Главная База знаний "Allbest" Педагогика Формирование экологической культуры школьников на уроках общей химии

Формирование экологической культуры школьников на уроках общей химии

Исследование сравнения состава и свойств щелочей и нерастворимых оснований. Изучение содержания и последовательности изложения темы "Основания" в школьном курсе химии. Составление уравнений реакций, характеризующих общие химические свойства щелочей.

Рубрика Педагогика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 21.09.2011
Размер файла 921,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дипломная работа

ФОРМИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ ШКОЛЬНИКОВ НА УРОКАХ ОБЩЕЙ ХИМИИ

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ЭКОЛОГИЗАЦИЯ ШКОЛЬНОГО КУРСА ХИМИИ

1.1 Содержание экологических знаний в курсе химии средней школы

1.2 Экологическое воспитание и образование школьников

Глава II. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРЕПОДАВАНИЯ ТЕМЫ «ОСНОВАНИЯ. ЩЕЛОЧИ»

2.1 Основные задачи обучения по теме «Основания»

2.2 Содержание и последовательность изложения темы «Основания» в школьном курсе химии

2.3 Методика изучения химических свойств оснований

2.4 Cоставление уравнений реакций, характеризующих общие химические свойства щелочей (Алгоритм)

Глава III. МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ

3.1 Развернутый урок по теме «Основания»

3.2 Применение опорных схем при преподавании темы «Кислоты, основания, соли в свете ТЭД»

Глава IV. ТЕСТЫ И ЗАДАЧИ ОБЩЕУЧЕБНОГО И ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОДЕРЖАНИЯ ПО ТЕМЕ «ОСНОВАНИЯ»

4.1 Тестовые задания

4.2 Задачи по теме «Основания» экологического (практического) содержания

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ. ВЫВОДЫ

Литература

ВВЕДЕНИЕ

В решении проблем охраны окружающей среды важнейшая роль принадлежит образованию. Уже с самого раннего возраста каждый живущий на Земле человек должен знать к чему приводит беспечное отношение к окружающей среде. Он должен знать о заболеваниях, вызванных загрязнением среды; о генетических отклонениях; о гибели животных и растений; об уменьшении плодородия почвы; об исчерпаемости запасов питьевой воды и других негативных изменениях среды обитания. И не только знать, но и ощущать личную ответственность за ее состояние. Однако сегодняшние выпускники школы слабо ориентированы в глобальных, в том числе экологических, проблемах сохранения здоровья человека и биосферы. Преобладают потребительские взгляды на природу, низок уровень восприятия экологических проблем как личностно значимых, недостаточна, развита потребность фактически участвовать в природоохранной работе. Многие отождествляют охрану окружающей среды и рациональное природопользование с охранением отдельных природных комплексов и редких видов растений и животных.

Постановка проблемы в данной дипломной работе особенно актуальна в связи с глобальным антропогенным вмешательством в биосферу, нарушением экологического, сложившегося в ходе развития планеты, равновесия. Сегодня темпы такого вмешательства несоизмеримы со способностью экосистемы планеты нивелировать его.

В настоящей работе выдвинута гипотеза: «Планомерное введение экологических сведений в учебный процесс позволит значительно облегчить процесс формирования экологической культуры учащихся на уроках химии».

Цель работы - проанализировать материал, приводимый в учебнике как с точки зрения методики его подачи, так и с экологической точки зрения, а также предложить свои разработки уроков, задач и тестов как обще учебного, так и экологического (практического) содержания.

Объект исследования - процесс экологического образования и воспитания школьников на уроках химии.

Предмет исследования - экологическое воспитание школьников в учебной деятельности.

В работе решались следующие задачи:

1. раскрыть сущность экологического образования и воспитания;

2. систему организации экологического воспитания;

3. наметить методику организации экологического воспитания школьников на уроках химии.

Метод исследования - комбинированный, включающий анализ психолого-педагогической и методической литературы проведение собственного эксперимента.

Глава I. ЭКОЛОГИЗАЦИЯ ШКОЛЬНОГО КУРСА ХИМИИ

1.1 Содержание экологических знаний в курсе химии средней школы

Роль школьного курса химии в экологическом образовании обуславливается тем, что данная наука связана с познанием законов природы, химической формы движения материи и ее значимость в материальной жизни общества.

Перед учителем химии, ведущим природоохранную работу, стоят следующие задачи:

· раскрытие единства неорганического и органического мира, влияние деятельности человека на окружающую среду и формирование на этой основе убежденности в необходимости бережного отношения к природе;

· раскрытие двойственной роли химической промышленности в отношении природы;

· вооружение школьников практическими умениями и навыками, позволяющими посильно участвовать в мероприятиях по защите природы [1].

Для химического образования в целом еще не решена проблема содержания экологических знаний. Химизация пронизала все сферы жизни. Ее последствия стали соизмеримы с природными явлениями глобального масштаба и это ставит вопрос о взаимодействии природы и общества. Цели разумного регулирования этих отношений должны быть доведены до сознания учащихся, а именно:

· продукты жизни общества должны полностью утилизироваться, не должны накапливаться и оказывать вредного воздействия на человека и окружающую среду;

· размеры годового потребления возобновляющегося природного сырья не должны превышать его годовой прирост;

· не возобновляющееся природное сырье должно использоваться экономно, комплексно, практически не давать отходов при переработке. Таковы научный и практический аспекты химического образования.

Воздействие на природу в целом, на ее структурные элементы осуществляется промышленностью, транспортом, сельским хозяйством, которые влияют в различных направлениях:

1. Потребление химических веществ из природы.

2. Загрязнение природы отходами человеческой деятельности.

3. Появление в природе и, в частности, в биосфере новых высокоактивных химических соединений, выделенных из природных источников или синтезированных человеком.

Первое направление освещено в содержании курсов неорганической и органической химии, где рассматриваются природные соединения, как сырье для химической промышленности и других отраслей, в основе которых лежат химические процессы. Освещаются вопросы использования природных веществ в качестве удобрений и ядохимикатов [2-З].

В целях развития и формирования знаний о загрязнении необходимо ввести такие понятия как «загрязнители», «источники загрязнения», «естественное и искусственное загрязнение», «санитарные нормы чистоты», «предельно допустимые концентрации веществ» (ПДК). Необходимо рассмотреть источники загрязнения. Важно показать учащимся, что решение проблем загрязнения - это совершенствование и создание новой техники и технологии, повышение выхода продукта и снижение образования отходов производства, создание оборотного водоснабжения, уменьшающего сток загрязненных вод, разработка систем утилизации отходов и переход на замкнутые технологические циклы. Следует также дать характеристику использования защитных зон, показать значение растений в процессах оздоровления атмосферы.

Развитие знаний о защитных мероприятиях необходимо продолжить при изучении производственных процессов, где важно раскрыть основные экологические принципы современного производства.

При изучении проблем охраны окружающей среды особая роль принадлежит химическому эксперименту важнейшей составной части школьного курса химии. Необходимо искать способы переработки отходов школьного химического эксперимента и включать этап переработки в качестве равноправного и неотъемлемого компонента во все без исключения школьные опыты. Под переработкой в данном случае понимается уничтожение веществ, их обезвреживание с последующим помещением во внешнюю среду или утилизация (повторное использование - прямо или косвенно - в учебном процессе).

Идея защиты среды при выполнении химического эксперимента в школе должна пронизывать все виды эксперимента во всех классах. Все они должны быть экологически чистыми, что важно осознать школьникам. Кабинет химии в школе уже не может рассматриваться как место учебы. Это «место действия», своеобразное «химическое производство», «выбрасывающее» вредные отходы и нуждающееся в реализации природоохранительных требований при выполнении эксперимента.

Только такой подход позволит сформировать экологически грамотное мышление, вырабатывает у школьников некий «рефлекс экологической чистоты» любого их действия. Рассматривая вопросы охраны окружающей среды, можно предложить учащимся химико-экологические вопросы и задачи. При их составлении рекомендуется придерживаться следующих методических требований:

1. Условия задач и результаты решения должны содержать практически значимую информацию.

2. Эта информация должна быть тесно связана с программным материалом и реальными экологическими проблемами.

3. Задачи должны быть посильны для учащихся данного класса.

4. Решение задач должно опираться на возможности, на комплекс знаний по разным предметам.

5. Задачи предназначены для использования при проверке, объяснении, применении и совершенствовании знаний. Химико-экологические задачи и вопросы можно разделить по содержанию на три типа:

1. Задачи с химической характеристикой природных объектов.

2. Задачи об источниках загрязнения, видах загрязнителей окружающей среды.

Составленные задачи не обязательно должны иметь единственное решение, они рассчитаны на проблемное обсуждение, дискуссию, на поиск рационального пути решения поставленной реальной учебно-познавательной проблемы. Экологическое образование обладает такими особенностями, как актуализация идеи о неразрывной связи физической и духовной жизни человека с природой; рассмотрение экологических проблем в системе глобальных проблем современности; направленность на цели охраны природы; сбережение генофонда биосферы; сохранение гигиенических и эстетических достоинств окружающей среды; рациональное использование природных ресурсов. Содержание экологического образования имеет, таким образом, сложный состав, усвоение которого школьниками требует тесной взаимосвязи, классной и внеклассной работы. Содержание внеклассной работы должно быть развитием, углублением того материала, который изучается в школе. Внеклассная работа дополняет урок, так как ее содержание может быть развернуто на основе изучения жизни человека в единстве с экологическими системами [З].

1.2 Экологическое воспитание и образование школьников

Цель экологического образования и воспитания - формирование системы научных знаний, взглядов и убеждений, обеспечивающих становление ответственного отношения школьников к окружающей среде во всех видах деятельности, формирование экологической культуры [4].

Таким образом, школьное образование и воспитание в области охраны окружающей среды должны выполнять две «стратегические» задачи:

1. Убеждать учащихся о необходимости охраны окружающей среды.

2. Вооружать их, хотя бы, необходимым минимумом знаний в этой области.

Исходя из этих задач, выбираются методы работы:

1. Учебная деятельность - рефераты, устные журналы - способствуют освоению теории и практике взаимодействия общества и природы, овладению приемами причинного мышления.

2. Активные формы: диспуты, дискуссии по проблемам окружающей среды, встречи со специалистами, деловые игры - формируют опыт принятия экологически целесообразных решений.

3. Общественно-полезная деятельность, постановка под руководством учителя опытов на школьном учебно-опытном участке по изучению влияния минеральных удобрений на урожайность культур, выполнение анализов почвы и грунтовых вод - служит приобретению опыта принятия экологических решений, позволяет внести реальный вклад в изучение и охрану местных экосистем, пропаганду экологических идей.

4. Экскурсии на предприятия - теоретический материал становится ясным, очевидным, зримым.

Настала необходимость, преподавая различные предметы, обратить внимание на то, как вещества ведут себя в атмосфере, океане, почве, как воздействуют на биосистемы. Такой подход воспитывает привычку задумываться над этими вопросами. Рассматривая цели экологического образования школьников, можно определить различные его уровни: экологическое просвещение, формирование экологического сознания, развитие экологической культуры.

Первый уровень - экологическое просвещение - обеспечивает ориентацию школьников в проблеме и соответствующие правила поведения. Он достигается включением экологических сведений как фрагментов учебного материала в уроки или внеклассные занятия (экологическая разминка, экологические экспресс - информации, доклады и рефераты по отдельным экологическим темам и т.п.).

Второй уровень - экологическое сознание - предусматривает формирование категориального аппарата мышления учащихся. Формирование экологического сознания предполагает овладение системой экологических знаний и понятийным аппаратом экологии как учебного предмета (факультатив, спецкурс, учебный предмет).

Третий уровень - развитие экологической культуры - приносит осознание учащимися взаимодействия «природа-человек» как ценности. Переход экологических проблем в разряд глобальных проблем современности обуславливает необходимость ориентации на достижение этого уровня. Экологическая культура в условиях школьного образования может формироваться только на основе интегративного подхода. Механизм интеграции предусматривает изучение экологических проблем в системе «природа-наука-производство-общество-человек», охватывающей все уровни взаимодействия «природа-человек» [6,7].

Общие методологические и теоретические положения позволяют выделить принципы экологического образования.

1. Междисциплинарный подход в формировании экологической культуры школьников.

Мировая практика подтверждает преимущество экологического образования, которое « имеет междисциплинарный подход, опирается на конкретное содержание каждой дисциплины». Экологическое образование при этом призвано преодолеть разрозненность формируемых знаний, изолированность школьных дисциплин, их разобщенность.

Реализация междисциплинарного подхода требует выделения межпредметных связей и обеспечения обобщения межпредметных подходов. Выделение межпредметных связей в экологическом образовании предполагает согласование содержания и методов раскрытия законов, принципов и способов оптимального взаимодействия общества с природой на всех уровнях экологических знаний, которые изучаются в различных учебных предметах. В то же время важно сочетать логику развития ведущих идей и понятий, входящих в содержание того или иного учебного предмета с последовательным углублением и обобщением экологических идей и понятий.

2. Систематичность и непрерывность изучения экологического материала.

Последовательное достижение цели и задач образования по вопросам окружающей среды требует разработки системы содержания, методов и организационных форм учебно-воспитательного процесса. Эта система предполагает вычленение ведущих идей и понятий, установление их взаимосвязи и развития.

Системно-структурный подход позволяет отобрать элементы знаний, распределить их в определенной последовательности, органично связать с системой содержания основ наук. Этот подход позволяет восполнить пробелы в экологических знаниях учащихся, равномерно изучать виды экологических взаимосвязей. Экологическое образование должно стать непрерывным, охватывая все этапы дошкольного, школьного и после школьного образования.

Непрерывность процесса экологического образования предполагает согласованность воздействий разнообразных источников знаний и средств массовой информации. Это необходимо учителю, когда в школьных условиях формируется готовность учащихся к решению экологических проблем современности.

3. Единство интеллектуального и эмоционально-волевого начал в деятельности учащихся по изучению и улучшению окружающей природной среды.

Становление экологически воспитанной личности происходит при условии органического единства научных знаний о природных и социальных факторах среды с чувственным ее восприятием, которое пробуждает эстетические переживания и порождает стремление внести практический вклад в ее улучшение. Этот принцип экологического образования и воспитания ориентирует на сочетание рационального познания с художественно-образным учетом непосредственного общения с природой.

Взаимосвязи рационального и эмоционального многообразны и зависят от возраста учащихся. В период детства имеет место эмоционально-эстетическое восприятие среды, а не интеллектуальное. В юношеском возрасте большую силу приобретает интеллектуальное осмысление природы. Если ученик знает закономерные связи между объектами живой и неживой природы, чувствует красоту гармонии экологических систем, то и действия его будут направлены на сохранение природы, защиту ее от загрязнения.

4. Взаимосвязь глобального, национального и краеведческого раскрытия экологических проблем в учебном процессе.

Факты положительного и отрицательного воздействия человека на природу данной местности важно сочетать с оценкой последствий этих влияний в глобальных масштабах. Развивая заботу молодежи о природе родного края, своей Родины, учитель внушает школьникам мысли о том, что Земля нуждается в общей заботе всего человечества. « Сохранение природы требует усилий всех людей, населяющих земной шар. Рана, нанесенная природе на одном континенте, не может пройти бесследно на другом .» [7-8].

Принципы экологического образования реализуются в процессе решения следующих задач:

· усвоение ведущих идей, основных понятий и научных фактов о природе, на базе которых определяется оптимальное воздействие человека на природу сообразно с ее законами;

· понимание многосторонней ценности природы как источника материальных и духовных сил общества и каждого человека;

· овладение знаниями и умениями изучения и оценки состояния окружающей среды, принятия решений по ее улучшению, способностей предвидеть возможные последствия своих действий;

· развитие потребности общения с природой, восприятие ее облагораживающего воздействия, стремление к познанию реального мира в единстве с нравственно-эстетическими переживаниями;

· сознательное соблюдение норм поведения в природе, исключающее нанесение вреда и ущерба природе, загрязнение или разрушение окружающей природной среды;

активизация деятельности по улучшению окружающей и преобразованной среды, участие в пропаганде современных идей охраны природы.

Формированию экологической культуры школьников способствует теоретический и практический материал экологической направленности, который наиболее полно предлагаю рассмотреть на примере темы ««Основания».

Глава II. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРЕПОДАВАНИЯ ТЕМЫ «ОСНОВАНИЯ. ЩЕЛОЧИ»

Для изучения состава и свойств щелочей надо показать опыты, а лучше предложить учащимся выполнить лабораторную работу, как указано в учебнике (на стр. 101, работа 14) [4].

На основе сравнения состава изученных гидроксидов натрия, кальция, меди, железа можно сформулировать определение понятий: основание и гидроксид.

Очень важным для выявления существенных и общих признаков понятия «основание» является изучение реакции нейтрализации кислот щелочами и взаимодействие нерастворимых гидроксидов металлов с кислотами.

Для уточнения и закрепления полученных знаний об основаниях следует отвести несколько часов упражнениям и текстовым задачам [5].

2.1 Основные задачи обучения по теме «Основания»

Для определения цели обучения по данной теме важно учитывать, что этой темой оканчивается вводный курс химии, который включает описание значительного количества фактов, но в котором недостаточно обобщений. Хотя при изучении состава веществ учащиеся отметили, что существуют вещества простые и сложные, но этой классификации недостаточно для того, чтобы ориентироваться во множестве веществ, обладающих разными свойствами. Не видя общего в их многообразии, учащиеся ошибочно судят о содержании науки и учебного предмета. Чтобы направить формирование их убеждения на правильный путь, необходимо обобщить и дополнить знания в плане выявления закономерностей во взаимодействии групп или классов веществ.

При разработке методики обучения по этой теме важно также не упустить из виду одну из основных целей обучения по вводному курсу: подготовку учащихся к изучению основного курса, к изучению химических элементов и периодической системы их. Для характеристики же химического элемента важно знать свойства его в свободном состоянии, состав и свойства его соединений - Оксидов, гидроксидов, солей. Следовательно, основной целью обучения по теме «Оксиды, основания, кислоты, соли» является формирование обобщенных понятий. Это значит, что нужно обеспечить сознательное усвоение общих существенных признаков каждого из основных классов неорганических веществ, генетической связи между ними и закономерностей во взаимодействии между ними. Выдвигая указанные цели обучения как специальные для данной темы, не следует забывать и об общих образовательных и воспитательных целях обучения, например о связи обучения с жизнью, о развитии умений учащихся наблюдать, выполнять химические опыты, делать обобщения на основе наблюдений, практических действий, чтения учебника, применять полученные знания для решения учебных задач. Но все обучение по этой теме должно быть пронизано идеей научного значения классификации веществ, которая позволяет на основе изучения небольшого количества веществ и реакций предвидеть множество фактов, не изучая их.

Воспитание убеждений учащихся в возможности научного предвидения -- важнейшая задача обучения по этой теме. К воспитательным задачам следует отнести и уточнение знаний о формировании понятий на основе выявления общих и существенных признаков изучаемых веществ, что важно для развития логического мышления [6, 9, 10].

2.2 Содержание и последовательность изложения темы «Основания» в школьном курсе химии

В тему «Основания, кислоты, оксиды, соли» включают большой объем учебного материала, который предназначен для усвоения двух разделов этой темы: классификация сложных неорганических веществ и изучение реакций обмена, происходящих в растворах; оба раздела связаны изучением свойств солей и взаимодействия Оксидов, оснований, кислот и солей. Для формирования химических понятий и вывода о закономерностях в изучаемых явлениях необходимо изучение большого количества веществ и химических реакций. Объем учебного материала, который должен быть усвоен учащимися, оказался громоздким, а усвоение его делом трудным.

Поэтому учебный материал для изучения реакций обмена, происходящих в растворах, можно исключить из этой темы и изучать его на основе теории электролитической диссоциации в старших классах. Здесь же необходимо ограничиться и ознакомлением с генетической связью между веществами. В табл. 21 указан тот минимальный объем знаний, который должен быть усвоен при изучении темы.

Таблица 2.1 Что должны знать учащиеся в результате изучения темы «Основания»

Вещества

Определение

Физические свойства

Химические свойства

Отдельные представители

Основания

Сложные вещества, в молекулах которых содержатся атомы металлов, соединенные с гидроксильными группами

Твердые вещества, бесцветные или имеющие окраску

Растворимые в воде основания называются щелочами. Растворы щелочей действуют на индикаторы: лакмус становится, синим, сок красной капусты - зеленым, раствор метилового оранжевого - оранжевым. Щелочи разъедают ткани животного происхождения. Все основания реагируют с кислотами с образованием соли и воды. Нерастворимые основания разлагаются при нагревании на воду и основные Оксиды.

Едкий натр, едкий кальций, гидроксид меди, гидроксид железа

В соответствии с общим планом изучения отдельных классов неорганических веществ основания должны рассматриваться в такой последовательности: а) состав и свойства важнейших представителей щелочей, б) нерастворимые основания, в) общая характеристика оснований. При этом нужно иметь в виду, что при изучении кислот, Оксидов и солей будет пополняться химическая характеристика оснований. Из растворимых оснований рассматриваются в курсе химии средней школы едкий натр, едкий калий, гидроксид кальция.

Гидроксид натрия

В результате изучения этого вещества на первом занятии учащиеся должны приобрести следующие знания.

Молекула гидроксида натрия состоит из трех атомов и обозначается формулой NaOH. Это твердое вещество белого цвета, хорошо растворимое в воде, при растворении выделяется много теплоты. Раствор едкого натра мылкий на ощупь, разъедает ткани животного и растительного происхождения. Раствор лакмуса от его действия принимает синий цвет, а раствор фенолфталеина -- малиновый.

Учащиеся должны приобрести знания и умения осторожно обращаться с этим веществом и его растворами.

Первый урок, посвященный изучению едких щелочей, следует провести, сочетая беседу с демонстрациями опытов и ученическим экспериментом. Такая форма учебной работы рекомендуется потому, что свойства едкого натра лучше познаются учащимися при непосредственном наблюдении образцов этого вещества и при выполнении опытов растворения и испытания раствора индикатором; так как обращение с твердым едким натром и его растворами небезопасно для начинающих изучать его, то ученическим опытам должны предшествовать демонстрации наиболее опасных опытов и объяснения, как учащимся производить указанные в задании опыты. Если к самостоятельным работам учащимся выдана одна общая инструкция, то выполнять ее следует по частям, с дополнительными устными указаниями и демонстрациями учителя.

Прежде всего, нужно ознакомить учеников с планом изучения едких щелочей вообще и едкого натра в частности. Этот план может быть дан в форме приведенной ниже таблицы, которая должна служить и формой ученического отчета.

Таблица 2.2 Состав и свойства щелочей

Название щелочи

Состав (формула)

Внешний вид

Растворимость в воде

Цвет лакмуса

Цвет фенолфталеина

Действие на шерстяную нить

Едкий натр

Учитель предупреждает учащихся, что в эту таблицу они будут заносить сведения о трех веществах. Для заполнения первых четырех граф учащимся предлагается рассмотреть образец твердого едкого натра, находящегося в закрытой баночке, прочитать формулу и названия, написанные на этикетке. После выборочной проверки записей учитель рассказывает и показывает, как проводить опыт растворения едкого натра и какие могут быть несчастные случаи при неосторожном обращении с ним (указывает, что нужно делать, если такой случай произойдет). После этого дается следующая инструкция: для ознакомления с растворимостью едкого натра в воде, возьмите пинцетом кусочек едкого натра, опустите в пробирку, и влейте столько воды, чтобы он был погружен в воду. Наблюдая за растворимостью этого вещества, отметьте, разогревается или охлаждается то место пробирки, где происходит растворение едкого натра.

После краткого обсуждения результатов опытов предлагается узнать, какие изменения происходят с двумя веществами -- лакмусом и фенолфталеином при действии на них раствора едкого натра. Учитель показывает, как проводить этот опыт.

После этого учащиеся читают инструкцию: «На стеклянную пластинку положите две полоски фильтровальной бумаги: одна из них пропитана раствором лакмуса и имеет сине-фиолетовый цвет, вторая пропитана бесцветным раствором, фенолфталеина. С помощью стеклянной трубочки перенесите по капелькам раствор едкого натра из пробирки на полоски бумаги и отметьте изменение окраски бумажных полосок. Результаты наблюдений запишите в таблицу»,-- выполняют опыт.

Последний опыт--действие на шерстяную нить учащиеся могут выполнить без дополнительного пояснения учителя, пользуясь только написанной инструкцией [5].

«В пробирку с раствором едкого натра опустите шерстяную нить и оставьте ее на несколько минут, которые используйте для чтения учебника и внесения исправлений я дополнений в сделанные вами записи. На основе наблюдений и чтения учебника заполните последнюю графу таблицы».

Гидроксид калия

При наличии в школе достаточного количества гидроксида калия следует провести изучение этого вещества по тому же плану и при аналогичной инструкции, но без дополнительных устных указаний. Такая работа является хорошим способом закрепления знаний о едком натрии и усовершенствовании умений обращаться с едкими щелочами. После ознакомления с составом двух щелочей можно начать формирование понятия о гидроксиле как о водном остатке.

С этой целью нужно сравнить структурные формулы воды, едкого натра и едкого кали, чтобы учащиеся заметили в них сходство и различие. Из этой беседы возникнет потребность постановки опыта -- действия металла натрия на воду.

Этот опыт лучше произвести в широкой пробирке, чтобы можно было поджечь выделяющийся водород (рис. 1). Чтобы доказать, что в растворе остается едкий натр, раствор испытывают индикатором и часть выпаривают.

Разумеется, для научной цели таких доказательств состава молекулы едкого натра было бы недостаточно, но для учебных целей можно ограничиться и таким обоснованием формулы едкого натра. Все это лучше догматического сообщения тех же сведений.

Гидроксид кальция

Так как учащиеся обладают значительным запасом сведений об извести и известковой воде, то их самостоятельная работа может проходить успешно по заданию (без дополнительного пояснения учителя). В заключительной беседе следует рассмотреть взаимодействие окиси кальция с водой и ввести термин «гидроксид кальция», объяснив, однако, что в молекуле едкого кальция нет целых молекул воды.

Обобщая результаты изучения трех оснований, важно обратить внимание на нахождение в составе их молекул гидроксильных групп и объяснить этим сходство таких свойств» как действие на индикаторы. Кроме того, важно отметить соответствие валентности металла количеству гидроксильных групп, соединенных с одним атомом этого металла. Затем формулируется определение: «Щелочи - растворимые в воде вещества, молекулы которых содержат гидроксильные группы, соединенные с атомами металлов».

После этого следует предложить экспериментальную задачу: «В трех пробирках находятся растворы: в одной поваренной соли, в другой - едкого аммония, а в третьей -- раствор другой щелочи. Определить, в какой пробирке, что растворено [3, 5].

Нерастворимые основания

Для характеристики нерастворимых оснований и подтверждения их названия «гидраты Оксидов металлов», или «гидроксидов металлов» важно знать одно из общих их свойств - разложение при нагревании на Оксид и воду.

Для изучения этого свойства можно осуществить разложение гидроксида меди, которое происходит при сравнительно невысокой температуре, а продукты этой реакций -- оксид меди и вода, хорошо известные учащимся. Легко обнаруживаются. Эта реакция как бы подтверждает, что данное основание действительно является гидратом. Но тут, же нужно предупредить учащихся, что обратная реакция - гидратация окиси меди не происходит. Можно продемонстрировать или предложить им выполнить соответствующий опыт. Аналогичные опыты следует проводить и при изучении гидроксида железа.

Опыты проходят хорошо, если гидроксиды хорошо промыты (освобождены от примесей щелочей, которыми пользуются при их получении) и просушены. Изучение нерастворимых оснований успешно проходит в случае применения самостоятельной работы по заданию.

Состав и свойства нерастворимых оснований

Цель работы:

1. Выяснить общее в составе и свойствах нерастворимых оснований.

2. Сходство и различия между щелочами и нерастворимыми основаниями.

В качестве примеров нерастворимых оснований следует изучить состав и свойства двух оснований -- гидроксида меди и гидроксида железа. Ознакомьтесь с внешним видом этих веществ и проделайте описанные ниже опыты. Результаты наблюдений можете записать в форме таблицы, в которой должны быть следующие графы: 1) номер по порядку, 2) название, 3) формула, 4) краткое описание внешнего вида, 5) результаты испытаний лакмусом и фенолфталеином, 6) результаты нагревания небольшого количества вещества на стеклышке или на пластинке из белой жести.

Изучение гидроксида меди

Рассмотреть образец гидроксида меди и заполнить графы 1--4 в таблице.

Поместить часть изучаемого вещества в пробирку, прилить чистой воды, взболтать и испытать полученную жидкость индикаторами (как испытывали раствор щелочи); Результаты записать в таблице.

Разложение гидроксида меди

Небольшое количество испытуемого вещества поместите на пластинку из белой жести и подержите над пламенем, горелки. Какие вещества получились? Почему так думаете? Напишите уравнение этой-реакции. Проверьте правильность ваших записей по учебнику. Заполните графу 6 вашей таблицы. Узнайте, гидратируется ли окись меди.

Изучение состава и свойств гидроксида железа следует проводить в том же порядке, в каком вы изучали гидроксид меди, и также заполнить все графы этой таблицы [2, 5].

Сравнение состава и свойств щелочей и нерастворимых оснований

1. Выясните из содержания таблиц, что является общим в составе всех оснований, растворимых и нерастворимых. Сформулируйте определение оснований.

2. Укажите общие свойства нерастворимых оснований.

3. Укажите общие свойства растворимых оснований.

4. Проверьте по учебнику правильность и полноту этих записей.

щелочь химия школьный нерастворимый

2.3 Методика изучения химических свойств оснований

На уроках химии дети могут испытать радость совершения маленьких открытий. Знакомя учащихся с новым материалом, автор [6] не излагает его в виде лекции, а, наоборот, старается включить школьников в беседу. Пытаясь ответить на вопросы, они открывают для себя то, что в науке давно исследовано, но им кажется совершенно новым, неизвестным.

На уроке по теме «Основания. Их состав и химические свойства» особое внимание обращается на установление зависимости между составом и свойствами веществ.

Начинается урок со знакомства учащихся с составом оснований. Для этого на доске записываются формулы и названия некоторых оснований: NaOH -- гидроксид натрия, КОН -- гидроксид калия, Ca(OH)2 - гидроксид кальция, Zn(OH)2 -- гидроксид цинка, Al(ОН)3 -- гидроксид алюминия. Ставится вопрос: что общего в составе оснований?

Учащиеся замечают, что в составе всех оснований есть группа атомов ОН. Объясняется, что эту группу атомов называют гидроксогруппой. Почему в составе гидроксида натрия всего одна гидроксогруппа, а в составе гидроксида алюминия - три? От чего зависит число гидроксогрупп в составе оснований? Учащиеся делают вывод, что число гидроксогрупп в составе оснований зависит от валентности атомов металла. Предлагается обозначить валентность атомов металлов над символами химических элементов в формулах оснований и определить валентность гидроксогруппы. На основе анализа и обобщения вышесказанного учащиеся сами дают определение понятия «основания».

учащимся предлагается на основе эксперимента вывести зависимость свойств оснований от их состава. Для этого в одной пробирке смешивается с водой гидроксид натрия, в другой - гидроксид кальция, в третьей - гидроксид меди (II). Наблюдения показывают, что растворимость оснований в воде различна. Возникают вопросы: почему? Как это объяснить исходя из состава оснований? Чем определяется растворимость оснований -- гидроксогруппами или атомами металлов?

Ответить на эти вопросы учащиеся могут самостоятельно, они без труда приходят к выводу, что растворимость оснований в воде зависит от природы металлов, входящих в их состав. Сравнение активности металлов натрия, кальция, калия, меди, алюминия, которые входят в состав изучаемых оснований, позволяет им развить эту мысль дальше: основания, содержащие в своем составе активные металлы, растворимы в воде, а основания, содержащие неактивные металлы, не растворяются в воде. Дается классификация оснований.

Затем переходим к рассмотрению химических свойств оснований. Для исследования общего свойства оснований демонстрируются опыты по взаимодействию щелочей и нерастворимых оснований с кислотами. Учащиеся составляют уравнения реакций.

Вопрос: почему и растворимые, и нерастворимые основания взаимодействуют с кислотами? Чем обусловлено это свойство оснований?

Учащиеся отвечают, что это свойство оснований не определяется природой металлов, входящих в их состав. Общее свойство растворимых и нерастворимых оснований обусловлено сходством в составе оснований, т. е. наличием гидроксогрупп.

Правильность предположения учащихся подтверждается и доказывается, демонстрацией еще нескольких опытов по взаимодействию оснований с кислотами, в результате которых образуются соли и вода.

Для выяснения отношения оснований к кислотным оксидам демонстрируются два опыта. Через известковую воду пропускают углекислый газ, раствор мутнеет, что свидетельствует о протекании химической реакции. Составляются уравнения этой реакции. Затем пропускается углекислый газ через пробирку со свежеприготовленным осадком гидроксида меди (II). Учащиеся не обнаруживают признаков реакции.

Анализируя результаты опытов, учащиеся называют свойство оснований: растворимые основания реагируют с кислотными оксидами, образуя соль и воду. Нерастворимые основания с кислотными оксидами не взаимодействуют.

Отношение оснований к нагреванию учащиеся изучают самостоятельно по учебнику и снова отмечают влияние природы металлов, входящих в состав оснований, на их химические свойства: щелочи, в состав которых входят активные металлы, при умеренном нагревании устойчивы, а нерастворимые основания, содержащие в своем составе атомы неактивных металлов, легко разлагаются.

Рассматривая вопрос о получении щелочей и нерастворимых оснований, учащихся подводят к выводу о том, что для щелочей характерно еще одно химическое свойство, отличающее их от нерастворимых оснований: способность реагировать с некоторыми растворимыми солями [6].

Для закрепления предлагаются вопросы и задания.

* Какая реакция характеризует общие свойства всех оснований?

* На какие два оксида разлагается при нагревании гидроксид меди (II)? Напишите уравнение этой реакции.

* Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

а) Na Na2O NaOH;

б) Сu Со ? Сu(ОН)2.

Едкие щелочи

Едкими щелочами называются хорошо растворимые в воде гидроксиды. Важнейшие из них NaOH и KOH.

Гидроксид натрия и гидроксид калия - белые, непрозрачные, твердые кристаллические вещества. В воде хорошо растворяются с выделением большого количества теплоты. В водных растворах практически нацело диссоциированы и являются сильными щелочами. Проявляют все свойства оснований.

Твердые гидроксиды натрия и калия и их водные растворы поглощают оксид углерода (IV):

NaOH + CO2 = NaHCO3

2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O

или в иной форме:

OH- + CO2 = HCO

2OH- + CO2 = CO + H2O

В твердом состоянии на воздухе NaOH и KOH поглощают влагу, благодаря чему используются как осушители газов.

В промышленности гидроксид натрия и гидроксид калия получают электролизом концентрированных растворов соответственно NaCl и KCl. При этом одновременно получаются хлор и водород. Катодом служит железная сетка, анодом - графит.

Схему электролиза (на примере KCl) следует представлять так, KCl полностью диссоциирует на ионы K+ и Cl-. При прохождении электрического тока к катоду подходят ионы K+, к аноду - хлорид-ионы Cl-. Калий в ряду стандартных электродных потенциалов расположен до алюминия, и его ионы восстанавливаются (присоединяют электроны) гораздо труднее, чем молекулы воды. Ионов же водорода H+ в растворе очень мало. Поэтому на катоде разряжаются молекулы воды с выделением молекулярного водорода:

2H2O + 2e- = H2 + 2OH-

Хлорид ионы в концентрированном растворе легче отдают электроны (Окисляются), чем молекулы воды, поэтому на аноде разряжаются хлорид ионы:

2Cl- - 2e- = Cl2

Общее уравнение электролиза раствора в ионной форме:

2Cl- - 2e- = Cl2 1

2H2O + 2e- = H2 + 2OH- 1

2Cl- + 2H2O электролиз H2 + 2OH- + Cl2

или

2KCl + 2H2O электролиз H2 + 2KOH + Cl2

Аналогично протекает электролиз раствора NaCl. Раствор, содержащий NaOH и NaCl, подвергается упариванию, в результате чего выпадает в осадок хлорид натрия (он имеет намного меньшую растворимость и она мало изменяется с температурой), который отделяют и используют для дальнейшего электролиза. Гидроксид натрия получают в очень больших количествах. Он является одним из важнейших продуктов основной химической промышленности. Применяют его для очистки нефтяных продуктов - бензина и керосина, для производства мыла, искусственного шелка, бумаги, в текстильной, кожевенной, химической промышленности, а также в быту (каустик, каустическая сода) [7].

2.4 Cоставление уравнений реакций, характеризующих общие химические свойства щелочей (Алгоритм)

Задание. Составьте уравнения реакций, характеризующих общие химические свойства щелочей, на примере гидроксидов натрия и кальция. [8]

Последовательность действий

Выполнение действий

1. Взаимодействие с кислотами

NaOH + HCl = NaCl + H2O,

Na+ + OH- + H+ + Cl- = Na+ + Cl- + H2O,

H+ + OH- = H2O;

Ca(OH)2 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + H2O,

Ca2+ + 2OH- + 2H+ + 2NO3- = Ca2+ + 2NO3- + H2O,

H+ + OH- = H2O

2. Взаимодействие с кислотными оксидами

Ca(OH)2 + SO3 = CaSO4 + H2O,

Ca2+ + 2OH- + SO3 = Ca2+ + SO42- + H2O,

2OH- + SO3 = SO42- + H2O

3. Взаимодействие с амфотерными оксидами

2NaOH + Al2O3 = 2NaAlO2 + H2O,

2OH- + Al2O3 = 2AlO2- + H2O

4. Взаимодействие с амфотерными гидроксидами

2NaOH + Zn(OH)2 = Na2[Zn(OH)4],

2OH- + Zn(OH)2 = [Zn(OH)4]2-

5. Взаимодействие с солями, если при реакции:

а) образуется осадок;

б) образуется газ

а)

2NaOH + FeCl2 = Fe(OH)2 + 2NaCl,

2Na+ + 2OH- + Fe2+ + 2Cl- = Fe(OH)2 + 2Na+ + 2Cl-,

Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2;

б)

Ca(OH)2 + 2NH4Cl = CaCl2 + H2O +NH3,

Ca2+ + 2OH- + 2NH4+ + 2Cl- = Ca2+ + 2Cl- + H2O +NH3,

NH4+ + OH- = H2O +NH3

Глава III. МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ

Материалы данной главы посвящены конкретным урокам, проведенным мною в 9-х классах МОУ СОШ №9 г. Нальчика. В эксперименте ставилась задача - исследовать возможности повышения качества учебно-воспитательного процесса при изучении оснований на уроках химии путем экологизации содержания курса.

3.1 Развернутый урок по теме «Основания»

Цели урока: познакомить учащихся с новым классом химических соединений - основаниями, их свойствами (отношение к воде, действие на индикаторы, взаимодействие с кислотами), практическим использованием оснований в быту и народном хозяйстве; развивать умения работать с химическим оборудованием и реактивами, сравнивать, анализировать, делать выводы; прививать интерес к предмету.

Оборудование и реактивы. На столах у учащихся: твердые гидроксиды натрия, кальция, меди, железа (III), вода, соляная кислота, растворы индикаторов (метиловый оранжевый, фенолфталеин, лакмус), пробирки, спиртовка, тигельные щипцы, предметное стекло.

На демонстрационном столе: растворы щелочи (концентрированные), фенолфталеина, соляная кислота, растворы индикаторов в кислоте, щелочи, нейтральной среде. Шерстяная ткань, стеклянная палочка, лабораторный штатив, химический стакан.

Ход урока

I. Организационный момент:

проверка готовности

учет посещаемости

II. Изучение нового материала

Учитель: Ребята, вы уже много узнали о веществах, их практическом использовании человеком. Вы знакомы с такими классами неорганических соединений, как оксиды, кислоты и соли. Сегодня мы познакомимся с новым классом неорганических веществ - основаниями.

Что же собой представляют вещества, называемые основаниями. На столах у вас есть пробирки с основаниями, на пробирках написаны формулы NaOH, Ca(OH)2, Cu(OH)2, Fe(OH)3. Выясните, есть ли какое-либо сходство в составе этих веществ.

Учащиеся отмечают, что во всех веществах присутствует группа ОН.

Учитель: Группу ОН называют гидроксогруппой, она одновалентна.

Учитель: А чем еще схожи основания?

Учащиеся: гидроксогруппы в основаниях связаны с атомами металлов.

Учащиеся записывают определение оснований в тетради.

Вывод: Сложные вещества, состоящие из атома металла и одной или нескольких гидроскогрупп, называют основаниями.

Затем учащиеся знакомятся с правилами номенклатуры оснований и называют вещества, имеющиеся у них на столах.

Учитель: Опишем физические свойства оснований.

Учащиеся делают вывод, что все основания - твердые вещества. Затем выясняют растворимость оснований в воде.

Лабораторный опыт

К гидроксидам приливают по 3 - 4 мл воды и взбалтывают смесь. Учащиеся делают вывод: основания делятся на растворимые и нерастворимые.

Учитель: Сейчас мы введем в наш химический лексикон еще один новый термин. Растворимые основания называются щелочами. По учебнику учащиеся выясняют, какие основания относятся к щелочам.

Далее учитель знакомит учащихся с правилами обращения со щелочами, проводит демонстрационный опыт (воздействие щелочи на шерсть). Затем рассказывает о применении щелочей (используется таблица).

Таблица 2.1.

NaOH Гидроксид натрия

Каустик едкий натр каустическая сода

применяют для производства мыла, в текстильной промышленности

Са (ОН)2 Гидроксид кальция

гашеная известь известковая вода

используется в строительстве, для известкования почв, для побелки деревьев

Учитель: Выясним, изменяют ли растворы щелочей окраску индикаторов.

Лабораторный опыт

Учащиеся разливают раствор гидроксида натрия в 3 пробирки, добавляют индикаторы и отмечают изменение окраски. Проверяют, изменяется ли окраска фенолфталеина в гидроксиде меди (II).

Учащиеся делают вывод: В растворах щелочей индикаторы изменяют окраску, а в нерастворимых основаниях - нет.

Учитель: Ребята, с индикаторами вы встречаетесь не только в химлаборатории, но и дома. Так, в качестве индикатора мы можем воспользоваться заваренным чаем, соками некоторых растений - свеклы, черной смородины.

Для выяснения химических свойств оснований учитель проводит демонстрационный опыт (взаимодействие щелочи с кислотами) и записывает уравнение реакции. О прохождении реакции учащиеся судят по изменению окраски фенолфталеина.

NaOH + HCl = NaCl + H2O

Учащиеся выполняют подобную реакцию, выясняя, реагируют ли нерастворимые основания с кислотами. Проводят химическую реакцию между гидроксидом меди (II) и серной кислотой. Для доказательства образования соли в результате реакции учащиеся выпаривают каплю раствора.

Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O

Учащиеся делают вывод: щелочи и нерастворимые в воде основания вступают в реакции с кислотами с образованием соли и воды.

Учитель: Химические реакции между основаниями и кислотами называются реакциями нейтрализации.

III. Закрепление знаний и умений учащихся

В конце урока проводится обобщение того, что нового узнали и чему научились учащиеся на уроке:

научились составлять формулы оснований и давать им названия

познакомились с классификацией оснований

узнали о способности щелочей изменять окраску индикаторов и о взаимодействии оснований с кислотами.

IV. Домашнее задание

Учебник [4] § 31, стр. 81, 83, упр. 2, задача 1 (стр. 86).

3.2 Применение опорных схем при преподавании темы «Кислоты, основания, соли в свете ТЭД»

Комплект опорных схем [9] (рис. 2), применяемых при изучении темы «Электролитическая диссоциация», состоит из четырех обобщающих схем (ОС):

ОС-1. Электролитическая диссоциация.

ОС-2. Кислоты, основания, амфотерные гидроксиды, соли как электролиты.

ОС-3. Реакции ионного обмена.

OC-4. Гидролиз солей.

Приведем краткий сопроводительный текст к обобщающей схеме «ОС-2. Кислоты, основания, амфотерные гидроксиды, соли как электролиты». Он может быть использован при повторном объяснении материала или при воспроизведении его учащимися.

ОС-2. Кислоты, основания, амфотерные гидроксиды, соли как электролиты (рис. 2).

1. Кислоты

Кислоты - это электролиты, при диссоциации которых в водных растворах образуются только катионы водорода (протоны). Наличием катионов водорода в растворах кислот и объясняются их общие свойства, в частности изменение окраски индикаторов.

Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато, причем по первой ступени степень диссоциации всегда больше, чем на последующим.

Процесс диссоциации кислот в водных растворах сопровождается донорно-акцепторным взаимодействием положительно поляризованных атомов водорода с молекулами воды, в результате чего образуются гидратированные ионы водорода (ионы гидроксония).

2. Основания

Основания - электролиты, при диссоциации которых в качестве анионов образуются только гидроксид-ионы ОН- . Двухкислотные основания диссоциируют ступенчато. При этом, как и в случае многоосновных кислот, 1 > 2. Растворимые основания (щелочи) изменяют окраску индикаторов.

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены