Система работы по подготовке учащихся к олимпиадам по химии
методическая разработка (химия) по теме

МОУ лицей г. Лобня Московской области

Система работы по подготовке учащихся к олимпиадам по химии

Учитель Сараева Надежда Михайловна

2008-2009 учебный год

Содержание работы

1. Введение.

1. История химического олимпиадного движения в России.
2. Система химических олимпиад и творческих конкурсов.
3. Роль химических олимпиад в образовании и науке.

2. Методика подготовки и проведения олимпиад различного уровня.

1.    Организация химических олимпиад: от простого к сложному.
2.    Подготовительная, основная и заключительная стадии олимпиад.
3.    Система действующих лиц олимпиады, их роль.
4.     Классификация олимпиадных задач.
5.     Практические навыки, необходимые для успешного выполнения экспериментальных задач.
6.     Тактика и стратегия подготовки и участия в олимпиадах.
7.     Организационно-методическая работа учителя-наставника

3. Система работы по подготовке и проведению химических олимпиад Сараевой Н. М.
4. Приложения: варианты олимпиадных заданий и решений к ним.
5. Список используемой литературы.

1. Введение

История химического олимпиадного движения в России

    Олимпиадное движение по химии в 2009 году отмечает 70-летие. Первые олимпиады проводились в 1939 году. На них предлагались либо «школьные» задачи, доступные очень многим, либо задания общеобразовательного, развивающего и «завлекающего» типа, например, историко-химические. Таким образом, изначально олимпиады были призваны привлечь в науку как можно больше школьников.

    Начиная с середины 60-х годов, движение стало регламентироваться специальными положениями. Первое «Положение о Всероссийских физико-математической и химической олимпиадах учащихся восьмилетних и средних школ» было утверждено Министерством просвещения РСФСР 23 января 1965 года,  и содержало основные цели олимпиады: а) повышение интереса учащихся к соответствующим наукам, активизация и дальнейшее развитие естественно- технических кружков, клубов, лекториев и других видов работ во внеурочное время; б) содействие улучшению физико-математической и химической подготовки учащихся и качества преподавания математики, физики и химии в школе; в) подведение итогов работы кружков, и других видов работы с учащимися, интересующихся физикой, математикой и химией; г)оказание помощи учащимся старших классов в выборе специальности, привлечение наиболее способных из них в ведущие вузы страны; д) выявление сильнейших учащихся.

    К началу 70-х годов задача массового привлечения школьников к олимпиадам перестает доминировать, усиливается другой аспект – углубление знаний. В это время задания делят на обязательные и по выбору. Постепенно в олимпиады стали включаться нестандартные задачи, изменились цели олимпиад. Вместо развития личности школьника в положение включается выявление одаренных детей. Усложнялись олимпиадные задания.

        Система химических олимпиад и творческих конкурсов

    Одна из форм работы по выявлению и развитию одаренных детей – заочные олимпиады. Они позволяют охватить большее количество учащихся, в них имеет право участвовать любой школьник без рекомендации со стороны учителя. Заочная олимпиада является движущей силой развития самостоятельной работы учащихся. В настоящее время заочные олимпиады превращаются в интернет-олимпиады, что позволяет привлечь много способных ребят, интересующихся химией.

    Другая значимая форма работы с одаренными детьми – летние лагеря школьников, которая в настоящее время потихоньку начинает восстанавливаться. Совмещение отдыха за городом с неформальным общением школьников со студентами, преподавателями способствует, в первую очередь, развитию интереса к химии.

   Утеряна такая форма проведения олимпиад высокого уровня как конференция: за 2-3 недели участникам предлагается несколько тем на выбор для подготовки реферата. Выступления и рефераты оценивались по определенной системе, баллы шли в зачет. Это форма научного общения, поэтому есть смысл вернуться к этой форме, проводя хотя бы заочные конференции с использованием интернет-технологий.

    Роль химических олимпиад в образовании и науке

   Олимпиады способствуют привлечению большего числа школьников к серьезному изучению химии и содействуют повышению уровня преподавания химии в школе. Подготовка к олимпиадам часто является основой различных внеурочных занятий: кружков, лекториев, факультативов, предметных конференций. Олимпиадные задания помогают выявить не только наиболее одаренных учеников, но и людей, умеющих решать нестандартные задачи.

    Важно, что победители и призеры разных этапов олимпиад имеют льготы при поступлении в вузы. Таким образом, олимпиады являются реальной альтернативой ЕГЭ.

    В содержании олимпиадных заданий отражаются достижения современной науки, значит, осуществляется взаимообратная связь олимпиадного движения и развития науки.

2. Методика подготовки и проведения олимпиад различного уровня

   Организация химических олимпиад: от простого к сложному

   Положение о Всероссийской олимпиаде школьников от 2007 года предусматривает четыре этапа химической олимпиады: школьный, муниципальный, региональный и заключительный.

    Каждый этап состоит из нескольких туров: одного или двух теоретических и экспериментального.

   Не достаточно просто разработать комплекты заданий. Олимпиада любого уровня – это результат долгой, кропотливой работы многих людей, поэтому организации каждого этапа нужно уделять должное внимание.

   Подготовительная, основная и заключительная стадии организации олимпиад

   Подготовительная стадия. Первый этап олимпиады – это школьный тур. Привлекать ребят к школьной олимпиаде нужно по принципу добровольности. Для возникновения интереса к олимпиаде можно создать выставку научно-популярной и учебной дополнительной литературы. При наличии дополнительных занятий и факультативов нужно разбирать на них варианты олимпиадных заданий, если дополнительных занятий нет, необходимо провести 1-2 занятия для тех, кто собирается участвовать в олимпиаде: ознакомить с целями олимпиады, регламентом проведения, с примерами заданий.

   Очному туру может предшествовать проведение заочной олимпиады.

    Преимущества заочного тура: 1) стимулирование учащихся к самостоятельной работе, чтению популярной литературы, предоставление возможности выйти за рамки учебника, расширить кругозор; 2) возможность решать задания в удобное время и в менее жесткие, чем на очном туре, временные рамки; 3) расширение разнообразия форм организации деятельности – доклады, рефераты, проведение экспериментов.

    Число заданий в школьном туре может быть больше, чем на других этапах (более шести). Уровень сложности заданий в школьном этапе должен быть доступен для большинства ребят, но задания должны отличаться от контрольной работы необычностью постановки вопроса, носить занимательный характер, для решений предполагается применение нестандартных приемов.

    Основная стадия. Школьный этап олимпиады проводится после уроков. Школьники садятся так, чтобы вместе не сидели  ребята из одного класса. На теоретический тур отводится не более 4 астрономических часов.

    Центральная методическая комиссия рекомендует проводить в школьном этапе экспериментальный тур. Если это невозможно, то в комплект заданий нужно включать задачу, требующую мысленного эксперимента.

    Призеры и победители школьного этапа определяются по результатам, сведенным в ранжированные таблицы по параллелям (по мере убывания количества баллов). Участники, набравшие менее половины от максимального количества баллов, не могут являться победителями и призерами.

   Олимпиада по химии – это интеллектуальный форум, а не спортивное соревнование, поэтому допускается несколько первых, вторых и третьих мест.

    Заключительная стадия. С целью повышения эффективности школьного тура целесообразно провести разбор заданий, решений и анализ допущенных ошибок и неточностей. Учитель составляет отчет, к которому прилагает: списки учащихся, отобранных на муниципальный этап; Сводные ведомости результатов по каждому классу; условия, решения и система оценивания задач, по которым проводился школьный этап.

    Система действующих лиц олимпиады, их роль

    В олимпиаде по химии сложилась стройная система действующих лиц: это организации общего и среднего образования, учреждения дополнительного образования, вузы, муниципальные органы управления образованием, региональные органы управления образованием, федеральное агентство по образованию. Прослеживаются взаимосвязи: учащийся – наставник, руководитель муниципального методического объединения химии – председатель жюри соответствующего этапа, жюри – студенты и сотрудники вузов и НИИ.

    Классификация олимпиадных задач

   Содержание олимпиадных задач можно разделить по пяти основным блокам: неорганическая химия, органическая химия, физическая химия, аналитическая химия, биохимия. Выделение этих пяти блоков оправдано системой химии как науки. Содержание выделенных блоков по-разному представлено в задачах различных классов на различных этапах олимпиады.

    Важную роль при разработке олимпиадных задач играют межпредметные связи. Нельзя рассматривать химию в отрыве от других естественных наук.

    Задачи по химии традиционно подразделяют на две группы: качественные и расчетные (количественные), кроме того задачи бывают комбинированные.

Качественные задачи:

1. Объяснение экспериментальных фактов;
2. Распознавание веществ;
3. Получение новых соединений;
4. Предсказание свойств веществ, возможности протекания реакции, описание, объяснение явлений;
5. Разделение смеси веществ.

Количественные задачи:

1. Расчеты состава смеси (массовый, объемный и мольный проценты);
2. Расчеты состава раствора (способы выражения концентрации, приготовление растворов заданной концентрации);
3. Расчеты с использованием газовых законов (закон Авогадро, уравнение Клайперона-Менделеева); выведение химической формулы вещества;
4. Расчеты по химическим уравнениям (стехиометрические соотношения);
5. Расчеты с использованием законов химической термодинамики (закон сохранения энергии, закон Гесса);
6. Расчеты с использованием законов химической кинетики (закон действующих масс, уравнение Аррениуса).

    Методические требования к олимпиадным задачам:

- Содержание задачи должно опираться на примерную программу содержания ВОШ соответствующего класса.

- Для успешного решения задачи необходимо умение учащихся логически мыслить, иметь химическую интуицию.

- Задачи должны нести познавательную нагрузку.

- В задачи нужно включать вопросы качественного и количественного характера, чтобы задачи стали комбинированными, желательно содержание материала из смежных дисциплин.

- Задачи и вопросы желательно составлять и формулировать оригинально.

- Условие должно быть сформулировано четко.

- Текст задачи не должен быть громоздким.

- Вопросы задачи формулируются четко, на их основе строится система оценивания задачи.

   Практические навыки, необходимые для решения экспериментальных задач

   Формирование у учащихся исследовательских умений базируется на выполнении правил техники безопасности и навыках работы в лаборатории:

1. Взвешивание веществ с заданной точностью.
2. Измерение объемов жидкостей.
3. Приготовление растворов с заданной концентрацией.
4. Нагревание на спиртовке, газовой горелке, с помощью колбонагревателя.
5. Измельчение веществ.
6. Фильтрование.
7. Сушка, очистка газов и т.д.

    Важно знакомство с посудой, умение ее мыть. Эти навыки являются основой, без которой невозможно успешно выполнить эксперимент.

    На первом и втором этапах проведение экспериментального тура связано с методическими трудностями проведения этого тура.

   Тактика и стратегия подготовки и участия в олимпиадах

   Подготовка к участию в олимпиаде – это большая творческая работа учителя и ученика. До ученика необходимо довести систему олимпиад, показать, что их ждет в случае победы в олимпиаде, разбудить в ученике честолюбие, но не гордыню. Ученики, способные решать олимпиадные задачи, зачастую обладают завышенным самомнением. Таких ребят нужно привлекать для помощи отстающим.

    Для начала одаренным ребятам нужно предлагать для чтения интересную научно-популярную литературу, разрешать самим проводить простые химические опыты. Затем планируются внеурочные занятия. Можно предложить ученику составить олимпиадные задания для других. На занятиях обращать внимание на типичные ошибки при разборе заданий.

    Организационно-методическая работа учителя-наставника

    Для подготовки ребят к олимпиадам учитель-наставник подбирает задания и составляет план работы; определяет тематику каждого занятия. Для этого необходимо иметь материалы олимпиад различного уровня прошлых лет, вузовские учебники и учебники для углубленного изучения химии, специализированную литературу.

    Учитель готовит задания первого (школьного) этапа. Задачи обсуждаются на школьных и городских методических объединениях. Постепенно у учителя накапливается картотека олимпиадных заданий.

    Важная часть работы – это выработка системы оценивания. Основа здесь – поэлементный анализ. С выбором элементов оценивания возникают сложности, так как задания носят творческий характер и путей получения ответов может быть несколько. Система оценок должна быть гибкой и сводящей к минимуму субъективность проверки.

   После проведения школьного этапа учитель разбирает с ребятами задания и ошибки, допущенные каждым на олимпиаде.

3. Система работы по подготовке и проведению олимпиад Сараевой Н. М.

   В начале учебного года в каждой параллели я выявляю ребят, которые хотели бы участвовать в олимпиаде по химии. Строго придерживаюсь принципа добровольности. С этими ребятами начинаю подготовительную работу.  При решении задач на факультативе обязательно проговариваю, какой балл имеет задача, отмечаю элементы оценивания.

   Перед школьным туром олимпиады по возможности даю задания всем желающим для заочного тура. Причем, провожу заочный тур по-разному. Или это задания для каждой параллели с указанием баллов за каждое задание, или это общий лист с заданиями, где указано, для какого класса предназначено каждое задание, но каждый может решать задания не только для своей параллели. Причем, взяв задание заочного тура, ученик не обязательно должен участвовать в очном туре. Многие ребята берут задание просто для того, чтобы попробовать свои силы. В заданиях заочного тура обязательно число «утешительных» заданий больше, чем на очном туре. Это ставит в положение успеха даже не самых одаренных ребят. По договоренности с ребятами за успешное выполнение заданий заочного тура я выставляю им оценки в журнал.

    Школьный очный тур провожу обязательно после уроков. Принцип добровольности сохраняется.

   В лицейской практике я сталкиваюсь с тем, что некоторые учителя предлагают ребятам задания школьного тура олимпиады всему классу на уроке, а затем всем без исключения ставятся оценки в журнал, вплоть до «двоек» и «троек». Это противоречит всем принципам олимпиадного движения, к тому же не соблюдаются временные регламенты.

4. Приложения

Задания заочного тура олимпиады по химии в 8 классе

1. Дан оксид фосфора (V). Определить: а) из атомов скольких элементов он состоит; б) сколько атомов входит в состав одной молекулы вещества.     2 балла                                                                        

2. Определить, чем являются предложенные вещества: смесью веществ, простыми или сложными веществами. Ответ обосновать. Алмаз, вода, воздух, железо, кислород, песок, поваренная соль, сахар, углекислый газ, фосфор, серная кислота, марганцовка.                                                                                        4 балла

3. Предложить способ разделения смеси, состоящей из железных опилок, угольной пыли, порошка серы, порошка цинка.                                            5 баллов                                          

4. Простое вещество массой 16 г реагирует с кислородом массой 6,4 г, образуя оксид ЭО. Определить элемент, образующий это простое вещество.         5 баллов                                                                      

5. При разложении 4,83 г оксида двухвалентного металла выделилось 0,36 л кислорода (н. у.). Определить металл, образующий этот оксид.                 5 баллов                                            

Химическая олимпиада (лицейский тур) 8 класс

8-1 В склянках без этикеток находятся поваренная соль, питьевая сода, парафин, нафталин и стиральный порошок. На основе физических свойств и, используя минимальное количество реактивов, распознать эти вещества.                 5 баллов                                                              

8-2 Молярная масса бромида щелочного металла А в 1,6 раза больше молярной массы хлорида этого металла. Назвать металл и записать уравнение реакции взаимодействия его с кислородом.                                                                3 балла                                                                                                                                      

8-3 Во сколько раз в земной коре атомов кислорода больше, чем атомов кремния, если массовые доли кислорода и кремния в земной коре соответственно равны 0,470 и 0,295?                                                                                                   3 балла

8-4 Какие типы реакций можно использовать для получения оксидов? Привести примеры уравнений реакций, дать названия оксидов.                                 4 балла                                

8-5 Вычислить, какую массу железа можно получить из 1 тонны железного колчедана, содержащего 85% сульфида железа (II), если потери в производстве составляют 30%.                                                                                               5 баллов

Решения олимпиадных  заданий (8 класс)

1 задание. Растворяем смесь в холодной(!) воде. Мел и крахмал не растворяются и осаждаются. Отфильтровать смесь и выпарить поваренную соль.                                                                                            1 балл

Осадок с фильтра обработать соляной кислотой или уксусной. Мел растворяется, а крахмал нет.                                                                        1 балл                                                                            

Крахмал промыть водой и высушить.                                                       1 балл                             

                                                                                                           Всего        3 балла

2 задание. Формула оксида Э2О3.                                                                                              

Уравнения реакций:  Э2О3 + 3Н2 = 2Э + 3Н2О;     Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2   

                                                                                                                              2 балла                          

По второму уравнению реакции находим количество вещества цинка:

Υ=3,32 г / 65 г/моль=0,051моль; по коэффициентам видно, что количество водорода тоже 0,051моль.                                                                             1 балл                                                          

По коэффициентам первого уравнения количество оксида 0,051/3= 0,017моль                                                                                                           1 балл

Находим молярную массу оксида. М(Э2О3)=3,2/0,017=188 (г/моль)      1 балл                            

Рассчитываем М(Э): 2х=48=188, х=70, Э –Ga.                                               1 балл                            

ω (Э)= 140/188 = 0,745 или 74,5%, значит, ω(О)=25,5%                               1 балл

                                                                                                            Всего      7 баллов                                                                                                                                                              

3 задание. Найти массу исходного раствора. m(Р-РА)=300мл·1,07г/мл=321г              

m1(H2SO4)=321г·0,1=32,1г                                                                                1 балл                          

Масса 100мл воды 100г, значит, m2(Р-РА)=321+100=421г                        1 балл                            

ω2=32,1/421=0,076 или 7,6%                                                                             1 балл                          

V2(Р-РА)=421/1,05= 400,95мл                                                                          1 балл                            

Υ(H2O)=100г/18г/моль=5,56моль                                                                   1 балл

                                                                                                           Всего     5 баллов                           

4 задание. Уравнение реакции: Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2                    1 балл                                    

Υ(Н2)=0,112л/22,4л/моль=0,005моль                                                          1 балл                            

По коэффициентам в уравнении реакции υ(Zn)чистого=0,005 моль, m= 0,005 моль·65 г/моль = 0,325 г                                                                                 1 балл                                                                

Масса примесей = 0,33-0,325=0,005 г                                                          1 балл                                    

ω (примесей)= 0,005/0,33= 0,015 или 1,5%                                                 1 балл   

                                                                                                           Всего    5 баллов                                                                                                                                                                            

5 задание.  Уравнения реакций: Cu + HCl – реакция не идет                                                    

                     2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2                                                         2 балла                                    

Υ(Н2)= 5,6л/22,4л/моль = 0,25 моль                                                             1 балл                                

Υ(Аl) = 2/3υ(Н2)= 0,25 моль·2/3= 0,167моль, m=0,167моль·27 г/моль= 4,5 г

                                                                                                                           1 балл                    

ω (Аl)= 4,5 /10= 0,45 или 45%, ω(Сu)=55%                                                 1 балл                                                                                                                                                                     

                                                                                                         Всего      5 баллов

Задания школьного тура олимпиады по химии

11 класс

11-1. Используя карбонат кальция, соляную кислоту, гидроксид натрия и воду, получить не менее шести сложных веществ, не применяя электролиз. Приведите уравнения соответствующих реакций.                                                         (5 баллов)

11-2. Вычислить массовую долю серной кислоты в растворе, в котором числа атомов водорода и кислорода равны между собой. Какой объем 30%-ного раствора, имеющего плотность 1,22г/мл, можно приготовить из 100 г этого раствора?                                                                                                         (5 баллов)

11-3. Через 500 г 5,6%-ного раствора гидроксида калия пропустили 8,4 л сероводорода (объем измерен при нормальных условиях). Вычислить концентрации (в %) веществ в полученном растворе.                               (5 баллов)                                                                        

11-4. Содержание брома в соединении, полученном при взаимодействии алкена с бромом, составляет 69,56% по массе. Определить структурную формулу алкена, если известно, что он может существовать в виде цис-и транс-изомеров.(3 балла)                            

11-5. 1,124 г бромопроизводного пропана гидролизовали водным раствором щелочи. К полученному после гидролиза раствору добавили избыток водного раствора нитрата серебра и получили 2,256 г осадка. Определить возможное строение бромопроизводного.                                                                      (5 баллов)

Решения олимпиадных заданий школьного тура о химии

11 класс

11-1. Формулы исходных веществ: СаСО3, HCl, NaOH, H2O.

Возможные взаимодействия: CaCO3 → CaO + CO2;   CaO + H2O → Ca(OH)2;

CaCO3 + 2HCl→CaCl2 + H2O + CO2;  NaOH + CO2→ NaHCO3;

 NaOH + NaHCO3→Na2CO3 + H2O

NaOH + HCl → NaCl + H2O;  CaCO3 + CO2 + H2O→ Ca(HCO3)2. Возможны другие варианты взаимодействий. За каждое правильное взаимодействие, приводящее к получению нового вещества по 0,5 балла. Формулы и названия новых веществ 1 балл.                                                                          Всего 5 баллов.

11-2. По условию ν(Н)=ν(О). Пусть масса раствора 100 г, в котором Х моль H2SO4 и Yмоль Н2О.

Тогда  98х + 18y = 100     y = 2x            x=0,75         => m(H2SO4)= 0,75∙98=73,1(г)    

            2x + 2y = 4x +y      134x = 100             y=1,5                    ώ(H2SO4)=73,1%

В новом 30%-ном растворе масса серной кислоты 73,1 г => m(р-ра)2= 73,1/0,3= 243,7г=>V(р-ра)=243,7/1,22=200мл.                                                    Всего 5 баллов.

11-3. Рассчитать количества веществ по условию задачи: m(KOH)=500∙0,056=28г, ν(КОН)=0,5моль; ν(H2S)=8,4/22,4=0,375моль       1 балл                                              

Уравнения возможных реакций:KOH +H2S =KHS +H2O;KHS + KOH = K2S + H2O  

                                                                                                                               2 балла

Сероводород реагирует полностью, получается 0,375 моль KHS, при этом используется 0,375 моль КОН, значит, во втором уравнении реагирует остаток КОН 0,125 моль, образуется 0,125моль K2S, остается 0,25 моль KHS. Т.о. в растворе находятся 0,125 моль K2S и 0,25 моль KHS                                     1 балл                                                                                            

Масса раствора складывается из масс исходных компонентов: m(р-ра)=500 + 0,375∙34= 512,75 г

ώ(KHS)=0,25∙72/512,75=0,035 или 3,5%  ώ(K2S)=0,125∙110/512,75=0,0268 или2,68%                                                                                                              1 балл

                                                                                                                 Всего 5 баллов.

11-4. Уравнение реакции:       CnH2n + Br2 → CnH2nBr2                                         1 балл

Нахождение молярной массы и формулы: М(СnH2nBr2)= 160/0,6956=230 г/моль

14n+160=230, 14n=70, n=5, значит, молекулярная формула алкена С5Н10 – это пентен.                                                                                                                  1 балл

По условию вещество имеет цис- и транс- изомеры, следовательно, двойная связь находится не с краю. Структурная формула: СН3 – СН = СН - СН2 - СН3    пентен-2                                                                                                                1 балл

                                                                                                                   Всего 3 балла.

11-5. Так как не известно, сколько атомов водорода замещено в бромопроизводном пропана на бром, вводим формулу C3H8-xBrx              1 балл                                                                          

Уравнения реакций:  C3H8-xBrx + xNaOH → C3H8-x(OH)x + xNaBr              1 балл              

                                     NaBr + AgNO3 = AgBr ↓+ NaNO3                               1 балл                

ν(AgBr)= 2,256/188=0,012 моль => ν(NaBr)=0,012 моль; ν(C3H8-xBrx)= 1,124/ (44+79x)= 0,012/x, отсюда  1,124х=0,528+0,948х; 0,176х=0,528; х=3. Формула исходного вещества С3Н5Br3                                                                           1 балл

Возможное строение 1,2,2-трибромпропан.                                                   1 балл

                                                                                                                 Всего 5 баллов.

5. Используемая литература

1. Перчаткин С.Н., Дорофеев М.Ф. «Химические олимпиады в школе». М, НПО «Образование», 1997
2. Тюльков И. А., Архангельская О. В., Павлова М. В. «Олимпиада по химии: методическое сопровождение школьного и муниципального этапов». «Химия в школе» №8, 2008 год
3. Тюльков И. А., Архангельская О. В., Павлова М. В. «Методические основы подготовки к олимпиадам по химии». Цикл лекций, «Химия» (Первое сентября) № 17-24, 2008 год
4. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. «Начала химии» (современный курс для поступающих в ВУЗы). М, «Экзамен, ОНИКС 21 век», 2001