разработка преподавателя химии Юрченко Ольги Александровны:"Межпредметные связи в процессе преподавания химии со спецпредметами и производственным обучением."

Государственное бюджетное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«Гулькевичский строительный техникум»

Краснодарского края

Межпредметные связи

в процессе преподавания химии со спецпредметами

и производственным обучением.

Разработка

преподавателя химии

Юрченко Ольги Александровны.

2012 г.

В настоящее время при изучении химии в ГСТ большое внимание уделяется межпредметным связям, которые способствуют обеспечению единой системы знаний, умений и навыков, объясняющей основы наук и профессиональную подготовку.

Работа по осуществлению межпредметных связей должна проводиться не от случая к случаю, а систематически, целенаправленно. Благодаря целенаправленности уроков химии у учащихся формируется устойчивый интерес к этому предмету, тесно связанному с приобретаемой профессией, повышается сознательность усвоения учебного материала, а значит, и качество знаний. Изложение материалов химии должно быть на достаточно высоком научном уровне и иметь профессиональную направленность. Необходимо показать учащимся роль и место данной науки в технике и технологии конкретного производства, перспективы его развития на основе новейших достижений той или иной отрасли науки.

Описанные в методической литературе приёмы реализации межпредметных связей можно разделить на три группы:

1. Информационные.

2. Инструктивные.

3. Побуждающие.

Преподаватель на уроках, задавая познавательные и проблемные вопросы, и давая такие же задания, побуждает учащихся вспоминать и привлекать учебный материал смежных предметов.

Межпредметные связи осуществляются с помощью заданий различных видов:  

- выполнение лабораторных или практических работ;

- подготовка учащимися докладов;

- чтение фрагмента учебника;

- составление конспекта;

- поиск дополнительного материала из энциклопедий;

- вывод формул;

- составление таблиц, схем, графиков;

- решение задач;

- работа по карточкам и др.

Формы их выполнения различны, наряду с уроком это могут быть конференции, тематические вечера, викторины, КВН и т.д.

Межпредметные связи химии со спецтехнологией, материаловедением осуществляются при изучении разделов «Химия в строительстве», «Химия в профессии швея», «Химия в профессии повар, кондитер». Здесь каждая тема основывается на знании спецдисциплин, а так же расширяется кругозор учащихся за счёт привлечения дополнительного научного материала и конкретизируется с точки зрения химии.

При изучении же текущих тем, межпредметные связи устанавливаются и с общеобразовательными дисциплинами. Например, при изучении темы «Углеводы» внимание учащихся постоянно обращается к биологическим решениям – вспоминается место нахождения глюкозы, крахмала, целлюлозы в природе. Процесс образования и накопления этих веществ в живых организмах, их функциональное значение.

При изучении общей химии многие темы связаны  не только со спецпредметами, но и с физикой, историей, литературой, географией, биологией. Например, в теме «Периодический закон, периодическая система элементов» учащиеся узнают, что своим законом Д. И. Менделеев подтвердил единство мира в его многообразных проявлениях:

Другого ничего в природе нет

Ни здесь, ни там в космических глубинах;

Всё – от песчинок малых до планет –

Из элементов состоит единых.

Эти строки из стихотворения «Читая Менделеева», показывают связь химии с литературой, астрономией, биологией.

Важнейшей особенностью преподавания химии в ГСТ – его взаимосвязь с предметами профессионально – технического цикла. Так, изучаемые химические явления, понятия преподаватель конкретизирует примерами, взятыми из предметов профцикла, задачи и эксперименты насыщает производственно-техническим содержанием.

Профессиональная направленность в процессе изучения химии, активация познавательной деятельности учащихся зависит от методов обучения, задач обучения, характера учебного материала, уровня подготовленности учащихся, методического мастерства преподавателя.

Поэтому при составлении тематического плана важно логически увязать материал с предметами профессионального цикла. Важно у будущих рабочих строителей сформировать правильное представление о месте и роли химии в строительной индустрии, показать, как влияют вещества, используемые в строительстве на организм человека и окружающую среду, показать пути решения экологических проблем.

На уроках материаловедения  и спецтехнологии  учащиеся получают общие сведения о строительных материалах, их свойствах, составе, способах производства и  применения. Чаще всего учащимся дают формулу, приводят описание пигментов, наполнителей, но не объясняют, почему тот или иной пигмент обладает данными свойствами. При отборе учебного материала по химии с профессиональной направленностью ставятся задачи ознакомить учащихся с достижениями химической науки в создании строительных материалов и применением их на производстве, убедить учащихся в том, что эти знания имеют прямое отношение к выбранной профессии и должны использоваться в их профессиональной деятельности.

При установлении сопутствующих и последующих межпредметных связей целесообразно использование таких методов обучения  как наблюдение, работа с таблицами, схемами, коллекциями, приборами, проведение лабораторных опытов, практических работ.

Направляющие вопросы:

Укажите области применения углерода и его соединения  в вашей профессии. На каких свойствах основано это применение?

Где в строительстве применяется карбид кальция?

Как вы считаете, почему для сварки и резки металлов применяют ацетилен?

Какое свойство приближает углекислый газ к аргону и гелию в качестве защитных газов при сварке металлов и какой из этих газов можно получить  с наименьшими экономическими затратами?

Составьте схему применения оксида углерода (IV), подчеркните области применения, связанные с вашей профессией.

Карбонат калия применяется как химическая добавка для ускорения схватывания бетона. Опишите процесс гидролиза данной соли.

Напишите формулы (молекулярную и структурную) кремнезёма.

Укажите, где применяются в вашей профессии соединения кремния.

Почему цемент как строительный материал обладает лучшими качествами, чем кирпич?

Какую функцию выполняет цемент в бетоне?

Решите задачи (карточки):

1. При сплавлении 183 г соды с песком получилось 183 г жирного стекла. Какой процент примеси находится в соде?

2. В состав силикат-цемента  входят  основные оксиды CaO, MgO, Al2O3,  Fe2O3, при обжиге они взаимодействуют между собой, образуя разные соединения. Напишите возможные уравнения реакций.

3. В состав меловой замазки входит 78, 6 % карбоната кальция (мела). Рассчитайте, сколько мела пойдёт для приготовления 10, 3 кг этой замазки.

4. Для приготовления 18, 57 кг клея для моющих обоев используется 7,5 кг мела молотого. Определите процентное содержание карбоната кальция  (мела). Рассчитайте, сколько надо взять карбоната кальция  для приготовления 10 кг клея.

Содержание задач в карточках взято из учебников по специальным предметам, из методических рекомендаций, научно-популярной литературы, химической энциклопедии.

Преобразование труда предъявляет высокие требования к общеобразовательной и профессиональной подготовке людей. Для этого в строительном техникуме необходимо устанавливать более тесную  связь преподавания предмета с получаемой учащимися профессией.

Изучение материала темы «Строение вещества» теснейшим образом связано с материаловедением каменщиков, отделочников, маляров. При изучении данной темы учащиеся опираются на полученные знания по материаловедению. В курсе химии детально рассматриваются вопросы о кристаллических решётках твёрдых тел , изучаются химические связи между атомами при образовании простых и сложных веществ.

Изучение материала темы «Теория электролитической диссоциации». Учащиеся изучают значение растворов в природе, быту, на производстве, значение окислительно-восстановительных реакций, процессов гидролиза. Так, маляру, штукатуру пригодятся методы определения различных катионов и анионов, содержащихся в растворе, приготовление растворов с определенной массовой долей растворённого вещества, определения водородного показателя растворов (рН) и т.д. На производстве они будут сталкиваться с реакциями ионного обмена при приготовлении паст, грунтовок, определять примеси в пигментах. Изучая данную тему в химии, мы разбираем такие вопросы:

В каком состоянии находится гидроксид кальция в штукатурном растворе, в грунтовочном составе, в шпатлёвке?

Как определить анионы ОН –  в гашёной извести?

Как называется горная порода, представляющая собой агрегат мелких зёрен оксида алюминия, используемого как абразив? (наждак)

Как называется процесс процеживания мутных растворов? (фильтрование)

Назовите осадочную  горную породу, используемую в производстве кирпича, черепицы, цемента и др.? (глина)

Укажите основные требования к сушке штукатурки? (насыщение воздуха СО2, что ведёт к повышению прочности штукатурки)

Какие мастики для покрытия полов плиткой вы знаете? (кислотостойкие, щелочестойкие)

Изучение материала темы «Подгруппа углерода».  Эта тема интересна тесной связью с материаловедением, специальной технологией и производственным обучением. Элементы этой подгруппы образуют множество соединений, применяемых в строительном деле:

Графит относится к серым пигментам, используется малярами при составлении колеров;

Сажа – чёрный пигмент (чернь), получают при прокаливании различных органических продуктов, древесины без доступа воздуха; говоря о соединениях углерода для отделочников можно конкретными примерами показать широкое применение солей угольной кислоты. Например:

Мел является составной частью грунтовок, шпатлёвок, паст, известковых окрасочных растворов, клеевых составов;

Мрамор обладает высокой твёрдостью, хорошо пилится, шлифуется, полируется, он бывает разных цветов, поэтому широко применяется в отделке;

Известняк используют для производства негашёной извести и цемента, облицовочных плит, каменной крошки;

Значительная роль отводится кислородным соединениям кремния:

Песок, глина, асбест, кварц, корунд;

Жидкое калиевое стекло малярами используется в качестве связующего материала в силикатной краске;

Цементы и бетоны – им отводится большое место, подробно рассматривается их химический состав, виды,  свойства.

Курс «Органическая химия» так же  тесно связан со строительными профессиями.

         Так, при изучении темы «Углероды» для сварщиков делается акцент на использовании метана, пропана, ацетилена  для сварки и резки металлов, поэтому подробно даётся характеристика свойств этих газов, их получение.

Из ацетилена так же получают пластмассы, которые изучаются каменщиками в материаловедении. На уроках химии разбирается реакция полимеризации, свойства полимеров, их применение.

Так, свойства полиэтилена, полистирола, поливинилхлорида изучают в ходе практической работы.

Изучая тему «Альдегиды», подчёркиваем, что большое количество метаналя идёт на получение фенолформальдегидной смолы, которую получают при взаимодействии метаналя с фенолом. Пластмассы, изготовленные из неё, идут на получение фенопласта. При растворении фенолформальдегидной смолы в ацетоне получают различные лаки.

        При взаимодействии метаналя с карбамидом CO(NH2)2, получают  карбамидную  смолу, а из неё – аминопласты, из которых получают микропористые материалы для нужд электротехники.

        Изучая крахмал в  теме  «Углеводы», обращаем внимание на то, что при гидролизе получают промежуточные продукты – декстрин, который используют в качестве клея (получают путём нагревания сухого крахмала с катализаторами – разбавленными неорганическими кислотами или сульфатами алюминия). Декстрин применяют при изготовлении сухих цветных смесей для быстрого использования в виде готовых клеевых красок, для грунтовок шпатлёвок, обойного клея.

        В содержании практических занятий так же включаются задания на распознавание строительных материалов, обнаружение примесей в строительных материалах, получение пигментов (белил, охры, железного сурика, берлинской лазури и др.), приготовление строительных растворов. 

Задания.

Задание 1. Определить по внешнему виду, в какой из пробирок находятся вещества: цемент, гипс, негашёная известь. Свои предположения проверьте взаимодействием с водой, результаты  занесите в таблицу:

Задание 2. Определить среду медного купороса. Составить уравнения реакций его гидролиза. Объяснить, с какой целью это свойство применяется в строительном деле.

Задание 3. Проверить опытным путём, будет ли коррозировать железная проволока, если её погрузить в раствор медного купороса. Объяснить причину наблюдаемого явления.

Задание 4. Определить  по внешнему виду соединения кремния: диоксид кремния (кремнезём), силикат натрия, стекло. Данные занести в таблицу:

На уроках используются так же карточки – задания с производственным содержанием. Их можно применять на любом этапе урока: при актуализации знаний, в процессе изучения нового материала, для закрепления полученных данных, а так же как средство контроля знаний учащихся.

Карточка – задание №1.  Заполните таблицу:

Карточка – задание №2.

Почему  СаО (Оксид кальция)  - негашёная известь при взаимодействии с Н2О образует электролит, а СuО – оксид меди при взаимодействии с водой не образует электропроводного раствора? Подтвердите ответ уравнением реакции.

Карточка – задание №3.  

К какому классу неорганических соединений относится гашёная известь? Напишите уравнение её электролитической диссоциации.

Приведите формулы солей, применяемых в строительстве.

Карточка – задание №4.

В малярных работах применяют неорганические пигменты (белые, красные, чёрные, жёлтые и т.д.). Приведите примеры пигментов. Какие химические соединения входят в их состав? От чего зависит цвет пигментов?

Как изменится степень диссоциации  Ca(OH)2 в строительном растворе, если его разбавить водой? Ответ пояснить.

Карточка – задание №5.

Как называется в строительстве реакция оксида кальция с водой? Напишите уравнение реакции.

При получении ряда пигментов происходит превращение, выраженные сокращенными ионными уравнениями:

Сu2+ + 2OH- = Сu (OH)2

Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3

Ba2+ + SO42- = Ba SO4

С помощью каких реакций можно осуществить данные превращения? Напишите молекулярные и полные ионные уравнения реакций.

Карточка – задание №6.

Объясните процесс «схватывания » гашёной извести. Напишите уравнение реакции.

При гашении 11,2 кг жженой извести выделилось 1254 кДж  энергии. Составьте термохимическое уравнение этой реакции.

Карточка – задание №7.

С помощью каких реакций можно осуществить превращения:

C → CO2  →CO →CO2                        Na2 CO3 → CaCO3

Почему в увлажнённых помещениях для оштукатуривания стен нельзя применять известковые растворы?

Карточка – задание №8.

1. Разделите химической реакцией смесь кварцевого песка и мела.

2. Определить массовую долю  (%) кремния и магния в асбесте, широко используемом в строительном деле в качестве огнеупорного материала.

Карточка – задание №9.

1. Почему нельзя соединять алюминиевые листы медными заклёпками?

2. Какие металлы и сплавы находят наибольшее применение в строительном деле?

С учётом профессии учащихся в обучении химии можно использовать специальные задания, которые устанавливают  связь программного материала с профессиональными знаниями учащихся. Такие задания можно дать на обобщающих уроках по темам.

Например, для сварщиков по теме «Сплавы металлов»:

1. Каков состав чугуна, какими свойствами он обладает?

2. Какие примеси в чугуне придают ему отрицательные свойства?

3. Какова классификация чугуна по применению и по состоянию и форме углерода?

4. В чём отличие чугуна от стали?

5. Как классифицируют сталь по способу её производства?

6. В чём отличие легированной стали от обычной углеродистой?

7. Какие марки стали вам известны?

На обобщающих уроках  по химии используются так же индивидуальные экспериментальные задачи, связанные со строительством:

Задача 1.

Докажите опытным путём,  почему длительное хранение гашёной извести на воздухе не желательно.

Задача 2 .

Определите опытным путём, содержат ли свинцовые белила карбонаты. 

Задача 3.

Получите гашеную известь тремя способами.

Задача 4.

Определите образцы строительных материалов: известняка, цемента, негашёной извести.

Задача 5.

Получите краску железный сурик.

Задача 6.

Получите краску берлинская лазурь.

Задача 7.

Осуществите экспериментальным путём следующие превращения:

Ca(OH)2  → CaCO3  → Ca(НCO3)2 → CaCO3 → CO2

Задача 8.

Докажите опытным путём, почему целесообразно гашёную известь готовить незадолго до нанесения её на стены.

Задача 9.

Как доказать опытным путём, что серый порошок сульфата меди (II) обезвоженный медный купорос?

Задача 10.

Приготовьте  300 г   3% раствора медного купороса  CuSO45 H2O.

Для расширения кругозора учащихся по выбранной ими профессии на уроках зачитываем научные данные о  получении новых строительных материалов, которые в курсе материаловедения не включены для изучения, их свойствах, превосходствах, экономичности.

Например:

Новый вид бетона – бетонопласт, который по эрозийной стойкости и декоративности не уступает полимербетонам, а по экономичности и прочности превосходит их. Бетонопласт в 1,5 раза прочнее обычного бетона. Его декоративные свойства превосходны, в его полимерную плёнку можно ввести различные пигменты и наполнители и материал  получается похожим или  на мрамор, или на гранит, или на малахит.

В кабинете имеется оформленный стенд «Химия и моя профессия», где так же подчёркивается связь химии с выбранной профессией.

На стенде «Это интересно» вывешиваются дополнительные материалы, например вопросы викторин, химический  кроссворд.