Создание проблемных ситуаций на уроках химии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Украины

Одесский национальный университет имени И.И. Мечникова

Контрольная работа

Создание проблемных ситуаций на уроках химии

Выполнила:

студентка 3-го курса

Манастырлиу Марина

Руководитель:

Малахова Н.М.

Одесса 2009

Содержание

Вступление

1. К 100-летию создания теории электролитической диссоциации

2. Проблемный поход к изучению теории электролитической диссоциации

Выводы

Список литературы

Введение

В современной школе первостепенное значение отводится задаче развития у учащихся, будущих специалистов, творческого общего и профессионального мышления, способности самостоятельно и быстро ориентироваться в проблемах науки, техники и производства. Проблемное обучение - один из методов развития у учащихся самостоятельного творческого мышления. Постановкой проблем, проблемных вопросов или проблемных ситуаций учитель создает определенные организационные условия для активизации мыслительной деятельности учащихся, стимулируя поиск недостающих знаний для разрешения познавательного противоречия. Этот поиск может происходить как во время аудиторных занятий совместно с преподавателем, так и при самостоятельных занятий, который в настоящее время получает все большее признание, - школьная лекция. Лекция выполняет в обучении ряд функций: информативную, ориентирующую, стимулирующую познавательный процесс; методологическую, развивающую и воспитательную.

Проблемная лекция предполагает мыслительный диалог преподавателя с учащимся: учитель постоянно обращается к ним с вопросами, возбуждающими мысль, мобилизующими к использованию имеющихся знаний для последующего познания нового материала. Умственная деятельность учащихся на информативных или ориентирующих лекциях не выходит за рамки репродуктивной.

В лучшем случае это добросовестное осмысливание излагаемого материала. Почти полное отсутствие вопросов к учителю служит подтверждением этого.

На проблемных лекциях учащиеся приобщаются к продуктивной деятельности, стремясь задать вопросы себе, своему товарищу, учителю, чтобы докопаться до истины. По данным В.И. Загвязинского, всех учащихся по характеру их деятельности на лекции можно разделить на три группы:

1) записывают материал механически, не осмысливая содержания, не вникают в проблемы; главное для них - записать материал, облегчающий сдачу зачета, экзамена при минимуме подготовки;

2) добросовестно осмысливают, запоминают главное, выделяют его в конспекте, но, однако, остаются на уровне репродуктивной деятельности, вопросов задают мало, особой заинтересованности не проявляют;

3) стремятся выйти за рамки репродуктивной деятельности, возразить в каких-то вопросах учителю, применить в ходе лекции ранее усвоенный материал к познанию новых сведений, выявить возможные следствия.

На проблемных лекциях легко вовлекаются в активную работу учащиеся, которых можно отнести не только ко второй и к третьей группе, но и к первой группе. При проблемном построении лекции у учащихся резко повышается интерес к предмету, а знания усваиваются ими более прочно.

При проблемном обучении возрастает роль педагога как организатора дирижера учебного процесса. Для эффективного проведения проблемной лекции учителю необходимо:

1) подготовить учащихся к восприятию проблемы;

2) создать проблемную ситуацию, построенную на несогласованности (часто кажущейся) известных учащимся знаний и фактов, которые сообщает в данный момент учитель;

3) сформулировать проблему;

4) выдвинуть гипотезу для разрешения возникшего противоречия;

5) обсудить гипотезы, отвернуть одни и утвердить другие;

6) сформулировать выводы.

Таким образом, учитель играет главную роль в ходе организации проблемного обучения. Естественно, эффективность проблемной лекции зависит от того, сколько времени и творческой энергии тратит учитель на ее подготовку. Затраты немалые, и, чтобы большой труд не пропал впустую, начать эту энергоемкую работу надо с решения вопроса о том, позволяет ли данный учебный материал создавать проблемную ситуацию и есть ли необходимость в ее создании, поскольку не всякий учебный материал может лучше усвоен с помощью приемов проблемного обучения. Затем можно начать разработку самого материала сценария урока. Для этого необходимо подготовить ряд последовательных вопросов, начиная с точной формулировки проблемы для подбора способов проверки правильности ее решения. Учитель должен хорошо знать, какой из возможных вариантов решения оптимален, какая точка зрения в дискуссии правильна и, главное, какой учебный материал должен быть усвоен в результате решения проблемной ситуации. Творчески работающий преподаватель на занятиях думает не о том, что сказать, а о том, как создать активную поисковую деятельность обучаемых и руководит ею, не подавляя их активность. В то же время и деятельность преподавателя должна носить также проблемно-поисковый характер.

В ходе проблемной лекции учитель руководит процессом разрешения проблемной ситуации, оказывает учащимся помощь в анализе условий и выборе плана решения, консультирует их в процессе решения, помогает в нахождении способов самоконтроля, разбирает ошибки с теми, кто их допустил, организует коллективное обсуждение проблемы.

Применяя метод проблемного обучения, учитель постепенно формирует у учащихся умение самостоятельно выделить проблему, а затем приступить к нахождению оптимального подхода к ее решению.

Не секрет, что главная беда нашей школы - инертность, крайняя несамостоятельность учащихся, пассивно заглатывающих тщательно пережеванную преподавателем учебную пищу. Такое положение требует коренного изменения методики обучения и, в частности, широкого внедрения в учебный процесс элементов проблемного обучения. Важно на каждом уроке приобщать учащихся к активной поисковой деятельности. Необходимо стимулировать у них находчивость и сообразительность, побуждать к глубокому творческому усвоению изучаемого материала. Внедрение в учебный процесс элементов проблемного обучения ставит перед учителем задачу правильной оценки творческой активности учащихся на проблемной лекции. Учащийся получает отличную оценку в том случае, если он предложил неординарный подход к решению проблемы, а подчас и отличный от того, который ожидал преподаватель.

1. К 100-летию создания теории электролитической диссоциации

Создание и утверждение теории электролитической диссоциации - одна из примечательных страниц истории науки. Широкая программа научных исследований, порожденная этой теорией, раскрыла удивительный мир ионного состояния материи. С ее помощью были объяснены многие электрохимические явления, ионные реакции в аналитической химии. Широкое применение теории электролитической диссоциации нашла в биологии, коллоидной и координационной химии, медицины и других областях знания.

В 1903 году автору теории электролитической диссоциации шведскому физико-химику Сванте Аррениусу (1859-1927) была присуждена Нобелевская премия «в признание выдающихся заслуг в развитии химии, достигнутых теорией электролитической диссоциации».

Начало работ С.Аррениуса, приведших впоследствии к созданию теории электролитической диссоциации, относятся к 1883-1884 гг. Он изучал электропроводность сильноразбавленных растворов электролитов. Молодой ученый задал себе вопросы: что происходит с молекулой электролита в растворе, что представляет собой проводящая часть молекул соли? Из работ И.Гитторфа, Ф.Кольрауша и Р. Ленца он знал, что эта проблема волновала умы многих ученых XIX в., но так и осталась нерешенной. Выбор именно сильноразбавленных водных растворов электролитов как объекта для исследования оказался очень удачным. Почему именно эту область растворов хотелось изучать Аррениусу? Видимо, потому, что во-первых, сильноразбавленные растворы являлись в то время мало исследованной областью, а во-вторых, в них молекула электролита имеет простор для своего свободного «поведения». А это прежде всего и интересовало молодого ученого: если некоторая часть из всех молекул электролита, растворенных в воде, приводит ток, то чем больше разведение, тем больше может появиться проводящих молекул и тем больше будет электропроводность раствора. А если так, то в растворе может происходить самопроизвольная , т.е. без воздействия тока, диссоциация электролита на «активные молекулы». «Эта мысль, -вспоминал впоследствии ученый, - явилась у меня в ночь на 17 мая 1883 г., и я не мог спать, пока не продумал всей проблемы.» Аррениусу было в то время 24 года.

Озаренный новой идеей Аррениус быстро проработал собранный им материал и изложил его в докторской диссертации «Исследования гальванической проводимости электролитов», которая была опубликована в 1884 г. В «Трудах Шведской академии наук».

Первая часть диссертации была посвящена изложению результатов экспериментальных исследований электропроводности различных электролитов в сильно разбавленных водных растворов. Вторая часть работы: «Химическая теория электролитов» носила теоретический характер; она была изложена в 43 тезисах.

Для понимания генезиса теории электролитической диссоциации особый интерес представляют следующие тезисы. В пятнадцатом тезисе Аррениус констатирует: «Водный раствор гидрата состоит, кроме воды, из двух частей: одной активной электрической и одной неактивной неэлектролитической. Эти составляющие части: вода, активная и неактивная части находятся в химическом равновесии таким образом, что при разбавлении увеличивается активная часть». Далее он делает следующее, весьма важное заключение: «Коэффициент активности электролита показывает отношение числа ионов, фактически имеющихся в растворе, к тому числу ионов, которое было бы в растворе в том случае, если бы электролит был полностью расщеплены на простые электролитические молекулы. Прямой выход отсюда такой: лучшая электропроводность какого-либо вещества обусловливается только большим числом его активных частиц». Так постепенно Аррениус приходит к выводу, что активная часть электролита в растворе - это ионы, связанные с определенным количеством электричества.

Из последующих тезисов наибольший интерес представляет тридцатый: «При не очень значительных разбавлениях количество расщепленной соли приблизительно пропорционально корню квадратному из количества взятой для раствора воды». Не трудно узнать в этом тезисе так называемый закон разбавления Оствальда, сформулированный им в 1888 г.

Тезис тридцать первый звучит так: «Соль расщепляется полностью, когда количество воды в растворе бесконечно велико». Исходя из данных, полученных при изучении электропроводности растворов, Аррениус пришел к исключительно важному выводу, что электропроводность и реакционная способность растворенных электролитов зависят от числа ионов, находящихся в растворе.

Таковы были основные положения докторской диссертации С. Аррениуса, которую он представил в Упсальский университет для получения степени доктора. Со своим учителем профессором П.Т.Клеве Аррениус поделился своими успехами. «Я сказал Клеве о том, - вспоминал Аррениус,- что установил новую теорию химического действия электролитов». «Это же прямо замечательно»,-сказал он высокомерно иронически, показывая мне, что считает ниже своего достоинства вникать в такие смехотворные рассуждения».

Защита диссертации, состоявшаяся 26 мая. 1884 г., была продолжительной. С большим волнением Аррениус ждал оценки защиты своей диссертации: он ведь знал, что влиятельные профессора П.Т.Клеве, Т.Р.Тален отнеслись недоверчиво к его «выдумкам». Но, не найдя повода отклонить диссертацию, они, после долгих обсуждений, присудили С.Аррениусу искомую степень.

Хотя Аррениус и получил степень доктора, ему было отказано в должности доцента по физике в Упсальском университете. Для получения этой должности требовалось оценка «с похвалой» как в отношении самой работы, так и в отношении ее защиты. Однако диссертация получила оценку «без похвалы», которая и закрыла Аррениусу дорогу в доцентуру. Видимо, Упсальский университет не хотел скомпрометировать себя официальным приглашением стены автора «сумасшедших» идей.

Но такое отношение к диссертации не обескуражило С. Аррениуса. Он не хотел так легко отказываться от своих юношеских надежд посвятить себя исследовательской работе. Несколько экземпляров своей диссертации он послал самым авторитетным в то время ученым: Р.Клаузиусу, Я.Вант-Гоффу, В. Оствальду, Л.Мейеру. «Эти знаменательные люди,- писал Аррениус,- с которыми не могли сравниться даже приблизительно мои упсальские учителя, прислали мне такие ответы, как будто я был их коллегой, а не желторотым школьником».

Идея о диссоциации электролита в растворе, высказанная Аррениусом в докторской диссертации, просуществовала два года как гипотеза, о которой мало кто знал.

Окончательное формирование теории произошло после того, как Аррениус в процессе переписки с Вант Гоффом подробно обсудил, а затем еще раз экспериментально провел ряд важных положений, вытекающих из идеи диссоциации электролита в водном растворе.

В декабре 1887 г., в первом томе только что организованного В.Оствальдом и Я. Вант- Гоффом «Журнала физической химии» была опубликована классическая статья Аррениуса «О диссоциации растворенных в воде веществ». В ней автор уже совершенно открыто высказывал свои взгляды. Он, по выражению Пальмера, «сбрасывал с себя маску» и открыто, в полный голос, заявляет о диссоциации молекул электролита в водном растворе на электрически заряженные частицы. И вместо не совсем ясных терминов «активные частицы», «коэффициент активности», употребляет термины «ионы», «диссоциация», «степень диссоциации».

Рассмотрим основные положения этой классической статьи. Обращаясь к закону о равенстве газового и осмотического давления в одинаковых условиях, Аррениус писал: «Этот закон доказан Вант-Гоффом таким образом, что едва ли могут возникнуть сомнения в его полной справедливости. Известная трудность, которую еще остается преодолеть, заключается в том, что названный закон справедлив только для «большинства вещества»», в то время как значительное число исследованных водных растворов составляют исключение, а именно - показывают большее осмотическое давление, чем это следовало из названного закона».

Именно в этих словах Аррениус сформулировал ту задачу, которую требовалось решить. Последним теперь путь обоснования закона Вант-Гоффа (РУ=1КТ) для всех растворов.

Если газ дает такого рода отклонения, то это возможно объяснить, приняв, что газ находится в состоянии диссоциации. Хорошим примером в этом отношении может служить состояние хлора, брома и йода при высоких температурах.

В этих условиях названные вещества ведут себя так, если будто бы они расщеплении на отдельные атомы.

Тот же самый вывод естественно было бы применить и для объяснения исключений из закона Вант-Гоффа. Однако же до сих пор это не было сделано, что нужно объяснить новизной предмета, большим числом известных исключений и, наконец, теми сильными возражениями, которых можно ожидать со стороны тех, кто стоит на чисто химической точке зрения»- таков вывод Аррениуса.

Аррениус развил далее гипотезу о диссоциации электролитов, растворенных в воде, с целью объяснения многочисленных исключений из тех обобщений, которые были сделаны Вант-Гоффом. Аррениус показал, что, во-первых, закон Вант-Гоффа действителен не только для «большинства», но и для всех веществ, в том числе и для таких, которые раньше рассматривались как исключение, т.е. электролитов в водных растворах. Во-вторых, все электролиты в водных растворах состоят из диссоциированных и недиссоциированных молекул, причем последние при разбавлении диссоциируют, так что в бесконечно разбавленных растворах имеются только диссоцированные молекулы, т.е. только ионы.

Аррениус привел многочисленные экспериментальные данные, связанные с вычислением изотонического коэффициента i, двумя методами: по данным электропроводности и по данным измерения понижения температуры замерзания раствора.

«Если соль в водном растворе распадается полностью на свои ионы, - утверждал Аррениус,- то можно, естественно, большую часть свойств этой соли выразить как сумму свойств ионов. Таким образом, в большинстве случаев ион обладает характерными для него свойствами».

Изучение аддитивных свойств растворов солей убеждало в справедливости такого заключения.

Теория электрической диссоциации осветила новым светом огромную область аналитической химии. Она ввела в эту область новый ионный тип химических реакций.

Теория электролитической диссоциации внесла большую ясность в понимание таких явлений, как термонейтральность растворов солей, объяснив, почему теплота нейтрализации одного и того же основания сильными кислотами почти одинакова (равна теплоте образования воды из ионов):

КОН + НСl = КС1 + Н₂О - по старым воззреваниям,

К⁺ + ОН^- + Н⁺ + Сl^- = К⁺ + Сl^- + Н₂О - по теории Аррениуса.

На основании теории электролитической диссоциации была развита новая теория кислот и оснований. Согласно Аррениусу да и Оствальду, характерной особенностью кислот является присутствие ионов Н+, а оснований - ионов ОН^-. Теория Аррениуса позволила развить новые представления о гидролизе, теории индикаторов.

Таким образом, теория электролитической диссоциации была широко и плодотворно применена для объяснения многочисленных химических и физических явлениях в растворах, для установления между ними тесной связи. Она, по словам Аррениуса «оказалась применимой и полезной во всех областях современной науки».

2. Проблемный подход к изучению теории электролитической диссоциации

Учебная проблема (проблема 1) может быть предложена при изучении материала об электролитах и неэлектролитах. Проблемная ситуация возникает при повторении вопросов о природе электрического тока и причине прохождения его в металлах (этот материал учащиеся изучали в курсе физики). На ряде опытов ученики убеждаются в том, что растворы солей, например:

- проводят электрический ток. Учитель сообщает, что способность проводить электрический ток растворами этих солей зависит от появления в них заряженных частиц-ионов, которые образуются при растворении солей. Чтобы доказать это, учитель показывает ряд веществ в сухом виде, например гидроксидов:

Записывает их формулы на доске, растворяет в воде (для опытов надо взять гидроксиды, металлы которых не входят в состав взятых солей). Учитель практически доказывает наличие ионов в растворах этих гидроксидов. При обобщении рассмотренных опытов он акцентирует внимание на противоречии, заключающемся в том, что разные по составу, а следовательно, и свойствам вещества проявляют общие свойство, их растворы проводят электрический ток. Создавшаяся ситуация позволяет сформулировать проблему: исходя из строения молекул солей и гидроксидов, определить, что у них общее, и на основании этого сделать вывод об электропроводности их растворов.

Подготовкой к выдвижению гипотезы служит повторение вопросов о строении молекул солей и гидроксидов. В обоих случаях учитель акцентирует внимание на видах связи. Гипотезу выдвигают ученики: общим в строении этих веществ является наличие ионной связи, которая, видимо, и разрывается при попадании подобных веществ в воду. В результате разрыва ионной связи в растворе появляются ионы - заряженные частицы. Они проводят электрический ток.

Подтвердив правильность гипотезы, учитель предлагает перейти к ее решению. Для этого просит учеников подготовить таблицу «Растворимость солей, кислот и оснований в воде». В ходе фронтального опроса выясняют такие вопросы: «Приведите примеры солей, растворы которых будут проводить электрический ток. Будет ли электропроводной система, образованная путем смешивания с водой:

Закрепив знания о том, что не все вещества, имеющие ионную связь, растворяются в воде (это зависит от энергии связи между частицами), учитель вместе с учениками делает обобщающий вывод: если вещество имеет ионную связь и оно растворимо в воде, образующийся раствор будет проводить электрический ток, так как в нем имеются заряженные частицы - ионы. На этом завершается решение проблемы 1.

Следующую проблему (проблему 2) можно предложить на этом же уроке при раскрытии вопроса об электропроводности кислот. Для подготовки к созданию проблемной ситуации учитель предлагает рассмотреть строение молекулы кислоты. Отмечает отсутствие ионной связи. Предлагает ученикам растворить выданную в пробирках кислоту (напоминает, как надо растворять серную кислоту в воде). Делает вывод о хорошем растворении кислоты в воде. В процессе беседы учитель подводит учеников предположению о том, что отсутствие ионной связи должно бы привести к распаду кислот на отдельные молекулы, которые не имеют заряда. Предлагает проверить это предложение практически. Опустив электроды в раствор кислоты, демонстрирует свечение лампочки. Формулирует проблему: как доказать, что водная среда способствует переходу ковалентной полярной связи в ионную в результате чего кислоты и распадаются на ионы.

Чтобы помочь ученикам самостоятельно выдвинуть гипотезу, повторяют вопросы о сущности ковалентной полярной связи, природе ионной связи, роли воды в процессе растворения. Ученики выдвигают гипотезу: в водной среде, где притяжение между частицами растворяющегося вещества уменьшается и проявляется значительное действие молекул воды на вещество, происходит, очевидно, полный переход электрона водорода к кислотному остатку. В результате этого связь из ковалентной полярной переходит в ионную, вещество распадается на ионы, что наблюдается при растворении серной кислоты.

Подтвердив правильность гипотезы, учитель закрепляет его знание на примере демонстрации электропроводности других кислот. Указывает на знакомство с еще одной закономерностью - переходом ковалентной сильно полярной связи в ионную под влиянием водной среды, на чем и заканчивается решение проблемы. Обобщив рассмотренный материал о растворении солей, гидроксидов и кислот, следует указать, что вещества, растворы которых проводят электрический ток, называются электролитами или проводниками второго рода (к проводникам первого рода относят металлы).

Сформулированное знание об электролитах позволяет предложить ученикам еще одну проблему. Вводом в проблемную ситуацию служит постановка вопроса: «Можно ли дать следующее обобщающее определение электролитам - все растворяющиеся в воде вещества являются электролитами?». Получив различные ответы (практика показала, что в основном ученики отвечают, что можно), учитель растворяет в воде сахар и спирт и исследует электропроводность этих веществ. Новое противоречие создает еще одну проблемную ситуацию, которая приводит к определению проблемы: можно ли на основании строения молекул сахара и спирта установить, почему их растворы не проводят электрический ток.

Рассмотрев строение этих веществ, ученики высказывают предположение: сахар и спирт растворяются в воде и образуют истинные растворы, которые не являются электропроводными. Это дает право предположить наличие непрочных связей между молекулами веществ и довольно прочных внутримолекулярных связей. Такая особенность строения веществ приводит к распаду их в воде на отдельные молекулы, а не на ионы. Поэтому растворы подобных веществ не являются электропроводными.

При закреплении изученного учитель исследует электропроводность растворов других веществ, например глицерина, и указывает на существование довольно большой группы веществ - не электролитов. Этим обобщением завершается решение проблемы 3.

Проблему 4 можно предложить при изучении электролитической диссоциации. Чтобы подвести учащихся к проблемной ситуации, следует кратко остановиться на вопросе об открытии этого явления. Учитель сообщает, что между учеными в первые годы открытия этого явления происходили споры. Одни утверждали, что ионы в растворе образуются при растворении веществ в воде; другие ученые считали, что ионы образуются под действием электрического тока, когда электроды опущены в раствор. Ставится вопрос: «Кто же из ученых был прав и как это можно доказать?». Так создается проблемная ситуация. Далее формулируется проблема: как объяснить, исходя из особенностей процесса растворения и сущности химических реакций, происходящих между растворами веществ, имеются ли ионы в растворе до опускания в него электродов, или они появляются под действием электрического тока.

Ученики выдвигают гипотезу: вещества, имеющие ионную или ковалентную полярную связь, в водных растворах распадаются на ионы, что мы практически доказали при решении предыдущих проблем. Химические же реакции, происходящие между веществами, находящимися в растворенном состоянии, еще раз подтверждают наличие ионов в растворах, так как образование новых веществ есть процесс взаимодействия частиц с различными зарядами. Следовательно, правы были те ученые, которые утверждали, что ионы образуются при растворении веществ в воде.

Подтверждением гипотезы являются опыты, которые проводят ученики: сливают растворы веществ и получают осадки. Затем записывают уравнения химических реакций и объясняют их с позиций поставленной проблемы, на чем и завершают ее решение.

Проблемы 5, 6 и 7 можно предложить при изучении свойств ионов. Подготовкой к созданию проблемной ситуации служит проведение учениками опытов, в процессе которых они наблюдают растворение гидроксида натрия в воде. Записывают уравнения реакций диссоциации этих веществ. Затем наблюдают реакцию энергичного взаимодействия металлического натрия с водой, которую демонстрирует учитель. Обобщая рассмотренное, учитель акцентирует внимание на том, что при диссоциации веществ происходило накопление ионов натрия в воде, но при этом не наблюдалось бурной реакции, как при взаимодействии металлического натрия с водой. Указав на наличие противоречия, учитель формирует проблему: как на основании строения атома и иона натрия объяснить причину энергичного течения реакции в одном случае и отсутствие ее в другом.

Для выдвижения гипотезы надо рассмотреть схемы строения атома и иона натрия. После чего ученики отмечают: бурное взаимодействие металлического натрия с водой объясняется, по-видимому, строением последнего энергетического уровня атома натрия. В нем находится один электрон, который натрий легко теряет при химических процессах. Ионы же натрия, образующиеся при растворении соответствующих веществ в воде, имеют завершенный последний уровень, что и обуславливает их пассивность. Подтвердив правильность выдвинутой гипотезы, можно не продолжать решение этой проблемы, а предложить другую, решение которой даст возможность сделать обобщающий вывод. Для создания проблемной ситуации учитель кратко напоминает учащимся свойства свободного хлора, акцентируя внимание на его ядовитости. Затем указывает на противоречие, которое заключается в том, что человек постоянно употребляет в пищу растворы веществ, и особенно хлорида натрия (поваренной соли), которые содержат значительное количество, но в то же время отравляющего действия не замечает. Формулируется проблема: можно ли на основании строения молекулярного и атомарного хлора, а также хлора в виде ионов объяснить его активное действие в одном случае и его пассивность в другом. Рассмотрев строение атома хлора, ученики могут высказать предположение о его активности. Ионы же хлора, как и раньше рассмотренные ионы натрия, имеют завершенный внешний уровень, что говорит об их пассивности.

Подтвердив правильность гипотезы, учитель разъясняет учащимся, с чем связана химическая активность свободного хлора, в частности его ядовитость. Сопоставление последующих энергетических уровней ионов натрия и хлора с благородными газами позволяет сделать обобщающий вывод об особенностях ионов, имеющих завершенные внешние уровни.

На этом же уроке может быть предложена еще одна проблема. Для создания проблемной ситуации учитель демонстрирует учащимся бесцветные кристаллы. Предлагает растворить их в воде. Обращает внимание на противоречие, которое заключается в том, что соль бесцветна, а раствор голубой. Формулируется проблема: как исходя из процесса растворения объяснить, почему бесцветные кристаллы изменили цвет раствора и наличием, каких ионов он объясняется: Си²⁺ или SO₄^2- , или тех и других вместе. Подготовкой к выдвижению гипотезы служит обсуждение таких вопросов: «В чем заключается природа растворения веществ?», «В каком состоянии находятся ионы в растворе?», «Приведите примеры веществ, которые в своем составе имеют элемент меди, и веществ, в состав которых входит ион SO₄^2-».

Ученики высказывают гипотезу: вещество в сухом виде бесцветно. Цвет раствора, по-видимому, зависит от образовавшихся соединений ионов с водой. Что бы установить, наличием каких ионов обусловливается цвет раствора, подбирают ряд веществ, одни из которых включают ионы Си2+ , в состав других входят ионы растворяют каждую соль отдельно и делают вывод, от каких ионов зависит цвет раствора.

Проверкой гипотезы являются опыты, которые проводят ученики. Они растворяют в воде соли. После установления того, что носителями голубой окраски являются гидратированные ионы меди, учитель продолжает решение проблемы. Разъясняет сущность процесса гидратации и изменение цвета раствора в связи с гидратацией ионов меди. Указывает, что в нашем примере гидратированные ион меди - голубой, не гидратированный Си²⁺ - бесцветный. После этого, сформировав понятия «кристаллизационная вода» и «кристаллогидрат», учитель заканчивает решение проблемы 7.

Проблему 8 можно предложить при изучении степени электролитической диссоциации сильных и слабых электролитов. Подготовкой к созданию проблемной ситуации явится повторение таких вопросов: «От каких ионов зависит цвет раствора соли меди?», «В каком состоянии находятся ионы в растворе?».

Затем учитель демонстрирует безводную соль СuСl₂, которая имеет коричневый цвет с небольшой желтизной. Ставится вопрос: «Какой цвет имеет кристаллогидрат этой соли?». Обычно ученики указывают на голубой цвет. Учитель добавляет к соли небольшое количество воды (смачивая соль). Демонстрирует зеленый цвет.

Отмечается противоречие и формируется проблема: можно ли доказать, что зеленый цвет зависит от совокупности гидратированных ионов и не распавшихся молекул меди.

Для подготовки учащихся проводится беседа, в процессе которой выясняют вопросы: «Какой цвет имеют гидративованные ионы меди?», «Какой цвет имеют молекулы хлорида меди (II)?» Затем на лист белой бумаги учитель наносит желтым карандашом густые штрихи, а поверх них - штрихи голубым карандашом. Демонстрирует зеленоватый оттенок. Ученики по аналогии высказывают предположение: зеленый цвет кристаллогидрата, очевидно, зависит от совокупности небольшой части гидратированных ионов меди и не распавшихся молекул соли. Если же раствор довести до такой концентрации, чтобы все молекулы распались на ионы, цвет раствора будет, по-видимому, голубым. Предложив проверить гипотезу, учитель добавляет воду до получения голубого цвета раствора. Заканчивается решение проблемы раскрытием вопросов о степени диссоциации и обратимости этого процесса.

Следующую, проблему 9 можно предложить при изучении реакций ионного обмена. После того как ученики познакомились с сущностью ионных реакций и особенно с характерными реакциями на анионы Сl- и SO₄ ^2- и закрепили знания на основании опытов и уравнений реакций, учитель демонстрирует два жидких вещества, не называя их (хлорид углерода (IV), раствор хлорида магния в воде). Указывает, что в состав этих веществ входит хлор. Ставит вопрос: «Можно ли определить наличие хлора в этих веществах и как практически это сделать?»

Получив утвердительный ответ, он добавляет раствор нитрата серебра и демонстрирует отсутствие осадка в одной из пробирок. Возникает противоречие. Далее учитель записывает на доске формулы указанных веществ ССl₄ и MgCl₂ и показывает, что хлорид углерода (IV) не растворяется в воде. Формируется проблема: в каком случае отсутствует осадок и можно ли утверждать, что его отсутствие зависит от строения веществ.

Исходя из строения молекулы хлорида углерода (IV) и нитрата серебра, ученики выдвигают гипотезу: в связи с тем, что у хлорида углерода молекула образована ковалентной малополярной связью, она не распадается на ионы. Следовательно, реакции между этим веществом и нитратом серебра не произойдет, что мы и наблюдали во время опыта. Подтвердив правильность гипотезы, учитель продолжает решение проблемы. Он убедительно доказывает, в каких случаях будет образовываться осадок, в каких - нет. Для закрепления знаний проводится фронтальный опрос по таблице растворимости Проблему 10 можно предложить при изучении оксидов и гидроксидов. Подготовкой к проблемной ситуации служит рассказ учителя о том, что энергия химической связи в молекулах оксидов такова, что в водной среде они не могут диссоциировать на составляющие их элементы. Затем высказывается предположение: если оксиды металлов Na₂O и CaO при смешивании с водой образуют растворы, то можно допустить, что их распад происходит на отдельные нейтральные молекулы. Установив, как это можно проверить, учитель испытывает растворы этих веществ на электропроводность. Демонстрирует свечение лампочки. Возникшее противоречие позволяет определить проблему: как с позиций химической реакции объяснить появление ионов в растворе при смешивании сухих оксидов натрия или калия с водой? Предлагает учащимся выдвинуть гипотезу. Они указывают: если оксид металла при смешивании с водой образует истинный раствор, то можно сделать предположение, что в процессе их взаимодействии образуется новое вещество, которое распадается на ионы. Подтверждением гипотезы является исследование электропроводности растворов, образованных при смешивании других оксидов металлов с водой, и рассмотрение сущности этого процесса на примере соответствующих уравнений химических реакций. Заканчивается решение проблемы объяснением сущности процесса гидратации оксидов неметаллов.

Проблему 11 можно предложить при изучении вопроса о кислотах, основаниях и солях в свете теории электролитической диссоциации. Проблемную ситуацию учитель создает на основании опыта: получение хлороводорода путем взаимодействия концентрированной серной кислоты с хлоридом натрия. Сухую лакмусовую бумажку осторожно подносит к газоотводной трубе (выделяющийся газ должен быть сухим). Обращает внимание учащихся на отсутствие изменения окраски. После этого учитель собирает хлороводород в пробирку, растворяет его в воде и раствор испытывает лакмусом. Ученики отмечают наличие кислой среды. Указав противоречие, учитель формулирует проблему: как объяснить, что хлороводород в воздушной среде не проявляет кислотных свойств, а в водной - проявляет? К выдвижению гипотезы ученики уже подготовлены и поэтому могут указать: в воздухе хлороводород выделяется в виде молекул, в которых водород прочно связан с хлором. В воде происходит диссоциация его молекул на ионы, которые вступают в соединения с молекулами воды и образуют ионы гидроксония, от наличия которых зависит кислая среда. Продолжением решения проблемы служит написание уравнения реакции диссоциации хлороводорода в воде и объяснение сущности образования кислой среды в подобных случаях. На этом завершается решение данной проблемы.

Проблему 12 можно поставить при изучении гидролиза солей. Учитель предлагает учащимся взять две имеющихся у них на столах соли (называет их: хлорид натрия и карбонат натрия) и растворить их в воде. Указать какой должна быть среда растворов.

Получив ответ о нейтральной среде (просит ученика проверить предположение индикаторами). Обнаружив щелочную среду в пробирке с раствором карбоната натрия, ученики встречаются с противоречием. Формулируется проблема: как объяснить наблюдаемое явление, исходя из состава веществ и особенностей процесса их растворения. Подготовкой к выдвижению гипотезы служит рассмотрение вопроса о составе солей и установление их образование вопроса о составе солей и установление их образования из сильного основания и слабой кислоты. Учащиеся предлагают: соль, изменившая среду раствора, - карбонат натрия. Она образована слабой кислотой и сильным основанием. Исходя из особенностей слабых кислот, возможно, что кислотный остаток - связывает ионы водорода, образующиеся при диссоциации воды. В результате этого происходит накопление гидроксид ионов, и раствор приобретает щелочную среду. Ученикам предлагается проверить гипотезу практически - испытать индикатором растворы других подобных солей. После чего делается вывод: если соль образована слабой кислотой и сильным основанием, ее раствор будет щелочным.

На этом же уроке можно предложить проблему 13. С противоречием ученики встречаются при исследовании индикаторами раствора сульфата меди и установлении наличия кислой среды. Ставиться проблема: как, исходя из состава этой соли и особенностей процесса растворения, объяснить образование кислой среды? Предложив использовать рассмотрено выше решение проблемы как опорное для выдвижения гипотезы, учитель только руководит рассуждениями учеников, выбирая наиболее удачное, которое может быть таким: соль образована сильной кислотой и слабым основанием. В этом случае идет связывание гидроксид ионов ионами меди. В растворе накапливаются протоны, которые с молекулами воды образуют ионы гидроксония, что и обусловливает образование кислой среды. Для проверки гипотезы предлагает повторить опыты с растворами солей FeSO₄, СиСl₂ и др., после чего ученики делают обобщающий вывод: если соль образована сильной кислотой и слабым основанием, ее раствор будет кислым. В заключение рассматривается материал о гидролизе солей, образованных слабой кислотой и слабым основанием.

Рассмотренные учебные проблемы не исчерпывают всех возможностей проблемного изучения раздела «Теория электролитической диссоциации». Многое будет зависеть от творческой работы учителя.

Заключение

Основная задача проблемного обучения является максимальная познавательная деятельность учащихся. В настоящее время накоплен значительный материал в области проблемного обучения истории, физике, биологии, чего пока нельзя сказать о химии. Общие вопросы проблемного обучения, например особенности проблемного обучения тому или иному предмету, условия возникновения проблемных ситуаций, степени решения учебной проблемы достаточно освещены. Вместе с тем по ряду вопросов пока нет единой точки зрения, по-разному трактуется само понятие «проблемное обучение», «учебная проблемы», «проблемная ситуация».

Авторы одних работ рассматривают проблемное обучение как форму организации умственного поиска при приобретении знаний путем решения проблем, другие - как создание перед учащимся таких теоретических или практических трудностей, разрешением которых требует от них самостоятельной мыслительной деятельности.

Проблемное обучение - педагогический процесс, осуществляемый посредством решения ряда взаимосвязанных учебных проблем, система которых обуславливается логикой учебного процесса. При разработке методики проблемного обучения любого предмета следует учитывать как пути установления системы проблем, так и способы их решения.

В химии установлены системы проблем курса предусматривает прежде всего выделения основной, ведущей кардинальной проблемы учебного процесса. Его в курсе химии VII- X класса является проблема установления зависимости свойств и характера превращений веществ от их состава и строения. учащийся изучение проблематика

Решение проблемы первого порядка невозможно без поэтапного раскрытия составляющих ее кардинальных проблем второго порядка.

Решение большинства проблем происходит в несколько ступеней:

1. создание проблемной ситуации;

2. установление учебной проблемы;

3. выдвижение гипотезы;

4. нахождение путей решения проблемы;

5. решение проблемы;

6. проверка правильности решения проблемы.

Поэтому, учебная проблема представляет строго определенную область нового материала, раскрытие которого невозможно только на базе имеющихся знаний, а требует поисковой, творческой деятельности учащихся.

Список литературы

1. А.Е. Хрупало. Проблемный подход к изучению теории элетролитической диссоциации.// Химия в школе-1973-№ 1-6. - с.51-57.

2. Л.Г. Ганиченко, Ю.Е.Мочалов. Использование элементов проблемного обучения при проведении уроков-лекций//Химия в школе - 1990 - №5 - с.28-30.

З. И.Г. Герощенко. Из опыта проблемного обучения занятий по химии//Химия в школе -1988-№5-с.44-45.

4. Г.П. Хомченко. Теория электролитической диссоциации.//Химия в школе - 1977 - №6 -с.11-20.

5. Ю.И. Соловьев.К 100-летию создания теории электролитической диссоциации.//Химия в школе-1991 -с.12-15.

Размещено на Allbest.ru