Главная Коллекция "Otherreferats" Педагогика Установление и использование внутри- и межпредметных связей при изучении экологических аспектов темы "Основания" на уроках химии и экологии

Установление и использование внутри- и межпредметных связей при изучении экологических аспектов темы "Основания" на уроках химии и экологии

Использование межпредметных связей для формирования у учащихся основ диалектико-материалистического мировоззрения. Пути и методы их реализации в процессе изучения химии. Методика преподавания темы "Основания", примеры уроков, тестов и задач по ней.

Рубрика Педагогика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 27.12.2009
Размер файла 900,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

3

курсовая работа

«Установление и использование внутри- и межпредметных связей при изучении экологических аспектов темы «Основания» на уроках химии и экологии»

Содержание

  • Введение
  • Глава I. Межпредметные связи в курсе школьного предмета химии на примере темы «Основания»
    • 1.1 Использование межпредметных связей для формирования у учащихся основ диалектико-материалистического мировоззрения
    • 1.2 Пути и методы реализации межпредметных связей
    • 1.3 Межпредметные связи в процессе изучения химии
    • 1.4 О связи обучения химии и географии
    • 1.5 Межпредметные связи неорганической, органической химий и физики
    • 1.6 Межпредметные связи при решении расчетных задач
  • Глава II. Методика преподавания темы «Основания» в современной школе
    • 2.1 Методические особенности преподавания темы “Основания. Щелочи”
      • 2.1.1 Основные задачи обучения по теме «Основания»
      • 2.1.2 Содержание и последовательность изложения
      • 2.1.3 Основания
    • 2.2 Методика изучения химических свойств оснований
      • 2.2.1 Едкие щелочи
      • 2.2.2 Cоставление уравнений реакций, характеризующих общие химические свойства щелочей (Алгоритм [8])
  • Глава III. Мои уроки
    • 3.1 Развернутый урок по теме «Основания»
    • 3.2 Применение опорных схем при преподавании темы «Кислоты, основания, соли в свете ТЭД»
  • Глава IV. Тесты и задачи общеучебного и экологического содержания
    • 4.1 Тестовые задания
    • 4.2 Задачи по теме «Основания» с экологическим содержанием
  • Заключение
  • Литература

Введение

Свою курсовую работу хочу начать со слов М.В. Ломоносова, которые являются эпиграфом данной работы: «Вольность и союз наук необходимо требуют взаимного сообщения и беззавистного позволения в том, что кто знает упражняться. Слеп физик без математики, сухорук без химии».

Актуальность выбранной темы не может вызывать сомнений, так как основания применяется самым широким образом. Это и фармацевтическая, и горно-перерабатывающая промышленности, производство красителей, поверхностно-активных веществ, гербицидов, инсектицидов (применение в сельском хозяйстве) и др., применение в органическом синтезе, и прочее.

При разработке данной темы особое внимание следует уделить экологическому аспекту производства, применения и утилизации оснований. Реализацию целей школьного экологического образования можно осуществлять разными путями: это экологизация учебных дисциплин, создание интегрированных курсов, введение в практику обучения специального предмета, раскрывающего вопросы экологии и защиты окружающей среды от загрязнения.

Экологические проблемы многоаспектны, поэтому для своего решения они требуют комплексного подхода и, как правило, знаний из различных областей науки. В процессе работы над проектом у учащихся формируется комплекс специфических умений, подкрепленный соответствуй теоретической базой. Немаловажную роль в реализации экологического подхода играет включение в учебный процесс наряду с общеучебными также задач и тестовых заданий с экологическим содержанием [1].

Цели работы: проследить и изучить межпредметные связи при преподавании темы «Основания» в школьном курсе химии, а также пути их реализации; на основе анализа как теоретического материала по основаниям, так и экологических аспектов их использования, сформировать у учащихся экологическое понимание проблемы загрязнения окружающей среды.

Глава I. Межпредметные связи в курсе школьного предмета химии на примере темы «Основания»

Что же представляют из себя межпредметные связи?

Межпредметные связи - это современный принцип обучения в средней школе. Он обеспечивает взаимосвязь предметов естественнонаучного и естественно-гуманитарного циклов и их связь с трудовым обучением школьников.

По определению Д. П. Ерыгина: «Межпредметные связи можно рассматривать как дидактическую систему, которая отражает в школьных курсах объективно существующие взаимосвязи, обеспечивает посредством согласованного взаимодействия ее учебных компонентов осуществления целенаправленного процесса обучения школьников».

Использование межпредметных связей - одна из наиболее сложных методических задач учителя химии. Она требует знания содержания программ и учебников по другим предметам. Реализация межпредметных связей в практике обучения предполагает сотрудничество учителя химии с учителями других предметов.

Учитель химии разрабатывает индивидуальный план реализации межпредметных связей в курсе химии. Методика творческой работы учителя в этом плане проходит следующие этапы:

1. Изучение программы по химии, ее раздела «Межпредметные связи», программ и учебников по другим предметам, дополнительной научной, научно-популярной и методической литературы;

2. Поурочное планирование межпредметных связей с использованием курсовых и тематических планов;

3. Разработка средств и приемов реализации межпредметных связей на конкретных уроках (формулировка межпредметных познавательных задач, домашних заданий, подбор дополнительной литературы для учащихся, подготовка необходимых учебников и наглядных пособий по другим предметам, разработка методических приемов их использования);

4. Разработка методики подготовки и проведения комплексных форм организации обучения (обобщающих уроков с межпредметными связями, комплексных семинаров, экскурсий, занятий кружка, факультатива по межпредметным темам и т.д.);

5. Разработка приемов контроля и оценки результатов осуществления межпредметных связей в обучении (вопросы и задания на выявление умений учащихся устанавливать межпредметные связи).

Планирование межпредметных связей позволяет учителю успешно реализовать их методологические, образовательные, развивающие, воспитательные и конструктивные функции; предусмотреть всё разнообразие их видов на уроках, в домашней и внеклассной работе учащихся.

Для установления межпредметных связей необходимо осуществить отбор материалов, то есть определить те темы химии, которые тесно переплетаются с темами из курсов других предметов.

Курсовое планирование предполагает краткий анализ содержания каждой учебной темы курса с учетом внутрипредметных и межпредметных связей.

1.1 Использование межпредметных связей для формирования у учащихся основ диалектико-материалистического мировоззрения

Использование опорных знаний других предметов при изучении отдельных тем курса химии - важнейшее средство формирования у учащихся диалектико-материалистического мировоззрения, целостного представления о явлениях природы и взаимосвязи между ними.

Решение этой задачи успешно осуществляется при совместной согласованной работе учителей различных дисциплин: природоведения, химии, физики, географии, биологии, математики, обществоведения, истории и др. Рассмотрим те межпредметные связи курса химии, которые касаются формирования основ научно-материалистического мировоззрения учащихся.

После изучения темы «Вода. Растворы. Основания» предлагаем учащимся выполнить самостоятельные практические работы. При этом используем вещества, которые изучались в курсе природоведения («Воздух», «Вода» и др.), в курсе ботаники («Дыхание семян», «Дыхание листьев»), а также в курсе физики. Даем задание осуществить превращения:

C CO2 H2CO3 Na2CO3

Практические работы такого характера раскрывают взаимосвязь между различными классами химических соединений, развивают идею о познаваемости мира.

Исходя из превращений, осуществляемых при переходе от одних веществ к другим, даем определение понятия «развитие» (переход от одного качественного состояния к другому).

Не менее важно и то, что межпредметные связи позволяют более целесообразно планировать изучение материала, экономить время, при этом знания по другим предметам конкретизируются, углубляются, обобщаются.

1.2 Пути и методы реализации межпредметных связей

Вопрос о путях и методах реализации межпредметных связей - это один из аспектов общей проблемы совершенствования методов обучения. Отбор методов обучения учитель производит на основе содержания учебного материала и на подготовленности учащихся к изучению химии на уровне межпредметных связей.

На первых этапах обучения учащихся приемам установления межпредметных связей преобладает объяснительно-иллюстративный метод. Учитель весь материал межпредметного содержания объясняет сам. Когда у учащихся сформируются умения работы с материалом межпредметного содержания, можно применять репродуктивный и частично-поисковый методы и творческие межпредметные задачи.

Средства реализации межпредметных связей могут быть различны:

вопросы межпредметного содержания: направляющие деятельность школьников на воспроизведение ранее изученных в других учебных курсах и темах знаний и их применение при усвоении нового материала.

межпредметные задачи, которые требуют подключения знаний из различных предметов или составлены на материале одного предмета, но используемые с определенной познавательной целью в преподавании одного другого предмета. Они способствуют более глубокому и осмысленному усвоению программного материла, совершенствованию умений выявить причинно-следственные связи между явлениями.

домашнее задание межпредметного характера - постановка вопросов на размышление, подготовка сообщений, рефератов, изготовление наглядных пособий, составление таблиц, схем, кроссвордов, требующих знаний межпредметного характера.

межпредметные наглядные пособия - обобщающие таблицы, схемы, диаграммы, плакаты, диаграммы модели, кодопозитивы. Они позволяют учащимся наглядно увидеть совокупность знаний из разных предметов, раскрывающую вопросы межпредметного содержания.

химический эксперимент - если предметом его являются биологические объекты и химические явления, происходящие в них.

Использование межпредметных связей вызвало появление новых форм организации учебного процесса: урок с межпредметными связями, комплексный семинар, комплексная экскурсия, межпредметная экскурсия и др.

Уроки с межпредметным содержанием могут быть следующих видов: урок-лекция; урок-семинар; урок-конференция; урок-ролевая игра; урок-консультация и др.

уроки межпредметного обобщения или тематические задания - проблема педагогики и методики как соединить знания с практической полезной деятельностью. Научить применять знания.

Суть тематического планирования заключается в следующем: группам учащихся дается задание разработать рекомендации по использованию удобрений, веществ, реакций относительно данной местности. Эти задания имеют МПС и готовятся совместно с учителями биологии, географии, черчения, рисования - это бинарные уроки.

Ход проведения: группа из 4-6 человек выбирает руководителя проекта, специалистов (биолог, агроном, чертежников, художник-оформитель), определяет задания каждому ученику. Группы собираются и отчитываются о работе.

Каждой группе дается своеобразное домашнее задание, которое будет завершено защитой своих работ. Вначале такого урока - краткая беседа учителя, в ходе которой ставится цель, представляются учащиеся, определяется порядок защиты. Затем идут выступление групп - в виде краткого отчета о проделанной работе (демонстрация рисунков, таблиц). Далее идет обсуждение выступлений; учитель продумывает со своими коллегами трудовое задание. Обязательно прослеживается связь с окружающей средой.

По этим урокам можно сделать вывод:

1. Все уроки связаны педагогической логикой.

2. Строго выполняется учителем тема по программе.

3. Включено обязательно решение задач.

4. Главное достоинство - ученики учатся учиться по указанию учителя.

5. Но самое главное - все задания выполняются самостоятельно.

1.3 Межпредметные связи в процессе изучения химии

Отражение межпредметных связей и определение содержания в программах : а) для обычных классов без специализации - программа курса химии для 8-11 классов средней общеобразовательной школы - разработана в лаборатории химического образования Института общеобразовательной школы РАО - Москва “Просвещение” 1993 год, тема “Основания” - 2 часа. б) программа курса неорганической химии для 8-9 классов химико-биологического профиля (авторы: Н.Е. Кузнецова, Г.П. Никифорова, И.М. Титова, А.Ю. Жегин) на тему “Основания” отводится 2 часа, является своевременным и важным положением в системе обучения учащихся, поскольку методически обоснованное осуществление внутри- и межпредметных связей в процессе изучения школьных дисциплин способствует повышению качества знаний учащихся, развитию их мыслительной деятельности.

Реализация внутри- и межпредметных связей при изучении химии является одной из форм логического повторения, углубления и совершенствования приобретенных знаний.

Поскольку внутри- и межпредметные связи обеспечивают привлечение учащимися на уроках знаний из области других предметов, важно с учетом требований программ выделить наиболее общие, устойчивые и долговременно действующие внутри- и межпредметные понятия. Примером таких понятий могут быть понятия о составе, строении, химических свойствах и биологических функциях веществ. При отборе и использовании межпредметной информации важно не нарушить логику построения учебных предметов и не допускать перегрузки их содержания.

Способы привлечения знаний из других предметов различны. Можно предложить учащимся при подготовке к занятиям восстановить в памяти ранее изученные вопросы. В отдельных случаях учитель при изложении нового материала сам напоминает сведения, полученные при изучении других предметов, включая при этом учащихся в активную беседу. Опыт учителей-методистов показывает, что установление взаимосвязей между предметами успешно проходит при включении в содержание урока (или в задание на дом) примеров и задач межпредметного характера. Для того, чтобы успешно реализовать внутри- и межпредметные связи в учебной деятельности, учитель химии должен, прежде всего овладеть содержанием соответствующих дисциплин. Конкретизация использования внутри- и межпредметных связей в процессе обучения достигается с помощью поурочного планирования. Последнее осуществляется с учетом вида урока:

фрагментальный, когда лишь фрагменты, отдельный этап урока, требует реализации связей с другими предметами;

узловой, когда опора на знания из других предметов составляет необходимое условие усвоения всего нового материала или его обобщения в конце учебной темы;

синтезированный, который требует синтеза знаний из разных предметов на протяжении всего урока и специально проводится для обобщения материала ряда учебных тем или всего курса.

Поурочный план-разработка показывает, когда, на каком этапе урока и какими способами включаются знания из других курсов в изучении нового или закрепления учебного материала. Особенно необходима тщательная разработка обобщающего урока с внутри- и межпредметными связями. Выделение таких уроков производится на основе тематического планирования. Поурочное планирование может быть выполнено в виде плана конспекта или в виде таблицы

этапы

урока

вопросы МП содержания

методы и приемы

средства наглядности

внутрипредметные и межпредметные связи

Составляя поурочные планы, учителю важно знать, что учащиеся уже усвоили из необходимых опорных знаний на уроках по другим предметам, согласовать с учителями смежных предметов постановку вопросов и заданий, чтобы избежать дублирования и достигнуть развития общих идей и понятий, их углубления и обогащения. Этому помогает взаимопосещение уроков и изучение составляемых коллегами планов реализации внутри- и межпредметных связей.

Таким образом, планирование составляет необходимое и существенное условие подготовки учителя к эффективному осуществлению внутри- и межпредметных связей и является одним из средств их реализации в практике обучения школьников.

1.4 О связи обучения химии и географии

Помимо межпредметных связей между химией, биологией, учителя используют и сведения из географии. В 9 классе при изучении минеральных удобрений используем знания учащихся по экономической географии. Ученики рассказывают о значении минеральных удобрений для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, о роли химии в развитии животноводства. После этого дополняем более подробными сведениями материал о свойствах минеральных удобрений и их разновидностях. Выделяется удобрение мочевина CO(NH2)2 и его роль в питании животных.

1.5 Межпредметные связи неорганической, органической химий и физики

«Химик без знания физики подобен

человеку, который всего должен искать

ощупом. И сии две науки так соединены

между собой, что одна без другой в

совершенстве быть не могут»

М.В. Ломоносов.

Эти слова подтверждаются делом учителями-методистами, когда первые химические понятия строятся на тех знаниях учеников, которые они получают на уроках физики.

Межпредметные связи химии и физики могут быть реализованы не только в процессе формирования теоретических, химических понятий, но и при проведении практических работ. Так, при изучении темы “Вода. Основания. Растворы” учащиеся выполняют практическую работу по приготовлению раствора соли с заданной массовой долей. Для проведения данной работы необходимо взвесить соль. С правилами же взвешивания на рычажных весах учащиеся познакомились на уроках физики в 7 кл.

1.6 Межпредметные связи при решении расчетных задач

К изучению математики учащиеся средней школы приступают на 7 лет раньше, чем к изучению химии. За этот период обучения они приобретают значительный объем математических знаний, умений и навыков по решению алгебраических задач. Правильное использование учителем химии приобретенного учащимися объема знаний, умений и навыков является той основой, которая в наибольшей мере способствует успешному обучению их решению расчетных химических задач.

При составлении плана решения данная сложная задача расчленяется на ряд простых, связанных между собой общим содержанием задачи. Составляя план решения задачи, используют два основных метода:

а) синтетический;

б) аналитический.

Суть каждого из этих методов рассмотрим на примере составления плана решения конкретной задачи.

Задача. Почетный горняк Митрофанов за 30 лет работы бурильщиком в рудниках Криворожского железнорудного бассейна добыл 1 млн. т железной руды, содержащей в среднем 80% оксида железа (III). Сколько велосипедов можно изготовить из этой руды, если принять, что на изготовление одного велосипеда расходуется 20 кг железа?

Синтетический метод

1. Зная массовую долю (в %) оксида железа (III) в железной руде, находим его массу, содержащуюся в 1 млн. т руды.

2. Узнав массу оксида железа (III), вычислим массу содержащегося в нем железа.

3. Узнав массу железа в добытой руде и зная массу железа, переработанного в сталь и нужную на изготовление одного велосипеда, определим число велосипедов.

Исходя из этих соображений, составляют такой план решения задачи:

1. Сколько тонн оксида железа (III) составляют 80% от 1 млн. т железной руды?

2. Сколько тонн железа содержится в вычисленной массе оксида железа (III)?

3. Сколько велосипедов можно изготовить из вычисленной массы железа?

Аналитический метод

Исходят из вопроса задачи. Чтобы узнать число велосипедов, необходимо знать массу железа, а чтобы вычислить массу железа, нужно знать массу оксида железа (III), в котором оно содержится.

Синтетический метод составления плана решения задачи имеет свои недостатки. Главный недостаток заключается в том, что первые шаги при решении задачи (выбор данных для простой задачи) не всегда сразу приводят к искомому результату. Многие учащиеся, не имея навыков сравнивать и выбирать данные для простых задач, допускают ошибки двух видов:

а) в сравнении и выборе данных;

б) в составлении плана решения.

При составлении плана решения задачи аналитическим методом рассуждения строятся в противоположном направлении - от искомого числа к данным в условии задачи. В отличие от синтетического, аналитический метод составления плана решения задачи представляет собой ряд связанных между собой и вытекающих один из другого выводов и поэтому при его использовании учащиеся допускают меньше ошибок логического характера.

При изучении математики учащиеся усваивают оба метода составления плана решения задачи и поэтому учитель химии может пользоваться любым из них. Аналитический метод составления плана целесообразно использовать при решении сложных задач, условия которых содержат большое число данных, а синтетический - при решении сравнительно легких задач. При решении усложненных, например олимпиадных, задач часто приходится пользоваться обоими методами составления плана решения задач.

На уроках математики учащиеся приучаются к тому, что задачу можно считать решенной тогда и только тогда, когда найденное решение:

а) безошибочное (правильное);

б) мотивированное;

в) имеет исчерпывающий характер (полное).

Задача не считается решенной, если ее решение не соответствует хотя бы одному из этих требований.

Безошибочность (правильность) решения химических задач учащиеся обычно проверяют по ответам, которые приведены в сборниках задач и упражнений. Во многих случаях с целью проверки на уроках математики составляют и решают задачу, обратную решенной.

Проверку решения не обязательно выполнять для всех решаемых задач. Важно, чтобы учащиеся это умение использовали при решении химических задач и по необходимости пользовались им. Слабоуспевающим учащимся можно предложить дома выполнить проверку решенных в классе задач. Это поможет им в усвоении методики решения задач и послужит закреплению теоретического материала, на основе которого составлено условие задачи.

Исчерпывающий характер может иметь только то решение, которым найдены все неизвестные, содержащиеся в условии задачи. Если из ряда неизвестных, которые содержатся в условии задачи, не найдено хотя бы одно, такое решение нельзя считать полным.

Особое значение при решении химических задач имеет требование о мотивировке решения, выполнение которого должно содействовать закреплению изученного на ряде уроков, а иногда и в разных классах теоретического материала. Использование умений и навыков, приобретенных учащимися при решении задач на уроках математики, повысит эффективность обучения учащихся решению химических задач [2, 3].

Глава II. Методика преподавания темы «Основания» в современной школе

2.1 Методические особенности преподавания темы “Основания. Щелочи”

Для изучения состава и свойств щелочей надо показать опыты, а лучше предложить учащимся выполнить лабораторную работу, как указано в учебнике (на стр. 101, работа 14) [4].

На основе сравнения состава изученных гидроокисей натрия, кальция, меди, железа можно сформулировать определение понятий: основание, гидроокись.

Очень важным для выявления существенных и общих признаков понятия «основание» является изучение реакции нейтрализации кислот щелочами и взаимодействие нерастворимых гидроокисей металлов с кислотами.

Для уточнения и закрепления полученных знаний об основаниях следует отвести несколько часов упражнениям и текстовым задачам [5].

2.1.1 Основные задачи обучения по теме «Основания»

Для определения цели обучения по данной теме важно учитывать, что этой темой заканчивается вводный курс химии, который включает описание значительного количества фактов, но в котором недостаточно обобщений. Хотя при изучении состава веществ учащиеся отметили, что существуют вещества простые и сложные, но этой классификации недостаточно для того, чтобы ориентироваться во множестве веществ, обладающих разными свойствами. Не видя общего в их многообразии, учащиеся ошибочно судят о содержании науки и учебного предмета. Чтобы направить формирование их убеждения на правильный путь, необходимо обобщить и дополнить знания в плане выявления закономерностей во взаимодействии групп или классов веществ.

При разработке методики обучения по этой теме важно также не упустить из виду одну из основных целей обучения по вводному курсу: подготовку учащихся к изучению основного курса, к изучению химических элементов и периодической системы. Для характеристики химического элемента важно знать свойства его в свободном состоянии, состав и свойства его соединений - окислов, гидроокисей, солей. Следовательно, основной целью обучения по теме «окислы, основания, кислоты, соли» является формирование обобщенных понятий. Это значит, что нужно обеспечить сознательное усвоение общих существенных признаков каждого из основных классов неорганических веществ, генетической связи между ними и закономерностей во взаимодействии между ними. Выдвигая указанные цели обучения как специальные для данной темы, не следует забывать и об общих образовательных и воспитательных целях обучения, например о связи обучения с жизнью, о развитии умений учащихся наблюдать, выполнять химические опыты, делать обобщения на основе наблюдений, практических действий, чтения учебника, применять полученные знания для решения учебных задач. Но все обучение по этой теме должно быть пронизано идеей научного значения классификации веществ, которая позволяет на основе изучения небольшого количества веществ и реакций предвидеть множество фактов, не изучая их.

Воспитание убеждений учащихся в возможности научного предвидения -- важнейшая задача обучения по этой теме. К воспитательным задачам следует отнести и уточнение знаний о формировании понятий на основе выявления общих и существенных признаков изучаемых веществ, что важно для развития логического мышления [5].

2.1.2 Содержание и последовательность изложения

В тему «Основания, кислоты, окислы, соли» включают большой объем учебного материала, который предназначен для усвоения двух разделов этой темы: классификация сложных неорганических веществ и изучение реакций обмена, происходящих в растворах; оба раздела связаны изучением свойств солей и взаимодействия окислов, оснований, кислот и солей. Для формирования химических понятий и вывода о закономерностях в изучаемых явлениях необходимо изучение большого количества веществ и химических реакций. Объем учебного материала, который должен быть усвоен учащимися, оказался громоздким, а усвоение его делом трудным.

Поэтому учебный материал для изучения реакций обмена, происходящих в растворах, можно исключить из этой темы и изучать его на основе теории электролитической диссоциации в старших классах. Здесь же необходимо ограничиться и ознакомлением с генетической связью между веществами. В таблице 1 указан тот минимальный объем знаний, который должен быть усвоен при изучении темы.

Таблица 1.

Что должны знать учащиеся в результате изучения темы “Основания”

Вещества

Определение

Физические

свойства

Химические

свойства

Отдельные

представители

Основания

Сложные вещества, в молекулах которых содержатся атомы металлов, соединенные с гидроксильными группами

Твердые вещества, бесцветные или имеющие окраску

Растворимые в воде основания называются щелочами. Растворы щелочей действуют на индикаторы: лакмус становится синим, сок красной капусты - зеленым, раствор метилового оранжевого - оранжевым. Щелочи разъедают ткани животного происхождения. Все основания реагируют с кислотами с образованием соли и воды. Нерастворимые основания разлагаются при нагревании на воду и основные окислы.

Едкий натр, едкий кальций, гидроокись меди, гидроокись железа

2.1.3 Основания

В соответствии с общим планом изучения отдельных классов неорганических веществ основания должны рассматриваться в такой последовательности: а) состав и свойства важнейших представителей щелочей, б) нерастворимые основания, в) общая характеристика оснований. При этом нужно иметь в виду, что при изучении кислот, окислов и солей будет пополняться химическая характеристика оснований. Из растворимых оснований рассматриваются в курсе химии средней школы едкий натр, едкое кали, гидроокись кальция.

Гидроокись натрия

В результате изучения этого вещества на первом занятии учащиеся должны приобрести следующие знания.

Молекула гидроокиси натрия состоит из трех атомов и обозначается формулой NaOH. Это твердое вещество белого цвета, хорошо растворимое в воде, при растворении выделяется много теплоты. Раствор едкого натра мылкий на ощупь, разъедает ткани животного и растительного происхождения. Раствор лакмуса oт его действия принимает синий цвет, а раствор фенолфталеина -- малиновый.

Учащиеся должны приобрести знания и умения осторожно обращаться с этим веществом и его растворами.

Первый урок, посвященный изучению едких щелочей, следует провести, сочетая беседу с демонстрациями опытов и ученическим экспериментом. Такая форма учебной работы рекомендуется потому, что свойства едкого натра лучше познаются учащимися при непосредственном наблюдении образцов этого вещества и при выполнении опытов растворения и испытания раствора индикатором; так как обращение с твердым едким натром и его растворами небезопасно для начинающих изучать его, то ученическим опытам должны предшествовать демонстрации наиболее опасных опытов и объяснения, как учащимся производить указанные в задании опыты. Если к самостоятельным работам учащимся выдана одна общая инструкция, то выполнять ее следует по частям, с дополнительными устными указаниями и демонстрациями учителя. Прежде всего, нужно ознакомить учеников с планом изучения едких щелочей вообще и едкого натра в частности. Этот план может быть дан в форме приведенной ниже таблицы, которая должна служить и формой ученического отчета.

Таблицa 2. Состав и свойства щелочей

№ п/п

Название щелочи

Состав

(формула)

Внешний вид

Растворимость в воде

Цвет лакмуса

Цвет фенолфталеина

Действие на шерстяную нить

1.

Едкий натр

Учитель предупреждает учащихся, что в эту таблицу они будут заносить сведения о трех веществах. Для заполнения первых четырех граф учащимся предлагается рассмотреть образец твердого едкого натра, находящегося в закрытой баночке, прочитать формулу и названия, написанные на этикетке. После выборочной проверки записей учитель рассказывает и показывает, как проводить опыт растворения едкого натра и какие могут быть несчастные случаи при неосторожном обращении с ним (указывает, что нужно делать, если такой случай произойдет). После этого дается следующая инструкция: для ознакомления с растворимостью едкого натра в воде, возьмите пинцетом кусочек едкого натра, опустите в пробирку, и влейте столько воды, чтобы он был погружен в воду. Наблюдая за растворимостью этого вещества, отметьте, разогревается или охлаждается то место пробирки, где происходит растворение едкого натра.

После краткого обсуждения результатов опытов предлагается узнать, какие изменения происходят с двумя веществами -- лакмусом и фенолфталеином при действии на них раствора едкого натра. Учитель показывает, как проводить этот опыт.

После этого учащиеся читают инструкцию: “На стеклянную пластинку положите две полоски фильтровальной бумаги: одна из них пропитана раствором лакмуса и имеет сине-фиолетовый цвет, вторая пропитана бесцветным раствором, фенолфталеина. С помощью стеклянной трубочки перенесите по капелькам раствор едкого натра из пробирки на полоски бумаги и отметьте изменение окраски бумажных полосок. Результаты наблюдений запишите в таблицу”,-- выполняют опыт.

Последний опыт--действие на шерстяную нить--учащиеся могут выполнить без дополнительного пояснения учителя, пользуясь только написанной инструкцией [5].

“В пробирку с раствором едкого натра опустите шерстяную нить и оставьте ее на несколько минут, которые используйте для чтения учебника и внесения исправлений я дополнений в сделанные вами записи. На основе наблюдений и чтения учебника заполните последнюю графу таблицы”.

Гидроокись калия

При наличии в школе достаточного количества гидроокиси калия следует провести изучение этого вещества по тому же плану и при аналогичной инструкции, но без дополнительных устных указаний. Такая работа является хорошим способом закрепления знаний о едком натрии и усовершенствовании умений обращаться с едкими щелочами. После ознакомления с составом двух щелочей можно начать формирование понятия о гидроксиле как о водном остатке.

С этой целью нужно сравнить структурные формулы воды, едкого натра и едкого кали, чтобы учащиеся заметили в них сходство и различие. Из этой беседы возникнет потребность постановки опыта -- действия металла натрия на воду.

Этот опыт лучше произвести в широкой пробирке, чтобы можно было поджечь выделяющийся водород (рис. 1). Чтобы доказать, что в растворе остается едкий натр, раствор испытывают индикатором и часть выпаривают [5].

Разумеется, для научной цели таких доказательств состава молекулы едкого натра было бы недостаточно, но для учебных целей можно ограничиться и таким обоснованием формулы едкого натра. Все это лучше догматического сообщения тех же сведений.

Гидроокись кальция

Так как учащиеся обладают значительным запасом сведений об извести и известковой воде, то их самостоятельная работа может проходить успешно по заданию (без дополнительного пояснения учителя). В заключительной беседе следует рассмотреть взаимодействие окиси кальция с водой и ввести термин “гидроокись кальция”, объяснив, однако, что в молекуле едкого кальция нет целых молекул воды.

Обобщая результаты изучения трех оснований, важно обратить внимание на нахождение в составе их молекул гидроксильных групп и объяснить этим сходство таких свойств” как действие на индикаторы. Кроме того, важно отметить соответствие валентности металла количеству гидроксильных групп, соединенных с одним атомом этого металла. Затем формулируется определение: “Щелочи - растворимые в воде вещества, молекулы которых содержат гидроксильные группы, соединенные с атомами металлов”.

После этого следует предложить экспериментальную задачу: “В трех пробирках находятся растворы: в одной поваренной соли, в другой - едкого аммония, а в третьей -- раствор другой щелочи. Определить, в какой пробирке, что растворено [3, 5].

Нерастворимые основания

Для характеристики нерастворимых оснований и подтверждения их названия “гидраты окислов металлов”, или “гидроокиси металлов” важно знать одно из общих их свойств - разложение при нагреваний на окисел и воду.

Для изучения этого свойства можно осуществить разложение гидроокиси меди, которое происходит при сравнительно невысокой температуре, а продукты этой реакций -- оксид меди и вода, хорошо известные учащимся. Легко обнаруживаются. Эта реакция как бы подтверждает, что данное основание действительно является гидратом. Но тут же нужно предупредить учащихся, что обратная реакция - гидратация окиси меди не происходит. Можно продемонстрировать или предложить им выполнить соответствующий опыт. Аналогичные опыты следует проводить и при изучении гидроокиси железа.

Опыты проходят хорошо, если гидроокиси хорошо промыты (освобождены от примесей щелочей, которыми пользуются при их получении) и просушены. Изучение нерастворимых оснований успешно проходит в случае применения самостоятельной работы по заданию [2, 5].

Состав и свойства нерастворимых оснований

Цель работы:

1. Выяснить общее в составе и свойствах нерастворимых оснований.

2. Сходство и различия между щелочами и нерастворимыми основаниями.

В качестве примеров нерастворимых оснований следует изучить состав и свойства двух оснований - гидроокиси меди и гидроокиси железа. Ознакомьтесь с внешним видом этих веществ и проделайте описанные ниже опыты. Результаты наблюдений можете записать в форме таблицы, в которой должны быть следующие графы: 1) номер по порядку, 2) название, 3) формула, 4) краткое описание внешнего вида, 5) результаты испытаний лакмусом и фенолфталеином, 6) результаты нагревания небольшого количества вещества на стеклышке или на пластинке из белой жести.

Изучение гидроокиси меди.

Рассмотреть образец гидроокиси меди и заполнить графы 1--4 в таблице.

Поместить часть изучаемого вещества в пробирку, прилить чистой воды, взболтать и испытать полученную жидкость индикаторами (как испытывали раствор щелочи); Результаты записать в таблице.

Разложение гидроокиси меди

Небольшое количество испытуемого вещества поместите на пластинку из белой жести и подержите над пламенем, горелки. Какие вещества получились? Почему так думаете? Напишите уравнение этой-реакции. Проверьте правильность ваших записей по учебнику. Заполните графу 6 вашей таблицы. Узнайте, гидратируется ли окись меди.

Изучение состава и свойств гидроокиси железа следует проводить в том же порядке, в каком вы изучали гидроокись меди, и также заполнить все графы этой таблицы [5].

Сравнение состава и свойств щелочей и нерастворимых оснований

1. Выясните из содержания таблиц, что является общим в составе всех оснований, растворимых и нерастворимых. Сформулируйте определение оснований.

2. Укажите общие свойства нерастворимых оснований.

3. Укажите общие свойства растворимых оснований.

4. Проверьте по учебнику правильность и полноту этих записей.

2.2 Методика изучения химических свойств оснований

На уроках химии дети могут испытать радость совершения маленьких открытий. Знакомя учащихся с новым материалом, автор [6] не излагает его в виде лекции, а, наоборот, старается включить школьников в беседу. Пытаясь ответить на вопросы, они открывают для себя то, что в науке давно исследовано, но им кажется совершенно новым, неизвестным.

На уроке по теме “Основания. Их состав и химические свойства” особое внимание обращается на установление зависимости между составом и свойствами веществ.

Начинается урок со знакомства учащихся с составом оснований. Для этого на доске записываются формулы и названия некоторых оснований: NaOH -- гидроксид натрия, КОН -- гидроксид калия, Ca(OH)2 - гидроксид кальция, Zn(OH)2 -- гидроксид цинка, А1(ОН)3 -- гидроксид алюминия. Ставится вопрос: что общего в составе оснований?

Учащиеся замечают, что в составе всех оснований есть группа атомов ОН. Объясняется, что эту группу атомов называют гидроксогруппой. Почему в составе гидроксида натрия всего одна гидроксогруппа, а в составе гидроксида алюминия - три? От чего зависит число гидроксогрупп в составе оснований? Учащиеся делают вывод, что число гидроксогрупп в составе оснований зависит от валентности атомов металла. Предлагается обозначить валентность атомов металлов над символами химических элементов в формулах оснований и определить валентность гидроксогруппы. На основе анализа и обобщения вышесказанного учащиеся сами дают определение понятия “основания”.

Предлагается учащимся на основе эксперимента вывести зависимость свойств оснований от их состава. Для этого в одной пробирке смешивается с водой гидроксид натрия, в другой - гидроксид кальция, в третьей - гидроксид меди (II). Наблюдения показывают, что растворимость оснований в воде различна. Возникают вопросы: почему? Как это объяснить исходя из состава оснований? Чем определяется растворимость оснований -- гидроксогруппами или атомами металлов?

Ответить на эти вопросы учащиеся могут самостоятельно, они без труда приходят к выводу, что растворимость оснований в воде зависит от природы металлов, входящих в их состав. Сравнение активности металлов натрия, кальция, калия, меди, алюминия, которые входят в состав изучаемых оснований, позволяет им развить эту мысль дальше: основания, содержащие в своем составе активные металлы, растворимы в воде, а основания, содержащие неактивные металлы, не растворяются в воде. Дается классификация оснований.

Затем переходим к рассмотрению химических свойств оснований. Для исследования общего свойства оснований демонстрируются опыты по взаимодействию щелочей и нерастворимых оснований с кислотами. Учащиеся составляют уравнения реакций.

Вопрос: почему и растворимые, и нерастворимые основания взаимодействуют с кислотами? Чем обусловлено это свойство оснований?

Учащиеся отвечают, что это свойство оснований не определяется природой металлов, входящих в их состав. Общее свойство растворимых и нерастворимых оснований обусловлено сходством в составе оснований, т. е. наличием гидроксогрупп.

Правильность предположения учащихся подтверждается и доказывается, демонстрацией еще нескольких опытов по взаимодействию оснований с кислотами, в результате которых образуются соли и вода.

Для выяснения отношения оснований к кислотным оксидам демонстрируются два опыта. Через известковую воду пропускают углекислый газ, раствор мутнеет, что свидетельствует о протекании химической реакции. Составляются уравнения этой реакции. Затем пропускается углекислый газ через пробирку со свежеприготовленным осадком гидроксида меди (II). Учащиеся не обнаруживают признаков реакции.

Анализируя результаты опытов, учащиеся называют свойство оснований: растворимые основания реагируют с кислотными оксидами, образуя соль и воду. Нерастворимые основания с кислотными оксидами не взаимодействуют.

Отношение оснований к нагреванию учащиеся изучают самостоятельно по учебнику и снова отмечают влияние природы металлов, входящих в состав оснований, на их химические свойства: щелочи, в состав которых входят активные металлы, при умеренном нагревании устойчивы, а нерастворимые основания, содержащие в своем составе атомы неактивных металлов, легко разлагаются.

Рассматривая вопрос о получении щелочей и нерастворимых оснований, учащихся подводят к выводу о том, что для щелочей характерно еще одно химическое свойство, отличающее их от нерастворимых оснований: способность реагировать с некоторыми растворимыми солями [6].

В качестве закрепления предлагаются вопросы и задания.

* Какая реакция характеризует общие свойства всех оснований?

* На какие два оксида разлагается при нагревании гидроксид меди (II)? Напишите уравнение этой реакции.

* Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

а) Na Na2O NaOH;

б) Сu СuО ? Сu(ОН)2.

2.2.1 Едкие щелочи

Едкими щелочами называются хорошо растворимые в воде гидроксиды. Важнейшие из них NaOH и KOH.

Гидроксид натрия и гидроксид калия - белые, непрозрачные, твердые кристаллические вещества. В воде хорошо растворяются с выделением большого количества теплоты. В водных растворах практически нацело диссоциированы и являются сильными щелочами. Проявляют все свойства оснований.

Твердые гидроксиды натрия и калия и их водные растворы поглощают оксид углерода (IV):

NaOH + CO2 = NaHCO3

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

или в иной форме:

OH- + CO2 = HCO

2OH- + CO2 = CO + H2O

В твердом состоянии на воздухе NaOH и KOH поглощают влагу, благодаря чему используются как осушители газов.

В промышленности гидроксид натрия и гидроксид калия получают электролизом концентрированных растворов соответственно NaCl и KCl. При этом одновременно получаются хлор и водород. Катодом служит железная сетка, анодом - графит.

Схему электролиза (на примере KCl) следует представлять так, KCl полностью диссоциирует на ионы K+ и Cl-. При прохождении электрического тока к катоду подходят ионы K+, к аноду - хлорид-ионы Cl-. Калий в ряду стандартных электродных потенциалов расположен до алюминия, и его ионы восстанавливаются (присоединяют электроны) гораздо труднее, чем молекулы воды. Ионов же водорода H+ в растворе очень мало. Поэтому на катоде разряжаются молекулы воды с выделением молекулярного водорода:

2H2O + 2e- = H2 + 2OH-

Хлорид-ионы в концентрированном растворе легче отдают электроны (окисляются), чем молекулы воды, поэтому на аноде разряжаются хлорид-ионы:

2Cl- - 2e- = Cl2

Общее уравнение электролиза раствора в ионной форме:

2Cl- - 2e- = Cl2 1

2H2O + 2e- = H2 + 2OH- 1

2Cl- + 2H2O электролиз H2 + 2OH- + Cl2

или

2KCl + 2H2O электролиз H2 + 2KOH + Cl2

Аналогично протекает электролиз раствора NaCl. Раствор, содержащий NaOH и NaCl, подвергается упариванию, в результате чего выпадает в осадок хлорид натрия (он имеет намного меньшую растворимость и она мало изменяется с температурой), который отделяют и используют для дальнейшего электролиза. Гидроксид натрия получают в очень больших количествах. Он является одним из важнейших продуктов основной химической промышленности. Применяют его для очистки нефтяных продуктов - бензина и керосина, для производства мыла, искусственного шелка, бумаги, в текстильной, кожевенной, химической промышленности, а также в быту (каустик, каустическая сода) [7]. Более дорогой продукт - гидроксид калия - применяется реже, чем NaOH.

2.2.2 Cоставление уравнений реакций, характеризующих общие химические свойства щелочей (Алгоритм [8])

Задание. Составьте уравнения реакций, характеризующих общие химические свойства щелочей, на примере гидроксидов натрия и кальция.

Глава III. Мои уроки

3.1 Развернутый урок по теме «Основания»

Цели урока: познакомить учащихся с новым классом химических соединений - основаниями, их свойствами (отношение к воде, действие на индикаторы, взаимодействие с кислотами), практическим использованием оснований в быту и народном хозяйстве; развивать умения работать с химическим оборудованием и реактивами, сравнивать, анализировать, делать выводы; прививать интерес к предмету.

Оборудование и реактивы. На столах учащихся: твердые гидроксиды натрия, кальция, меди, железа (III), вода, соляная кислота, растворы индикаторов (метиловый оранжевый, фенолфталеин, лакмус), пробирки, спиртовка, тигельные щипцы, предметное стекло.

На демонстрационном столе: растворы щелочи (концентрированные), фенолфталеина, соляная кислота, растворы индикаторов в кислоте, щелочи, нейтральной среде, шерстяная ткань, стеклянная палочка, лабораторный штатив, химический стакан.

Ход урока

I. Организационный момент:

проверка готовности

учет посещаемости

II. Изучение нового материала

Учитель: Ребята, вы уже много узнали о веществах, их практическом использовании человеком. Вы знакомы с такими классами неорганических соединений, как оксиды, кислоты и соли. Сегодня мы познакомимся с новым классом неорганических веществ - основаниями.

Что же из себя представляют вещества, называемые основаниями. На столах у вас есть пробирки с основаниями, на пробирках написаны формулы NaOH, Ca(OH)2, Cu(OH)2, Fe(OH)3. Выясните, есть ли какое-либо сходство в составе этих веществ.

Учащиеся отмечают, что во всех веществах присутствует группа ОН.

Учитель: Группу ОН называют гидроксогруппой, она одновалентна.

I

Н - ОН гидроксогруппа

вода

Учитель: А чем еще схожи основания?

Учащиеся: гидроксогруппы в основаниях связаны с атомами металлов.

Учащиеся записывают определение оснований в тетради.

Вывод: Сложные вещества, состоящие из атома металла и одной или нескольких гидроскогрупп, называют основаниями.

Учащиеся записывают формулу оснований в общем виде:

n

Ме(ОН)n

Затем учащиеся знакомятся с правилами номенклатуры оснований и называют вещества, имеющиеся у них на столах.

Учитель: Опишем физические свойства оснований.

Учащиеся делают вывод, что все основания - твердые вещества. Затем выясняют растворимость оснований в воде.

Лабораторный опыт

К гидроксидам приливают по 3 - 4 мл воды и взбалтывают смесь. Учащиеся делают вывод: основания делятся на растворимые и нерастворимые.

Учитель: Сейчас мы введем в наш химический лексикон еще один новый термин. Растворимые основания называются щелочами. По учебнику учащиеся выясняют, какие основания относятся к щелочам.

Далее учитель знакомит учащихся с правилами обращения со щелочами, проводит демонстрационный опыт (воздействие щелочи на шерсть). Затем рассказывает о применении щелочей (используется таблица).

Таблица 2.1. Применение щелочей

NaOH

Гидроксид натрия

Каустик

едкий натр

каустическая сода

применяют для производства мыла,

в текстильной промышленности

Са(ОН)2

Гидроксид кальция

гашеная известь

известковая вода

используется в строительстве,

для известкования почв,

для побелки деревьев

Учитель: Выясним, изменяют ли растворы щелочей окраску индикаторов.

Лабораторный опыт

Учащиеся разливают раствор гидроксида натрия в 3 пробирки, добавляют индикаторы и отмечают изменение окраски. Проверяют, изменяется ли окраска фенолфталеина в гидроксиде меди (II).

Учащиеся делают вывод: В растворах щелочей индикаторы изменяют окраску, а в нерастворимых основаниях - нет.

Учитель: Ребята, с индикаторами вы встречаетесь не только в химлаборатории, но и дома.

Так, в качестве индикатора мы можем воспользоваться заваренным чаем, соками некоторых растений - свеклы, черной смородины.

Для выяснения химических свойств оснований учитель проводит демонстрационный опыт (взаимодействие щелочи с кислотами) и записывает уравнение реакции. О прохождении реакции учащиеся судят по изменению окраски фенолфталеина.

NaOH + HCl = NaCl + H2O

Учащиеся выполняют подобную реакцию, выясняя, реагируют ли нерастворимые основания с кислотами. Проводят химическую реакцию между гидроксидом меди (II) и серной кислотой. Для доказательства образования соли в результате реакции учащиеся выпаривают каплю раствора.

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены