Неметалл кислотный кислота

Оксид

На втором и третьем году обучения учащиеся знакомятся с промышленным осуществлением важнейших химических процессов и в связи с этим – с общими научными принципами производства, что показывает тесную связь науки и практики.

Проблемный подход к изучению химических производств позволяет наиболее полно привлекать весь объём знаний полученный ранее. Он включает в себя решение следующих задач:

- установление связей между свойствами веществ и их применением: выбор сырья для данного производства;

- рассмотрение физико-химических основ реакций и выбор оптимальных условий их проведения;

- определение соответствия устройства аппаратов и приборов выбранным условиям.

Первый опыт по изучению промышленных производств учащиеся приобретают в 9 классе при изучении промышленного получения серной кислоты контактным способом, поэтому эту тем целесообразно разобрать подробно не на одном, а на двух уроках.

Урок 1. «Сырьё, основные стадии и химизм производства серной кислоты»

Перед классом на обсуждение ставится проблема – как можно получить серную кислоту? (анализ формулы, предложение и обоснование гипотез)

а) анализ состава вещества – Н₂SО₄;

б) как можно получить – Н₂О + SО₃;

в) как можно получить кислотный оксид – SО₂ + О₂;

г) сырьё для получения SО₂: S⁰, S^-2 → S⁺⁴О₂;

д)оптимальные условия проведения реакции: температура, концентрация веществ, площадь поверхности соприкосновения реагирующих веществ

S⁰, S^-2 → S⁺⁴О₂;

катализатор, химическое равновесие и условия его смещения

S⁺⁴О₂ → S⁺⁶О₃;

обсуждение способов повышения выхода продукта реакции

SО₃ → Н₂SО₄ .

Урок 2. «Основные технологические принципы промышленного производства серной кислоты контактным способом»

В начале урока уточняется проблема - как осуществить химические реакции и стадии получения серной кислоты в промышленных условиях (химические реакции и условия их осуществления, промышленная аппаратура и её моделирование, технология и принципы производства)?

1) при обсуждении выделяются три стадии:

а) окисление сырья с образованием оксида серы (IV)

FeS₂ + О₂ →

б) окисление оксида серы (IV) до оксида серы (VI)

SО₂ + О₂ ↔

в) образование основного продукта

SО₃ + Н₂О →

2) оптимальные условия проведения реакций:

- анализ научных принципов производства;

- способы достижения высоких скоростей химических реакций;

- условия смещения химического равновесия в сторону продукта реакции.

3) конструкционные особенности аппаратов в соответствии с технологическими требованиями производства и использование основных научных принципов (противотока, теплообмена, непрерывности и другие).

Курс органической химии даёт ещё более широкие возможности для развития познавательной активности учащихся с использованием проблемного подхода. Изучая неорганическую химию, учащиеся соотносят свойства веществ с их составом, в химических превращениях усматривают, прежде всего, перегруппировку атомов и ионов, изменение степеней окисления элементов. Изучение органической химии требует более глубокого проникновения в мир молекул, атомов и электронов. Наблюдая те или иные превращения веществ, учащиеся должны постоянно представлять себе разнообразные явления, в какой последовательности соединяются атомы в молекулах, как они располагаются в пространстве, какие электронные процессы происходят при разрыве и образовании химических связей, в чём проявляется взаимное влияние атомов.

Изучение органической химии учит отыскивать причинно-следственные связи в явлениях и рассматривать их не как случайные, а как вызываемые действием определённых факторов. На первый план выдвигаются проблемы, обуславливаемые логикой развития самого учебного процесса, поскольку интерес учащихся в старших классах к теоретическим вопросам становится явно выраженным. Уже из содержания первых уроков возникает ведущая познавательная проблема: почему органических веществ значительно больше, чем неорганических, и чем объясняется огромное значение их в нашей жизни. Более конкретные проблемы возникают при переходе к теории химического строения веществ и изучению основных классов органических соединений.

Так, например, при изучении непредельных углеводородов ряда этилена (10 класс) возникает целая цепь проблемных ситуаций:

1. анализ молекулярного состава этилена приводит к противоречию с валентностью элементов – С^II₂Н^I₄, но углерод в органических соединениях всегда четырёхвалентен;

Какова же структурная формула этилена?

 

Н Н Н Н

‌׀ ‌ ׀

Н ― С ― С ― Н → С = С

‌ ‌

Н Н

 

2. двойная связь между атомами углерода требует более глубокого рассмотрения электронного строения - SP² гибридизация, каждый атом углерода участвует в образовании трёх σ-связей и одной

π-связи;

3. возникает понятие о π- связи – образуют Р-негибридные электронные облака, менее прочная, чем σ- связь;

4. установление особого характера химической связи требует выяснение влияния её на свойства веществ – характерны реакции присоединения по месту разрыва π- связи.

При изучении кислород - и азотсодержащих органических соединений учащиеся знакомятся с новыми для них понятиями органической химии «функциональная группа», «бифункциональные соединения» и другими. Углубляются понятия о гомологии, о взаимном влиянии атомов в молекулах, об изомерии, генетической связи между различными классами соединений, о полимерах.

У учащихся к этому времени накоплен определённый опыт. Они владеют многими теоретическими понятиями курса, поэтому возникает больше возможностей на уроках ставить проблемы, которые побуждают, активно мыслить (Приложение1, Приложение 2).

Заключение

Разрешение проблемных ситуаций под руководством учителя заставляет учащихся сравнивать, обобщать, анализировать явления, а не просто их механически запоминать. Процессы выдвижения и разрешения проблемных ситуаций, представляют собой непрерывную цепь, так как при выдвижении проблемы одновременно начинается её решение, которое в свою очередь, ведёт к постановке новых проблем. То есть осуществляется противоречивый и непрерывный процесс активного познания новых научных понятий. Используя на уроках методы проблемного обучения, убеждаешься на опыте, что они способствуют развитию познавательной активности, творческой самостоятельности учащихся, формированию их мировоззрения, интеллектуальному развитию, и как следствие этого, повышению качества знаний.

Исходя из результатов своей работы, предлагаю более широко применять методы проблемного обучения при изучении школьного курса химии:

чтобы добиться большей эффективности их использования в старших классах, вводить уже на первом году обучения (8 класс) при изучении общих законов химии, применения веществ, генетической связи между различными классами неорганических соединений;

изучение тем, связанных с рассмотрением химических производств (9, 10 класс), строить на использовании методов проблемного обучения, так как именно они способствуют наибольшей актуализации знаний учащихся об основных закономерностях протекания химических реакций (химического равновесия, кинетики химических реакций), что позволяет самим учащимся найти оптимальное решение, аргументировать его, обобщить изученные ранее закономерности управления реакциями и применить их к новым процессам;

при выяснении строения веществ и их свойств (9-11 классы), ставить задачи проблемно-поискового характера, решая которые, учащиеся используют и закрепляют знания об электронном строении молекул, о функциональных группах, химических свойствах веществ, отрабатывают навыки практического осуществления реакций, подтверждающих состав и свойства данных веществ, что позволяет глубже понять взаимосвязь состава и свойств различных классов органических и неорганических соединений.

 

Библиография

1. Брунер Дж. Психология познания: За пределами непосредственной информации. – М.: Прогресс, 1977. – С. 412.
2. Выготский Л.С. Мышление и речь. Психологические исследования. –М.–Л., 1934.
3. Выготский Л.С. Умственное развитие детей в процессе обучения. – М.–Л., 1935.
4. Ганиченко Л.Г., Мочалов Ю.Е. Использование элементов проблемного обучения при проведении уроков-лекций // Химия в школе. – 1990. – № 5. – С. 28–30.
5. Гаркунов В.П. Проблемность в обучении химии // Химия в школе. – 1971. – № 4. – С. 25–30.
6. Геращенко И.Г. Из опыта проблемного обучения занятий по химии // Химия в школе. – 1988. – № 5. – С. 44–45.
7. Занков Л.В. Развитие учащихся в процессе обучения. – М.: АПН РСФСР, 1963.
8. Кудрявцев Т.В. Психология технического мышления. – М., 1971.
9. Махмутов М.И. Проблемное обучение: Основные вопросы теории. – М.: Педагогика, 1975.
10. Оконь В. Основы проблемного обучения. М.: Просвещение, 1968.

11. Эльконин Д.Б., Давыдов В.В. Возрастные возможности усвоения знаний. – М.: Просвещение, 1966