ИПМ Богановой Ольги Александровны, учителя химии высшей

Реклама
Криворучкина Л.В., методист кафедры дидактики и частных методик
ИПК и ППРО ОГПУ
Информационно – педагогический модуль по итогам обобщения
передового опыта учителя химии высшей категории
Домбаровской средней школы №1 Домбаровского района
Богановой Ольги Александровны на тему
«Элективный курс «Решение расчетных химических задач с
использованием знаний математики и физики» как средство развития
умений и навыков учащихся решать расчетные задачи»
I.Теоретическая база опыта.
1. Андреев, В.И. Педагогика: Учебный курс для творческого саморазвития. –
2-е изд./В.И.Андреев – Казань: Центр инновационных технологий. - 2000. –
608 с.
2. Аркавенко,
Л.М.
Для
чего
классифицировать
расчетные
задачи.
/Л.М.Аркавенко, В.Л.Гапонцев, О.А.Белоусова // Химия в школе. – 1998. –
№ 3. – С. 60 – 63.
3. Аршанский, Е.Я. Специфика обучения химии в физико-математических
классах. /Е.Я.Аршанский // Химия в школе. – 2002. – № 6. – С.23 -29.
4. Ахлебинин, А.К. Компьютерные программы для обучения решению задач.
/А.К.Ахлебинин, Л.Г.Лазыкина // Химия в школе. – 2002. - № 4. – С. 51 – 55.
5. Байгабисова, З.Э. Графические задачи в обучении химии. /З.Э.Байгабисова
// Химия в школе. – 2002. – № 6. – С. 30 – 32 .
6. Богомолова, Н.В. Проблема обучения химии в условиях профилизации
старшей школы. /Н.В.Богомолова, П.А.Оржековский. //Первое сен.:
«Химия».- 2007.- № 2. - С. 8-11.
7. Воскобойникова, Н.П. Повышение эффективности обучения решению
задач. /Н.П.Воскобойникова, Л.В.Галыгина, И.В.Галыгина // Химия в школе.
– 2006. – № 4. – С. 38 – 44.
8. Габриелян, О.С. Компетентностный подход как дидактическое условие
предпрофильной и профильной подготовки учащихся. /О.С.Габриелян
//Первое сен.: «Химия». – 2007. - № 2. - С. 12-14.
9. Габриелян, О.С. Элективные курсы по химии: как они есть.
/ О.С.Габриелян. //Первое сен.: «Химия». – 2007. - № 2.- С 32-36.
2
10. Дорофеев, М.В. Математика на уроках химии. /М.В.Дорофеев, М.Б.Лесов //
Химия в школе. – 1999. – № 6. – С.50.
11. Емельянова, Е.О. Подготовка
учащихся к решению расчетных задач.
/Е.О.Емельянова // Химия в школе. – 1998. – № 3. – С. 53 – 59.
12. Ерохина, Г.Н. Как мы обучаем решению задач. /Г.Н.Ерохина // Химия в
школе. – 2001. – № 7. – С. 59 – 61.
13. Журавлева, Т.А. Решение расчетных и экспериментальных задач, связанных
с растворами. /Т.А.Журавлева. //Первое сен.: «Химия». – 2007. - № 5. - С. 39
– 41.
14. Журин, А.А. Парадоксы обучения химии в современной школе. /А.А.Журин
// Химия в школе. – 2007. - № 9. – С. 2 – 5.
15. Ильичева, Е.В. Решение химических задач./Е.В.Ильичева.//Первое сен.:
«Химия».- 2007. - № 2. - С. 32 – 36.
16. Ильичева, Е.В. Решение химических задач./Е.В.Ильичева.//Первое сен.:
«Химия».- 2007. - № 6. - С. 31 – 33.
17. Крылова, Н.В. Учебная карта как средство обучения решению задач.
/Н.В.Крылова // Химия в школе. – 2005. - № 7. – С. 47 – 49.
18. Латюшин, В.В. Первая всероссийская научно-практическая конференция
«Проблемы
и
перспективы
развития
химического
образования».
/В.В.Латюшин // Химия в школе. – 2004. - № 1. – С. 2 – 7.
19. Лисичкин, Г.В. Естествознание вместо физики, химии и биологии?/
Г.В.Лисичкин, И.А.Леенсон// Химия в школе. – 2007. - № 6. – С. 2 – 5.
20. Логинова, О.Б. От «углубленки» к профильному обучению. /О.Б.Логинова //
Химия в школе. – 2006. № 2. – С. 14 - 17.
21. Малькова, Н.В. Трудная задача? Начнем по порядку./Н.В.Малькова.
//Первое сен.: «Химия». – 2007. - № 16. - С. 8-11.
22. Мартыненко, Б.В. Понятие «Водородный показатель» в тестовых заданиях.
/Б.В.Мартыненко, М.В.Михалева // Химия в школе. – 2002. –
№ 7. – С.35 – 37.
3
23. Мелихова, Л.Г. Метод пошаговой детализации при решении расчетных
задач. /Л.Г.Мелихова // Химия в школе. – 2001. – № 8. – С.23 – 26.
24. Минин, М.Г. Психолого-педагогическая диагностика качества знаний.
/М.Г.Минин, Н.С.Михайлова // Химия в школе. – 2003. - № 3. – С. 22 – 30.
25. Михалева,
М.В.
К
методике
изучения
водородного
показателя.
/М.В.Михалева // Химия в школе. – 1996. – № 4. – С. 20 – 24.
26. Основные направления модернизации школьного химического образования.
//Первое сен.: «Химия». – 2007.- № 17. - С. 11-18.
27. Фомин, А.Е. Учебные ошибки и затруднения: как их преодолевать.
/А.Е.Фомин // Химия в школе. – 2000. – № 5. – С. 42 – 45.
28. Хамитова, А.И. О математических методах решения химических задач.
/А.И.Хамитова, Т.К.Яблочкина // Химия в школе. – 2002. – № 6. – С.32 – 35.
29. Чунихина,
Л.Л.
Из
опыта
обучения
решению
расчетных
задач
./Л.Л.Чунихина // Химия в школе. – 1990. – № 3. – С.32 – 35.
30. Шаталов, М.А. Межпредметные связи в формировании системных знаний.
/М.А.Шаталов // Химия в школе. – 1997. – № 5. – С. 26 – 29.
31.
Шишкин,
Е.А. Использование приемов математики и физики при
решении химических задач. /Е.А.Шишкин // Химия в школе. – 1983. – № 1. – С.
44 – 46.
32. Шишкин, Е.А. Пути решения расчетной задачи. /Е.А.Шишкин // Химия в
школе. – 2005. - № 4. – С. 46 - 53.
33. Шишкин, Е.А. Устное решение задач как средство развития мышления.
/Е.А.Шишкин // Химия в школе. – 2001. – № 7. – С.56 – 58 .
34. Ятайкина, А.А. Об интегрированном подходе в обучении. /А.А.Ятайкина
//Народное образование. – 2001. – № 6. – С. 10 – 15.
II.Актуальность.
Химия как одна из фундаментальных областей знаний, в большей мере
определяет развитие других важнейших направлений науки и техники,
биологии и медицины, физики, электроники и радиотехники, информатики и
вычислительной
техники,
машиностроения,
транспорта,
строительной
4
индустрии, агропромышленного комплекса. Без химии, химических процессов
и химических продуктов не может существовать ни одно производство.
Проводимая в стране модернизация образования затрагивает в первую
очередь учебные предметы естественного цикла, и, к сожалению, не в их
пользу, ставит учителей химии перед трудно решаемыми проблемами.
 Одной из важнейших проблем, является заметное снижение интереса
учащихся к предметам естественно-математического цикла, что во многом
обусловлено объективной сложностью химии, физики и математики.

Уменьшение количества часов, отводимых на изучение химии в условиях
профилизации старшей школы. Для этого Федеральным базисным
учебным планом предусмотрено профильное (3 ч в неделю), базовое (2 ч в
неделю) и непрофильное (1 ч в неделю) изучение химии. Согласно
Концепции профильного обучения для большинства профилей физика,
химия и биология становятся непрофильными предметами и заменяются
интегрированным курсом «Естествознание» на который в целом отведено 3
ч в неделю. В результате учащиеся, выбравшие эти профили, изучают
химию по 1 ч в неделю или не изучают вообще. Однако, химия –
самостоятельная научная дисциплина, имеющая четкий предмет и систему
законов и правил. Химические знания составляют основу современной
науки и техники, химические методы широко используются в самых
разных отраслях промышленности, сельского хозяйства, медицины и
фармакологии.
Элементарная
химическая
безграмотность
населения
неизбежно будет приводить к опасным ситуациям в быту и окружающей
среде (Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы и
перспективы развития химического образования» [18]).

Несогласованность, разобщённость этапов формирования общих понятий
физики, математики, химии. Например, понятие о водородном показателе,
изучение законов сохранения массы и энергии.
 Проблема несоответствия объема учебного материала объему учебного
времени. Сравним современный базисный учебный план средней (полной)
5
школы (базовый уровень) и учебный план двадцатилетней давности
(учебный план средней общеобразовательной политехнической школы
1987г.)
Число часов химии в 1987 и 2007 гг.
Год
1987
2007
Класс
8
9
10
11
Итого
8
9
10
11
Итого
Число часов
В неделю
3
3
2
2
10
2
2
1
1
6
В год
105
105
70
70
350
70
70
35
35
210
Изменения видны невооруженным глазом:
 время, предназначенное для изучения химии, уменьшилось на 140 часов, или
на 40%;
 сейчас на весь курс химии отводится столько часов, сколько 20 лет назад
было отведено на курс неполной средней школы.
 Проблема интеграции наук, стремление получить как можно более точное
представление об общей картине мира. Но решить такую задачу невозможно
в рамках одного учебного предмета. Поэтому в теории и практике обучения
наблюдается тенденция к интеграции учебных дисциплин, которая
позволяет учащимся достигать межпредметных обобщений и приближаться
к пониманию общей картины мира. Это особенно важно для преподавания
химии, методы которой используются во многих областях знаний и
человеческой
деятельности.
Особую
актуальность
приобретает
межпредметная интеграция, позволяющая на химической базе объединить
знания физики, биологии, математики, экономики в единое понимание
6
естественного мира, т.е. сформировать целостную естественно - научную
картину мира.
 В настоящее время существует противоречие между уровнем стандартных
задач школьного курса и уровнем задач вступительных экзаменов в вузы.
Трудность некоторых задач для абитуриентов часто запредельна не только
для школьников, но и для большинства учителей. В пособиях для
поступающих в вузы приведены примеры решения достаточно трудных
задач.
Однако,
как
показывает
опыт,
химические,
физические
и
математические знания большинства школьников недостаточны для того,
чтобы разобраться в них, поэтому абитуриенты не могут обойтись без
занятий на подготовительных курсах или с репетиторами. А это требует
больших
затрат
времени
и
средств
и
приводит
к
перегрузке
старшеклассников.
 Анализ КИМов по химии приводит к выводу, что за 3 часа в неделю,
отведенных на химию в профильных классах, очень проблематично
подготовить выпускников таких классов к успешной сдаче ЕГЭ. Задания
части В и С являются профильными и вызовут затруднения. Они посильны
лишь для выпускников школ и классов с углубленным изучением предмета.
 Между развитием способностей учащихся и отсутствием умений применять
знания математики и физики при решении расчетных химических задач.
Решение расчетных задач – важная составляющая процесса обучения химии.
Химические задачи играют огромную развивающую роль, так как
способствуют формированию рационального и логического мышления,
развитию самостоятельности суждений. Велика и образовательная роль
химических задач. При их решении закрепляются полученные теоретические
знания, совершенствуются химические понятия. Задачи – одно из средств
прочного усвоения изучаемого материала. Научить ребенка решать задачи
невозможно, если отсутствует математическая база, умения проводить
простейшие вычисления, знания физических закономерностей.
7
Следовательно, в связи с сокращением учебного времени на изучение
химии, низким уровнем познавательной активности школьников, недостаточно
сформированными навыками и умениями учащихся решать расчетные задачи
возникла потребность в применении новых подходов к организации учебной
деятельности учащихся.
Одним из путей решения данной проблемы может стать элективный курс
«Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и
физики»
Ш. Основополагающими принципами данного опыта являются:
- межпредметная интеграция курсов химии и математики;
- межпредметные связи химии и физики, основанные на изучении одних и
тех же объектов, использовании в физике и химии одних и тех же научных
методов, законов и теорий;
-обеспечение самостоятельности и активности учащихся через
систематическое включение в учебный процесс расчетных задач.
IV. Условия возникновения и становления опыта:
Боганова Ольга Александровна – руководитель методического
объединения учителей химии Домбаровского района. Она активный участник
введения профильного обучения в своей школе.
В ходе работы над проблемой профильного обучения учителем подобран и
систематизирован материал:
а) по использованию знаний математики и физики при решении расчетных
химических задач;
б) по решению задач разными способами;
в) по решению задач по математическим и физическим формулам.
Разработана система расчетных задач по химии, способствующих
развитию умений учащихся актуализировать знания по математике и физике.
Разработана методика интеграции химических и физико-математических
знаний.
Создан элективный курс для учащихся 11 класса химико – биологического
профиля «Решение расчетных химических задач с использованием знаний
математики и физики».
8
Для проведения эксперимента в Домбаровской
средней школе были
выбраны 2 класса: 8а – опытный, 8б – контрольный. В 8 – 9 классах учащиеся
занимались по 3 недельных часа, в 10 – 11 по 2 часа. Элективный курс был
апробирован в выпускных классах в течение трех последних лет.
В качестве критериев оценки уровня сформированности умений
учащихся решать расчетные химические задачи, используя знания математики
и физики, были выделены умения, выбранные через предметную область:
 умения анализировать условие задачи;
 умения решать прямые и обратные задачи;
 умения решать задачи несколькими способами;
 умения использовать знания математики и физики при решении
расчетных задач;
 умения использовать при решении химических задач математические и
физические формулы;
 умения находить рациональные способы решения задач.
Использован диагностический инструментарий:
- самостоятельные письменные и контрольные работы;
- тестирование
Учащимся опытного и контрольного классов была предложена письменная
работа:
I. Решите задачи
1 вариант:
Задача № 1. Найдите массу железа, содержащуюся в 80 г оксида железа (III).
Задача № 2 В 80 г воды растворили 20 г соли. Определите массовую долю соли
в растворе.
Задача № 3 Вычислите объем углекислого газа, который выделится при
разложении 150 известняка, содержащего 2% примесей.
2 вариант:
Задача № 1. Найдите, в какой массе оксида меди (II) содержится 32 г меди.
9
Задача № 2. В 120 г воды растворили 20 г соли. Определите массовую долю
соли в растворе.
Задача № 3. Вычислите объем углекислого газа, который выделится при
действии азотной кислоты на 200 г известняка, содержащего 5% примесей.
II.Тестирование
1.Какой объем водорода получится при разложении 18г воды?
1) 44,8 л
2) 22,4 л
3) 5,6 л
4) 11,2 л
2. Больший объем занимает 1 г
1) водорода
2) кислорода
3) аргона
4) углекислого газа
3. Какое количество вещества кислорода необходимо для окисления 2 моль
фосфора
1) 5 моль
2) 2 моль
3) 2,5 моль
4) 1 моль
4. Массовая доля кислорода в оксиде углерода (IV) равна
1) 73%
2) 50%
3) 30%
4) 20%
5. Массовая доля растворенного вещества в растворе, приготовленном из 120 г
воды и 40 г соли равна
1) 20%
2) 25%
3) 30%
4) 35%
Ш.Ответьте на вопросы:
1. Проанализируйте условие задачи. Что дано? Что надо найти?
2. Решите задачу двумя способами.
3. Составьте условие обратной задачи и решите ее.
4. На какие знания, полученные в курсах математики и физики, вы
опирались?
5. Какие физические и математические формулы вы использовали?
6. Какой способ решения более рациональный?
После проведения диагностики и выявления уровня сформированности
умений решать расчетные химические задачи, Боганова О.А. стала внедрять в
практику разработанную систему заданий, направленных на развитие умений
учащихся актуализировать знания по математики и физике при решении
расчетных химических задач.
10
Учителем реализовано:
 проведение практикумов по решению расчетных задач;
 организация самостоятельной работы учащихся по решению расчетных
задач в малых группах;
 рациональное сочетание фронтальной, групповой, индивидуальной
деятельности учащихся;
 работа с учащимися на занятиях элективного курса (экспериментальный
класс, 2 недельный часа);
 методика интеграции химических и физико-математических знаний на
уроках в экспериментальном классе.
V.Сущность опыта:
Большой опыт преподавания химии – 21 год и 16 – ти летняя практика в
должности заместителя директора по учебной работе позволили Богановой
О.А. сделать вывод, что методика решения задач, используемая учителями, во
всех классах примерно одна и та же: учитель сначала сам решает задачу, затем
учащиеся читают условие другой задачи, коллективно или самостоятельно
анализируют его, записывают в тетрадь данные и приступают к решению по
образцу, предложенному учителем.
В результате лишь немногие учащиеся сознательно и творчески овладевают
общим подходом к решению задач, умеют оценивать свои действия в процессе
решения, самостоятельно составлять условия задач, выбирать рациональные
способы решения и др.
Разработанная Ольгой Александровной методика обучения учащихся
количественным расчетам и способам контроля своих действий обеспечивает
их постепенное вхождение в решение задач, т.е. их подготовку к решению
задач того или иного типа с помощью специальных знаний.
Ее методика обучения включает несколько этапов:1) ознакомление
учащихся с необходимыми теоретическими положениями; 2) актуализация
знаний, полученных на уроках математики и физики; 3) решение типовых
задач; 4) самостоятельное решение задач и подведение итогов с целью
11
уточнения
содержания
и
соотношения
понятий,
формул
взаимосвязи
физических величин, формулирования выводов; 5) составление условия задачи
самим учащимся и ее решение с целью понимания взаимосвязи между
числовыми данными задачи и осмысления ее решения.
Учитель считает, что чтобы исчезли затруднения при решении
химической задачи, необходимо восстановить логическую связь между
однотипными задачами – химическими и арифметическими.
Для проверки этих предположений, учащимся опытных классов было
предложено дома решить задачу: «В колхозе приготовили следующую смесь
для удобрения полей – 64 т торфа и 16 т минеральных удобрений. Сколько
процентов минеральных удобрений находилось в смеси?». Ученики должны
были решить эту задачу и приготовиться к объяснению своего способа
решения.
Применялись
разные
способы:
нахождение
части
от
числа,
пропорциональное деление, приведение к единице и составление пропорций.
После обсуждения решения учащимся была предложена задача: «Сколько
процентов меди в оксиде меди (II), если известно, что формула этого вещества
CuO, относительная атомная масса меди – 64, а кислорода – 16?
В результате беседы пришли к такому решению: сначала нужно найти,
какую часть веса молекулы составляет вес атома меди. Для этого находим
относительную молекулярную массу оксида меди: Мr (CuO)= 64+16=80. После
этого делим относительную атомную массу меди
на относительную
молекулярную массу молекулы: 64÷80=0,8. Чтобы выразить дробь в процентах,
умножаем на 100. Получим 80%.
Для
закрепления
этого
способа
решения
Ольга
Александровна
предложила ученикам более сложную задачу: «Сколько процентов железа
содержится в оксиде железа (III)?» Решение задачи заняло несколько больше
времени. Некоторые учащиеся допускали ошибки в вычислении относительной
молекулярной массы, упустив из внимания индекс. Другие проводили деление,
упустив число атомов железа. Но эти ошибки были единичными.
12
Затем учащиеся получили другое задание: придумать и решить
аналогичную задачу. Это задание вызвало недоумение многих. Ученики
затруднялись в подборе вещества, по формуле которого нужно выразить его
состав в процентах.
В
домашнее
задание
входило
чтение
параграфа
учебника,
формулирование и решение задачи.
На следующем уроке проведена проверка решения задач, составленных
учащимися,
а
затем
ученикам
было
предложено
приступить
к
самостоятельному решению задач нового типа на расчеты по формулам.
Например, «Сколько граммов меди содержится в 320 г оксида меди (II)?»
При решении задач на расчеты по формулам, учитель предлагает ребятам
сформулировать условие и решить задачу, применяя знания
из курса
математики. Такой прием оказался эффективным. Учащиеся на своем опыте
убедились в том, что расчеты по формулам не представляют каких-то особых
задач, неизвестных в математике и физике, а являются теми же типами задач,
которые уже решались в данных курсах.
Эта же методика применяется Богановой О.А. и при ознакомлении с
расчетами по химическим уравнениям.
Учитель считает, что легче найти решение задачи тогда, когда учащимся
известно, чем определяются различия в условиях типовых задач, и они
научены самостоятельно составлять текст задачи, устанавливать взаимосвязи
между простейшими расчетными задачами.
Приводим пример задания, на основе которого Ольга Александровна
предлагает учащимся составлять условия задач.
Задание 1. Вам даны вещества в различной упаковке. На этикетке
пищевых продуктов указаны общая масса продукта и процентное содержание в
нем различных компонентов. Оцените их суммарное содержание (до сотых
долей процента). Придумайте задачу, используя эти данные. Условия задач не
должны повторяться, их текст можно обсудить с товарищем.
Приведем вопросы, которые обсуждались с учащимися:
13
1. Какова масса интересующего вещества в упаковке?
2. Она больше или меньше всей массы пищевого продукта?
3. Какие данные необходимы для ответа?
4. Изменится ли решение задачи, если речь пойдет о другом веществе?
Далее учащимся предлагалось изобразить на рисунке окружность,
квадрат или другую фигуру, считая ее площадь равной 100%, и заштриховать
часть,
соответствующую
процентному
содержанию
рассматриваемого
вещества. Представить, что вся площадь фигуры символизирует общую массу
вещества. Ее принять за единицу. Содержание выбранного вещества выразить в
долях от единицы. Ответить на вопрос: «Во сколько раз отличаются друг от
друга числа, соответствующие процентному содержанию и массовой доле этого
вещества?» Составить условие математической задачи на нахождение процента
от числа и решить ее.
Затем обсуждалось, как записать в общем виде условие задачи, в которой
требуется определить массу чистого вещества, если указано содержание в нем
примесей в процентах или массовых долях. Предлагалось каждому записать
свое условие задачи и ее решение. Проводился разбор последовательности
действий,
необходимых
для
нахождения
ответа.
Учащиеся
выясняли
существует ли ограничение в числовом значении ответа, подводились
к
выводу, что данная химическая задача в большей степени алгебраическая.
Задание 2. Какие примеры газовых смесей известны? Придумайте условие
задачи на определение объема одного из компонентов газовой смеси, если даны
ее общий объем и процентный состав. Можно воспользоваться диаграммой о
составе воздуха.
Рассматривая условия составленных задач, ученики обсуждали, зависит ли
ход решения от единиц измерения массы или объема, приходили к выводу о
необходимости единой системы измерения всех величин при решении задач. В
заключении ребята записывали условие задачи и ее решение в общем виде. К
этим записям учащиеся могут обращаться в дальнейшем при решении
аналогичных задач.
14
В Домбаровской средней
школе учителя математики всегда идут
навстречу преподавателям смежных дисциплин: согласовывают программы,
специально
переставляют
некоторые
темы
курса,
умело
используют
существующее повторение для того, чтобы ученики имели необходимую
математическую базу для работы на уроках химии. Совместная работа учителей
химии и математики начинается при обсуждении планирования уроков алгебры
в 7-м классе, когда изучается прямая и обратная пропорциональные
зависимости, повторяется решение задач на проценты. На уроках математики
ученики
7-го
класса
пытаются
использовать
химическую
символику,
рассчитывать массовую долю вещества в растворе, предлагают алгоритм
приготовления этого раствора, рассчитывают состав смесей в массовых долях и
выражают его в процентах. В 8-м классе повторяют алгоритм поиска
наименьшего общего кратного двух чисел, решение уравнений, содержащих
числовые пропорции. В 9-м классе решают системы линейных уравнений,
необходимые для установления состава смесей.
Учащиеся опытного класса
активно работают на занятиях элективного курса «Решение расчетных
химических задач с использованием знаний математики и физики». Ольгой
Александровной было выявлено, что данный курс:

обеспечивает профильную ориентацию;

формирует познавательный интерес;

способствует приобретению навыков решения расчетных химических задач;

развивает умения учащихся использовать знания математики и физики при
решении расчетных задач;
VI.Основные компоненты опыта:
1.Программа элективного курса для учащихся 11 класса химико –
биологического профиля «Решение расчетных химических задач с
использованием знаний математики и физики».
2.Методика интеграции химических и физико – математических знаний и
умений учащихся при решении расчетных химических задач.
VII.Новизна опыта учителя, реализующего профильное обучение,
предусматривает:
15
- разработана
методика
интеграции
химических
и
физико-
математических знаний и умений учащихся при решении расчетных
химических задач;
-
разработан элективный курс « Решение расчетных химических задач с
использованием знаний математики и физики».
VIII. Система работы учителя и ее результативность.
Боганова О.А. убеждена, что при решении расчетных задач необходима
специальная система ознакомления учащихся с типичными приемами
рассуждения, проведения расчетов.
Опыт работы Ольги Александровны показал, что ее методика достаточно
эффективна – решение типовых задач, предусмотренных программой, не
вызывает затруднений, многие учащиеся с интересом решают усложненные
задачи.
Интеграция — необходимое условие современного учебного процесса, её
возможная реализация в рамках какой-либо школы была бы переходом этой
школы на новый качественный уровень образования.
Опыт работы по предлагаемой системе позволяет сделать выводы о
результатах и значении интегрированного обучения, которые сводятся к
следующему:
Интегрированное обучение
 способствует развитию научного стиля мышления учащихся;
 даёт возможность широкого применения учащимися естественнонаучного
метода познания;
 формирует комплексный подход к учебным предметам, единый с точки
зрения естественных наук взгляд на ту или иную проблему, отражающую
объективные связи в окружающем мире;
 повышает качество знаний учащихся;
 повышает и развивает интерес учащихся к предметам естественноматематического цикла;
 формирует у учащихся общие понятия физики, математики, химии;
16
 формирует убеждение учащихся в том, что они могут осознанно изучать
более сложные понятия в сравнении с теми, которые предлагаются в
учебнике.
Баганова О.А. добилась того, что у учащихся сформировались умения
решать расчетные задачи, используя знания математики и физики; ее ученики
добиваются успехов на школьных, районных и областных олимпиадах;
увеличился процент поступающих на химические специальности в высшие
учебные заведения. Многие учащиеся выбирают химию для сдачи на итоговую
и промежуточную аттестацию.
Проведенная учителем работа позволяет сделать выводы: развитие умений
учащихся
решать
расчетные
химические
задачи
будет
происходить
эффективно, если:
 актуализировать знания по математике и физике при решении расчетных
химических задач;
 разработать элективный курс «Решение расчетных химических задач с
использованием знаний математики и физики»;
 применять активные формы работы на занятиях;
 развивать мышление учащихся.
В ходе эксперимента Ольгой Александровной
1. изучена степень разработанности проблемы в философской, психологопедагогической, методической, специальной литературе и определен
понятийный аппарат исследования;
2. разработана методика интеграции химических и физико-математических
знаний и умений учащихся;
3. разработана программа элективного курса «Решение расчетных химических
задач с использованием знаний математики и физики»;
4. экспериментально
проверена
эффективность
методики
интеграции
химических и физико-математических знаний и умений учащихся в средней
школе.
17
Боганова О.А. считает, что еще предстоит продумать работу со
слабоуспевающими учащимися, усилить работу с одаренными детьми.
Обучающий потенциал приведенных методических рекомендаций достаточно
не изучен, поэтому изыскания в данной области должны быть продолжены.
Приложение к ИПМ
18
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Домбаровская средняя общеобразовательная школа № 1»
Программа защищена на проблемных курсах учителей
химии «Предпрофильная подготовка учащихся основной
школы и профильное обучение химии в старшей школе»
Решение расчетных химических
задач с использованием знаний
математики и физики
Элективный курс для учащихся 11 класса
химико-биологического профиля
Автор программы:
Боганова О.А., учитель химии высшей категории
МОУ «Домбаровская средняя общеобразовательная
школа № 1» Домбаровского района
Оренбургской области
Работа зачтена 21.12.2005г.
Руководитель: Криворучкина Л.В.
Оренбург, 2005 год
19
Пояснительная записка
Одним из главных критериев усвоения химии как учебной
дисциплины является
умение учащихся решать расчетные и качественные
задачи. Решение химических задач у многих учащихся вызывает определенные
трудности, об этом свидетельствуют постоянные поиски подходов к их
преодолению. Эти поиски вполне оправданы, так как именно через
количественные расчеты учащиеся реализуют свои теоретические знания на
практике.
В процессе преподавания в профильных классах с углубленным
изучением химии эта тема имеет особую актуальность, практическую
значимость, так как на всех вступительных экзаменах по химии предлагаются
задачи повышенного уровня сложности.
Данный элективный курс предназначен для учащихся 11-х классов
«Решение расчетных химических задач с использованием знаний математики и
физики» химико-биологического профиля и носит предметно-ориентированный
характер. Курс рассчитан на 34 часа (1 час в неделю).
В результате изучения данного курса обучающиеся должны
знать:

теоретический материал курса химии основной школы;

основные алгоритмы решения расчетных задач;
уметь:

определять тип задачи;

записывать уравнения реакций протекающих процессов;

выбирать основные расчетные формулы и их преобразовывать;

подставлять численные данные и производить математические
вычисления.
Цель данного курса: сформировать умения учащихся решать расчетные
химические задачи разного уровня сложности с использованием знаний
математики и физики.
20
Задачи курса:
- осуществление межпредметных связей, а также связи химической науки с
жизнью.
- усиление подготовки школьников к поступлению в высшие учебные
заведения, к проведению и участию в ЕГЭ по химии;
- систематизация полученных знаний;
- раскрытие перед учащимися практической значимости химии, ее связи с
другими науками;
- показ возможности применения химических знаний в повседневной жизни.
Наибольшую трудность при изучении химии вызывают задачи на
определение состава многокомпонентной смеси веществ, качественного
распознавания веществ.
Это связано с тем, что для решения таких задач необходимо глубоко
понимать химические свойства изучаемых веществ, уметь анализировать,
глубоко понимать, сравнивать свойства различных классов веществ, а также
иметь хорошую подготовку по другим предметам.
Среди
множества разнообразных химических задач наибольшие
затруднения вызывают задачи, для решения которых помимо прочных
химических знаний требуется владеть материалом курса физики и математики.
Например:
 по химии: необходимо знание свойств веществ, понятий, умение
выразить их химическими формулами и уравнениями;
 по физике: знание физических величин, единиц измерения их, умение
устанавливать взаимосвязь между физическими величинами;
 по математике: знание методов расчета, нахождение части от целого и
целого по его части, умение составлять пропорции и знание их свойств,
умение составлять и решать алгебраические уравнения.
Задачи с использованием знаний математики и физики встречаются на
всех вступительных экзаменах в высшие учебные заведения, где химия
является профилирующей дисциплиной. А потому, не разобрав задачи такого
21
типа, учитель может неумышленно лишить своего ученика шанса на
поступление на химическую специальность.
Таким образом, использование знаний математики и физики при решении
химических задач – необходимое звено программы, формирующее целостную
картину мира.
Многие важные вопросы изучения курса химии по ряду причин
исключены из школьной программы. Введение в программу теоретических
вопросов способствует формированию химического мышления учащихся.
Так, связывание тепловых эффектов химических реакций с количеством
вещества и решение задач на применение закона Гесса подводят школьников к
формированию представлений о материальном и энергетическом единстве
мира, о неуничтожимости материи и энергии, о фундаментальных законах.
Подробное изучение газовых законов позволяет объяснить многие
явления, происходящие с веществами.
Рассмотрение различных способов выражения концентрации, законов
электролиза показывает практическую направленность химии. Эти знания
можно использовать не только в медицине, промышленности, лаборатории, но
и в быту.
Комбинированные
задачи
позволяют
учащимся
адаптироваться
в
нестандартных условиях.
Решения олимпиадных задач подготовит учащихся к участию в
школьных и районных олимпиадах.
Многие учащиеся с трудом ориентируются в многочисленных способах
решения задач и, нередко, не могут выбрать тот или иной метод решения, в
зависимости от условия задачи. Умения решать задачи разными способами –
важный компонент программы.
Умение решать задачи разных типов пригодится учащимся в будущем,
особенно тем, кто свяжет свою профессию с химией (научно-исследовательская
работа, лаборатории, аптеки, да и просто в быту).
22
Программа
предусматривает
проведение
лекционно-практических
занятий.
Освоение курса предполагает, помимо посещения коллективных занятий,
выполнение домашних заданий по применению полученных знаний и
дальнейшему их совершенствованию в рамках изучения курса химии. Курс
завершается выполнением итоговой контрольной работой.
По окончании курса у учащихся формируется положительная мотивация к
дальнейшему изучении химии, развиваются и закрепляются навыки решения
задач, что необходимо при дальнейшем обучении.
Учебно-тематический план
№
Название темы
1.
2.
3.
4.
5.
Введение. Входная диагностика.
Основные физические и химические величины.
Основные типы расчетных задач.
Различные способы решения задач.
Расчеты по химическим формулам.
Вычисления по уравнениям химических
реакций
Задачи на растворы.
Кристаллогидраты.
Вывод
формул
химических
соединений
различными способами.
6.
7.
8.
Кол-во
часов
2
2
4
4
4
6
6
4
9.
Задачи с использованием газовых законов.
6
10.
Термохимические расчеты. Закон Гесса.
4
11.
Законы электролиза.
3
12.
Задачи на смеси.
Решение задач с
«эквивалент».
6
13.
использованием
понятия
3
14.
Комбинированные задачи.
6
15.
16.
Олимпиадные задачи.
Итоговое занятие.
6
2
68
Итого:
Вид занятия
Тестирование
Лекция. Беседа
Лекция
Лекция. Семинар.
Решение задач
Практикум по
решению задач
Лекция.
Опорный конспект
Алгоритмы.
Решение задач
Лекция. Задачи.
Опорный конспект
Решение задач
Лекция.
Решение задач
Лекция. Алгоритмы
Лекция.
Решение задач
Решение задач.
Практикум
Решение задач
Зачет.
Содержание изучаемого курса
23
Тема № 1. Введение. Входная диагностика (2 ч.).
Цели и задачи спецкурса. Структура. Входная диагностика (см.
приложение).
Тема № 2. Основные физические и химические величины (2 ч).
Моль как количество вещества. Атомная и молекулярная масса.
Постоянная Авогадро. Масса. Объем. Плотность.
Тема № 3. Основные типы расчетных задач (4 ч.).
Классификация расчетных задач. Основные требования к оформлению
расчетных задач.
Тема № 4. Различные способы решения задач (4 ч.).
Понятие «доля». Массовая доля. Объемная доля. Метод пропорции.
Графический метод решения задач. Алгебраический метод. Метод приведения
к единице. Решение задач через систему уравнений.
Тема № 5. Расчеты по химическим формулам (4 ч.).
Вычисление относительной молекулярной массы вещества, массовой доли
элемента; соотношения масс элементов.
Тема № 6. Вычисления по уравнениям химических реакций (6ч.).
Практикум.
Вычисление количества вещества, массы, объема вещества по известному
количеству вещества, массе, объему другого вещества. Задачи на избыток и
недостаток. Нахождение количества вещества, массы, объема вещества, если
известно вещество, содержащие примеси. Задачи на выход продукта.
Тема № 7. Задачи на растворы. Кристаллогидраты (6 ч.).
Массовая доля растворенного вещества. Правило смешения. Правило
креста. Молярная концентрация. Переход от одной концентрации к другой.
Кристаллогидраты. Определение массовой доли вещества в растворе при
растворении кристаллогидрата. Определение формулы кристаллогидрата.
Тема № 8. Вывод формул химических соединений различными способами
(4 ч.).
24
Вывод формул веществ по массовым долям элементов. Вывод формул
веществ на основе относительной плотности газов, массе 1 л газа при н.у.
Вывод формул веществ по продуктам сгорания.
Тема № 9. Задачи с использованием газовых законов (6 ч.).
Закон Авогадро, закон Гей-Люссака и Бойля-Мариотта. Уравнение
Менделеева-Клайперона. Нормальные условия.
Тема № 10. Термохимические расчеты. Закон Гесса (4 ч.).
Вычисление теплового эффекта химической реакции. Термохимические
законы. Теплота сгорания. Теплота образования. Энтальпия. Энтропия. Энергия
Гиббса. Закон Гесса. Расчеты по термохимическим уравнениям.
Тема № 11. Законы электролиза (3 ч.).
Электролиз расплавов и растворов. Процессы, происходящие на катоде и
аноде. Законы электролиза. Решение задач на применение законов электролиза.
Тема № 12. Задачи на смеси (6 ч.).
Определение состава исходной смеси через систему уравнений.
Тема № 13.Решение задач с использованием понятия «эквивалент»
(3 ч.).
Эквивалент. Молярная концентрация эквивалента. Количество вещества
эквивалента. Титр. Нормальная концентрация.
Тема № 14. Комбинированные задачи (6 ч.).
Практикум по решению задач. Самостоятельная работа.
Тема № 15. Олимпиадные задачи (6 ч.).
Решение олимпиадных задач.
Тема № 16. Итоговое занятие (2 ч.).
Проведение зачета по изученному курсу
Методические рекомендации
Данный
элективный
курс
химии
предусматривает
лекционно-
семинарскую работу, практикумы по решению задач.
По окончании каждого занятия учащиеся получают домашнее задание,
которое включает несколько теоретических вопросов и расчетные задачи.
25
Уровень усвоения разделов курса оценивается с помощью небольших
контрольных работ, срезов тестов. Результаты их выполнения после проверки
учителем обсуждается на семинаре.
Итоговое занятие проводится в форме зачета, на котором могут быть
представлены:
- подбор задач по различным темам с решением;
- зачет по решению задач;
- выполнение тестов ЕГЭ (часть С).
Для проведения данного курса желательно использовать компьютер (СД
диски), справочники, задачники, пособия для поступающих в ВУЗы.
Перечень ключевых слов

Концентрированные растворы

Смешивание растворов

Избыток и недостаток

Теплота химической реакции

Масса

Тепловой эффект химической

Массовая доля

Моль

Термохимические уравнения

Молярная масса вещества

Теоретический выход продукта

Молярный объем

Экзотермическая реакция

Молярная концентрация

Эндотермическая реакция

Относительная атомная масса
элемента

Относительная молекулярная
масса вещества

Относительная плотность

Объемная доля

Пропорция

Практический выход продукта

Примеси

Система алгебраических
уравнений
реакции
26
Диагностический материал
1. Входная диагностика
Цель: Проверить уровень знаний учащихся на данный момент (в начале
занятий элективного курса).
1. Вычислите объем, который займут 16 г кислорода.
2. Найдите массу 1 молекулы азота.
3. Сколько атомов серы содержится в 64 г ?
4. Какой объем воздуха потребуется для сгорания 10 л ацетилена?
5. Определите объем газовой смеси после взаимодействия 10 л водорода и
20 л хлора.
6. Найдите объем углекислого газа, выделившегося при действии 200 мл
5% раствора соляной кислоты (ρ = 1,01 г/мл) на 10 г карбоната кальция.
7. Найдите массу осадка, полученного при сливании 100 г 5% раствора
карбоната натрия и 150 г 10% раствора хлорида кальция.
8. Какой объем сернистого газа выделится при обжиге 2 т пирита FeS2,
содержащего 10% примесей, если выход сернистого газа составляет
68%.
9. Дана цепочка превращений:
СаС2 → ? → С6Н6 → ? → С6Н5NН2
Найдите массу анилина, полученного из карбида кальция, содержащего
2% примесей, если выход продукта на каждой стадии составляет 80%.
10.Определите массовую долю сульфата меди (II), полученного при
растворении 10 г медного купороса CuSО4 · 5H2O в 120 г воды.
2.Зачетное занятие.
Решение олимпиадных задач.
1. При сгорании 9 г предельного вторичного амина выделилось 2,24 л азота и
8,96 л углекислого газа. Определите молекулярную формулу амина.
2. Оксид серы (VI) массой 8 г растворили в 110 г 8% раствора серной
кислоты. Какая соль и в каком количестве образуется, если к полученному
раствору добавить 10,6 г гидроксида калия?
27
3. Для хлорирования смеси железа и меди массой 6 г затрачен газообразный
хлор объемом 2,8 л (н.у.). Определите массовые доли металлов в исходной
смеси.
4. При взаимодействии 11,6 г предельного альдегида с избытком гидроксида
меди (II) при нагревании образовался осадок массой 28,8 г. Выведете
молекулярную формулу альдегида.
Литература для учащихся
1. Габриелян, О.С. Задачи по химии и способы их решения. 8-9 классы. /О.С.
Габриелян, П.В. Решетов, И.Г. Остроумов. – М.: Дрофа. - 2004.- 160с.
2. Гара, Н.Н. Сборник задач для проведения устного экзамена по химии за
курс основной школы. 9 класс. /Н.Н.Гара, Н.И.Габрусева – М.: Дрофа. - 1999.
– 48 с.
3. Гара, Н.Н. Химия. Задачи и упражнения. 8-9 кл.: Учебное пособие для
общеобразовательных учреждений./Н.Н.Гара, М.В.Зуева. – М.: Дрофа. - 2002.
– 224 с.
4. Гольдфарб, Я.Л. Химия. Задачник. 8-11 кл.: Учебное пособие для
общеобразовательных учебных заведений./Я.Л.Гольдфарб, Ю.В.Ходаков,
Ю.В.Додонов. – М.: Дрофа. - 2002. – 272 с.
5.Лидин, Р.А. Химия: Справочник для старшеклассников и поступающих в
вузы./Р.А.Лидин, Л.Ю.Аликберова.–М.:АСТ-ПРЕСС ШКОЛА, 2002. – 512 с.
6. Новошинский, И.И. Типы химических задач и способы их решения: учебное
пособие для учащихся 8 – 11 классов и абитуриентов. - /И.И.Новошинский,
Н.С.Новошинская. – Краснодар: Советская Кубань. – 1999. - 112 с.
7.Хомченко, И.Г. Сборник задач и упражнений по химии для средней
школы./И.Г.Хомченко. – М.: Новая Волна. - 1996. – 221 с.
8.Хомченко, Г.П., Хомченко И.Г. Сборник задач по химии для поступающих в
вузы./Г.П.Хомченко, И.Г.Хомченко. – М.: Новая Волна. - 1996. – 303 с.
Литература для учителя
1. Аргишева, А.И. Решаем задачи по химии. /А.И.Аргишева, Ю.К.Губанова. –
Саратов: Лицей. - 2002. – 384 с.
28
2.Борздун, Л.А. Решение расчетных
задач
в курсе химии
средней
школы./Л.А.Борздун.– Кемерово. - 1996. – 59 с.
3. Гудкова, А.С. 500 задач по химии: Пособие для учащихся. /А.С.Гудкова,
К.М.Ефремова, М.М.Магдесиева, Н.В.Мельчакова. – М.: Просвещение. - 1981.
– 159 с.
4. Ковальчукова, О.В. Учись решать задачи по химии./О.В.Ковальчукова. – М.:
“Поматур”. - 1999.- 175 с.
5.Кузьменко, Н.Е. Химия. 2400 задач для школьников и поступающих в
вузы./Н.Е.Кузьменко, В.В.Еремин. - М.: Дрофа. - 1999.-560с.
6. Лидин, Р.А. Химия. 8-9 классы: Учебное пособие./Р.А.Лидин, Е.Е.Якимова,
Н.А.Вотинова. – М.: Дрофа, 2000. – 192 с.
7.Магдесиева,
Н.Н.
Учись
решать
задачи
по
химии:
Книга
для
учащихся./Н.Н.Магдесиева, Н.Е.Кузьменко. – М.: Просвещение, 1986. -160 с.
8.Новошинский, И.И. Типы химических задач и способы их решения: учебное
пособие для учащихся 8 – 11 классов и абитуриентов. - /И.И.Новошинский,
Н.С.Новошинская. – Краснодар: Советская Кубань. – 1999. - 112 с.
9. Радецкий, А.М. Проверочные работы по химии в 8-11 классах: Пособие для
учителя./А.М.Радецкий. – М.: Просвещение. - 2001. - 208 с.
10. Смирнова, Л.М. Сборник задач по общей и неорганической химии. 8-11
классы. /Л.М.Смирнова, П.А.Жуков. – СПб.: “Паритет”. - 2000. – 128 с.
11. Штемплер, Г.И. Методика решения расчетных задач по химии: 8-11
классы: Пособие для учителя. /Г.И.Штемплер.– М.: Просвещение. - 2001. –
207 с.
29
Скачать