна вказати, що електрон знаходиться на p-підрівні, за значенням магнітного квантового числа m=+1 можна вказати, що це один з двох електронів, розміщених на певній p-орбіталі 2р-підрівня, за значенням спінового квантового числа s=-1/2 можна вказати, що цей електрон останнім заповнює 2р-підрівень:

Приклад 2.5

За допомогою чотирьох квантових чисел опишіть розміщення електрону в атомі:

Розв'язання. а) електрон розміщений на третьому енергетичному рівні, отже, n=3; на s-підрівні, отже, l=0 та m=0, значення спінового квантового числа s=+1/2;

б) електрон розміщений на шостому енергетичному рівні, отже, n=6; на d-підрівні, отже, l=2; m=0; значення спінового квантового числа s=-1/2.

Приклад 2.6

Складіть електронну формулу атома хімічного елемента з порядковим номером 67. Вкажіть: а) до якої електронної родини належить цей хімічний елемент; б) чи є він металом або неметалом.

Розв'язання. Оскільки елемент має порядковий номер 67, то число протонів в ядрі його атома дорівнює 67, отже число електронів навколо ядра теж становить 67. Враховуючи правила послідовності заповнення електронами енергетичних підрівнів, складаємо електронну формулу атома хімічного елемента: .

а) елемент відноситься до f-електронної родини, формуючий електрон заповнює f-підрівень; б) елемент є металом, оскільки на зовнішньому енергетичному рівні міститься 2 електрони.

Запитання до практичного заняття

1 Яку інформацію про стан електрона в атомі можна отримати за значенням певного квантового числа: а) головного n; б) орбітального l; в) магнітного m; г) спінового s?

2 Значення якого квантового числа необхідно знати, щоб визначити: а) енергетичний рівень, на якому розміщений електрон; б) підрівень?

3 Як, використовуючи правило Клечковського, можна скласти енергетичну шкалу, що відображає послідовність розміщення електронів в атомі?

4 Як можна визначити максимально можливе число електронів на: а) енергетичному рівні; б) енергетичному підрівні; в) орбіталі?

5 Які випадки «провалу» електронів на прикладі елементів IV періоду вам відомі? Як пояснюються ці випадки?

6 Як визначити належність елементу до певної електронної родини?

7 Як визначити, чи є елемент металом або неметалом?

8 Як можна спрогнозувати валентні можливості атома хімічного елементу?

9 Яких правил необхідно дотримуватися, щоб скласти електронну формулу та електронно-графічну схему атома хімічного елементу?

Завдання

1 За наведеними електронно-графічними схемами вкажіть належність елементів до певної електронної родини та визначте які з них є неметалічними елементами: а); б) ; в) ; г) .

2 За наведеними електронно-графічними схемами визначте хімічні елементи і вкажіть, які з них є електронними аналогами : а); б) ; в) ; г) .

3 Складіть електронні формули елементів з порядковими номерами: 15, 24, 32, 94.

4 Складіть повну електронну формулу і електронно-графічну схему двох зовнішніх енергетичних рівнів атомів хімічних елементів з порядковими номерами а) 7 та 15, б) 9 та 17. Спрогнозуйте валентні можливості цих елементів.

5 Наведіть можливі формули частинок: а) атома; б) катіона з зарядом +; в) аніона з зарядом 2-; г) катіона з зарядом 2+; які мають таку електронну конфігурацію зовнішнього енергетичного рівня: .

6 В якій послідовності заповнюються підрівні, для яких сума (n+l) послідовно дорівнює 2, 3, 4, 5?

7 Складіть електронні формули атомів елементів IV періоду - Калію, Скандію, Мангану, Цинку, Арсену та Криптону. До якої електронної родини належить кожний елемент?

8 Скільки вільних d-орбіталей є в атомах Титану та Ванадію? Складіть для них електронно-графічні схеми d-підрівнів.

9 Назвіть елементи IV періоду, атоми яких містять найбільше число непарних d-електронів. Напишіть електронно-графічну формулу d-підрівня.

10 Скільки вільних f-орбіталей міститься в атомах лантаноїдів від Церію до Самарію включно?

11 Складіть електронно-графічні схеми зовнішнього енергетичного рівня таких частинок: а) ; б) ; в) ; г) ; д) .

12 Складіть електронно-графічні схеми двох зовнішніх енергетичних рівнів таких частинок: а) ; б) . Яка з наведених частинок є більш стійкою?

13 Які частинки, утворені з атомів Калію та Кальцію, мають однакову електронну конфігурацію зовнішнього енергетичного рівня? Наведіть її електронно-графічну схему.

14 Найдіть помилки, які зроблені у схемах розміщення електронів на зовнішніх рівнях атомі у незбудженому стані:

а) Бору

б) Нітрогену

в) Оксигену

15 Виберіть електронні формули, які належать атомам одного хімічного елементу в нормальному та збудженому стані та атомам різних хімічних елементів: а) та ; б) та .

Приклади тестових завдань

1 Назвіть коефіцієнт перед формулою окисника у рівнянні хімічної реакції, що відбувається за такою схемою: Ca+HNO3(конц)>N2О+...+…

а)7; б) 8; в) 9; г) 10.

2 Назвіть суму стехіометричних коефіцієнтів у рівнянні хімічної реакції, що відбувається за такою схемою: Ba+H2O>

а)5; б) 4; в) 6; г) 2.

3 Назвіть суму стехіометричних коефіцієнтів у рівнянні хімічної реакції, що відбувається за такою схемою: Mg+H2O(1000C)>

а)5; б) 4; в) 6; г) 2.

4 До якого продукту найімовірніше буде відновлюватися концентрована сульфатна кислота при розчиненні у ній кальцію?

а) H2; б) SO2; в) S; г) H2S.

5 Утворення яких продуктів найімовірніше внаслідок взаємодії магнію з надлишком розведеної нітратної кислоти?

а) MgO, NO, H2O; б) Mg(NO3)2, H2;

в) Mg(NO3)2, NH4NO3, H2O; г) Mg(NO3)2, NO2, H2O.

6 Утворення яких продуктів найімовірніше внаслідок взаємодії кальцію з розведеною нітратною кислотою HNO3?

а) СаO, NO, H2O; б) Са(NO3)2, NH3, H2O;

в) Са(NO3)2, H2; г) Са(NO3)2, NO2, H2O.

7 Назвіть метал, здатний брати участь у перетвореннях за схемою Me > MeH2 > Me(OH)2 > MeCl2.

а) Cu; б) Fe; в) Ca; г) Zn.

8 Назвіть метал, здатний брати участь у перетвореннях за схемою Me > Me2O > MeOH > MeNO3.

а) Al; б) Li; в) Ag; г) Cu.

9 Назвіть метал, здатний брати участь у перетвореннях за схемою Me > Me2O3> MeCl3 > Me(OH)3.

а) Cu; б) Ca; в) Na; г) Al.

10 А-блискучий метал, стійкий до корозії; при нагріванні реагує з хлором, утворюючи сполуку, яка розчиняється у воді, утворюючи розчин зеленого кольору. Під час обробки розчину натрій пероксидом колір розчину змінюється на жовтий. Виберіть метал А.

а) Fe; б) Al; в) Cr; г) V .

11 З`ясуйте відповідність катіонів металів електронним формулам.

Електронна формула	Катіон металу
1) 1s22s22p63s23p63d10;	а)Fe2+;
2) 1s22s22p63s23p6;	б) Cu2+;
3) 1s22s22p63s23p63d9;	в) Ca2+;
4) 1s22s22p63s23p63d6.	г) Zn2+.

12 З`ясуйте відповідність металу його властивості.

Метал:	Властивість металу:
1) Fe;	а)активно розчиняється в розчинах лугів;
2) Zn;	б)пасивується H2SO4(конц);
3) Na;	в) активно реагує з H2O при кімнатній температурі;
4) Ag.	г) за звичайних умов не окиснюється киснем;
	д) проявляє стійкість стосовно фтору.

Размещено на Allbest.ru