Количественные экспериментальные задачи

Количественные экспериментальные задачи

ВВЕДЕНИЕ

Экспериментальные задачи используются в практике преподавания химии с целью закрепления, углубления и контроля знаний. Преимущество этих задач заключается в том, что их решение способствует развитию мыслительных способностей учащихся.

Глава 1. Решение экспериментальных задач на уроках химии

Решение экспериментальных задач - это особый вид практической работы по химии. Особенность данной работы заключается в отсутствии инструкции о том, как выполнить предлагаемые задания.

Экспериментальные задачи используются в практике преподавания химии с целью закрепления, углубления и контроля знаний. Преимущество этих задач заключается в том, что их решение способствует развитию мыслительных способностей учащихся. Однако наблюдая за тем, как учащиеся разных классов, а также студенты-первокурсники решают экспериментальные задачи на практических занятиях, мы убеждаемся в том, что многие из них не понимают главного отличия экспериментальных задач от обычного химического опыта (В задаче не приводится инструкций по выполнению опыта, в ней обозначена лишь проблема, а какие целесообразно взять реактивы, в каких, условиях провести реакцию - все это необходимо решить самостоятельно.), поэтому, получив задание, долго не могут сообразить, что нужно делать.

Для успешного решения экспериментальных задач необходимо сочетание теоретических знаний в области химии с практическими и интеллектуальными умениями, сформировать которые может любой учитель.

Чтобы показать учащимся связь химии с жизнью, развить у них интерес к изучению этой науки, а также подготовить их к осознанному выполнению практических работ, мы много времени отводим на решение экспериментальных задач. Экспериментальные задачи называются так потому, что для их решения необходимо выполнить тот или иной химический опыт. Сложность заключается в том, что экспериментатор сам должен решить, какой именно опыт необходимо проделать. Поэтому предварительно надо продумать и составить план решения задачи и хорошо представлять, для чего выполняется каждое действие. Решение экспериментальной задачи может быть проведено учителем как обучающий демонстрационный эксперимент в виде ответа учащегося у доски по изученному материалу, закрепления нового материала, рассмотренного на уроке, и, безусловно, практической работы, выполняемой каждым учащимся.

Частое решение экспериментальных задач -- средство применения имеющихся у учащихся знаний и умений для получения и осмысления новых знаний и умений, так как при этом рассматриваются вещества и их свойства. Проводя эксперимент, учащиеся приобретают умения решать экспериментальные задачи рациональным способом, при этом использовать более доступные и менее опасные реактивы, осуществлять практически возможные реакции и, если требуется, выполнять решение несколькими способами. Такая работа учащихся занимает на уроке больше времени, чем выполнение заданий по образцу. Однако затраты времени на развитие их исследовательских умений впоследствии компенсируются тем, что они научатся быстро и правильно выполнять работы, так как повысятся осознанность и прочность знаний, появится устойчивый интерес к предмету.

При решении экспериментальных задач учащиеся последовательно овладевают следующими этапами исследования: постановка проблемы (задача) > построение гипотезы > проектирование опыта для проверки гипотезы > составление плана эксперимента > осуществление эксперимента > оформление результатов эксперимента > формулирование ответа.

Различают следующие по типам экспериментальные задачи:

· на получение веществ;

· на распознавание одного или нескольких веществ;

· на определение качественного состава веществ;

· задачи, в которых предлагается провести опыт, а затем объяснить наблюдаемые при этом явления.

Главная сложность при решении задач на распознавание веществ заключается в предварительном теоретическом анализе предложенного условия. Для этого надо уметь классифицировать и группировать вещества, сравнивать их индивидуальные свойства, знать качественные реакции. Кроме того, важно найти наиболее короткое и красивое решение, чтобы анализировать возможно меньшее число проб при проведении эксперимента.

Для облегчения решения такой задачи нередко составляют логические схемы и таблицы. Например, следующую таблицу.

Реактивы	Проба
?	№1	№2	№3
?
?
Ответ	?	?	?

После выбора пути решения задачи посредством теоретических рассуждений можно приступать к экспериментальному выполнению. Очень важно, чтобы после выполнения работы большая часть исследуемых веществ осталась неиспользованной. Это необходимо на случай ошибки, если придется повторить исследование.

Экспериментальные задачи на определение качественного состава вещества

Экспериментальные задачи на определение качественного состава вещества сводятся к тому, чтобы установить наличие в нем тех или иных ионов или функциональных групп (если анализируется органическое вещество). Для решения таких задач надо знать реакции, с помощью которых можно выявить наличие иона или группы. В некоторых случаях это могут быть аналитические реакции, в других -- реакции, позволяющие достаточно наглядно и убедительно доказать состав вещества. Полезно помнить и специфические свойства веществ, которые помогают их обнаружить. Особенно это важно при обнаружении солей аммония: хлорид аммония, например, легко возгоняется, карбонат аммония при нагревании улетучивается, разлагаясь на газообразные продукты, и т. д.

Экспериментальных задач на получение веществ

При решении экспериментальных задач на получение веществ требуется уметь соотносить известный способ получения конкретного вещества с теми реактивами, которые выданы для работы. Поэтому при планировании решения такой задачи полезно предусмотреть разные его варианты. При проведении фильтрования надо вспомнить, как приготовить бумажный фильтр из фильтровальной бумаги. Если в задаче предложено получить последовательно несколько веществ, то ее можно рассматривать как серию соответствующих задач.

В отчете учащиеся указывают номера веществ, названия опытов, пробы, действия и наблюдения. В заключение делают выводы.

Основной упор при решении экспериментальных задач мы делаем на курс неорганической химии, так как он содержит много подходящего для этих целей материала. В курсе органической химии (который к тому же меньше по объему) решение экспериментальных задач более ограниченно, так как число веществ, с которыми разрешается работать учащимся, невелико. При решении экспериментальных задач в курсе органической химии часто приходится решать комбинированные задачи, например получить вещество и доказать его принадлежность к тому или иному классу веществ.

Решение экспериментальных задач не только способствует закреплению знаний учащихся и формированию у них практических умений обращаться с веществами и оборудованием, но и учит их делать обобщения, открывать новые взаимосвязи в учебном материале, экспериментально проверять теоретические суждения и др. При этом у учащихся формируются умения самостоятельно определять цель работы, составлять план исследования, проводить эксперимент, оформлять его результаты, анализировать полученные результаты и делать выводы.

Как показывает опыт, систематически решая экспериментальные задачи, учащиеся понимают, что они делают это на основе теоретических знаний, без которых нельзя понять даже смысла такой задачи. Кроме того, им необходимо владеть приемами лабораторной техники. Эти умения они приобретают в процессе длительной работы по решению экспериментальных задач и проведению других химических опытов.

Виды экспериментальных задач

С точки зрения степени проявления самостоятельности экспериментальные задачи можно условно разделить на два вида:

· задачи на воспроизведение,

· продуктивные задачи.

Задачи на воспроизведение

Задачи на воспроизведение связаны с повторением определенных знаний, практических умений и ранее проведенных опытов. Приведем несколько примеров таких задач.

Опытным путем докажите, что при взаимодействии железа с соляной кислотой выделяется газ -- водород.

Проделайте реакции, характеризующие химические свойства серной кислоты.

В пробирках находятся растворы хлорида калия и сульфата натрия. Установите, в какой пробирке находится сульфат натрия!

Осуществите превращения: 2Са(HСО3)2 > СаСО3 > CO2.

Задачи продуктивного уровня

Для решения задач продуктивного уровня учащимся необходимо использовать значительный объем теоретических знаний, логические операции. Причем ученик может предложить оригинальное решение или несколько способов решения одной и той же задачи. Приведем примеры задач продуктивного характера.

Получите двумя способами хлорид натрия. В результате анализа химических свойств основных классов неорганических соединений и пользуясь таблицей растворимости, учащиеся должны предложить способы получения хлорида натрия.

Исходя из оксида меди (II), получите гидроксид меди (II).

Так как в условии не обозначен промежуточный продукт, учащимся необходимо будет в две стадии получить гидроксид меди (II).

Не прибегая к дополнительным реактивам, распознайте растворы карбоната натрия, хлорида бария и соляной кислоты.

Подготовка учеников к решению экспериментальных задач

Важным вопросом является подготовка учеников к решению экспериментальных задач. Ее обычно осуществляют тремя путями.

Первый из них -- демонстрации учителем, показ различных практических действий, необходимых учащимся при выполнении опытов, обучение их решать экспериментальные задачи на уроках (при опросе, изложении, закреплении и повторении материала).

Второй путь -- выполнение лабораторных опытов, где учащиеся обучаются химическому эксперименту, решению экспериментальных задач.

Третий путь -- осуществление практических работ по получению веществ и изучению их свойств. Здесь учащиеся закрепляют свои знания и практические умения.

В результате такой многосторонней подготовки ученики в состоянии будут успешно решать контрольные экспериментальные задачи, которые включены в практические работы.

Решение учащимися экспериментальных задач слагается из следующих этапов:

а) осмысления условия задачи,

б) теоретического решения задачи (составление плана), выяснения условий протекания реакций,

в) подготовки реактивов и оборудования,

г) практического решения задачи,

д) оформления отчета.

При подготовке учеников к решению задач необходимо обратить их внимание на умение рассуждать. Этому следует терпеливо обучать. К сожалению, часто можно наблюдать на урокax такое явление, когда учитель довольствуется бессловесным выполнением учеником задачи в одном варианте, хотя иногда имеется и другой вариант, более рациональный. Осознанное понимание учащимися решения задач возможно только при условии их всестороннего обсуждения.

Подготовку учеников к решению экспериментальных задач целесообразно начать после изучения свойств оксидов, т. е., когда у них накопились определенные знания и когда они приобрели необходимые практические (лабораторные) умения, учащимся можно предложить экспериментальные задачи по закреплению материала об указанном классе соединений. Например, такую задачу: исходя из оксида меди (II), получите хлорид меди (II). Казалось бы, задача простая, однако при ее решении важно научить учащихся составить «в уме» схему решения, научить отбирать для опыта малые количества веществ.

Рассуждения учеников могут быть такие: чтобы от оксида меди (II) перейти к хлориду меди (II), требуется сложное вещество, содержащее элемент хлор и реагирующее с оксидом металла. Таким веществом является соляная кислота. Некоторые ученики могут предложить поваренную соль, так как им неизвестно, реагируют ли оксиды металлов с солями. Чтобы доказать отсутствие такой реакции, учитель проводит опыт.

Далее учащиеся записывают уравнение реакции между оксидом меди (II) и соляной кислотой, подписывая под формулами исходных веществ их агрегатное состояние, цвет:

CuO + 2HCI = CuCl2 + H2O

СuО - черный порошок

HCI - бесцветный раствор

Учитель выясняет, в каком виде должен получиться хлорид меди (II): в твердом состоянии или в виде раствора? Каков цвет образующегося вещества? Обычно ученики отвечают: образуется вещество в жидком виде, так как для реакции берут раствор кислоты и в результате реакции образуется вода. Что касается предположений о цвете образующегося продукта учащиеся затрудняются назвать его. Этот вопрос решается экспериментальным путем.

Затем учитель выясняет условия протекания реакции: нужно нагревать смесь или нет? Этот вопрос решают сами учащиеся в процессе выполнения опыта.

Прежде чем провести опыт, учитель указывает, сколько нужно взять оксида меди (II) (например, стеклянную аптечную лопаточку), сколько капель (примерно) соляной кислоты. Только после таких пояснений учащиеся (или ученик у демонстрационного стола) приступают к выполнению экспериментальной задачи.

После проведения опыта ученики должны указать в уравнении реакции цвет раствора хлорида меди (II) и над знаком равенства обозначить условия реакции. Окончательная запись (отчет) может иметь следующий вид:

СuО + 2HCI = CuCl2 + Н2O

СuО - черный порошок

HCI - бесцветный раствор

CuCl2 - голубой раствор

Обучать решению задач следует как фронтально, так и путем вызова от дельных учеников к демонстрационному столу. При этом учащиеся всего класса должны участвовать в обсуждении задачи, в составлении плана ее решения, а выполняют опыты вызванные к столу учащиеся. Учителю необходимо проследить за тем, какие ошибки допускают ученики при выполнении опытов, исправить ошибки, привлекая для этого учащихся.

От учащихся после решения экспериментальной задачи необходимо требовать составления в классе письменного отчета. В отчете необходимо записать план решения каждой экспериментальной задачи, записать необходимые уравнения реакций и условия их течения, фиксировать наблюдения, записи выводов, а в случае необходимости зарисовать приборы, используемые для решения. Надо требовать от школьников перед решением экспериментальной задачи составления списка необходимых реактивов, материалов и посуды. Особенно важно учитывать знания учащимися техники безопасности, которую они должны соблюдать.

Проверка учителем решения экспериментальной задачи учащимися проводится путем наблюдения за проведением химического эксперимента путем наблюдения за проведением химического эксперимента, а также проверки письменного отчета.

Проверка решения экспериментальной задачи учащимися проводится путем вызова отдельных учащихся к демонстрационному столу учителя. Всем остальным учащимся рекомендуется принимать участие в разборе решения задачи, давая дополнения к ответу вызванного школьника, демонстрирующего перед классом решение задачи. Из экономии времени для проверки решения экспериментальной задачи целесообразно вызывать одновременно два ученика: пока один отвечает, другой обдумывает план решения, готовясь к ответу.

Учитель оценивает работу всех учащихся на основе проверки их ответов, кроме того, в журнал выставляет оценки тем 6-8 учащимся, за которыми он проводил более тщательные наблюдения при проведении эксперимента.

Для учета знаний и, особенно, для выявления умений и навыков школьников полезно использовать задачи не только на получение веществ, распознавание, доказательство состава вещества и т.д., но и на проектирование и конструирование приборов.

Проверка умения школьников конструировать приборы и решать экспериментальные задачи по химии дает возможность выявить учащихся, проявляющих особый интерес к химии, и помогает в профориентации.

Глава 2. Количественные экспериментальные задачи при изучении неорганической химии

Решение задач способствует осуществлению связи теории с практикой, глубокому пониманию и закреплению изучаемого материала, а также привитию учащимся практических умений и навыков.

При решении количественных экспериментальных задач перед учащимися раскрывается не только качественная, но и количественная сторона химических явлений, они начинают глубже понимать стехиометрические законы химии и правильно использовать их при характеристике состава веществ и выводе их формул, учатся точно оценивать химические реакция с количественной точки зрения, более обстоятельно осознают значение соотношений между реагирующими веществами и продуктами реакций, которые отображаются химическими, уравнениями, и др.

Количественные экспериментальные задачи вырабатывают у учащихся навыки измерения массы, объема жидкостей и газов, плотности веществ, температуры. При этом они осваивают приемы работы с весами, мерными цилиндрами, мензурками, бюретками, жидкостными и газовыми пипетками, ареометрами, термометрами я т. д.

При решении количественных экспериментальных задач у учащихся воспитывается аккуратность, критический подход к делу, чувство ответственности за выполняемую работу, развиваются упорство и настойчивость в достижении поставленных целей, приобретаются многие организационно-трудовые умения (планирование эксперимента, рациональное использование времени, оборудования и реактивов, самоконтроль и т. д.). Это способствует, развитию культуры труда, содействует подготовке к будущей трудовой деятельности. Наряду с этим количественные экспериментальные задачи являются средством развития исследовательской деятельности учащихся.

Различие между количественным опытом и количественной экспериментальной задачей coстоит в том, что, выполняя лабораторную работу, учащиеся могут пользоваться инструкцией учебника, а на решение задачи нет инструкции, и учащиеся должны исходить из собственного запаса знаний. Таким образом, один и тот же количественный эксперимент, в зависимости от степени самостоятельности учащихся при его проведении, можно считать количественным опытом и количественной экспериментальной за/дачей.

Количественные экспериментальные задачи в зависимости от степени трудности, содержания характера их осуществления могут выполняться как на уроке, так и на факультативных и внеклассных занятиях. Для того чтобы учителю было легко ориентироваться в выборе количественных экспериментальных задач, введем условные обозначения каждого их вида: «У» -- количественные экспериментальные задачи, проводимые на уроке химии. Такие задачи проводятся с 35--40 учащимися, которые подразделяются на 4--5 групп по 8 человек. Общее руководство выполнением таких экспериментальных задач осуществляет учитель. К контролю за выполнением задач привлекаются лаборант, наиболее активные члены кружка, которые предварительно проделали эти экспериментальные задачи во внеурочное время. На решение задачи отводится 10-- 15 мин.

Эти задачи проводятся с группой в 15 человек, разделенных на подгруппы в 4--5 человек. Для выполнения таких количественных экспериментальных задач отводится 20--25 мин. Здесь контроль осуществляют только учитель и лаборант.

В количественные экспериментальные задачи для внеклассных занятий. Решают эти задачи всего 3--4 учащихся. Выполнение таких задач требует от 1,5 до 3 ч и проводится учащимися индивидуально. По своему содержанию и приемам практического выполнения количественные экспериментальные задачи можно подразделить на следующие основные типы.

Определение массы, объема, плотности и температуры кипения и плавления веществ

Это самый простой тип количественных экспериментальных задач, не требующий сложной измерительной техники:

1. Определите с помощью весов массы веществ, взятых количеством: 0,2 моль магния; 0,1 моль железа; 0,3 моль серы; 0,1 моль оксида меди (II); 0,2 моль хлорида натрия (У).

2. Отмерьте с помощью мензурки объем воды, взятой Количеством 0,5 моль, 1 моль,

2,5 моль, 3 моль, 4 моль, 4,5 моль, 5 моль (У). ч

3. Определите температуру кипения предложенного водного раствора (Ф).

4. Определите температуру плавления выданного, образца твердого вещества (Ф).

Нахождение относительной плотности и молекулярной массы газообразных веществ

Решая задачи предыдущего типа, учащиеся производили измерения параметров веществ в твердом и жидком агрегатном состоянии. В данном случае они эти операции проводят с газами.

Как показывает опыт работы учителей, очень часто у учащихся имеется, ошибочное суждение о том что «газы совсем не имеют массы». Преодолеть эти ошибки можно на основе измерений масс различных газов с помощью весов. С этой целью учащимся можно предложить определить массу равных объемов некоторых газов (кислорода, оксида углерода {IV), водорода). Ценность такого определения состоит в том, что учащиеся сами познают следующую закономерность: равные объемы различных газов имеют неодинаковую массу (при неизменных температуре и давлении). Используя это положение, на основании закона Авогадро учащиеся могут вычислять относительные плотности и молекулярные массы газов.

Приведем примеры некоторых задач такого типа.

1. Определите экспериментальным путем относительную плотность оксида углерода (IV) по воздуху (Ф).

2. Определите относительную молекулярную массу СО используя предложенные реактивы и оборудование (Ф).

3.Предложите Лабораторную установку для количественного исследования состава, воздуха, имея необходимее оборудование. Соберите предложенный вами прибор и проведите количественные измерения (В).

Задачи такого типа являются важными для закрепления учебного материала о газовых законах, изучение которых обычно не сопровождается демонстрационными опытами.

Определение массовой доли воды в веществах

Для решения этого типа задач учащиеся должны знать, что многие вещества содержат гигроскопическую воду, определяющую влажность и влагоемкость вещества, и кристаллизационную воду, входящую в состав кристаллогидратов. В качестве примера, могут быть предложены такие задачи.

1. Определите влажность муки или почвы (В).

2. Определите влагоемкость картофеля или древесины (В).

3. Рассчитайте на основе проведенного эксперимента, сколько молей воды приходится на 1 моль соли в выданном образце кристаллогидрата (В).

4. Определите содержание воды (в массовых, долях) в образце технического препарата железного купороса, используя предложенные реактивы. Вычислите, на сколько отличается содержание воды в выданном образце от содержания воды в химически чистом препарате (В).

Решение задач такого типа требует от учащихся более сложных экспериментальных умении и навыков (отбор и подготовка к анализу: пробы исследуемого вещества, взятие, навески, взвешивание, высушивание: и Прокаливание), а также расчетных навыков по вычислению, результатов исследования.

Определение коэффициента растворимости и массовой доли вещества в растворе

Задачи на растворы имеют важное практическое значение, так как учащиеся в процессе решения этих задач приобретают навыки исследовательского характера. Они учатся готовить растворы с заданной массовой долей растворенного вещества, проводить выпаривание, Кристаллизацию и перекристаллизацию веществ, исследовать зависимость растворимости веществ от температуры. Конкретными задачам» этого типа могут быть следующие: I. Определите коэффициент растворимости нитрата натрия, поваренной соли, дихромата калия при комнатной температуре (В).

2. Приготовьте 150 г 5 %-ного раствора нитрата калия (У).

3. Приготовьте 200 е 8%-ного. раствора сульфата меди (II) из медного купороса состава CuSO-5H20 (У).

4. Определите экспериментальным путем массовую долю вещества в выданных вам растворах хлорида калия и сульфата натрия (В).

Определение состава смеси веществ

К задачам такого типа можно отнести задачи на определение чистоты вещества массовой доли компонентов в смеси.

1. Определите массовую долю карбонатов в выданном образце известняка (В). 2. Выдана смесь двух сoлей: кристаллической соды и карбонита калия. Определите содержание в смеси солей (в массовых долях) методам, осаждения. Рассчитайте массу 12 %-кого раствора соляной кислоты; минимально необходимую для растворения полученного осадка, и проверьте это экспериментально-(В).

3. В I л раствора содержится 10 г смеси карбоната и гидроксида натрия. Пользуясь предложенными реактивами и оборудованием, определите, сколько граммов, карбоната натрия и гидроксида натрия содержится в 1 а анализируемого раствора (В).

Решая такие количественные экспериментальные задачи, учащиеся осваивают физические и химические методы разделения смесей. Это требует от них не только владения практическими умениями, навыками, но ,и активного включения логических мыслительных операций (сопоставление, сравнение, анализ, синтез и др.).

Получение веществ я расчет массовой доли их выхода

Одним из важнейших методов химии является синтез веществ. Поэтому задачи по получению веществ должны занимать определенное место в преподавании химии.

1. Получите оксид меди (II) из малахита и рассчитайте массовую долю его выхода от теоретически возможного (Ф).

2. Получите из выданной навески нитрата свинца (II) методом осаждения иодид свинца (II). Определите массу полученного препарата и рассчитайте массовую долю его выхода от теоретически возможного [В),

Новым в задачах такого типа, является освоение учащимися метода синтеза химических препаратов. В процессе решения таких задач развиваются и совершенствуются умения, которые были приобретены учащимися при решении задач предыдущих типов (фильтрование, высушивание до постоянной массы, взвешивание и др.). Особенностью этого типа задач является то, что учащиеся приобретают новые расчетные навыки по определению, массовой доли выхода продукта от теоретически возможного.

Широкое использование количественных экспериментальных задач на уроке на факультативных и внеурочных занятиях: позволяет углублять, закреплять знания по химии, дает учащимся навыки количественных исследований, вызывает интерес учащихся к изучению химии. Мы особо обращаем внимание учащихся на этот материал. Здесь кроме демонстрации опытов по определению температуры частей пламени с помощью гальванометра с термопарой устанавливаем и состав каждой из них. Далее проводим опыт, при котором вдуваем воздух в светящееся пламя свечи, при этом оно перестает светиться. Последний опыт позволяет показать использование пламени свечи и ацетилена для освещения, а ацетиленово-кислородной смеси газов для резки и сварки металлов. Тем самым формируем взаимосвязь знаний о составе, строении и свойствах пламени с практическим его использованием.

В VII и VIII классах в ходе лабораторных опытов и практических занятий, у учащихся закрепляются знания и умения пользоваться пламенем. Гальванометр с термопарой используем также в IX классе. Так, при изучении темы «Подгруппа азота» демонстрируем опыт 3 «Горение аммиака в кислороде», исследуем температуру пламени, сравниваем ее с температурой пламени газовой горелки, обсуждаем вопрос о целесообразности применения аммиака в качестве горючего, а также указываем на необходимость осторожного обращения с аммиачно-воздушной смесью, как взрывоопасной.

О практическом значении знаний о пламенном горении органических веществ рассказываем к в X классе, используя прибор «гальванометр--термопара». По сравнению с IX классом работа несколько видоизменяется. Это выражается в том, что при изучении предельных и непредельных углеводородов изложение части материала поручается учащимся-докладчикам, а при рассмотрении темы «Спирты и фенолы» доля самостоятельной, работы школьников еще больше увеличивается. Так, при изучении материала «Гомологический ряд предельных углеводородов» докладчики освещают вопрос о составе, строении я свойствах метана я его гомологов. Особо останавливаемся на горении метана и парафина в кислороде. На примере горения свечи докладчики объясняют строение пламени, отмечают состав продуктов горения (метан, этан, пропан, оксиды углерода (II) и (IV), пары воды), прослеживают изменение температуры отдельных частей пламени с помощью термопары и присоединенного к ней гальванометра. В своих докладах ученики знакомят в общем плане с процессом горения веществ в кислороде, сообщают о применении горючих веществ для освещения улиц, помещений и получения тепла, объясняют принцип действия термопары и появления тока в ней. При изучении темы «Спирты и фенолы» каждый учащийся, независимо от наличия в кабинете химик газовой или электрической подводки, должен проявить знания о горючести спирта в кислороде, уметь работать со спиртовкой.

Во время экскурсий на предприятия в числе других вопросов ученики должны выяснить: применяется ли анергия пламени на данном производстве, цель его использования, имеется ли пульт управления и приборы на нем.

Описанный подход позволяет учителю не только эффективно применять на уроках химии оборудование кабинета физики и осуществить в ряде случаев межпредметную связь химии с физикой, но и подвести учащихся к пониманию того, что знания и умения, полученные в школе, потребуются им в жизни.

Глава 3. Методические разработки по теме: Решение экспериментальных задач по неорганической химии

Цели урока:

Закрепить знания учащихся об основных классах неорганических веществ;

Применить полученные знания при экспериментальном решении задач;

Закрепить умения распознавать вещества, помещенные в склянках без этикеток по их физическим, химическим свойствам и по качественным реакциям на катионы и анионы, а также оформлять решение экспериментальных задач этого типа в отчете о практической работе;

Закрепить умения учащихся составлять уравнения проведенных реакций в молекулярной и ионной формах;

Совершенствовать умения объяснять наблюдения и результаты проводимых химических опытов;

Закрепить знания учащихся о правилах техники безопасности при обращении с химическими реактивами.

Тип урока: урок-практическая работа

Организационная форма: урок-исследование

Методы: частично-поисковый, исследовательский, творческий.

Оборудование:

Ватман для двух таблиц, маркеры.

Приборы и реактивы:

Для группы №1 - 4 нумерованных пробирки с растворами: иодида калия, сульфата меди, хлорида аммония, карбоната калия; реактивы - нитрат серебра, серная кислота, гидроксид натрия; пустые пробирки 12 штук, спиртовка, спички, держатель.

Для группы №2 - 4 нумерованных пробирки с растворами: соляной кислоты, серной кислоты, карбоната натрия, хлорида бария; пустые пробирки 16 штук.

ХОД УРОКА

(Эпиграф урока на доске)

Опыт - вот учитель жизни вечной.

И. Гете

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ УРОКА

I. Организационный момент. Постановка проблемы и задач урока.

II. Правила техники безопасности при проведении эксперимента.

III. Проведение химического эксперимента. Работа учащихся в группах.

IV. Рассказ о ходе эксперимента в 1 группе:

1) Цели эксперимента и общие этапы его проведения учащимися 1 группы на пути достижения цели.

2) Составление уравнений проведенных реакций в молекулярном и ионном видах.

3) Вывод о работе всей группы в целом, о достижении цели исследования и о его результатах.

Рассказ о ходе эксперимента во 2 группе:

1) Цели эксперимента и общие этапы его проведения учащимися 2 группы на пути достижения цели.

2) Составление уравнений проведенных реакций в молекулярном и ионном видах.

3) Вывод о работе всей группы, о достижении цели исследования и о его результатах.

V. Подведение итогов урока. Выставление оценок.

I. Организационный момент. Постановка проблемы и задач урока.

Учитель: Здравствуйте, ребята! Сегодня у нас с вами необычный урок - урок-лабораторная работа, урок-исследование. Химия - наука экспериментальная, и поэтому некоторые химические задачи можно решить с помощью опытов.

Опыт! Скажи, чем гордишься ты?

Что ты такое?

Ты - плод ошибок и слез,

Силам потраченным счет.

Всюду: “Что нового?” - слышишь.

Да вдумайся в старое прежде

В нем для себя ты найдешь,

Нового много, поверь! (А.Майков.)

Учитель: На нашем практическом занятии вы будете решать химические задачи экспериментально. При решении экспериментальных задач можно использовать тот же порядок действий, которого вы придерживались на практических работах и при оформлении отчетов к ним:

a. Что сделано (название опыта и его цель; рисунок ответа с поясняющими надписями; уравнения химических реакций.)

b. Что наблюдали (признаки и условия проводимых реакций.)

c. Выводы, ответы на поставленные в задаче вопросы.

Особенностью экспериментального решения задач является то, что для опыта берут не все вещество, а часть его, т.е. отливают или отсыпают порцию - “пробу” объемом примерно 1 мл. При распознавании веществ, при проведении нескольких разных опытов с одним веществом или при решении задач разными способами берут несколько проб.

Сегодня ивам предстоит стать экспериментаторами! Наш эксперимент мы будем проводить в двух группах. Каждая группа получает задание исследовательского характера.

(В классе присутствуют две группы учащихся по 8 человек.)

Задание №1

В нумерованных пробирках находятся растворы следующих веществ: сульфата меди, хлорида аммония, карбоната калия, иодида калия.

Также имеются следующие реактивы: серная кислота, гидроксид натрия, нитрат серебра.

С помощью перечисленных реактивов, и, проделав необходимые химические реакции, определите, в каких пробирках что находится.

Задание №2

Не пользуясь никакими другими реактивами, распознайте водные растворы выданных вам веществ, находящихся в нумерованных пробирках.

Выданные вещества: соляная кислота, карбонат натрия, хлорид бария, серная кислота.

Учитель: Но прежде, чем приступить к практической работе, давайте вспомним 5 советов, используемых при решении экспериментальных задач.

(На столах учащихся - “5 советов решающему экспериментальные задачи”)

Пять советов решающему экспериментальные задачи:

Не начинайте эксперимент до тех пор, пока не составите его подробный план (обоснование и техника проведения опытов).

Обязательно запишите свои наблюдения и их объяснения.

Не выбрасывайте полученные вещества, а сохраняйте их до конца работы.

Если нужно определить содержимое пробирок, то берите небольшие пробы веществ, не проводите опыты со всем веществом.

Во время эксперимента соблюдайте правила безопасной работы, не мешайте окружающим: не кричите, не лезьте к соседу с советами, не приглашайте весь класс посмотреть, что у вас получилось.

II. Правила техники безопасности при обращении с химическими веществами и лабораторным оборудованием.

Учитель: При выполнении любого химического эксперимента вы должны соблюдать правила техники безопасности. Сейчас вы познакомились с предложенными исследовательскими заданиями. А как вы думаете, какие правила техники безопасности вы должны соблюдать при выполнении опытов?

(Отвечают учащиеся из разных групп.)

III. Работа учащихся в группах. Проведение химического эксперимента.

Учитель: Сейчас каждая группа может приступить к выполнению своего задания.

На ваших столах находятся - таблица растворимости, таблица Д.И.Менделеева, приборы и реактивы согласно описанию лабораторной работы, а также рекомендации по проведению исследования.

Рекомендации по ходу определения:

1. Запишите формулы всех веществ, о которых идет речь в задаче, а под ними название класса, к которому принадлежит вещество.

2. Вспомните химические свойства веществ данных классов, а также их качественные реакции.

3. Определите, какие реактивы нужно использовать, чтобы различить вещества, относящиеся к этим классам соединений.

4. Подумайте, по каким признакам можно различить соединения, данные в задаче, при использовании этих реактивов.

5. Проведите необходимые реакции.

6. Если в задаче не предлагается использовать никаких других реактивов, кроме исходных веществ, запишите свои наблюдения в таблицу вида:

	Вещество № 1	Вещество № 2	Вещество № 3	Вещество № 4	Вещество № 5
Вещество 1
Вещество 2
Вещество 3
Вещество 4
Вещество 5

В случае распознавания веществ с помощью определенного реактива (или реактивов) таблица будет иметь вид:

Вещество	Реактив № 1	Реактив № 2	Реактив № 3	Наблюдения	Уравнения реакций	Вывод
Пробирка № 1
Пробирка № 2
Пробирка № 3
Пробирка № 4
Пробирка № 5

IV. Рассказ о ходе эксперимента в 1 группе.

Учитель: Группы завершили свою работу и мы можем предоставить им слово. Начинаем с 1 группы.

(Один учащийся из группы рассказывает о целях и ходе проведения эксперимента в 1 группе согласно схеме-таблице, которую демонстрирует присутствующим. Он описывает наблюдения и изменения, происходящие с веществами при добавлении того или иного реактива. В это время 4 учащихся группы записывают на доске уравнения происходящих реакций в молекулярной и ионной формах. Затем каждое уравнение комментируется и объясняется. Один из учащихся делает выводы по результатам исследования.)

V. Рассказ о ходе эксперимента во 2 группе.

Учитель: Слово представляется учащимся 2 группы.

(Один учащийся из группы рассказывает о целях и ходе проведения эксперимента во 2 группе согласно схеме-таблице, которую демонстрирует присутствующим. Он описывает наблюдения и изменения, происходящие с веществами при добавлении того или иного реактива. В это время 6 учащихся группы записывают на доске уравнения происходящих реакций в молекулярной и ионной формах. Затем каждое уравнение комментируется и объясняется. Один из учащихся делает выводы по результатам исследования.)

VI. Подведение итогов урока. Выставление оценок.

Учитель: Эксперимент играет огромную роль в изучении химии. А исследовательская работа вызывает большой интерес у многих учащихся. Надеюсь, сегодня вам было интересно заниматься исследованием.

Опыт любите - основу предмета,

Читайте, думайте и наблюдайте!

Умейте найти на все ответы,

Жизнь цените, творите, мечтайте!

Изучайте химию, и вы сможете распознать любые предложенные вещества!

ЛИТЕРАТУРА

1. Методологические уроки. Народное образование, 1992, № 1-2, с. 53-56;

2. Понятие как логическая форма мышления. «Химия» (ИД «Первое сентября»), 1997, № 43, с. 6-7;

3. Принцип гуманизации системы оценивания знаний учащихся. Педагогика толерантности, 1997, № 1-2, с. 91-97;

4. Чи потрiбно в школi вивчати логiку? Педагогiка i психологiя, 1997, № 3, с. 211-217;

5. Реформировать не классно-урочную систему, а всю организацию жизнедеятельности школы. Педагогика толерантности, 1998, № 1, с. 16-19;

6. Дать ученику право учиться так, как он может и хочет. Педагогика толерантности, 1998, № 3-4, с. 9-14;

7. Коли науковiсть в школi стане критерiем професiоналiзму? Освiта України, 2000, № 1-2, с. 8;

8. Нова модель шкiльної освiти: гуманiзацiя, демократизацiя, оптимiзацiя. Рiдна школа, 2000, № 3, с. 16-17;

9. Про деякi проблеми викладання хiмiї в школi. Хiмiя. Бiологiя, 2001, № 6-7, с. 1-2;

10. Про проекти концепцiї шкiльної хiмiчної освiти. Бiологiя i хiмiя в школi, 2002, № 1.