Рабочая программа дополнительного образования "Основы биохимического анализа"
рабочая программа

Задача данной дополнительной образовательной программы – как можно полнее и интереснее познакомить учащихся со спецификой работы лаборанта биохимического анализа на примере работы лаборатории биохимического анализа сельскохозяйственной продукции

Скачать:


Предварительный просмотр:

Управление образования и науки Тамбовской области

Тамбовское областное государственное автономное образовательное   учреждение «Мичуринский лицей-интернат»»

Рассмотрена на заседании методического совета ТОГАОУ «Мичуринский лицей»

от «___» _____________ 20____г.  Протокол № ____.

«УТВЕРЖДАЮ»

Директор ТОГАОУ «Мичуринский лицей» ___________________/ В.Н. Самусенко

приказ №______от_________20____г.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ОБЩЕРАЗВИВАЮЩАЯ ПРОГРАММА

естественнонаучной направленности

«Основы биохимического анализа»

Возраст детей 15-18 лет

Срок реализации – 1 год

Составители:

Манылов Павел Сергеевич,

канд. с.-х наук, Гришутина Татьяна Николаевна.

Мичуринск, 2020 год


ИНФОРМАЦИОННАЯ КАРТА ПРОГРАММЫ

1. Учреждение

ТОГАОУ «Мичуринский лицей»

2. Полное название программы

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа

естественнонаучной направленности

«Основы биохимического анализа»

3. Сведения об авторах

Ф.И.О., должность

Манылов Павел Сергеевич, педагог дополнительного образования

Гришутина Татьяна Николаевна, педагог дополнительного образования

4.1. Нормативная база

Федеральный закон «Об образовании  в Российской Федерации» от 29.12.2012 № 273 ФЗ;

Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы Сан ПиНа 2.4.4. 3172-14 (утвержденных Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ 04.07.2014   № 41);

Порядок  организации и осуществления образовательной  деятельности по дополнительным общеобразовательным программам, приказ Министерства Просвещения России от 09.11.2018, № 196;

 «Методические рекомендации по проектированию дополнительных общеразвивающих программ (включая разноуровневые)» (Письмо Департамента молодежной политики в сфере воспитания детей и молодежи Минобрнауки России № 09-3242 от 18.11.2015)

4.2. Область применения

дополнительное образование

4.3. Направленность

естественнонаучная

4.4. Уровень освоения программы

базовый

4.5. Вид программы

модифицированная

4.6. Возраст учащихся по программе

15-18 лет

4.7. Продолжительность обучения

1 год


1.1 Пояснительная записка

Одной из основных задач современного образования является достижение нового качества результатов обучения, ориентированного на развитие личности обучающегося, его познавательных и созидательных способностей. Приоритетной задачей обучения становится формирование и развитие универсальных и специальных компетенций в различных областях деятельности человека, которые помогут в будущем ориентироваться и принимать обоснованные решения. Достижению наиболее высоких показателей в трудовой и общественной деятельности, максимальному проявлению творчества, более полному осуществлению всех жизненных планов как одного человека, так и общества в целом, способствует правильно выбранная профессия. Химия – одна из важнейших областей естествознания, сыгравшая огромную роль в создании современной научной картины мира, развитие многих отраслей промышленности до сих пор неразрывно связано с химией. Особую роль в ней играет аналитическая химия, и, в частности, биохимический анализ продуктов питания и сельхозпродукции. Специалисты этого профиля всегда востребованы на рынке труда.

Задача данной дополнительной образовательной программы – как можно полнее и интереснее познакомить учащихся со спецификой работы лаборанта биохимического анализа на примере работы лаборатории биохимического анализа сельскохозяйственной продукции, входящей в Центр научно-учебных лабораторий «Образование без границ», созданный на базе Мичуринского лицея, в составе федеральной сети научно-учебных лабораторий «Агрокуб». Данная лаборатория тесно сотрудничает с другими лабораториями «Образования без границ» в части анализа продукции, производимой или полученной в лабораториях «Генетики и физиологии растений», «Биотехнологии» и «Точного земледелия». Таким образом налаживается взаимодействие между детьми, обучающимися по разным образовательным программам.

Содержание дополнительной образовательной программы разработано с учетом возраста школьников, имеющихся у них знаний по школьным дисциплинам, их умения использовать дополнительные источники знаний, а также с учетом их психофизиологических особенностей.

Профиль программы – естественнонаучная.

Форма организации – групповая.

Уровень освоения программы – базовый.

Новизна программы состоит в том, что она предусматривает изучение дополнительного материала по отдельным разделам химии, углубление и расширение имеющихся знаний, а также направлена на практическую работу в научно-учебных лабораториях центра «Образование без границ».

Актуальность программы обусловлена тем, что сегодня всё большей популярностью пользуется здоровое сбалансированное питание, экологически чистые продукты, способные обеспечить организм человека всеми необходимыми ему ценными элементами. Биохимический анализ таких продуктов – неотъемлемая часть их производства и выхода на потребительский рынок. Данная программа не только позволит детям получить практические навыки работы в лаборатории, которые пригодятся им в будущем, но и даст возможность по-новому взглянуть на проблему здорового питания.

Данная образовательная программа педагогически целесообразна, так как проектная деятельность и другие технологии, используемые в образовательном процессе, должны быть основаны на любознательности учащихся, которую следует поддерживать, и направлять. Предлагаемая тематика дополнительного образования дополняет знания и умения обучающихся в вопросах химии и расширяет их кругозор. Данная практика поможет им успешно овладеть не только общеучебными умениями и навыками, но и осваивать более сложный уровень знаний, достойно выступать на олимпиадах и участвовать в чемпионатах по стандартам Worldskills Russia по компетенции «Лабораторный химический анализ».

Отличительной особенностью программы является возможность выполнения самостоятельных исследовательских проектов на лабораторном аналитическом оборудовании, которые могут перейти в индивидуальную или групповую исследовательскую работу. Программа разделена на практическую и теоретическую (лекционную) часть и направлена на формирование деятельностно-практического опыта. В основе практической части лежат работы по выполнению биохимического анализа продуктов питания в соответствии с методиками, используемыми в лабораториях пищевой промышленности.

Адресат программы.

Набор в группу осуществляется на основе письменного заявления родителей. Программа ориентирована на дополнительное образование учащихся 9-11 классов (15-18 лет).

Условия набора учащихся.

Для обучения принимаются все желающие (не имеющие медицинских противопоказаний).

Количество учащихся.

Группы учащихся по 4-8 человек.

Объем и срок освоения программы.

1 год – 93 часа

Формы и режим занятий.

Режим занятий. Занятия проводятся – 1 раз в неделю по 3 часа для каждой группы.

Состав группы – постоянный, но допускается зачисление новых обучающихся.

Группы – одновозрастные.

Виды занятий – лекции, практические работы, опыты.

Формы организации образовательного процесса: групповые занятия с возможностью разделения на микрогруппы. Программой предусмотрено проведение комбинированных занятий: занятия состоят из теоретической, практической и проектной части. Теоретический материал дается в том объеме, который необходим для осмысленного выполнения практической работы. При этом учащиеся постоянно побуждаются к самостоятельному поиску дополнительной информации, используя возможности современных информационных компьютерных технологий, научную и технической литературы и т.д. При проведении занятий используются три формы работы:

- демонстрационная, когда учащиеся слушают объяснения педагога и наблюдают за демонстрационным экраном или экранами компьютеров на ученических рабочих местах;

- фронтальная, когда учащиеся синхронно работают под управлением педагога;

- самостоятельная, когда учащиеся выполняют индивидуальные или командные задания в течение части занятия или нескольких занятий.

1.2 Цель и задачи программы

Цель – формирование у обучающихся специальных и универсальных учебных действий, а также компетенции в области биохимического анализа в ходе подготовки к индивидуальной и групповой научно-исследовательской деятельности.

Задачи программы:

 Обучающие:  

- знакомство с новыми методами исследования и лабораторного анализа при помощи современного лабораторного оборудования.

- закрепление основ научного мировоззрения обучающихся.

- закрепление основ научно-исследовательской деятельности.

- Закрепление основ проектной деятельности.

- формирование навыков по применению полученных знаний в жизни и практической деятельности.

-        получение навыков научного познания и исследования, поиска и обработки информации.

Развивающие:

- развитие у учащихся умения взаимодействовать в коллективе.

- развитие навыков планирования индивидуальной и совместной работы.

-        развитие навыков изложения и представления результатов своей исследовательской работы.

- развитие навыков работы с оборудованием, реактивами и приборами.

-        развитие умения соотносить свои действия и их способы с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата.  

  Воспитательные:

-        воспитание ценных личностных качеств: экологически безопасного образа жизни, ресурсосберегающего поведения, любознательности в охране окружающей среды.

- воспитание интереса к профессиям в области химии в соответствии с осознаваемыми собственными способностями;

- воспитание информационной культуры личности.

-        формирование ответственного подхода к своим действиям как в вопросах взаимодействия с природными объектами, так и в вопросах взаимодействия в коллективе.

Основные принципы обучения.

На протяжении всего курса обучения по программе реализуются следующие педагогические принципы:

-        принцип межпредметных связей, раскрывающий единство и взаимосвязь естественных наук;

-        принцип практической направленности, формирующий у обучающихся навыки практического применения знаний в различных ситуациях;

- принцип диалогического общения, позволяющий видеть в каждом обучающемся личность, формирующий умение аргументировать и отстаивать свою точку зрения;

-        принцип системно-деятельностного подхода, позволяющий обучающимся быть не пассивными слушателями, а активными участниками образовательного процесса.

1.3. Содержание программы

Учебный план

№ п/п

Наименование тем, разделов

Всего часов

Теория

Практика

1

Вводное занятие

3

1

2

1.1

Знакомство с технологией продуктов здорового питания. Нитраты в растениях

2

1

1

1.2

Экскурсия по лаборатории, знакомство с оборудованием, посудой.

1

-

1

2

Теоретические основы аналитической химии

9

4

5

2.1

Метрологические основы аналитической химии. Обработка результатов измерений.

5

2

3

2.2

Теория растворов.

4

2

2

3

Методы качественного анализа

6

1

5

3.1

Цели и задачи качественного анализа.

3

1

2

3.2

Аналитические реакции, аналитические группы ионов.

3

-

3

4

Химические методы количественного анализа.

30

7

23

4.1

Методы разделения и концентрирования, подготовка пищевых продуктов к анализу.

1

1

-

4.2

Электролиты из продуктов питания в метаболизме клетки и организма. Гравиметрия

4

1

3

4.3

Практические работы по пробоподготовке и гравиметрии.

4

-

4

4.4

Титриметрический анализ. Кислотность продуктов питания.

9

2

7

4.5

Биологическое значение окислительно-восстановительных процессов. Антиоксиданты.

3

1

2

4.6

Окислительно-восстановительное и осадительное титрование. Перманганатометрия. Йодометрия.

9

2

7

5

Физические и физико-химические методы анализа.

24

5

19

5.1

Электромагнитное излучение. Строение атома и его спектр. Потенциометрический анализ.

3

2

1

5.2

Спектрофотометрия, рефрактометрия поляриметрия.

9

2

10

5.3

Хроматографические методы анализа.

9

1

8

6

Здоровое питание.

15

4

11

6.1

Каротин, его значение в организме, содержание в функциональных продуктах. Витамины и р-активные вещества.

6

1

5

6.2

Теория о канцерогенах. Анализ пищевых продуктов на содержание канцерогенов.

3

1

2

6.3

Биохимические процессы в продуктах питания. Биологически активные добавки.

3

1

2

6.4

Правильное питание. Требования к качеству продуктов питания по ГОСТ

3

1

2

7

Подведение итогов.

6

0

6

7.1

Доработка проектов, подготовка к выступлениям на общешкольной конференции.

6

0

6

ИТОГО

93

22

71


Содержание учебного плана.

1. Вводное занятие. 

Теория. Знакомство с лабораторией и программой курса. Правила поведения и инструктаж по технике безопасности. Правила оформления лабораторных исследований. Знакомство с технологией продуктов здорового питания. Биологическая и экологическая безопасность продукции животного и растительного происхождения. Первичное тестирование учащихся на выявление уровня подготовки.

Практика. Экскурсия по лаборатории, знакомство с оборудованием, посудой.

Лабораторная работа №1: «Определение содержания нитратов в продуктах питания».

Формы подведения итогов. Устный опрос учащихся с целью закрепления основ безопасного поведения в химической лаборатории.

2. Теоретические основы аналитической химии. 

Теория. Предмет и задачи аналитической химии. Значение аналитического контроля в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, экологии, науке. Основные понятия, методы анализа пищевых продуктов, аналитический сигнал и его свойства. Понятия «анализ вещества, метод и методика анализа». Основные характеристики методик анализа (предел обнаружения, минимальная концентрация, верхняя граница диапазона определяемых концентраций, правильность, прецизионность, погрешность). Структура и методы аналитической химии. Классификация видов анализа. Классификация химического анализа, основанная на получаемой информации (качественный и количественный анализ). Классификация химического анализа, основанная на природе аналита (изотопный, элементный, молекулярный, функциональный, вещественный, фазовый анализ). Характеристические свойства вещества. Методы аналитической химии (химические, физические, физико-химические, биологические).

Способы выражения состава раствора. Химическое равновесие. Закон действующих масс. Константа химического равновесия, способы ее выражения.  Общие понятия о растворах. Слабые, сильные электролиты. Смещение химического равновесия. Расчет равновесных концентраций. Электролитическая диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный и гидроксильный показатели. Растворимость. Равновесие в гетерогенной системе раствор-осадок. Произведение растворимости (ПР). Условия образования и растворения осадков. Дробное осаждение и разделение. Равновесие в растворах кислот и оснований. Влияние pH раствора на диссоциацию кислот и оснований. Факторы, влияющие на растворимость труднорастворимых электролитов.

Практика.

Лабораторная работа №2: «Диастаза и органолептические показатели мёда»;

Лабораторная работа №3: «Определение клейковины в зерне»;

Формы подведения итогов. Устный опрос учащихся, контрольные задания по теории.

3. Методы качественного анализа.

Теория. Введение в качественный анализ. Цели и задачи качественного анализа. Аналитические реакции. Условия проведения аналитических реакций. Способы выполнения качественного анализа (дробный и систематический анализ). Аналитические (качественные) реакции, признаки качественных реакций, чувствительность реакций, открываемый минимум, групповые и частные реактивы. Деление анионов и катионов на аналитические группы. Оборудование и посуда в качественном анализе.

Практика. Решение задач и упражнений. Проведение опытов по качественному определению катионов и анионов в растворах.

Лабораторная работа №4: «Анализ смеси неизвестного состава».

Формы подведения итогов. Решение задач.

4. Химические методы количественного анализа.

Теория. Роль электролитов из продуктов питания в метаболизме клетки и организма. Общая схема и основные этапы химического анализа. Пробоотбор. Пробоподготовка. Выбор метода анализа (избирательность, точность, чувствительность, экспрессность, стоимость метода). Методы разделения и концентрирования, подготовка пищевых продуктов к анализу. Основные инструменты и операции химического анализа.

Сущность гравиметрического анализа. Виды осадков и способы их получения. Важнейшие операции гравиметрического анализа: взвешивание, осаждение, промывание, фильтрование, прокаливание осадка. Оптимальные условия анализа. Лабораторная посуда и оборудование для гравиметрического анализа. Вычисление результатов анализа. Преимущества и недостатки гравиметрического анализа.

Основные сведения о титриметрическом анализе, особенности и преимущества его. Требования к реакциям. Точка эквивалентности и способы ее фиксации. Индикаторы. Классификация методов. Способы выражения концентрации рабочего раствора. Растворы с молярной концентрацией эквивалента, молярные растворы.  Титр и титрованные растворы. Растворы с титром приготовленным и титром установленным. Исходные вещества. Требования к исходным веществам. Понятие о поправочном коэффициенте. Стандарт-титр (фиксаналы). Прямое, обратное титрование и титрование заместителя. Вычисления в титриметрическом методе. Методы кислотно-основного и окислительно-восстановительного титрования. Биологическое значение окислительно-восстановительных процессов. Перманганатометрия, окислительные свойства перманганата калия в зависимости от реакции среды. Вычисление эквивалента перманганата калия в зависимости от среды раствора роль. Порядок и техника титрования, расчеты.

Методы осаждения и комплексонометрии.

Практика. Практические занятия по гравиметрии, титрованию, приготовлению стандартных растворов, анализу результатов. Проектная деятельность.

Лабораторная работа №5: «Определение сухого веса методом взвешивания»;

Лабораторная работа №6: «Приготовление стандартных растворов. Определение содержания кислоты или основания методом кислотно-основного титрования»;

Лабораторная работа №7: «Определение кислотности в маринадах, овощных консервах методом титрования»;

Лабораторная работа №8: «Определение кислотности овощей и фруктов»;

Лабораторная работа №9: «Определение содержания соли в маринадах и овощных консервах»;

Лабораторная работа №10: «Определение концентрации аскорбиновой кислоты йодометрическим методом»;

Формы подведения итогов. Проекты. Тест, решение задач.

5. Физические и физико-химические методы анализа.

Теория. Приемы физических методов определения концентрации (метод градуировочного графика, метод добавок, метод одного эталона). Классификация электрохимических методов анализа. Общие понятия. Электроды. Классификация электродов. Приборное оформление электрохимических методов анализа. Потенциометрический анализ (потенциометрия).

Методы элементного спектрального анализа. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом. Электромагнитный спектр. Цвета и интервалы длин волн в спектре. Отражение, преломление, поглощение, испускание электромагнитного излучения. Основные понятия и законы. Основы теории атомных и молекулярных спектров. Спектрофотометрический метода анализа: сущность метода; основные положения. Приборы и оборудование для спектрофотометрического анализа. Устройство спектрофотометров. Техника выполнения исследований. Расчет и построение калибровочных графиков. Спектры поглощения. Принципы работы на спектрофотометрах в УФ и видимой областях спектра (от 200 до 1100 нм).

Методы атомной спектрометрии. Оптические атомные спектральные методы. Строение атома и его спектр. Потенциалы ионизации. Схемы процессов, лежащих в основе методов спектроскопии. Особенности атомных спектров элементов. Классификация методов атомной спектроскопии.

Классификация фотометрических методов анализа. Приборы для фотометрического анализа. Фотометрический анализ: сущность метода, основные положения. Основной закон светопоглощения Ламберта-Бера и следствие из него; цветные реакции. Устройство фотоэлектроколориметров (ФЭК). Расчет и построение калибровочных графиков. Расчет коэффициента калибровочного графика (F). Техника исследований.

Хроматография: сущность метода. Классификация хроматографических методов анализа. Закон распределения Нернста. Принцип устройства и функционирования аминокислотных анализаторов и газо-жидкостных хроматографов. Ионообменная хроматография. Использование хроматографических методов анализа в профессиональной деятельности.

Практика. Пробоподготовка, анализ результатов. Проектная деятельность.

Лабораторная работа №11: «Оптическое определение крахмала на поляриметре»;

Лабораторная работа №12: «Оптическое определение сахара на поляриметре»;

Лабораторная работа № 13-14: «Определение сахарозы по Бертрану»;

Лабораторная работа № 15: «Определение хлорофилла по Гаджиеву»;

Формы подведения итогов. Зачетная работа. Проекты.

6. Здоровое питание.

Теория. Каротин, его значение в организме, содержание в функциональных продуктах. Витамины и р-активные вещества. Теория о канцерогенах. Анализ пищевых продуктов на содержание канцерогенов. Пищевые добавки. Биохимические процессы, протекающие в различных продуктах питания в процессе их хранения, правила и сроки хранения. Биологически активные добавки. Разновидности и влияние на организм. Правильное питание. Требования к качеству продуктов питания, овощей, фруктов и зерна по ГОСТ.

Практика.

Лабораторная работа №16: «Определение каротина по Мурри»;

Лабораторная работа №17: «Определение р-активных веществ методом Виноградова и Трибунской»;

Лабораторная работа №18-19: «Определение пектинов методом Райк».

Формы подведения итогов. Зачетная работа. Проекты.

7. Подведение итогов.

Практика. Практические занятия по подготовке проектов.

Формы подведения итогов. Отчетная конференция.

1.4. Планируемые результаты

Предметные

  • Повторят и углубят знания по различным разделам химии.
  • Сформируют понятие о здоровом питании и анализе продуктов питания на содержание полезных и вредных веществ.
  • Сформируют и обобщат знания о существующих методах в аналитической химии, принципах их работы.
  • Получат знания о применении изученных методов анализа.
  • Получат навыки научного исследования, такие как постановка целей и задач, планирование экспериментов и наблюдений.

Метапредметные

  • Разовьют умения взаимодействовать в коллективе.
  • Получат навыки планирования индивидуальной и совместной работы.
  • Разовьют навыки подготовки, изложения и представления материалов; навыки выступления на публике.
  • Разовьют навыки работы с оборудованием, реактивами и приборами, познакомятся с системой аналитического контроля.

Личностные

  • Программа воспитает в учащихся бережное отношение к окружающей среде, осознание собственной ответственности и возможности личного вклада в защиту окружающей среды в результате непосредственной практической деятельности по химико-аналитическому контролю объектов окружающей среды.
  • Сформирует ответственный подход к своим действиям как в вопросах рабочей обстановки в химической лаборатории, так и в вопросах взаимодействия в коллективе.

2.1. Календарный учебный график

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа
«Основы биохимического анализа»

Год обучения: 1.

№ п/п

Месяц

Форма занятия

Кол-во часов

Тема занятия

Форма контроля

1

октябрь

Презентация

3

Знакомство с технологией продуктов здорового питания. Нитраты в растениях

Викторина

2

октябрь

Практикум

3

Экскурсия по лаборатории, знакомство с оборудованием, посудой.
Лабораторная работа №1: «Определение содержания нитратов в продуктах питания»

Лабораторная работа

3

октябрь

Лекция

3

Метрологические основы аналитической химии. Обработка результатов измерений.

Устный опрос

4

октябрь

Практикум

3

Лабораторная работа №2: «Диастаза и органолептические показатели мёда»

Лабораторная работа

5

ноябрь

Лекция, презентация.

3

Теория растворов.

Кроссворд

6

ноябрь

Практикум

3

Лабораторная работа №3: «Определение клейковины в зерне»;

Лабораторная работа

7

ноябрь

Презентация

3

Цели и задачи качественного анализа. Аналитические реакции, аналитические группы ионов.

Устный опрос

8

ноябрь

Практикум

3

Лабораторная работа №4: «Анализ смеси неизвестного состава»

Лабораторная работа

9

декабрь

Мозговой штурм

1

Методы разделения и концентрирования, подготовка пищевых продуктов к анализу.

Коллективная работа

9

декабрь

Круглый стол

2

Электролиты из продуктов питания в метаболизме клетки и организма. Гравиметрия

Коллективная творческая работа

10

декабрь

Практикум

3

Практические работы по пробоподготовке и гравиметрии.

Лабораторная работа №5: «Определение сухого веса методом взвешивания»

Лабораторная работа

11

декабрь

Семинар

3

Титриметрический анализ. Кислотность продуктов питания.

Викторина

12

декабрь

Практикум

3

Лабораторная работа №6: «Приготовление стандартных растворов. Определение содержания кислоты или основания методом кислотно-основного титрования»;

Лабораторная работа №7: «Определение кислотности в маринадах, овощных консервах методом титрования»

Защита мини-проектов

13

январь

Круглый стол

2

Биологическое значение окислительно-восстановительных процессов. Антиоксиданты.

Устный опрос

13

январь

Лекция

1

Окислительно-восстановительное и осадительное титрование. Перманганатометрия. Йодометрия.

Кроссворд

14

январь

Практикум

3

Лабораторная работа №8: «Определение кислотности овощей и фруктов»;

Лабораторная работа №9: «Определение содержания соли в маринадах и овощных консервах»

Лабораторная работа

15, 16

январь-февраль

Практикум

6

Лабораторная работа №10: «Определение концентрации аскорбиновой кислоты йодометрическим методом». Работа над проектами

Защита мини-проектов

17

февраль

Презентация

3

Электромагнитное излучение. Строение атома и его спектр. Потенциометрический анализ.

Устный опрос

18

февраль

Практикум

3

Лабораторная работа №11: «Оптическое определение крахмала на поляриметре»

Лабораторная работа

19

февраль

Презентация

3

Спектрофотометрия, рефрактометрия, поляриметрия. Хроматографические методы анализа.

Викторина

20, 21

март

Практикум

6

Лабораторная работа №12: «Оптическое определение сахара на поляриметре».

Лабораторная работа

22, 23

март-апрель

Практикум

6

Лабораторная работа № 13-14: «Определение сахарозы по Бертрану», работа над проектами

Защита этапов проекта

24

апрель

Презентация

2

Каротин, его значение в организме, содержание в функциональных продуктах. Витамины и р-активные вещества.

Работа над проектами

24

апрель

Круглый стол

1

Теория о канцерогенах. Анализ пищевых продуктов на содержание канцерогенов.

Работа над проеками

25, 26

апрель

Практикум

6

Лабораторная работа №16: «Определение каротина по Мурри»;

Лабораторная работа №17: «Определение р-активных веществ методом Виноградова и Трибунской»;

Лабораторная работа

27

апрель

Мозговой штурм

1

Биохимические процессы в продуктах питания. Биологически активные добавки..

Коллективная работа

27

апрель

Круглый стол

2

Правильное питание. Требования к качеству продуктов питания по ГОСТ

Работа над проектами

28, 29

май

Практикум

6

Лабораторная работа №18-19: «Определение пектинов методом Райк».

Работа над проектами

30, 31

май

Конференция, круглый стол

6

Доработка проектов, подготовка к выступлениям на общешкольной конференции.

Защита проекта.

2.3. Условия реализации программы

Материально-техническое обеспечение программы

№ п/п

Наименование

Лабораторное оборудование

1

Весы аналитические точность 0.1 мг

2

Рефрактометр лабораторный

3

Поляриметр

4

Спекторфотометр

5

Весы технические точность 5 мг

6

Нитратомер

7

Плитка электрическая (2 шт)

8

Насос Комовского

9

Сушильный шкаф

10

Вытяжной шкаф

11

Холодильник

12

Набор лабораторной посуды и принадлежностей

13

Набор химических реактивов

Компьютерное оборудование

1

Ноутбук

Презентационное оборудование

1

Интерактивный комплекс

2

Мобильный стенд

Мебель

1

Стол лабораторный островной (3 шт)

2

Стол лабораторный пристенный (3 шт)

3

Стол компьютерный

4

Тумба

5

Шкаф для посуды и реактивов (4 шт)

Спецодежда

1

Халат медицинский (10 шт)

2.3 Формы аттестации

Контроль выполнения программы проводится в следующих формах:

- собеседование и тестовый контроль,

- проверка результатов лабораторных работ,

- защита мини-проектов,

- отчёт по промежуточным результатам реализации проектов,

- защита проектов.

Примерные варианты исследовательских проектов:

  1. Химический анализ продуктов питания.
  2. Диастазное число различных сортов мёда.
  3. Сравнительный анализ различных сортов перца, томатов, яблок и т.д.
  4. Влияние способа обработки продуктов питания на их качественный и количественный состав.
  5. Химический анализ воды, почвы и т.п.
  6. Синтез и применение конкретных веществ в аналитических целях

В рамках проектной деятельности учащимися могут быть представлены как полноценные групповые проекты, требующие длительной реализации, так и мини-проекты, рассчитанные на 2-3 месяца индивидуальной работы или работы в группах по 2-4 человека.

2.4. Оценочные материалы

Критерии оценки проектной деятельности обучающимся.

        Универсальные компетенции        

•        Формулирует и обосновывает проблему, стоящую за ситуацией. Это может быть научная проблема (которая ляжет в исследование) или организационная проблема (которая ляжет в основу проекта). (3 балла)

•        Предлагает набор взаимосвязанных задач для проведения исследования или реализации проекта. (3 балла)

•        Выявляет актуальную структуру команды и функционал ее участников, необходимой для проведения исследования/проектной работы. (2 балла)

•        Выделяет и обосновывает ресурсы, необходимые для проведения исследования или реализации проекта: материальные, информационные, человеческие, управленческие (организационные). (3 балла)

•        Описывает результат исследования/проекта по критериям: соответствие научной и/или проектной культуре, соответствие поставленным задачам, открывающиеся возможности и границы применения. (4 балла)

•        Выделяет основные направления дальнейшего развития работ по тематике исследования/проектирования. (2 балла)

•        Проводит анализ средств достижения результата и предлагает варианты оптимизации проектной работы. (3 балла)

Предметные компетенции

•        Уверенная работа на требуемом для реализации проекта оборудовании (1 балл)

•        Модификация методов работы с целью увеличения эффективности процессов при сохранении требований техники безопасности при работе с оборудованием (3 балла)

•        Грамотное ведение рабочего журнала (2 балла)

•        Модификация технологических цепочек при работе на оборудовании с целью увеличения эффективности процессов при сохранении требований техники безопасности при работе с оборудованием (4 балла)

Критерии оценки проектных работ

1.        Выделена проблема или проблемная ситуация и сформулированы задачи проекта, направленные на решение проблемы или преодоление проблемной ситуации" (0-3 балла)

2.        Чётко фиксирована задача участника, подающего заявку, в команде проекта (1-3)

3.        Чёткость фиксации этапа проекта (0-3 балла), для завершенного проекта - наличие продуктового результата для проекта, находящегося в процессе реализации, наличие четкого видения продукта и результата проекта  (0-3 балла)

4.        Цели участия в конкурсе (выделяет личные образовательные цели - 1 балл, цели общие проектные - 1 балл; иные цели - 1 балл)

5.        По материалу презентации и тексту работы (соответствие темы, цели, задач, средств реализации, наличие планирования работ по реализации, понимание трудностей и/или способ преодоления, достоверность результатов, аргументированность обсуждения результатов, соответствие выводов и задач)

6.        Цель проекта (0 - не раскрыта или раскрыта только наличием проблемного поля, 1 и 2 - сформулирована, но не полностью соответствует и т.п., 3 - полностью соответствует)

7.        Экономическая эффективность проекта (0 - совсем не проработана, 1 - упоминается, 2 - присутствует в целях проекта, 3 - аргументирована/рассчитана)

8.        Оригинальность и новизна - насколько близко к передовым исследованиям

9. Проанализированы аналоги (со ссылками на источники) и выделены основные отличия и преимущества предлагаемого решения (0-3 балла)

2.5. Методическое обеспечение

№ п/п

Название раздела, темы

Материально-техническое оснащение, дидактико-методический материал

Формы, методы, приемы обучения

Формы подведения итогов

1

Основы аналитической химии.

Методические пособия по выполнению лабораторных работ, презентации, компьютер, проектор.

образный показ педагога, беседа, презентация, исследовательский метод, поисковый метод.

Устный опрос, викторина

2

Методы качественного анализа

Методические пособия по выполнению лабораторных работ, лабораторная посуда и оборудование, презентации, компьютер, проектор.

демонстрации, беседа, метод проектов, презентации, исследовательский метод, поисковый метод

Обсуждение, презентации

3

Химические методы количественного анализа.

Методические пособия по выполнению лабораторных работ, лабораторное оборудование и посуда,  презентации, компьютер, проектор.

проблемный метод, объяснение, мастер класс, исследовательский метод, поисковый метод

Мини-проекты по выбору, обсуждение.

4

Физические и физико-химические методы анализа.

Методические пособия по выполнению лабораторных работ, лабораторное оборудование и посуда, презентации, компьютер, проектор.

презентации, беседа, метод проектов, мозговой штурм, исследовательский метод, поисковый метод

Мини-проекты, устный опрос

5

Здоровое питание.

Методические пособия по выполнению лабораторных работ, лабораторное оборудование и посуда, презентации, компьютер, проектор.

Презентации, круглый стол, беседа, использование наглядных пособий, исследовательский метод, поисковый метод

Защита проектов, презентации

7

Подведение итогов.

Презентации, компьютер, проектор.

Поисковый метод, репродуктивный метод

Конференция


2.6. Список  литературы

Литература для педагога

  1. Воронаев И.Г. Химический анализ объектов окружающей среды // Учебн. Пособие. СПб: Изд-во ГБНОУ СПбГДТЮ, 2015.
  2. Глинка Н. Л. Общая химия: учебное пособие. 2012.
  3. Коренман Я. И. Практикум по аналитической химии. Анализ пищевых продуктов //учебное пособие для студ. вузов. 2005.
  4. Лилич Л. С., Хрипун М. К. Растворы как химические системы: Донорно-акцепторное взаимодействие в растворах: Уч. пособ.-2-е изд //СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2010.
  5. Отто М. Современные методы аналитической химии: 3-е издание //Москва: Техносфера, 2008.
  6. Скуг Д. А., Уэст Д. М. Основы аналитической химии: Пер. с англ. – Мир, 1979.
  7. Хаускрофт К., Констебл Э. Современный курс общей химии. – М.: Мир, 2002.
  8. Ягодин Г. А. и др. Основы жидкостной экстракции. Под ред. ГА Ягодина. М.: Химия, 1981.

Литература для учащихся

  1. Воронаев И.Г. Химический анализ объектов окружающей среды // Учебн. Пособие. СПб: Изд-во ГБНОУ СПбГДТЮ, 2015.
  2. Глинка Н. Л. Общая химия: учебное пособие. 2012.
  3. Другов Ю. С., Родин А. А. Экологическая аналитическая химия //Уч. пособие для вузов. 2002.
  4. Кузьменко Н. Е., Еремин В. В. 2500 задач по химии с решениями //М.: Оникс, 2005.
  5. Кузьменко Н. Е., Еремин В. В., Чуранов С. С. Сборник конкурсных задач по химии //М.: Экзамен, 2006.
  6. Лилич Л. С., Хрипун М. К. Растворы как химические системы //Учебн. Пособие. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2007.
  7. Свитанько И. В., Кисин В. В., Чуранов С. С. Стандартные алгоритмы решения нестандартных химических задач //М.: Химический факультет МГУ им. МВ Ломоносова, 2012.


2.7. Глоссарий

Активность (а)-действующая концентрация, проявляющаяся при химических реакциях.

Аналитическая химия- наука о методах определения химического состава веществ или их смесей.

Буферный раствор – раствор, на рН которого мало влияет добавление небольшого количества кислоты или основания.

Буферная ёмкость- количество грамм-эквивалентов сильной кислоты или сильного основания, которое можно добавить к 1 л буферного раствора, чтобы изменить его рН на единицу.

Водородный показатель pH– отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода: рН = -log [H+].

Восстановитель – вещество, которое окисляется в химической реакции, вызывая восстановление какого-либо другого вещества.

Гидролиз –процесс, при котором катион или анион реагирует с водой, что приводит к изменению рН.

Групповые реакции- реакции, при помощи которых из анализируемой смеси может быть выделена группа ионов.

Гетерогенная система- система, состоящая из насыщенного раствора и осадка.

Закон действия масс: скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению молярных концентраций реагирующих веществ.

Индикаторы – вещества, которые в точке эквивалентности изменяют свою окраску.

Ионное произведение воды – произведение концентраций ионов водорода и гидроксид-ионов [H+]∙[OH-]=1,0∙10-14.

Йодометрия-метод объемного анализа, при котором о количестве определяемого вещества судят по количеству выделяемого или поглощаемого иода.

Кислоты- это электролиты, которые в водных растворах диссоциируют на катионы водорода и анионы кислотных остатков.

Комплексон III (Трилон Б) - кислая динатриевая соль этилендиаминотетрауксусной кислоты.

Константа скорости – коэффициент пропорциональности между скоростью реакции и концентрациями реагентов в уравнении реакции.

Константа химического равновесия - величина, равная отношению произведения концентраций образующихся веществ к произведению концентраций вступающих в реакцию веществ.

Константа электролитической диссоциации - отношение произведения равновесных концентраций ионов электролита к равновесной концентрации недиссоциированных его молекул.

Концентрация раствора - количество вещества, содержащееся в определенном весовом или объемном количестве раствора.

Качественный анализ - раздел аналитической химии, изучающий методы определения качественного состава исследуемого вещества.

Количественный анализ- раздел аналитической химии, изучающий методы определения количественного состава исследуемого вещества.

Колориметрический метод анализа - физико-химический метод определения концентрации вещества по интенсивности окраски растворов.

Коэффициент активности (f)- отношения между активностью и истинной концентрацией раствора.

Моль – количество вещества, содержащее столько структурных единиц (молекул, атомов, ионов и др.), сколько атомов содержится в 12 г изотопа углерода 12С.

Молярная масса вещества – масса одного моля вещества. Численно она равно относительной молекулярной массе данного вещества.

Например, Mr(HNO3) = 63, M(HNO3) = 63 г/моль.

Минимальная концентрация - показывает, при каком разбавлении раствора реакция еще дает положительный результат.

Общие аналитические реакции - характерны для нескольких ионов.

Основания (основные гидроксиды) – электролиты, которые диссоциируют в водных растворах или расплавах с образование одного типа анионов – ОН (гидроксид-ионов).

Открываемый минимум (γ) - минимальное количество вещества или иона, которое может быть открыто с помощью данной реакции.

Окислитель – вещество, которое восстанавливается в химической реакции, вызывая окисление какого-либо другого вещества.

Окислительно-восстановительные реакции – реакции, в которых атомы элементов, входящих в состав исходных веществ и продуктов, меняют степени окисления.

Перманганатометрия - метод оксидиметрии, при котором рабочим растворим служит раствор перманганата калия.

Принцип Ле-Шателье - изменение одного из условий, при которых система находится в состоянии химического равновесия (концентрации, температуры и давления), вызывает сдвиг равновесия в том направлении, при котором эффект произведенного воздействия уменьшается.

Произведение растворимости (ПР) - произведение концентраций ионов трудно растворимого электролита, содержащихся в его насыщенном растворе.

Рабочие растворы- титрованные растворы, которые служат для определения состава анализируемого вещества.

Растворы - это однородная гомогенная система, состоящая из растворителя, растворенного вещества и продуктов их взаимодействия.

Растворимость (коэффициент растворимости)- это максимальное количество граммов вещества, которое может раствориться в 100 г воды при данной температуре.

Скорость реакции – величина, которая определяется по уменьшению концентрации какого-либо реагента или увеличению концентрации какого-либо продукта реакции со временем. Ее можно выразить как среднюю скорость за некоторый промежуток времени или как мгновенную скорость в определенный момент времени.

Солевой эффект- увеличение растворимости малорастворимого электролита (соли) в присутствии другого хорошо растворимого электролита (соли).

Степень электролитической диссоциации (α) – отношение числа диссоциированных молекул электролита к общему числу растворенных молекул.

Степень гидролиза (h)- отношение числа гидролизованных молекул соли к общему числу молекул соли в растворе.

Соли- это электролиты, которые диссоциируют в водных растворах на катионы металлов и анионы кислотных остатков.

Стандартный электродный потенциал Е0 – восстановительный потенциал полуреакции, в которой все растворенные частицы имеют концентрацию 1 моль/л, в все газообразные вещества обладают парциальным давлением 1 атм.; этот потенциал измеряется относительно электрода, для которого Епринимается равным 0 В.

Степень окисления – условный заряд, который приписывают атому вследствие смещения (перехода) электронов при образовании химической связи.

Способ обратного титрования - основан на применении двух рабочих растворов.

Способ титрования заместителя - титрование рабочим раствором продуктов реакции определяемого иона с каким-либо реактивом.

Титрование – процесс постепенного прибавления титрованного рабочего раствора к определяемому веществу.

Титрованный (стандартный рабочий) раствор- раствор, концентрация которого известна и с помощью которого определяют количество другого вещества.

Точка эквивалентности - момент титрования, при котором количество прибавленного реактива эквивалентно количеству прибавляемого вещества.

Точка конца титрования- момент титрования, при котором индикатору резко изменяют окраску.

Уравнение скорости – уравнение, выражающее скорость реакции через математическую функцию концентраций реагентов (а иногда и продуктов).

Фиксанал (стандарт-титр) - стеклянная ампула с точно взвешенным количеством вещества в сухом виде или в растворе, необходимом для приготовления 1 л 0,1 н. или 0,01 н. раствора.

Частные аналитические реакции - характерные только для одного иона.

Химическое равновесие – состояние системы, в котором скорость образование продуктов становится равной скорости образования реагентов из продуктов.

Хроматография - физико-химический метод разделения смесей веществ на их компоненты, основанный на избирательной адсорбции различных веществ материалами – адсорбентами.

Эквивалент элемента – такое количество элемента, которое присоединяет или замещает 1 моль атомов водорода.

Эквивалент вещества – такое количество вещества, которое в данной реакции взаимодействует с одним эквивалентом водорода или одним эквивалентом другого вещества.

Электролиты- вещества, растворы которых проводят электрический ток.


По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Рабочая программа по физкультуре по теме: Рабочая программа дополнительного образования детей "Игра в пионербол" для учащихся 2-4 классов

Особенностью программы является то, что она, основываясь на курсе обучения игре в пионербол, раскрывает обязательный минимум учебного материала для такого рода программ. Курс обучения игре в пионербол...

Рабочая программа дополнительного образования кружок «Золушка» Рабочая программа дополнительного образования кружок «Золушка»

Срок реализации программы (октябрь-май)   на учебный курс отводится 32 час  (из расчета 1 час  в  неделю)....

Рабочая программа дополнительного образования детей "Обучение игре на баяне" на основе типовой учебной программы Министерства культуры РФ.

Программа обучения учащихся по классу баяна МОУ ДОД Хоровой школы мальчиков и юношей имеет художественно-эстетическую музыкальную направленность.       Индивидуальное обу...

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ (ОБЩЕРАЗВИВАЮЩЕЙ) ПРОГРАММЫ «Проектная деятельность: от замысла к успеху»

Новизна предлагаемой программы заключается в приобщении детей к научному исследованию, элементарным правилам  разработки и воплощения исследовательского  проекта....

Рабочая программа дополнительной общеобразовательной (общеразвивающей) программы по мини-футболу

В данной программе представленны основные темы каждого занятия в секции,которая  расчитанна на 108 часов (с учетом выходных дней и канникул) в год....

Программа дополнительного образования "Комплексный анализ текста"

Программа предназначена для более глубокого изучения особенностей текста и подготовки к ЕГЭ...

Дополнительная общеобразовательная программа в области музыкального искусства" Народные инструменты". Рабочая программа "Дополнительный инструмент" (Домра) ( срок реализации 4 года)

Структура программы включает в себя пояснительную записку, которая содержит краткую характеристику предмета, его роль в образовательном процессе, срок реализации учебного предмета, объём учебного врем...