ИНФОРМАЦИЯ об образовательных технологиях, используемых педагогом в практической профессиональной деятельности
материал

Технология группового обучения.

 Основные принципы групповой работы.

Интерес к групповым формам работы проявился в 1970—80-е гг. ХХ века после серии публикаций Э. Коен, Д. Джонсона, Р. Джонсона, С. Кагана и других исследователей, выполненных преимущественно в США. Используя результаты фундаментальных работ по теории кооперации и конкуренции в малых группах, а также материалы из других областей психологии, проведя свои многочисленные эксперименты, исследователи и их коллеги сформировали основы современной педагогической технологии групповой работы. Сегодня этой технологией успешно пользуются миллионы педагогов во всех странах мира.

В основе данной технологии  лежат психологические теории, рассматривающие групповую работу учащихся с трех точек зрения:

— социально-психологической (представление о взаимозависимости членов группы);

— когнитивной психологической теории (представление о развитии познавательных функций человека);

— бихевиористской теории научения (представление о положительном подкреплении результативной работы группы).

В мировой школе используются три организационные формы обучения: индивидуальная, групповая и фронтальная. На разных исторических этапах предпочтение отдавалось то одной, то другой из них.

Принципы кооперации в обучении – это набор теоретически обоснованных и практически проверенных утверждений, описывающих условия, которые необходимо соблюдать, чтобы группа совместно работающих учащихся становилась эффективной группой. А.Ю. Уваров относит к ним следующие:

• 
  позитивная взаимозависимость;
• 
  индивидуальная оценка результатов учения;
• 
  максимизация непосредственного взаимодействия учащихся;
• 
  целенаправленное обучение навыкам групповой работы, этикету кооперации и их обязательное использование;
• 
  систематическая процедура рефлексии хода учебной работы;
• 
  сознательное использование эффективных структур взаимодействия учащихся.

Эстонский ученый Х.И. Лийметс определяет правила организации групповой работы:

• 
  класс делится на несколько небольших групп – от трех до шести человек;
• 
  каждая группа получает свое задание. Задания могут быть одинаковыми или дифференцированными;
• 
  внутри каждой группы между ее участниками распределяются роли;
• 
  процесс выполнения задания в группе осуществляется на основе обмена мнениями, оценками;

Для такой работы характерно непосредственное сотрудничество между учащимися, которые становятся активными субъектами собственного учения. Это принципиально меняет в их глазах смысл и значение учебной деятельности: они учатся творчески подходить к решаемой проблеме, взаимодействовать друг с другом, выслушивать мнение другого члена группы и высказывать свое, отстаивать свою точку зрения и принимать критику на нее, а также умение защитить групповую работу перед классом. Данные учебные действия позволяют развивать в личности ученика уверенность в себе, независимость, общительность, умение отстаивать свою точку зрения и легко взаимодействовать с другими людьми.

Доказано, что работа в условиях кооперации – весьма эффективный режим учебной деятельности. И дело не только в том, что кооперация в обучении позволяет лучше освоить материал и дольше его помнить. Как показывают многочисленные эксперименты, учение в условиях кооперации демонстрирует и другие важные преимущества по сравнению с обучением в условиях конкуренции.

1. Повышение уровня осмысления материала. Работы, выполненные в условиях кооперации, отличаются большей логичностью, обоснованностью, их положения глубже и серьезнее аргументированы, чем аналогичные работы, выполняемые индивидуально или в условиях конкуренции. Это относится не только к устным сообщениям членов групп, но и к письменным работам.

2. Рост числа нестандартных решений. В условиях кооперации члены группы существенно чаще выдвигают новые идеи, предлагают неожиданные варианты решения стоящих перед ними задач. Как показывают эксперименты, кооперация членов группы порождает больше «познавательных» ситуаций по сравнению с индивидуальной работой или работой в условиях конкуренции.

3. Перенос. Знаменитое высказывание Л. С. Выготского: «То, что дети могут сегодня сделать только вместе, завтра они в состоянии сделать самостоятельно» – хорошо подтверждают эксперименты по проверке переноса знаний и умений, приобретенных в группах, в ситуацию индивидуальной работы школьников.

4.  Позитивное отношение к изучаемому материалу. Школьники лучше относятся к материалу, который они изучали в условиях кооперации, чем к материалу, который им приходится осваивать индивидуально или в условиях конкуренции. Они с большей готовностью возвращаются к предшествующим темам, углубляют и расширяют полученные знания. Это положительное отношение в равной мере распространяется как на саму предметную область, так и на весь учебный процесс.

5.  Готовность не отвлекаться от решаемой задачи. В условиях кооперации школьники реже отвлекаются от учебной задачи и в среднем занимаются ею в отведенный промежуток времени больше.

При отборе учебного материала необходимо уточнить, какие виды знаний будут представлены в предлагаемом для совместного выполнения задании (понятия, факты, законы, методические знания, оценочные знания и т.д.). Не всякий учебный материал подходит для групповой работы, он должен соответствовать особым требованиям:

• 
  по своей структуре задание должно быть таким, чтобы его можно было бы расчленить на отдельные подзадачи и подпункты, что обеспечивало бы решение проблемы поэтапно, то есть от частного к общему;
• 
  задание должно быть достаточно трудным, желательно проблемным, допускать разные точки зрения, предполагать несовпадение позиций;
• 
  «трудность» задания должна быть высокой: чем больше информации необходимо для его правильного выполнения, тем интенсивнее идет взаимодействие между участниками группы.

Итак, преимущество групповой работы в том, что ученик учится высказывать и отстаивать собственное мнение, прислушиваться к мнению других, сопоставлять свою точку зрения с точкой зрения других. Вырабатываются навыки контроля за действиями других и самоконтроля, формируется критическое мышление. Групповое обсуждение, дискуссия оживляют учебно-познавательную и поисковую активность учащихся.


Комплектование групп.

Одно из главных условий эффективной организации групповой работы – правильное, продуманное комплектование групп.

З.Абасов отмечает, как непродуманно комплектуют педагоги группы во время лабораторных и практических работ. Если работа парная, то в эту пару, как правило, включают учащихся, сидящих за одним столом. Если рассчитана на четыре человека, то впереди сидящие поворачиваются к сидящим сзади и совместно выполняют задание.

При комплектовании групп в расчет надо брать два следующих признака: уровень учебных успехов учащихся и характер межличностных отношений. Школьников можно объединить в группы или по однородности (гомогенная группа), или по разнородности (гетерогенная группа) учебных успехов.

Гомогенные группы могут состоять либо из сильных, либо из средних, и даже из слабых учеников. Необходимо отметить, что группа, состоящая из слабых учеников, себя не оправдывает. Низкий уровень обученности, пробелы в знаниях, слабо развитые коммуникативные способности, несформированность познавательного интереса, отсутствие лидера – все это не приведет к каким-либо положительным результатам.

Решение обучающих и воспитательных задач лучше всего осуществлять в гетерогенной группе, где создаются более благоприятные условия для взаимодействия и сотрудничества. Сильный ученик, являющийся лидером, ведет за собой остальных. Но существует опасность в том, что лидер подменит всю группу, сведя участие остальных к минимуму.

Поэтому при комплектовании групп важно учитывать характер межличностных отношений учащихся. Психолог Ю. Кулюткин по этому поводу пишет: “В группу должны подбираться учащиеся, между которыми сложились отношения доброжелательности. Только в этом случае возникает психологическая атмосфера взаимопонимания и взаимопомощи, снижается тревожность и страх”.

Если учитель хорошо знает, как относятся друг к другу его ученики, то он сам должен формировать группы. Если такой информации у него нет, то можно обратиться к учащимся с вопросом: “С кем бы вы хотели работать в одной группе?” Также можно перед работой провести социометрическое исследование класса и по его данным сформировать группы. Доказано, что результаты совместной деятельности сильно зависят от межличностных отношений. Если в группу входят учащиеся, которые испытывают неприязнь, то результативность работы будет крайне минимальной. Но иногда случается, что общая цель, необходимость согласованных действий, ответственность друг перед другом отодвигают антипатии на второй план, и между участниками устанавливаются дружеские отношения. Такую групповую работу можно считать эффективным средством решения воспитательных задач.

Изучался вопрос о количественном составе групп и как он влияет на психологический климат в группе, на ее работоспособность. Выяснилось, что группа из четырех человек в большей мере склонна к обсуждению проблемы, чем группа из восьми человек. Деятельность группы из четырех человек более продуктивна, чем работа пары. Но важен еще один факт – пары сменного состава по методу В.К. Дьяченко. Он говорит о коллективном способе обучения, хотя форма организации учебной деятельности – групповая работа, только группа состоит всегда из двух человек, и ее состав постоянно меняется в течение урока.  То есть один ученик решает заданные ему проблемы с несколькими учениками по очереди, а также сам помогает другим найти верный ответ, предлагая свои решения. Считается, что группа даже из трех человек слушает далеко не каждого участника, то есть чье-то мнение не учитывается.  

На парной работе настаивает и А.Ю.Уваров, который доказывает, что в паре каждый участник гораздо чаще говорит, чем в группе с большим количеством человек.

В количественном составе группы важным еще является то, «количественно» четной или нечетной является группа. Группа с четным составом учащихся при обсуждении сложной и спорной проблемы распадается на равные подгруппы и с трудом приходит к общему решению. Целесообразнее создавать группу с нечетным составом. Вообще для «школьного уровня» кооперации считается, что группа из пяти человек является самой оптимальной.

При определении количественного состава надо помнить, что с увеличением численного состава снижается ее работоспособность, соответственно – и результативность.

А.Ю.Уваров выделяет еще один принцип эффективной работы в группах – это позитивная взамозависмимость. Различают три уровня позитивной взаимозависимости в группе. Пример слабой взаимозависимости — совместное выполнение лабораторной работы, когда сильный участник группы в состоянии сделать всю работу сам, ответить на вопросы преподавателя и получить высокую оценку без помощи партнеров по группе. В этих условиях не стоит удивляться отсутствию стремления членов группы к кооперации. При сильной взаимозависимости группа обречена на совместную работу ее участников. «Общая беда» или «желанная для всех цель» объединяют.

Различные структуры группового взаимодействия могут включать в себя одновременно или порознь различные формы взаимозависимости:

• 
  по результату (продукту групповой работы);
• 
  по успеху (оценке);
• 
  по задаче («все мы в одной лодке»);
• 
  по ресурсу («у тебя есть то, чего нет у меня, и наоборот»);
• 
  ролевую («из пьесы роли не выкинешь»).

Создание условий для формирования позитивной взаимозависимости начинается с четкого понимания всеми общей задачи, с ясных и понятно измеряемых результатов совместной работы. Члены группы должны знать, что им предстоит сделать.

Следующий шаг – задать взаимозависимость по результату, чтобы каждый знал, что он достигнет своей цели лишь тогда, когда и все другие также успешно достигнут своих собственных целей. Например: «выучи предложенный материал и убедись, что каждый тоже выучил этот материал!». Другой известный способ задать позитивную взаимозависимость по результату – использовать в качестве оценки групповой работы сумму отметок, полученных каждым из ее членов. Существенно и то, что чем более значима цель, стоящая перед членами группы, тем больше усилий они готовы затратить для ее достижения, тем больше ощущают ответственность за успех своих товарищей, тем с большей готовностью приходят на помощь друг другу, тем лучше их взаимопонимание. Позитивная взаимозависимость по результату способствует объединению усилий.

Итак, ясно сформулированная и значимая цель плюс позитивная взаимозависимость по результату – основа реализации принципа позитивной взаимозависимости. На этой основе, дополняя и укрепляя ее, выстраиваются другие виды взаимозависимости между членами группы.

Ролевая взаимозависимость – разделение ответственности между членами группы путем закрепления за каждым специфических обязанностей (ролей). Приняв на себя ту или иную роль, каждый тем самым показывает, какого поведения могут от него ожидать другие и какой реакции, в свою очередь, он ожидает с их стороны.

В эффективных группах удобно различать два типа ролей:

• 
  академические, которые связаны с характером академического задания (они необходимы для эффективного распределения работы между членами группы: секретарь – ответственный за ведение групповых записей, дизайнер – ответственный за оформление и т. п.);
• 
  социальные, которые помогают членам группы выстраивать эффективные рабочие отношения друг с другом (капитан – организует деятельность, докладчик – берет на себя функцию сообщения результатов и др.)

Взаимозависимость по ресурсу возникает каждый раз, когда возникает необходимость делиться своими ресурсами для достижения общей цели.

Взаимозависимость по успеху возникает в ситуации, когда в случае успеха группы каждый ученик получает единую для всех награду. Это может быть общее торжество по поводу получения высокой групповой оценки или удачного выступления одного из членов группы, вручение группе почетной грамоты и пр. Ситуации, в которых каждый член группы чувствует, что его усилия замечены и оценены, а лично он признан и уважаем своими товарищами, создают благоприятные условия для развития кооперации в обучении.

Чтобы спровоцировать общение, учащихся объединяют в группы. А.А.Леонтьев, опираясь на исследования Л. Фестингера, говорит о существовании трех факторов, определяющих, когда группа будет общаться на заданную тему:

1) когда очень велико осознаваемое различие в мнениях членов группы о данном вопросе;

2) когда вопрос очень существенен для функционирования группы;

3) когда очень высоко стремление поддерживать целостность группы.

Три других фактора детерминируют, кто будет адресатом коммуникации:

1) величина различий между позициями;

2) насколько важно добиться успеха коммуникации;


Чтобы группа работала как целое, в ней должна сложиться позитивная взаимозависимость. Чтобы каждый член группы достиг желаемых результатов обучения, эти результаты надо оценивать.

В ходе групповой работы создается единый «групповой продукт», и учителю непросто оценивать индивидуальный вклад каждого ученика. Вместе с тем индивидуальная оценка на основе общего группового результата также недопустима. Это приводит к тому, что один или несколько членов группы делают всю работу, а положительную оценку получают все, в том числе и те, кто не участвовал активно в работе.

Существует много способов индивидуализировать оценки участников. Например, после завершения работы каждый учащийся выполняет индивидуальное контрольное задание. Затем оценки всех членов группы суммируются, а полученная сумма объявляется общей оценкой. Эта процедура позволяет проявить вклад каждого. В некоторых случаях учитель может выделить в общей работе отдельные задачи, которые являются индивидуальными задачами участников. Каждый ученик получает оценку за свою часть, а группа – за общий результат. Учитель может ввести правило, по которому группа не должна переходить к следующей учебной задаче, пока каждый ее член не справился с предыдущей, и т.п.

Вне зависимости от принятого способа индивидуальной оценки следует выполнять два обязательных условия:

• 
  каждый член группы знает о принятом способе оценки заранее;
• 
  вклад каждого известен всем членам группы.

Процедура индивидуальной оценки может служить инструментом и для определения академической успеваемости, и для выяснения уровня овладения навыками групповой работы, и для формирования этих навыков, и для улучшения работы в целом.

Итак, любая групповая работа должна включать в себя индивидуальную оценку. Индивидуальные результаты могут демонстрироваться для оценки учителю или товарищам по группе. Такая оценка не обязательно должна проставляться в школьном журнале. Признание товарищей по группе, их критические замечания, одобрение или содержательная поправка со стороны учителя порой не менее значимы, чем отметки в дневнике.

Чтобы организовать успешную работу в группах, надо целенаправленно учить школьников навыкам групповой работы, формировать мотивы к систематическому использованию этих навыков, развивать привычку сознательно придерживаться этикета, принятого для работы в условиях кооперации. Навыки работы в группе – основа успешной работы, необходимое условие формирования эффективной группы.

Лучший способ учиться – периодически анализировать свою работу, отмечать продвижение, выявлять затруднения, реагировать на неудачи, планировать меры по совершенствованию работы группы в целом и каждого из ее членов в отдельности. Этой цели служит процедура рефлексии учебной работы. Принцип систематической рефлексии хода учебной работы гласит: всякий цикл работы в группе должен завершаться рефлексией. Групповая рефлексия — это организованный и сознательно направляемый процесс, в ходе которого члены группы обсуждают, насколько им удалось достичь поставленных целей и сформировать хорошие групповые отношения. При этом учащиеся выявляют, какие из действий группы и ее участников были эффективны, а какие неудачны, принимают решение, какие из этих действий стоит активно использовать в будущей работе, какие усовершенствовать, а от каких отказаться. Задача рефлексии – вносить возможные упрощения в рабочие процедуры, устранять неэффективные действия, способствовать совершенствованию навыков совместной работы всех членов группы. Одно из главных условий успешного проведения рефлексии групповой работы — доброжелательность, концентрация внимания на положительных аспектах деятельности всех и каждого.

Рефлексия – мощный инструмент, который легко использовать во вред. Специально разработанная процедура проведения рефлексии групповой работы позволяет повысить эффективность кооперации в обучении. Строгое следование этой процедуре предохраняет от многих неприятных недоразумений, защищает членов группы от излишних напряжений. Процедура проведения рефлексии:

1. Сформулируйте стоявшую перед группой цель. Убедитесь, что все члены группы согласны с этой формулировкой.

2. Составьте перечень действий группы (в чем они состояли). Вспоминая действия, воздерживайтесь от их оценки и обсуждения.

3. Вспомните и обсудите (собственно рефлексия) действия каждого члена группы и укажите (анализ), какие из них помогали достижению цели, а какие — нет. Акцентируйте внимание на положительном. Говоря о недостатках, будьте конструктивны, концентрируйтесь на возможных путях их преодоления.

4. Решите (планирование будущей работы), какие из действий можно продолжать по-прежнему, а какие желательно изменить. Убедитесь, что назначен ответственный за реализацию каждого пункта плана (адресность).

Задачи групповой рефлексии:

• 
  концентрировать внимание группы на построении хороших отношений между ее членами;
• 
  помогать каждому осваивать навыки групповой работы;
• 
  предоставлять каждому возможность обратной связи со всеми членами группы;
• 
  служить средством фиксации успехов группы в целом и ее отдельных членов;
• 
  поощрять положительные тенденции в работе и поведении. Чтобы эта процедура прошла успешно, учителю надо обеспечить выполнение четырех ключевых условий:
• 
  не спешить, выделять на рефлексию достаточно времени;
• 
  ясно и полно формулировать свои ожидания относительно результатов рефлексии;
• 
  напоминать о необходимости использовать навыки групповой работы;
• 
  обращать внимание на положительные изменения в работе группы и ее членов.

Виды групповой работы учащихся.

При всех имеющихся очевидных преимуществах групповая форма обучения не имеет абсолютного значения. Для разных учащихся фронтальная, групповая и индивидуальная формы имеют неодинаковое значение. Учащиеся со средними способностями хорошо усваивают материал как при фронтальной, так и при групповой формах учебной работы. Этот контингент составляет основную массу школьников, и обучение ориентировано именно на их познавательные возможности.

У сильных учащихся на первом месте по продуктивности стоит индивидуальная работа, у слабых – групповая. По данным И.М.Чередова, слабые учащиеся при групповой работе выполняют объем любых упражнений на 20-30% больше, чем при фронтальной форме .

Но, к сожалению, в школе сегодня преобладает фронтальная форма обучения. Желая подтянуть «отстающих», учитель должен работать с ними индивидуально. Но исследования показывают, что в индивидуальной форме работы нуждаются и сильные учащиеся, опережающие своих одноклассников. А для слабоуспевающих часто предпочтительнее групповая форма работы: часто такие ученики лучше учатся друг у друга, чем у учителя. Это можно объяснить тем, что дети все-таки ближе друг к другу и при непосредственном межличностном контакте они узнают что-то новое, не расценивая это как «обучение».

Итак, организация групповой работы меняет функции учителя. Если на традиционном уроке он передает готовые знания, то здесь должен быть организатором и режиссером урока, соучастником коллективной деятельности. Его действия должны сводиться к следующему:

объяснение цели предстоящей работы;

• 
  разделение учащихся на группы;
• 
  раздача заданий для групп (в парах сменного состава каждый участник получает индивидуальное задание на карточке, но решает его с напарниками);
• 
  контроль за ходом групповой работы;
• 
  попеременное участие в работе групп, но без навязывания своей точки зрения как единственно возможной, а побуждая к активному поиску (если группа сделает ошибки, то правильный ответ будет найден уже на общеклассном обсуждении);
• 
  формулировка выводов и подведение итогов (после отчета групп о выполненном задании обращает внимание на типичные ошибки, дает оценку работе учащихся и др.).

А.Ю.Уваров выделяет следующие организационные формы кооперации в обучении: базовые группы, формальные и неформальные группы. Чтобы успешно организовывать групповую работу в классе, учителю надо уметь в зависимости от обстоятельств использовать каждую из перечисленных организационных форм.

Формальные группы – основной элемент групповой педагогической технологии в обучении. Время работы учащихся в формальной группе может варьироваться от одного до нескольких уроков. В результате каждый школьник должен убедиться в том, что он и его товарищи успешно справились со стоящей перед ними задачей.

Неформальные (виртуальные) группы создаются, как правило, без специальной подготовки для решения текущей учебной задачи на период от нескольких минут до одного урока. Обычно их используют вместе с другими организационными формами: демонстрацией, лекцией, просмотром учебного фильма. Временные, «виртуальные», группы используются с целью привлечь внимание учащихся к специфическим элементам изучаемого материала, помочь им сформировать требуемые ожидания от проходящего занятия и осознать применяемые учебные процедуры, подвести итог изучения материала. В отличие от пассивной работы при прослушивании лекции, неформальные группы позволяют вовлечь учащихся в активную работу с материалом Достаточно провести в течение двух-трех минут групповые обсуждения перед началом и в конце лекции и, возможно, включить одно обсуждение в середину лекции, чтобы резко повысить педагогическую эффективность рассказа или демонстрации.

Базовые группы, в отличие от виртуальных неформальных групп, создаются, как правило, на длительный период времени. Их главная задача – обеспечить взаимопомощь, моральную и интеллектуальную взаимную поддержку членов группы для достижения высоких учебных результатов. Базовая группа обеспечивает каждому чувство постоянной принадлежности к микроколлективу, ощущение защищенности, включенности в команду. Базовые группы обычно гетерогенны и формируются на постоянной основе.

Одна из традиционных задач базовой группы — помочь в освоении материала тем, кто по различным причинам пропустил занятия. Как показывают исследования, создание в классе базовых групп помогает школьникам повысить объем и глубину освоения учебного материала, индивидуализировать обучение. Базовые группы особенно полезны, если изучаемый материал для большинства школьников достаточно сложен, а количество школьников в классе велико.

Таким образом, можно сделать следующие выводы, касающиеся процедуры разработки и проведения групповой работы на уроках.

1. При подготовке к уроку спланировать:

— как организовать рабочее пространство в учебной комнате;

— какое количество учеников должно быть в группе;

— кто должен входить в каждую группу;

— как распределить роли участников;

— как обеспечить условие положительной взаимозависимости;

— какие материалы подготовить и когда раздать.

2. Дать задание учащимся:

— объяснить содержание и цель работы;

— описать способ индивидуальной оценки работы;

— задать условия для возникновения эффективных групп;

— задать условия успешного выполнения работы;

— описать ожидаемое поведение участников.

3. Контролировать ход работы групп:

— оперативно помогать группам и участникам по мере необходимости;

— вести оперативный учет работы членов;

— следить за соблюдением трудовой и производственной дисциплины.

4. Организовать рефлексию, в ходе которой члены групп:

— вспоминают выполнявшиеся в группе действия;

— определяют, что в следующий раз надо сделать так же, а что изменить;

— принимают план совершенствования работы группы и ее членов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Дьяченко, В. К. Диалоги об образовательных технологиях / В. К. Дьяченко

// Школьные технологии. – 2000. - № 2. – С.16-19.

2. Дьяченко, В. К. Сотрудничество в обучении / В. К. Дьяченко. – М.:

Просвещение, 1991. – 160 с.

3. Коллективная учебно-познавательная деятельность школьников / Под.

ред. И. Б. Первина. – М.: Педагогика, 1985. – 210 с.

4. Кравченко, Ю. А. Модель группового обучения способностям решения

творческих задач / Ю. А. Кравченко // Перспективные информационные

технологии и интеллектуальные системы. – 2007. - № 3 (31). – С.57-60.

5. Лакишик, Р. Е. Активизация образовательного процесса: групповые

технологии обучения / Р. Е. Лакишик // Университетское образование: от

эффективному преподавания к эффективному учению: Материалы

республиканской научно - практической конференции. – Минск, БГУ,

Центр проблем развития образования, 16-17 марта 2000 г. – Мн.:

Пропилеи, 2001. – 144 с.

6. Новик, М. Технология групповой работы / М. Новик // Новые знания. –

2000. - № 3. – С.14-19.

7. Новые педагогические и информационные технологии в системе

образования / Под ред. Е. С. Полат. – М.: Академия, 2003.– 272 с.

8. Педагогический менеджмент и прогрессивные технологии в образовании:

Материалы IV междунар. науч.-метод. конф., 29 сентября – 1 октября 1997

г.: В 2 т. – Т.2. – Саратов: Поволж. Акад. гос. службы, 1997. – 99 с.

9. Селевко, Г. К. Воспитательные технологии / Г. К. Селевко. – М.: НИИ

школьных технологий, 2005. – 320 с.

10. Селевко, Г. К. Современные образовательные технологии: Учебное

пособие / Г. К. Селевко. – М.: Народное образование, 1998. – 256 с.

11. Чошанов, М. Малая группа в учебном процессе / М. Чошанов // Директор

школы. – 1999. - № 4. – С.65-72.

12. Шихова, Г. М. Учебная встреча по английскому языку / Г. М. Шихова //

Новые знания. – 2007. - № 4. – С.14-16.

13. Юнина, Е. А. Педагогическая психология: социально-личностное

образование / Е. А. Юнина. – Пермь: ПРИПИТ, 2004. – 92 с.

Азот

Урок-исследование

9-й  класс

«Жизнь ставит цели науке;

 наука освещает путь жизни».

Н.Михайловский

Цели урока.

Обучающие: изучить взаимосвязь состава, строения, свойств и применения азота и его соединений.

Развивающие: продолжить развитие умений логически мыслить, самостоятельно работать с учебником и дополнительной литературой, находить главное, сравнивать, делать выводы; совершенствовать способность к рефлексии.

Воспитывающие: сформировать у учащихся гражданскую позицию на примере решения одной из глобальных проблем человечества.

Оборудование и реактивы. План-схема (на доске), схемы, опорные конспекты на каждом столе (см. приложение), карточки с заданиями для групп, стаканы, кристаллизатор с водой, цилиндр, свеча на кусочке пенопласта, спички; 25%-й раствор аммиака, универсальный индикатор, азотная кислота, раствор белка, образец почвы.

Опорный конспект заполняется учащимися по ходу урока.

ХОД УРОКА

I. Ориентировочно-мотивационный этап

Учитель. Сегодня мы будем изучать химический элемент, с которым связан не один «парадокс».

Про него говорят «безжизненный», и в то же время без него нет жизни. Его называют «источником танталовых мук человечества», элементом трагедий, войн и катастроф. Этот элемент – азот.

Давайте проведем исследование и вынесем свое заключение, каков этот элемент? Полезен он или вреден? Какова природа противоречий, его окружающих? Ответить на эти вопросы нам поможет план-схема на доске (схема 1).

Итак, наша цель: дать характеристику азоту, как химическому элементу и как простому веществу. Работать будем в группах, каждая группа получает свое задание.

Группа I. История открытия элемента азота. Происхождение названия. Применение азота.

Группа II. Нахождение азота в природе.

Группа III. Строение атома. Степени окисления.

Группа IV. Вид химической связи простого вещества азота. Физические свойства.

Группа V. Химические свойства азота. Получение азота.

II. Операционно-исполнительский этап

Учитель. На подготовку ответов выделяется 10 минут. Затем слушаем отчеты групп. (Во время подготовки учитель оказывает помощь группам, отдельным учащимся.) Во время отчетов групп каждому следует заполнить опорный конспект, который будет оцениваться в конце урока. Первая группа расскажет об истории открытия азота, происхождении названия этого химического элемента.

Группа  I.

1-й ученик. Воздух всегда был объектом исследования естествоиспытателей и, казалось бы, должен быть хорошо изучен, но его основные части – азот и кислород – определили только в конце ХVIII в.

Официальной датой открытия азота считается 1772 г., а лавры первооткрывателя отданы Даниэлю Резерфорду. Однако еще в 1770 г. Карл Шееле – помощник аптекаря, будущий академик – выделил азот из сгоревшего воздуха. Открытие «носилось в воздухе», несколько исследователей вплотную подходили к нему. Но первое описание элемента дал Резерфорд. Он исследовал и охарактеризовал часть воздуха, оставшуюся в закрытом сосуде, где погибла от удушья подопытная мышь.

2-й ученик. С названием азоту не повезло. Резерфорд называл его «постоянным или удушливым воздухом». Джозеф Пристли – «флогистированный воздух», Карл Шееле – «дурной воздух», а Лавуазье дал название «азот» (от греч.  – частица отрицания,  – жизнь), т.е. «безжизненный».

Но почему символ азота – N, если первая буква названия «а»? Дело в том, что название «азот» сохранилось только в русском и французском языках, а англоязычные ученые называют азот Nitrogen, от латинского названия Nitrogenium, что означает «рождающий селитру».

Название прошло путь от «безжизненного» до «рождающего». Слово Nitrogenium пытались перевести на русский, и азот называли селитротвором, но название не прижилось, в 1824 г. вернулись к термину «азот».

Учитель. В наше время применение к азоту прилагательного «безжизненный» звучит парадоксально, ведь основу жизни на Земле составляют соединения, в которые входит азот. Вторая группа расскажет о том, где в природе встречается азот.

Группа  II.

1-й ученик. Название «азот» расшифровывают как безжизненный. Да, живое существо в атмосфере азота гибнет, этот газ не поддерживает процессы горения. Но разве можно назвать «безжизненным» элемент, входящий в состав белков – носителей жизни? Из них построены ткани человеческого организма, белки входят в состав клеток животных и растений, причем в значительных количествах. Содержание элемента азота в организме при массе тела 70 кг – 1,8 кг, в мышечной ткани его – 7,2 %, в костной ткани–4,3 %.

В атмосфере Земли этого газа содержится 78,09 % по объему или 75,6 % по массе. Над каждым гектаром земной поверхности «висят» 8 тысяч тонн азота. Сейчас мы продемонстрируем опыт, подтверждающий содержание азота и кислорода в воздухе.

2-й ученик. Зажигаю свечу, которая укреплена на пенопласте и свободно плавает в кристаллизаторе с водой; накрываю свечу цилиндром, объем которого разделен на пять равных частей с помощью делений. В цилиндре находился воздух, после того, как свеча погасла, в него поднялась вода на одно деление. В результате горения кислород израсходовался (кислород занимает 1/5 часть или приблизительно 20 % по объему в воздухе), остался азот и другие составляющие воздуха (их содержание незначительно). Можно сделать вывод, что на газ азот приходится четыре пятых части от объема воздуха, или около 80 %.

3-й ученик. Основной «фабрикой» белковых веществ на Земле являются растения. Они служат источником азотного питания для животных. Растения используют лишь «связанный» азот, который усваивают из почвы в виде ионов, например нитратов. Подсчитано, что один гектар пахотного чернозема содержит 18 т азота. А связанный азот появился в почве в результате жизнедеятельности микроорганизмов, которые живут в клубеньках на корнях бобовых растений (клевера, гороха, вики, люпина и др.).

Из природных минералов, содержащих связанный азот, наиболее известна чилийская селитра – NaNO3.

4-й ученик (демонстрирует схему (схема 2) содержания азота в природе). В природе азот в свободном состоянии содержится в воздухе (78 % по объему), в связанном состоянии азот содержат некоторые минералы, органические вещества, в том числе входящие в состав живых организмов.

Учитель. Азота довольно много в природе, но, по словам американского биохимика М.Камена, «азот – это вечные терзания голода среди океана изобилия». По данным ООН 1/3 населения планеты голодает, каждую минуту несколько человек умирает именно по этой причине. Почему именно азот связывают с нехваткой пищи, с голодом? Для ответа на этот вопрос сначала рассмотрим строение атома азота.

Группа  III.

1-й ученик (дает у доски характеристику элемента по его положению в периодической системе). Азот – элемент V группы, главной подгруппы, 2-го периода. Его порядковый номер – 7, относительная атомная масса – 14. Число электронов в атоме – 7, число протонов в ядре – 7, число нейтронов в ядре – 7. Схема строения атома: +7, 2е, 5е. Электронная схема: 1s22s22p3. Электронно-графическая схема:

Атом азота имеет три неспаренных электрона на 2р-подуровне.

Степени окисления азота в соединениях: –3, +1, +2, +3, +4, +5.

Учитель (дает задание классу). Определите степени окисления азота в соединениях: HNО3, NН3, NO, KNО2, NО2, N2О, НNO2.

Самопроверка. Для этого ученик из группы III вывешивает карточки с правильными ответами на доску:

Учитель. Мы рассмотрели строение атома, знаем, что азота в воздухе довольно много. В чем же причина того, что растениям довольно трудно усвоить азот из воздуха? Рассмотрим вид химической связи в молекуле азота N2.

Группа  IV.

1-й ученик. В свободном состоянии азот существует в виде двухатомной молекулы N2. В этой молекуле два атома азота связаны очень прочной тройной ковалентной неполярной связью.

Приводится схема образования ковалентной связи в молекуле N2, а также структурная формула:

1-й ученик. Вывод: именно прочностью молекулы обусловлена химическая инертность азота.

Учитель. Продолжаем выяснять, что представляет собой азот как простое вещество.

2-й ученик рассказывает о физических свойствах азота, демонстрируя схему-«паучок» (схема 3).

Учитель. Как можно собрать азот в лаборатории, основываясь на знании физических свойств?

Учащиеся IV группы дают аргументированный ответ, используя плакат с изображением нескольких вариантов приборов для сбора газов.

3-й ученик. Собрать азот в лаборатории можно методом вытеснения воздуха (пробирку-приемник закрепляют отверстием вниз), т.к. азот немного легче воздуха, а также методом вытеснения воды, т.к. он малорастворим в воде.

Учитель. Рассмотрим химические свойства азота.

Группа V.

1-й ученик (демонстрирует обобщенную схему (схема 4) химических свойств азота). Азот – химически инертен. При обычных условиях взаимодействует только с литием, образуя нитрид – Li3N. C другими металлами взаимодействует только при высоких температурах. При температуре 450–500 °С и высоком давлении 30–100 МПа в присутствии катализатора (порошка железа с примесью оксидов алюминия и калия) реагирует с водородом, образуя аммиак. При температуре электрической дуги взаимодействует с кислородом, образуя оксид азота(II).

2-й ученик. Большинство организмов используют азот в виде соединений (т.е. связанный), а содержащийся в воздухе молекулярный азот действительно практически инертен. В природе разрыв тройной связи между атомами азота происходит во время грозовых разрядов: при этом образуются первоначально оксиды азота, а затем и слабоконцентрированная азотная кислота (оксиды азота соединяются с каплями дождя). Это – путь связывания азота в природе и попадания его в почву.

Другой путь введения азота в почву выработала также сама природа – на корнях бобовых культур образуются клубеньки, содержащие микроорганизмы, фиксирующие газообразный азот.

Учитель. В природе постоянно происходит круговорот азота: соли азотной кислоты усваиваются из почвы растениями; с растительной пищей азот переходит в организмы животных и людей; затем снова попадает в почву с продуктами жизнедеятельности, гниения, разложения; кроме того, азот частично переходит в атмосферу и т.д. Однако в ходе круговорота количество «связанного» азота в почве уменьшается, и растения начинают ощущать его недостаток. Истощенная земля дает низкие урожаи. Как вернуть земле чудесную силу, сделать ее плодородной?

3-й ученик. Нужно вносить в землю азотные удобрения. Где их взять? Есть небольшие месторождения селитры в Чили, Калифорнии, Африке, Малой Азии, но они быстро могут иссякнуть.

Первая мировая война, 1914 г. Многие страны охватил пожар войны. Селитра нужна была для военных целей. Германия начала задыхаться в тисках «азотного голода».

Немецкий ученый Франц Габер сделал выдающееся открытие: он получил аммиак, используя при этом стальной цилиндр, высокое давление, нагревание, катализатор. Из аммиака затем нетрудно получить азотную кислоту. Таким образом была решена проблема «связывания» азота.

Учитель. Можно ли вносить аммиак или азотную кислоту непосредственно в почву?

4-й ученик. Проведем опыты.

а) Испытаем раствор аммиака (нашатырный спирт) индикатором. Среда щелочная. Аммиак – летучее вещество, имеет неприятный запах, вызывает ожоги. Вывод: вносить азот в почву в таком виде нельзя.

б) Исследуем действие азотной кислоты на белок (произошла денатурация); на водную вытяжку из почвы (идет реакция с выделением углекислого газа).

Вывод: вносить в почву непосредственно азотную кислоту нельзя.

Что же можно вносить в почву? Азотные удобрения, полученные при нейтрализации этих веществ, например аммиачную селитру:

NН3 + НNО3 = NH4NO2.

Учитель. Давайте рассмотрим вопрос, как получают азот в промышленности?

5-й ученик. Для технических целей азот получают из воздуха. При испарении жидкого воздуха азот улетучивается первым (tкип. (азота) = –196 °С, а tкип. (киcлорода) = –183 °С). В лаборатории чистый азот получают при разложении некоторых его соединений.

Учитель. Каковы же области применения азота? Ответ на этот вопрос готовила группа I.

Ученик. Азот применяется для получения удобрений, взрывчатых веществ, для создания инертной среды в электротехнике, в медицине, а также для заполнения теннисных мячей.

III. Рефлексивно-оценочный этап

Учитель. Подведем итоги урока. Как может быть решена проблема голода на Земле?

Ответ таков. Азот – это элемент жизни, т.к. входит в состав белков. Из белков построены ткани живых организмов. Человек и животные получают белки с пищей, растения сами способны синтезировать их из неорганических веществ, содержащихся в почве. При недостатке азота в почве его вносят в виде удобрений. Их, в свою очередь, получают, связывая атмосферный азот.

Химия пришла на помощь земледельцам. Неистощимый океан азота, в котором купается наша Земля, был покорен. Химики избавили человечество от «азотного голода». Таким образом:

 «...жизнь ставит цель науке; наука освещает путь жизни»(Михайловский Н.).

Домашнее задание. Изучить параграф 20, подготовить рассказ о круговороте азота в природе (рисунок 17, стр. 58).

Литература

Крицман В.А. Книга для чтения по неорганической химии. М.: Просвещение, 1983;

 Митряева И.В. Источник танталовых мук человечества. Химия в школе, 2001, № 2, с. 18–20;

Что мы знаем о химии? Под ред. проф. Ю.Н.Кукушкина. М.: Высшая школа, 1993.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Опорный конспект по теме «Азот»

Фамилия, имя ученика ………………………….…………………..…………………..………………

1. История открытия азота:

………………………….…………………..…………………..………………

………………………….…………………..…………………..………………

………………………….…………………..…………………..……….…… .

2. Нахождение в природе:

3. Положение азота в периодической системе:

порядковый номер: ………………………….………………….………… ;

группа ………………………….…………………..…………...............… ;

подгруппа ………………………….…………………..…….........……… .

4. Строение атома:

а) N {……… e, ……… p, ……… n};

б) N + ........................................ ;

в) электронная схема: ............... ;

г) электронографическая схема: ........................................ ;

д) степени окисления (подпишите значения на числовой оси):

5. Строение молекулы азота: ........................................ ;

а) химическая формула: ........................................ ;

б) вид химической связи в молекуле: ........................................ ;

в) схема образования связи: ........................................ ;

г) прочность связи: ........................................ .

Вывод о химических свойствах азота:

………………………….…………………..…………

………………………….…………………..…………

………………………….…………………..……….. .

6.

7. Химические свойства азота (запишите уравнения реакций, указав условия их протекания, назовите продукты реакций):

а) ........................................ ;

б) ........................................ ;

в) ........................................ .

8. Получение азота в промышленности.

Из чего получают азот? ........................................ .

На чем основано получение? ........................................ .

9. Применение азота: ........................................ .

Приложение 1

Задания

Инструктивно - технологическая карта команды «СЕРА»

Задание 1.

Составьте электронную схему, электронную и графическую формулу, спрогнозируйте возможные степени окисления химического элемента «S».  Охарактеризуйте окислительно-восстановительные возможности простых веществ – неметаллов.

(5 баллов)

Задание 2.

Подтвердите окислительно – восстановительные возможности простых веществ – неметаллов уравнениями реакций с электронным балансом: неметалл – окислитель (1 уравнение) и неметалл – восстановитель (1 уравнение)

 (6 баллов)

Задание 3.

Осуществите цепочку превращений и на основании электронных балансов сделайте

 вывод об окислительно – восстановительных возможностях вещества ( S+6)

         S-2                 S+6                    S+4

(7 баллов)

Задание 4.

Напишите уравнения реакций, характеризующие  химические свойства оксидов на примере оксида серы (IV). Одно из уравнений реакций рассмотрите в свете ТЭД.

 (5 баллов)

Задание 5.

Докажите наличие генетической связи между классами неорганических соединений, осуществив цепочку превращений:

S              H2S         SO2          SO3                H2SO4

Одно из уравнений рассмотрите  в свете ТЭД.

 (6 баллов)

Задание 6.

Выбрав необходимые реактивы, проведите качественную реакцию на сульфат – ион. Запишите уравнение реакции в молекулярном и ионном виде. Сделайте вывод.

 (6 баллов)

Задание 7.

Тест – экспресс (ответы на вопросы теста впишите в таблички - приложения). Проверьте результат. Оцените работу.

Критерии оценки:

«5» - 0-1 ошибка

«4» - 2-3 ошибки

«3» - 4-5 ошибок

«2» - более 5 ошибок

Инструктивно - технологическая карта команды «АЗОТ»

Задание 1.

Составьте электронную схему, электронную и графическую формулу, спрогнозируйте возможные степени окисления химического элемента «N».  Охарактеризуйте окислительно-восстановительные возможности простых веществ – неметаллов.

 (5 баллов)

Задание 2.

Подтвердите окислительно – восстановительные возможности простых веществ – неметаллов уравнениями реакций с электронным балансом: неметалл – окислитель (1 уравнение) и неметалл – восстановитель (1 уравнение)

 (6 баллов)

Задание 3.

Осуществите цепочку превращений и на основании электронных балансов сделайте

 вывод об окислительно – восстановительных возможностях вещества ( N-3)

   N+2                  N-3             N0

 (7 баллов)

Задание 4.

Напишите уравнения реакций, характеризующие типичные химические свойства кислот на примере азотной кислоты. Одно из уравнений реакций рассмотрите в свете ТЭД.

 (5 баллов)

Задание 5.

Докажите наличие генетической связи между классами неорганических соединений, осуществив цепочку превращений:

NH4Cl          NH3        NO        NO2             HNO3

Одно из уравнений рассмотрите  в свете ТЭД.

(6 баллов)

Задание 6.

Выбрав необходимые реактивы, проведите качественную реакцию на ион аммония. Запишите уравнение реакции в молекулярном и ионном виде. Сделайте вывод.

 (6 баллов)

Задание 7.

Тест – экспресс (ответы на вопросы теста впишите в таблички - приложения). Проверьте результат. Оцените работу.

 Критерии оценки:

«5» - 0-1 ошибка

«4» - 2-3 ошибки

«3» - 4-5 ошибок

«2» - более 5 ошибок

Инструктивно - технологическая карта команды «УГЛЕРОД»

Задание 1.

Составьте электронную схему, электронную и графическую формулу, спрогнозируйте возможные степени окисления химического элемента «С».  Охарактеризуйте окислительно-восстановительные возможности простых веществ – неметаллов.

 (5 баллов)

Задание 2.

Подтвердите окислительно – восстановительные возможности простых веществ – неметаллов уравнениями реакций с электронным балансом: неметалл – окислитель (1 уравнение) и неметалл – восстановитель (1 уравнение)

 (6 баллов)

Задание 3.

Осуществите цепочку превращений и на основании электронных балансов сделайте

 вывод об окислительно – восстановительных возможностях вещества ( С+2)

 С-2             С+2               С+4

 (7 баллов)

Задание 4.

Напишите уравнения реакций, характеризующие химические свойства солей на примере карбоната кальция. Одно из уравнений реакций рассмотрите в свете ТЭД.

 (5 баллов)

Задание 5.

Докажите наличие генетической связи между классами неорганических соединений, осуществив цепочку превращений:

C        CH4          CO2         CaCO3            Ca (HCO3)2

Одно из уравнений рассмотрите  в свете ТЭД.

 (6 баллов)

Задание 6.

Выбрав необходимые реактивы проведите качественную реакцию на карбонат – ион. Запишите уравнение реакции в молекулярном и ионном виде. Сделайте вывод.

 (6 баллов)

Задание 7.

Тест – экспресс ( ответы на вопросы теста впишите в таблички - приложения). Проверьте результат. Оцените работу.

 Критерии оценки:

«5» - 0-1 ошибка

«4» - 2-3 ошибки

«3» - 4-5 ошибок

«2» - более 5 ошибок

Приложение 2

Таблица для ответов тест - экспресса

Приложение 3

Инструкция по проверке и оцениванию работы групп

Задание 1.

Составлена электронная схема                                                        1

Составлена электронная формула                                                        1

Составлена графическая формула                                                        1

Спрогнозированы  степени окисления химического элемента         1

Дана характеристика окислительно-восстановительных возможностей простых веществ – неметаллов                                                                                1

 (5 баллов)

Задание 2.

Написаны оба уравнения реакции                                                        2

Составлены оба баланса                                                                2

Верно определены окислители и восстановители                                2

 (6 баллов)

Задание 3.

Написаны оба уравнения реакций                                                        2

Составлены оба баланса                                                        2

Верно указаны окислители и восстановители                                        2

Верно сделан вывод об окислительно – восстановительных возможностях вещества  1

 (7 баллов)

Задание 4.

Каждое молекулярное уравнение реакции  по 1 баллу                                3

Полное ионное уравнение                                                        1

Сокращенное ионное уравнение                                                        1

 (5 баллов)

Задание 5.

Каждое молекулярное уравнение реакции  по 1 баллу                                4

Полное ионное уравнение                                                        1

Сокращенное ионное уравнение                                                        1

 (6 баллов)

Задание 6.

Верно выбраны необходимые реактивы                                                1

 Проведена качественная реакция на  ион                                                1

 Записано уравнение реакции в молекулярном  виде                                1

Записано полное ионное уравнение реакции                                        1

Записано сокращенное ионное уравнение реакции                                1

Сделан верный вывод                                                        1

 (6 баллов)

Задание 7.

Сумма оценок членов группы.

Приложение 4.

Таблица результатов

Конспект учебного занятия с использованием ЦОР (цифровые образовательные ресурсы)

Класс:  9

Тема учебного занятия:  «Обобщение и систематизация знаний по теме «Неметаллы»»

Продолжительность учебного занятия:  45  минут

Тип учебного занятия:  урок обобщения и систематизации знаний

Цели. Проработать с учащимися ключевые моменты изученной темы и подготовить их к контрольной работе

Задачи.

Образовательные:

1. Систематизировать и обобщить знания особенностей строения атомов неметаллов, свойств простых веществ, а также их соединений.
2. Закрепить

                                    а) понимание зависимости свойств от типа кристаллической решетки, вида химической связи, строения атома, степени окисления элемента;

                                    б) знания учащихся о качественных реакциях на ионы

Развивающие:

1. Совершенствовать навыки составления  уравнений химических реакций в молекулярном и ионном виде, электронного баланса ОВР, проведения

                                     и наблюдения химического эксперимента.

Воспитывающие:

1. Добиваться четкого и аккуратного выполнения заданий.
2. Продолжить формирование  у учащихся умений работать самостоятельно

Оборудование и реактивы.  Растворы карбоната натрия, сульфата натрия, нитрата аммония, хлорида бария, нитрата серебра, гидроксида кальция, соляной кислоты. Спиртовка, спички, фенолфталеин, индикаторная бумага.

Электронные пособия: «Виртуальная лаборатория», «Самоучитель по химии.XXI век» , «Химия. Полный иллюстрированный курс»

Дидактические материалы к учебному занятию: контрольный тест

Ход учебного занятия:

“Обобщение и систематизация знаний по теме “Неметаллы”.

9-й класс

Цель урока. Проработать с учащимися ключевые моменты изученной темы и подготовить их к контрольной работе.

Задачи.

Обучающие. Систематизировать и обобщить знания особенностей строения атомов неметаллов, свойств простых веществ, а также их соединений; закрепить: а) понимание зависимости свойств от типа кристаллической решетки, вида химической связи, строения атома, степени окисления элемента, б) знания учащимися качественных реакций на ионы;

Развивающие. Совершенствовать навыки составления уравнений реакций в молекулярном и ионном виде, электронного баланса ОВР, проведения и наблюдения химического эксперимента;

Воспитывающие. Добиваться четкого и аккуратного выполнения заданий, продолжить формирование у учащихся умений работать самостоятельно.

Наглядность, оборудование, реактивы.

Периодическая система химических элементов, таблица растворимости, электрохимический ряд напряжений металлов, ряд электроотрицательности, презентация “Обобщение и систематизация знаний по теме “Неметаллы””. У каждой группы лоток с реактивами: штатив для пробирок, пробирки, спиртовка, спички, пробиркодержатель, сульфат аммония, хлорид бария, гидроксид кальция, фенолфталеин, фильтровальная бумага, соляная кислота, карбонат натрия.

ТСО. Компьютер, проектор, экран

Тип урока. Обобщение и систематизация знаний.

Ход урока

Вступительное слово учителя.

Учитель. Сегодня мы проводим обобщающий урок по теме “ Неметаллы”. Главная наша задача проработать ключевые моменты изученной темы и подготовиться к контрольной работе. Вам предоставляется ещё одна возможность систематизировать, обобщить и закрепить те знания, которые вы получили при изучении этого раздела химии элементов. Сегодняшний урок будет состязательным, и подготовиться к нему вы должны были, основательно повторив темы “Сера”, “Азот” и “Углерод”, потому что именно по этим темам вы и должны будете продемонстрировать свои знания. А какая тема достанется каждой из команд, решит жеребьёвка, и не простая, а химическая. Для этого вашему вниманию предлагается три “немых” видеофрагмента. Вы должны определить о соединении какого из трёх элементов идёт речь и прокомментировать увиденное. В этом вам поможет не случай, а скорость, знания и ваш тренированный ум.

Внимание на экран! (демонстрируются видеофрагменты тушение свечей, образование бурого газа, обугливание сахарозы). Дети определяют о соединении какого элемента идет речь. По результатам жеребьёвки командам присваивается название соответствующего элемента. На стол ставятся опознавательные пирамиды, выполненные с сохранением стиля и символики соответствующих ячеек периодической системы элементов N, S,C.

Учитель. Итак, жеребьёвка завершена, темы команд определены и в соответствии с темами вам предстоит выполнить первое задание.

Каждая команда получает инструктивно– технологическую карту с заданиями (Приложение 1). Задания проецируются на экран

Задание №1

Составьте электронную схему (электронную и графическую формулу), спрогнозируйте возможные степени окисления вашего химического элемента. Охарактеризуйте окислительно-восстановительные возможности простых веществ – неметаллов.

(5 баллов)

После озвучивания заданий к доске выходят по одному представителю команд для их выполнения. Тем временем остальные ребята выполняют эти же задания письменно в рабочих тетрадях. При проверке ответов у доски они могут исправлять ошибки товарища в пользу своей команды. Учитываются и замечания команды – соперницы.

Учитель. Из ваших ответов следует, что неметаллы сочетают в себе свойства и окислителей, и восстановителей. Подтвердите эти их способности уравнениями реакций с электронным балансом. Это и есть второе задание.

Задание №2

Подтвердите окислительно – восстановительные возможности простых веществ – неметаллов уравнениями реакций с электронным балансом: неметалл – окислитель (1 уравнение) и неметалл – восстановитель (1 уравнение)

(6 баллов)

Представители команд выполняют задание у доски. Все вместе обсуждают результат.

Учитель. Из прогнозов С.О. мы видим, что они могут быть высшими, низшими и иметь промежуточное значение. Следующее задание связано с окислительно-восстановительными возможностями соединений в этих степенях окисления. Команда “С” продемонстрирует свойства соединения с промежуточной степенью окисления “ своего героя”, команда “S” – высшей, “N” – низшей. Для этого вы должны записать уравнения реакций в соответствии с предложенной схемой (с электронным балансом)

Задание №3

Осуществите цепочку превращений и на основании электронных балансов сделайте вывод об окислительно – восстановительных возможностях вещества

“S” S-2 <— S+6 —> S+4

“N” N+2 <— N-3 —> N0

“C” С-2 <— С+2 —> С+4

(7 баллов)

Учитель. Химический элемент существует в трёх формах.

1. Каких? (свободные атомы, простые вещества, сложные вещества)
2. Какие из них мы уже рассмотрели? (свободные атомы, простые вещества)
3. Какую осталось вспомнить? (сложные вещества)
4. В состав каких сложных веществ входят неметаллы? (оксиды, гидроксиды, соли)

Стало быть в вашем четвёртом задании вы должны охарактеризовать свойства оксидов, кислот и солей на примере:

SO3 – команда “S”;

HNO3 – команда “N” (типичные свойства кислот);

CaCO3 – команда “C”.

Задание №4

Напишите уравнения реакций, характеризующие химические свойства … на примере …. Одно из уравнений реакций рассмотрите в свете ТЭД.

(5 баллов)

Учитель. Рассмотрев свойства классов неорганических веществ нам осталось установить связь между ними. Для этого следует осуществить цепочку превращений, которая доказывает наличие этой связи.

Задание №5

Докажите наличие генетической связи между классами неорганических соединений, осуществив цепочку превращений:

C —> CH4 —> CO2 —> CaCO3 —> Ca (HCO3)2

S —> H2S —> SO2 —> SO3 —> H2SO4

N H4Cl —> NH3 —> NO —> NO2 —> HNO3 

Одно из уравнений рассмотрите в свете ТЭД.

(4 баллов)

Учитель. А теперь ответьте на такой вопрос: как не потеряться в океане химических веществ?

Как в нужный момент найти необходимое? В этом нам помогут…(качественные реакции на ионы).

Итак, последнее командное задание – экспериментальное.

Задание №6

Выбрав необходимые реактивы, проведите качественную реакцию на:

сульфат – ион (команда “S”)
карбонат – ион (команда “C”)
ион – аммония (команда “N”)

Запишите уравнение реакции в молекулярном и ионном виде. Сделайте вывод.

(6 баллов)

Учитель. Это было последнее командное задание и теперь каждому из вас предоставляется возможность внести личный вклад, в общую копилку баллов команды ответив на вопросы тест – экспресса. Ответы на вопросы теста впишите в таблички (Приложение 2).

Задание №7

Тест – экспресс (читает учитель):

1. Разновидности простого вещества образованного одним и тем же элементом.
2. Электронная формула атома.
3. Количество электронов на внешнем энергетическом уровне.
4. Формула летучего водородного соединения.
5. Формула высшего оксида.
6. Масса 0,5 моль простого вещества.
7. Объём 2 моль газообразного оксида.
8. Степень окисления элемента в гидроксиде, соответствующем высшему оксиду.
9. Где больше атомов в 1л газообразного оксида или в 1л водородного соединения?
10. Чего больше по массе в высшем оксиде элемента или кислорода?

Учитель. Проверьте результат. Оцените работу (самоконтроль)

Критерии оценок:

Заканчивается урок подведением итогов экспертной группой в соответствии с инструкцией (Приложение 3), итоги заносятся в таблицу результатов (Приложение 4) и вручением дипломов (Приложение 5).

Варианты заданий для «Этапа знакомства» (этап №1)

Вариант №1.

Задание №1. Выбрать  продукты и объекты, содержащие     глюкозу

Комнатный цветок, упаковка виноградного сока,, сахар-рафинад, мёд, яблоко, рис, картофель, хлеб, молоко сгущенное, вата,  медицинский  бинт, пакет с  картофельным крахмалом, мармелад, фильтровальная бумага. ( 4)-----1 балл

Задание №2.  Записать определение:          Моносахариды-----  1 балл

Задание №3  Обратим внимание на строение молекул

Заполнить  таблицу №1

      Всего   5 баллов

Этап №1 «Этап знакомства» Вариант №2

Задание №1. Выбрать  продукты и объекты, содержащие крахмал и клетчатку

Комнатный цветок, упаковка виноградного сока, сахар-рафинад, мёд, яблоко, рис, картофель,  хлеб, молоко сгущенное, вата,  медицинский  бинт,  пакет с  картофельным крахмалом, мармелад, фильтровальная бумага. ( 8)-----1 балл

Задание №2.  Записать определение

Дисахариды-------- 1 балл

Задание №3   Обратим внимание на строение молекул

Заполнить таблицу №2

  Всего: 5 баллов

 Этап №1 «Этап знакомства»  Вариант №3

  Задание №1. Выбрать  продукты и объекты, содержащие сахарозу

Комнатный цветок, упаковка виноградного сока, сахар-рафинад, мёд, яблоко, рис, картофель, хлеб, молоко сгущенное, вата,  медицинский  бинт, пакет с  картофельным крахмалом, мармелад, фильтровальная бумага.—1 балл

Задание №2.  Записать определение:

Полисахариды-----1 балл

Задание №3  Обратим внимание на строение молекул

Заполнить таблицу №3

Всего 5 баллов

 Этап №1 «Этап знакомства»   Вариант №4

  Задание №1. Выбрать  продукты и объекты, содержащие  фруктозу

  Комнатный цветок,  упаковка виноградного сока, сахар-рафинад, мёд, яблоко,      рис, картофель, хлеб, молоко сгущенное, вата,  медицинский  бинт, пакет с  картофельным крахмалом, мармелад, фильтровальная бумага. ( 2) ---1 балл

Задание №2.  Записать определение :

брожение-----  1 балл

Задание №3 Обратим внимание на строение молекул

Заполнить таблицу№4

Всего 5 баллов

Этап №3. “Кто больше!” (выполнение теста)

Выбрать правильный ответ.

1. Укажите общую формулу углеводов: А) СхНу; б) С nН2n О2; в) СnН 2nО; г) C n(Н2О)m.
2. К углеводам относится вещество: А) С4Н6О4; б) С2Н4О2; в) С5Н10 О5; г) СН2О.
3. Укажите группу углеводов, которые не гидролизуются водой: А) полисахариды; б) дисахариды; в) моносахариды; г) все углеводы гидролизуются.
4. Укажите углевод, являющийся основной частью древесины: А) крахмал; б) целлюлоза; в) хитин; г) мальтоза.
5. Указать формулу фруктозы: А) С6Н12 О6; б)) С4Н8О4; в) С5Н10 О5; г) С7Н14О7. 
6. Изомером фруктозы является: а) глюкоза; б) рибоза; в) сахароза; г) мальтоза.
7. Виноградный сахар – это: А) фруктоза; б) рибоза; в) глюкоза; г) сахароза.
8. Пентоза, входящая в состав ДНК – это А) глюкоза; б) фруктоза; в) рибоза; г) дезоксирибоза.
9. В растворе глюкоза существует только: А) в линейной (цепная) форме; Б) только в циклической; В) цепной и двух циклических форм; Г) цепной и одной циклической .
10. По своему химическому строению глюкоза является: 1) кислотой; 2) альдегидоспиртом; в) сложным эфиром; г) кетоноспиртом.
11. С аммиачным раствором гидроксида серебра реагирует: А) реагирует глюкоза, не реагирует фруктоза; Б) реагирует фруктоза, не реагирует глюкоза; В) реагируют и глюкоза и фруктоза; Г) не реагирует ни глюкоза, ни фруктоза.
12. В клетках растений целлюлоза выполняет функцию А) передачу наследственной информации; Б) катализатор биологических процессов; В) запас питательных веществ; Г) строительную и структурную.
13. При полном гидролизе крахмала получаем: А) только глюкозу; Б) глюкозу и фруктозу; В) только фруктозу; Г) мальтозу.
14. При гидролизе сахарозы получаем: А) только фруктозу; Б) глюкозу и фруктозу; В) только глюкозу; Г) рибозу.
15. Крахмал в отличии от целлюлозы даёт характерную реакцию: А) с йодом; Б) бромной водой; В) гидроксидом натрия; г) аммиачным раствором оксида серебра.
16. Определите вещество Х в схеме превращений Крахмал —> Х —> этанол: А) глюкоза; б) этиленгликоль; в) глицерин; г) углекислый газ

Приложение №3  

Проверка теста осуществляется другой командой, представляющей свою презентацию по теме «Углеводы»

Группа: Название:  

Выполнение теста « Кто больше!»

Итого: 15 баллов максимальный

Приложение №4.

 Приводится подробное изложение. Делается очень краткий рассказ на 2 минуты. Затем выслушиваются версии учащихся. Показывается уравнение реакции глюкозы и цианида калия на слайде презентации к уроку.

Яд для Распутина

Итак, Григорий Распутин, который родился на 15 месяцев раньше Владимира Ильича Ленина, родился в Тобольской губернии, человек очень простой по своему рождению, человек, который мог сказать к концу своей жизни, что "я держу Россию у себя в кулаке". Как это у него получилось? К каким способам он прибегал, чтобы завоевать эту невероятную власть? Почему он так печально кончил? Был ли он пророком святым или же был шарлатаном? Хотя совершенно естественно, поскольку личность очень глубокая – и явление, и сама личность, то, что все-таки что-то останется втайне. Кто этот огромный, как медведь, мужик с бородой «лопатой» и полубезумными серыми глазами? Паразит на теле царской семьи? Мелкий жулик, историческая роль которого многократно преувеличена. Воспоминания князя Феликса Юсупова о подготовке одного из известнейших в российской истории преступлений — убийства Григория Распутина. Произошло оно в 1916 году. Если до середины XIX века главным помощником отравителей был мышьяк, то позднее .Зато все чаще стал использоваться цианид калия, или цианистый калий. Фигура Григория Распутина до сих пор привлекает внимание самых разных людей. По мнению отдельных исследователей, он обладал уникальной магической силой, острым умом, был преданным служителем Бога. Так ли это? Вопрос спорный. Но, без сомнения, в этом человеке было что-то таинственное. Одна из самых жгучих загадок старца, не оставляющая никого равнодушным, — его нечеловеческая сила и живучесть. Употребив с вином и пирожными гигантскую дозу цианистого калия, одного из сильнейших синтетических ядов, он не умер!

Ночью 29 декабря 1916 года группа заговорщиков (князь Феликс Юсупов, член Думы Владимир Пуришкевич, великий князь Дмитрий Павлович, поручик Александр Сухотин и доктор Станислав Лазоверт) тайно заманили старца во дворец Юсупова на Мойке, где задумали отравить его.  Юсупов принимал Распутина в подвальном помещении, специально оборудованном для этой цели. «В 11 часов, - пишет князь, — все было готово... На столе уже пыхтел самовар, кругом были расставлены вазы с пирожными и любимыми распутинскими лакомствами. Поднос с бутылками и бокалами стоял на поставце... Я достал из шкафчика с инкрустациями коробку с ядом.  Доктор Лазоверт надел резиновые перчатки, взял кристаллы цианистого калия и измельчил их в порошок. Потом приподнял верхушку пирожных и засыпал донышко такой дозой яда, которой, по его словам, хватило бы, чтобы мгновенно убить несколько человек. Молча, с волнением следили мы за каждым жестом доктора. Еще предстояло насыпать яд в бокалы.  Решено было сыпать его в последнюю минуту, чтобы он, испаряясь, не утратил своей силы». Спустя некоторое время Юсупов привел Распутина в подвальное помещение. «Пока он разглагольствовал, у меня была одна только мысль: заставить его выпить вина и съесть пирожные, - пишет князь. - Наконец Распутин попросил чаю. Я налил чай и придвинул к нему вазу с пирожными, начиненными цианистым калием. Я стоял позади него, следил за каждым его движением и ждал, что он вот-вот рухнет наземь. Но он невозмутимо мелкими глоточками пил вино, смакуя его, как настоящий знаток, и при этом ничуть не менялся в лице. Яд, очевидно, не действовал. Распутин преспокойно расхаживал по комнате. Тогда я взял второй бокал с ядом, наполнил его вином и протянул Распутину. Тот выпил и его с тем же результатом. На подносе оставался третий, и последний, бокал.

- Яд не подействовал.

- Но ведь доза была огромная? И он все выпил?

- Все».

Все, подмеченное князем, очень похоже на начальные признаки замедленной формы смертельного отравления цианистым калием. Может быть, заговорщикам следовало еще немного подождать, и их цель была бы достигнута? Однако это только предположение. Очень может быть, огромная доза цианистого калия, которой, по словам Лазоверта, можно было мгновенно убить несколько человек, не сработала по совсем другой причине.

ВЕРСИИ

Так почему же Распутина не убил яд? На этот счет имеется несколько версий:

1) Сладкое противоядие

Как известно, цианид калия был положен в сладкие пирожные. По свидетельству Пуришкевича, им начинили крохотные птифуры с розовым кремом (шоколадные оставили для Юсупова). Кроме того, яд был помещен в две рюмки, куда наливалось виноградное вино.

Вот здесь-то, по мнению токсикологов, заговорщики и допустили серьезную ошибку. Еще в конце XIX века было подмечено, что сахар способен обезвреживать цианиды. Глюкоза, соединяясь с синильной кислотой и ее солями, образует неопасное вещество - циангидрин. Существуют специфические свойства глюкозы, подобно алифатическим альдегидам она присоединяет молекулу синильной кислоты. Что позволяет увеличить длину цепи углевода:

HOCH2-(CHOH)4—COH       + HCN              HOCH2-(CHOH)4-CHOH-CN

 Глюкоза                  синильная  кислота                              циангидрин

Почему же яд не подействовал?

Вывод: Глюкоза , которая содержалась в пирожных прореагировала с цианистым калием, и образовалось нетоксичное соединение- циангидрин глюкозы.

Поэтому не случайно при опасности контакта с синильной кислотой и ее солями издавна рекомендуется держать за щекой кусок сахара.

Разработка урока химии по теме

 «Углеводы, их строение, свойства, биологическое значение и применение».

10-й класс

Форма проведения урока: Урок-марафон.

(Приложение №1, слайд №2)

Тип урока: Закрепление знаний по теме: Углеводы.

Требуется предварительная подготовка к уроку: Класс разбивается на 4 группы. Каждая группа получает домашнее задание: приготовить мультимедийную презентацию Power Point конкретно о каком-то одном углеводе, самостоятельно познакомиться по разным источникам информации с применением глюкозы и других углеводов. В химическом кабинете парты расставлены для работы отдельных групп.

Названия групп: Глюкоза, Фруктоза, Рибоза, Сахароза.

 (Приложение№1, слайд №3)

Цель урока: продолжить формирование универсальных учебных действий : личностных, познавательных, регулятивных, коммуникативных;

развивать компетенции: мотивационного, знаниевого, деятельностного компонента;

воспитывать коммуникативную культуру, толерантное отношение к окружающим людям, участникам одной рабочей группы и всего коллектива в целом; целеустремлённость и инициативность.

Оборудование и реактивы:

Комнатный цветок, упаковка виноградного сока, мороженые ягоды смородины, сахар-рафинад, мёд, яблоко, рис, картофель, хлеб, молоко сгущенное, вата, медицинский бинт, пакет с картофельным крахмалом, мармелад, растворы сульфата меди (II), аммиачного раствора оксида серебра, йода, крахмала.

Технические средства: персональный компьютер с проектором.

Использование СD дисков с фрагментами по теме “Углеводы”, мультимедийная презентация к уроку в программе Power Point. На доске находится плакат, на котором в виде ленты отражено названия групп, этапы марафона и количество баллов за каждый этап. Чтобы в конце урока определить суммарный балл каждой группы и определить рейтинг в марафоне знаний по теме “Углеводы”. На столах имеется маршрутный лист у каждой команды, на нём отражён маршрут передвижения по этапам, чтобы не было путаницы. На груди у каждого участника марафона закреплён бейдж – знак с названием группы. (Приложение №1, Слайд 3)

Планируемые результаты обучения:

Учащиеся должны знать: классификацию углеводов по различным признакам; химические свойства углеводов; значение углеводов в природе и в жизни человека и всех живых организмов на Земле; особенности строения глюкозы как альдегидоспирта; свойства и применение глюкозы; важнейшие свойства крахмала и целлюлозы на основании различий в их строении.

Учащиеся должны уметь: объяснять свойства углеводов на основании строения молекулы; прогнозировать свойства вещества на основании строения; объяснять явления, происходящие в быту, пользуясь приобретёнными знаниями.

Ход урока

1. Организационный момент урока. Цели и задачи урока.

2. Психологический настрой. Этап мотивационный.

Краткая информация об убийстве Григория Распутина. История отравления цианидом калия.

Почему яд не убил Распутина? (Приложение№4) Предположения. Мнения обучающихся выслушиваются. Глюкоза даёт безвредные соединения с цианидом калия, сильнейшим ядом!

(Приложение №1, Слайд №3,4). Далее формулировка темы урока:

Углеводы, их строение, свойства, биологическое значение и применение. (Приложение №1. Слайд №1-2)

Работа проходит по этапам. Их всего 5. Маршрутный лист движения групп (Приложение №1. Слайд 5).

На первом этапе команда вытягивает билет. Всего 4 варианта билетов для 1 этапа.

Этап №1. “Этап знакомства” (Задания этапа в Приложении №2)

Этап №2. Исследовательский. (Для проведения этого этапа требуется предварительная подготовка участников группы заранее).

Задание №1. Выдан белый хлеб и картофель. Докажите, что в этих продуктах содержится крахмал! Найдите сами необходимые для опыта реактивы. Составить схему опыта.

Задание №2. Докажите, что глюкоза является многоатомным спиртом. Запишите уравнение реакции.

Задание №3. Выданы два реактива: глюкоза и крахмал. Распознать вещества при помощи при помощи химических реактивов. Составить уравнения протекающих реакций.

Задание №4. Докажите, что глюкоза является альдегидом. Составить уравнения реакций.

Этап №3. “Кто больше!” (выполнение теста)

Выбрать правильный ответ:(Ответы теста и форма проверки в Приложении №3)

1. Укажите общую формулу углеводов: А) СхНу; б) С nН2n О2; в) СnН 2nО; г) C n(Н2О)m.
2. К углеводам относится вещество: А) С4Н6О4; б) С2Н4О2; в) С5Н10 О5; г) СН2О.
3. Укажите группу углеводов, которые не гидролизуются водой: А) полисахариды; б) дисахариды; в) моносахариды; г) все углеводы гидролизуются.
4. Укажите углевод, являющийся основной частью древесины: А) крахмал; б) целлюлоза; в) хитин; г) мальтоза.
5. Указать формулу фруктозы: А) С6Н12 О6; б)) С4Н8О4; в) С5Н10 О5; г) С7Н14О7. 
6. Изомером фруктозы является: а) глюкоза; б) рибоза; в) сахароза; г) мальтоза.
7. Виноградный сахар – это: А) фруктоза; б) рибоза; в) глюкоза; г) сахароза.
8. Пентоза, входящая в состав ДНК – это А) глюкоза; б) фруктоза; в) рибоза; г) дезоксирибоза.
9. В растворе глюкоза существует только: А) в линейной (цепная) форме; Б) только в циклической; В) цепной и двух циклических форм; Г) цепной и одной циклической .
10. По своему химическому строению глюкоза является: 1) кислотой; 2) альдегидоспиртом; в) сложным эфиром; г) кетоноспиртом.
11. С аммиачным раствором гидроксида серебра реагирует: А) реагирует глюкоза, не реагирует фруктоза; Б) реагирует фруктоза, не реагирует глюкоза; В) реагируют и глюкоза и фруктоза; Г) не реагирует ни глюкоза, ни фруктоза.
12. В клетках растений целлюлоза выполняет функцию А) передачу наследственной информации; Б) катализатор биологических процессов; В) запас питательных веществ; Г) строительную и структурную.
13. При полном гидролизе крахмала получаем: А) только глюкозу; Б) глюкозу и фруктозу; В) только фруктозу; Г) мальтозу.
14. При гидролизе сахарозы получаем: А) только фруктозу; Б) глюкозу и фруктозу; В) только глюкозу; Г) рибозу.
15. Крахмал в отличии от целлюлозы даёт характерную реакцию: А) с йодом; Б) бромной водой; В) гидроксидом натрия; г) аммиачным раствором оксида серебра.
16. Определите вещество Х в схеме превращений Крахмал —> Х —> этанол: А) глюкоза; б) этиленгликоль; в) глицерин; г) углекислый газ.

Тест оценивается членами другой группы по представленному учителем алгоритму.

Этап №4. Информационный этап. Приготовить сообщение об использовании глюкозы или другого углевода в народном хозяйстве. Биологическая роль углеводов. Показ презентации по теме. (Этот этап заранее готовится дома членами каждой группы. Оценивается содержание презентации, наличия уравнений реакций, структурных формул, показывающих строение углеводов, классификация, биологическое и практическое применение и значение.) Во время представления презентации, свободные члены группы проверяют тест другой команды, с этапа №3.

Этап №5. “Что находится в чёрном ящике?” Рефлексивный этап.

Задание № 1. Кристаллы белого цвета, хорошо растворимые в воде и сладкие на вкус, относится к классу альдегидоспиртов и даёт реакцию серебряного зеркала, не подвергается гидролизу и синтезируется растениями из углекислого газа и воды, применяется для изготовления ёлочных игрушек. О каком веществе идет речь. Назовите его химическую формулу.

Задание №2. Твёрдое вещество белого цвета, имеет в своём составе пять гидроксильных групп ОН, подвергается химическому процессу, в ходе которого образуется винный спирт, содержится в зелёных частях растений, поддерживает деятельность сердечной мышцы и относится к моносахарам. О каком веществе идёт речь, назовите его химическую формулу.

Задание №3. Вещество белого цвета, не растворяется в холодной воде, даёт характерное с йодом окрашивание, является дополнительным питательным материалом для растений и откладывается в клубнях и зёрнах, является полисахаридом. О каком веществе идёт речь. Назовите его химическую формулу.

Задание №4. Вещество сладкое на вкус. белого цвета кристаллы, является дисахаридом и подвергается гидролизу с образованием двух разных моносахаров, при нагревании плавится с образованием карамели. О каком веществе идёт речь. Назовите его формулу.

Заключительный этап урока.

На информационном листе каждой группы определяется суммарный балл за все этапы. Определяется Звание “Лидер марафона по теме “Углеводы”. Определяется рейтинг группы на стенде, на котором вывешиваются результаты работы каждой группы за урок. Группе “Лидеру марафона знаний по теме “Углеводы” вручается нагрудный знак. (Приложение №1, слайд №7)

Домашнее задание.

Приложение №1. Слайд№8.

 «Коррозия металлов»

9-й класс

Цель: Дать понятия о коррозии металлов, классификации коррозионных процессов и способах защиты металлов от коррозии.

Задачи: 

Обучающие

• Изучить сущность химической и электрохимической коррозии металлов;
• Закрепить представления об окислительно-восстановительных реакциях;
• Научить использовать приобретённые знания для объяснения явлений окружающей среды;
• Научить грамотному использованию металлических изделий.

Развивающее 

• Развить умения проведения химического эксперимента с соблюдением правил Техники безопасности;
• Развить умение проектирования химического эксперимента с учётом его наглядности и доказательства характера образующихся продуктов реакции.

Воспитывающие

• Логического и образного мышления;

Оборудование: 

5-ть  пронумерованных стакана

• В 1-м стакане железный гвоздь находится в воде.
• Во 2-м стакане железный гвоздь в растворе хлорида натрия.
• В 3-м стакане к железному гвоздю прикрепили медную проволоку и они находятся в растворе хлорида натрия.
• В 4-м стакане железный гвоздь находится в контакте с цинком, и они помещены в раствор хлорида натрия.
• В 5-м стакане железный гвоздь находится в растворах хлорида и гидроксида натрия (демонстрация приготовленного за несколько дней опыта по коррозии).

• Таблицы «Коррозия металлов»;

I. Вводное слово учителя

31 января 1951 г. обрушился железнодорожный мост в Квебеке (Канада), введенный в эксплуатацию в 1947 г.

В 1964 г. рухнуло одно из самых высотных сооружений в мире – 400-метровая антенная мачта в Гренландии.

Из-за повреждений нефтепроводов в реки и на грунт выливается нефть.

У металлов есть и враг, который приводит к огромным безвозвратным потерям металлов, ежегодно полностью разрушается около 10% производимого железа. По данным Института физической химии РАН, каждая шестая домна в России работает впустую – весь выплавляемый металл превращается в ржавчину. А как по другому называется этот процесс? – Коррозия.

II. Изучение нового материала

Итак, тема нашего урока: «Коррозия»

Цель сегодняшнего урока познакомиться с процессами коррозии металлов, классификации коррозионных процессов и способах защиты металлов от коррозии

Слово коррозия происходит от латинского corrodere, что означает разъедать. Хотя коррозию чаще всего связывают с металлами, но ей подвергаются также камни, пластмассы и другие полимерные материалы и дерево. Например, в настоящее время мы являемся свидетелями большого беспокойства широких слоев людей в связи с тем, что от кислотных дождей катастрофически страдают памятники (здания и скульптуры), выполненные из известняка или мрамора.

Таким образом, коррозией называют самопроизвольный процесс разрушения материалов и изделий из них под химическим воздействием окружающей среды.

Ржавлением называют только коррозию железа и его сплавов. Другие металлы корродируют, но не ржавеют. Хотя корродируют практически все металлы, в повседневной жизни человек чаще всего сталкивается с коррозией железа.

В результате коррозии железо ржавеет. Этот процесс очень сложен и включает несколько стадий. Его можно описать суммарным уравнением:

4Fe + 6H2O (влага) + 3O2 (воздух) = 4Fe(OH)3 

В природе, хотя и очень редко, но встречается самородное железо. Его происхождение считают метеоритным, т.е. космическим, а не земным. Поэтому первые изделия из железа (они изготавливались из самородков) ценились очень высоко – гораздо выше, чем из серебра и даже золота.

Химическая (или газовая) коррозия – это разрушение металлов в результате их химического взаимодействия с веществами окружающей среды.

Химическая коррозия часто наблюдается в процессе обработки металлов при высоких температурах. Ей подвергаются арматура печей, детали двигателей внутреннего сгорания, аппаратура химических производств и т.д. При химической коррозии происходит взаимодействие металла с газами, находящимися в составе среды. Чаще всего это кислород. Металл окисляется, и на его поверхности образуются различные соединения:

4Fe0 + 3O2 —> 2Fe+32O3

2Fe0 + 3O2 + 3SO2 —> Fe2+3(SO4)3

2Zn0 + O2 —> 2Zn+2O

Большинство металлов окисляется кислородом воздуха, образуя на поверхности оксидные пленки, Если эта пленка прочная, плотная, хорошо связана с металлом, то она защищает металл от дальнейшего разрушения. Такие защитные пленки появляются у Zn, Al, Cr, Ni, Sn, Pb, Nb и др. У железа она рыхлая, пористая, легко отделяется от поверхности металла и не способна защитить его от дальнейшего разрушения.

Однако наибольший вред приносит электрохимическая коррозия.

Электрохимическая коррозия – это разрушение металлов в среде электролита с возникновением в системе электрического тока.

Как правило, металлы и сплавы неоднородны, содержат различные примеси. При их контакте с электролитами одни участки поверхности начинают выполнять роль анода, а другие роль катода. В этом случае образуется гальванический элемент, электродами которого и являются металлы, находящиеся в растворе электролита. Возникает электрохимический процесс, т.е. наряду с химическими процессами (отдача электронов), протекают и электрические (перенос электронов от одного участка к другому).

Электрохимическая коррозия протекает в присутствии влаги. Ей подвергаются подводные части судов в морской и пресной воде, паровые котлы, металлические сооружения и конструкции под водой и в атмосфере.

Проблемная ситуация: Колосс Родосский и затонувшая яхта миллионера.

В III до нашей эры на острове Родос был построен маяк в виде огромной статуи Гелиоса. Колосс Родосский считался одним из семи чудес света, однако просуществовал всего 66 лет и рухнул во время землетрясения.

В 20 годы ХХ в. один из американских миллионеров, не жалея денег, решил построить самую шикарную яхту. Ее днище было обшито дорогим металлом (сплав 70% никеля и 30% меди), а киль и раму руля изготовили из стали. В морской воде в подводной части яхты образовался гальванический элемент с катодом из металла, а анодом из стали. Он настолько энергично работал, что яхта еще до завершения отделочных работ вышла из строя, ни разу не побывав в море. Ученые считают, что в обоих случаях причиной произошедших событий были окислительно-восстановительные процессы. Какие именно?

Ответ: Причиной была контактная коррозия. У Колосса Родосского бронзовая оболочка была смонтирована на железном каркасе. Под действием влажного, насыщенного солями средиземноморского воздуха железный каркас разрушился.

Днище яхты было обшито медно-никелевым сплавом, а рама руля, киль и другие детали изготовлены из стали. Когда яхта была спущена на воду. Возник гигантский гальванический элемент, состоящий из катода- днища, стального анода и электролита – морской воды. В результате судно затонуло, ни сделав ни одного рейса.

При возникновении гальванической пары сила возникающего электрического тока тем больше, чем дальше стоят металлы друг от друга в ряду напряжений. При этом поток электронов от более активного металла идет к менее активному металлу. Более активный металл (железо), расположенный в ряду напряжений левее, будет разрушаться (т.к. является анодом), предохраняя тем самым менее активный металл от коррозии (медь).

Коррозионные процессы весьма разнообразны, рассмотрим их протекание в различных средах электролита.

В кислотной среде атомы железа отдают электроны, которые переходят к меди и на ее поверхности соединяются с ионами водорода, выделившимися из компонентов среды. На катоде идет процесс восстановления ионов водорода с образованием газообразного водорода.

В щелочной или нейтральной среде идет восстановление кислорода, растворенного в воде с образованием OH-. Далее катионы железа и гидроксид- ионы соединяются с образованием неустойчивого гидроксида железа (II), который далее окисляется до оксида железа (III).

При использовании металлических материалов очень важен вопрос о скорости их коррозии. От чего зависит скорость коррозии?

Перед вами 5 пронумерованных стаканов. 

• В 1-м стакане железный гвоздь находится в воде.
• Во 2-м стакане железный гвоздь в растворе хлорида натрия.
• В 3-м стакане к железному гвоздю прикрепили медную проволоку и они находятся в растворе хлорида натрия.
• В 4-м стакане железный гвоздь находится в контакте с цинком, и они помещены в раствор хлорида натрия.
• В 5-м стакане железный гвоздь находится в растворах хлорида и гидроксида натрия.

Давайте сравним полученные результаты и объясним результаты эксперимента (демонстрация приготовленного за несколько дней опыта по коррозии).

Проблема: Почему в одних случаях коррозия усиливается, а в других замедляется? Объясните процессы, происходящие в каждом стакане.

Объяснения учеников: 

• В стакане №1 – железо прокорродировало слабо, в чистой воде коррозия идет медленно. Мы наблюдаем химическую коррозию.
• В стакане №2 – идет химическая коррозия, но здесь скорость коррозии выше, чем в 1-ом стакане, следовательно, хлорид натрия – увеличивает скорость коррозии.
• В стакане №3– мы наблюдаем электрохимическую коррозию (железо находится в контакте с медью). Скорость коррозии высока, т.к. раствор хлорида натрия – сильный электролит.

Суммарное уравнение: Fe0 + 2H+ > Fe2+ + H2 0

• В стакане №4– также идет коррозия, но не железа, а цинка, т.к. железо менее активный металл является катодом, а цинк анодом:

• В стакане №5 – железо практически не подвергается коррозии, следовательно, гидроксид натрия – замедляет коррозию, гидроксид-ионы являются ингибиторами, т.е. замедляют коррозию.

Вывод: Катионы водорода и растворенный в воде кислород – важнейшие окислители, вызывающие электрохимическую коррозию. Скорость коррозии тем больше, чем сильнее отличаются металлы по своей активности (т.е. чем дальше друг от друга они расположены в ряду напряжений металлов).

Способы защиты от коррозии.

Проблема защиты металлов от коррозии возникла почти в самом начале их использования. Люди пытались защитить металлы от атмосферного воздействия с помощью жира, масел, а позднее и покрытием другими металлами и, прежде всего, легкоплавким оловом (лужением). В трудах древнегреческого историка Геродота (V в. до н.э.) уже имеется упоминание о применении олова для защиты железа от коррозии.

Задачей химиков было и остается выяснение сущности явлений коррозии, разработка мер, препятствующих или замедляющих ее протекание. Коррозия металлов осуществляется в соответствии с законами природы и потому ее нельзя полностью устранить, а можно лишь замедлить. Одним из наиболее распространенных способов защиты металлов от коррозии является нанесение на их поверхность защитных пленок: лака, краски, эмали.

Ребята, а что является символом Парижа? – Эйфелева башня. Она неизлечимо больна, ржавеет и разрушается, и только постоянная “терапия” помогает бороться с этим смертельным недугом: Её красили 18 раз, отчего её масса 9000 т каждый раз увеличивается на 70 т.

Широко распространенным способом защиты металлов от коррозии является покрытие их слоем других металлов. Покрывающие металлы сами корродируют с малой скоростью, так как покрываются плотной оксидной пленкой: например 3CrCl2 + 2Fe – [1000°C] —> 2FeCl3 + 3Cr

Металлические покрытия делят на две группы: коррозионностойкие и протекторные. Например, для покрытия сплавов на основе железа в первую группу входят никель, серебро, медь, свинец, хром. В электрохимическом ряду напряжений металлов они стоят правее железа. Во вторую группу входят цинк, кадмий, алюминий. По отношению к железу они более электроотрицательны, т.е. в ряду напряжений находятся левее железа.

В повседневной жизни человек чаще всего встречается с покрытиями железа цинком и оловом. Листовое железо, покрытое цинком, называют оцинкованным железом, а покрытое оловом – белой жестью. Первое в больших количествах идет на кровли домов, а из второго изготавливают консервные банки. И то и другое получают главным образом протягиванием листа железа через расплав соответствующего металла. Для большей стойкости водопроводные трубы и арматуру из стали и серого чугуна часто подвергают оцинковыванию также окунанием в расплав данного металла. Это резко повышает срок их службы в холодной воде. Интересно, что в теплой и горячей воде срок службы оцинкованных труб может быть даже меньше, чем неоцинкованных.

Пассивация металлов.

Вероятно, многие обратили внимание на то, что серную и азотную кислоты перевозят по железной дороге в стальных цистернах. Об этом свидетельствуют надписи, например «Осторожно, серная кислота». Как это согласуется с теми знаниями, которые отражены в школьных учебниках? Все дело в том, что по железной дороге перевозят не разбавленные, а концентрированные кислоты. Зачем же перевозить воду? Разбавить кислоту можно и на месте потребления.

Оказывается, что в отличие от разбавленных концентрированная серная, так же как и концентрированная азотная кислоты, не взаимодействует с железом. Правильнее сказать, что кратковременное взаимодействие происходит, но оно быстро прекращается. Специалисты говорят, что в крепких растворах этих кислот железо пассивируется. Еще в 1836 г. знаменитый английский химик М. Фарадей высказал предположение, что причиной пассивации является образование на поверхности металла плотной оксидной пленки. В свое время на это предположение не обратили должного внимания. Лишь через 100 лет эти взгляды возродил и развил известный русский ученый В.А. Кистяковский. После него этот взгляд на пассивацию оформился в виде теории. Согласно ей при пассивации на поверхности металла образуется сплошная и плотная оксидная (реже хлоридная, сульфатная, фосфатная) пленка толщиной в несколько десятков нанометров.

Ингибиторы коррозии металлов.

Применение ингибиторов – один из эффективных способов борьбы с коррозией металлов в различных агрессивных средах (в атмосферных, в морской воде, в охлаждающих жидкостях и солевых растворах, в окислительных условиях и т.д.).  Ингибиторы – это вещества, способные в малых количествах замедлять протекание химических процессов или останавливать их. Название ингибитор происходит от лат. inhibere, что означает сдерживать, останавливать. Известно, что дамасские мастера для снятия окалины и ржавчины пользовались растворами серной кислоты с добавками пивных дрожжей, муки, крахмала. Эти примеси были одними из первых ингибиторов. Они не позволяли кислоте действовать на оружейный металл, в результате чего растворялись лишь окалина и ржавчина.

Для предупреждения коррозии и защиты от нее применяются разнообразные методы. 

1. Шлифование поверхностей изделия – чтобы на них не задерживалась влага.
2. Приготовление химически стойких сплавов (сплавы, содержащие хром, никель, которые при высокой температуре на поверхности металла образуют оксидный слой), нержавеющие стали, из которых изготавливают детали машин, инструменты, посуду (ножи, вилки...).
3. Нанесение защитных покрытий.

1. Неметаллические – неокисляющиеся масла, специальные лаки, краски, эмали.
   Ребята, а что является символом Парижа? – Эйфелева башня. Она неизлечимо больна, ржавеет и разрушается, и только постоянная “терапия” помогает бороться с этим смертельным недугом: Её красили 18 раз, отчего её масса 9000 т каждый раз увеличивается на 70 т.
2. Химические – искусственно создаваемые поверхностные пленки: оксидные, нитратные, фосфатные, полимерные и другие. Например, железо пассивируют погружением в концентрированную азотную кислоту.
3. Полимерные покрытия изготавливают из полиэтилена, полихлорвинила, полиамидных смол. Наносят их двумя способами: нагретое изделие помещают в порошок полимера, который плавится и приваривается к металлу, или поверхность металла обрабатывают раствором полимера в низкокипящем растворителе, который быстро испаряется, а полимерная пленка остается на изделии.

4. Металлические.

1. Электрохимические методы
2. Протекторная (анодная) – к защищаемой металлической конструкции, присоединяют кусок более активного металла (протектор), который служит анодом и разрушается в присутствии электролита, В качестве протектора при защите корпусов судов, трубопроводов, кабелей и других металлических изделий используют магний, алюминий, цинк.
3. Катодная – металлоконструкцию подсоединяют к катоду внешнего источника тока. Происходит электрозащита – нейтрализация тока, возникающего при коррозии, постоянным током, пропускаемым в противоположном направлении.

5. Подавление влияния коррозионной среды.

1. Введение веществ – ингибиторов, замедляющих коррозию (нитрит натрия, хромат и дихромат калия, фосфаты натрия и другие). Защитное действие этих веществ обусловлено тем, что они адсорбируются на поверхности металла и каталитически снижают скорость коррозии, а некоторые из них (хроматы и дихроматы) переводят металл в пассивное состояние.
2. Удаление растворенного в воде кислорода (деаэрация).

Таким образом, металлы и сплавы можно защищать от коррозии двумя способами: изоляцией поверхности металла от среды и искусственным повышением коррозионной стойкости путем замедления процессов коррозии.

 Закрепление (фронтальное обсуждение)

1. Требуется скрепить железные детали. Какими заклепками следует пользоваться медными или цинковыми, чтобы замедлить коррозию железа? Ответ обоснуйте.
2. Как называются вещества, замедляющие коррозию?
3. Введение каких элементов в сталь повышает ее коррозионную стойкость?
4. К стальному днищу машины была предложена протекторная защита. Какой металл для этого лучше применить: Zn, Cu или Ni?
5. Почему многие детали быстрее корродируют вблизи предприятий?
6. Лист железа, покрытый цинком, и лист железа, покрытый оловом, процарапали до железа. Будет ли подвергаться коррозии железо в обоих случаях?

РЕФЛЕКСИЯ

Чтобы предотвратить глобальные катастрофы на судах, фабриках и заводах, нужно упорно изучать методы защиты от этой проблемы. И в то же время необходимо найти применение коррозии металлов. Одним из направлений может быть ее применение для разрушения конструкций в труднодоступных местах. Разрушение металлов и сплавов можно применить как один из способов борьбы с космическим мусором. Если бы железо, подобно серебру и золоту, не ржавело, то мы не существовали бы, и ни одно растение не зеленело бы на Земле. Растворённая в воде его ржавчина составляет часть пищи растений и придаёт им зеленый цвет. Та же «ржавчина» снабжает железом нашу кровь и придаёт ей красный цвет.

«Степень окисления»

8-й класс

Цель: на основе знаний о химической связи и электронном строении атомов химических элементов выяснить, каким образом составляются формулы веществ.

Задачи:

 Познакомить учащихся с понятием «Степень окисления», её значением.

Развивать умение составлять формулы, зная степени окисления.

Воспитывать умение работать в группах  и самостоятельно.

Ход урока

«Глюкоза: строение, свойства».

10-й класс

Цели.

Обучающие: познакомить с физическими и химическими свойствами глюкозы; закрепить на новом материале зависимость химических свойств от строения молекул; развить понятие о циклическом строении, о пространственной изомерии; научить составлять формулы изомеров, решать расчетные задачи, объяснять химические свойства на основе строения, соблюдать правила техники безопасности.

Развивающие: развитие исследовательских умений, умений работать с химическими реактивами; развитие интеллектуальных способностей в процессе самостоятельной работы с использованием различных источников информации.

Воспитывающие: развивать умения вести диалог, отстаивать свою точку зрения, работать в группе; воспитывать аккуратность, чувства товарищества, коллективизма, уважительного отношения друг к другу.

Оборудование и реактивы.

 Н а  с т о л а х   у ч а щ и х с я: спиртовка, пробирки, держатель для пробирки, спички, растворы глюкозы, CuSO4, NaОН, аммиачный раствор оксида серебра.

Н а  с т о л е  у ч и т е л я: растворы глюкозы, формалина, фуксинсернистой кислоты.

ХОД УРОКА

Учитель. Ребята, попробуйте угадать сами тему сегодняшнего урока. Вещество, о котором мы будем говорить, находится у меня на столе, его очень много в организме человека, в зеленых растениях.

Учащиеся (предполагают). Белки. Жиры. Углеводы.

Учитель. Правильно, углеводами называется класс, к которому относится данное вещество. Вы часто покупаете его в аптеке, но не для того, чтобы лечиться, а просто захотелось сладкого. Что же это за вещество?

Учащиеся. Гематоген. Витамины. Глюкоза.

Учитель. Да! Тема урока сегодня «Глюкоза: строение, свойства и значение в жизни человека».

Наш класс превращается в научную лабораторию, где будут работать четыре отдела над одной темой, и каждый отдел должен найти ответы на вопросы .

1) К какому классу относится глюкоза?

2) Каковы ее физические и химические свойства?

3) Как можно получить глюкозу?

4) Какое значение глюкоза имеет для человека?

Результатом работы вашего звена-отдела будет опорный конспект – проект, в котором вы отразите свою работу за два урока. Это может быть таблица, рисунок, уравнения химических реакций на одном форматном листе.

I. Актуализация знаний

Работа в группах. Каждая группа получает карточку с вопросами.

1. Какие классы органических кислородсодержащих веществ были изучены ранее?(Спирты, альдегиды, кислоты.)

2. Вспомните функциональную группу спиртов и качественную реакцию на многоатомные спирты.

3. Вспомните специфические реакции на альдегиды.

Учитель. Возникает вопрос, какой класс мы будем изучать сегодня? К какому классу относится глюкоза?

Учащиеся высказывают несколько точек зрения.

• Класс, какой мы еще не изучали, что-то новое.

• Это вещество не имеет функциональной группы кислот, т.к. сладкое на вкус.

• Если сладкое, может быть, сходно с глицерином и имеет гидроксильные группы ОН.

• Это вещество содержит группы: NO2, NH2, альдегидную.

Учитель. Благодарю вас за ответы. Чтобы проверить на практике, какая гипотеза будет правильной, предлагаю провести небольшой эксперимент.

Каждая группа проводит опыт с имеющимися на столе реактивами.

Некоторые группы к раствору глюкозы приливают свежеосажденный гидроксид меди и радостно сообщают, что глюкоза – многоатомный спирт. Другие группы к раствору глюкозы приливают аммиачный раствор серебра и нагревают. Проделав опыт, утверждают, что это альдегид.

Возникает дискуссия, мнения ребят разделились.

П р о б л е м н ы й  в о п р о с. К какому классу относится глюкоза?

Выдвижение гипотез.

• Глюкоза – это многоатомный спирт.

• Глюкоза – это альдегид.

Р е ш е н и е  п р о б л е м ы.

Учитель предлагает не торопиться и использовать все имеющиеся на столе реактивы. Учащиеся каждой группы, проделав второй опыт, с удивлением делают открытие, что глюкоза имеет свойства и многоатомных спиртов, и альдегидов.

Учитель. Продолжим исследования в наших научных лабораториях. Попробуйте предположить молекулярную формулу глюкозы, зная, что ее относительная молекулярная масса равна 180 и количество атомов кислорода равно количеству атомов углерода.

Ребята снова выдвигают несколько гипотез.

• Необходимо учитывать наличие атомов углерода.

• Их должно быть меньше десяти, т.к. Mr(глюкозы) = 180.

• И атомов кислорода не может быть десять.

• Если предположить, что в молекуле глюкозы пять атомов кислорода?

Учитель (упрощает задачу). В молекуле глюкозы шесть атомов углерода, и простейшая формула глюкозы СH2О.

Ребята производят математические действия.

Mr(глюкозы) = 180,

Mr(СH 2О) = 12 + 1•2 + 16 = 30,

К = Mr(глюкозы)/Mr(СH 2О) = 6.

Необходимо все индексы в формуле умножить на 6. Каждая научная лаборатория с легкостью определяет молекулярную формулу глюкозы –

 С6Н12О6.

Учитель. А теперь сами попытайтесь составить структурную формулу. Какие данные необходимо для этого знать?

Учащиеся. Количество альдегидных групп. Количество гидроксильных групп. Циклическое это вещество или нет?

Во время фронтальной беседы с ребятами выясняем, что в составе молекулы глюкозы одна альдегидная группа и пять гидроксильных групп.

В проекте у ребят появляется новая запись:

Учитель. Если глюкоза – альдегидоспирт, то она должна давать, очевидно, и другие реакции альдегидов.

Учитель проводит демонстрационный опыт. В раствор глюкозы приливает бесцветный раствор фуксинсернистой кислоты. Красное окрашивание не проявляется.

Для проверки к раствору формалина (альдегид) приливает раствор фуксинсернистой кислоты – появляется красное окрашивание.

Возникает противоречие, требующее более глубокого изучения строения вещества. Как говорил Козьма Прутков: «Отыщи всему начало, и ты многое поймешь».

Учитель. Свойства зависят от строения. Как показали исследования, в растворе глюкозы имеются молекулы не только с открытой цепью атомов, но и циклические. Что же представляют собой циклические молекулы глюкозы? Вы выяснили строение молекулы линейной, а может ли она образовать кольцо?

Ученики высказывают несколько мнений.

• Да, т.к. происходит вращение атома углерода.

• Если разорвется двойная связь, концы могут соединиться в цикл.

• Нет, т.к. двойная связь находится с одной стороны молекулы.

Возникает п р о б л е м н а я  с и т у а ц и я.

Р е ш е н и е  п р о б л е м ы.

Учитель. На столе имеются линейные шаростержневые модели глюкозы. Каждая лаборатория должна построить циклическую форму глюкозы и продемонстрировать ее классу.

З а к р е п л е н и е  м а т е р и а л а. Образование циклической формы можно представить следующим образом. При сохранении валентных углов альдегидная группа (1-й атом углерода) ближе всего подходит к 5-му углеродному атому. Происходит разрыв  π-cвязи, и к кислородному атому присоединяется атом водорода гидроксильной группы 5-го С-атома, а потерявший этот атом кислород гидроксигруппы замыкает цикл.

Учитель (показывает рисунок). Циклическая форма отображает не только порядок атомов в молекуле, но и их пространственное расположение. Сравните формулу глюкозы циклической формы с той, которую вы построили ранее. Найдите отличия.

Предположения учащихся.

• Изменилось положение группы ОН у последнего С-атома.

• Нет, у первого атома, где перестраивались атомы.

Учитель. А почему это происходит?

Почти одновременно и все сразу выдвигают одну гипотезу: происходит вращение атома углерода.

Учитель. Попробуйте это сделать на шаростержневых моделях, которые у вас на столе.

Ребята убеждаются, что сделать это невозможно.

Опять возникает противоречие, которые учащиеся объяснить не могут. Но выдвигают гипотезу: пока молекула имеет линейное строение, вращение атомов углерода возможно, а в циклической форме это сделать нельзя.

Учитель. Вращение С-атома возможно только в открытой форме, совместно с альдегидной группой. В результате взаимодействия первого и пятого атомов углерода появляется новая ОН-группа у первого атома, которая может занять два положения: над и под плоскостью цикла. Поэтому возможны две циклические формы глюкозы –α -форма (ОН-группы при 1-м и 2-м атомах углерода расположены по одну сторону кольца молекулы) и β-форма (группы ОН находятся по разные стороны):

Между  α-формой и  β-формой глюкозы существует равновесие, они могут превращаться одна в другую через альдегидную – переходную – форму. Занесите эти данные в свой проект.

II. Изучение свойств глюкозы

Выясняя строение молекулы, ребята определили следующие химические свойства глюкозы:

1) взаимодействует с Сu(ОН)2, при нагревании образует красный осадок;

2) взаимодействует с Ag2O в аммиачном растворе с образованием свободного серебра.

Учащиеся вносят уравнения химических реакций в проект.

Учитель. Пользуясь материалами учебника, дополните химические свойства глюкозы как многоатомного спирта.

Каждая группа записывает уравнения химических реакций в тетрадь:

а) взаимодействие с уксусной кислотой с образованием сложного эфира по всем гидроксильным группам;

б) образование шестиатомного спирта под действием восстановителя.

Учитель. Есть у глюкозы другие свойства? Вспомните из жизненных ситуаций или воспользуйтесь учебником.

Предположения учащихся.

• Брожение варенья.

• Спирт образуется при брожении винограда.

• Молоко, если долго стоит, тоже приобретает резкий запах кислого и спиртного.

Учитель. Используя материал учебника, внесите в проект специфические свойства глюкозы: спиртовое брожение, молочно-кислое брожение, взаимодействие с цианистым калием с образованием неядовитого вещества. Запишите уравнения соответствующих химических реакций.

III. Получение глюкозы

Учитель. Можно ли получить глюкозу из известного вам вещества формалина?

Возникает активная дискуссия, высказывается несколько противоположных мнений.

• Нет, т.к. формалин убивает все живое, а глюкоза поддерживает жизнь.

• Можно, но эту глюкозу нельзя будет в пищу употреблять.

• В химии все возможно.

• Можно, т.к. при химической реакции образуется новое вещество с новыми свойствами.

• Нет, у этих веществ свойства совсем разные.

Учитель. Спасибо за гипотезы. Какая из них правильная, вы убедитесь сами.

Когда собираются сохранить (законсервировать) ткань, убив в ней все живое – гнилостные микроорганизмы, грибки, бактерии, – дают такой совет: «Поместите препарат в формалин».

Но великий русский химик А.М.Бутлеров увидел в этом веществе один из источников жизни: в растворах слабых оснований молекулы формалина, соединяясь друг с другом, образуют цепочку углеводов.

6HCOOH = С6Н12О6+ 3O2.

Так в 1861 г. Бутлеров доказал, что смерть рождает жизнь. Внесите в проект этот способ получения глюкозы, дополнив материалами учебника.

IV. Значение в жизни человека (применение глюкозы)

Многие применения глюкозы основаны на ее свойствах и не вызывают затруднения у ребят. Работая с учебником, они дополняют свой проект.

Необходимо обратить внимание учащихся на то, что основная биологическая роль глюкозы – энергетическая.

V. Закрепление изученного материала

Заморочки от учителя.

1. Почему глюкозу называют виноградным сахаром?

2. Как можно определить, спелое яблоко или нет, не пробуя его на вкус?

Гипотезы учащихся.

• Зеленое – значит, неспелое, красное – спелое.

• Рыхлое – спелое, твердое – нет.

• Провести химические реакции.

Учитель. Какие реакции нужно провести? Какое на вкус спелое яблоко?

Гипотезы ребят.

• Сладкое, т.к. содержит углеводы – глюкозу.

• Значит, реакцию надо провести на наличие глюкозы.

• Качественную реакцию на глюкозу.

• Нагреть со свежеосажденным гидроксидом меди мякоть яблока, и если будет красный осадок – спелое.

Р е ш е н и е  п р о б л е м ы.

Учитель. Проверим экспериментально, чья гипотеза верна. Возьмите пробирку с протертым яблоком и убедитесь в его спелости.

Ребята, проделав качественную реакцию на глюкозу, убеждаются, что яблоко спелое.

С о з д а н и е  п р о б л е м н о й  с и т у а ц и и. Учитель зачитывает отрывок из книги В.Пикуля «Нечистая сила».…

Настала торжественная минута. Лазоверт со скрипом натянул тонкие резиновые перчатки, растер в порошок кристаллы цианистого калия. Птифуры были двух сортов с розовым и шоколадным кремом. Приподымая ножом их красивые сочные верхушки, доктор щедро и густо насыщал внутренности пирожных страшным ядом.

– Достаточно ли? – усомнился капитан Сухотин.

– Один такой птифурчик, – отвечал Лазоверт, – способен в считанные мгновения убить всю нашу конфиденцию.

...Феликс придвинул пирожные Распутину, взялся за бутылку…

– Пирожные вот ... угощайся.

– А ну их … Сладкие?..

...С неохотой съел пирожное с ядом. Понравилось – потянулся за вторым.

Юсупов внутренне напрягся, готовый увидеть перед собой труп. Но Распутин жевал, жевал… Он спокойно доедал восьмой птифур. И, поднося руку к горлу, массировал его.

– Что с тобою? – спросил Юсупов в надежде.

– Да так ... першит что-то.

…Будь проклят Маклаков, давший нам калий! Яд беспомощен. Гришка выпил и сожрал все, что отравлено. Но только рыгает и появилось сильное слюнотечение.

Учитель. Почему цианистый калий не убил Распутина?

Учащиеся высказывают разные гипотезы, возникает оживленная беседа.

• Распутин считался святым.

• Имел крепкое здоровье.

• Был очень могучим человеком.

• Дело не в самом Распутине, а в действии вина, которым он запивал пирожное.

• Может, сказалось действие глюкозы и сахарозы, которые находились в пирожном?

• Яд был просрочен.

• Мало яда положили.

• Глюкоза нейтрализует яд, он теряет свои свойства.

Р е ш е н и е  п р о б л е м ы  и  в ы в о д ы.

Учитель. Послушайте мнение ученых и решите, какая гипотеза дает ответ на этот вопрос.

C давних пор, при опасности отравления цианидами, рекомендовали держать за щекой кусочек сахара. Учеными было доказано, что глюкоза взаимодействует с цианидами с образованием нетоксичного соединения циангидрин глюкозы. Возьмите это на вооружение.

Ребята удивляются и запоминают это свойство глюкозы.

Домашнее задание. Закрепить умения писать уравнения химических реакций; красочно оформить проект.

Литература.

1. Брушлинский Л.В. Психология мышления и проблемное обучение. - М.: Знание, 1983.

2.     Булгаков В.И. Проблемное обучение - понятие и содержание // Воспитание школьников. -1985. - № 8.

3.     Дискуссия «Проблемное обучение - понятие и содержание» // Вестник высшей школы. -1976-1983.

4.     Идеи Дж. Дьюи и Чикагская лабораторная школа // Цирлина Т.В. На пути к совершенству. -М.: Сентябрь, 1997.

5.     Ильина Т.Л. Проблемное обучение // Вестник высшей школы. -1976. - №2.

6.     Ильина Т. А. Что такое современная лекция? Как ей придать проблемный ха рактер? // Вестник высшей школы. ~ 1984. — № 9.

7.     Илъницкая И А. Проблемные ситуации и пути их создания на уроке. - М.: Знание, 1985.

8.     Кабанова-МелАгер Е.Н. Учебная деятельность и развивающее обучение. - М.: Знание, 1985

9.     Кудрявцев Т.В. Проблемное обучение - истоки, сущность, перспективы. - М.: Знание, 1991

10. Курбатов Р. Педагогика ковчега // Частная школа. -1995. - №3, 4. 5.

11.  Матюшкин A.M. Проблемные ситуации в мышлении и обучении. - М., 1972.

12.   Махмутов М.И Проблемное обучение. - М.: Педагогика, 1975.

13.   Никандров Я.Д. Проблемное обучение // Воспитание школьников. - 1983. - №12.

14.   Оконъ В. Основы проблемного обучения. - М., 1968.

15.   Попа Д. Математическое открытие. - М.: Наука, 1976.

16.   Рубрика «Проблемное обучение - в практику» // Вестник высшей школы. - 1984-1985.

17.   Самарин Ю.А. Очерки психологии ума. - М., 1962.

18.   Шевкин В.С Педагогика Дьюи на службе современной американской ре акции. -М., 1959

19.   Якиманская Н.С. Развивающее обучение. - М., 1979.

«Основания».

8-й класс

Цели.

Обучающие: ввести определение понятия «основание»; рассмотреть типы оснований: по составу, по растворимости; изучить химические свойства и способы получения оснований.

Развивающая: помогать развитию интеллекта и творческих способностей учащихся.

Воспитывающая: способствовать воспитанию активной личности.

Оборудование и реактивы.

Н а  столах  учащихся:  пробирки под номерами (№ 1 – любая кислота, № 2 – любая щелочь), стеклянные палочки, универсальная индикаторная бумага, вода в стакане, спиртовка, держатель, спички, пробирки, фломастеры; реактивы: растворы гидроксида натрия, сульфата меди(II), соляной кислоты, свежеполученный гидроксид меди(II), различные индикаторы.

Н а  столе учителя:  колба для сжигания веществ, ложка для сжигания веществ, спиртовка, спички, магниты, карточки с формулами, листы для гипотез; сера, фенолфталеин, гидроксид натрия.

ХОД УРОКА

 1-й  урок

I. Актуализация знаний.

Фронтально. Учитель показывает карточки с опорными схемами «оксиды», «кислоты», «соли», предлагает назвать, какие это классы соединений, и дать им определения.

Письменно  в  тетрадях (один ученик выполняет на скрытой доске). Учитель предлагает дописать только те уравнения реакций, которые возможны:

HCl + Mg —> … ,

Н2SО4 + Ag  —> … ,

НNО3 + FeO  —> … ,

Н2SО4+ NаОН  —> … ,

Na2SО4 + Н2CО3 —> … ,

Nа2СO3 + НCl  —> … .

По окончании работы ученики сверяют выполненные задания с решением задания на доске, при этом учитель акцентирует внимание на том, что всегда взаимодействуют вещества, противоположные по своей природе.

II. Введение новых знаний. Постановка проблемной ситуации.

Учитель. Перед вами на столах в двух пробирках под номерами находятся прозрачные жидкости. Нанесите каплю из пробирки № 1 на универсальную индикаторную бумагу и определите, что находится в данной пробирке.

Ученики выполняют работу в парах.

Учитель. Так что же содержится в первой пробирке?

Ученики. Какая-то кислота.

Учитель. Как вы это определили?

Ученики. Универсальная индикаторная бумага стала красной.

Учитель. Нанесите каплю из пробирки № 2. Что содержится в этой пробирке?

Ученики. Не знаем.

Учитель. В чем затруднение?

Ученики. Мы не знаем, какие вещества окрашивают универсальную индикаторную бумагу в синий цвет.

Учитель. Так какой возникает вопрос?

Ученики. Какие вещества окрашивают индикатор в синий цвет?

Учитель. Ребята, эти вещества называются основаниями. Итак, что же находится во второй пробирке?

Ученики. Основание.

Учитель. Следовательно, что мы будем сегодня изучать?

Ученики. Основания.

Учитель. Это и есть тема урока.

Учитель пишет тему урока на доске, ученики в тетрадях.

Если на вопрос, что находится в пробирке № 2, кто-то ответил – основание, то строим другой диалог.

Учитель. А остальные смогли определить?

Ученики. Нет.

Учитель. Чем этот опыт не похож на предыдущий?

Ученики. Окраска индикатора стала синей. А мы не знаем, какие вещества изменяют окраску индикаторов таким образом.

Учитель. Так какой возникает вопрос?

Возвращаемся к предыдущему диалогу.

Если на вопрос, что находится в пробирке № 2, все хором ответили – основание, то строим третий диалог.

Учитель. Вы молодцы. А пример-то был новый! Чем этот опыт не похож на предыдущий? Так какой возникает вопрос?

Возвращаемся к первому диалогу.

Учитель. Ребята, давайте наметим план, по которому будем изучать эту тему. Что мы хотим узнать о данном классе соединений?

Учитель вместе с учащимися составляет план и записывает его на левом крыле доски. Учащиеся записывают план в тетради.

План

1. Определение.

2. Классификация оснований.

3. Химические свойства.

4. Способы получения.

III. Поиск решений.

На центральной доске вывешивают карточки с формулами.

Учитель. Из следующего списка выпишите в три колонки: оксиды, кислоты, соли.

СuО, Н2CО3, МgСl2, LiOH, Fe2(SО4)3, Н2SiO 3 , Nа2O, Fe(ОН)2, Fe(ОН)3, Zn(NО3)2, SO2.

Ученики записывают их в тетрадях, фронтально вслух проверяют, дают названия веществам.

Учитель передвигает карточки на доске в три колонки.

Учитель. Как вы думаете, какие вещества оказались не выписанными?

Ученики. Основания.

Учитель. Запишите их в четвертый столбик.

Учитель передвигает на доске формулы оснований в четвертый столбик.

Учитель. Проанализируем их. Какие это вещества: простые или сложные?

Ученики. Сложные.

Учитель. Что их объединяет? Что стоит на первом месте в формулах?

Ученики. Атом металла.

Учитель. Что стоит на втором месте?

Ученики. Группа ОН.

Учитель. Эта группа атомов называется гидроксигруппой. Сколько гидроксигрупп содержится в каждой из этих формул?

Ученики. Разное количество.

Учитель. А атомов металла?

Ученики. Всегда один.

Учитель. Следовательно, чему равна валентность гидроксигруппы?

Ученики. Единица.

Учитель. Чем будет определяться количество гидроксигрупп?

Ученики. Валентностью металла.

Учитель. Сформулируйте определение оснований.

Ученики. Основания – сложные вещества, состоящие из атома металла и одной или нескольких гидроксигрупп.

Учащиеся записывают определение в тетради.

Учитель. Начнем составлять опорную схему.

На левом крыле доски, под план, вывешивается табличка на магнит.

Учитель. Давайте дадим названия новым веществам: LiOH – гидроксид лития.

Ученики называют устно: гидроксид железа(II), гидроксид железа(III).

Учитель. Составьте формулы по названиям: гидроксид калия, гидроксид магния, гидроксид натрия, гидроксид меди(II), гидроксид алюминия, гидроксид хрома(III).

Ученики составляют формулы письменно в тетрадях.

Учитель. Постарайтесь разбить их на три колонки. Что получилось?

Ученики выполняют, зачитывают.

Учитель. По какому признаку вы их разделили?

Ученики. По количеству гидроксигрупп.

Учитель. Ребята, а что мы с вами только что сделали?

Ученики. Провели классификацию.

Учитель. Таким образом, мы перешли ко второму пункту плана. И провели первую классификацию – по составу.

На левом крыле доски вывешивается табличка.

По составу:

х = 1 однокислотные основания;

х = 2 двухкислотные основания;

х = 3 трехкислотные основания.

Учитель. Но существует еще одна классификация. Проведем эксперимент: на столах в двух пробирках содержатся твердые вещества. В одной – вещество белого цвета – гидроксид натрия, во второй – синего цвета – гидроксид меди(II). Добавьте в обе пробирки воды и перемешайте палочками. Что наблюдаете?

Ученики (после проведения опыта.) Белое вещество растворилось, а синее – нет.

Учитель. Следовательно, на какие еще группы делятся основания?

Ученики. Растворимые и нерастворимые в воде.

На левом крыле доски вывешивается схема.

Учитель. Растворимые в воде основания называют щелочами. Их образуют активные металлы Iа и IIа групп периодической системы. Определить растворимость оснований в воде можно экспериментально, но не всегда. Будем пользоваться таблицей растворимости.

Запишите в тетрадях примеры щелочей и нерастворимых оснований, пользуясь таблицей растворимости.

Ученики выполняют работу в тетрадях, затем фронтально проверяют.

Таблички с центральной доски снимают.

Учитель. Домашнее задание:§31, в.2-3(с.99)

2-й  урок

IV. Введение знаний. Постановка новой проблемной ситуации.

Учитель. А сейчас, ребята, поработаем в группах по четыре человека. Допишите фломастером уравнения реакций. (Учитель раздает листы.)

Учащиеся работают в группах, пытаются дописать уравнения реакций:

NаОН + Н2SО4 —> … ,

Bа(ОН)2 + CO2—> … ,

Al(ОН)3 —> … .

По истечении пяти минут учитель собирает листы с гипотезами и вывешивает на центральную часть доски.

Учитель. Ребята, какое было дано задание?

Ученики. Дописать уравнения реакций.

Учитель. Что вас удивило?

Ученики. Задание одно, а выполнили все по-разному.

Учитель. Сколько мнений на один и тот же вопрос? А почему так получилось? Что вы еще не знаете?

Ученики. Химические свойства оснований.

Учитель. Так значит, что мы с вами сейчас изучим?

Ученики. Химические свойства оснований.

Если ошибочные ответы учеников совпали, то учитель вывешивает свой лист с ответами.

Учитель. А почему у вас не получилось? Что вы еще не знаете?

Возвращаемся к предыдущему диалогу.

V. Поиск решений.

Учитель. Ребята, давайте подумаем, с какими веществами, на ваш взгляд, реагируют основания?

Если в классе возникает большая пауза, то учитель дает подсказку: реагируют вещества, противоположные по природе. В ходе появления гипотез учащихся учитель подает реплики: «Так!», «Какие еще будут гипотезы?», «Так, вы согласны с этой гипотезой?»

Ни в коем случае нельзя употреблять реплики одобрения: «Хорошо!», «Молодец!» или неодобрения: «Нет!», «Неправильно!»

Ученики. Изменяют окраску индикатора. Реагируют с кислотными оксидами и кислотами.

В момент появления правильной гипотезы учитель вывешивает на центральную часть доски соответствующую табличку.

Учитель. Остается добавить, что некоторые основания при нагревании разлагаются. Давайте проверим эти гипотезы, а результаты будем заносить в таблицу. Для этого поработаем в парах. Каждой паре будет дано задание с подробным планом действий: изучить экспериментально одно химическое свойство оснований и приготовиться выступить по плану:

1) задание;

2) ход выполнения;

3) наблюдения;

4) вывод.

Помните, работа со щелочами требует осторожности, избегайте попадания их на кожу и одежду. Недаром их называют едкими.

После данной инструкции учитель раздает листочки с заданиями для каждой пары. (На центральной части доски учитель готовит таблицу.)

Задание 1. Проведите исследование: как изменяют окраску индикаторов щелочи и нерастворимые основания.

Ход выполнения.

1) Содержимое пробирок из предыдущего опыта (исследование на растворимость) со щелочью и нерастворимым основанием разделите на две части (т.е. немного отделите в чистые пробирки).

2) В одну пробирку со щелочью и в одну пробирку с нерастворимым основанием капните несколько капель фенолфталеина, в оставшиеся две пробирки добавьте лакмус.

3) Проследите, как и где произошло изменение окраски индикатора?

4) Сделайте вывод.

Задание 2. Проведите исследование: реагируют ли щелочи и нерастворимые основания с кислотами.

Ход выполнения.

1) В одну пробирку поместите 1 мл гидроксида натрия и капните каплю фенолфталеина (проследите, как изменилась окраска индикатора), добавьте раствор соляной кислоты (проследите, как изменилась окраска раствора).

2) Во вторую пробирку при помощи шпателя поместите из стаканчика немного гидроксида меди(II) и добавьте к нему раствор соляной кислоты. Проследите за изменениями.

3) Сделайте вывод.

Задание 3. Проведите исследование: разлагаются ли при нагревании щелочи и нерастворимые основания.

Ход выполнения.

1) В одну пробирку налейте 1 мл гидроксида натрия, закрепите ее в держателе и нагрейте не сильно на спиртовке. (Долго не нагревать!) Не забудьте сначала обогреть всю пробирку! Проследите, есть ли какие-нибудь изменения.

2) В другую пробирку поместите из стаканчика немного гидроксида меди(II), закрепите ее в держателе и нагрейте не сильно на спиртовке. (Долго не нагревать!) Проследите за изменениями.

3) Сделайте вывод.

Ученики работают, готовятся к выступлению, наблюдают за демонстрационным экспериментом (проводит учитель) – опытом по изучению взаимодействия щелочей с кислотными оксидами. Например, взаимодействие сернистого газа с гидроксидом натрия в присутствии фенолфталеина.

Учитель заполняет таблицу на доске после выступления всех групп. В ходе выступления учащиеся определяют типы приведенных химических реакций и классы соединений образующихся веществ.

VI. Введение знаний. Постановка новой проблемной ситуации и поиск решений.

Учитель. Перейдем к последнему пункту плана. Вспомните химические свойства воды и допишите уравнения реакций:

Na + Н2О —> … ,

Na2O + Н2О —> … ,

Cu + Н2О —> … ,

CuO + Н2О —> … .

Один ученик выполняет у доски, остальные в тетради. На правой части доски учитель записывает: способы получения оснований.

Учитель. Почему первые две реакции возможны, а остальные – нет?

Ученики. Потому что натрий – активный металл, а медь – нет.

Учитель. Что образовалось в результате первых двух реакций?

Ученики. Щелочь.

Учитель. Так какими способами можно получать щелочи?

Ученики. Взаимодействием активных металлов и их оксидов с водой.

Учитель на правой части доски записывает опорные схемы.

Получение щелочей.

1) Взаимодействие активных металлов с водой:

2) взаимодействие их оксидов с водой:

Учитель. Определите типы этих реакций.

Ученики. Замещения, соединения.

Учитель. А нерастворимые в воде основания можно получить подобным образом?

Ученики. Нет.

Учитель. А почему?

Ученики. Их образуют неактивные металлы, которые с водой не взаимодействуют.

Учитель. Так, если для получения нерастворимых оснований нельзя воспользоваться реакциями замещения, соединения и, тем более, разложения, то каким типом реакций нужно воспользоваться?

Ученики. Обмена.

Учитель. Итак, в результате реакции обмена мы должны получить нерастворимое основание, что же для этого следует взять? Какие классы веществ должны вступить во взаимодействие? Какие есть у вас гипотезы?

На правой доске учитель продолжает записи.

Ученики. Соль. Вода. Щелочь.

Учитель. Как можно проверить ваши гипотезы?

Ученики. Экспериментально.

Учитель. Проведите эксперимент. В одну пробирку к сульфату меди добавьте воду, а в другую – сначала воду, затем гидроксид натрия.

Ученики проводят эксперимент.

Учитель. Где наблюдаете выпадение осадка?

Ученики. В той пробирке, куда добавили щелочь.

Учитель. Итак, для получения нерастворимых оснований используют реакцию обмена между соответствующей солью и щелочью.

На правой доске учитель дописывает схему реакции.

Учитель. Ребята, посмотрите, среди реагентов в последней схеме присутствует основание, следовательно, с одной стороны эту реакцию можно рассматривать как способ получения нерастворимых оснований, а с другой стороны – как химическое свойство щелочей. Поэтому эту схему и свойство допишем в таблицу химических свойств.

Ученики дописывают таблицу вместе с учителем.

Учитель. Итак, какую тему мы сегодня изучили на уроке? Весь ли намеченный план выполнили? Что мы узнали об основаниях?

Учитель и ученики проговаривают всю опорную схему.

Учитель. Домашнее задание:§31 в.3,5,7(с.99)

«Использование технология критического мышления на уроках химии»

Критика была бы, конечно, ужасным орудием для всякого,

 если бы, к счастью, она сама не подлежала критике же.

В. Г. Белинский

Что такое  «Критическое мышление»?  

Определение понятия «Критическое мышление»

          О важности целенаправленного развития критического мышления в образовании говорилось   еще в начале двадцатого века - князь Николай Жевахов писал о том, что ближайшей задачей образования должно являться «стремление пробудить в ученике его личное самосознание… заставить его критически отнестись к своим мыслям…». Современные исследователи в области методов развития критического мышления под критическим мышлением понимают совокупность качеств и умений, обусловливающих высокий уровень исследовательской культуры ученика

Чаще всего под критическим мышлением понимают процесс оценки достоверности, точности или ценности чего-либо, способность оценки искать и находить причины и альтернативные точки зрения, воспринимать ситуацию в целом и изменить свою позицию на основе фактов и аргументов. Его еще называют логическим или аналитическим мышлением.  Национальный Совет по развитию критического мышления предлагает такое определение: «Критическое мышление — это интеллектуально организованный процесс, направленный на активную деятельность по осмыслению, применению, анализу, обобщению или оценке информации, полученной или создаваемой путем наблюдения, опыта, рефлексии, рассуждений или коммуникации как руководство к действию или формированию убеждения».  Понятие «критическое» предполагает оценочный компонент, отнюдь не синонимичный понятию «критика».   Критическое мышление  включает в себя оценку самого мыслительного процесса — хода рассуждений, которые привели к нашим выводам, или тех факторов, которые мы учли при принятии решения». Критическое мышление иногда называют направленным мышлением, поскольку оно направлено на получение желаемого результата. В этом смысле оно противопоставляется ненаправленному, или автоматическому, мышлению, т.е. не направленному на достижение определенной цели.

Д. Клустер выделяет пять аспектов, отличающих критическое мышление от других его типов.

1. Критическое мышление есть мышление самостоятельное.

2. Информация является отправным, а отнюдь не конечным пунктом критического мышления. Знание создает мотивировку, без которой человек не может мыслить критически.

3. Критическое мышление начинается с постановки вопросов и уяснения проблем, которые нужно решить.

4.  Критическое мышление стремится к убедительной аргументации.

5. Критическое мышление есть мышление социальное.

Критическое мышление как образовательная технология

Технология критического мышления – одна из новых образовательных технологий. Она  была предложена в середине 90-х годов 20 века американскими психологами Д.Стилом, К. Мередитом и Ч. Темплом. В чем же специфика образовательной технологии развития критического мышления?

Во-первых, учебный процесс строится на научно-обоснованных закономерностях взаимодействия личности и информации.

Во-вторых, фазы этой технологии (вызов, осмысление, рефлексия) инструментально обеспечены таким образом, что преподаватель может быть максимально гибким  в каждой учебной ситуации в каждый момент времени: речь идет о разнообразных визуальных формах и стратегиях работы с текстом, организации дискуссий и процесса реализации проектов.

 В-третьих, стратегии технологии позволяют все обучение проводить на основе принципов сотрудничества, совместного планирования и осмысленности.

            Существует определенный алгоритм формирования критического мышления, предполагающий ответы на следующие вопросы.

1. Какова цель данной познавательной деятельности? Цели могут включать в себя выбор одного из вариантов решения, выработку решения при отсутствии вариантов; обобщение информации; оценку надежности аргументов; оценку вероятного развития событий; проверку достоверности источника информации: количественную оценку неопределенности.

2. Что известно? Это отправной пункт направленного или критического мышления. Этот этап также включает в себя нахождение недостающей информации.

3. Что делать? Какие навыки мышления позволяют достичь поставленной цели? Знание того, как добраться от начальной до конечной точки маршрута, — движущая сила критического мышления. Здесь как раз и предполагается использование сформированных ранее интеллектуальных умений.

4. Достигнута ли поставленная цель? Точность при выполнении заданий является решающим фактором успеха. Имеет ли смысл принятое решение? Для чего?

Модель технологии развития критического мышления.

 Основу ТРКМ составляет трехфазный процесс: вызов - реализация смысла (осмысление содержания) - рефлексия (размышление).

1 этап – «Вызов» (ликвидация чистого листа).

На этой фазе субъекты образовательного процесса реализуют следующие задачи:

       • самостоятельная актуализация имеющихся знаний по теме и пробуждение познавательной  активности;

       • самостоятельное определение учащимися направлений в изучении темы, тех ее аспектов, которые хотелось бы обсудить и осмыслить;

       • на этой фазе работы с информацией школьник определяет для себя смысл: «Что это  значит для меня?», «Зачем это мне нужно?

 От учителя требуется  организация процесса воссоздания имеющихся знаний и смыслов в связи с изучаемым материалом. Происходит пробуждение познавательной активности в связи с изучаемой темой. Иногда этого можно достичь путем вовлечения учащихся в деятельность по формулировке гипотез, предположений; иногда – путем формулировки вопроса высокого уровня. Или – путем организации работы в учебных группах. Существует множество подходов к тому, чтобы пробудить интерес к теме. Этот интерес создает нечто вроде «информационной пустоты», которую хочется заполнить. Ребенок ставит перед собой вопрос «Что я знаю?» по данной проблеме. Можно предложить ребенку работу с вопросами по проблеме. Работа с вопросами может проходить в два этапа: «я сам», «мы вместе» (парная или групповая работа). Хороший прием, который может использоваться на данной стадии - это «мозговая атака». На стадии вызова у ребенка должно сформироваться представление, чего же он не знает, «Что хочу узнать?».

2 этап – «Осмысление» (реализация осмысления).

Основными  задачами  на этом этапе   являются:

       •    организация активной работы с информацией;

       • самостоятельное сопоставление изученного материала с уже известными данными и  мнениями

         На данной стадии ребенок под руководством учителя и с помощью своих товарищей ответит на те вопросы, которые сам поставил перед собой на первой стадии (что хочу знать). В ходе  работы с информацией ученик   выделяет главное, дает оценку содержания: «это я знаю», «знал, но забыл», «это противоречит моим представлениям», «не знал», «никогда не подумал, что так бывает» и т.д.  

3 этап – «Рефлексия» (размышление).

Рефлексия в данном случае понимается как «встраивание» нового опыта, новых знаний в систему личностных смыслов. Говоря проще, третья фаза направлена на то, чтобы новый материал стал для учащегося своим в полном смысле этого слова. Для этого необходимо:

самостоятельно систематизировать новый материал, определить направления для дальнейшего изучения темы.  

Размышление и обобщение того, «что узнал» ребенок на уроке по данной проблеме. На этой стадии может быть составлен опорный конспект в тетради учащегося. Кроме того, могут быть осуществлены: а) возврат к стадии вызова; б) возврат к ключевым словам; в) возврат к перевернутым логическим цепочкам; г) возврат к кластерам.

Методические приемы критического мышления

1. Вызов

Парная мозговая атака.

Групповая мозговая атака. (В случае отказа:  напиши, почему отказываешься? Посиди в группе и послушай).

Работа с ключевыми терминами.

Перевёрнутые логические цепи (связать последовательность элементов информации в нужной последовательности).

Свободное письмо (задаётся тема, а способ воплощения - нет; пишите всё, что приходит в голову: это может быть связанный текст, или опорные словосочетания).

Разбивка на кластеры (построение логографа-выделение блоков идей).

Механизм ЗХУ (знаю, хочу узнать, узнал).

Тонкие и толстые вопросы могут быть использованы на любой стадии урока

«Тонкие» вопросы: Кто... ? Что... ? Когда... ? Может... ? Будет... ? Мог ли...?  Как звали... ? Было ли...? Согласны ли вы... ?Верно... ?

 «Толстые» вопросы        : Дайте объяснение, почему... ? Почему вы думаете...? Почему вы считаете... ? В чем разница... ? Предположите, что будет, если... ? Что, если... ?

2. Стадия осмысления

Маркировочная таблица ( v - я так и думал, + - новая информация,  ! - очень ценная информация, - - у меня по-другому, ? - не очень понятно, я удивлён).

Взаимоопрос и взаимообучение (например, задать друг другу вопросы).

Двойной дневник (страница делится на две части: слева - что понравилось, запомнилось, справа - почему, какие ассоциации).

3. Рефлексия

Возврат к стадии вызова (обсудить, что совпало).

Возврат к ключевым словам.

Возврат к перевернутым логическим цепочкам.

Возврат к кластерам (их заполнение).

Возврат к ЗХУ.

Дополнительные приемы

А) Трёхчастный дневник (В третьей колонке - письмо учителю, описание впечатлений, предложения).

Б) Графическая организация материала (Концептуальная таблица).

В) Кубик. Грани

Дай описание.

Сравни с чем-нибудь.

Проассоциируй (на что похоже).

Проанализируй (из чего состоит).

Примени это.

Приведи примеры.

Г) Синквейн - способ творческой рефлексии – «стихотворение», написанное по определенным правилам:

1 строка - одно существительное,

2-ая - два прилагательных,

3-я - три глагола,

4-ая - крылатая фраза,

5-ая - одно существительное, которое выражает суть.

Использование технологии на уроках химии

           На уроках химии критическое мышление  можно использовать при изучении самых разнообразных тем. Например, при изучении валентностей и валентных возможностей атомов  сообщить, что высшая валентность элемента  совпадает с номером группы в периодической  системе  Д.И.Менделеева. Поэтому можно предположить, что  у азота и фосфора высшие валентности равны 5, у кислорода и серы -6,у  всех галогенов – 7. Но в то же время для   азота, кислорода, фтора это соответствие не характерно. Возникает проблема, которую надо разрешить.

            В данном случае 1 стадией критического мышления – вызовом – является проблема  несоответствия   высшей валентности элемента номеру  группы  в  периодической системе элементов.

             На   стадии  осмысления новой информации   класс   разделить  на группы и предложить учащимся  составить графические схемы строения  и электронные формулы  атомов   азота и фосфора, кислорода и серы, фтора и хлора. Учащиеся работают в группах, сравнивают  формулы и схемы, обсуждают материал о строении атома в  возбужденном и невозбужденном   состояниях.  При этом   для себя отмечают, что они знали и не знали   до этого, какие новые знания получили и т.д. 3 стадию – рефлексию – можно организовать в форме презентации результатов труда.  Выступающие  сопровождают ее формулами и схемами на доске. Выводы организуются в форме рефлексии, например,

1. Я знал, что …
2. Для меня новым было то, что …
3. Это  противоречит моим представлениям о …                и т.д.

           Технология критического мышления  приемлема  на уроках химии и при  выполнении практических работ, связанных с решением экспериментальных задач по определению  веществ, где вызовом является задача, осмыслением – изучение физических и химических свойств веществ, составление плана  определения веществ и выполнение работы, а рефлексией – составление  выводов. Возможности использования технологии критического мышления на наших уроках  масштабны и не ограничены  приведенными примерами. Польза от нее несомненна, т. к. она направлена на самореализацию и саморазвитие   ученика.

Используемые приёмы на уроках химии:

 1 СТАДИЯ - ВЫЗОВ

Прием «Покопаемся в памяти»

- Какая тема? (назовите ее);

- Что вы уже знаете об этом?

- Почему вам это нужно знать?

Объявляю тему урока, например: «Металлы – простые вещества». Однако перед тем, как учащиеся начнут работу с литературой, предлагаю немного подумать о металлах. Взять лист бумаги и ручку и в течение 3 минут ответить на вопрос:  Что вы знаете о металлах? Или вам кажется, что вы это знаете? Или вы думаете, что вы это знаете?  После того как учащиеся записали все, что знают о металлах, необходимо это обсудить с соседом.  После   члены группы должны поделиться своими знаниями о металлах. По мере того, как они делятся своими знаниями,  записываю их идеи  на доске. Любые разногласия должны быть вынесены на обсуждение.   Также хорошо способствуют дискуссии, дружественные разногласия по обсуждаемым вопросам.

Прием «Ассоциация»

Учащимся предлагается прочитать тему урока и ответить на вопрос:

- О чем может пойти речь на уроке?

- Какая ассоциация у вас возникает, когда вы слышите словосочетание:

«----»?

Учащиеся перечисляют все возникшие ассоциации, которые  также записываю на доске

Прием «Перепутанные логические цепочки»

Учащиеся интегрируют свои собственные идеи с идеями, изложенными в тексте, для того, чтобы перейти к новому пониманию.

На доске написаны верные и не правильные цитаты, ученики должны прочитать и поставить знак «+» там где они считают, что высказывание правильное и знак « - » там где по их мнению оно неверно.

Прием «Инструкции»

На стадии вызова учащимся могут быть даны инструкции по их дальнейшей работе в течение урока. Например, урок по теме: «Скорость химической реакции». Класс делится на количество частей в тексте.

Инструкция для учащихся:

 В каждой группе назначается эксперт в своей области:

Эксперт 1 -  Скорость химических реакций.

Эксперт 2 -  Факторы, влияющие на скорость химической реакции.

Эксперт 3 -  Катализаторы.

Эксперт 4 -  Обратимые и необратимые реакции.

Правила работы в экспертной группе:

 Надо изучить вопрос так, чтобы суметь объяснить партнерам.

 Ищите эффективные способы преподнесения информации.

 Разъясните то, что другим осталось не понятным.

2. СТАДИЯ-ОСМЫСЛЕНИЯ

Прием «Пометки на полях»

Учащиеся получают текст и делают в нем соответствующие пометки:

Прием «Маркировочная таблица»

Этот прием целесообразно применять совместно с приемом «Пометки на полях»

После прочтения текста ученик составляет маркировочную таблицу, в каждый столбик которой вписываются предложения с соответствующими пометками:

Материал обсуждается в парах, ученик от пары сообщает информацию, которая фиксируется учителем на доске. Обсуждение информации способствует ее систематизации и дает возможность ответить на возникшие вопросы.

Прием «Двухчастный дневник»

 Во время объяснения материала ведутся  дневники, состоящие из двух частей, в первой части ведется конспект излагаемого материала, очень важно во время объяснения не перебивать докладчика, поэтому возникающие вопросы или не ясные моменты фиксируются во второй части и затем к ним возвращаются. Также работать с такими дневниками можно и во время лекции читаемой учителем. Особенно полезно использовать двойные дневники, когда учащиеся получают задание самостоятельно изучить какой-то большой текст дома.  Этот прием целесообразно применять совместно с приемом «Инструкции»

Прием «Таблица аргументов»

Составляется следующим образом: учитель дает аргументы, а учащиеся должны их опровергнуть или подтвердить фактами из лекции учителя или при работе с учебником.          

Почему «да»        

Почему «нет»

3. СТАДИЯ РЕФЛЕКСИИ

Прием «Кластер»

Разбивку на кластеры можно использовать довольно часто как на стадии вызова, так и на стадии рефлексии.     Разбивка на кластеры очень проста и легко запоминается:

1. Необходимо написать ключевое слово или предложение в середине листа или доски.

2. Далее записывают слова или предложения, которые приходят на ум в связи с данной темой.

3. По мере того как возникают идеи необходимо устанавливать связи между ними.

Прием «Синквэйн»

Учащиеся пересматривают то, что они когда-то знали, узнали новое и систематизируют все знания. Способность резюмировать информацию, излагать сложные идеи, чувства и представления в нескольких словах – важное умение. Оно требует вдумчивой рефлексии, основанной на богатом понятийном запасе. Синквэйн - это стихотворение, которое требует синтеза информации и материала в коротких выражениях.

Каждому ученику дается время 5-7 минут на то, чтобы написать синквэйн. Затем он повернется к партнеру и из двух синквэйнов они составят один, с которым оба будут согласны. Это даст им возможность поговорить о том, почему они это написали и еще раз критически рассмотреть данную тему. Кроме того, этот метод потребует, чтобы участники слушали друг друга и извлекали из произведений других те идеи, которые они могут увязать со своими. Затем весь класс может ознакомиться с парными синквэйнами.

Правила написания синквэйна:

 В первой строчке тема называется одним словом (существительным).

 Вторая строчка-это описание темы в двух словах (два прилагательных).

 Третья строка-описание действия в рамках темы тремя глаголами.

 Четвертая – это фраза из четырех слов, показывающая отношение к теме.

 Синоним из одного слова, который повторят суть темы.

Мышление

Критическое, необходимое

Побуждает, совершенствует, вдохновляет

Полет мысли в космосе

Поиск

Прием «Эссе»

Этот вид письменного задания применяется в конце урока, чтобы помочь ученикам подытожить свои знания по изучаемой теме. Учащихся просят ответить на два вопроса:

- Что они узнали по пройденной теме?

- Что хотели бы узнать? (или задать вопрос на который они не получили ответа).

Прием «Самоанализ»

Тренинг навыков рефлексии собственных состояний «знаю - не знаю».   Особое значение имеет создание установки успешности учебной деятельности учащихся, для чего используются словосочетания содержащие конкретный позитивный смысл –«знаю уверенно», «надо повторить» как движение в сторону уверенного знания. В этих словосочетаниях подразумевается, что учение уже работал, знания уже есть, но их надо закрепить, учителем демонстрируется доверие к ученику, если сравнить с классической формулировкой «знаю», «не знаю».

Приём «Ключевые слова»

На основе данных слов составить рассказ-предположение или рассказ-подведение итогов какого-либо события. Главное - использовать в тексте все ключевые слова.

Приём «Взаимообучение»

Легче всего научиться, обучая других.  

Приемы технологии РКМ при решении задач

Под процессом решения задачи понимается процесс, начинающийся с момента получения задачи до момента полного завершения ее решения. Этот процесс состоит не только из изложения уже найденного решения, а из ряда этапов, одним из которых и является изложение решения.

Итак, весь процесс решения задачи можно разделить на восемь этапов:

1 этап – анализ условия задачи;

2 этап – схематическая запись задач, анализ задачи следует как-то оформить, записать, для этого используются разного рода схематические записи задач;

3 этап – поиск способа решения задачи;

4 этап – осуществление решения задач, когда способ решения задачи найден, его нужно осуществить;

5 этап – проверка решения задачи, после этого как решение осуществлено и изложено (письменно или устно), необходимо убедиться, что это решение правильное, что оно удовлетворяет всем требованиям задачи;

6 этап – исследование задачи, при решении многих задач, кроме проверки, необходимо еще раз произвести исследование задачи, а именно установить, при каких условиях задача имеет решение и притом, сколько различных решений в каждом отдельном случае; при каких условиях задача вообще не имеет решения и т.д.;

7 этап – формирование ответа задачи, убедившись в правильности решения и, если нужно, производя исследование задачи, необходимо четко сформулировать ответ задачи;

8 этап – анализ решения задачи, наконец в учебных и познавательных целях, полезно произвести анализ выполненного решения, в частности установить, нет ли другого, более рационального способа решения, нельзя ли задачу обобщить, какие выводы можно сделать из этого решения и т.д. Все это составляет последний и часто не обязательный, восьмой этап решения. Если же учитель не торопит детей, не пренебрегает этим последним важным этапом, то у детей формируется полезные исследовательские навыки, происходит  развитие   критического   мышления.

Данная схема дает общее представление о процессе решения задач, как о сложном и многоплановом процессе. В некоторых задачах трудно выделить отдельные этапы. Таким образом, структура процесса решения задачи зависит в первую очередь от характера задачи и конечно, от того, какими знаниями и умениями обладает решающий задачу.

Приведенная схема процесса решения задач является лишь примерной. При фактическом решении указанные этапы обычно не отделены друг от друга, а переплетаются между собой. Так, в процессе анализа задачи обычно производится и поиск решения. При этом полный план решения устанавливается не до осуществления решения, а в его процессе. Тогда поиск решения ограничивается лишь нахождением идеи решения. Порядок этапов также иногда может меняться.

ЛИТЕРАТУРА

1.Заир-Бек С.И., Муштавинская И. В. «Развитие критического мышления на уроке»: Пособие для учителя- М.: Просвещение, 2004., 156 с.

2. Клустер Д.  Статья «Что такое критическое мышление?», газета «Русский язык» № 29, 2002 г.

3.Малышева Г. И. Использование технологии критического мышления при реализации экологической компоненты на уроках химии – М.: Чистые пруды, 2010г.-32 с

4.Петров Ю.Н. Статья. О технологии развития критического мышления учащихся (на уроках химии). Химия в школе, 2002г., № 10

5.Сушкова Т.В.  Статья. Технология критического мышления.

 Химия (ИД «Первое сентября»), 2007 г., №3

6. Халперн Д. Психология критического мышления. - СПб. Изд-во «Питер», 2000.

«Биологическое значение

и применение галогенов

и их соединений»

9 класс.

Цели. 

Обучающие: учащиеся должны знать биологическую роль галогенов, применение галогенов и их соединений.

Воспитывающие: воспитывать чувство коллективизма, экологической культуры, бытовой компетентности учащихся.

Развивающие: развивать умения делать выводы, выявлять существенное, развитие логического мышления.

Оборудование. Образцы зубной пасты, изделия из тефлона, пластмассы, лекарства, фотобумага, карточки с символами галогенов.

Девиз: Человек – творец будущего!

ХОД УРОКА

Организационный момент

Учитель. Какие элементы мы проходили на последних занятиях?

Учащиеся. Галогены.

Учитель. Что мы изучали про галогены?

Учащиеся. Строение, свойства.

Учитель. Что осталось неизученным?

Учащиеся. Применение, история открытия.

Учитель. Тема нашего урока… (учащиеся сами формулируют тему: «Биологическое значение и применение галогенов и их соединений»). Нам понадобятся некоторые ваши знания.

На листочках раздаются вопросы, на которые учащиеся отвечают письменно.

Вопросы для актуализации знаний

1) Перечислите галогены с указанием порядкового номера и относительной атомной массы каждого.

2) Продолжите фразу: «Молекулы галогенов состоят из ...»

3) Какое значение степени окисления характерно для галогенов?

4) Как изменяется радиус атомов в подгруппе галогенов?

5) Как изменяются окислительные свойства от фтора к астату?

Ответы для самооценки знаний учащимися.

1) F – № 9, Ar = 19; Cl – № 17, Ar = 35,5;

Br – № 35, Ar = 80; I – № 53, Ar = 127;

At – № 85, Ar = 210.

2) Двух атомов.

3) –1.

4) Увеличивается от фтора к астату.

5) Уменьшаются.

Учитель. Если вы не знали что-либо, то поправьте себя, запомните.

Мотивация

Учитель (показывает на образцы зубной пасты, изделий из тефлона, лекарств). Как вы думаете, какие элементы «работают» в этих широко применяемых материалах?

Учащиеся. Галогены.

Учитель. Интересно узнать подробнее о применении галогенов и их соединений.

Работа в группах

Учащиеся в рабочих тетрадях делят лист на две графы:

1) Что знаю о значении и применении галогенов и их соединений?

2) Что нового узнал о значении и применении галогенов и их соединений?

Класс делится на группы по характеру мотивации учения, особенностям интеллектуального развития, уровню волевого развития, саморегуляции, внимания, степени работоспособности. Работа в группах с текстами о галогенах: создание буклета о своем представителе семейства галогенов по плану.

1) Титульный лист должен не только отражать название темы, но и заинтересовать.

2) Последняя страница должна содержать фамилии авторов.

3) На четырех страницах буклета отразить биологическое значение галогена и его соединений, экологические проблемы, связанные с данным галогеном, применение галогена и его соединений в промышленности, сельском хозяйстве, медицине, быту.

4) Можно отразить в буклете историю открытия элемента.

5) Буклет может содержать также картинки, рисунки, схемы по вашему усмотрению.

Социализация – обмен информацией, обсуждение, занесение в тетрадь.

Т е к с т ы

Астат

Этот элемент был предсказан Д.И.Менделеевым под названием экайода и стал вторым (после технеция) синтезированным элементом. Его синтез провели американские ученые Д.Корсон, К.Мак-Кензи и Э.Сегре (1940) по ядерной реакции:

В настоящее время известно 24 искусственных изотопа астата. Все они короткоживущие (отсюда и название элемента: по-гречески  означает неустойчивый). Самый стабильный изотоп  – его период полураспада около 8 ч. По своим свойствам астат похож и на йод, и на полоний, свинец – имеет выраженные металлические свойства.

Атомы всех изотопов самого тяжелого галогена очень неустойчивы. Их ядра претерпевают быстрый радиоактивный распад, поэтому астата в земной коре чрезвычайно мало (по самым оптимистичным оценкам всего ~30 г), и его свойства остаются малоизученными.

Йод

Йод красой своей гордился,

 Твердым был, но испарился.

 Фиолетовый, как ночь,

 Далеко умчался прочь.

Йод был открыт французским химиком Б.Куртуа в 1811 г. Ученый наблюдал появление фиолетовых паров с запахом, похожим на запах хлора, при действии концентрированной серной кислоты на золу морских водорослей. Название йод образовано от греческого  – цвет фиалки, фиолетовый. Содержание йода – 4•10–5% от массы земной коры. 61-е место по распространенности. Источником йода служат подземные воды, сопутствующие залежам каменного угля и нефти.

Йод плохо растворяется в воде, значительно лучше – в спирте и многих других органических растворителях. Спиртовой раствор йода широко применяют для дезинфекции небольших ран на коже.

Йод в нашем организме играет выдающуюся роль. Он обеспечивает нормальное функционирование щитовидной железы, от которой зависит, в частности, и способность человека к умственной работе. Микроколичества йода поступают в организм с пищей, питьевой водой, некоторыми продуктами питания (особенно морского происхождения). В Нижегородской области люди страдают от дефицита йода – его слишком мало в питьевой воде. Для того чтобы компенсировать дефицит йода, используют йодированную соль – поваренную соль, к которой в заводских условиях добавлены микроколичества йодида натрия или калия.

Для того чтобы обезопасить щитовидную железу от накопления в ней атомов радионуклида 131I, которые образуются при работе ядерного реактора и в результате аварии могут попасть в атмосферу, врачи рекомендуют выпить стакан молока, в который добавлена одна капля медицинской йодной настойки. Объем щитовидной железы очень мал, и этого количества йода достаточно, чтобы насытить ее и на неделю лишить способности дополнительно поглощать поступающий в организм йод. После взрыва на Чернобыльской АЭС в нашей стране, к счастью, ни одной аварии, сопровождающейся выбросом в окружающую среду 131I, не было.

Йод применяют при глубокой очистке металлов, синтезе лекарств.

Бром

Бром разлился океаном,

 Хоть зловонным, но румяным.

 Бил себя он грозно в грудь:

 «Я ведь бром! Не кто-нибудь!..»

Бром от греческого  – зловоние. В 1825 г. французский химик А.Ж.Балар выделил бром из золы морских водорослей, действуя на них концентрированной серной кислотой и пиролюзитом (MnO2).

Бром – тяжелая темно-красная жидкость* ( = 3,1055 г/см3), образующая желто-бурые пары с резким запахом, способные вызвать поражение дыхательных путей. При попадании жидкого брома на кожу образуются очень болезненные ожоги и трудно заживающие язвы.

Бром хранят в склянках с притертыми стеклянными пробками. Работать с бромом можно только под тягой в маске (очках) и резиновых перчатках. При попадании брома на кожу следует быстро промыть пораженное место спиртом, большим количеством воды, а затем многократно 2%-м раствором пищевой соды. При случайном вдыхании паров брома необходимо вдыхать пары 2%-го раствора аммиака, а затем кислород или свежий воздух.

Содержание брома в земной коре невелико. На долю брома приходится 1,6•10–4% от массы земной коры. Своих минералов практически не образует. В небольших количествах содержится в морской воде.

Источником брома в промышленности служат воды некоторых озер.

Физиологическая роль брома в организме незначительна. Все слышали, что врачи назначают «бром» как успокоительное средство. Понятно, что речь идет не о простом веществе бром (бром очень ядовит). Больным прописывают раствор бромида натрия или калия.

Бромом богаты чечевица, фасоль, стручки гороха. У животных бром обнаружен в крови, спинномозговой жидкости, гипофизе, надпочечниках.

Бромид серебра применяют в фотографии. Бромид натрия добавляют в дубильные растворы для получения более твердой кожи. Из прозрачных кристаллов KBr делают линзы, которые великолепно пропускают инфракрасные лучи и применяются в приборах ночного видения.

Бромид лития предотвращает коррозию в холодильных установках, обезвоживает минеральные масла, помогает кондиционировать воздух.

В текстильной отрасли промышленности широко используют броминдиго, с помощью которого получают целую гамму ярких и чистых цветов от синего до красного.

Хлор

На долю хлора приходится 0,017% от массы земной коры. Хлор входит в состав минерала галита (NаCl), сильвина (KCl), сильвинита (NaCl•KCl) и других.

Хлор хвалился:

«Нет мне равных!

 Галоген я самый главный.

 Зря болтать я не люблю:

 Все на свете отбелю!»

Хлор от греческого  – желто-зеленый.

В 1774 г. шведский химик К.Шееле при нагревании с концентрированной соляной кислотой минерала пиролюзита MnО2 получил хлор.

Карл Вильгельм Шееле (1742–1786)

Хлор в промышленности получают электролизом водного раствора хлорида натрия:

Получать хлор электролизом расплавов хлоридов экономически невыгодно. В лаборатории для получения хлора используют окисление концентрированной соляной кислоты сильными окислителями:

14HCl + K2Cr2O7 = 2CrCl3 + 2KCl + 3Cl2+ 7H2O.

Температура кипения хлора –33,97 °C; хлор – зеленовато-желтый газ с резким запахом, в 2,5 раза тяжелее воздуха; при повышенном давлении переходит в жидкое состояние (желтая жидкость) уже при комнатной температуре, поэтому его удобно транспортировать и хранить в жидком виде в баллонах. Баллоны с хлором выкрашены в зеленый цвет.

Растворимость хлора в воде мала.

Раствор, полученный при поглощении 2,5 объемов Cl2 одним объемом воды, называется хлорной водой.

При незначительном содержании газа в воздухе, когда ощущается лишь слабый запах, хлор оказывает обеззараживающее воздействие. Однако длительное вдыхание воздуха с содержанием хлора выше 0,01 мг/л вызывает сильное раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, жжение во рту и кашель, а порой приводит к смерти от удушья.

Хлор относится к группе удушающих веществ. Он был первым боевым отравляющим веществом, примененным немцами во время Первой мировой войны. Действие отравляющих веществ на организм различно. Одни, как хлор, поражают главным образом органы дыхания, другие, как хлорпикрин Cl3CNO2, преимущественно поражают глаза и вызывают сильное слезотечение (слезоточивые отравляющие вещества), некоторые, как иприт (С2Н4Cl)2S и люизит СНCl=СНAsCl2, вызывают нарывы на коже (нарывные отравляющие вещества). Вредное действие может также заключаться в отравлении организма веществом, например фосгеном СОCl2, проникающим в кровь через слизистые оболочки (ядовитые отравляющие вещества).

Сложные отравляющие вещества, наряду с хлором, находят применение в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями. Для уничтожения, например, сусликов хлор из баллона пропускают в норку в течение 1–2 с; затем норку выдерживают закрытой около минуты. Впервые хлор был использован в медицине. Раствор CaCl(OCl) в воде – хлорная известь – рекомендовался как дезинфицирующее средство врачам и студентам-медикам при работе в моргах.

С помощью соединений, содержащих хлор, легко и быстро отбеливают хлопчатобумажные, льняные ткани и целлюлозу (соответственно в текстильной и бумажной отраслях промышленности). Ведь до появления этих соединений в некоторых европейских, особенно северных, странах весенней порой поля и луга устилали льняными тканями, которые под воздействием солнечных лучей и других природных факторов приобретали необходимую белизну. Для лугового отбеливания ткани из Англии отправляли даже в Голландию, а купцы из французского города Бордо вывозили ткани на африканские побережья.

Хлором обеззараживают воду.

В цветной металлургии хлорированием руд извлекают из них некоторые металлы (титан, ниобий, тантал).

Суточная потребность взрослого человека в хлоре (2–4 г) обеспечивается за счет пищевых продуктов.

Особенно богаты хлором хлеб, мясные и молочные продукты. В организме хлор играет большую роль, хлорид-ионы способствуют удержанию тканями воды при водно-солевом обмене.

Максимальная массовая доля HCl в растворе соляной кислоты при комнатной температуре составляет ~36%. Попадание паров HCl в атмосферу приводит к сильной коррозии стальных изделий, однако стеклянная аппаратура устойчива. Техническая соляная кислота часто окрашена в желтый цвет из-за наличия в ней примеси соединений железа. Концентрированную HCl иногда используют в быту для чистки раковин, удаления ржавчины.

Важное практическое значение имеют гипохлориты – соли хлорноватистой кислоты НОCl, содержащей атом хлора в степени окисления +1. Особенно важны гипохлориты натрия NaOCl и калия KОCl, которые входят в состав многих чистящих и отбеливающих паст и порошков, а также хлорная известь СаCl(ОCl) – хлорка. Отбеливающее и дезинфицирующее действие гипохлоритов и хлорной извести объясняется очень сильными окислительными свойствами гипохлорит-иона OCl– и оксида Cl2О, содержащих атом хлора в степени окисления +1.

Хлорид-ионы входят в состав желудочного сока, участвуют в различных внутриклеточных процессах. Эти ионы в достаточном количестве поступают в наш организм с пищей. Поваренная соль служит вкусовой добавкой и для нормального функционирования организма не нужна. Более того, врачи считают, что избыток соли в пище способствует развитию многих заболеваний (прежде всего сердечно-сосудистых), и часто назначают больным бессолевые диеты. Поваренные книги рекомендуют при варке, например, бульона подсаливать его из расчета одна чайная ложка соли на один литр воды.

Хлору в степени окисления +3 соответствует неустойчивая хлористая кислота HClO2, соли которой называются хлориты. Хлориты проявляют довольно сильные окислительные свойства. Наибольшее значение имеет хлорит натрия NaClO2. Его используют в дорожном хозяйстве – посыпают им трещины в асфальтовом покрытии для того, чтобы предотвратить рост в этих трещинах различных сорняков, корни которых быстро разрушают асфальт.

Степени окисления хлора +5 соответствует сильная хлорноватая кислота НClO3 и ее соли – хлораты. Известная бертолетова соль – хлорат калия KClO3 – устойчива при хранении, но ее смеси со многими органическими материалами взрывоопасны. В домашних условиях недопустимо работать с взрывчатыми веществами, взрыв может произойти при простом перемешивании смеси.

В степени окисления +7 хлор образует очень сильную хлорную кислоту HClO4 и ее соли – перхлораты. Устойчивые, например, перхлорат магния Mg(ClО4)2, иногда используют как осушитель газов; перхлорат аммония NН4ClО4 применяют как окислитель в твердом ракетном топливе.

Хлороформ (трихлорметан) СНСl3 – бесцветная, прозрачная, тяжелая, подвижная, летучая жидкость с характерным сладковатым запахом и жгучим вкусом. Трудно растворяется в воде. Смешивается во всех соотношениях со спиртом, бензином и эфирными маслами. Впервые хлороформ был синтезирован Ю.Либихом в 1831 г. Однако наркотическое действие хлороформа еще несколько лет оставалось неизвестным. Лишь в 1848 г. в Англии хлороформ был применен для общего наркоза при хирургических операциях, а в России для этой цели хлороформ был впервые использован Н.И.Пироговым. Хлороформ – сильное наркотическое вещество, обладающее к тому же сравнительно высокой токсичностью. Частое вдыхание в больших концентрациях паров хлороформа может вызвать нарушение сердечного ритма, дистрофические изменения в миокарде, жировое перерождение, цирроз и атрофию печени, нарушение углеводного обмена, оказать канцерогенное воздействие на организм.

На высоте 15–25 км над землей находится озоновый слой атмосферы, защищающий живые объекты от жесткого ультрафиолетового излучения. При попадании в атмосферу хлорсодержащие соединения диссоциируют под действием УФ-света с образованием атомов хлора, которые реагируют с озоном:

• Cl + O3 = • ClO + O2.

В 1987 г. 36 государств подписали Монреальский протокол о снижении производства фреонов как самых опасных разрушителей озона. Запуски космических челноков также сильно разрушают озоновый слой. При одном старте «Шаттла» в атмосферу попадает около 200 т хлора.

Один атом хлора в состоянии уничтожить около 100 тыс. молекул озона:

• Cl + O3 —> • ClO + O2

O3—> O2+ О •,

• ClO + O • —> • Cl + O2.

Фтор

В земной коре наиболее распространен фтор – 0,065% по массе, 13-е место, в основном встречается в составе двух минералов – плавикового шпата СаF2 и фторапатита 3Са3(PO2) 2•CaF2.

В периодической системе под № 9 находится элемент, образующий простое вещество с экстремальными свойствами. В мире он известен под двумя именами. За рубежом его называют флюором, что в переводе с латинского означает «текучий». Это название берет начало от слова «флюорит», т.е. плавиковый шпат. (Этот минерал способен снижать температуру плавления руды.) Флюорит – первое из соединений фтора, которое использовал человек. В России его называют фтором. Значение фтора в современном мире трудно переоценить, но за ним тянется слава агрессивного, опасного, ядовитого разрушителя. Фтор – от греческого phthoros – разрушение.

Природа обезопасила все живое, заключив природный фтор в состав малорастворимых и нереакционноспособных соединений – плавикового шпата, апатита и фосфорита.

Фтор не зря называют неукротимым. Он образует соединения со всеми химическими элементами. В токе фтора воспламеняются древесина, резина и даже… вода. Такая активность обусловлена особенностями строения атома и молекулы фтора. Фтор единственный непосредственно реагирует и образует соединения с благородными металлами (золото, платина и др.), а также с инертными газами (кроме гелия, неона и аргона). Пластмассу тефлон называют органической платиной, перед ней бессильны «царская водка» и расплавленные щелочи, высокие и низкие температуры. В таких соединениях нуждается ракетная, атомная, авиационная техника.

Фтор – самый сильный окислитель, это свойство позволяет использовать его в качестве окислителя ракетного топлива. Фтор – верный слуга человека во многих отраслях промышленности. Его соединения применяют в оптической и лазерной технике, при изготовлении полупроводниковых приборов и космической аппаратуры, в современных вычислительных устройствах и ядерной энергетике.

Фтор считают главным элементом научно-технического прогресса. Создание новых способов получения энергии, легких и прочных пластмасс, нового поколения вычислительной техники, безотходных производств и многого другого возможно благодаря соединениям фтора.

Первым известным соединением фтора был плавиковый шпат СаF2, который в средние века металлурги использовали для понижения температуры плавления руды и шлака. Минерал был описан в конце XV в. Василием Валентином, а затем в 1529 г. основоположником прикладной химии Георгием Агриколой. В 1771 г. Карл Шееле получил плавиковую кислоту. Над получением фтора многие ученые работали почти 100 лет! Это – Э.Б.Дюма, А.Л.Лавуазье, Г.Дэви, А.М.Ампер, М.Фарадей, Г.Нокс и Т.Нокс, Э.Ферми, Г.Гор, А.П.Бородин… И, наконец, Анри Муассан 26 июня 1886 г. получил фтор. Отчет о работе А.Муассана: фтор был получен электролизом безводного фтороводорода, сжиженного при температуре ниже 0 °С с платиново-иридиевыми электродами. Для уменьшения активности фтора весь аппарат был погружен в охладительную смесь, которая позволяла снизить температуру до –23 °С.

Анри Муассан (1852–1907)

В 1906 г. за выделение, изучение фтора и его соединений Анри Муассан был удостоен Нобелевской премии.

Фтороводородная кислота слабая. Но это единственная кислота, способная реагировать со стеклом:

4HF + SiO2 = SiF4 + 2H2O.

Особенность плавиковой кислоты в том, что она может существовать (так же, как и вода) в виде олигомеров (HF)n. Средняя степень ассоциации в жидкости n = 6.

HF широко применяется в авиационной, химической, целлюлозно-бумажной отраслях промышленности; с ее помощью делают надписи и рисунки на стекле.

Фтор в составе фторапатита входит в состав зубной эмали, которая обеспечивает твердость наших зубов.

При недостатке фтора защитный слой фторапатита разрушается, и появляется кариес. При избытке фтора наблюдается повышенная хрупкость костей.

Фтор получают только электролизом расплава гидрофторида калия KHF2, в котором растворен фтороводород. Транспортируют фтор обычно в сжиженном виде в специальных охлаждаемых емкостях (так называемых танках). Небольшие количества фтора в лаборатории можно получить по реакции:          2K2MnF6 + 4SbF5 = 4KSbF6 + 2MnF3 + F2.