Моделирование как метод изучения органической химии

Модель позволяет выделить наиболее существенные стороны объекта, обратить на них особое внимание. Например, при рассмотрении моделей строения молекул предельных углеводородов акцент делается на тетраэдрическое строение атома углерода. Модели можно использовать для проблемного изложения. Например, выяснив вопрос о тетраэдрическом строении молекулы метана, можно будет поставить перед учащимися проблему о пространственном строении его гомологов.

В процессе моделирования ученику необходимо проделывать логические операции - сравнение и аналогию, анализ и синтез, систематизацию и обобщение. В основе выполнения моделей лежат умственные действия. Составление моделей способствует у ученика развитию мотивационной сферы, интеллекта, способности контролировать и управлять своей учебно-познавательной деятельностью. [1]. В этом и есть смысл личностно ориентированного подхода в образовательном процессе. Так, например, в процессе моделирования учеником углеродного скелета молекулы вещества, пространственного расположения атомов в молекуле, главной является деятельность познания химии; ученик является на уроке центральной фигурой; приоритетными становятся самостоятельное приобретение учащимися химических знаний и применение полученных знаний о веществах. Работа ученика по конструированию углеродного скелета молекул совместно с одноклассниками является активной формой обучения, нежели просмотр слайда или видеоролика по данной теме. В процессе общения учитель - ученик, ученик - ученик проявляется взаимное уважение к личности. Во главу угла ставится не сама химия с её основными понятиями, а ученик, который эти понятия должен усвоить в процессе индивидуальной учебной деятельности (человекоцентрический подход).

В процессе моделирования у школьника успешно формируется предметная химическая компетентность. Компетентность заключается в развитии представления о том, что окружающий мир состоит из веществ, которые характеризуются определённой структурой и способны к взаимным превращениям; существует связь между структурой, свойствами и применением веществ; в формировании химического мышления, умения анализировать явления окружающего мира в химических терминах, способности говорить и думать на химическом языке. [3].

Вместе с тем учащиеся должны понимать, что модели упрощают объект, так как в них отражаются лишь определённые существенные стороны объекта. Модели отражают современное знание об объекте, они не отходят от истины, а приближаются к ней. Модель сама нуждается в теоретическом истолковании. [1].

В процессе обучения химии я использую различные модели: знаковые (молекулярные и структурные формулы); шаростержневые модели молекул, применяя комплект лабораторного оборудования “Моделирование молекул” (3053RМ и 3054RМ); модели гибридных облаков с помощью воздушных шаров, а также модели углеродного скелета молекул в виде фишек (см. приложение-фото 17)

Фишки (кружочки) вырезаются учащимися из цветного картона диаметром 15-20мм, стерженьки - шириной 5мм, длиной 30-35мм. Количество фишек и стерженьков определяет сам учитель, их число можно увеличить. Во время работы на уроке по моделированию у каждого ученика имеется конверт с фишками.

Так как органические вещества - это соединения элемента углерода, то фишка будет символизировать атом углерода, а стержень - химические связи между атомами в молекуле. Фишки следует вырезать из картона одного цвета. Для атомов углерода используем картон черного цвета, по аналогии окраски шариков в шаростержневых моделях. Если потребуется показать наличие заместителя, например, атом галогена или функциональную группу, необходимо применить фишку другого цвета: для атома галогена - зелёный цвет, для функциональной гидроксогруппы - красный, аминогруппы - синий. Так как моделирование рассчитано только на изображение углеродного скелета молекулы вещества, атомы водорода показывать не обязательно (на усмотрение учителя).

Моделирование углеродного скелета молекул органических веществ ориентировано на формирование знаний, умений, навыков учащихся по теме “Химическое строение вещества”. Но оно никоим образом не заменяет работу по моделированию молекул веществ с помощью шаростержневых моделей, способствующих формированию понятия “пространственное строение вещества”.

Понятие “строение органического вещества” изучается в логической цепочке в курсе химии: химическое - электронное - пространственное строение. Моделирование углеродного скелета молекул веществ с помощью фишек я использую при объяснении химического строения вещества. Воздушные шары как модели гибридных облаков углеродных атомов применяю для формирования у школьников понятия “электронное строение вещества”. Шаростержневые модели молекул позволяют объяснить ученикам расположение атомов в молекуле в пространстве. Данные средства обучения применяю широко в течение всего учебного года.

Моделирование углеродного скелета молекул веществ можно использовать при объяснении нового материала, при повторении, закреплении пройденного, возможно организовать домашнюю работу по выполнению упражнений. Формы обучения могут быть также различными: с фишками работает один ученик, работа в паре или в малокомплектной группе. Ученик не только слушает учителя, моделирует углеродный скелет молекулы по его указанию, но и выполняет самостоятельно, “живёт” своими мыслями, конструируя модель, ждёт одобрения учителя, поддержки одноклассников. Такой вид деятельности связан с созданием коммуникативной среды, расширением пространства сотрудничества на уровне “учитель - ученик”, “ученик - ученик”, “учитель - автор”, “ученик - автор” в ходе постановке и решения учебно-познавательных задач.

С помощью воздушных шаров, демонстрируя формы s- и p- орбиталей, можно объяснить механизм образования ковалентной связи, способы перекрывания орбиталей, познакомить с длиной химической связи. А также рассмотреть три валентных состояния атома углерода как следствие sp³-, sp²- и sp-гибридизации (см. приложение - фото 17).

Комплекты лабораторного оборудования “Моделирование молекул” (3053RМ и 3054RМ) позволяют организовать естественнонаучный практикум по моделированию молекул веществ в курсе химии. Наборы предназначены для индивидуальной работы учащихся или работы в малых группах. Молекулярные модели наглядно демонстрируют стехиометрическую валентность и пространственное расположение атомов, входящих в молекулы. С помощью данного комплекта можно смоделировать молекулы веществ разных классов, рассмотреть явление гомологии и изомерии, прояснить механизмы многих химических реакций, познакомить с валентными состояниями атома углерода, облегчить выведение структурных формул, как в неорганической, так и в органической химии.

По программе курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений О.С.Габриеляна (профильный уровень) тематическое планирование составляю по 102 учебных часа в 10 и 11 классах. Курс органической химии 10 класса начинается с Введения, на который предусмотрено 5 часов, и 10 часов даётся на изучение темы 1 “Строение и классификация органических соединений”. Полученные в начале учебного года теоретические знания учащихся закрепляются и развиваются на богатом фактическом материале химии классов органических соединений, которые рассматриваются в порядке усложнения от более простых (углеводородов) до наиболее сложных (биополимеров). Для школьного курса органической химии, построенного на определённых дидактических принципах (научность, доказательность, доступность, историчность и др.), основой является теория химического строения.

Классическая теория химического строения даёт возможность судить о порядке соединения атомов в молекулах, позволяет отражать строение в виде структурных формул, по строению предсказывать их свойства. Структурные формулы - основа научного языка органической химии, с их помощью формируются многие химические понятия. [5]. Уже с первого урока учащиеся должны уметь составлять молекулярные и структурные формулы веществ, знать причины многообразия органических соединений. Применяя моделирование углеродного скелета молекул веществ, этих требований к уровню подготовки обучающихся можно добиться легко и быстро. При моделировании важно проследить за тем, чтобы школьники могли отразить на бумаге графическое строение вещества, изображая полные или сокращенные структурные формулы.

Можно познакомить учащихся, прибегая к моделированию, с четырехвалентностью углерода, свойством его атомов образовывать одинарные и кратные связи (смотри приложение, фото 1).

Учащиеся должны знать о свойстве атомов углерода образовывать прямые, разветвленные и замкнутые цепи (смотри приложение, фото 2).

Следует научить школьников за короткий период писать полные и сокращенные структурные формулы веществ. Часто дети путают число атомов водорода, которые должны быть связаны с тем или иным атомом углерода в молекуле вещества. По числу стерженьков в моделях согласно четырехвалентности углерода, учащиеся прописывают правильное количество водородных атомов в структурной формуле веществ разных классов (алканов, алкенов, алкинов, алкадиенов, циклоалканов и других) на бумаге, и практически не делают ошибок в будущем (смотри приложение, фото 3 -7).

При моделировании углеродного скелета молекул веществ учащиеся легко понимают и запоминают, что такое первичные, вторичные, третичные, четвертичные атомы углерода (смотри приложение, фото 8).

Во многих сборниках заданий на повторение, закрепление пройденного учебного материала предлагаются упражнения на определение количества изображенных веществ в виде структурных формул. Не каждый ученик уже на первых уроках сможет правильно выполнить такое задание. Надо научить его видеть углеродный скелет молекулы вещества, определённый порядок соединения атомов углерода, научить нумеровать углеродную цепь (смотри приложение, фото 9). На моделях можно сохранить химические связи только между углеродными атомами.

Для закрепления и заучивания валентных состояний атома углерода в молекулах веществ разных классов можно предложить учащимся выполнить следующее задание: изобразите углеродный скелет вещества, в молекулах которого есть атом углерода в sp³, sp², sp -гибридном состоянии (смотри приложение, фото 10). Или покажите углеродный скелет молекулы вещества, в которой все атомы углерода находятся в sp³, sp², sp -гибридном состоянии (смотри приложение, фото 11).

Первоначальные сведения о гомологии в курсе органической химии даются индуктивно: вначале изучаются один - два наиболее типичных и важных гомолога (состав, строение, физические свойства), а затем - гомологический ряд (смотри приложение, фото 12). Этот принцип соблюдается при рассмотрении предельных, непредельных и ароматических углеводородов, спиртов. Начиная с альдегидов и карбоновых кислот, вводится дедуктивный принцип изучения гомологии, который сохраняется для всех последующих классов соединений. Необходимые сведения об отдельных гомологах даются после изучения гомологического ряда. Явление гомологии позволяет понять закон перехода количественных изменений в качественные. Изучение гомологических рядов при выполнении упражнений в процессе моделирования не только дает возможность выявить определенные закономерности зависимости свойств веществ от строения, но и позволяет раскрыть важные понятия “многообразие органических соединений”, “генетическая связь”. [5].

Для закрепления основных положений номенклатуры ИЮПАК как системы названий веществ выполняются различные упражнения. Например: составьте углеродный скелет молекулы любого предельного одноатомного спирта и назовите его или по названию вещества составьте углеродный скелет молекулы (смотри приложение, фото 13).

Формирование понятия изомерии слагается из трех этапов: первый включает выделение существенных признаков понятия и его определение; второй связан с выявлением связи между изомерами и гомологами; третий включает различные формы проявления существенных признаков изомерии при изучении последующих классов органических веществ, а также изомерию между веществами различных классов[5]. В процессе моделирования отрабатываем все признаки понятия изомерии на примере предельных углеводородов: состав - химическое строение - свойства. Строим углеродные скелеты молекул гомологов и рядом изомеров, сравниваем, в тетрадь заносим структурные формулы веществ, делаем выводы. При выполнении упражнений при моделировании указываем существенные признаки структурной изомерии (смотри приложение, фото 14), выясняем характерные черты межклассовой изомерии (смотри приложение, фото 15). При изучении разных классов органических веществ закрепляем данное явление изомерии как одно из причин многообразия веществ.

Моделирование углеродного скелета даёт возможность познакомиться с особенностями классификации веществ одного класса: например, выполнить упражнение по моделированию кумулированного, сопряженного и изолированного алкадиена (смотри приложение, фото 16) и другие.

В конце изучения темы “Теория химического строения органических веществ”, на уроках обобщения и систематизации знаний учащихся по рассмотрению учебного материала конкретного класса или группы веществ в качестве закрепления изученного применяю метод моделирования, используя фишки или шаростержневые модели (смотри приложение, фото 17).

Чем шире используются в учебном процессе модели, тем более глубоки знания учащихся о строении органических веществ. У школьников повышается теоретический уровень знаний по курсу органической химии, возрастает абстрактная мыслительная деятельность, расширяется объём и углубляется содержание формируемого понятия, развиваются познавательные способности, самостоятельность.

В процессе моделирования у учителя появляется возможность поддержать инициативу своих учеников, стимулировать их к творчеству в познавательной деятельности, которая носит частично-поисковый, поисковый, проблемный и даже исследовательский характер. Поведение учителя заключается в умении поставить учебно-познавательные проблемы так, чтобы вызвать интерес к размышлению, анализу и сравнению известных фактов, событий, явлений; в стимулировании к поиску новых знаний и нестандартных способов решения задач; в поддержке ученика на пути к самостоятельным обобщениям и выводам. Метод моделирования эффективно развивает образное мышление ученика, эмоционально-нравственную сферу его личности, стимулирует к саморефлексии и самопознанию, самораскрытию творческих способностей и ценностного отношения к миру; учит эмоциональному и диалогическому стилю общения с человеком, сотрудничеству и взаимоуважению, признанию его самоценности.

Список используемой литературы

1. Общая методика обучения химии в школе. Р.Г. Иванова, Дрофа, Москва, 2008 год.

2. Педагогика. Н. Бордовская, А. Реан, Питер, 2009 год.

3. Нормативная база ПО химии в средней (полной) школе. А.А.Каверина

4. Компетентностный подход как дидактическое условие предпрофильной и профильной подготовки учащихся. О.С.Габриелян, С.А.Сладков.

5. Проблемы обучения химии в условиях профилизации старшей школы. Н.В.Богомолова, П.А.Оржековский. Газета № 2/2007, "Химия", ИД "Первое сентября".

6. Лекция №7. Личностно ориентированные технологии обучения химии. О.С.Габриелян, В.Г.Краснова, С.А.Сладков. Газета № 23/2007. “Химия”, ИД "Первое сентября".

7. Методика формирования у учащихся основных понятий органической химии. И.Н.Чертков, Просвещение, Москва, 1991.

8. Программа курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений. О.С.Габриелян, Москва, Дрофа, 2009 год.

9. Настольная книга учителя. Химия. 10 класс. О.С.Габриелян, И.Г.Остроумов, М., Дрофа, 2004 год.

10. Настольная книга учителя. Химия. 11 класс. В 2-х частях. О.С.Габриелян, Г.Г.Лысова, А.Г.Введенская. М., Дрофа, 2004 год.

1. Аранская, О.С. Проектная деятельность школьников в процессе обучения химии: 8-11 классы: Методическое пособие./ О.С.Аранская, И.В.Бурая. -М.: Вентана-Граф, 2005.-288с.

2. Аршанский, Е.Я. Методика обучения химии в классах гуманитарного профиля / Е.Я.Аршанский. - М.: Вентана- Граф, 2003.-176с.

3. Воронина, Г.А. Естественнонаучное образование в профильных классах. Методическое пособие: 10-11 классы / Г.А.Воронина. - М.: Вентана - Граф, 2006. - 48 с. - (Библиотека учителя. Профильная школа).

4. Воронина, Г.А. Элективные курсы: алгоритмы создания, примеры программ: практическое руководство для учителя / Г.А.Воронина. - М.: Айрис аресс, 2006. - 128с. - (Профильное обучение).

5. Давыдов В.В, Варданян А.У. Учебная деятельность и моделирование . - Ереван: издательство: Луйс, 198. - 218 с.

6.

7. Ермаков, Д.С. Элективные курсы: требования к разработке и оценка результатов обучения / Д.С.Ермаков, Т.И.Рыбкина // Профильная школа, 2004.-№3.-с.6-11.

8. Задачи и тесты для самоподготовки по химии: пособие для ученика и учителя / Г.Н.Фадеев [и др.]. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.-310с.,

9. Концепция профильного образования на старшей ступени общего образования / В кн. Т.И.Галкина Организация профильного обучения в школе. с.32-34.

10. Пичугина, Г.В. Повторяем химию на примерах повседневной жизни. - М.: Аркти, 1999.-136с.

11. Прохорова Н.И. Моделирование на уроках химии // http://festival.1september.ru/articles/603353/

12. Тупикин, Е.И. Общеобразовательная химическая подготовка учащихся в учреждениях начального и профессионального образования. Цели, научно-методические принципы, пути реализации. Монография / Е.И.Тупикин. -М.: Издательский центр АПО, 2002, 108с.

13. Тупикин, Е.И. Особенности реализации профилирования в образовательных системах различного уровня / Е.И.Тупикин // Химия, 2007.-№6.-с.6-8.

14. Химия: сборник элективных курсов образовательной области «Естествознание» / Автор-составитель Н.В.Горбенко /Департамент образования Нижегор. обл., Нижегор. ин-т развития образования.-Н.Новгород: Нижегородский гуманитарный центр, 2007.-117с.

15. Ушаков Е.В. Введение в философию и методологию науки: учебник / Е.В. Ушаков. - М.: КНОРУС, 2008, с. 149 - 163

16. Чертков И.Н. Методика формирования у учащихся основных понятий органической химии. - М.: Просвещение, 1990. - 191 с.

Приложение 1

http://sch810v.mskobr.ru/common_edu/gbou_sosh_810-2/obrazovanie/cportivnye_ostizheniya/rabochaya_programma_lektivnogo_kursa_po_himii_dlya_10_klassa_osnovy_organicheskoj_himii/

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА ПО ХИМИИ ДЛЯ 10 КЛАССА «ОСНОВЫ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ» РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА ПО ХИМИИ ДЛЯ 10 КЛАССА «ОСНОВЫ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ» УЧИТЕЛЬ: СМИРНОВА Ю.А. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Данный элективный курс предназначен для учащихся 10-х классов, изучающих химию на базовом уровне. Курс рассчитан на 68 часов.

Введение данного курса предусматривает расширение базового курса по органической химии. Он направлен на развитие знаний учащихся по органической химии, как планирующих в дальнейшем поступать в химические ВУЗы, так и для учащихся, интересующихся данным предметом. В наше время происходит усиление химизации большинства сфер жизни человека, но успехи органической химии используются без осознания необходимости грамотного применения веществ и материалов. Изучение курса поможет учащимся раскрыть свойства широкого спектра веществ и материалов в связи с их использованием. Основные цели курса: помочь учащимся усвоить базовый курс органической химии; расширение и углубление знаний об органических веществах; развитие познавательного интереса и интеллектуальных способностей в процессе самостоятельного приобретения знаний с использованием различных источников, в том числе и компьютерных; воспитание убеждённости в позитивной роли химии в жизни современного общества. Задача курса: раскрыть более подробно содержание предмета органической химии; показать практическое значение органических веществ для человека; научить применять полученные знания и умения для безопасного использования органических веществ в быту, предупреждения явлений, наносящих вред здоровью человека. раскрыть роль и перспективы химических знаний в решении экологических проблем способствовать развитию способности к самостоятельной работе; совершенствовать навыки и умения, необходимые в научно-исследовательской деятельности. Особенностью данного курса является то, что его содержание сопряжено с основным курсом органической химии, развёртывается во времени параллельном ему. Это даёт возможность постоянно и последовательно увязывать учебный материал курса с основным курсом, а учащимся получать более прочные знания по предмету. Программа курса послужит для углубления и расширения знаний по химии, необходимых для конкретизации основных вопросов органической химии и для общего развития учеников. В элективном курсе более подробно рассматриваются вопросы генетической связи веществ, химические свойства и применение различных классов органических соединений, расширены сведения об изомерии и механизмах протекания химических реакций. По окончании курса учащиеся должны знать: классификацию органических соединений; общие химические свойства гомологических рядов в зависимости от строения; практическое значение отдельных представителей широко используемых в повседневной жизни, их составе, свойствах, способах применения. Уметь: устанавливать структурно-логические связи между всеми классами органических веществ; использовать приобретённые знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни; составлять уравнения реакций разных типов; соблюдать экологические требования в практической деятельности и в повседневной жизни; проводить самостоятельный поиск необходимой информации. Программа реализуется при использовании традиционных и элементов других современных педагогических технологий, включая компьютерные технологии. В качестве основных форм проведения занятий предполагается проведение лекций, семинаров, организации коллективных способов обучения, возможен метод проектов или исследовательской деятельности. В ходе изучения темы теоретические вопросы контролируются тестированием; решение расчетных задач. Литература для учащихся Габриелян О.С. Химия 10 класс - М.: Дрофа, 2002-2006 Большой справочник. Химия - М.: Дрофа, 1999 Лидин Р. А., Молочко В.А. Химия Для школьников старших классов и поступающих в ВУЗы.- М.: Дрофа, 2001 Конарев Б.Н. Любознательным о химии. Органическая химия. - М.: Просвещение, 1989 Программа элективного курса по химии «Основы органической химии» (2 часа в неделю) № п/п Раздел Количество часов 1 Введение в органическую химию 3 2 Строение и классификация органических соединений 5 3 Химические реакции в органической химии. Механизмы органических реакций 9 4 Углеводороды 18 5 Кислородосодержащие органические соединения 9 6 Углеводы 3 7 Азотсодержащие органические соединения 10 8 Биологически активные вещества 4 9 Решение задач в формате ЕГЭ 5 Тематическое планирование элективного курса по химии «Основы органической химии» (2 часа в неделю) Название раздела Номер занятия, тема Количество часов Введение в органическую химию. 1.Предмет органической химии. В мире органических веществ. 1 2.Теория строения органических соединений А.М.Бутлерова 1 3.Строение атома углерода. Типы гибридизации. 1 Строение и классификация органических соединений. 4.Ациклические соединения. 1 5.Алициклические соединения. Гетероциклические соединения: пиррол, тиофен, фуран, пиридин. 1 6.Основы номенклатуры органических соединений. Тривиальная и рациональная номенклатура. 1 7.Основы номенклатуры органических соединений. Систематическая номенклатура. 1 8.Изомерия и ее виды. Структурная и пространственная изомерия. 1 9.Решение задач на определение формулы органического соединения по массовым долям элементов и относительной (абсолютной) плотности газообразных веществ. 1 Химические реакции в органической химии. Механизмы органических реакций. 10.Типы химических реакций. Реакции замещения и присоединения. 1 11.Типы химических реакций. Реакции элиминирования, изомеризации и поликонденсации. 1 12.Обменный (радикальный) механизм образования ковалентной связи. 1 13.Понятие о нуклеофильных и электрофильных реагентах. 1 14.Рекции замещения Sn1-типа (мономолекулярного замещения). 1 15.Рекции замещения Sn2-типа (бимолекулярного замещения). 1 16.Реакции элиминироания: Е1- и Е2 - типов. 1 17.Электронные эффекты в органической химии. Индукционный эффект. 1 18.Электронные эффекты в органической химии. Мезомерный эффект. 1 Углеводороды. 19.Природные источники углеводородов. Фракционная перегонка нефти. 1 20.Крекинг нефтепродуктов. 1 21. Риформинг и платформинг нефтепродуктов. 1 22. Переработка каменного угля. Пиролиз и коксование. 1 23.Современное совершенствование процессов переработки твердого топлива. 1 24.Алканы. Строение и изомерия. Основные химические свойства. Октановое и цетановое число. 1 25.Алкены. Строение и изомерия. Основные химические свойства. Правило А.М.Зайцева и В.В.Марковникова. 1 26.Алкины. Строение и изомерия. Основные химические свойства. 1 27.Алкадиены. Строение и изомерия. Основные химические свойства. Реакция Дильса-Альдера и ее применение в органическом синтезе. 1 28.Натуральный и синтетический каучук. Реакция вулканизации резины. 1 29.Циклоалканы. Строение и изомерия. Основные химические свойства. Теория Байера. 1 30.Конформационный анализ циклогексана. 1 31.Ароматические соединения. Механизм радикального замещения - SR 1 32.Ароматические соединения. Механизм радикального замещения - SN 1 33.Понятие о у - и р-комплексах. 1 34.Ориентирующее действие заместителей I и II рода в бензольном кольце. 1 35.Решение задач на определение массы, объема и количества вещества, если известна доля практического выхода продукта. 1 Кислородосодержащие органические соединения 36.Пределеьные одноатомные спирты. Строение. Основные химические свойства и получение. 1 37.Многоатомные спирты. Основные химические свойства этиленгликоля и глицерина. 1 38.Фенолы. Химические реакции, идущие в бензольном кольце. 1 39.Альдегиды и кетоны. Основные химические свойства. Кето-енольная таутомерия. 1 40.Понятие о карбонильной и метиленовой компоненте в альдольно-кротоновой конденсации. 1 41.Карбоновые кислоты. Основные химические свойства. Ангидриды. 1 42-43.Составление химических уравнений в соответствии со схемой превращений. 2 44.Сложные эфиры. Их распространение в природе и технике. Реакция этерификации. 1 45.Жиры. Воска. 1 Углеводы 46.Общая классификация углеводов. 1 47.Глюкоза. Строение молекулы и химические свойства. 1 48.Крахмал и целлюлоза. Строение молекулы и химические свойства. 1 Азотсодержащие органические соединения. 49.Амины. 1 50.Аминокислоты. Реакция образования дисульфидных мостиков и пептидной связи. 1 51.Диссоциация аминокислот. 1 52.Белки. Уровни организации белковых молекул. 1 53.Химические свойства белков. Цветные реакции на белки. 1 54.Нуклеиновые кислоты. Пуриновые и пиримидиновые основания. Понятие о кето-форме. 1 55.Структура молекулы ДНК и ее функции. 1 56.Функции и строение р-РНК. 1 57.Функции и строение и-РНК. 1 58.Функции и строение т-РНК. 1 Биологически активные вещества 59.Витамины и их виды. Авитаминоз и гиперавитаминоз. 1 60.Ферменты и их классификация. 1 61.Ферменты. Их строение и особенности. Механизм действия. 1 62.Гормоны. Их классификация и строение. 1 Решение задач в формате ЕГЭ 63-68.Повторение. Решение задач в формате ЕГЭ.

Примером межпредметного практико-ориентированного проекта.

Таблица 2 Критерии оценки выполнения и защиты проекта

Критерии выполнения и защиты проекта	оценка проектанта	оценка учителя	оценка учащихся	рейтинговая оценка
Выполнение проекта 1. Актуальность темы, значимость работы
2. Объем и полнота разработок, самостоятельность
3. Уровень творчества, оригинальность темы, подходов, решений
4. Аргументированность предлагаемых решений, выводов, полнота библиографии,цитируемость
5. Оформление, соответствие стандартам, качество схем, рисунков
Защита проекта 1. Качество доклада: композиция, полнота представления работы, аргументированность, убедительность
2. Объем и глубина знаний по теме, эрудиция, межпредметность
3. Педагогическая ориентация: культура речи, манера изложения, использование наглядности, удержание внимания аудитории
4. Ответы на вопросы: полнота, дружелюбие, убедительность
5. Деловые и волевые качества докладчика: ответственность, готовность к дискуссии, контактность

Одним из важных моментов является разработка критериев и оценивание выполнения учебного проекта. (Таблица 2).

Оценка в баллах - 0; 5; 10; 20.

Суммарная оценка проекта:

«отлично» - 155-200 баллов

«хорошо» - 100-154 балла

«удовлетворительно» - менее 100 баллов

Приложение 2

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение

лицей № 389 «Центр экологического образования»

Кировского района Санкт-Петербурга

ул. Кронштадтская, д.7, т. 783-51-12

Конкурс - фестиваль

«Лучшие уроки педагогов Кировского района»

Номинация

«Лучший урок естественнонаучного цикла»

Методическая разработка урока химии

«Идентификация органических соединений»

(программа О.С. Габриеляна, 10 класс, профильный уровень)

Автор:

Власова Жанна Евгеньевна,

учитель химии ГБОУ лицея № 389 «ЦЭО»

т. 8-921- 975-31-03

Санкт-Петербург, 2012

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Представленный урок разработан на основе проектной деятельности учащихся, которая позволяет не только повторить и закрепить знания, но и создать учебное пособие в виде слайдовой презентации, включающей информацию о качественных реакциях органических веществ, уравнения реакций, видеофрагменты, ссылки на ресурсы Internet, содержащие тренировочные задания по данной теме. Пособие учащиеся смогут использовать при повторении органической химии в 11 классе и при подготовке к ЕГЭ.

Тип урока: обобщающий

Продолжительность: 90 минут (если этап поиска и обработки информации осуществлять не в рамках урока, а предложить учащимся в качестве предварительной подготовки, продолжительность занятия можно сократить до 45 минут).

Цель урока: создать условия для повторения и углубления знаний и практических навыков учащихся по распознаванию органических веществ.

Задачи:

· образовательные: обобщить и систематизировать знания учащихся о качественных реакциях;

· развивающие: развивать познавательную активность, самостоятельность учащихся, навыки работы с современными средствами информатизации, умения работать в группе;

· воспитательные: способствовать формированию интеллектуальной и исследовательской культуры учащихся, интереса к знаниям, умениям; развитию навыков сотрудничества.

План урока:

Ш Организационный момент

Ш Актуализация опорных знаний учащихся

Ш Работа над проектом:

- формирование групп;

- изучение инструктивных карт;

- поиск и обработка информации;

- защита проекта;

Ш Первичная проверка усвоения материала

Ш Экскурсия в виртуальную лабораторию (работа с ЭОР)

Ш Решение экспериментальных задач

Ш Контроль знаний

Ш Подведение итогов

Ш Домашнее задание

Используемые технологии: проблемное обучение, метод проектов, обучение в сотрудничестве, ИКТ.

Формы организации деятельности учащихся: фронтальная, групповая, индивидуальная.

Виды деятельности учащихся:

o ответы на теоретические вопросы;

o выполнение тестовых заданий;

o составление уравнений реакций;

o работа с ЭОР;

o выполнение лабораторных опытов;

o создание презентации;

o решение экспериментальных задач;

o само- и взаимопроверка

Ожидаемый результат: каждый ученик должен знать качественные реакции органических веществ, уметь записывать уравнения этих реакций, решать экспериментальные задачи по распознаванию различных веществ, адекватно оценивать свои знания, рефлексировать свою деятельность.

Оборудование: компьютер (с выходом в Internet), проектор, экран, ноутбук, учебник, инструктивные карты, инструкции для проведения опытов, карточки с экспериментальными задачами, тестовые задания, штатив с пробирками, держатель для пробирок, спиртовка.

Реактивы: крахмал, молоко, спиртовой раствор йода, медная проволока, оксид меди (II), водные растворы хлорида железа (III), сульфата меди (II), гидроксида натрия, карбоната натрия, нитрата серебра, аммиака, перманганата калия, уксусной и муравьиной кислот, фенола, формалина, глюкозы, бромная вода, глицерин, этиленгликоль, растительное масло, универсальный индикатор.

Литература:

1. О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, А.А. Карцова. Органическая химия: учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений с углубленным изучением химии. - М.: Просвещение.

2. Габриелян О.С. Химия. 10 класс: Настольная книга учителя / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. - М.: Дрофа, 2004.

3. Г.И. Штемплер. Химия на досуге. Домашняя лаборатория. - М., 1996.

1.

Деятельность учителя	Деятельность учащихся
I этап: организационный Задача: подготовка учащихся к работе
1. Проверяет готовность к уроку, приветствует учащихся	1. Готовятся к уроку, приветствуют учителя
II этап: подготовка к основному этапу урока Задача: обеспечение мотивации, актуализация опорных знаний
1. Создает проблемную ситуацию: - Знаете ли вы, что ресурсные возможности нашего организма неограниченны, и мы можем прожить не 50 и даже не 100 лет, а намного больше! Как вы считаете, что мешает нам продлить жизнь? - Наше здоровье зависит от многих факторов, один из них - качество продуктов питания. К сожалению, недобросовестные производители и продавцы в погоне за прибылью добавляют в продукты различные вещества. Например, молоко разбавляют водой, а чтобы прозрачность его не увеличивалась, добавляют крахмал. Чтобы увеличить количество меда и его вязкость, добавляют муку. Как распознать фальсификацию? - Умение распознавать вещества помогает в работе не только химикам, но и медикам, экологам, биологам, фармацевтам, работникам пищевой промышленности. Эти знания могут помочь и в повседневной жизни. 2. Сообщает тему, формулирует цель и задачи урока. 3. Предлагает ответить на вопросы: ь Как называются реакции, с помощью которых можно распознать вещества? ь По каким признакам можно определить, что произошла химическая реакция? ь Как называется вещество, с помощью которого проводят качественную реакцию? ь С помощью какого реактива можно обнаружить крахмал? ь Что является признаком данной реакции? 4. Предлагает учащимся начертить в тетрадях таблицу (демонстрируется на экране): Вещество Реактив Визуальный эффект Уравнение реакции 5. Проводит демонстрационный опыт - действие йода на крахмал (для наглядности крахмал добавляется в молоко). 6. Информирует учащихся о том, что далее обобщать знания по данной теме мы будем в рамках информационно-исследовательского проекта.	1. Отвечают на поставленные вопросы: ь Экологические проблемы, стрессы, вредные привычки, болезни и т.д. ь Необходимо провести анализ продуктов и обнаружить добавки. 2. Записывают тему урока в тетрадь. 3. Отвечают на поставленные вопросы: ь Качественные ь Изменение цвета, выпадение или исчезновение осадка, выделение газа. ь Реактивом на определяемое вещество. ь С помощью раствора йода. ь Появление синего окрашивания. 4. Чертят таблицу. 5. Делают записи в таблице.
III этап: работа над проектом Задача: создание учебного пособия «Качественные реакции органических веществ»
1. Предлагает выбрать 4 учащихся, которые интересуются компьютерными технологиями, для создания презентации (группа Web-дизайнеры) и для работы с Internet-ресурсами (группа Internet-серферы), остальным сформировать группы по 3-4 человека. 2. Раздает каждой группе инструктивную карту (Приложение 1), в которой представлен план изучения области темы, обращает внимание на необходимость соблюдения правил техники безопасности при выполнении опытов. 3. Контролирует ход выполнения работы, обеспечивает поддержку, оказывает помощь в случае затруднений. 4. Заслушивает выступления учащихся, при необходимости корректирует, исправляет ошибки.	1. Делятся на группы. 2. Изучают план, приступают к работе над проектом. 3. Осуществляют поиск и обработку информации, отвечают на вопросы, записывают уравнения реакций, выполняют лабораторные опыты, готовят выступления. В это время Web-дизайнеры верстают слайдовую презентацию. 4. Представители каждой группы презентуют свою работу, проводят демонстрационные опыты, остальные - слушают, смотрят эксперимент и заполняют таблицу в тетради.
IV этап: первичная проверка усвоения материала Задача: выявление согласованности в понимании выполняемых заданий
1. Выдает каждому учащемуся задание на установление соответствия и таблицу для ответов (Приложение 2), разъясняет порядок выполнения. 2. Предлагает учащимся сверить свои ответы с ключом, представленным на экране, найти и отметить в таблице те вещества, реактив для которых был определен неправильно.	1. Индивидуально выполняют задание. 2. Самостоятельно проверяют работу, выполняют работу над ошибками, используя таблицу в тетради.
V этап: закрепление знаний Задача: выявление уровня сформированности знаний учащихся, установление недостатков в овладении учебным материалом.
1. Представляет интерактивную модель электронного образовательного ресурса «Виртуальная лаборатория», демонстрирует варианты заданий (тренажер). http://www.virtulab.net/index.php?option=com_content&view=article&id=291:2009-11-14-22-37-18&catid=57:2009-11-14-21-25-00&Itemid=108 2. Предлагает каждой группе поочередно решить одну задачу по идентификации органических соединений в виртуальной лаборатории. 3. Информирует учащихся о том, что теперь им предстоит применить полученные знания на практике и выполнить экспериментальное задание (выдается каждой группе): В пяти пронумерованных пробирках даны следующие вещества без надписей: этанол, уксусная кислота, глюкоза, глицерин, этаналь. Опытным путем определите каждое из выданных веществ. Результаты оформите в таблицу: № пробирки Вещество Уравнение реакции 4. Акцентирует внимание о необходимости соблюдения правил техники безопасности при проведении опытов, контролирует работу учащихся. 5. Предлагает группам обменяться итоговыми таблицами и сравнить полученные результаты, озвучивает правильные ответы (заполненная таблица демонстрируется на экране), при наличии ошибок дает необходимые разъяснения.	1. Коллективно работают над поставленными вопросами. 2. Ведут обсуждение в группах, предлагают варианта решения, делают вывод по результатам виртуального эксперимента. 3. Обсуждают порядок выполнения экспериментального задания, чертят таблицу в тетради. 4. Соблюдая правила техники безопасности, выполняют необходимые опыты, заполняют таблицу. 5. Передают тетради другой группе, осуществляют взаимопроверку выполненного задания, исправляют допущенные ошибки.
VI этап: рефлексия
1. Предлагает учащимся ответить на вопросы: ь Вспомните, с чего мы начинали этот урок, какую проблему хотели решить? ь Как вы считаете, удалось ли нам достичь цели? ь Что запомнилось на уроке, что понравилось? ь Как можно использовать созданную вами презентацию «Идентификация органических соединений»? 2. Разъясняет, что созданное во время урока пособие учащиеся могут найти в школьной сети или получить по электронной почте.	1. Отвечают на поставленные вопросы.
VII этап: подведение итогов Задача: анализ и оценка успешности достижения цели
1. Учитель: любой исследователь должен иметь прочные знания. Вам предлагается тест, результаты которого позволят выяснить, насколько успешно и плодотворно вы потрудились на уроке (раздает каждому учащемуся тестовое задание по изученной теме, состоящее из вопросов, предлагавшихся на ЕГЭ (Приложение 3)) 2. Проверяет работы. 3. Дает общую оценку класса на уроке, особое внимание обращает на: Ш самых активных учеников; Ш слаженность работы в группе Ш взаимоподдержку и взаимопомощь при выполнении исследования в группах 4. Выставляет оценки за работу на уроке и по результатам тестирования. 5. Благодарит учащихся за работу.	1. Выполняют задание индивидуально, сдают работы. 2. Осуществляют самооценку, используя тест «Как я усвоил материал?»: · Получил прочные знания, усвоил весь материал - 9-10 баллов; · Усвоил материал частично - 7-8 баллов; · Мало что усвоил, необходимо еще поработать - 4-6 баллов.
VIII этап: домашнее задание Задача: обеспечение понимания цели, содержания и способов действий
1. Повторить качественные реакции органических веществ, используя пособие. 2. Дополнить пособие материалами о качественном определении хлорпроизводных углеводородов, фенола, анилина (на выбор).

Приложение 3

Инструктивные карты

Группа № 1

Цель: изучить качественные реакции на непредельные соединения

1. Ответьте на вопросы (устно):

· Какие соединения называют непредельными?

· Назовите классы углеводородов, содержащих кратные связи.

· Каковы качественные реакции на наличие кратной связи? Каков визуальный эффект этих реакций?

2. Запишите уравнения качественных реакций на алкены (на примере этена) и на алкины (на примере этина). Можно ли с помощью этих реакций отличить алкен от алкина?

3. Проделайте лабораторные опыты:

1) Налейте в пробирки по 2 мл уксусной и олеиновой кислоты. В каждую пробирку добавьте немного бромной воды. Объясните полученный результат.

2) Налейте в пробирки по 2 мл подсолнечного и машинного масла. К содержимому каждой пробирки добавьте несколько капель раствора перманганата калия. Объясните полученный результат.

4. Подготовьте устное выступление и демонстрационный эксперимент по изученному материалу.

Группа № 2

Цель: изучить качественные реакции на одноатомные и многоатомные спирты

1. Ответьте на вопросы (устно):

· Какая функциональная группа обусловливает характерные химические свойства спиртов?

· Чем отличаются одноатомные и многоатомные спирты?

· Каковы качественные реакции на одноатомные и многоатомные спирты? Каков визуальный эффект этих реакций?

2. Запишите уравнения качественных реакций на одноатомные спирты (на примере этилового спирта) и на многоатомные спирты (на примере этиленгликоля или глицерина) и передайте их Web-дизайнерам.

3. Проделайте лабораторные опыты:

1) Налейте в пробирку 1 мл этанола. Возьмите медную спираль, прокалите в пламени спиртовки до образования черного налета оксида меди (II) и погрузите ее в этанол. Почему спираль становится блестящей?

2) В пробирку налейте 2 мл раствора гидроксида натрия и добавьте немного раствора сульфата меди (II) до выпадения осадка. К осадку прилейте глицерин и взболтайте. Отметьте превращение голубого осадка в раствор темно-синего цвета.

4. Подготовьте устное выступление и демонстрационный эксперимент по изученному материалу.

Группа № 3

Цель: изучить качественные реакции на альдегиды

1. Ответьте на вопросы (устно):

· Какая функциональная группа обусловливает характерные химические свойства альдегидов?

· С помощью каких реакций можно отличить альдегиды от других органических веществ? Каков визуальный эффект этих реакций?

· Что образуется при окислении альдегидов?

2. Запишите уравнения качественных реакций на альдегиды (на примере метаналя или этаналя) и передайте их Web-дизайнерам.

3. Проделайте лабораторные опыты:

1) В чистую пробирку налейте 2 мл раствора нитрата серебра и к нему добавьте по каплям разбавленный раствор аммиака до растворения появившегося в начале осадка. К полученному раствору добавьте несколько капель раствора метаналя. Пробирку закрепите в держателе и аккуратно нагрейте.

2) В пробирку налейте 1 мл раствора метаналя и добавьте по 1 мл раствора сульфата меди (II) и раствора гидроксида натрия. Полученную смесь нагрейте. Почему появляется желтый, а затем красный осадок?

4. Подготовьте устное выступление и демонстрационный эксперимент по изученному материалу.

Группа № 4

Цель: изучить качественные реакции карбоновых кислот

1. Ответьте на вопросы (устно):

· Какие свойства уксусной кислоты сходны со свойствами минеральных (неорганических кислот)?

· Какие вещества образуются при взаимодействии уксусной кислоты со спиртами?

· Почему для муравьиной кислоты характерна реакция «серебряно зеркала», а другие карбоновые кислоты не обладают таким свойством?

2. Запишите уравнения реакций, протекающих между: а) уксусной кислотой и гидроксидом натрия; б) муравьиной кислотой и аммиачным раствором оксида серебра.

3. Проделайте лабораторные опыты:

1) Налейте в пробирку 1мл раствора гидроксида натрия и добавьте несколько капель раствора фенолфталеина. При добавлении уксусной кислоты происходит обесцвечивание.

2) В чистую пробирку налейте 2 мл раствора нитрата серебра и к нему добавьте по каплям разбавленный раствор аммиака до растворения появившегося осадка. К полученному раствору добавьте несколько капель муравьиной кислоты. Пробирку закрепите в держателе и аккуратно нагрейте.

4. Подготовьте устное выступление и демонстрационный эксперимент по изученному материалу.

Интернет-серферы

Цель: используя ресурсы Интернет, собрать коллекцию видеоопытов для изучения качественных реакций

1. Найдите и скачайте в Интернете видеофрагменты качественных реакций на:

· Непредельные углеводороды

· Многоатомные спирты

· Альдегиды

· Карбоновые кислоты (муравьиную и уксусную)

· Углеводы (глюкозу и крахмал)

· Белки

2. Передайте их Web-дизайнерам.

3. Подготовьте выступление о цветных реакциях на белки

Web-дизайнеры

Цель: составить презентацию из материалов, собранных остальными группами учащихся

1. Создайте заготовки слайдов для слайд-лекции, выберите фон, создайте титульный лист.

2. Укажите названия слайдов:

· Качественные реакции на непредельные углеводороды

· Качественные реакции на многоатомные спирты

· Качественные реакции на альдегиды

· Качественные реакции на белки и т.д.

3. Соберите в рабочих группах информацию для слайдов и создайте презентацию.

4. Сопровождайте защиту проекта соответствующими слайдами.

Приложение 4

Найдите соответствия:

1. Наличие альдегидной группы в молекуле HCOH можно доказать с помощью реактивов:	А) Гидроксид меди (II)
2. Наличие карбоксильной группы в молекуле CH3COOH можно доказать реакцией с:	Б) Аммиачный раствор оксида серебра
3. Двойственные функции муравьиной кислоты проявляются при взаимодействии с:	В) Бромная вода
4. Для качественного определения уксусной кислоты применяют:	Г) Раствор перманганата калия
5. Для определения непредельных углеводородов используют:	Д) Раствор хлорида железа (III)
6. Для определения фенола используют:	Е) Индикаторы
7. Для определения крахмала применяют:	Ж) Концентрированная азотная кислота
8. Для качественного определения многоатомных спиртов применяют:	З) Раствор йода
9. Для качественного определения глюкозы применяют:	И) Специфический запах
10. Для определения белка применяют:	К) Растворы неорганических кислот

Ответ оформите в виде таблицы:

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

Приложение 5

Вариант 1

1. Пентен можно отличить от пентана с помощью любого из реактивов:

1) раствор перманганата калия и гидроксид меди (II)

2) оксид серебра и гидроксид меди (II)

3) бромная вода и оксид меди (II)

4) бромная вода и раствор перманганата калия

2. При добавлении к некоторому органическому веществу свежеосажденного гидроксида меди (II) и нагревании образовался красный осадок. Это органическое вещество:

1) фенол

2) формальдегид

3) этилен

4) уксусная кислота

3. Реакция «серебряного зеркала» не характерна для:

1) фруктозы

2) этаналя

3) глюкозы

4) формальдегида

4. Реактивом на глицерин является:

1) бромная вода

2) хлороводород

3) аммиачный раствор Ag₂О

4) гидроксид меди (II) (свежеприготовленный)

5. Муравьиную кислоту можно отличить от уксусной кислоты с помощью:

1) индикатора

2) раствора NaOH

3) раствора [Ag (NH₃)₂]OH

4) раствора K₂CO₃

Вариант 2

1. При добавлении к некоторому органическому веществу свежеосажденного гидроксида меди (II) и нагревании образуется красный осадок. Это органическое вещество:

1) диэтиловый эфир

2) альдегид

3) многоатомный спирт

4) уксусная кислота

2. Наличие альдегидной группы в органическом веществе можно установить с помощью:

1) бромной воды

2) лакмуса

3) аммиачного раствора Ag₂O

4) гидроксида натрия

3. При добавлении к некоторому органическому веществу свежеосажденного гидроксида меди (II) в присутствии щелочи образовался раствор ярко-синего цвета.

Это органическое вещество:

1) этанол

2) фенол

3) глицерин

4) анилин

4. Раствор перманганата калия можно использовать для обнаружения:

1) бензола

2) циклопентана

3) бутана

4) пропена

5. Бутан можно отличить от бутена с помощью любого из реактивов:

1) оксид серебра и гидроксид меди (II)

2) бромная вода и оксид меди (II)

3) раствор перманганата калия и гидроксид меди (II)

4) бромная вода и раствор перманганата калия

Размещено на Allbest.ru

...