Применение кейс-технологий на уроках химии

Учащиеся наблюдают и при выполнении химических опытов. В этом случае они изменяют объекты наблюдения, создают новые объекты изучения (вещества, приборы и др.). Эта группа методов называется наглядно-действенными или экспериментальными методами.

Особую группу методов обучения составляют словесные методы: 1) изложение учителя (рассказ, лекция); 2) беседа; 3) работа учащегося с книгой; 4) работа малыми группами с использованием кейс-технологий.

Для характеристики того или иного метода обучения важна психолого-логическая сторона учебного процесса. При анализе процесса изучения учащимися нового учебного материала на основе непосредственного восприятия объектов могут применяться два основных варианта наблюдений и выполнения химического опыта; либо учащиеся воспринимают сведения об изучаемом объекте сначала самостоятельно на основе наблюдений или опыта, а затем проверяют их по книге или при помощи учителя. Такой вариант методов называется исследовательским или эвристическим. Если же учащиеся сначала узнают о свойствах изучаемых предметов и процессов из книги или со слов учителя, а затем уточняют эти знания на основе наблюдений и опытов, такой вариант методов называется иллюстративным. Изложение учителя может быть или повествовательным, описательным, или проблемным; ставится какой-либо вопрос, к решению которого так или иначе привлекаются учащиеся.

Для характеристики и классификации методов обучения важно различать: 1) дидактические цели данного учебного процесса (его дидактические звенья); 2) источники, из которых учащиеся черпают знания, или средства, которыми пользуется учитель; 3) характер умственной деятельности учащихся (логико-психологическая характеристика).

Что такое кейс в образовании? Суть метода в том, что учащимся предлагают осмыслить и найти решение для ситуации, имеющей отношение к реальным жизненным проблемам и описание которой отражает какую-либо практическую задачу. Отличительной особенностью данного метода является создание проблемной ситуации на основе фактов из реальной жизни. Кейс направлен на формирование практических навыков решения проблемной ситуации, приближенной к жизни. Кейс-технологии формируют креативность мышления, гибкость в принятии решений у студентов, способствует развитию soft skills: умения работать в команде, убеждать и искать компромиссы. Метод кейсов способствует развитию умению анализировать ситуации, оценивать альтернативы, выбирать оптимальный вариант и составлять план его осуществления. И если в течение учебного цикла такой подход применяется многократно, то у студентов вырабатывается устойчивый навык решения практических задач. Кейс-метод можно представить, как сложную систему, в которую интегрированы другие, более простые методы познания. В него входят моделирование, системный анализ, проблемный метод, мысленный эксперимент, методы описания, классификации, игровые методы. Все они выполняют в кейс-методе свои роли.

3.2 Кейс-технологии на конкретных примерах

Блок кейсов, используемых на уроках химии.

Приведу пример полного урока с применением кейс-технологии, рассмотрю еще один кейс-технологию на уроке с примерными ответами на задание и несколько кейс-технологий, которые можно использовать не только на самих уроках, но выдавать в качестве домашнего задания. Так же есть опыт применения данных кейсов в форме соревнований между классами при закреплении полученных знаний по химии.

Использование кейс-технологии в полноценном уроке.

Тема урока: Коррозия металлов.

Тип урока: изучение нового материала.

Вид урока: урок-исследование, с использованием кейс-технологии.

Цели урока: сформировать понятие «коррозия», показать значение процессов коррозии для жизни человека, обеспечить усвоение учащимися на уровне восприятия, осмысления и первичного запоминания понятия о коррозии металлов, видах и способах защиты; продолжить формирование информационной, проблемной компетентностей.

Образовательные цели: ознакомить учащихся с видами коррозии, её механизмом, со способами защиты металлов от коррозии;

объяснить процессы окисления и восстановления, протекающие на поверхности металла в результате коррозии.

Развивающие цели: развивать мышление учащихся, умения анализировать, сравнивать, обобщать, работать в нужном темпе, осуществлять самоконтроль.

Коррекционная цель: развивать наблюдательность, сообразительность, память.

Воспитательная цель: воспитание положительной мотивации учения, правильной само- и взаимооценки и чувства ответственности, коммуникативности, умения работать в команде.

Краткое описание: Урок с использованием приемов технологии критического мышления и приемов из копилки активных методов обучения, формирования информационной компетентности (извлечение первичной информации) и проблемной компетенции (целеполагание и планирование деятельности)

Задачи урока:

1. Формирование основных понятий: коррозия металлов, виды коррозии.

2. Создание представлений о сущности коррозионных процессов и способах защиты от коррозии.

3. Формирование умений создавать проблемные ситуации и видеть пути их решения.

4. Обучение находить аргументы и защищать свою точку зрения.

5. Развитие коммуникативных способностей.

6. Формирование информационной и проблемной компетентности.

7. Формирование регулятивных и контрольно-оценочных умений.

Рассмотрим еще один вариант применения кейсовых технологий на приведенном уроке во второй главе. Каждый учитель строит свою программу ведения урока, свою технологическую карту в зависимости от учебной программы, учебника и конкретных задач, которые рассчитаны на один или два урока изучения данной темы.

Методы и приемы обучения: исследовательский мини-проект, кейсы по теме: «Коррозия металлов».

Способы мотивации учения: связь темы с повседневной жизнью.

Оптимальное решение практических проблем - замедление скорости протекания неблагоприятных химических процессов и увеличение скорости желаемых реакций (предохранение металлических предметов от коррозии).

Формы организации учебной деятельности: коллективная, групповая.

Виды познавательной деятельности: постановка проблемы, формулирование гипотезы, наблюдение за экспериментом, осознание результатов эксперимента, участие в решении проблемной ситуации, формулирование выводов.

Способы управления познавательной деятельностью: ознакомление с целями и задачами урока, видами итоговой отчетности и контроля.

Способы отслеживания результатов: входной контроль, промежуточный контроль, итоговый контроль.

Люди издавна гадали

Как металл им уберечь?

И теорию создали….

Вот о ней как раз и речь.

- О чем говорится?

- Что это такое?

- Какие виды Вы знаете?

- Какие вы знаете методы защиты?

Итак, цель нашего урока состоит в рассмотрении видов коррозии, условий среды, вызывающих коррозию и мерах борьбы с коррозией. На прошлом уроке мы рассмотрели химические свойства металлов, определили их реакционную способность, выявили круг их реагентов. Значение металлов в нашей жизни огромно, мы пользуемся изделиями из них ежедневно, и закономерно встает вопрос: насколько долго прослужит нам то или иное изделие из металла? Таким образом, при рассмотрении темы коррозии необходимо рассмотреть много вопросов. Каких? В первую очередь сформулировать определение «коррозии». Чтобы ответить на этот вопрос предлагаю вам очень быстро, «по диагонали», просмотреть материал § 10 и определить круг вопросов, которые требуют детального рассмотрения и решения. Обратите внимание на ключевые понятия.

Вводное тестирование.

Отметьте верные высказывания.

1. Корродирует только железо (нет).

2. Причиной коррозии является только вода (нет).

3. При повышении температуры скорость коррозии увеличивается (да).

4. Коррозия - окислительно-восстановительный процесс (да).

5. Защитить железо от коррозии практически невозможно (нет).

У вас на столах лежат Оценочные листы, подпишите их. В них вы будете оценивать каждый этап свой работы на уроке. Форма оценки разная самооценка и оценка руководителем группы. Занесите в соответствующую графу отметку за вводный тест.

Основной материал по уроку

Коррозия металлов - процесс разрушения металлического изделия в результате окислительно-восстановительной реакции металла с окружающей средой. В зависимости от механизма различают два вида коррозии: химическую и электрохимическую. Химическая коррозия происходит в среде, не проводящей электрический ток. К этому виду коррозии относится газовая коррозия, в результате которой металл разрушается под действием агрессивных газов: кислорода, оксида серы, хлороводорода. Газовая коррозия обычно происходит при высоких температурах. Другой вид химической коррозии - жидкостная коррозия, которая возникает в агрессивных жидкостях, не проводящих электрический ток, например, в органических растворителях или нефтепродуктах.

Электрохимическая коррозия происходит в среде электролитов, которые хорошо проводят электрический ток. Различают два вида электрохимической коррозии: гальванокоррозия и электрокоррозия. Гальванокоррозия возникает в месте контакта двух металлов, наличия в металле примесей, разной температуры на соседних участках металлов, разной концентрации электролитов в среде, контактирующей с металлом и в случае разной концентрации кислорода на соседних участках металла. Например, в чугуне примеси углерода и карбида железа играют роль катода, на котором происходит восстановление молекулярного кислорода в присутствии паров воды: 2Н₂О + О₂ + 4е > 4ОН^-, а железо становится анодом и окисляется.

Чаще всего встречаются химическая и электрохимическая коррозии. Чтобы понять, чем они отличаются друг от друга, давайте сравним их по нескольким критериям в таблице ниже.

Таблица 1. Сравнение химической и электрохимической коррозии металлов

Признаки сравнения	Химическая коррозия	Электрохимическая коррозия
Определение	Разрушение металлов из-за взаимодействия с газами или растворами, которые не проводят электрический ток	Разрушение металла, при котором возникает электрический ток в воде или среде другого электролита
Агрессивные реагенты	O2, пары H2O, CO2, SO2, Cl2	Растворы электролитов
Примеры	3Fe + 2O2 > Fe3O4	4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3 При контакте железа с цинком коррозии подвергается цинк: А (+) на цинке: Zn0 - 2e- = Zn2+. К (-) на железе: 2H+ + 2e- = H2.

Защитить металл от коррозии можно по-разному: покрытием защитными материалами, электрохимическими методами, шлифованием и т. д. Далее - подробно обо всем этом что такое коррозия.

Коррозия - это самопроизвольное разрушение элементов, чаще всего металлов, под действием химического или физико-химического влияния окружающей среды.

Иными словами, из-за химического воздействия железо начинает ржаветь. Это весьма сложный процесс, который состоит из несколько этапов. Но суммарное уравнение коррозии выглядит так:

4Fe + 6 O (влага) + 3O₂ (воздух) = 4Fe(OH)₃.

Часто под коррозией понимают химическую реакцию между материалом и средой либо между их компонентами, которая протекает на границе раздела фаз. Обычно это окисление металла. Например,

3Fe + 2О₂ = Fe₃O₄;

Fe + H₂SO₄ = FeSО₄ + Н₂.

Некоторые металлы, даже активные, покрываются плотной оксидной пленкой при коррозии. Это одна из их характерных черт. Оксидная пленка не дает окислителям проникнуть в более глубокий слой и поэтому защищает металл от коррозии. Алюминий обычно устойчив при контакте с воздухом и водой, даже горячей. Тем не менее, если поверхность алюминия покрыть ртутью, то образуется амальгама. Она разрушает оксидную пленку, и алюминий начинает быстро превращаться в белые хлопья метагидроксида алюминия:

4Al + 2H₂O + 3O₂ = 4AlO (OH).

Коррозии подвергаются и многие малоактивные металлы. Например, поверхность медного изделия покрывается патиной - зеленоватым налетом. Это происходит потому, что на ней образуются смеси основных солей.

Виды коррозии металлов

Химическая коррозия

Химическая коррозия - это процесс разрушения металла, который связан с реакцией между металлом и коррозионной средой.

Химическая коррозия протекает без воздействия электрического тока, и в результате этой реакции металлы окисляются. Этот вид коррозии можно разделить на два подвида:

газовая коррозия - металл корродирует под воздействием различных газов при высоких температурах;

коррозия в жидкостях - неэлектролитах.

Их них более распространенной считают газовую коррозию. Она протекает во время прямого контакта твердого тела с активным газом воздуха. Чаще всего это кислород. В результате на поверхности тела образуется пленка продуктов химической реакции между веществом и газом. Дальше эта пленка мешает контакту корродирующего материала с газом. При высоких температурах газовая коррозия развивается интенсивно. Возникшая при этом пленка называется окалиной, которая со временем становится толще. Важную роль в процессе коррозии играет состав газовой среды. Но для каждого металла он индивидуален и изменяется с переменой температур.

Электрохимическая коррозия

Электрохимическая коррозия - это разрушение металла, которое протекает при его взаимодействии с окружающей средой электролита.

Этот вид коррозии считают наиболее распространенным. Самым важным происхождением электрохимической коррозии является то, что металл неустойчив в окружающей среде с точки зрения термодинамики. Вот несколько ярких примеров этой реакции: ржавчина в трубопроводе, на обшивке днища морского судна и на различных металлоконструкциях в атмосфере.

В механизме электрохимической коррозии обычно выделяют два направления: гомогенное и гетерогенное. Разберем их подробнее в таблице ниже.

Гомогенный механизм электрохимической коррозии	Гетерогенный механизм электрохимической коррозии
Поверхность металла рассматривается как однородный слой.	У твердых металлов поверхность неоднородна из-за структуры сплава, в котором атомы по-разному расположены в кристаллической решетке.
Растворение металла происходит из-за термодинамической возможности для катодного или анодного процессов.	Неоднородность можно наблюдать при наличии в сплаве каких-либо включений.
Скорость, с которой протекает электрохимическая коррозия, зависит от времени протекания процесса.	Растворение металла происходит из-за термодинамической возможности для катодного или анодного процессов.
Поверхностный слой мет. рассматривается как гомогенный и однородный. Причиной растворения металла является термодинамическая возможность протекания катодного или же анодного актов. Катодные и анодные участки мигрируют по поверхности во времени. Скорость протекания электрохимической коррозии зависит от кинетического фактора (времени). Однородную поверхность можно рассматривать как предельный случай, который может быть реализован и в жидких металлах.	У твердых металлов поверхность негомогенная, т. к. разные атомы занимают в сплаве различные положения в кристаллической решетке Гетерогенность наблюдается при наличии в сплаве инородных включений. Электрохимическая коррозия имеет некоторые особенности: делится на два одновременно протекающих процесса (катодный и анодный), которые кинетически зависимы друг от друга; на некоторых участках поверхности электрохимическая коррозия может принять локальный характер; растворение основного мет. происходит именно на анодах. Поверхность любого металла состоит из множества короткозамкнутых через сам металл микроэлектродов. Контактируя с коррозионной средой образующиеся гальванические элементы способствуют электрохимическому его разрушению.

В электрохимической коррозии протекает одновременно два процесса на аноде и на катоде, которые зависят друг от друга. Растворение основного металла происходит только на анодах. Анодный процесс заключается в том, что ионы металла отрываются и переходят в раствор:

Fe > Fe₂⁺ + 2e.

В результате происходит реакция окисления металла. В данном случае анод заряжается отрицательно.

При катодном процессе избыточные электроны переходят в молекулы или атомы электролита, которые, в свою очередь, восстанавливаются. На катоде идет реакция восстановления. Он носит заряд положительного электрода.

O₂ + 2H₂O + 4e > 4O^-

2H⁺ + 2e > H₂

Торможение одного процесса приводит к торможению и другого процесса. Окисление металла может происходить только в анодном процессе.

Механизм протекания коррозии

Основные типы коррозии - химическая и электрохимическая. Химические коррозионные процессы протекают в результате химреакций, при которых разрушаются металлические связи, а образуются новые - между атомами металла и окислителя. Химическая коррозия возникает при контакте металлов и сплавов со средами, не проводящими электрический ток. Она может быть жидкостной и газовой.

Газовая коррозия протекает в агрессивных газовых и паровых средах при отсутствии сконденсированной влаги на поверхности металлоизделия или металлоконструкции. Она может стать причиной полного разрушения железа и сплавов на его основе. На поверхности алюминия и алюминиевых сплавов в газовых средах образуется защитная пленка, защищающая их от коррозии. Примеры газов, которые становятся причиной возникновения химических коррозионных процессов: кислород, диоксид серы, сероводород.

Жидкостная коррозия протекает при контакте металлической поверхности с жидкими неэлектролитами - нефтью и нефтепродуктами. При наличии даже небольшого количества воды этот химический процесс легко превращается в электрохимический.

Электрохимическая коррозия возникает при контакте металлов и сплавов с жидкостями-электролитами вследствие протекания двух взаимосвязанных процессов:

анодный - ионы металла переходят в раствор электролита;

катодный - электроны, которые образовались на стадии анодного этапа, связываются частицами окислителя.

В зависимости от среды, в которой протекают электрохимические коррозионные процессы, различают следующие типы коррозии:

Атмосферная. Самая распространенная. Протекает в условиях атмосферы или другого влажного газа.

В растворах электролитов - кислотах, щелочах, солях, обычной воде.

Почвенная. Скорость процесса зависит от состава грунта. Наименее агрессивны песчаные почвы, наиболее - кислые почвы.

Аэрационная. Ее вызывает неравномерный доступ воздушной среды к разным частям изделий и конструкций.

Биологическая. Ее провоцируют микроорганизмы, которые в результате жизнедеятельности вырабатывают углекислый газ, сероводород и другие газы, вызывающие коррозионные процессы.

Электрическая. Возникает из-за блуждающих токов, которые появляются при эксплуатации электротранспорта.

Общий вывод! Коррозионные процессы активнее всего развиваются на поверхностях, удобных для отложения пыли, осадков, плохо обдуваемых воздушными струями. Поэтому они подвержены застою воздуха, накоплению и длительному сохранению на поверхности влаги.

Как защитить металлы от коррозии?

От коррозии можно и нужно защищаться. Чтобы уберечь металлы от этой реакции, их покрывают защитными материалами, обрабатывают электрохимическими методами, шлифованием и т. д. Рассмотрим все эти способы подробнее.

Способ № 1. Защитные покрытия.

Для защиты от коррозии металлические изделия покрывают другим металлом, т. е. производят никелирование, хромирование, цинкование, лужение и т. д. Еще один вариант защиты - покрыть поверхность металла специальными лаками, красками, эмалями.

Способ № 2. Легирование.

Легирование - это введение добавок, которые образуют защитный слой на поверхности металла. Например, при легировании железа хромом и никелем получают нержавеющую сталь.

Способ № 3. Протекторная защита.

Протекторная защита - это способ уберечь металл от коррозии, при котором металлическое изделие соединяют с более активным металлом. Этот второй металл в итоге и разрушается в первую очередь.

Способ № 4. Электрохимическая защита.

Чтобы защитить металлы от электрохимической коррозии, нейтрализуют ток, который возникает при ней. Это делают с помощью постоянного тока, который пропускают в обратном направлении.

Способ № 5. Изменение состава среды путем добавления ингибиторов.

Для защиты от коррозии используют специальные средства, которые ее замедляют - ингибиторы. Они изменяют состояние поверхности металла - образуют труднорастворимые соединения с катионами металла. Защитные слои, образованные ингибиторами, всегда тоньше наносимых покрытий.

Способ № 6. Замена корродирующего металла на другие материалы: керамику и пластмассу.

Чтобы добиться максимальных преимуществ замены одного материала на другой, можно использовать следующую стратегию. Во-первых, все составные металлические детали отливаются в виде одной цельной пластиковой в пресс-форме под давлением. Это, помимо прочих преимуществ, избавляет от необходимости создавать какие-либо крепежные механизмы. Пластик можно окрасить в любой желаемый цвет, что сделает его более привлекательным.

Многим покажется это невероятным, но пластмассовые детали с такой же конфигурацией, как и металлические, могут и правда выполнять такую же точно работу и с тем же сроком службы. При этом полимерам требуется значительно меньше вторичных операций, чем металлам.

Уже сегодня очень много таких замен произведено. К примеру, пластмассовые шестерни можно повсюду видеть в домашних кухонных комбайнах и мясорубках. Множество автомобильных деталей также заменены на пластмассу, что сделало всю машину более легкой, быстрой и экономичной. Еще несколько десятилетий назад в каждом доме был металлический водопровод, а сегодня они только пластиковые.

Способ № 7. Шлифование поверхностей изделия.

В отдельных случаях применяются металлические щётки или шлифовальные станки, снимающие с поверхности изделия тонкую стружку и сглаживающие крупные неровности.

Работа в группах

Порядок работы на уроке таков. Вы работаете в группах над разрешением конкретной проблемы, проводите проблемный эксперимент, анализируете его результаты, формулируете выводы. Отчет о работе представляете в форме, предложенной в инструктивной карте, которая лежит у вас на столах (приложение 1, 2). Что должно прозвучать в вашем отчете: название темы, цель исследования, содержание эксперимента и его результаты, применительно к вашей теме, выводы. Время для выступления 4 минуты. Будьте готовы отвечать на вопросы. Кроме основного учебника, у вас на столах лежат дополнительные материалы: еще один учебник и Интернет-материалы в печатном виде.

Заключение

В современном образовании новым технологиям уделяется очень большое внимание. Это связано в первую очередь с переходом на стандарт ФГОС третьего поколения. В ходе написания выпускной работы была достигнута поставленная цель, и в ходе анализа научной литературы пришла к следующим выводам: Раскрытие сущности кейс - технологий и применение этих технологии на уроках химии способствовало эффективному формированию умений. В ходе характеристики кейс - технологии удалось выявить виды и формы кейсов, а также определить условия, необходимые для реализации метода кейсов в процессе обучения на уроках химии. Формирование специальных компетенций и профессионально - личностных качеств ученика происходит более эффективно в процессе применения кейс - технологий, способствующих саморазвитию и самообразованию школьника. Указанная технология реализуется на основе субъектно - деятельностного, личностного - ориентированного, системного и интегративного подходов. Практическое исследование кейс - технологии как интерактивного метода обучения школьников имеет принципиальное значение для повышения продуктивности учебного процесса. Такое обучение способствует развитию творческой познавательной деятельности и развитию интеллекта учащихся. Правильное использование данной технологии дает требуемый стандарта ФГОС третьего поколения результат - переход от внешней мотивации к формированию внутренней мотивации и регуляции процесса развития личности, что соответствует личностно - ориентированному обучению, индивидуализации подхода к ученикам и внедрению компетентностного подхода к современному образованию.

Список использованных источников

1. Багилев Г.Л., Наумов В.Н. Руководство к практическим занятиям по маркетингу с использованием кейс-метода. Электронный ресурс: URL: http://www.marketing.spb.ru/read/m21/.

2. Барнс Л.Б., Кристенсен Р.К., Хансен Э.Дж. Преподавание и метод конкретных ситуаций: учебник, ситуации и дополнительная литература. - М.: Гардарики, 2000.

3. Бринкенкохофф Р.О. Метод успешного случая. Быстрый способ узнать, что работает, а что нет. М.: Hippo, 2005.

4. Михайлова Е.А. Кейс и кейс - метод: процесс написания кейса // Маркетинг. 1999. № 5; № 6.

5. Долгоруков А.М. Метод case-study как современная технология профессионально-ориентированного обучения [Электронный ресурс]/ Долгоруков А.М. Лекции. Режим доступа: http://www.vshu.ru

6. Давиденко В. Чем «кейс» отличается от чемоданчика? // Обучение за рубежом. № 7. 2000.

7. Коултер Д. Обучение методом конкретных ситуаций в России. Ассоциация развития управления. Менеджмент, 1995, № 1.

8. Лузан Е.Н. Кейс как образовательная технология // Вестник Брянского государственного университета. 2012. № 1. URL: http://cyberleninka.ru/article/n/keyskak-obrazovatelnaya-tehnologiya;

9. Маргвелашвили Е. О месте «кейса» в российской бизнес-школе // Обучение за рубежом. № 10. 2000.

10. Масалков И.К., Семина М.В. Стратегия кейс-стади: Методология исследования и преподавания: Учебник для вузов. - М.: Академический Проект; Альма Матер, 2011.

11. Метод изучения ситуаций (case study) в образовании: его история и применение - Режим доступа: http://www.elitarium.ru

12. Метод кейсов - Режим доступа: http: // ru. Wikipedia.org./wiki/ Ernst_&_Young

13. Михайлова Е.И. Кейс и кейс-метод: общие понятия. / Маркетинг, № 1, 1999.

14. Переход к Открытому образовательному пространству. Часть 1. Феноменология образовательных инноваций. Коллективная монография. Под ред Г.Н. Прозументовой. Томск. Изд-во Том. Ун-та - 2005.

15. Ситуационный анализ, или анатомия Кейс-метода \ под ред. Ю.П. Сурмина - Киев: Центр инноваций и развития - 2002.

16. Полат Е.С. Современные педагогические и информационные технологии в системе образования: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Е.С. Полат, М.Ю. Бухаркина. - 3_е изд., стер. - М.: Академия, 2010.

17. Проектный менеджмент в вузе. Учебные кейсы / учебное пособие, под ред. Ф.А. Казина, Н.Р. Тойвонена - СПб.: НИУ ИТМО, 2012.

Чумиков А.Н. Кейсы и деловые игры по связям с общественностью: учебное пособие / А.Н. Чумиков. - М.: КНОРУС, 2010.

18. Сайт «Challenge. Национальная лига кейсов». Электронный ресурс: URL: http://changellenge.com/

19. Garvin David A. Making the Case [Электронный ресурс] / Harvard Magazine, September-October 2003. - Режим доступа: http://harvardmagazine.com

20.URL: http://spbume.ru/up/rt/media/izd/Sbornik.pdf

21. Мазилкина Н.В. Кейс технологии (http://www.edu.cap.ru)

22.http://chemlib.ru/books/item/f00/s00/z0000017/index.shtml

23.https://www.sites.google.com/a/mgpt.gomel.by/case/

24. Википедия wikipedia.org

25.https://www.informio.ru/publications/id2188/Ispolzovanie-keis-tehnologii-v-obrazovatelnom-processe

26. Академик http://dic.academic.ru

27.Научная библиотека

Приложение 1

ОЦЕНОЧНЫЙ ЛИСТ _______________________________________

Вид контроля	Возможный балл	Форма оценки	Балл
Вводный тест	до 5	Самооценка
Работа с теоретическим материалом	до 10	Консультант
Работа над отчетом	до 10	Консультант
Презентация отчета	до 10	Консультант
Рефлексия	до 3	Самооценка
		Всего баллов:

Промежуточный тест в виде практической работы

Приложение 2

Инструктивные карты для работы в группах

Инструктивная карта

1. Сформулируйте цель вашего исследования.

2. Изучите материал параграфа и дополнительных источников по вашей теме.

3. Обсудите и проанализируйте результаты опытов применительно к вашей проблеме.

4. Сформулируйте выводы.

5. Оформите результаты вашего исследования в виде презентации. В папке имеется шаблон презентации. В нем представлены слайды, необходимые для вашего выступления. Слайды расположены не по порядку, расположите их в нужной последовательности. Если имеются лишние слайды, уберите их. Заполните необходимой информацией места пропусков (многоточия).

6. Подготовьте и проведите защиту (выступление) вашего исследования.

Приложение 3

Отчет групп о проделанной работе.

Презентации учащихся. 4 мин каждая группа Консультанты, оцените работу своих сотрудников. Таким образом, подведем итоги. Какие новые знания вы сегодня приобрели? Вернемся к Эйфелевой башне. Как уберечь ее от обрушения?

Рефлексия

Итак, коррозия. Последствия этого явления наносит огромный ущерб народному хозяйству любого государства. Вы еще школьники, но в каждодневной жизни вы также сталкиваетесь с этим явлением. Приведите примеры, в каких жизненных ситуациях вам пригодятся знания, полученные сегодня на уроке.

(Хранение продуктов в консервных банках, хранение ювелирных изделий в одном месте, днище автомобиля в зимнее время, кровли домов, зубные ротезы, и т. д.). За каждый ответ ставим балл в оценочный лист.

Итоговый тест. Проверьте себя

Вопрос	Ответ
Что такое коррозия?
Как происходит коррозия металлов?
Какие вещества вызывают коррозию металла?
Чем опасна коррозия металла?
Где в повседневной жизни можно встретить ржавление железа и других металлов? Приведите примеры.
Гидроксид железа Fe(OH) 3 называют (подчеркнуть во 2й колонке таблице выбранный вами ответ):	а) ржавчина; б) окалина; в) патина.
Что является причиной возникновения коррозии?
Чем отличаются химический и электрохимический типы коррозии?
Чем отличаются химический и электрохимический типы коррозии?
Что такое коррозионная среда?

Подведение итогов

Итак, на сегодняшнем уроке мы убедились в огромном значении процессов коррозии для нашей жизни, определили причины коррозии, условия среды, вызывающие коррозии, необходимость борьбы с коррозией и способы защиты от коррозии. Также необходимо отметить вашу продуктивную деятельность на уроке. Вы не только разобрались в вопросах темы, провели исследование, но сумели его проанализировать, сделать выводы и оформили результаты.

Заполнение таблицы итогового теста

Вопрос	Ответ
Что такое коррозия?	Коррозия - это самопроизвольное разрушение элементов, чаще всего металлов, под действием химического или физико-химического влияния окружающей среды. Иными словами, из-за химического воздействия железо начинает ржаветь.
Как происходит коррозия металлов?	Чаще всего это окисление металла, например, кислородом воздуха или кислотами, содержащимися в растворах, с которыми контактирует металл.
Какие вещества вызывают коррозию металла?	Общими основаниями являются гидроксид аммония, гидроксид калия (едкий калий) и гидроксид натрия (едкий натр). Другие химические вещества также могут вызывать коррозию.
Чем опасна коррозия металла?	Коррозия разрушает верхние слои металлических изделий. Со временем прочность материала существенно снижается, а сами детали становятся непригодными для дальнейшей эксплуатации. Скорость окислительных процессов напрямую зависит от условий эксплуатации изделий
Где в повседневной жизни можно встретить ржавление железа и других металлов? Приведите примеры.	Повышенная влажность воздуха, за счет которой металл постоянно подвергается значительным нагрузкам и очень быстро начинает окисляться; выпадение осадков на незащищенную поверхность стали также влечет за собой распространение очагов коррозии; часто причиной окисления металла являются блуждающие токи, присутствующие на поверхности изделия; атмосфера с различным содержанием химически активных элементов также может вызвать увеличение скорости распространения коррозии.
Гидроксид железа Fe(OH)3 называют:	а) ржавчина; б) окалина; в) патина.
Что является причиной возникновения коррозии?	Основной причиной возникновения коррозии является низкая устойчивость некоторых конструкционных элементов к отдельным веществам, с которыми им приходится регулярно контактировать. В зависимости от того, чем был вызван процесс разрушения металла, различают два типа коррозии: химическую и электрохимическую.
Чем отличаются химический и электрохимический типы коррозии?	Коррозия стали по типу может быть химической и электротехнической. В первом случае атомы металла и окислителя вступают в реакцию и образуют прочные связи. Образовавшаяся структура не проводит электричество, в отличие от первоначального состава изделия. Для электротехнической коррозии характерно полное разложение металла, который становится непригоден в дальнейшей эксплуатации.
Что такое коррозионная среда?	Коррозионной средой называют активные вещества, которые присутствуют вокруг конструктивной детали, воздействуют на ее материал и вызывают его коррозию. Коррозионной средой может быть атмосферный воздух, промышленная атмосфера, газы, вода, атмосфера моря, земля, кислоты, щелочи, водные и солевые растворы.

Домашняя работа:

1) Параграф 10

2) записать теорию по уроку с сайтов:

https://www.yaklass.ru/p/himija/9_klass/khimiia-metallov_163805/metally_15154/re_3801c99f_317b_4cc9_a916-0bb75ff5906a,

https://foxford.ru/wiki/himiya/stroenie-i-svoystva-zheleza-i-ego-soedineniy,

3) записать ответы на вопросы в таблице

Вопрос	Ответ
По характеру разрушения какие признаки коррозии выделяют?
Что такое патина? Виды патины
Откуда берется коррозия?
Какие существуют виды коррозии?
Какой металл замедляет коррозию?
Какой металл не поврежден коррозии?
Какой вид коррозии более опасный?
Что лучше защищает железо от коррозии?

Заполнение задания в таблице

Вопрос	Ответ
По характеру разрушения какие признаки коррозии выделяют?	Сплошная - равномерная или неравномерная. Затрагивает равномерно всю поверхность металлоизделия или конструкции. Местная. Поражаются отельные участки поверхности. Питтинг-коррозия (точечная). Поражения - отдельные, глубокие или сквозные. Межкристаллитная. Разрушающиеся области располагаются вдоль границ зерен.
Что такое патина? Виды патины	Плёнка или налёт на меди и её сплавах Является многослойной, но в быту за неё принимают только поверхностный зеленоватый слой карбоната меди(II). Различают два вида патины: искусственную и естественную. Естественная патина - оксидно-карбонатная плёнка, образующаяся на поверхности декоративных (от памятников до монет) или технических изделий (разъёмы, контакты) под воздействием окружающей среды. Искусственная патина - налёт, образующийся на поверхности памятников или декоративных изделий вследствие нанесения специальных веществ (специальных составов, обычно содержащих некоторые кислоты и окислители).
Откуда берется коррозия?	Причины ржавления Если железо, содержащее какие-либо добавки и примеси (например, углерод), находится в контакте с водой, кислородом или другим сильным окислителем и / или кислотой, то оно начинает ржаветь.
Какие существуют виды коррозии?	Различают четыре основных вида коррозии: электрохимическая коррозия, водородная, кислородная коррозия и химическая.
Какой металл замедляет коррозию?	Повышение концентрации ОН'-ионов (щелочная среда) в электролите замедляет коррозию таких металлов, как Fe, Mg в следствии образования гидроокисных защитных плёнок. У металлов Al, Zn, Pb повышение щелочности среды на разрушение этих металлов действует убыстряющим образом
Какой металл не поврежден коррозии?	Основные благородные металлы - золото, серебро, а также платина и остальные 5 металлов платиновой группы - рутений, родий, палладий, осмий, иридий.
Какой вид коррозии более опасный?	Самым опасным видом коррозии является невидимая межкристаллитная (интеркристаллитная) коррозия. В этом случае разрушение происходит по границам кристаллов и внешняя поверхность металла не имеет заметных следов коррозии.
Что лучше защищает железо от коррозии?	В качестве таких металлов-защитников, наиболее дешевых и доступных, выступают обычно цинк или алюминий. Этот метод подтверждает, что железо не подвергается коррозии до тех пор, пока полностью не скорродирует цинк, алюминий или другой более активный металл.

8 класс

Тема: Кислород, его свойства

Вид занятия: урок с использованием кейс-технологии

Цели:

Обучающая: ввести строгое разграничение понятий химический элемент и простое вещество. Дать представление о физических и химических свойствах кислорода. Ввести понятие: химическая реакция горения; оксиды. Научиться правильно писать уравнения химических горения.

Развивающая: развитие познавательной активности, критического мышления, самостоятельности и способности к рефлексии, обеспечение системности учения.

Воспитывающая: воспитание положительной мотивации учения и к изучению химии, расширение кругозора учащихся, правильной самооценки и чувства ответственности.

Учебно - методическое обеспечение:

Таблица «Периодическая система Химических Элементов Д.И. Менделеева»

Кейсы по теме: «Кислород»

Ход урока:

1) Организационный момент

2) Актуализация знаний: Загадка: в чем горят дрова и газ, Фосфор, водород, алмаз? Дышит чем любой из нас, каждый миг и каждый час? Без чего мертва природа? Правильно без КИСЛОРОДА!

3) Изучение нового материала:

Общая характеристика элемента.

Адрес точный, если спросят: 32, 16, 8.

Нахождение кислорода в природе.

По примерам этим многим

Кислород везде в природе,

Он и в доме и воде,

В материалах и еде,

В соде мыле, глицерине,

Сахаре и маргарине,

В уксусе и ацетоне,

Спирте, клее и картоне,

Марганцовке, желатине,

Перекиси, аспирине,

В ванилине и крахмале -

Перечислим все едва ли.

В целлофане и капроне,

В извести, стекле, бетоне…

Он попал в кирпич, цемент-

Всюду «О» как элемент.

Открытие кислорода (сообщение учащихся)

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…

Он бесцветен, ну и что ж?

В окисленьях он хорош

Без него погибнет род

Кто же это? - ………………

Получение кислорода.

В одном из сочинений известной поэтессы Веры Инбер есть такие слова: «Подобно тому, как кислород и азот, соединяясь, составляют воздух, необходимый для жизни, - точно так же мысль и чувство… образуют воздух, которым дышит поэзия». Не верьте поэтессе. Во втором утверждении она, возможно, и права, а вот первое не выдерживает никакой критики: в воздухе кислород не соединен, а смешан с азотом и другими газами. Это и позволяет разделять их чисто физическими методами.

1. Что значит запись над стрелкой?

2. Как называются вещества до стрелки?

3. Как называются вещества после стрелки?

4. Что означает знак

5. Что общего между этими реакциями?

6. Какие реакции называются реакциями разложения?

Физические свойства кислорода.

Джозеф Пристли, открывший кислород, считал, что этот газ в воде не растворяется. К счастью это не так. Иначе рыбы не могли бы жить в воде. Характерно, что для разных пород рыб нужно разное количество кислорода. Наименее требователен к карасю, который спокойно живет в заросших прудах, где почти весь растворенный в воде кислород расходуется на окисление органических веществ. Из прудовых рыб наиболее привередливый в этом смысле - карп, еще больше кислорода требуется рыбам, обитающим в реках, например, форели.

Аллотропия кислорода (сообщение учащихся)

Гулять в грозу - какой резон?

Подышим воздухом, дружище.

В природе словно стало чище,

Повсюду в воздухе…

Химические свойства кислорода.

Речь пойдет об одном городе, населенном необычными жителями. Необычными они были потому, что могли жить и поодиночке, и семьями, причем семей у них могло быть несколько. Жил в этом городе один важный господин. Он был очень гордый, но несмотря на это, он всегда мог найти с жителями этого города контакт, и легче всего с одинокими. С ними он со всеми перезнакомился: с одними это не составляло труда, с другими требовалось специальная подготовка. И после каждого контакта с важным господином жители изменялись до такой степени, что их невозможно было узнать. Однажды после посещения им одной знатной дамы, она так изменилась, что ее никто не мог узнать: ее краснота исчезла, и она вся почернела. И только экстрасенс смог восстановить ее первоначальное состояние. Последней каплей, переполнившей чашу терпения жителей, было сообщение о том, что господин хочет встретиться с экстрасенсом. Он так и сказал: «Иду на гремучее дело». Жители всполошились. Они поняли, что речь идет о покушении на экстрасенса и приняли единственное правильное решение, обратиться за помощью в полицию. На важного господина было заведено уголовное дело. Ваша задача - провести расследование и установить личность господина, а также всех причастных к этому делу.

9, 11 классы.

Тема: ОВР.

Перемена, перемена

Заливается звонок.

Наконец-то он закончен,

Надоедливый урок!

Дернув серу за косичку,

Мимо магний пробежал,

Йод из класса испарился,

Будто вовсе не бывал.

Фтор поджег случайно воду,

Хлор чужую книжку съел.

Углерод вдруг с водородом

Невидимкой стать успел.

Калий, бром, в углу дерутся:

Не поделят электрон.

Кислород - шалун на боре

Мимо проскакал верхом.

- Написать электронные формулы всех элементов

- Дать характеристику по положению в таблице Менделеева

- Составить ОВР

- Указать основные химические свойства

- Применение.

Данный кейс можно распределить по группам, где каждая группа выбирает свою реакцию и выполняет работу. Примеры выполнения приведены ниже на основе рассмотрения некоторых строчек стихотворения.

Дернув серу за косичку,

Мимо магний пробежал,

Mg+S=MgS

Это окислительно-восстановительная (редокс) реакция:

S0 + 2 e- > S-II (восстановлемние)

Mg0 - 2 e- > MgII (окисление)

S является окислителем, Mg является восстановителем.

МАГНИЙ (Mg) - химический элемент IIА группы третьего периода периодической системы Менделеева, атомный номер 12, атомная масса 24,305. Металл. Природный магний состоит из трех стабильных нуклидов: 24Mg (78,60 % по массе), 25Mg (10,11 %) и 26Mg (11,29 %). Электронная конфигурация нейтрального атома 1s² 2s² p⁶ 3s², согласно которой магний в стабильных соединениях двухвалентен (степень окисления +2). Оксид магния MgO обладает основными свойствами, он реагирует с различными кислотами. Отвечающее этому оксиду основание Mg(OH)₂ - средней силы, но в воде практически нерастворимо.

СЕРА (S) - химический элемент с атомным номером 16, атомная масса 32,066. Природная сера состоит из четырех стабильных нуклидов: 32S (содержание 95,084 % по массе), 33S (0,74 %), 34S (4,16 %) и 36S (0,016 %). Сера расположена в VIA группе периодической системы Д.И. Менделеева, в 3_м периоде, и принадлежит к числу халькогенов. Конфигурация внешнего электронного слоя 3s² 3p⁴. Наиболее характерны степени окисления в соединениях -2, +4, +6 (валентности соответственно II, IV и VI). Сера относится к числу неметаллов. Оксид серы SO2 обладает кислотными свойствами.

Сернистые металлы, взаимодействуя с кислотами, выделяют ядовитый газ сероводород. Благодаря легкости соединения серы с металлами сернистые металлы образовывались в природе, очевидно, еще в далекие геологические эпохи, и теперь многие металлы на поверхности Земли находится в виде сернистых соединений, так называемых обманок, колчеданов. Особое значение имеет железный колчедан, или пирит, содержащий до 50 % серы. Из него выжиганием добывают сернистый газ, который используют для производства серной кислоты.

Йод из класса испарился,

Будто вовсе не бывал.

Во время электролиза на аноде генерируется свободный йод:

2I^- - 2e^- > I₂.

В слабощелочной среде арсенит-ионы окисляются йодид-ионами:

I₂ + 2e^- > 2I^- | Ч1

AsO₃^3-+ 2OH^- - 2e^- > AsO₄^3- + H2O | Ч1

AsO₃^3- + I₂ + 2OH^- = AsO₄^3- + 2I^- + H₂O.

Йод испаряется при обычной температуре, а при нагревании возгоняется. Йод плохо растворим в воде, значительно лучше он растворяется в органических растворителях. Обладает высокой химической активностью и способностью к перемене валентности.

Йод - элемент VII группы периодической системы, ат. н. - 53, ат. м. - 127. Название происходит от греч. iodes (фиолетовый), поскольку такой цвет имеют пары йода. Открыт в 1811 г. Б. Куртуа (Франция). Йод это твердый, черный, блестящий неметалл. Йод испаряется при обычной температуре, а при нагревании возгоняется. Йод плохо растворим в воде, значительно лучше он растворяется в органических растворителях. Обладает высокой химической активностью и способностью к перемене валентности. В природе йод встречается в виде солей (йодидов и йодатов) и в составе морской соли, преимущественно в виде йодистого натрия и йодистого магния. В морской воде содержится до 50 мкг/л йода. Морские водоросли, такие как ламинария и др., могут содержать до 1 % йода. Йод применяется для изготовления органических красителей, искусственных каучуков, чистых металлов, в фото и кинопромышленности.

В медицинских целях йод используется в лекарственных препаратах, применяемых, в частности, при заболеваниях щитовидной железы («Йодтирокс»). Йод входит в состав «бытовой» настойки йода в спирте, раствора Люголя, ряда препаратов, таких как «Йокс», «Калий-йодид», «Йодипол». Радиоактивный йод применяется для диагностики заболеваний щитовидной железы. Некоторые препараты йода служат в качестве рентгеноконтрастных веществ при исследованиях сосудов и сердца («Йодамид»), матки и фаллопиевых труб («Йодолипол»), печени и желчного пузыря («Билигност»). Йод используют в гинекологической практике для профилактики и лечения инфекционных заболеваний как средство для местного применения.

Фтор поджег случайно воду,

2F₂ + 2H2₂ > 4HF + O₂

F₂ + H₂O > 2HF + [O]

F₂+2e^-=2F^- | 2 окислитель

O^{2 -} -4e^-=O²⁺ | 1 восстановитель

Фтор. Реакция взаимодействия фтора и воды с образованием фтороводорода и кислорода. В результате реакции образуется атомарный кислород. Примесь: озон.

Фтор (лат. Fluorum), F, химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, относится к галогенам, атомный номер 9, атомная масса 18,998403; при нормальных условиях (0 °С; 0,1 Мн/м2, или 1 кгс/см2) - газ бледно-жёлтого цвета с резким запахом. Природу этой кислоты установил в 1810 году французский физик, математик и химик Андре Мари Ампер (1775-1836); он и предложил название для соответствующего элемента (который был выделен намного позднее, в 1886_м), произведя его от греч. phthora - «разрушение, гибель». Слово «фтор» закрепилось в русском языке.

Очень востребованы в металлургии, машино- и авиастроении, радиоэлектронике, электротехнике, медицине, текстильпроме, строительстве, в космической и военной отраслях. Используются при изготовлении антипригарной посуды, химически стойкой посуды и многого другого.

Фтор содержится в зерновых культурах, рыбе, желтке куриного яйца, баранине, печени, чае. Однако, содержание этого элемента в пищевых продуктах незначительно. Именно поэтому врачи назначают фторирование зубов как детям, так и взрослым.

Вода. Жизнь человека тесно связана с водой и зависит от неё. Вода - обязательный компонент живой клетки. Кровь человека содержит 30 % воды, мышцы - 75 %, стекловидное тело глаза - 99 %, кости - 25 %, зубная эмаль - 0,2 %. Слёзы, слюна, желудочный сок также содержат воду.

Вода участвует во всех процессах жизнедеятельности: транспорте питательных веществ и кислорода, выведении продуктов распада, в дыхании и терморегуляции. Испаряясь, вода способствует охлаждению организма. Поэтому для обеспечения нормального существования человек ежедневно должен потреблять воды в 2 раза больше, чем питательных веществ, т. е. 2,5-6 л.

Потеря человеком 12-15 % воды приводит к нарушению обмена веществ, а потеря 25 % воды ведёт к гибели организма. Без пищи человек может прожить 30-50 дней, а без воды не более трёх дней. Вода также является средой обитания для многих животных и растений.

Взаимодействует с металлами и не металлами, с оксидами, участвует в гидролизе.

Вода - бинарное неорганическое соединение, молекула которого состоит из двух атомов водорода и одного - кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью. При нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость, не имеющую цвета (при малой толщине слоя), запаха и вкуса. В твёрдом состоянии называется льдом (кристаллы льда могут образовывать снег или иней), а в газообразном - водяным паром. Вода также может существовать в виде жидких кристаллов (на гидрофильных поверхностях).

Вода является хорошим сильнополярным растворителем. В природных условиях всегда содержит растворённые вещества (соли, газы).

Исключительно важна роль воды в глобальном кругообороте вещества и энергии, возникновении и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды. Вода является важнейшим веществом для всех живых существ на Земле. В среднем в организме растений и животных содержится более 50 % воды.

В каждой группе выполняют работу по парно из заданий. Затем рассматривают в общем что получилось, тем самым проверяют в устно-письменной форме у учителя.

Привожу примеры некоторых кейсов-технологий, которые применимы для урока химии, самостоятельного выполнения в домашних условиях и на зачёте.

Кейс № 1

8 класс.

Тема: Вода в природе. Проблема чистой воды.

Одним из наиболее распространённых в природе веществ является вода. Без воды невозможна жизнь на Земле. Наша планета названа голубой потому, что две третьих её поверхности занимает вода. Организм человека примерно на 65 % - 75 % состоит из воды. Нормальная жизнедеятельность любого живого организма невозможна без пресной воды. Для хозяйственной деятельности человек также использует только пресную воду. На пресную воду приходится 2,6 % от её общего содержания, да и то основная часть пресной воды сосредоточена только в виде льда, полярных шапок Северного и Южного полюсов и недоступна для потребления. Доля жидкой воды, доступной для использования, составляет всего 0,014 % от общих запасов воды.

- Что является источником пресной воды?

- Каков качественный и количественный состав молекул воды?

...