Научные основы школьного курса химии. методика изучения растворов

m(MoxSу) = 8,0 г m(Mo) до реакции = m(Mo) после реакции

след-но

m(MoO3) = 7,2 г n(Mo) до реакции = n(Mo) после реакции

MoxSу - ? 2. Определим количество вещества оксида

молибдена (VI)

m

7,2 г

n(MoO3) = (( = ((((( = 0,05

моль

M

144 г/моль

3. Определим количество вещества и массу молибдена

n(Mo) = n(MoO3) = 0,05 моль; m(Mo) = 0,05 ( 96 = 4,8 г

4. Найдем массу серы и количество вещества серы

m 3,2

m(S) = m(MoxSу) – m(Mo) = 8,0 – 4,8 = 3,2 г; n(S) = (( = (( = 0,10 моль

M 32

5. Найдем отношение количеств веществ молибдена и серы

n(Mo) : n(S) = 0,05:0,10 = 1:2

Следовательно, формула сульфида молибдена: MoS2

№3. Определить массу водорода в (г), содержащегося в 3,01 ( 1024 молекул

метана [8].

Методика решения:

Дано: Для решения задачи необходимо

последовательно

СH4 использовать следующие

формулы:

N(СH4) = 3,01 ( 1024 N

m

n = (( и n = (( ;

m(H) - ? NA

M

1. Находим количество вещества метана и водорода:

N(СH4)

n(СH4) = ((((((( ; где NA – постоянная Авогадро, равная 6,02 ( 1023

NA структурных

единиц.

3,01 ( 1024

n(СH4) = (((((( = 5 моль

6,02 ( 1023

n(H) = 4n (СH4) = 4 ( 5 = 20 моль атомов водорода

2. Определим массу водорода в (г):

m(H) = n(H) ( M(H) = 20 ( 1 = 20 г.

№4. Какова молекулярная формула углеводорода, содержащего 82,5% углерода.

Плотность паров по воздуху составляет 2 [9].

Методика решения:

Дано: 1. По относительной плотности паров

по воздуху

W(C) = 82,5% расчитаем относительную молекулярную

массу

Dвозд = 2 углеводорода СхНу

Mr(СхНу)

СхНу - ? Dвозд = ((((( ; Mr(возд) = 29

Mr(возд)

Mr(СхНу) = 29 ( 2 = 58 .

2. Используя формулу расчета массовой доли элемента, определим число атомов

углерода:

n(C) ( Ar(C) X ( 12

W(C) = (((((( ; n(C) = X ; 0,825 = ((( ; X = 4; n(C) = 4

Mr(СхНу) 58

3. Определим массовую долю элемента водорода и число его атомов:

W(H) = 100% - W(C) = 100 – 82,5 = 17,5%

n(H) ( Ar(H) Y ( 1

W(H) = (((((( ; n(H) = Y ; 0,175 = ((( ; Y = 10; n(H) = 10

Mr(СхНу) 58

Следовательно, формула углеводорода: С4H10 - бутан.

№5. Установите формулу кристаллогидрата MnCl2, если известно, что при его

обезвоживании массовая доля сухого остатка составила 63,63% от массы

кристаллогидрата [10].

Методика решения:

Дано: 1. Процесс обезвоживания кристаллогидрата

MnCl2 ( Х H2O можно выразить следующей схемой:

W(MnCl2) = 63,63% t(

MnCl2 ( Х H2O ( MnCl2

+ Х H2O

MnCl2 ( Х H2O - ?

Сухой остаток составит безводная соль MnCl2 ,

массовая доля которого 63,63%.

2. Выразим величину массовой доли сухого остатка:

Mr(MnCl2)

W(MnCl2) = ((((((((( ;

Mr(MnCl2 ( Х H2O)

3. Рассчитаем относительные молекулярные массы безводной и водной солей:

Mr(MnCl2) = 55 + 2 ( 35,5 = 126

Mr(MnCl2 ( Х H2O) = 126 + 18X

4. Подставим, найденные величины в формулу массовой доли и определим

значение Х:

126

0,6363 = ((((( ; 80,17 + 11,45 X = 126; 11,45 X = 45,83; X = 4 .

126 + 18 Х

Следовательно, формула кристаллогидрата: MnCl2 ( 4H2O

№6. Массовая доля серебра в соли предельной одноосновной органической

кислоты составляет 70,59%. Написать молекулярную формулу кислоты, если

известно, что она состоит из углерода, водорода и кислорода [11].

Методика решения:

Дано: Общая формула соли предельной

одноосновной орга-

W(Ag) = 70,59% нической кислоты имеет следующий вид:

C n H2n+1 COOH - ? C n H2n+1 COOAg

1. Выразим массовую долю серебра в общем виде:

n(Ag) ( Ar(Ag)

W(Ag) = (((((((((( ;

Mr(C n H2n+1 COOAg)

2. По формуле рассчитаем относительную молекулярную массу соли:

Mr(C n H2n+1 COOAg) = 12n + 2n + 1 +12 + 2 ( 16 + 108 = 14n + 153 .

3. Сведем данные в формулу массовой доли:

1 ( 108

0,7059 = ((((( ; 9,88n + 108 = 108; n=0

14n + 153

Следовательно: 14n – превращается в 0 и форму соли HCOOAg, а формула

кислоты HCOOH .

Часть 2. Место эксперимента и его роль в развитии мышления

школьников.

Одним из важнейших словесно – наглядных и словесно – наглядно –

практических методов обучения является химический эксперимент. Он играет

особую роль в обучении химии. Химический эксперимент знакомит учащихся не

только с самими явлениями, но и методами химической науки. Он помогает

вызвать интерес к предмету, научить наблюдать процессы, освоить приемы

работы, сформировать практические навыки и умения.

Следует отметить, что проблема химического эксперимента в методике

обстоятельно исследована. Большой вклад в нее внесли такие ученые как В.Н.

Верховский, В.В. Фельдт, К.Я. Парменов, В.В. Левченко, В.С. Полосин, Д.М.

Кирюшкин, Л.А. Цветков и другие.

К.Я. Парменов[13] не только уделял внимание технике эксперимента, но

и методике его включения в учебный процесс. Он отмечал, что при провидении

демонстрационного эксперимента необходимо подготовить учащихся к наблюдению

опыта и умело руководить этими наблюдениями. Особенно детально разработана

эта проблема В.С. Полосиным [14,15]. Он исследовал эффективность различных

способов приложения химического эксперимента, разработал методику

комплексного использования химического эксперимента в сочетании с другими

средствами обучения.

Химический эксперимент можно разделить на два вида: демонстрационный

и ученический. Демонстрационный эксперимент относится к словесно –

наглядным методам обучения.

Демонстрационным называют эксперимент, который проводится в классе

учителем, лаборантом или иногда одним из учащихся [16].

Демонстрационный эксперимент, проводится в соответствии с

государственной программой по химии для средней школы, по каждой конкретной

изучаемой теме курса.

Демонстрационный эксперимент дает возможность учителю формировать

интерес к предмету у школьников, научить их выполнять определенные операции

с веществом; приемам лабораторной техники.

К требованиям, предъявляемым к демонстрационному эксперименту,

следует отнести:

- Наглядность. Эксперимент следует проводить в цилиндрах, стаканах, чтобы

химическое явление можно было наблюдать с любой точки класса. Стол

преподавателя не должен быть загроможден лишними предметами, чтобы были

видны руки учителя. Можно использовать подъемный столик или кодоскоп.

- Простота. Прибор, в котором демонстрируют эксперимент, не должен

содержать лишних деталей и нагромождений, чтобы внимание обучаемых не

отвлекалось от химического процесса. Не следует увлекаться эффектными

опытами, так как менее эффектные опыты не будут пользоваться вниманием.

- Безопасность эксперимента. Учитель несет ответственность за безопасность

учащихся, поэтому в кабинете должны находиться средства пожарной

безопасности, вытяжной шкаф для проведения работ с вредными и пахучими

веществами, средства для оказания первой помощи . реактивы для проведения

опытов должны быть проверены заранее; посуда для эксперимента – чистой.

При проведении опасных опытов следует использовать защитный экран.

- Надежность. Опыт всегда должен удаваться, и с этой целью техника

эксперимента перед его проведением должна быть тщательно отработана, все

операции должны быть четкими, уверенными; недопустима неряшливость в

оформлении опыта. Учитель должен следить за своим внешним видом и

поведением. В случае неудачи, необходимо выяснить ее причину, и опыт на

следующем уроке повторить.

- Необходимость объяснения эксперимента. Любой опыт должен сопровождаться

словом учителя. Возникающие паузы можно использовать для организации

диалога со школьниками, выяснения условий проведения эксперимента и

признаков химических реакций.

( условия – это то, что необходимо для того, чтобы реакция началась и

протекала;

признаки – это то, по чему судят о том, что реакция протекает или уже

закончилась ).

Следует помнить, что опыт – это метод исследования, поэтому лучше

провести меньшее их количество, но каждый опыт должен быть объяснен.

Методика демонстрации опытов:

1. Необходима постановка цели опыта – для чего проводится опыт, что

необходимо понять в результате наблюдений за экспериментом.

2. Следует описать прибор, в котором проводится опыт; условий, в

которых он проводится; дать характеристику реактивам.

3. Организовать наблюдения за опытом учащихся для выявления признаков

реакции и проведения анализа.

4. Помочь школьникам сделать соответствующие выводы и теоретическое

обоснование.

Как любой учебный процесс, демонстрационный эксперимент решает три

задачи: образовательную, воспитательную, развивающую, суть которых

состоит в следующем:

Образовательная цель – получить информацию о протекании химической

реакции, свойствах веществ и методах химической науки;

Воспитательная – сформировать убеждение, что опыт – инструмент

познания, что мир познаваем.

Развивающая – развитие наблюдательности, умение анализировать

явления, факты; делать обобщения и выводы.

В основе словесно – наглядно – практического метода лежит

практическая деятельность учащихся, которая не может осуществляться без

руководящего слова учителя и без использования элементов наглядности.

Главный путь этого метода – самостоятельная работа школьников. Ее формы:

коллективная, групповая и индивидуальная. Виды самостоятельной работы:

ученический эксперимент, решение химических задач и упражнений, работа с

литературой; выполнение творческих заданий; письменные работы контрольного

характера и т.д..

Самостоятельная работа – это наиболее важный путь освоения учащимися

новых знаний, умений и навыков в освоении методов химической науки.

Образовательная цель самостоятельной работы – освоение методов

химической науки, экспериментальными умениями; умениями работать с

учебником, литературой; производить расчеты; пользоваться химическим

языком.

Воспитательная цель - формирование черт личности школьника,

трудолюбия, настойчивости, товарищеской взаимопомощи.

Развивающая цель – развитие самостоятельности, интеллектуальных

умений, умение анализировать явления и делать выводы.

Самостоятельная работа может быть источником знаний, способом их

проверки, совершенствования и закрепления знаний, умений и навыков. Этот

вид деятельности учащихся формируется под контролем учителя.

Как показано выше, ученический эксперимент – вид самостоятельной

деятельности учащихся, запланированный в государственной программе по

химии. Это способ проверки истинности, приобретенных знаний; способствующий

более глубокому пониманию материала, усвоению знаний. Ученический

эксперимент можно подразделить на лабораторные опыты и практические работы.

Лабораторные опыты проводятся школьниками во время объяснения

учителем нового материала. Для этого ученические столы оснащаются

необходимым оборудованием и реактивами. Учитель руководит выполнением

эксперимента, оформлением отчета. Лабораторный опыт – источник знания, к

нему предварительно школьники не готовятся. В тетрадях делается

соответствующие записи.

Практические работы проводятся после изучения определенной темы или

раздела. Это уроки контролирующие знания, умения и навыки. К ним готовятся

заранее по инструкции, изложенной в учебнике. Перед допуском к выполнению

практической работы учитель проводит инструктаж по технике безопасности и

выполнению работы. Объясняются наиболее сложные моменты в работе. Работа

выполняется в течении 45 минут, оценки выставляются каждому ученику. Отчет

оформляется в специальных тетрадях, после проверки, проводится анализ.

Ученический эксперимент должен удовлетворять следующим требованиям [4

с.102-109]:

1. Учащиеся должны понимать суть опыта и знать последовательность

выполнения отдельных операций по инструкции.

2. Соблюдать дозировку реактивов и правила работы с ними.

3. Уметь собирать приборы по рисунку и правильно работать с ними.

4. Неукоснительно выполнять правила техники безопасности при обращении с

оборудованием, приборами и реактивами.

5. Четко оформлять отчет о проведенной экспериментальной работе.

Выполняя химические работы, самостоятельно, или наблюдая за их

демонстрационной постановкой ученики узнают о природе вещества,

устанавливают взаимосвязи между ее строением и свойствами.

В настоящее время, совершенствование школьного химического

эксперимента, в основном, заключается в модернизации приборов, аппаратов,

создания оборудования для работы с малыми количествами и, к сожалению, в

меньшей степени оно нацелено на разработку принципиально новых химических

опытов, которые дали бы возможность применять на уроках проблемные и

исследовательские формы организации учебной деятельности школьников.

Известно, что положительные результаты в развитии творческих

способностей школьников возможны при систематическом применении в обучении

проблемного и исследовательского подходов. Однако методически это трудная

задача, решать которую необходимо.

Детальная разработка методики проведения проблемного эксперимента

поможет учителю в организации мыслительной деятельности учащихся.

Широко используемый объяснительно – иллюстративный метод обучения, не

дает возможности учителю добиться прочного усвоения учениками знаний и

умений. Проникающее в современную школу развивающее обучение, направлено на

создание учителем проблемных ситуаций и самостоятельное овладение учениками

новыми знаниями, поэтому меняется и роль учителя. Если раньше он выполнял в

основном роль информатора знаний, то в настоящее время он должен управлять

процессом обучения.

В проблемном обучении (развивающем обучении) все учащиеся включаются

в процесс решения проблем. Проблемные ситуации должны организовываться

систематически, что способствует развитию логического мышления учащихся, их

творческих способностей, интересам к учению.

Классификация проблемных ситуаций приводится в книге Малафеева Р.И.

[17]:

- неожиданность

- конфликт

- предположение

- опровержение

- несоответствия

- неопределенности.

Все эти ситуации, на наш взгляд, можно выразить как возникшие у

школьников противоречия, с имеющимися знаниями, которые следует

разрешать выдвижением гипотезы и ее решением.

Выполняя проблемные задания, ученик должен активно и непосредственно

участвовать в поиске и приобретении новых знаний и овладением новыми

способами деятельности.

Рассмотрим возможности проблемного метода обучения на примере темы

«Гидролиз», изучаемая в разделе «Теория электролитической диссоциации»,

курса химии 9-го класса.

Проблемный урок по теме «Гидролиз солей».

Цели урока:

Образовательная: Закрепить у школьников знания теории электролитической

диссоциации, умение разделять вещества н а электролиты и не электролиты,

определять характер среды по окраске индикатора. Сформировать знания о

гидролизе, как особом свойстве солей. Доказать влияние состава соли на

направление реакции, и привести учащихся к выводу о смещении равновесия

диссоциации молекул воды, за счет связывания одного из ее ионов ионами

соли. Сформировать умение по составу соли (ее природе) прогнозировать

реакцию среды.

Воспитательная: Через проблемный метод обучения раскрыть перед учениками

научный путь познания через доказательство гипотезы, способствовать

переходу знаний в убеждения. Посредством эксперимента привить навыки

трудолюбия, бережного отношения к реактивам, к природе, эстетические

качества.

Развивающая: На примере свойств солей, различной природы, их отношение к

воде, продолжить развитие умений наблюдать, сравнивать изучаемые явления,

выявлять причинно – следственные связи, делать соответствующие выводы.

Тип урока:

По дидактической цели – формирование новых знаний.

По способу организации – проблемный.

Методы обучения:

Основной – проблемный.

Частные методы и методические приемы:

- преподавание; фронтальная беседа, воспроизводящая беседа с использованием

демонстрационного эксперимента.

- Учения; эвристическая беседа, лабораторные опыты.

Средства наглядности: таблица растворимости.

Оборудование для эксперимента: штатив с пробирками, растворы лакмуса и

фенолфталеина, растворы солей; хлорида натрия, карбоната натрия, хлорида

аммония, ацетата аммония.

Литература:

1. Программа по химии для средней школы. М. Из-во «Дрофа». 1999. с.34

2. Ф.Г. Фельдман, Г.Е. Рудзитис. Химия. 9-й класс. М. Просвещение.

1999.с.18-20

3. Н.С. Ахметов. Актуальные вопросы курса неорганической химии. М.

Просвещение. 1991.с.176-180

Межпредметные связи:

Физика – заряд ионов.

Биология – процесс гидролиза в организме человека; использование гидролиза

при внесении удобрений в почву.

Внутрипредметные связи:

Теория строения вещества, теория электролитической диссоциации, свойства

кислот и оснований, их действие на индикаторы, понятия электролит, не

электролит.

Структурные элементы урока:

1. Восстановление опорных знаний.

|Деятельность учителя |Деятельность ученика |

| | |

|(время 5 минут) |Ученик А. Электролитической |

|Фронтальная беседа: |диссоциацией называется распад |

|1. Дайте определение |электролита на ионы при растворении в|

|электролитической диссоциации. |воде или рас плавлении. |

|Какие вещества называются |Ученик Б. Электролиты – вещества, |

|электролитами? |обладающие ионной проводимостью. |

|Дайте определение не электролитам. |Не электролиты – это вещества, не |

| |обладающие ионной проводимостью. |

|Приведите примеры: |Ученик В. |

|Электролитов |соли: NaCl; K2SO4; Al(NaO3)3 и т.д. |

| |кислоты: НСl; H2SO4; HNO3; HJ. |

| |щелочи: NaOH; LiOH; Ba(OH)2 |

|Не элекролитов |органические вещества, |

| |концентрированные NH4OH, уксусная |

| |кислота (ледяная), кристаллические |

| |соли, сахар кристаллический и раствор|

| |сахара и т.д. |

|Перечислите, в каких случаях реакции |Ученик Г. Реакции между электролитами|

|между растворами – электролитами идут|идут до конца если: |

|до конца. |Выпадает осадок. |

| |Выделяется газ. |

| |Образуются молекулы воды или какого |

| |либо другого слабого электролита. |

2. Формирование знаний, умений, навыков.

|Деятельность учителя |Деятельность ученика |

|(время 25 минут) | |

|Запишите тему урока: | |

|«Гидролиз солей» | |

| | |

|Вспомните, какую окраску будут иметь | |

|индикаторы в дистиллированной воде: | |

|лакмус |Ученик А. Лакмус – фиолетовую, |

|фенолфталеин |Фенолфталеин – бесцветную. |

|проводим эксперимент, доказывающий | |

|рассуждения учеников. | |

| | |

|Как изменится окраска этих | |

|индикаторов, если к их водному |Ученик Б. Окраска лакмуса станет |

|раствору прилить раствор кислоты |красной, а фенолфталеин останется |

|(проводим эксперимент). |бесцветным. В дистиллированной воде |

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5