Применение кейс-технологий на уроках химии

Дайте ответ и вы.

Разберите данную ситуацию, проведите ее анализ.

Какие явления называются физическими?

Какие явлениями называются химическими?

Составьте список последовательных действий при чаепитии.

Какие из перечисленных вами действий при чаепитии относятся к физическим, а какие - к химическим явлениям?

Информационный материал

«Всё, что нас окружает: и живая, и неживая природа, находится в постоянном движении и непрерывно изменяется: движутся планеты и звёзды, идут дожди, растут деревья. И человек, как известно из биологии, постоянно проходит какие-либо стадии развития. Перемалывание зёрен в муку, падение камня, кипение воды, молния, свечение лампочки, растворение сахара в чае, движение транспортных средств, молнии, радуги - это примеры физических явлений.

И с веществами (железо, вода, воздух, соль и др.) происходят разнообразные изменения, или явления. Вещество может быть кристаллизовано, расплавлено, измельчено, растворено и вновь выделено из раствора. При этом его состав останется тем же.

Так, сахарный песок можно измельчить в порошок настолько мелкий, что от малейшего дуновения он будет подниматься в воздух, как пыль. Сахарные пылинки можно разглядеть лишь под микроскопом. Сахар можно разделить ещё на более мелкие части, растворив его в воде. Если же выпарить из раствора сахара воду, молекулы сахара снова соединяться друг с другом в кристаллы. Но и при растворении в воде, и при измельчении сахар остаётся сахаром.

В природе вода образует реки и моря, облака и ледники. При испарении вода переходит в пар. Водяной пар - это вода в газообразном состоянии. При воздействии низких температур (ниже 0?С) вода переходит в твёрдое состояние - превращается в лёд. Мельчайшая частичка воды - это молекула воды. Молекула воды является и мельчайшей частичкой пара или льда. Вода, лёд и пар не разные вещества, а одно и то же вещество (вода) в разных агрегатных состояниях.

Подобно воде, и другие вещества можно переводить из одного агрегатного состояния в другое.

Характеризуя то или другое вещество как газ, жидкость или твёрдое вещество, имеют в виду состояние вещества в обычных условиях. Любой металл можно не только расплавить (перевести в жидкое состояние), но и превратить в газ. Но для этого необходимы очень высокие температуры. Во внешней оболочке Солнца металлы находятся в газообразном состоянии, потому что температура там составляет 6000?С. А, например, углекислый газ путём охлаждения можно превратить в «сухой лёд».

Явления, при которых не происходит превращений одних веществ в другие, относят к физическим явлениям.

Физические явления могут привести к изменению, например, агрегатного состояния или температуры, но состав веществ останется тем же.

Со всеми предметами, которые нас окружают, происходят различные изменения.

Если нагреть медную пластину на воздухе, она потеряет свой блеск и покроется налётом черного цвета, который можно легко соскоблить. Повторяя этот процесс много раз, можно всю медь превратить в чёрный порошок, этот порошок называется оксид меди. Оксид меди - это новое вещество, которое обладает новыми свойствами. И при охлаждении чёрный порошок снова не станет медью.

Лента металла магния, если её поджечь, горит с ярким, ослепительным светом. Получается новое вещество - оксид магния.

Возьмём стеклянную трубку и будем продувать воздух через раствор извести - известковую воду. Жидкость станет мутной, потому что в ней образуется белый порошок, похожий на мел. Постепенно этот порошок осядет на дно сосуда. Этот осадок является новым веществом, которое образовалось из растворённой в воде извести и углекислого газа.

Если нагреть сахар в пробирке, мы увидим, как он плавится и постепенно приобретает коричнево-бурый цвет с выделением едкого запаха. На стенках пробирке появятся капельки воды, несмотря на то, что сахар был совершенно сухим. В конце опыта сахар превратится в вещество чёрного цвёта, безвкусное и нерастворимое в воде - это уголь.

При горении древесины происходит выделение воды и углекислого газа. Мы не можем этого видеть, но, если провести ряд экспериментов это станет очевидным. Если поднести горящую спичку к перевёрнутому стакану, на стенках стакана изнутри осядут капельки воды.

Что же общего в описанных явлениях? Во всех случаях из одних веществ получаются другие вещества. Все рассмотренные нами явления - это примеры химических явлений.

Химическими явлениями называются такие явления, при которых из одних веществ образуются другие вещества. Химические явления называют химическими реакциями».

Урок по химии по теме: «ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОРОДА» 9 класс

Тип кейса: обучающий

Содержание кейса: «Та история простая…

Джозеф Пристли, как-то раз

окись ртути нагревая,

обнаружил странный газ.

Газ без цвета, без названья.

Ярче в нем горит свеча.

А не вреден для дыханья?

(Не узнаешь у врача!)

Новый газ из колбы вышел -

никому он не знаком.

Этим газом дышат мыши

под стеклянным колпаком.

Человек им тоже дышит.

Джозеф Пристли быстро пишет:

«Воздух делится на части».

(Эта мысль весьма нова).

Здесь у химика от счастья

и от воздуха отчасти

(от его важнейшей части)

закружилась голова…

Кошка греется на крыше.

Солнца луч в окошко бьет.

Джозеф Пристли с ним две мыши

Открывают КИСЛОРОД».

Задания:

Проанализируйте стихотворение и ответьте на вопросы.

1. Какой газ обнаружил Д. Пристли, нагревая оксид ртути?

2. Опишите его физические свойства.

3. Почему способ получения кислорода методом Д. Пристли в данное время потерял актуальность?

4. Назовите способы получения кислорода в настоящее время.

5. Назовите составные части воздуха.

6. Заполните таблицу.

Информационный материал

«Открытие кислорода.

В конце XVIII в. английский ученый Д. Пристли занимался нагреванием разных веществ, собирая солнечные луч при помощи увеличительного стекла. Когда он накаливал таким образом оксид ртути (II) HgO - в приборе, изображенном на рисунке, выделилось много газа. Сначала Д. Пристли подумал, что это воздух. Но когда он опустил в сосуд с собранным газом горящую свечу, то увидел нечто необычное. «Меня поразило, - писал Д. Пристли, - больше, чем я мог выразить, что свеча в этом газе горела замечательно блестящим пламенем».

Д. Пристли поместил одну мышь в сосуд с обыкновенным воздухом, а другую в такой же сосуд с полученным им газом. Первая мышь быстро задохнулась, а вторая в это время еще чувствовала себя хорошо и оживленно двигалась. Д. Пристли и сам пробовал дышать полученным газом и нашел, что им дышится легко и приятно.

Характеристика элемента.

Химический знак элемента - О, относительная атомная масса равна 16.

Кислород - самый распространенный химический элемент на поверхности земного шара. В свободном состоянии (в виде простого вещества) содержится в воздухе, в связанном - в воде Н₂О, а также входит в состав горных пород и минералов. На кислород приходится почти половина массы земной коры, гидросферы и атмосферы.

Характеристика простого вещества кислород.

Кислород О₂ - бесцветный газ, не имеет запаха и вкуса, мало растворим в воде. Немного тяжелее воздуха: (относительная плотность по воздуху вычисляется отношение молекулярной массы газа к молекулярной массе воздуха, которая равна 29. Для кислорода получаем: 32:29 = 1,1. Значит, он тяжелее воздуха в 1,1 раз.). При давлении 101,3 кПа и температуре -183⁰ С кислород переходит в жидкое состояние. Жидкий кислород - подвижная жидкость голубого цвета.

Получение кислорода в лаборатории.

Дж. Пристли получал этот газ из соединения, название которого - меркурий (II) оксид. Ученый использовал стеклянную линзу, с помощью которой фокусировал на веществе солнечный свет. При нагревании меркурий(II) оксид (порошок желтого цвета) превращается в ртуть и кислород. Ртуть выделяется в газообразном состоянии и конденсируется на стенках пробирки в виде серебристых капель. Кислород собирается над водой во второй пробирке.

Соответствующее химическое уравнение:

2HgO = 2Hg + O₂^

Сейчас метод Пристли не используют, поскольку пары ртути токсичны. Кислород получают с помощью других реакций, подобных рассмотренной. Они, как правило, происходят при нагревании.

Для получения кислорода в лаборатории используют:

- калий перманганат KMnO₄ (бытовое название марганцовка; вещество является распространенным дезинфицирующим средством)

- калий хлорат KClO₃ (тривиальное название - бертолетова соль, в честь французского химика конца XVIII - начала XIX в. К._Л. Бертолле)

Небольшое количество катализатора - оксида MnO₂ - добавляют к хлорату калия для того, чтобы разложение соединения происходило с выделением кислорода.

Кислород может находиться в атмосфере

(21 % по объему), в земной коре (47 % по массе), в живых организмах (65 % по массе), в гидросфере (89 % по массе). В целом 99,99 % кислорода «связано» в виде соединений, 0,01 % - свободное простое вещество-газ кислород. Кажется, это очень небольшое количество, но на самом деле на 0.01 % приходится 1,5*10¹⁵ тонн! Весь свободный кислород образуется на планете благодаря зеленым растениям. «Связывание» кислорода происходит в результате дыхания (живая природа) и горения (неживая природа).

Заполните таблицу:

«Характеристика кислорода»

1	Открытие кислорода
2	Характеристика кислорода как химического элемента
3	Характеристика кислорода как простого вещества
4	Получение кислорода
5	Содержание кислорода в воздухе

Урок по химии по теме: «Коррозия металлов» 9 класс

Тип кейса: обучающий

Содержание кейса: «В начале XX века из Нью-Йоркского порта вышли в открытый океан красавица-яхта. Её владелец, американский миллионер, не пожалел денег, чтобы удивить свет. Корпус был сделан из очень дорогого в то время алюминия, листы которого скреплялись медными заклепками. Это было красиво-сверкающий серебристым блеском корабль, усеянный золотистыми головками заклепок! Однако через несколько дней обшивка корпуса начала расходиться, и яхта пошла быстро ко дну».

Задания.

1. Что же случилось с яхтой? Предложите свой способ спасения яхты.

2. Исследуйте свою квартиру, дом и установите, где использованы антикоррозионные покрытия. Постройте классификацию антикоррозионных покрытий на основании областей их применения.

3. Найдите дополнительную информацию о коррозии и способах борьбы с ней.

4. Отчет о проделанной работе предоставить в произвольной форме.

Информационный материал

«Коррозией металлов называется их разрушение вследствие химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой.

Химической коррозией называется процесс разрушения металлов без электрического тока, происходящий в среде сухих газов или в жидкостях, не проводящих электрический ток. Химической коррозии подвергаются поверхности корпусных конструкций при соприкосновении с перевозимыми нефтепродуктами, солью, углем и другими минералами.

Наибольшие коррозионные разрушения наблюдаются на танках, вмещающих светлые сорта нефтепродуктов - бензины, керосины и т. п., - от воздействия на металл корпуса сернистых соединений и различных кислотных остатков, входящих в их состав.

Электрохимической коррозией является процесс разрушения металла при соприкосновении его с жидкостями, проводящими электрический ток (электролитами). Это разрушение происходит на границе между металлом и жидкостью и вызвано электрохимической реакцией, возникающей между ними, аналогично явлению, протекающему в гальваническом элементе. Таким электролитом по своему химическому составу является морская вода. Металлический же корпус судна, представляющий собой неоднородный по структуре материал, образует большое количество микрогальванических пар, являющихся анодами, с участков которых металл, корродируя, переходит в раствор.

В судостроении наибольшие потери металлов от корродирования происходят вследствие электрохимической коррозии, влияние на которую оказывает состав морской воды (наличие в ней солей и содержание кислорода).

Известно, что введение, например, в сталь легирующих элементов повышает ее антикоррозионную стойкость.

Рассматривая коррозионные разрушения корпуса, можно обнаружить следующую закономерность: наибольшему разрушению подвергается наружная обшивка корпуса в районах грузовой ватерлинии и действия гребных винтов, верхняя палуба у бортов, концевые поперечные переборки, палубы трюмов в районе льял, сварные швы и головки заклепок.

Методами борьбы с коррозией корпуса судна являются: выбор металла, обладающего наибольшей коррозионной стойкостью в определенных условиях эксплуатации судна; применение легированных сталей; нанесение на поверхность металла различных покрытий - гальванизация, металлизация и плакирование металлом (цинком, никелем, хромом и др.), лакокрасочные покрытия и установка электрохимической (катодной и протекторной) защиты, а также исключение контактов стальных конструкций с деталями из других сплавов, в первую очередь с цветными металлами.

Наиболее эффективным способом борьбы с коррозией судового корпуса является электрохимический способ, заключающийся в установке в районе предполагаемого коррозионного разрушения проекторов - металлических накладок из магниево-алюминиевого сплава или цинка, электрический потенциал которого ниже потенциала защищаемого металла. Этот способ основан на разнице электрических потенциалов металла (катода), подвергающегося коррозии, и протектора (анода).

Кроме коррозионного разрушения, на наружной обшивке в районе гребных винтов наблюдаются внешне схожие разрушения металла в виде скопления на поверхности углублений и язвочек. Такое разрушение называется эрозией металла.

Эрозия металла происходит от механического воздействия на поверхность металла быстродвижущихся частиц жидкостей, песчинок твердых тел, взвесей, газовых пузырьков и т. п. Интенсивность эрозионного разрушения зависит от однородности структуры и твердости металла. Для увеличения эрозионной стойкости в металл корпуса вводят легирующие компоненты, повышающие его прочность и антикоррозионную стойкость, производят поверхностное упрочение, закалку и проводят другие мероприятия.

Коррозия приводит к большим объемам корпусных ремонтных работ. Обрастание корпуса и коррозия требуют периодических работ для уменьшения шероховатости наружной обшивки. Химическая коррозия (окисление) характерна для незащищенных надводных стальных конструкций.

Более опасна электрохимическая коррозия, сущность которой состоит в следующем: при размещении в электролите двух элементов с разными электрическими потенциалами между ними начинает протекать электрический ток от элемента с более низким потенциалом (анода) к элементу с более высоким потенциалом (катоду). Процесс сопровождается разрушением анода. Морская вода является электролитом, стальная наружная обшивка корпуса - анодом, а ее окалина, разнородные шлаковые и газовые включения, бронзовые гребные винты, втулки дейдвудных подшипников и др. катодом.

Наиболее интенсивно распространяется электрохимическая коррозия по наружной обшивке в районе переменной ватерлинии, у кормового подзора, в местах установки донной арматуры, в районе сварных швов. Усиленно коррозируют якорные цепные ящики, льяла, двойное дно, ватервейс, настилы под деревянными покрытиями и у комингсов люков, прачечные, душевые и т. п. Для защиты наружной обшивки от коррозии и обрастания применяют противообрастающие покрытия, которые можно разделить на четыре группы: обычные, долгосрочные, самовосстанавливающиеся и само полирующиеся.

Обычные покрытия типа ХВ_53 работоспособны в течение 12-14 мес, долгосрочные - 16-24 мес, самовосстанавливающиеся - 2,5-5 лет, само полирующиеся покрытия (СПК), основанные на медленно растворяющихся в воде органических акриловых сополимерах (выделяющих при этом токсичные вещества) и образующие пленку повышенной гладкости, до 30 мес. К само полирующимся относится покрытие «Хидрон», которое набухает, поглощая до 70-80 % воды от своей массы, и сглаживает поверхность.

В последние годы разработано много устройств ультразвуковой защиты от обрастания, заставляющих обшивку корпуса слабо вибрировать, что не позволяет морским организмам и водорослям прикрепляться к ее поверхности. Для уменьшения коррозии цистерн в балластную воду и некоторые нефтепродукты добавляют специальные ингибиторы (замедлители), отдельные конструкции и узлы, трубопроводы выполняют из нержавеющей стали, поверхности определенных деталей оксидируют для образования прочной и плотной пленки окислов (обычно применяют фосфатирование).

При протекторной защите к наружной обшивке корпуса на приварных шпильках крепят изготовленные из сплавов на алюминиевой основе протекторы, являющиеся по отношению к обшивке анодом. Радиус действия протекторов ограничен. Более эффективна катодная защита, при которой в определенных районах наружной обшивки на изолированном стеклопластиком участке крепят железокремниевые или платинотитановые экраны.

Положительный полюс судового источника постоянного тока подводят к экрану (анод), отрицательный - к корпусу судна (катод). Защиту многих деталей, трубопроводов от коррозии обеспечивают цинкованием, хромированием и т. п. В последнее время получила распространение профилактическая и преддоковая очистка корпусов судов под водой. В первом случае удаляется только обрастание, а во втором - вместе с обрастанием снимается и старая краска.

Сущность очистки с помощью механического очистного органа заключается в воздействии на очищаемую поверхность пучков стальных проволок, шарошек, пластинок, скребков, ударников, которые подвергают наслоения удару, срезанию, царапанию, рыхлению и частичному заглаживанию. Наиболее распространенными средствами механизации очистки на отечественных заводах являются агрегаты с механическим рабочим органом в виде щеточных и шарошечных барабанов.

Создание эффективных и надежных дробеструйных и дробеметных агрегатов с замкнутым циклом регенерации дроби требует серьезной конструкторско-технологической проработки. Получил распространение гидродинамический способ, использующий подаваемую под давлением воду в качестве средства очистки и повышающий качество очистки. Эффективность очистки повышается за счет совместного использования динамического и кавитационного воздействия высоконапорной затопленной струи воды на обрабатываемую поверхность. При истечении высоконапорной затопленной (при подводной очистке) струи из насадки со скоростью 32 м/с и более при давлении 0,6 МПа и более образуется кавитационная зона, заполненная выделившимися из жидкости в процессе ее расширения газами и парами.

Практическое использование ряда напряжений

Ряд напряжений используется на практике для сравнительной оценки химической активности металлов в реакциях с водными растворами солей и кислот и для оценки катодных и анодных процессов при электролизе:

Металлы, стоящие левее, являются более сильными восстановителями, чем металлы, расположенные правее: они вытесняют последние из растворов солей. Например, взаимодействие Zn + Cu²⁺ > Zn²⁺ + Cu возможно только в прямом направлении.

Металлы, стоящие в ряду левее водорода, вытесняют водород при взаимодействии с водными растворами кислот - неокислителей; наиболее активные металлы (до алюминия включительно) - и при взаимодействии с водой.

Металлы, стоящие в ряду правее водорода, с водными растворами кислот - неокислителей при обычных условиях не взаимодействуют.

При электролизе металлы, стоящие правее водорода, выделяются на катоде; восстановление металлов умеренной активности сопровождается выделением водорода; наиболее активные металлы (до алюминия) невозможно при обычных условиях выделить из водных растворов солей».

Более простой кейс - обучающий. На уроках химии необходимо применять практические и исследовательские кейс - методы вместо традиционных практических работ (можно использовать практические кейсы, например, вместо простого сливания веществ в пробирках, обучающиеся получают хороший тренинг по закреплению знаний, умений, навыков, принятия решений в данной ситуации). Практические кейсы должны быть максимально наглядными и детальными, и это лучше всего может быть отражено при выполнении практического кейса. Думаю, что практические кейсы можно также использовать при изучении темы «Химия и производство». Например, при изучении производства метанола в 11 классе.

Хорошо показал себя метод проигрывания ролей на уроках химии. Пример. Письмо в проектный институт: «Хозяин нашего завода поручил нам организовать производство метанола, мы никогда его не выпускали и не знаем, как нам это сделать. Помогите получить метанол промышленным способом!».

Кейс № 1. Задание логистам: какое сырье необходимо для производства метанола, как использовать конечный продукт. (Можно воспользоваться интернет ресурсами).

«Кейс № 2. Задание экономистам: проанализировать затраты на производство метанола.

Информационный материал.

«Синтетический способ из монооксида углерода и водорода при температуре 300-400 °C и давления 300-500 атм. в присутствии катализатора - смеси оксидов цинка, хрома и др. Сырьем для синтеза метанола служит синтез-газ (CO + H₂), обогащенный водородом: CO + 2 H₂ > CH₃OH. Из 100м³ водорода получается 250 кг спирта.

Щелочной гидролиз галогеналканов: CH₃Cl + NaOH CH₃OH + NaCl. Из 50 кг хлорметана получается 20 кг метанола

Окисление метана под действием катализаторов СН₄+О₂= 2CH₃OH. Из 100 кг метана можно получить 200 кг метанола

Примечание: эффективность реакции оценивается по массовой доле выхода продукта».

Наименования	Ед. измерения	Стоимость (сентябрь 2022 г.)
метан	1 л	21 руб.
кислород	5м3	400 руб.
Синтез газ	1 л	9,9 руб.
хлорметан	1 л (плотность 2,31г/ л)	1700 руб.
Гидроксид натрия	1 кг	500 руб.

Кейс № 3. Задание технологам: проанализировав способы получения аммиака и серной кислоты, предложить технологическую схему получения метанола из СО и Н₂. Источники - технологические схемы и описание производств серной кислоты и аммиака.

Кейс № 4. Задание экологам: проанализировать возможности угрозы окружающей среде при производстве метанола, предложить методы предотвращения этого. Как наиболее эффективно использовать природные ресурсы и энергию в этом производстве. (Можно воспользоваться интернет ресурсами).

Исследовательские кейсы выступают моделью для получения нового знания о ситуации и поведения в ней. Также они предполагают работу по данной исследовательской проблеме, но обучающиеся должны найти свой собственный подход или метод исследования. Доминирование исследовательской функции в данном кейсе позволяет довольно эффективно использовать его в научно - исследовательской деятельности. В химии это темы «Химия и экология».

2.3 Применение обучающих кейс-технологий

В качестве примера рассмотрим несколько вариантов применения кейсов на уроках химии в разных классах по разным темам. Учитель может использовать их, построив урок по своему плану.

1. Кейс урока химии в 9 классе по теме: «Свойства фосфора и его соединений»:

«Академик Семён Вольфкович был в числе первых советских химиков, проводивших опыты с фосфором. Тогда необходимые меры предосторожности ещё не принимались, и газообразный фосфор в ходе работы пропитывал одежду. Когда Вольфкович возвращался домой по тёмным улицам, его одежда излучала голубоватое свечение, а из-под ботинок высекались искры. Каждый раз за ним собиралась толпа и принимала учёного за потустороннее существо, что привело к распространению по Москве слухов о «светящемся монахе».

Учитель задает следующие вопросы по кейсу:

Какие виды фосфора существуют и что за явление «аллотропия»?

Какие примеры из жизни или литературных источников вы можете привести о фосфоре?

Какие химические свойства фосфора обуславливают его применение в промышленности и в быту?

Какие меры предосторожности надо было применять академику, работая с фосфором?

Ученики работают, используя учебник и интернет - ресурсы. Результаты поиска заносятся в таблицу:

Аллотропия фосфора
Физические свойства
Химические свойства
Действие на организм человека, ТБ при работе с фосфором
Применение фосфора

2. Урок в 8 классе при изучении темы «Водород и его свойства»

Решение кейса:

1. Ознакомление с сюжетом.

«Водород - топливо ближайшего будущего» - именно под таким девизом проходит внедрение двигателей внутреннего сгорания, потребляющего H₂ в автотранспорте. Уже давно водородное топливо занимает лидирующую позицию среди прочих альтернативных источников энергии, благодаря многим своим уникальным свойствам: экологичность, больший коэффициент полезного действия по сравнению с бензиновым и дизельным топливом.

«Если водород обладает такими чудесными характеристиками, - воскликните вы, - почему же его практически не используют на автотранспорте?».

2. Проблематизация - ученики должны найти проблему: почему водород не используют как топливо

3. Формулирование проблемы: водородное топливо экологически чистое и экономически выгодное, тогда почему промышленность не производит машины с водородным двигателем.

4. Выдвижение гипотетических ответов на проблемный вопрос (мозговой штурм внутри малых групп).

5. Проверка гипотез на основе информации сюжета и других доступных источников (групповая работа). Необходимо предоставить обучающимся возможность использовать любую литературу, учебники, справочники.

Учитель предоставляет распечатки с информацией, объем которой не должен превышать 1 страницы. Работа может идти по учебнику.

6. Презентация решения. Не более 3 минут на группу.

7. Рефлексия хода решения кейса. Вопросы учителя.

3. Урок в 8 классе по теме «Вода, свойства, значение» проводится в виде дискуссии по группам.

«С 1990_х годов на веб-сайтах и в почтовых рассылках нередко появляются призывы запретить использование монооксида дигидрогена. В них перечисляются многочисленные опасности, которое вызывает это вещество: оно является главным компонентом кислотных дождей, ускоряет коррозию металлов, может вызывать короткое замыкание и т. п. Несмотря на опасность, вещество активно применяется в качестве промышленного растворителя, добавки к пищевым продуктам, на атомных станциях, а предприятия сбрасывают его в огромных количествах в реки и моря.

В 2007 году новозеландский депутат потребовал запретить опасный химикат.

Чем опасно использование монооксида дигидрогена?»

Каждой группе выдается кейс, в котором обозначен вопрос для обсуждения, информация распечатывается или учащиеся пользуются интернет источниками, учебником. В течение 5-7 минут группа работает над своим вопросом. Затем спикер (выбирается из учеников) доводит до остальных групп информацию и отвечает на вопросы оппонентов (члены группы дополняют ответы на вопросы, возникшие у других групп). Дискуссией руководит модератор (учитель).

Кейс № 1 «Химические свойства воды. Может ли вода гореть? Кто и когда впервые осуществил синтез воды?»

Кейс № 2 «Физические свойства воды. В каких агрегатных состояниях встречается вода в природе? Может ли вода течь вверх? Почему бутылка с водой, поставленная в морозилку раздувается?».

Кейс № 3 «Каковы основные источники загрязнения воды? Какие методы очистки воды? Почему в природе нет чистой воды?».

Кейс № 4 «Роль воды в жизни человека».

4. Урок по органической химии в 10 классе по теме «Синтетические моющие средства»

«Одна из исторических версий появления мыла гласит, что идея изготовления этого пенящегося чуда все же принадлежит римлянам. Более того, такая версия еще и объясняет происхождение современного названия мыла (Soap). Сторонники этой версии считают, что в реку Тибр после дождя попадала смесь из золы от костров и жира принесенных в жертву животных, которых сжигали на горе Sapo. Вода в реке стала пениться, и в результате этого одежда, которую римляне стирали в Тибре, стала лучше отстирываться. Но применение мыла в бытовых целях еще не означало то, что его использовали и для гигиенических процедур. Прелесть очищения кожи с помощью мыла римляне смогли оценить только в 164 году нашей эры. Из записей римского врача Галена ученые узнали, что мыло в то время изготавливалось из раствора золы с известью. А пенилось оно благодаря добавлению в состав жира. Со временем появилась даже профессия «мыловар», или, как его еще называли, «сапонариус». Упоминания о мастерах мыловаренного дела встречаются в работах Теодора Присциануса, которые были датированы 385 годом нашей эры».

Вопросы учителя:

Так какое строение и состав имеет мыло?

Покажите взаимосвязь строения и свойств моющих средств.

Задания:

Каковы формулы жира и мыла? Предложите способ получения мыла из жира в домашних условиях.

Найдите из других источников дополнительную информацию о жирах, мылах, СМС.

В современном мире предлагается много косметической, гигиенической продукции. А как правильно выбрать мыло, на что надо обратить внимание?

Задание группам: заполнить таблицы

1.

Формула жира	Формула мыла

2.

Вопрос	Сырье	Условия проведения опыта	Техника безопасности
Предложите способ получения мыла из жира в домашних условиях.

3.

Вопрос	Ответ
Найдите из других источников дополнительную информацию о жирах, мылах и синтетических моющих средствах.

4.

Вопрос	Ответ
В современном мире предлагается много косметической, гигиенической продукции. А как правильно выбрать мыло, на что надо обратить внимание?	Основные особенности детской кожи: Тонкий и ранимый роговой слой кожи. Для его повреждения достаточно даже незначительных механических и химических воздействий. Толщина эпидермиса у маленьких детей в 2-3 раза тоньше, чем у взрослых. Функция сальных и потовых желез только начинает формироваться. Кожное сало и пот ребенка создают на поверхности кожи нейтральную среду. Кожа новорожденных принимает активное участие в газообмене. Кожное дыхание у новорожденных в 8 раз интенсивнее, чем у взрослых. Загрязнения кожи выключают ее из процесса дыхания, что незамедлительно сказывается на общем состоянии здоровья. Детская кожа слабо защищена от воздействия солнечных лучей, так как пока у клеток кожи снижена возможность вырабатывать пигмент меланин. На что обратить внимание при выборе детского мыла Выбирайте продукцию известных косметических компаний с хорошей репутацией. Мыло, наряду с другими средствами детской косметики, должно проходить клинические испытания, рецептуры должны учитывать особенности детской кожи. Разработка оптимального сбалансированного состава мыла «по карману» только крупным компаниям. Детское мыло не должно вызывать аллергии. Перед первым употреблением проводите тест на аллергическую реакцию. Для этого необходимо намылить небольшой участок кожи ребенка, тщательно смыть пену и в течение нескольких дней понаблюдать реакцию. Если не возникнет покраснений, высыпаний и шелушения, мыло можно смело использовать. В этой связи не покупайте несколько кусков (флаконов) мыла одновременно. Основное требование, выдвигаемое к мылу - наличие нейтральной рН среды. Обращайте внимание на состав. В мыле для самых маленьких не должно быть синтетических добавок, активной парфюмерии и красителей, ароматических отдушек. Полностью натурального мыла не существует, что бы ни утверждали производители. Иначе мыло бы не обладало годичными сроками годности. При перечислении составляющих компонентов на упаковке их располагают в порядке уменьшения количества (чем ближе название к началу, тем больше вещества в продукте) или в алфавитном порядке. Внимательно изучив состав, можно самостоятельно определить степень натуральности мыла. Чем больше натуральных компонентов в мыле, тем оно лучше. Выбирая мыло, советуйтесь с врачом, поскольку привычное мыло может стать причиной больших неприятностей с нежной кожей ребенка.

Тема урока: «Стекло» 9 класс

Тип урока: урок изложения нового материала.

Цель урока: ознакомление с отраслью силикатной промышленности - стеклоделие.

Задачи:

1. Дать понятие о стекле и его составе.

2. Определить свойства и строение стекла.

3. Познакомить с производством стекла.

4. Познакомить с видами стекла.

5. Продолжить формирование научного мировоззрения.

Планируемые результаты:

- предметные: знание физических свойств стекла, состава и видов стекла, способах получения.

- метапредметные: умение работать с текстом учебника, цифровыми и интернет источниками.

- личностные: развитие любознательности, формирование интереса к изучению материалов, окружающих нас в жизни.

Оборудование и материалы: медиапроектор, компьютер, экран, образцы стекла оконного, хрустального, триплекс, узорчатого, химического, стекловолокно.

Основные понятия, изучаемые на уроке: стеклоделие, стекло оконное, хрусталь, триплекс, стекловолокно.

Метод обучения: объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый.

Этапы урока:

1. Подготовка к изучению нового материала через повторение и актуализацию опорных знаний;

2. Сообщение темы, цели, задач урока и мотивация учебной деятельности;

3. Ознакомление с новым материалом с использованием видеоматериала и презентации;

4. Первичное осмысление и закрепление полученных знаний с помощью проверочного задания;

5. Задание на дом;

6. Подведение итогов урока.

Ход урока.

1. Подготовка к изучению нового материала через повторение и актуализацию опорных знаний.

Сегодня мы с вами изучим новую тему. А какую, вы поймете, когда ответите, о каком веществе идет речь.

Кейс № 1 «Это вещество самый перспективный строительный материал нового, ХХI века. Запасы сырья, из которого его делают, не иссякнут практически никогда! А возможностей - уйма. Из него можно сделать практически всё - начиная от стен и заканчивая волокном. Недавно изобрели даже гвозди. Прочные, не ржавеют и не гнутся!»

Если ученики не найдут ответа, то учитель дает подсказку.

Подсказка. Такова моя природа:

Известняк, песок и сода

Много требуют огня,

Чтобы выплавить меня.

Я прозрачно и светло

И зовут меня… (Стекло)

Сообщение темы, цели, задач урока и мотивация учебной деятельности.

Итак, мы сегодня будем изучать стекло. Стеклоделие - это отрасль силикатной промышленности. Откройте тетради, запишите число, классная работа, параграф…, тема «Производство стекла».

Наша цель - познакомиться с отраслью силикатной промышленности - стеклоделие.

Ознакомление с новым материалом.

Кейс № 2. «Древнеримский историк Плиний-старший (79 - 23 гг. до н. э.) писал, что стеклом мы обязаны финикийским морским купцам, которые, готовя пищу на стоянках, разводили на прибрежном песке костры и подпирали горшки кусками извести, создав тем самым условия для возникновения на месте кострища стеклянного слитка»

Вопросы:

Что служило исходным сырьем для изготовления стекла?

Какие условия необходимы для получения стекла?

Можно ли сделать стекло разного цвета и как?

Учитель рассказывает о истории происхождения стекла, его строении и способах производства в настоящее время (презентация). На доске записываются: состав сырья, виды стекла и их химический состав.

Ученикам до начала урока раздаются информационные карточки о различных видах стекла, их свойствах и применении. Ученики по ходу рассказа учителя должны найти в них информацию, сообщать классу и заполнять таблицу в тетрадях (работа идет совместно с учителем, с показом наглядного материала и слайдов презентации)

Таблица «Виды стекла»

Виды стекла	Состав	Свойства	Применение
Обычное (Содовое, оконное)	Na2O*CaO*6SiO2	Хрупкое, прозрачное, теплопроводность низкая, тяжелое, химически стойкое	Окна, посуда, покровные стекла
Хрустальное	K2O*PbO*6SiO2	Сильно преломляет свет, звенит, блеск и прозрачность	Посуда, украшения, линзы для оптики
Тугоплавкое (Закаленное)	K2O*B2O3*6SiO2	Жаропрочное, очень тяжелое.	Защитные стекла для духовок, каминов, посуда
Кварцевое	SiO2	Пропускает ультрафиолет, при изменениях температуры не расширяется	Кварцевые лампы, детали часов

Закончить таблицу ученики должны дома, найдя информацию в интернете.

Применение стекла:

В строительной промышленности (оконные блоки с деревянными или металлическими переплетами; двери; перегородки; декоративные витражи, отделочные плитки и зеркала; теплицы; теплоизоляция многослойных ограждающих конструкций, стекловолокнистые материалы).

В электровакуумной промышленности (стеклянные вакуумы).

В производстве стеклотары (химические сосуды, бутылки, банки, посуда для быта и др.)

Оптическая промышленность (очки, линзы и др.).

Приборостроение (табло, защитные пластины).

В интерьере (зеркала, стеклянные перегородки, стеклоблоки, прозрачные колонны, журнальные столы и столы под аппаратуру, стеклянные полочки, этажерки и другие виды мебели и декораций.

«Физминутка» - «Ребята, закройте глаза, руки положили на колени, дыхание ровное, сосчитайте до 10. Отдохнули? Приступаем к работе».

4. Первичное осмысление и закрепление полученных знаний с помощью выполнения проверочных заданий.

Проверочное задание - игра «История стеклянной бусинки»

История стеклянной бусинки

1) Родилась я 6 тыс лет назад в Южной Америке.

2) Сырьем для моего производства служат глина, сода и известняк.

3) Вначале я была обычным оконным стеклом, но люди научились изменять мой состав, добавляя оксиды разных металлов.

4) Добавляя оксид свинца, я научилась звенеть и играть всеми цветами радуги.

5) Добавив оксид бора, я перестала бояться огня и стала закаленной.

6) Из чистого кварцевого песка люди стали получать такие лампы, которые пропускали ультрафиолетовые лучи.

7) Но, к сожалению, я боюсь кислот и щелочей.

8) Зато из меня можно вытянуть нити и соткать ткань!

Ответы:

Вопрос	1	2	3	4	5	6	7	8
Ответ	нет	нет	да	да	да	да	нет	да

Учитель читает задание, ученики ставят напротив номера положительный или отрицательный ответ.

Учитель просит взять карточки с вопросами, которые были даны ученикам до начала урока. Если ученик согласен с утверждением, он ставит «+», если не согласен, то «-».

Оценку ученики ставят себе сами - усвоили они материал или нет

5. Задание на дом. Дополнить таблицу «Виды стекла» данными из интернета или литературных источников.

6. Подведение итогов урока.

Приложение к уроку.

Раздаточные карточки

1. Сырьем для производства обычного стекла служат чистый кварцевый песок, сода и известняк. Эти вещества тщательно перемешивают и подвергают сильному нагреванию (1500 °С). В стекловаренной печи происходят следующие процессы:

Na₂CO₃ + SiO₂ > Na₂SiO₃ + CO₂

CaCO₃ + SiO₂ > CaSiO₃ +CO₂

Na₂SiO₃ + CaSiO₃ + 4SiO₂ > Na₂O • CaO • 6SiO₂

примерный состав обычного оконного стекла

Если соду заменить поташом K₂CO₃, а оксид кальция на оксид бора, то получат тугоплавкое стекло для химической посуды.

2. При замене оксидов натрия и кальция на оксиды калия и свинца получают хрустальное стекло. Это стекло сильно преломляет свет и поэтому применяется в оптике для изготовления линз и призм.

Из чистого песка получают кварцевое стекло, из которого делают лабораторную посуду. Другое его специфическое свойство - это способность пропускать ультрафиолетовые лучи, поэтому из него изготовляют так называемые кварцевые лампы, используемые в медицине.

3. Для получения цветных стекол к сырью добавляют оксид соответствующего металла. Так, например, при добавлении оксида кобальта (2) получают синее стекло. Оксид хрома (3) придает стеклу зеленый цвет. Добавлением небольших количеств мелкодисперсного золота получают рубиновое стекло. Если добавить медь, то получится темно-красное непрозрачное стекло. Оксиды железа (2) окрашивают бутылки для напитков в коричневый цвет. Оксид олова придает «молочный цвет».

Из стекла готовят также тонкие стеклянные нити, идущие для производства стекловолокна и тканей. Стеклянные ткани применяются в качестве тепло - и электроизоляторов. Из стекловолокна и пластмасс изготовляют стеклопластики, которые по прочности не уступают стали.

4. Одностороннее зеркальное стекло применяются для скрытного наблюдения за людьми (в целях контроля за поведением или шпионажа), либо для защиты помещения от посторонних взглядов.

Обычные зеркала - это как правило стекло с нанесенным на его заднюю сторону отражающим покрытием (различными сплавами олова, серебра, меди, титана или алюминия). При этом напыление очень плотное и слой напыления толстый.

Зеркала с односторонней прозрачностью изготавливаются аналогично, но слой напыления тонкий и пропускает часть света.

5. Безопасные стекла (триплекс)

В общественных местах, где толчется много народа, стараются ставить безопасные стекла. Видели, наверное, россыпи стеклянной крошки на месте автомобильной аварии? Так вот, именно закаленные стекла применяют для «остекления» автомобилей, автобусов и прочего транспорта, входных дверей и перегородок. Неострые осколки получаются, как говорят специалисты.

6. Узорчатое стекло

Поверхность щедро украшена всевозможными орнаментами. Сейчас в Европе, например, самый «писк» - стекла с мелким-мелким геометрическим рисунком. Технология эта новая, и поэтому такие стекла стоят в четыре раза дороже обычных узорчатых.

Например, стекло «мороз» делают так - на стекло наносят силикатный клей, а затем кладут в печь. В результате получается очень похоже на те узоры, что зимой образуются на наших стеклах. Интересен и процесс рождения узорчатого стекла «метелица». Под остывающую пластичную стеклянную массу пускают воздух, который, пробивая себе путь, оставляет на стекле рельефные волны

7. Оптическое стекло - прозрачное стекло специального состава, используемое для изготовления различных деталей оптических приборов.

От обычного технического стекла отличается особенно высокой прозрачностью, чистотой, бесцветностью, однородностью, а также строго нормированными преломляющей способностью, дисперсией, в необходимых случаях - цветом. Выполнение всех этих требований значительно усложняет и удорожает производство оптического стекла. В состав шихты для варки оптического стекла обычно входит чистый кремнезём, сода, нередко - соли бария, и другие компоненты.

В главе 2 «Учебные кейсы-технологии в преподавании химии» были рассмотрены вопросы:

- Основные направления применения кейсов в образовании.

- Методика обучения кейс-технологий на уроках химии.

- Применение обучающих кейс-технологий.

- Представлены некоторые уроки химии с использованием кейсовых технологий.

Для достижения полного понимания темы на уроках химии целесообразно применять одну из современных педагогических технологий, направленную на организацию самостоятельной работы учащихся, кейс-технологию. Кейс метод формирует навыки и умения мыслительной деятельности, способность к обучению, умение перерабатывать огромные массивы информации. Необходимым условием кейс-технологии является разработка эффективного кейса и методики его использования в образовательном процессе. Плюсом данных кейсов является гарантия более качественного усвоения знаний за счет их углубления и обнаружения пробелов знаний. Минусами - время, которого у учителя может не быть на уроке или при прохождении программы в течение года, а также большая работа по подготовке кейса к уроку.

Результаты проведенного исследования свидетельствуют об эффективности кейс - технологии при формировании знаний и умений в случае целенаправленной и систематической работы с применением кейсов, включающих задания. Для обучающихся в основной школе, в соответствии с возрастной спецификой, деятельность по решению кейсов целесообразно организовывать в групповых формах. При этом не следует лишать возможности ученика выбора индивидуальной формы работы. Содержание кейсов должно быть близко пониманию подростков. В результате можно сделать следующие выводы: Кейс - технология способствует: - развитию личностных качеств учащегося, умения вырабатывать решения, аргументировать и отстаивать свою точку зрения; - выработке коммуникативных качеств учащегося; - развитию инициативности учащегося. Таким образом, кейс - метод является хорошим инструментом для организации занятий по формированию знаний и умений на уроках химии.

3. Применение кейс-технологий на уроках химии

Кейс-технологии на уроках химии

Чтобы ученик стал компетентным, необходимо использовать активные методы обучения, например, метод проектов, метод проблемного изложения, игры, которые являются частью кейс-технологии. Системно-деятельностный подход в обучении побуждает учителя к поиску путей формирования и развития универсальных учебных действий, помогающий ученику «объять необъятное», изучать учебные предметы исходя из деятельности, то есть к знанию идти от действия.

В процессе изучения предмета «Химия» формирование теоретических представлений также может идти по этому пути - от действия к мысли. Поэтому особую важность приобретает формирование практических умений.

Умения, благодаря которыми обязательно должен владеть учащийся:

- умение работать с текстом: быстро находить нужную информацию в сотрудничестве с другими учащимися, анализировать содержание текста;

- презентационные умения: умение грамотно и доказательно представить свою точку зрения;

- умение слушать и вступать в диалог, участвовать в коллективном обсуждении проблем;

- умение применять логические универсальные учебные действия и др.

Для их формирования на уроках химии можно применять кейс - технологии. Суть кейс-технологий - анализ реальной ситуации (определенных вводных данных), описание которой одновременно отражает не только какую-либо практическую проблему, но и актуализирует определенный комплекс знаний, который необходимо усвоить при разрешении данной проблемы.

Сюжетную канву кейса (реальную ситуацию для анализа) в рамках школьного предмета может составлять учебники, справочники, дополнительная литература.

На уроках химии могут быть использованы кейсы различной степени сложности:

Первая степень предполагает наличие практической ситуации и ее решения.

Вторая степень сложности: существует некая практическая ситуация - необходимо найти ее решение.

Третья степень сложности: наличествует практическая ситуация - необходимо определить проблему и найти пути ее решения. Решений может быть множество, и почти все варианты имеют право на существование, аргументацию и обсуждение.

Ситуативные кейсы на уроках могут быть связаны с проблемами и перспективами взаимоотношений между веществами с составлением таблиц.

Решение кейсов одинаково эффективно в групповой работе, в работе в парах, в индивидуальной работе.

Применение кейс-технологий в обучении химии позволяет создать на уроке благоприятную среду для отработки практических умений, необходимых школьникам для грамотной работы с различного рода информацией, позволяет активизировать теоретические знания и практический опыт обучаемых, их способность высказывать свои мысли, идеи, предложения, умение выслушать альтернативную точку зрения, и аргументировано высказать свою. Использование этого метода необходимо еще и потому, что он позволяет увидеть неоднозначность решения проблем в реальной жизни.

Примерный план-конспект урока химии, который является как бы общей структурой подготовки данной технологии.

Тип урока: урок-обобщение.

Вид урока: урок с использованием кейс-технологии.

Цели урока:

Образовательная: обобщить знания.

Развивающая: развивать инициативу, любознательность, умственную активность.

Воспитательная: формировать коммуникативные навыки, умения вырабатывать и аргументировать самостоятельные решения, аргументировать самостоятельные решения, навыки сотрудничества в группах.

Учебные задачи:

- систематизировать знания;

- формировать умения раскрывать взаимосвязь науки и практики

- формировать умения использовать полученные знания в своей профессиональной деятельности.

Оборудование и реактивы: образцы веществ без названий, вода, пробирки в штативе, стеклянные палочки, стеклянные пластинки.

Раздаточный материал: кейс «Эврика», правила работы с кейсом

План урока.

Кейс «Эврика»

1. Подготовительный этап.

Конкретизация преподавателем цели урока.

2. Ознакомительный этап.

Вовлечение учащихся в живое обсуждение конкретной ситуации.

2.1. Введение в ситуацию;

2.2. Описание ситуации:

а) Условие ситуации;

б) Задание (что надо сделать?).

2.3. Информационный материал

3. Основной (аналитический) этап.

1) вступительное слово учителя;

2) распределение учащихся по группам;

3) организация работы групп:

- обсуждение предложенного материала с применением основных правил для анализа кейса (Приложение 1)

- выявление проблемных моментов

- определение докладчиков

4) представление результатов анализа

4. Итоговый этап.

- заключительная презентация результатов аналитической работы (сравнение нескольких вариантов решения одной проблемы);

- обобщающее выступление учителя - анализ ситуации;

- оценивание учителем учащихся.

3.1 Методика преподавания кейс-технологий на уроках химии

Так как название «методика» происходит от слова «метод», то понятие «метод обучения» раскрывается с в методике преподавания кейс-технологий на уроках химии. В само понятие метода обучения включается разное содержание. Это видно из названий методов: комплексный, метод проектов, лабораторный, дальтон-план, догматический, эвристический, дедуктивный, индуктивный. Как видно, понятие «метод» относилось и к содержанию, и ко всей учебной работе, и к организации учебного процесса, и к различным логическим операциям.

Ведущая роль учителя в написании урока состоит в том, что он проектирует учебный процесс не только по основным направлениям, но и в деталях. Кроме того, он осуществляет этот проект, руководит учебной работой учащихся. Чтобы правильно планировать и управлять учебной целенаправленной работой учащихся, учителю необходимо с предельной ясностью видеть ближайшие цели ее и связь этих частных учебных задач с общими педагогическими целями обучения. Общепедагогические задачи могут и не раскрываться перед учащимися, но достаточно ясно должны быть сформулированы учителем для себя и учтены в подготовке и проведении учебных занятий. Частные же цели, относящиеся к содержанию, т. е. к освоению научных знаний или навыков, должны быть известны учащимся и осознаны ими.

Виды объединения деятельности учителя и учащихся направленной на достижение какой-либо учебной цели, называются методами обучения. В соответствии с ближайшими дидактическими целями различаются и методы обучения: 1) при изучении нового учебного материала, 2) при усовершенствовании ранее приобретенных знаний учащихся и при обучении их применению знаний, 3) при проверке знаний и умений.

Учащиеся могут приобретать знания, наблюдая объект изучения - предметы, процессы, наглядные пособия. При этом они не изменяют объекта изучения. Изучаемые предметы, процессы, изображения предметов называются средствами наглядности, а методы, применение которых связано с их использованием, называются методами наглядного обучения или просто наглядными методами. При изучении нового учебного материала средства наглядности могут быть для учащихся источником знания, а для учителя средствами преподавания.

...