Текст
                    Библиотека учителя химии
R Г. Иванова, Т. З.Савич,
И. Н. Черткоз
САМОСТОЯТЕЛЬНЫЕ
РАБОТЫ ПО ХИМИИ
ПОСОБИЕ ДЛЯ УЧИТЕЛЯ
МОСКВА «ПРОСВЕЩЕНИЕ» 1982


ББК 74.265.7 И20 Рекомендовано Главным управлением школ Министерства просвещения СССР Рецензент: доцент кафедры неорганической химии и методики преподавания химии к. х. и. Чернобельская Г. М. (МГПИ им. В. И. Ленина) Иванова Р. Г. и др. И20 Самостоятельные работы по химии: Пособие для учи- теля/Р. Г. Иванова, Т. 3. Савич, И. Н. Чертков.— М.: Просвещение, 1982.— 206 с, ил.— (Б-ка учителя химии). В книге обобщен опыт работы передовых учителей химии по организации самостоятельной работы учащихся на уроках химии. Описаны разнообразные типы н виды работ, условия их эффективного применения на уроках. Даны конкретные рекомендации по проведению системы самостоятельных работ теоретико-описательных тем курсов VII—X классов. „ 4306021400—782 ББК 74.265.7 подписное 103(03)82 © Издательство «Просвещение», 1982 т.
ПРЕДИСЛОВИЕ Повышение эффективности урока—главная задача учителя. Успех ее решения во многом зависит от методики обучения, позволяющей вооружить учащихся глубокими и прочными знаниями, научить их трудиться с интересом и самостоятельно. Методику современного урока характеризует система самостоятельных работ школьников. Однако организация такой системы является нелегким делом для учителей. Вот почему авторы поставили перед собой задачу: в известной мере обобщить накопленный в методике и практике обучения опыт проведения разнообразных самостоятельных работ учащихся. В книге авторы также предлагают классификацию самостоятельных работ, обсуждают важнейшие условия для эффективного применения самостоятельных работ на современном уроке в сочетании с изложением материала учителем и другими методами, рассмотрена конкретная методика организации самостоятельной работы учащихся на уроках по определенным темам VII—X классов. При этом авторы обращают внимание на значение самостоятельной работы для формирования системы знаний и умений учащихся по химии, на соответствие методики самостоятельной работы выдвигаемым целям и особенностям учебного материала. В связи с таким замыслом авторы не описывают самостоятельные работы по всем темам курса, а останавливаются на наиболее типичных или трудных из них. Изложение в книге методики организации самостоятельных работ имеет определенные особенности в зависимости от того или иного курса химии и года обучения. Так, по курсу неорганической химии (VII—IX классы) в основном рассмотрены такие самостоятельные работы, которые выполняются не столько по учебнику, сколько по специальным заданиям, позволяющим лучше подготовить учащихся к усвоению материала на уроке и к последующей домашней работе с учебником. Во время уроков учащиеся пользуются учебником при выполнении лабораторных опытов. Самостоятельные работы по органической химии чаще, чем по неорганической химии, проводят с использованием текста учебника и его методического аппарата (задачи и упражнения, описания лабораторных опытов), потому что к этому времени учащиеся приобретают значительный опыт самостоятельной работы с книгой. 3
В VII и VIII классах учебные цели формулируются непосредственно в тексте заданий. Тем самым внимание учащихся обращается на необходимость осознания целей работы, на то, какие знания и умения учащиеся должны приобрести, выполнив задание. Таким путем учитель в первые же годы обучает школьников всем необходимым компонентам познавательной деятельности: осознанию цели, выполнению работы, соотнесению результата работы с целью, оценке своих достижений. По мере приобретения опыта самостоятельной работы учащиеся могут сами формулировать цели и оценивать свои результаты с точки зрения поставленных задач. В связи с этим при описании заданий для самостоятельной работы в IX и X классах авторы указывают цели для сведения учителя. К постановке цели работы учитель может подвести самих учащихся. В пособии главы 1, 2, 3 написаны Р. Г. Ивановой, глава 4—• Т. 3. Савич, глава 5 — И. Н. Чертковым. Выводы и рекомендации, имеющиеся в книге, даны на основе результатов экспериментальной проверки заданий для самостоятельной работы в школе. Авторы считают своим долгом выразить благодарность учителям этих школ: Герою Социалистического Труда Л. М. Смирновой (школа № 533 г. Ленинграда), заслуженным учителям школы РСФСР А. А. Дементьевой (школа № 1 г. Абакана) и А. В. Лаврентьевой (школа № 433 г. Москвы), учителям Л. С. Понтак (школа № 315 г. Москвы), Г. В. Старыгиной (школа Памяти В. И. Ленина в Горках Ленинских Московской области), А. М. Черкасовой (школа № 15 г. Москвы).
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА УЧАЩИХСЯ В СИСТЕМЕ МЕТОДОВ ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ В принятом в декабре 1977 г. постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О дальнейшем совершенствовании обучения, воспитания учащихся общеобразовательных школ и подготовки их к труду» обращено внимание на необходимость усилить работу по воспитанию у учащихся общетрудовых навыков. Сейчас внимание учителей направлено на всемерное развитие познавательной активности учащихся, привитие им интереса к учению, формирование навыков самообразования. В распоряжении учителя имеется для этого много методов, и среди них особо важную роль играет метод, получивший название «самостоятельная работа учащихся». По определению Б. П. Есипова, самостоятельная работа учащихся— это такая работа, которая выполняется без непосредственного участия учителя, но по его заданию в специально предоставляемое для этого время. При этом учащиеся сознательно стремятся достигнуть поставленной в задании цели, проявляя усилия и выражая в той или иной форме результаты своих умственных или физических (или тех и других) действий. В названии этого метода не отражается роль учителя. Однако по существу самостоятельная работа учащихся на уроках всегда проектируется учителем, проходит под его руководством и контролем. Поэтому метод самостоятельной работы, как и любой другой из известных методов, например беседа или лекция, является определенным видом целенаправленной совместной деятельности учителя и учащихся и по праву занимает свое место в общей системе методов обучения химии. Метод самостоятельной работы учащихся постоянно находится в центре внимания дидактов и психологов, ведущих исследования по различным аспектам развивающего обучения. Доказана большая роль самостоятельной работы в формировании и развитии учебных умений, воспитании воли, познавательного интереса, навыков коллективного труда (10, 18, 31)'. Практические работники школ накопили большой опыт творческого применения рекомендаций по проведению самостоятельных работ учащихся. Вряд ли кого из учителей сейчас нужно 1 Цифры, указанные в скобках, соответствуют номеру, под которым кии га или статья помешена в списке литературы в конце пособия. 5
убеждать в том, какое большое значение имеет организация самостоятельной работы учащихся на уроках. Известно, что она дает возможность проявиться индивидуальности каждого учащегося, формирует их интеллект и характер. Все это способствует усвоению глубоких и прочных знаний. Широкое применение самостоятельных работ учащихся на уроках, таким образом, позволяет успешно решать многие учебно-воспитательные задачи: повысить сознательность и прочность усвоения знаний школьниками; выработать у них умения И навыки, которые требуются учебной программой; научить пользоваться приобретенными знаниями и умениями в жизни, в общественно полезном труде; развивать у учащихся познавательные способности, наблюдательность, пытливость, логическое мышление, творческую активность при усвоении знаний; прививать им культуру умственного и физического труда, учить их самостоятельно продуктивно и с интересом трудиться; готовить учащихся к тому, чтобы они могли эффективно заниматься самообразованием после окончания школы. РАЗРАБОТКА ПРОБЛЕМЫ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ УЧАЩИХСЯ ПО ХИМИИ В методике обучения химии к настоящему времени накоплен огромный опыт успешного применения разнообразных самостоятельных работ учащихся. Чтобы лучше осмыслить достигнутое и убедиться в правильности путей дальнейшего совершенствования этого метода обучения, полезно вспомнить, хотя бы очень кратко, вопросы становления и развития методики самостоятельной работы учащихся по химии. Одним из первых русских методистов-химиков, проводивших идеи развития самостоятельности учащихся, был С. И. Сезонов. В его статьях, обращенных к учителям, дается впервые описание в средней школе метода ученического эксперимента по химии в виде лабораторно-практических занятий. Вслед за С. И. Созоновым в первые годы Советской власти разработкой методики лабораторных самостоятельных работ занялся В. Н. Верховский. Указание на целесообразность проведения лабораторных уроков и практических занятий при обучении химии можно найти в проекте программы, составленной под руководством В. Н. Верховского в 20-х годах. Методические рекомендации о постановке лабораторных работ учащихся были даны учителям в известном пособии В. Н. Верховского и коллектива соавторов (1). Одновременно с ученическим экспериментом в советской школе практикуется другой вид самостоятельной работы — изучение школьниками текста учебника во время занятий. Не- 6
которые учебники тогда были составлены по типу инструкций для самостоятельной проработки учебного материала. Таким руководством для учащихся была, например, «Рабочая книга по химии» П. П. Лебедева (1929 г.). Метод самостоятельной работы учащихся, применяемый в школах в период их становления, сыграл, несомненно, большую роль в подготовке учащихся к жизни и труду. Однако в условиях работы по комплексным программам, не учитывающим принципа систематичности в построении предметов, метод самостоятельной работы, конечно, не мог улучшить дело обучения. Знания учащихся были поверхностными, фрагментными. Комплексные программы были отменены и одновременно поставлены под сомнение методы, называемые тогда «бригадно- лабораторным», «методом проектов», в основе которых лежала самостоятельная деятельность учащихся. Это привело к тому, что многие учителя не стали проводить групповые работы и работы исследовательского характера. С введением в школу программ систематических курсов, с признанием урока как основной формы учебно-воспитательного процесса (1931 г.) методу самостоятельной работы учащихся начали вновь придавать большое значение. Чаще всею самостоятельная работа в те годы представляла собой выполнение учащимися несложных химических опытов и письменных контрольных работ. Однако преобладающим методом был метод словесного изложения учителем материала, сопровождаемого показом опытов и других наглядных пособий. Постепенно в школах осваиваются и другие виды самостоятельной работы: изучение раздаточного материала, решение и составление учащимися задач, выполнение письменных контрольных работ, работа с использованием учебных кинофильмов. В методике химии в этот период наблюдается переход от научного описания видов самостоятельной работы к проникновению в сущность метода, к изучению того, как меняется учебная деятельность учащихся в зависимости от цели работы, от особенностей изучаемого материала (выявление свойств веществ или установление связи между составом, строением и свойствами). В связи с этим разрабатываются рекомендации о способах руководства учителем самостоятельной работой учащихся. В них обращается внимание на то, что слово учителя может по-разному сочетаться с имеющимися в распоряжении учащихся средствами наглядности и придавать их самостоятельной работе исследовательский или иллюстративный характер. Учебной деятельностью учащихся руководит учитель. Он может выбрать подходящий к имеющимся условиям способ руководства самостоятельной работой, не отдавая преимущественного предпочтения какому-то из них (14, 15). В постоянном поиске путей активизации ученической деятельности учителя организуют самостоятельную работу на всех 7
этапах урока с различными источниками знаний. Особенно широкое увлечение методом самостоятельной работы наблюдается в 50—60-е годы, когда получает популярность передовой педагогический опыт липецких учителей. За эти годы арсенал методов и приемов значительно пополняется. На уроках химии применяют новые виды самостоятельной работы, например: изготовление моделей, приборов, подготовка сообщений при изучении дополнительной литературы, составление конспекта, плана при изложении материала учителем, подготовка рецензий (устных и письменных) на ответы товарищей или их доклады на уроках, работа с различными экранными пособиями (составление плана, схем, выполнение иных заданий на основе увиденного и услышанного с экрана), проведение «химических диктантов» с разнообразной формой записи, иногда в виде условных знаков, в частности графический диктант, цифровой, выполнение заданий, предъявляемых в форме магнитофонных записей, и др. Необходимость учета индивидуальных особенностей обратила внимание учителей и методистов на методику проведения так называемых дифференцированных самостоятельных работ, рассчитанных на разные группы учащихся одного класса. Организуются на уроках, а чаще на внеклассных занятиях, творческие самостоятельные работы учащихся. Определенная роль отводится выполнению разного рода заданий по программированным пособиям. Богатый опыт организации самостоятельной работы учащихся на уроках получает глубокий анализ и обобщение в трудах по методике преподавания химии и в методических руководствах для учителей (15, 17, 27, 30). Необходимо отметить, что среди разнообразных видов работ учащихся основное по значению место занимает ученический химический эксперимент. Этот метод во всех его формах является ведущим методом познания предмета. Понятно, что разработке проблемы химического эксперимента в школе, начиная с В. Н. Верховского, уделено особое внимание. В трудах К- Я- Парменова, В. С. Полосина, Л. А. Цветкова и др., посвященных школьному химическому эксперименту, учителя находят рекомендации не только по методике проведения демонстрационных опытов, но и советы по содержанию и методике лабораторных самостоятельных работ учащихся. Разнообразие самостоятельных работ учащихся в массовой практике сложилось благодаря творческому поиску передовых учителей, опыт которых был отражен в печати и получил широкую известность. Большую роль сыграли работы И. Т. Сыроежкина. Автором рассмотрен ряд видов самостоятельных работ учащихся, даны рекомендации к проведению химического эксперимента учащихся, обращено особое внимание на выполнение опытов каж- 8
дым учащимся отдельно, на целесообразность работы по инструкции, данной в учебнике, а не по команде учителя. Работе учащихся с учебником И. Т. Сыроежкин уделил особенно много внимания, поскольку этот вопрос был мало разработан. Он рассмотрел условия, при которых работа учащихся с учебником дает лучшие результаты, чем слушание изложения материала учителем, и назвал виды самостоятельной работы с учебником, например: изучение разделов, касающихся общей характеристики естественной группы элементов, применения веществ и т. п.; сопоставление и обобщение фактического материала; использование учебника как справочника; повторительное чтение параграфов; использование схем, рисунков учебника; поиски путей решения теоретических и экспериментальных задач. Значительную помощь школе в организации самостоятельных работ учащихся по химии оказывают труды учителей и методистов, создающих систему заданий для учащихся по всем учебным темам программы (2, 9, 23). Здесь прежде всего нужно назвать Н. П. Гаврусейко, которая разработала разнообразные задания, упражнения, задачи, вопросы для совершенствования знаний учащихся, для их проверки. Задания позволяют учащимся глубоко осмыслить изучаемый материал, привести в систему. Этой цели служат многие таблицы, схемы, которые должны заполнять учащиеся. При выполнении упражнений, задач развиваются умственные способности учащихся, так как задания требуют сравнения, анализа, обобщения. Рассчитаны эти работы и на развитие интереса к химии и углубленного понимания связи ее с жизнью. Большую роль в развитии знаний и умений учащихся, как показывает практика, имеют тренировочные упражнения, которые самостоятельно выполняют учащиеся во время уроков и дома. Методическая система таких заданий разработана Н. Н. Буринской. Определенный вклад в практическое решение проблемы индивидуального подхода к учащимся в процессе обучения внесли труды учителей и методистов, создавших систему дифференцированных заданий для учащихся массовых и вечерних (сменных) школ. Проверочные самостоятельные работы по всем курсам химии разработаны П. А. Глорио- зовым и В. Л. Рысс и позволяют учителям организовать текущий и итоговый контроль за усвоением знаний и умений учащихся (5—8). Созданы пособия для организации самостоятельной работы по программированным заданиям. В настоящее время наметились пути дальнейшего продвижения в теоретическом и практическом решении вопросов совершенствования методики самостоятельной работы учащихся. Можно назвать два основных пути. Один из них — продолжение поисков по созданию новых видов самостоятельных работ учащихся на уроках. Другой путь — более сложный — овладение методикой оптимального и успешного применения 9
имеющихся способов организации самостоятельной деятельности. Чтобы плодотворно использовать тот или иной метод, в том числе и самостоятельную работу, нужно прежде всего как можно полнее представлять себе, во-первых, чем хорош метод и чем он плох, и, во-вторых, знать, при каких условиях наилучшим образом проявляются его положительные качества. ОСОБЕННОСТИ И КЛАССИФИКАЦИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ РАБОТ УЧАЩИХСЯ Самостоятельная работа учащихся на уроках ведется по специальному заданию. От цели, содержания, формы задания зависит характер деятельности школьников. Организуя самостоятельную работу, учитель ставит различные цели: обучения, развития, воспитания учащихся. Все эти цели и соответствующие им задачи неразрывно взаимосвязаны. Это можно показать на примере любого задания, в частности такого: «Изучите отношение растворов солей — нитрата свинца, нитрата меди, нитрата цинка к металлам — к цинку, меди, свинцу. Отметьте, во-первых, сходство и различие солей по отношению к каждому металлу и, во-вторых, сходство и различие металлов по отношению к каждой соли. Объясните причину различий». При выполнении этой работы учащиеся в результате наблюдения и анализа явлений получают новые знания о реакциях между металлами и солями, об электрохимическом ряде напряжений металлов, глубже вникают в сущность окислительно-восстановительных процессов, повторяют состав и диссоциацию солей, понятие элемента и простого вещества, строение атомов и ионов металлов, их окислительно-восстановительные свойства, обогащают представление о реакциях замещения. Проделывая опыты, учащиеся совершенствуют умения обращаться с реактивами и химической посудой, фиксировать признаки реакций. Одновременно с этим достигаются цели развития логического мышления учащихся. Ведь чтобы выполнить данное задание, школьники активно сравнивают, анализируют, проводят обобщение и абстрагирование для установления закономерности поведения металлов в присутствии ионов других металлов. Определенный вклад это задание вносит и в дело формирования диалектического мышления, поскольку дает возможность учащимся обратить внимание на явление и его сущность, обнаружить диалектическую противоречивость природы элемента, совмещающего в себе функции окислителя и восстановителя, найти причину и следствие и т. д. Кроме того, задание способствует укреплению познавательного интереса учащихся, общетрудовых умений, таких, например, как умения планировать работу, распределять время и внимание при про- ю
ведении сопоставительных наблюдений за реакциями, давать самооценку результатов сиоей работы. Самостоятельная работа учащихся всегда имеет определенную дидактическую направленность. На уроке она служит таким главным дидактическим целям: изучению нового материала, или совершенствованию имеющихся знаний и умений, или проверке результатов обучения. Во многих случаях одна и та же работа позволяет решить одновременно несколько задач. Например, когда учащиеся самостоятельно прорабатывают новый материал, читая учебник или выполняя лабораторный опыт, то вместе с восприятием новых знаний происходит совершенствование имеющихся знаний, осуществляется самопроверка результатов, а в ряде случаев эту проверку проводит учитель. Интересно отметить, что одно и то же задание в зависимости от того, в каком звене учебного процесса оно предлагается учащимся, может служить разным целям. К примеру, рассмотрим задание: «Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно, исходя из кальция, получить оксид кальция, а из него — карбонат кальция». Оно может быть дано при изучении нового материала в VII классе, когда рассматривается генетическая связь неорганических веществ. Оно же (или аналогичное) может служить проверочным заданием на последующих уроках. Наконец, его можно предложить семиклассникам в целях совершенствования знаний (повторения, закрепления) в конце учебного года или дать в IX классе при изучении свойств элементов II и IV групп периодической системы. Хотя по отдельно взятому тексту задания и трудно судить о его дидактическом назначении, однако, рассматривая самостоятельную работу по выполнению этого задания в процессе урока, можно вполне определенно характеризовать данный метод с точки зрения его целенаправленности. В зависимости от этого самостоятельные работы учащихся будут иметь определенное качественное своеобразие. Важным отличительным признаком метода обучения, на который в последнее время обращено пристальное внимание психологов и дидактов, является характер (тип) познавательной деятельности учащихся. Практически целесообразно учитывать три основных типа познавательной деятельности учащихся и соответственно различать самостоятельные работы трех типов: 1) репродуктивные (копирующие), 2) частично-поисковые (эвристические) и 3) исследовательские. Такое различие издавна отмечалось методистами естествознания. Об этом свидетельствуют, например, названия методов, упоминаемых в методических работах начала XX в.: «догматический», «эвристический», «исследовательский». Видимо, и в настоящее время в методике нет необходимости придерживаться более сложной классификации типов познава- 11
тельной деятельности, чем те, которые подразумевались при работе названными тремя методами. Однако сейчас не может идти речь о догматическом методе. Любая деятельность учащегося должна быть осознанной, иметь определенные признаки проблемности в £воем содержании и структуре. Какова особенность заданий для организации самостоятельной работы того или иного типа? Задания для самостоятельных работ первого типа (копирующих) заключают в себе требование выполнить те или иные действия по образцу или осуществить, как говорят, «ближний перенос» знаний. Указания в них в основном предписывают, как и в какой последовательности надо решать ту или иную задачу. Хотя эти задания и требуют в основном воспроизведения знаний, однако они, несомненно, оказывают определенное развивающее влияние на учащихся. Выполняя работу, учащиеся перестраивают и систематизируют приобретенные знания. Самостоятельная работа в этих случаях служит цели лучшего осмысления нового и закрепления в памяти изученного материала. Примером задания, рассчитанного на самостоятельную работу копирующего типа, может служить работа по ознакомлению учащихся с лабораторным оборудованием в VII классе. Учитель объясняет и демонстрирует устройство газовой горелки, правильный способ нагревания. Затем учащиеся самостоятельно выполняют те же операции по зажиганию газа, регулированию пламени, нагреванию"*воды в пробирке, пользуясь оборудованием, имеющимся на их столах. Другой пример. Учитель объясняет сущность реакции нейтрализации в VII классе, демонстрирует опыт с растворами щелочей и кислот, сообщая, что с кислотами подобным образом реагируют и нерастворимые основания, образуя растворимые соли и воду. После этого предлагает учащимся самостоятельно выполнить опыты, подтверждающие реакции гидрокси- дов меди (II) и железа (III) с растворами кислот, записать уравнения проделанных реакций. Здесь учащиеся хотя и выполняют новые опыты, но о результатах их они уже знают со слов учителя. Опыты являются иллюстрацией сказанного. Самостоятельная работа в такой постановке носит также репродуктивный характер. Известное положительное значение копирующих работ утрачивается, если они начинают преобладать в практике обучения. В этом случае они могут оказаться тормозом для развития учащихся, поскольку побуждают их только к воспроизведению знаний и умений, причем в той же логической последовательности, как это было им дано. В таких условиях, как доказано работами психологов, очень медленно вырабатывается умение осознавать цели своей деятельности, а следовательно, не развивается и даже затухает познавательный интерес. Самостоятельные работы частично-поискового характера по- 12
буждают учащихся к вполне осознанной деятельности. Задания для такого типа работ предоставляют учащимся возможность самим найти путь и способ решения определенной задачи на основании имеющихся знаний. Например, заданиями такого типа являются распространенные в практике обучения упражнения, основанные на знании генетической взаимосвязи и свойствах изучаемых веществ. В частности, к ним относят такие: «Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить превращения»: NH4C1 -> NH3 -»■ NO -»- N02-> HN03 -*- NH4NO3. Здесь учащиеся должны дополнить недостающие сведения, а именно подобрать те вещества, которые будут реагировать с исходным веществом с образованием указанного продукта, вспомнить условия реакций и правильно написать химические уравнения. К такому типу заданий относятся экспериментальные задачи в IX классе на доказательство ионного состава конкретной соли или на получение какого-либо вещества, если известно одно из исходных, например: «Докажите с помощью реакций обмена состав хлорида аммония»; «Получите опытным путем гидроксид меди (II) из нитрата меди (II)». Выполнение подобных заданий происходит в процессе решения той или иной учебной проблемы на уроке. Учащиеся могут самостоятельно искать ответ на вопрос не только при выполнении эксперимента или при письменном решении задачи, но и в других случаях, пользуясь иными источниками, например письменными инструкциями или текстом учебника. Так, в X классе после уяснения сущности я-связи в молекуле этилена учащимся дают задание самостоятельно по учебнику, привлекая модели, разобраться в электронном строении молекулы ацетилена. Исследовательские самостоятельные работы — один из методов проблемного обучения. Такие работы представляют собой небольшие ученические исследования, в результате которых учащиеся приобретают новые знания или узнают новый способ действия. Как известно, исследование начинается с вопроса. Вопрос вызывает затруднение. Появляется цель деятельности, намечается план, в котором могут предусматриваться некоторые варианты путей решения. Выбирается после анализа оптимальный вариант действия, он осуществляется и затем делается вывод! Такова общая схема выполнения исследовательских самостоятельных работ. Она, конечно, может видоизменяться в зависимости от содержания изучаемого вопроса, от источника знаний и т. д. При выполнении такого типа работ проявляется творчество учащихся. Это происходит при составлении задач самими учащимися, при нахождении разнообразных способов их решения. В ряде случаев оригинальность деятельности школь- 13
ников выражается в своеобразном комбинировании уже известных приемов действия или в самостоятельном переносе этих приемов в новые условия для решения новых задач. Примером исследовательской самостоятельной работы может служить выполнение учащимися, например, таких заданий: «Глюкоза имеет химическую формулу СбН|20в. Какое строение молекул можно предположить у этого вещества? Как практически доказать строение глюкозы?» (X класс). «Требуется получить в лаборатории хлорид меди (II) в кристаллической форме. Предложите и осуществите два наиболее удобных в практическом отношении способа получения» (IX класс). «Изучите, отличается ли общая масса веществ, взятых для реакции, от общей массы веществ, полученных в результате реакции. Используйте выданные вам вещества и приборы» (VII класс). Исследовательская самостоятельная работа проводится не только как экспериментальная. Такого типа работа может быть и теоретической. Например, если в IX классе нужно предсказать и сравнить свойства элементов той или иной подгруппы, а также строение и свойства их соединений, то учащимся можно предложить самостоятельно поработать со справочной литературой. Там они найдут сведения о количественных показателях прочности и длины связи в молекулах, об электроотрицательности, о типах кристаллических решеток и т. п. На основании такого исследования, требующего сопоставления, анализа, использования теории как метода объяснения и прогнозирования, учащиеся самостоятельно приходят к новому знанию об общих и некоторых особенных свойствах веществ, образованных элементами одного семейства. Отмечая три типа самостоятельных работ учащихся, нужно сказать, что па практике не всегда можно с полной уверенностью определить, какого именно типа работа в каждом конкретном случае была проведена. Резкой границы между типами самостоятельных работ не существует. Речь может идти лишь о преобладании того или иного характера познавательной деятельности учащихся во время работы. Кроме названных признаков, самостоятельные работы имеют отличительную особенность, относящуюся к организационной стороне этого метода. По этому признаку самостоятельные работы делятся на фронтальные (общеклассные), групповые и индивидуальные (в том числе дифференцированные) (12,13). Примером фронтальной работы может служить работа учащихся по одному или нескольким аналогичным вариантам заданий «средней» трудности. Так, в VII классе организуется самостоятельная работа с целью закрепления знаний о содержании (массовой доле) растворенного вещества в растворе и умений проводить соответствующие вычисления. 14
Вариант 1 1. Какова массовая доля сахара в растворе, полученном при растворении 30 г сахара в 120 г воды? 2. Сколько воды содержится в 50 г 10%-ного раствора соли? Вариант 2 1. В 170 г воды растворили 30 г соли. Какова массовая доля соли в полученном растворе? 2. Сколько граммов соли останется после полного выпаривания 50 г 18%-ного ее раствора? Групповая работа объединяет учащихся в звенья по 2 или лучше по 4 человека. Она также выполняется всеми учащимися класса в одно время, но члены каждой группы работают в тесном контакте друг с другом. Обязательными элементами такой групповой работы будут: наличие и осознание цели (общегрупповой задачи); выполнение индивидуального задания каждым участником работы в соответствии с общей целью; обязательная взаимная проверка результатов работы каждого, помощь и разъяснение друг другу возникающих затруднений; формулировка вывода сообща на основании обобщения результатов, полученных каждым членом группы; соотнесение вывода с поставленной в начале работы целью. Возможны случаи, когда групповая работа организуется не со всеми учащимися класса, лишь часть из них образует звенья. Тогда остальные могут участвовать в выполнении фронтальной работы. В качестве примера групповой работы можно привести выполнение учащимися IX класса такого задания. Задание Работа лабораторная, для 4 человек. Цель: разобраться в сущности реакций ионного обмена между веществами, одно из которых практически нерастворимо в воде. 1. Проведите реакции между данными веществами. Если нужно, нагрейте реагирующую смесь. Индивидуальные задания для каждого из четырех учащихся: а) СиО и H2S04, б) СаСОз и НС1, в) Си(ОН)2 и HN03, г) Fe203 и H2S04. Проверьте результаты опытов друг у друга. По какому признаку можно судить, что реакции осуществились? 2. Поясните сущность реакций соответствующими уравнениями. 15
(Каждый учащийся пишет химическое уравнение проведен-' пой реакции в полной и сокращенной ионной форме.) Проверьте правильность записей друг у друга. Объясните ошибки. Сделайте вывод: чем различаются записи ионных уравнений реакций, идущих: а) между веществами, растворимыми в воде, и б) между веществами, одно из которых в воде нерастворимо? Индивидуальные самостоятельные работы в отличие от фронтальных организуются по заданиям, содержание которых рассчитано не только на «среднего» учащегося, но и на тех, которые в данное время с трудом усваивают учебный материал, а также на тех, кто проявляет повышенный интерес к химии, легко и быстро овладевает знаниями и приобретает умения. Такие задания, рассчитанные на разные по уровню подготовленности группы учащихся, получили название дифференцированных. С их помощью можно организовать индивидуальную самостоятельную работу. Заметим, что название «индивидуальная самостоятельная работа» нередко не совсем правомерно относят ко всем случаям, когда ученик выполняет работу сам, не вступая в контакт с другими учащимися. Это наблюдается всегда и при фронтальной работе, и частично при групповой работе. Но самостоятельное (без помощи других) выполнение задания еще не говорит о том, что при этом учитываются индивидуальные особенности учебной подготовки каждого или групп учащихся. Поэтому, говоря об индивидуальной самостоятельной работе как работе особого рода, надо иметь в виду именно ее главный отличительный признак — ориентировку на различие в индивидуальных особенностях учащихся, а не только единоличное выполнение задания. Мы будем называть такого рода работу индивидуально-дифференцированной. Задания для такого рода работ могут быть составлены по- разному в зависимости от методики организации дифференцированного обучения '. Один из способов организации такой самостоятельной работы предложен И. Я- Трепшем и широко проверен в опыте преподавания школ Латвии (24). Суть его состоит в том, что задания составляют для всех учащихся одинаковые (аналогичные), но содержащие последовательный ряд задач и упражнений, расположенных по принципу нарастающей трудности. Уча- 1 Самостоятельная работа учащихся по дифференцированным заданиям стала предметом особого внимания в последние десять лет. В этот период защищен ряд кандидатских диссертаций по этой проблеме (Деревеней. М. В., Трепш И. Я-, Кимаск Г. А.), опубликовано много статен из опыта работы, например: Федотенко И. Я. «Организация самостоятельной работы учащихся с использованием дифференцированных заданий»; Самохвалова Т. В. «Из опыта проведения дифференцированных практических занятий» («Химия в школе», 1980, № 4). 16
щиеся, приступая к выполнению задания, могут начать с перзо- го, самого легкого вопроса (задачи) и постепенно продвигаться ко второму, третьему и т. д. Могут, оценив свои силы и знания, пропустить первые вопросы, а начать с более трудных, чтобы в итоге одолеть и самые сложные задачи, предложенные в конце задания. При такой работе учащиеся естественным образом дифференцируются: одни решают лишь самые простые задачи, помещенные в начале задания, другие «доходят» до середины, третьи справляются со всем заданием. Выполняя такой формы задания, учащиеся правильно оценивают свои достижения, видят перспективу и возможности своего дальнейшего роста. Приведем пример такого задания для IX класса, состоящего из пяти вопросов (их может быть и больше). Задание 1. Напишите уравнение, диссоциации Na2C03. 2. Какие ионы образуются при диссоциации следующих веществ: гидроксида кальция, серной кислоты, сульфата алюминия? 3. Каков механизм диссоциации кислот? Рассмотрите на примере азотной кислоты. 4. Почему растворы щелочей обладают некоторыми общими свойствами? Какие это свойства? 5. С какими веществами может реагировать: а) карбонат кальция; б) хлорид меди (II)? Напишите уравнения реакций. Другая методика организации индивидуальной самостоятельной работы основана на том, что учитель составляет задания, состоящие из вариантов заведомо разной сложности. Как правило, в каждом задании бывает три варианта, усложняющихся от первого к третьему. Зная, кто из учащихся не может справиться с обычными «средними», а кто, наоборот, выполняет их всегда легко и даже без особого интереса, учитель предлагает этим категориям учащихся посильные, но достаточно трудные для них задания: «слабым» учащимся — более простые, «сильным» — усложненные. Остальные же учащиеся класса, которые составляют большинство, работают в это время по заданиям «средней» сложности. Эти задания, как правило, имеют несколько аналогичных вариантов (2а, 26, 2в и т.д. или другие, порядковые номера), чтобы при работе не оказались одинаковые вопросы у рядом сидящих учащихся. Правильно поступают учителя, которые, раздавая карточки с заданиями, не заостряют внимание на том, что варианты разной сложности. Учащиеся не должны знать тактики учителя. Тогда, справившись с работой, все учащиеся получат удовлетворение. Те же, кто не всегда мог выполнить задание при фронтальной работе, в этом случае приобретут важный стимул к дальнейшим занятиям — веру в свои силы, окрыленность 2 Заказ № 4083 47
успехом. В этом большая воспитывающая роль такого метода. Если учащиеся знают, что варианты задания разной сложности, и учитель предлагает выполнить их по выбору, нередко предупреждая при этом, что поставит оценки, соответствующие сложности выполненного варианта («3» — за более простой, «4» — за средний, «5» — за сложный), то в этих случаях воспитывающая роль индивидуальной самостоятельной работы сводится на нет. Важно иметь в виду, что работа учащихся по дифференцированным заданиям служит цели не контролирующей, а обучающей. Поэтому отметки должны соответствовать качеству выполненной работы независимо от ее сложности по отношению к среднему уровню. За правильно и хорошо выполненное задание первого (облегченного) варианта можно также с полным основанием и справедливо выставить отметку «5» в тетрадь учащемуся. В классный журнал, как правило, выставляют отметки лишь за фронтальные самостоятельные работы, поскольку оценить действительный уровень знаний и умений учащихся можно на основании единых требований, заложенных в заданиях, как правило, средней сложности. Примером задания для индивидуально-дифференцированной самостоятельной работы может служить следующее. IX класс. Тема урока: «Степень электролитической диссоциации. Сильные и слабые электролиты». Задание Цель: повторить, как диссоциируют соединения-электролиты, как можно обнаруживать наличие ионов в растворах по свойствам растворов, закрепить умение писать уравнения диссоциации. Вариант 1 (упрощенный) 1. Напишите уравнения диссоциации следующих веществ: СаС12, НВг, NaOH. Назовите образующиеся ионы. 2. Как обнаружить в растворах ионы ОН~ и Н+ (или Н30+)? Вариант 2а (средней сложности) 1. Составьте формулы солей, образованных серной кислотой и металлами: натрием, алюминием. Напишите уравнения их диссоциации и назовите ионы. 2. Известно, что ион Мп04~ окрашен. Как на опыте можно доказать, что Мп04~ имеет отрицательный заряд? Опишите опыт. Вариант 26 (средней сложности) 1. Составьте формулы солей, образованных фосфорной кислотой и натрием, азотной кислотой и цинком. Напишите уравнения их диссоциации и назовите ионы. 18
2. Как обнаружить в растворах ионы Cu2+, Fe3+, H30+, ОН-? Опишите опыты и наблюдения. Вариант 3 (усложненный) 1. Составьте формулу высшей кислородсодержащей кислоты элемента № 24 и затем формулу ее соли, образованной литием. Напишите уравнения диссоциации этих соединений. 2. Серная кислота реагирует с раствором хлорида бария, и при этом образуется белый осадок. Объясните, почему так же реагируют с раствором хлорида бария растворы сульфата калия и сульфата натрия. Итак, самостоятельная работа учащихся как определенный способ обучения может быть охарактеризована по таким существенным признакам, как дидактическая направленность, особенность (тип) познавательной деятельности учащихся, форма организации работы, вид источника знаний. Классификация самостоятельных работ учащихся, используемых на уроках, представлена на схеме 1. Далее рассмотрим вопросы методики проведения некоторых видов самостоятельных работ. I САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА УЧАЩИХСЯ С РАЗДАТОЧНЫМ МАТЕРИАЛОМ Раздаточным материалом обычно называют образцы веществ. Работая с этими образцами, учащиеся изучают внешний облик и другие физические свойства объектов. В качестве раздаточного материала могут быть как отдельные вещества, так и образцы, систематизированные по определенным признакам, т. е. тематические коллекции, например: «Минералы и горные породы», «Пластмассы», «Волокна», «Нефть и важнейшие продукты ее переработки» и др. В связи с усилением внимания к строению вещества в ныне действующем курсе появилась потребность привлекать учащихся к работе с моделями молекул и кристаллов для уяснения как порядка соединения, так и пространственной ориентации атомов. Видимо, такого рода модели, которые выдают для работы учащимся на уроке, тоже можно считать раздаточным материалом особого рода. Изучение объекта вблизи позволяет полнее ощутить и воспринять его свойства, составить правильные и прочные представления о нем. В этом случае учащиеся лучше понимают практическое значение изучаемых веществ и явлений, яснее видят за химическими формулами конкретные соединения, чем это бывает при наблюдении демонстрируемых учителем объектов. Работа учащихся с раздаточным материалом может быть организована с разными целями: для лучшего усвоения нового 2* 19
Схема I. Самостоятельная работа учащихся на уроках работа по изучению нового материала работа по совершенствованию знаний и умений проверочная раоота I репродуктивная (копирующая) частично- поисковая (эвристическая) I репродуктивная (копирующая) частично- поисковая (эвристическая) вательская Mi III III I И III III фр. гр. инд.1 фр. гр. инд. фр. гр. инд. фр. гр. инд фр. гр. инд. фр. гр. инд III III III III III III' репродуктивная (копирующая) ФР- частично- поисковая (эвристическая) 1 ФР- вательская фр. Виды работ, различающиеся источниками знаний (работа с книгой, ученический химический эксперимент, работа с раздаточным материалом, с моделями, выполнение упражнений, решение задач, составление схем, таблиц и т. д.). 1 Сокращения означают разные формы организации работы учащихся: фронтальную (фр.), групповую (гр.) и индивидуально-дифференцированную (инд.).
материала, для повторения и закрепления изученных вопросов, для проверки знаний и умений. В зависимости от конкретной цели задания для самостоятельной работы формулируются по- разному. Например, все указанные в школьной программе работы с раздаточным материалом (они даны в разделах: «Лабораторные опыты» и «Практические занятия») прежде всего целесообразно организовать в процессе изучения нового материала. Так, на уроке в VII классе при изучении вопроса о веществах и их свойствах учитель организует работу по ознакомлению с агрегатным состоянием и физическими свойствами некоторых веществ: поваренной соли, алюминия, меди, воды, серы, железа, аммиака, который находится в пробирке, плотно закрытой пробкой (для этого перед уроком лаборант слегка смачивает стенки пробирок нашатырным спиртом и сразу же закрывает их пробками). Работа проводится после того, как будет выяснено отличие понятий физического тела и вещества. Для того чтобы организовать целенаправленную познавательную деятельность, учитель записывает на доске план изучения и описания свойств веществ: 1) агрегатное состояние при данных условиях, 2) цвет, 3) блеск, 4) твердость, 5) пластичность, 6) электрическая проводимость, 7) теплопроводность, 8) растворимость в воде, 9) плотность, 10) температура плавления, температура кипения. Поскольку данная работа — одна из первых самостоятельных работ по химии, то учитель берет на себя основную роль в руководстве действиями учащихся, несмотря на то что эта работа приведена в приложении учебника (на с. 105—106)'. Текст инструкции целесообразно предложить учащимся прочитать дома, чтобы лучше повторить изученный материал и более успешно выполнить домашние упражнения (подобные разобранным в классе). Учитель обращает внимание на существенные и несущественные признаки, например отмечает, что для описания свойств алюминия несущественно то, какой формы пластинка алюминия или какой длины стержень. Полезно отметить, что именно цель указывает на то, какие признаки считать существенными. Если бы цель была, например, изготовить какой-то электрический прибор с алюминиевым проводником, то тогда форма образца (проволока или пластинка) относилась бы к существенным признакам. Учитель показывает, как надо проверять твердость, пластичность, испытывать запах веществ. Учащиеся вслед за учителем выполняют все эти операции. Правильность наблюдений проверяется в ходе беседы. Исчерпав возможности изучения свойств без приборов, учи- 1 Здесь и далее при ссылке на учебник имеется в виду: Хлдаков Ю. В., Эпштейи Д. А., Г л о р н о з о в П. А. Неорганическая химия. Учебник для VII—VIII классов. 13-е изд., переработанное. М., Просвещение, 1981. 21
тель предлагает учащимся выписать из справочной таблицы те сведения о веществах, которые измерены с помощью тех или иных приборов. Для этого заранее к уроку готовится таблица (плакат) с физическими константами изучаемых веществ. Так учащиеся знакомятся еще с одним видом работы — использованием справочника (таблиц или пособий). Некоторые свойства (электрическая проводимость, теплопроводность) выясняют в процессе беседы. Учащиеся привлекают для этого свой жизненный опыт и наблюдения. Можно видеть, что особенность методики работы с раздаточным материалом всецело определяется целями и содержанием учебного материала, а также его местом в системе уроков по учебной теме. Поскольку багаж знаний и умений (в том числе и умений работать по письменной инструкции) у учащихся в начале изучения темы весьма незначителен, то их познавательная деятельность в данном случае носит во многом копирующий характер, действия осуществляются по команде учителя. Следующая работа с раздаточным материалом организуется в VII классе на уроке по изучению химических элементов. Здесь учащиеся применяют знания общих существенных признаков простых веществ, образованных атомами разных химических элементов, распределяют выданные им вещества (в банках с этикетками) на две группы: металлы и неметаллы. При выполнении этой работы не требуется активного руководства со стороны учителя. Учащиеся сами осуществляют поиск и систематизацию веществ. В данном случае, поскольку учащиеся уже приобрели опыт самостоятельной работы по письменной инструкции, они ею и руководствуются при выполнении задания (см. учебник, с. 108, работа 5, опыт 2). Результаты работы учитель проверяет путем беседы с учащимися, в которой выясняет, какие вещества и почему отнесены к той или другой группе. Ознакомление с образцами простых и сложных веществ (та же работа, опыт 1) целесообразно провести на уроке по изучению химических формул веществ. Эта работа оживит урок. Методическая ценность ее заключается в том, что учащиеся с первых же шагов в обращении с химическими формулами обращают внимание на связь их с самими веществами. Урок проводится так, что после ознакомления учащихся со смыслом химической формулы им дается задание распределить имеющиеся на столах вещества (I2) CuO, Fe203, Na2C03, Zn, S) на простые и сложные. Для этого па банках должны быть этикетки с названиями и обязательно формулами веществ. В последующей беседе обсуждаются вопросы: 1) Почему иод, цинк и серу относят к простым веществам? Что показывает индекс 2 в формуле иода? 2) Почему оксиды меди, железа и карбонат натрия относят к сложным веществам? 22
Опишите их состав на основании химических формул. 3) Сравните физические свойства оксидов меди и железа. Для большинства самостоятельных работ с раздаточным материалом предусмотрено оформление результатов изучения веществ в таблицы, в которых выделены не все, а лишь основные свойства. Записи в таблицах направляют внимание учащихся ири наблюдениях, помогают правильно составить описание. К таким работам относят, например, ознакомление с образцами оксидов (например, оксидом магния, оксидом железа (III), оксидом фосфора (V), оксидом кремния, оксидом азота (IV), который выдается в плотно закрытых, запарафинированных пробирках) при изучении темы «Кислород. Оксиды. Горение» в VII классе. К подобным работам относят и ознакомление с различными видами топлива (например, каменным углем, коксом, горючими сланцами, торфом, некоторыми нефтепродуктами) при прохождении той же темы в VII классе. Для этого используют образцы из готовых коллекций, а также местный материал. Учитель может ознакомить учащихся с тем, какие виды топлива применяют на предприятиях района, области, обсудить экономические преимущества использования местных видов топлива, газообразного топлива. В VIII классе учащиеся самостоятельно изучают образцы серы и ее природных соединений. Учитель обращает внимание на то, чтобы учащиеся увидели кристаллическое строение серы, отметили ее цвет, вспомнили знакомое из курса VII класса свойство несмачиваемости водой, благодаря чему измельченная сера всплывает на поверхность воды и может таким способом- отделяться от других природных веществ. Логически связанный с этим вопрос о нахождении серы в природе на последующем уроке учитель объясняет, привлекая учащихся к работе по изучению выданных им образцов серных руд, например тех, что входят в состав коллекции «Минералы и горные породы» (пирит, цинковую обманку и др.). Учащиеся отмечают характерный блеск камней, обращают внимание на наличие других включений, сопровождающих соединения серы (гранит, кварц и т. п.). В IX классе учащиеся самостоятельно исследуют свойства металлов и некоторых сплавов при изучении темы «Общие свойства металлов». Во время этой работы целесообразно также использовать металлы и сплавы, применяемые на местных производственных предприятиях. При обсуждении результатов сравнительного изучения выданных образцов учитель мохсет привлечь внимание к соответствующим стендам, оформленным по результатам экскурсий на те или иные предприятия, а также продемонстрировать некоторые изделия из металлов и сплавов (или их фотографии, если изделия большие), которые производят или используют местные предприятия. Благодаря такому сочетанию приемов учитель не только развивает позна- 23
ьгтельный интерес учашмхся к предмету, но и убеждает их в практическом значении приобретаемых знаний, пробуждает интерес к труду на производстве. Все это вносит определенный вклад в решение задач профориентации и трудового воспитания учащихся. Эти же приемы используют при организации самостоятельной работы учащихся по ознакомлению с образцами алюминия и его сплавов, по изучению видов чугуна и сталей. Готовясь к подобным работам, учитель нередко заранее просит самих учащихся принести изделия из некоторых металлов и сплавов. В результате проведения экскурсий в природу, на местные карьеры, а также и на предприятия строительной промышленности накапливается материал для организации самостоятельной работы на уроках по изучению образцов природных силикатов, природных соединений кальция, важнейших солей натрия и калия в IX классе. В процессе работы с этими образцами обращается внимание как на их физические свойства, так и на то, в каких отраслях промышленности они используются. Учащиеся, изучая внешний вид соединений кремния, натрия, кальция, вспоминают и химические реакции, в которые могут вступать данные вещества. Эти вопросы обсуждают в процессе беседы и подводят к выводу о том, какие соединения (из числа местных или из образцов, взятых из готовых коллекций) служат сырьем для получения тех или иных химических продуктов. Чтобы использовать все возможности самостоятельной работы с раздаточным материалом, учитель должен продумать, как сочетать ее с изложением материала. Надо отобрать информацию, связанную с данными объектами, и решить, как включить ее в объяснение или обсудить в процессе беседы. Можно наметить отрывки из научно-популярных книг или периодической печати, которые уместно зачитать. Следует подумать и о том, что продемонстрировать при завершении работы с раздаточным материалом — стенд о местном предприятии, или рисунок, фотографию из книги или журнала с помощью эпидиаскопа на экране, или прибор, в котором производился опыт с веществом, изучаемым как раздаточный материал. Работа с раздаточным материалом, как известно, входит как составная часть в проведение лабораторных опытов и практических занятий. Например, при изучении свойств серной и соляной кислоты или гидроксидов натрия, кальция, железа (III) в VII классе, при ознакомлении с важнейшими азотными и фосфорными удобрениями в IX классе, при проведении опытов с органическими веществами в X классе учащиеся прежде всего изучают внешний вид и важнейшие физические свойства веществ, с которыми нужно проводить опыты. Результаты наблюдений в этом случае входят в отчет о проделанной работе и оформляются в зависимости от цели и 24
содержания работы либо в виде таблицы, либо их описывают, либо приводят как краткие пояснения к рисункам. Остановимся на вопросе о том, как можно использовать работу с раздаточным материалом для совершенствования знаний. Как правило, задания для совершенствования знаний составляют сами учителя, исходя из достигнутых результатов обучения. Рассмотрим несколько примеров. В VII классе урок на тему «Физические и химические явления» начинается с повторения свойств веществ. Для этого учитель, разъяснив цель работы, предлагает учащимся ознакомиться с выданными им веществами и выбрать вещество, описание свойств которого приводится в тексте задания, составленного в двух вариантах для фронтальной работы. Вариант 1 Найдите вещество, имеющее следующие свойства: твердое в обычных условиях, красноватого цвета, имеет блеск, пластичное, хорошо проводит электрический ток и тепло, не растворяется в воде. Вариант 2 Найдите вещество, имеющее следующие свойства: твердое в обычных условиях, желтого цвета, блестит на гладких срезах, хрупкое, непластичное, плохо проводит электрический ток и тепло, не растворяется в воде и не смачивается водой, легкоплавкое. Учитель просит учащихся показать найденные вещества. Спрашивает отдельных учащихся, по каким свойствам они отличили медь от цинка, серу от угля, чем сходны названные пары веществ и т. д. Затем спрашивает о том, что происходит с данными объектами при их механической обработке (измельчении, например). Работа с раздаточным материалом продолжается выполнением опытов на тему урока (физические и химические явления), в процессе которой учащиеся привлекают знания свойств веществ. Подобные задания можно предлагать для упражнения в применении знаний. Например, при изучении вопроса о применении алюминия учитель организует работу с раздаточным материалом, представляющим собой образцы алюминия (пластины, куски проволоки) и его сплавов (дюралюминия, силумина, магналия и др.). Работа состоит в том, чтобы учащиеся отличили алюминий от его сплавов, а затем объяснили, по каким признакам они это сделали. Учащиеся при этом должны отметить свойства алюминия, которые позволяют использовать его в чистом виде, и те, которые препятствуют широкому применению алюминия в машиностроении (его мягкость, пластичность), из-за чего его заменяют сплавами на основе алюминия. 25
Для повторения и закрепления знаний о свойствах солей в IX классе можно предложить учащимся найти соль сульфат меди (II) среди выданных кристаллических солей (хлорида натрия, карбоната калия, сульфата натрия, сульфата меди (II)), а затем предложить способ доказательства правильности решения. Учащиеся называют возможные опыты: растворение и действие металла (железа или цинка) на раствор соли; растворение соли и приливание раствора гидроксида натрия; растворение соли и приливание раствора нитрата бария. Все эти предложения проверяются или в процессе лабораторных опытов, или при демонстрации их учащимися. Чтобы учащиеся лучше запомнили вещества, полезно время от времени выставлять часть из изученных веществ (в банках без этикеток) на столы учащихся в разных комбинациях и предлагать ставить их в таком порядке, как написаны на доске формулы. Например, в VII классе можно при обобщении знаний о важнейших классах неорганических веществ дать учащимся наборы таких веществ: сульфат меди (II), гидроксид железа (III), оксид меди (II), раствор серной кислоты, карбонат натрия. На доске написать формулы: CuO, Fe(OH)3, H2SO4, C11SO4, Na2C03. Учащиеся должны поставить вещества в соответствии с порядком записи формул. Такие задания можно давать и в старших классах, например, при изучении органической химии. Учитель пишет на доске формулы (химические или структурные) изученных ранее веществ, а учащиеся должны найти каждое из них среди выданных им образцов. Конечно, следует подбирать такие вещества, которые имеют характерные индивидуальные внешние признаки. Если предложить вещества со сходными внешними признаками, то необходимо провести химический эксперимент ио распознаванию веществ. Все задания, примеры которых были приведены, могут быть использованы и для проверки знаний и умений учащихся. Однако объективно судить о результатах усвоения материала можно лишь тогда, когда учитель будет иметь возможность наблюдать за выполнением задания отдельными учащимися. Поэтому для проверки (и оценки) знаний и умений лучше использовать раздаточный материал при опросе учащихся у доски, а не в процессе общей самостоятельной работы. ВЫПОЛНЕНИЕ УЧАЩИМИСЯ ХИМИЧЕСКИХ ОПЫТОВ \. Ученический эксперимент по химии — один из видов школьного химического эксперимента. Вряд ли нужно доказывать, какое большое значение имеет самостоятельное выполнение учащимися опытов для лучшего усвоения знаний, развития мышления, заинтересованности химией, воспитания пытливости, трудовых умений, для формирования правильного восприя- 26
тия действительности. Обучающая и воспитывающая роль химического эксперимента раскрыта в многолетнем опыте преподавания химии в советской школе и доказана научными исследованиями специалистов по методике обучения предмету1. В школьной программе названы темы самостоятельных работ по выполнению химического эксперимента. Они даны в разделах: «Лабораторные опыты» и «Практические занятия». Содержание и методика их проведения раскрыта в учебниках: в приложениях приводятся инструкции к их выполнению. В процессе урока учитель может предложить учащимся выполнить тот или иной кратковременный единичный опыт, не прибегая к чтению инструкции, а лишь руководствуясь указаниями, данными в устной форме. В зависимости от того, какое время урока отводится на ученический эксперимент, различают три группы опытов. Опыты каждой из этих групп предназначаются для решения одной или нескольких дидактических задач (см. схему 2). Схема 2. Самостоятельные работы учащихся по выполнению химических опытов I Единичные кратковременные ученические опыты, выполняемые в ходе объяснения материала учителем или беседы. (Проводятся для: 1) изучения нового материала, 2) повторения, 3) проверки.) 4 Серия лабораторных опытов, выполнение которых занимает значительную часть урока. (Проводится, как правило, для изучения нового материала.) I Опыты, выполняемые во время практических занятий, на которые отводится весь урок или 2 урока. (Проводятся для: 1) совершенствования знаний и умений и 2) их проверки.) Как известно, самостоятельная работа рассматриваемого вида является наиболее сложной. Приходится учитывать самые различные стороны химического эксперимента и в зависимости от этого варьировать методику проведения урока. Имеет смысл напомнить, какие существенные стороны выполнения химического эксперимента нужно иметь в виду при подготовке урока, включающего подобные самостоятельные работы. Прежде всего нужно иметь в виду, что химический эксперимент представляет собой один из методов познания, который имеет самые разнообразные функции. Так, он является источником единичных фактов, служащих основой для индуктивного обобщения. Например, учащиеся приходят к выводу об общих свойствах оснований и кислот, изучая по отдельности свойства гидроксидов натрия, кальция, 1 См., например, книги: Па рм снов К. Я. Химический эксперимент в средней школе. М., 1959; Кирюшки н Д. М., Полосин В. С. Методика обучения химии. М., 1970; Гаркунов В. П. Совершенствование методов обучения химии в средней школе. Л., 1974. 27
меди, железа и свойства соляной, серной, азотной кислот. Вывод об общих свойствах основных и кислотных оксидов строится также на базе отдельных опытов: взаимодействия оксидов меди и магния с растворами кислот и поглощения сернистого и углекислого газов растворами щелочей и кристаллическими щелочами. Химический эксперимент, кроме того, дает возможность сделать вывод, установить закономерность на основе сравнения опытов. Например, исследуя свойства оксидов и гидроксидов элементов, составляющих III период (натрия, магния, алюминия, кремния, фосфора и серы), учащиеся обнаруживают, что свойства соединений элементов, расположенных в порядке возрастания относительных атомных масс, постепенно меняются от ярко выраженных основных, через амфотерные до типично кислотных. Химический опыт предоставляет учащимся факты, противоречащие прежним представлениям, и поэтому служит основой для выдвижения учебных проблем, построения гипотез. Например, такие факты учащиеся получают, испытывая лакмусом растворы солей — хлорида натрия, хлорида алюминия, карбоната натрия. Факт изменения окраски индикатора в растворах солей не согласуется с их прежним представлением о солях как о продуктах реакций нейтрализации, не обладающих ни кислотным, ни основным характером. Возникает вопрос о возможной реакции между ионами солей и водой. Химический эксперимент является средством проверки гипотезы, выдвинутого предположения. Например, в VII классе учащиеся на основе знаний того, что щелочи и нерастворимые основания имеют сходный состав, предполагают, что нерастворимые основания будут вступать в реакцию с растворами кислот, как и щелочи, образуя соль и воду. Это предположение проверяется затем экспериментально. Чаще всего, особенно в IX и X классах, химический эксперимент служит способом проверки прогностического предположения. Например, на основе знаний свойств, которые проявляют гидроксиды металлов, имеющих степень окисления +2 и + 3, а также водные соединения оксидов элементов с высокими степенями окисления ( + 4, +5, +6), учащиеся предполагают, что оксид хрома (II) должен быть основным, оксид хрома (III) -- амфотерным веществом, а хромовая кислота — кислотой. Правильность такого теоретического прогноза доказывается опытным путем. В X классе учащиеся строят предположения о возможных свойствах того пли иного вещества на основании анализа особенностей строения его молекулы (наличия функциональных групп, простых или кратных связей, смещения электронной плотности и т. д.). Затем они на опытах убеждаются в том, что свойства зависят от строения. Или, наоборот, обнаружив 28
на опыте характерное свойство у какого-либо вещества, учащиеся делают вывод о наличии той или иной особенности в строении его молекул. Химический эксперимент служит, кроме того, средством дополнительных доказательств правильности общих выводов, сделанных ранее индуктивным путем. Например, в IX классе при изучении реакций ионного обмена учащиеся делают вывод о том, что в случае образования нерастворимого вещества реакции обмена идут до конца. Убедиться в достоверности вывода можно затем на основе других опытов, сливая попарно иные, чем ранее взятые, растворы, содержащие ионы, которые при взаимодействии образуют нерастворимые вещества. Ученический эксперимент по химии — это не только метод познания, но одновременно и метод обучения, развития и воспитания учащихся, применяемый для достижения разнообразных целей повторения пройденного материала, формирования новых понятий химии и привития умений, закрепления знаний и умений, проверки их усвоения учащимися. Кроме того, ученический эксперимент организуют в целях развития логического и диалектического мышления школьников, г.х интереса, воспитания инициативы, творческой самостоятельности, аккуратности, навыков работы в коллективе и т. д. Ученический эксперимент, как и всякий метод, можно рассматривать с точки зрения характера познавательной деятельности учащихся: в одних случаях они выполняют опыты, подражая учителю, воспроизводя действия по образцу, в других — проводят в той или иной мере самостоятельное исследование. Примером работ копирующего характера могут служить такие, которые проводятся на многих практических занятиях. Как правило, учащиеся ранее или наблюдали, как подобные (а часто и те же самые) опыты демонстрировал учитель, или проделывали их сами. Поэтому на практических занятиях они закрепляют приобретенные знания, совершенствуют свои умения. Копирующего характера могут быть работы, проводимые и при изучении нового материала. Они организуются преимущественно в VII классе, когда решаются задачи обучения учащихся приемам работы с реактивами и химической посудой, ознакомления их с правилами техники безопасности при выполнении опытов. Так, на уроке по теме «Взаимодействие оксидов металлов с кислотами» учитель демонстрирует реакцию между соляной кислотой и оксидом железа (III). При этом напоминает, как следует брать порцию твердого вещества в сухую пробирку и сколько его нужно взять для реакции. Показывает, как нужно открывать пробку, закрывающую банку с кислотой, и как класть ее на стол (широкой частью вниз). Обращает внимание на то, какой рукой держать банку с раствором 29
кислоты, сколько кислоты приливать, как снимать каплю раствора после того, как приливание закончится, как встряхивать содержимое пробирки, в какой части пламени и как нагревать пробирку с реагирующими веществами и т. д. Во время демонстрации всех этих действий учитель постоянно обращается к классу, чтобы выяснить, понимают ли учащиеся значение названных приемов, умеют ли объяснить, почему именно так следует поступать при обращении с реактивами, нагревательными приборами, посудой. Затем проводится опыт, учащиеся замечают признаки химической реакции, с помощью учителя разбирают, что произошло со взятыми веществами, как перегруппировались атомы, составляют уравнение реакции и делают вывод о реакции обмена. После этого учитель предлагает провести лабораторные опыты, показывающие, что оксид меди (II) взаимодействует с раствором серной кислоты, а оксид магния с раствором азотной кислоты. Выполняя эти опыты, учащиеся подражают учителю, стараются соблюдать все правила работы. Учитель же внимательно следит за работой, предупреждает ошибки, направляет, поощряет и т. д. В конце работы вновь проводится беседа, чтобы привлечь внимание учащихся к сущности изучаемых реакций и в то же время зафиксировать их признаки (изменение цвета получающейся смеси, растворение вещества). Самостоятельные работы частично-поискового характера учитель организует тогда, когда учащиеся имеют достаточный багаж знаний и умений. Такого характера лабораторные опыты являются органической частью методов проблемного обучения. Учитель руководит работой учащихся, предоставляя им возможность самостоятельно вести поиск ответов на возникшие перед проведением опытов вопросы. Конечно, поисковая деятельность учащихся в разных случаях бывает разной сложности, что зависит от содержания изучаемого материала и общей подготовленности учащихся. В одном случае учитель сам ставит цель, помогает учащимся наметить план работы и выяснить возможные трудности на пути к выводу. Учащимся остается провести опыт, изучить все признаки реакций, отметив существенные, важные для правильного ответа. В другом случае учитель лишь подводит учащихся к выдвижению цели. Они самостоятельно формулируют ее, планируют проведение опыта, осуществляют его и делают вывод. Такая работа имеет характер исследования. Например, при формировании понятия катализатора в VII классе учащиеся выполняют лабораторный опыт разложения пероксида водорода (его раствора): в одном случае — без добавления оксида марганца (IV), в другом — с добавлением оксида марганца (IV). Учащиеся замечают более обильное выделение пузырьков кислорода (который они испытывают тлеющей лучинкой) в той пробирке, где есть оксид мар- 30
ганца (IV). Как правило, учащиеся выдвигают неправильную гипотезу: оксид марганца (IV) тоже выделяет кислород, что сказывается на увеличении скорости реакции и объема образующегося газа. Ставится опыт для проверки предположения: нагревается оксид марганца (IV) и тлеющей лучинкой доказывается отсутствие кислорода и каких-либо химических превращений нагреваемого вещества. После этого выдвигается другое предположение: оксид марганца (IV) вступает в реакцию с пероксидом водорода. Если это верно, то оксид марганца (IV) должен измениться (по внешнему виду или по массе). Вновь следует проверка опытом: сравнивают массу и внешний вид взятого оксида марганца (IV) и того, который остался после реакции. (Его выделяют из смеси фильтрованием.). Второе предположение тоже отвергается. Приходят к выводу, что оксид марганца (IV) служит ускорителем — катализатором данной реакции разложения пероксида водорода. Учитель здесь может объяснить роль катализатора, используя схему: АВ = А+В а) АВ + К=АВК (очень неустойчивое соединение); б) АВК=А + В + К Следует напомнить, что в методике обучения химии очень хорошо разработан вопрос о том, как руководить самостоятельной работой учащихся по выполнению химических опытов, прибегая к иллюстративному (в частности, при выполнении работ копирующего характера) или исследовательскому способу сочетания слова учителя и действий учащихся (при выполнении частично-поисковых и исследовательских заданий). Сведем в таблицу 1 основные выводы о методике руководства ученическим экспериментом по химии (в том числе и работой с раздаточным материалом). Говоря о методике проведения самостоятельных работ учащихся по выполнению химических опытов, нельзя не обратить внимания на то, что работы этого вида заметно различаются с организационной стороны. Одни задания учащиеся выполняют по устным указаниям учителя (так проводится большинство лабораторных опытов, включаемых в ход изложения материала учителем или в процессе беседы), другие задания учащиеся выполняют по письменным рекомендациям, составленным учителем, и по инструкциям, приведенным в учебнике. Письменный инструктаж целесообразен при проведении серии опытов на одну и ту же тему. Специальную инструкцию сам учитель составляет в тех случаях, когда он хочет организовать работу учащихся по-иному, чем рекомендуют авторы учебника, когда он намеревается достичь определенных учебно-воспитательных целей. В качестве примера такой инструкции может служить часть задания для проведения лабораторной самостоятельной работы в X классе. 31
Задание Тема «Свойства карбоновых кислот». Цель: изучить свойства уксусной кислоты как представителя класса карбоновых кислот. 1. Ознакомьтесь с физическими свойствами уксусной кислоты (осторожно!). Обратите внимание на хорошую растворимость ее в воде. Вопрос. Будет ли изменяться растворимость карбоновых кислот с увеличением их относительной молекулярной массы? Сравните с растворимостью спиртов (см. учебник, с. 110—111). 2. Вспомните общие свойства неорганических кислот и проверьте, обладает ли этими свойствами уксусная кислота: а) испытайте раствор уксусной кислоты индикатором; составьте уравнение электролитической диссоциации уксусной кислоты; б) изучите действие раствора уксусной кислоты на сухие соли угольной кислоты; составьте ионное уравнение реакции (в полной и сокращенной форме). Вопрос. Как снять накипь в чайнике, если известно, что в состав ее входят карбонаты кальция и магния? Заканчивается инструкция краткими выводами, указанием страниц учебника, где данный вопрос изложен. Здесь же приводится задание на дом. Как можно заметить, инструкции направлены на то, чтобы организовать работу учащихся с учебником во время выполнения опытов, обратить внимание на повторение некоторых вопросов (растворимость спиртов, свойства неорганических кислот), на возможное применение знаний. Письменные инструкции-задания учитель составляет и тогда, когда работа учащихся проводится не как фронтальная (на эту форму рассчитаны все инструкции в учебнике), а как групповая или индивидуально-дифференцированная. Пример задания для групповой лабораторной работы учащихся приведен ранее (с. 15). Такая работа может быть организована на уроке в VII классе при изучении, например, вопроса о взаимодействии кислот с металлами. Задание Цель: изучить реакцию кислот с металлами, определить, в каких случаях такие реакции практически возможны. 1. Проверьте, идут ли реакции между выданными вам растворами кислот и металлами. Индивидуальные задания Первый учащийся берет для опыта: а) соляную кислоту и железо; б) соляную кислоту и медь. 32
Таблица 1 Характеристика способов руководства учителей самостоятельной работой учащихся по выполнению химических опытоп и изучению раздаточного материала (на основании рекомендаций Д. М. Кирюшкина) Способ руководства учителем работой учащихся Формы сочетании слова с действиями учащихся Характерные черты каждой формы сочетании слова учителя с действиями учащихся во время опытов по химии Основные условия применения каждой формы сочетании слова учителя с действиями учащихся Исследовательский. Учащиеся ставятся в такие условия, при которых они могут приобретать знания в известной степени самостоятельно, выполняя опыты Первая форма Вторая форма Учащиеся самостоятельно извлекают знания о непосредственно воспринимаемых свойствах объекта. Объект доступен наблюдению. Учитель лишь руководит наблюдениями посредством слова Применяется для формирования представлений о внешнем виде веществ, о предметах оборудования, о физических явлениях Роль учителя: помочь словами в объяснении наблюдаемых явлений на основе теории. На базе наблюдений и имеющихся у учащихся знаний учитель в процессе объяснения или беседы ведет их к осознанию и формированию связей и отношений, которые нельзя наблюдать Применяется для выявления связей, закономерностей между явлениями и объяснением их на основе ведущей теории Иллюстративный. Учащиеся сначала получают сведения со слов учителя, опыт является подтверждением сказанного Третья форма Учитель сообщает сведения о непосредственно воспринимаемых свойствах объекта, а затем учащиеся изучают объект для подтверждения или конкретизации словесного сообщения Применяется, как и первая Четвертая форма Учитель демонстрирует учащимся | Применяется, как и опыт и сам разъясняет его сущность, j рая т. е. связи и отношения между происходящими явлениями; истолковывает опт на осииье теории
а) раствор серной кислоты и цинк б) раствор серной кислоты и медь. а) соляную кислот) и магний; б) соляную кислоту и свинец. а) раствор серной кислоты и . алюминий (зачищенный) ; б) раствор серной кислоты и олово. Проверьте друг у друга результаты опытов. 2. Выпишите в ряд химические знаки выданных вам металлов, начиная с того, который наиболее энергично реагировал с кислотой, и кончая тем, который не вступал в реакцию. 3. Найдите эти металлы в таблице «Электрохимический ряд напряжений металлов». Сделайте общий вывод, чтобы ответить на вопрос, поставленный как цель урока. В качестве примера индивидуально-дифференцированной работы можно привести выполнение задания в IX классе на тему «Реакции ионного обмена». Вариант 1 (несложный) Проверьте, возможны ли реакции между следующими веществами: а) Ba(N03)2 и Na2S04 б) Ba(N03)2 и KC1 в) Ва(Шз)2 и H2S04. Составьте полные и сокращенные уравнения проведенных реакций. Вариант 2 (средней сложности) Используя выданные вам растворы, получите BaSO,(, Си(ОН)г. Составьте полные и сокращенные ионные уравнения реакций. Вариант 3 (усложненный) Осуществите реакции: Н30+ + ОН-=2Н20, СаСОз + Н30+=? + Н20 + ? Си(ОН)2 + ? = Сп2+ + ЗН20. Напишите полные и дополните сокращенные ионные уравнения. Второй учащийся берет для опыта: Третий учащийся берет для опыта: Четвертый учащийся берет для опыта: 34
Завершая обсуждение вопроса о многообразии самостоятельных работ, включающих химический эксперимент, можно отметить, что любая работа отличается различными сочетаниями признаков из числа рассмотренных. Вместе с тем независимо от сочетания тех или иных признаков все опыты, которые делают учащиеся, имеют сходство в том, что включают четыре вида действий: 1) изучение взятых и полученных в результате реакций веществ; 2) создание прибора для проведения опыта из предложенных деталей или использование готового устройства; 3) проведение самого опыта; 4) составление отчета. О первом действии — изучении физических свойств веществ—многое было сказано в связи с рассмотрением методики работы учащихся с раздаточным материалом. Изучение химических свойств веществ связано, как известно, с проведением опытов. Некоторые физические свойства, например растворимость, электрическую проводимость, тоже определяют с помощью физико-химических опытов: обнаружение теплоты (выделяющейся или поглощающейся) при растворении с помощью термоскопа или пробирки с эфиром, пары которого при разогревании раствора можно поджечь; определение электрической проводимости с помощью прибора с загорающейся электрической лампочкой. Второй вид действий учащихся — работа с приборами — также имеет некоторые особенности. В методике обучения химик выработаны рекомендации к руководству такого рода деятельностью учащихся. Прежде всего необходимо помнить, что при организации работы с приборами решаются две основные учебные задачи: 1) создать у учащихся правильные представления о приборе в целом и его частях; 2) добиться, чтобы учащиеся хорошо понимали связь между назначением прибора и его конструкцией. Например, при изучении свойств аммиака в IX классе учащимся можно предложить собрать прибор из готовых деталей для получения аммиака и изучения его свойств, а затем провести опыты по инструкции учебника. При этом учитель в зависимости от подготовленности учащихся может в одном случае продемонстрировать сборку прибора, попутно объясняя, почему пробирка с реакционной смесью должна быть укреплена наклонно (отверстием вниз), почему газоотводная трубка должна быть повернута вверх и т. д. Затем предложить учащимся проделать то же самое. В другом случае учитель может провести ознакомление с прибором исследовательским способом, вовлекая учащихся в беседу по обсуждению вопроса о том, как лучше получить, собрать аммиак и изучить его свойства. При этом учащиеся должны вспомнить об относительной плотности аммиака по воздуху, о реакции обмена между солями аммония и щелочами, о хорошей растворимости аммиака в во- з* 35
де. Выяснив характерные особенности веществ или реакций, сразу же решают вопрос о том, как должен быть собран прибор, чтобы полностью соответствовать своему назначению. Целесообразно объяснение устройства и назначения приборов проводить, сочетая их демонстрацию с показом рисунков, а можно зарисовать их на доске или на пленке для графопро- ектора. В этом случае учащиеся лучше научатся изображать прибор при оформлении отчетов о практической работе. Однако не все лабораторные опыты проводят в приборах. Чаще всего изучают реакции, протекающие в пробирках. В этом Варианты оформления результатов лабораторной работы в тетради ученика приведены в таблицах 2 и 3 Таблица 2 Тема «Физические и химические явления» Цель: выяснить существенный признак, ло которому различают явления физические и химические название опыта Что наблюдали ' (рисунок) Образовалось пи новое вещество'1 Какое ябпемие } , Нагревание \ стеарина Не образовалось Стеарин расплатился Растворение шара /I f iHF1 Образовала! прозрачный бесцветный растВор, с-паднийна Вкус Не образовалось Ш б Физическое явление Физичесш явление Медь & Образовался черный ® налет оксида меди Образовалось Химическое явление нщревакие саара Catap почернел, образовался уеоль и горючие шш Образовалась Химическое /доение 30
случае руководство работой упрощается. Создаются условия для того, чтобы напомнить учащимся правила работы с реактивами, проследить за выполнением ими различных операций. Важно обратить внимание на то, как держат учащиеся банки с сухими п жидкими реактивами (растворами), как берут порции веществ, сколько вещества помещают в пробирку, как снимают каплю раствора после приливания. Если приходится пользоваться пипетками, то необходимо следить за тем, чтобы учащиеся оставляли их в тех же сосудах, где они были, а не клали па стол, чтобы случайно не опустить пипетку со следами одного реактива в раствор другого вещества. В настоящее время получает распространение практика проведения некоторых лабораторных опытов не в пробирках, а в специальных приспособлениях, которые представляют собой небольшие пластины из химически стойкого материала с ячейками для проведения реакций. Как правило, пластины изготавливаются из материала светлой окраски. При работе с такими приспособлениями расходуется малое количество реактивов, а результаты реакции хорошо видны. Так проводят, например, опыты: распознавание соляной кислоты и хлоридов, качественные реакции па серную кислоту, сульфаты и сульфиды и другие реакции ионного обмена, распознавание в растворе кислот и щелочей, ионов двух- и трехзарядпого железа, растворение в кислотах нерастворимых оснований и другие опыты. Руководство со стороны учителя при выполнении учащимися лабораторных опытов также может проводиться как иллюстративным, так и исследовательским способом. Следующим этапом является подведение итогов работы, формулирование выводов. Эта часть работы может выполняться как в устной, так и в письменной форме в зависимости от назначения ученического эксперимента. Кратковременные опыты обсуждаются устно а процессе беседы. Учащиеся лишь записывают уравнения происходящих реакций с указанием условий, агрегатного состояния продуктов реакций (газ, осадок), иногда подписывают цвет веществ, их растворимость. Лабораторные опыты, выполняемые по инструкции, подытоживаются, как правило, письменным отчетом в тетрадях. Так же оформляются результаты работ, выполненных на практических занятиях. К форме письменного отчета нет жестких требований. Есть работы, отчет о которых с трудом вписывается в трафаретные колонки (например, с заголовками: название опыта, вещества, взятые в реакцию, прибор и условия реакции, наблюдения, выводы). К таким работам относится, в частности, экспериментальное решение задач по той или иной теме. Для оформления 37
подобных практических работ целесообразнее составлять отче в произвольной форме. Рассмотрим пример. Задача (экспериментальная). Пользуясь имеющимися на столе реактивами, получите сульфат бария. Оформление. 1. BaS04— нерастворимая соль, она образована: Ba2++S042-=BaS04. Для получения BaS04 надо взять: а) раствор, где есть ионы Ва2+, например Ва(ОН)2, Ba(N03)2, ВаС12, и б) раствор, где есть ионы SO/-, например H2S04, Na2S04, Кг504. Имеются реактивы: Ba(N03)2 и H2S04. Ba2++2N03-+2H++S042- = BaS04+2H++2N03-; Ba2++S042- = BaS04. Общие же требования к оформлению письменных отчетов состоят в том, чтобы: 1) учащиеся составляли отчеты не дома, а на уроке, когда есть возможность проверить правильность выводов, уточнить наблюдения; 2) форма отчета должна быть такой, чтобы она отражала цель работы, ее содержание и способ выполнения. Например, для оформления результатов выполнения лабораторных опытов по теме «Физические и химические явления» можно составить таблицу, которая будет нацеливать на решение основной учебной задачи — выяснить, чем различаются физические и химические явления. После каждого опыта учащиеся заполняют графы таблицы (см. с. 36). В процессе беседы учитель помогает учащимся истолковать различия физических и химических явлений с точки зрения учения о молекулах. Так, учащиеся отвечают на вопросы: 1) Появляются ли у веществ новые свойства? 2) Сохраняются ли новые свойства после прекращения опыта? 3) Изменился ли состав исходных веществ? Подобной формы может быть отчет об изучении особенностей реакций: разложения карбоната меди, взаимодействия железа с раствором хлорида меди и др. Для оформления результатов изучения общих свойств веществ какого-либо класса удобно составлять таблицы с указанием общих и особенных свойств веществ. Так, для изучения кислот в таблице можно указать такие графы: формулы и названия кислот, цвет, запах, индивидуальные свойства, отношение к индикаторам: а) к лакмусу, б) к метиловому оранжевому, в) к металлам. Многие лабораторные работы целесообразно оформлять не в форме таблицы, а в виде текста и рисунков с надписями. При 38
Т а б л и п я 3 Тема «Типы химических реакции» Цель: изучить реакции различных типов, выяснив признаки, по которым их можно классифицировать Название опыта Что наблюдали ? (рисунок) Сколько и каких по составу взято веществ Сколько и каких па составу получено ВещестВ реакции I Разложение карбоната меди Одно сложное вещество - карбонат меди Зеленый порошок карбоната меди после на- грзвания стал черным. Образовался оксид меди (1), капельки Воды (2), углекислый газ/3), от которого пту.тнагл известковая вода (Ь). Три вещества]реакции (более простых [разпот- по составу,чек i нив Взятое: оксид меди, углекислый газ, Вода) этом учитель рекомендует готовый план или составляет план отчета вместе с учащимися. Например, результаты работы на тему «Получение и свойства кислорода» могут быть оформлены по плану: 1. Тема работы, 2. Цель работы. 3. Рисунки с обозначениями, описание наблюдений. 4. Уравнения реакций. Различными будут отчеты о ходе решения задач, выполняемых экспериментально. Известно несколько типов таких задач: 1) наблюдение и объяснение химических явлений; 2) получение веществ, в том числе, осуществление цепочки превращений; 3) определение химического состава веществ; 4) распознавание каждого вещества из числа предложенных; 5) определение типа или класса явлений и веществ; 6) проведение характерных для данного вещества реакций. 39
Большинство из этих типов задач оформляются в виде текста с указанием порядка рассуждении и действий, с записью уравнений реакций и условий их проведения. Если при выполнении опытов использовался прибор, то в отчете должен быть его рисунок. Оформление решения задач па распознавание веществ удобно проводить в специальных таблицах. Например, дана задач;-: «Как распознать соли: сульфат аммония, хлорид аммония, хлорид натрия, нитрат натрия?» Учащиеся, прежде чем проводить опыты, составят план решения задачи, основным элементом которого будет выбор реактивов для распознания и мысленное прогнозирование результатов реакций при попарном взаимодействии веществ. Когда порядок решения намечен, его можно отразить в форме таблицы. Таблица 4 Оформление решения задачи на распознавание веществ "Л о а. s уа О о. с 1 2 3 4 Исследуемые вещества (NII4)3S04 NH^Cl NaCI NaN03 BaCI, (раствор) на растворы солей Проба 1 BaS04 — — _ Результаты реакции при действии NaOH (раствор) на растворы солей Проба 2 Не проводят NHa (при несильном нагревании) — " AgNOj (раствор) на растворы солей Пройа 3 Не проводят Не проводят АдСЦ — HjSO, (конц.) и Си на кристаллическую соль ПроСа -I Не проводят Не проводят Не проводят NO, | Прочерк в графе означает, что реакция не идет. Вне таблицы учащиеся записывают уравнения реакции в ионной форме, указывая признаки, по которым можно судить, что реакция прошла до конца, и которые свидетельствуют о наличии искомых ионов во взятом веществе. Наконец, говоря об ученическом эксперименте по химии, следует обратить особое внимание на соблюдение мер предосторожности при самостоятельной работе учащихся. Чтобы обеспечить охрану здоровья всех, кто находится в школьной лаборатории, учитель должен ясно представлять себе допустимые 40
дозы веществ, которые могут быть выданы для работы. В ряде случаев целесообразно использовать малые количества реактивов, для чего проводить опыты не в обычных пробирках, а в <'микропробнрках» или в других приспособлениях, которые приведены в методических руководствах по применению полумп- крометода для ученических опытов. РАБОТА УЧАЩИХСЯ С УЧЕБНИКОМ, СПРАВОЧНОЙ И ДРУГОЙ ЛИТЕРАТУРОЙ Перед школой стоит важная и ответственная задача сформировать у учащихся прочные навыки самообразования, научить их учиться и самостоятельно пополнять свои знания. В решении этой задачи важное значение имеет самостоятельная работа на уроках с использованием учебника, справочника, других пособий для учащихся. Вопросы о том, какой материал целесообразно изучить по учебнику на уроке, как организовать работу учащихся с книгой, чтобы они не только усваивали новые знания, но" и приобретали умение работать с текстом, изучались многими исследователями проблемы методов обучения: И. Т. Сыроежкии, 3. А. Петренко, Т. И. Шушанская, М. Я. Голобородько и др. Ими установлено, что сведения о фактах большинство учащихся усваивают лучше в процессе чтения книги, чем при слушании речи учителя. Однако не имеет смысла заменять устное изложение работой с учебником, если делаются важные теоретические обобщения, научные прогнозы. Учащиеся могут самостоятельно по учебнику изучить инструкции к выполнению опытов, систематизировать в форме таблицы или схемы фактический материал, изучить несложные вопросы, например применение веществ, распространение и круговорот их в природе, общую характеристику естественных групп химических элементов. Учебник используют и как справочник для нахождения формул, цифровых данных. Учебники используют на уроке и тогда, когда надо изучить имеющиеся в нем рисунки, схемы, таблицы. Как показали результаты проверки сравнительной эффективности разных методов изучения теоретического материала (беседы, изложения материала учителем и работы учащихся с учебником), самостоятельное чтение параграфа, включающее выполнение письменных заданий и ответы на вопросы, позволяет добиться высоких результатов усвоения этого материала. Этот факт заставляет уточнить положение о том, что давать учащимся самостоятельно изучать по учебнику теоретические вопросы нельзя. Видимо, основным критерием пригодности того или иного материала для самостоятельной его проработки учащимися должен быть не характер знаний (теория или факты), а подготовленность учащихся, именно наличие у них достаточно прочных опорных знаний и умений. А\
Работе с учебником учитель уделяет внимание на самых первых уроках химии в VII классе. Он поясняет, что каждым отдельный параграф посвящен, как правило, освещению одного вопроса. При этом можно в конце урока вместо традиционной беседы по содержанию изученного материала прочитать вместе с учащимися текст параграфа, выделить главную мысль каждого абзаца. Затем обратить внимание на имеющиеся в конце параграфа вопросы, упражнения и задачи, пояснив при этом, что они требуют знаний основного материала, содержащегося в тексте параграфа, а кроме того, указывают на то, что именно из предыдущих параграфов нужно припомнить для лучшего усвоения нового вопроса. Например, такую работу с учебником можно провести при изучении чистых веществ и смесей. После объяснения нового материала учитель ставит цель: ознакомиться с тем, как раскрывается изученный материал в учебнике, научиться выделять главное содержание каждой части текста и устанавливать логическую взаимосвязь между ними. Далее просит учащихся открыть учебник, § 2 «Чистые вещества и смеси» и следить по тексту, отмечая основную мысль каждого прочитанного фрагмента. Так, после чтения первых двух абзацев учащиеся выделяют такую мысль: мельчайшими частицами некоторых веществ (воды, сахара) являются молекулы. Следующий абзац расширяет знания по вопросу, поставленному в начале параграфа (из чего состоят вещества?): есть вещества немолекулярного строения. Затем учащиеся делают вывод: чистые вещества молекулярного строения состоят из одинаковых молекул. После этого выделяют мысль о том, что судить о свойствах веществ можно лишь тогда, когда они чистые; смесь состоит из разных веществ, которые сохраняют свои свойства, и благодаря этому составляющие смесь вещества можно отделить друг от друга. Так разделяют, например, смесь серы и железа. В процессе вычленения главного из текста учебника учитель делает на доске краткую запись, отражающую логику рассуждений и выводов. Например, для данного параграфа аапись может быть такой: I молекулярного строения - Вещества- -> Вещества состоят из одинаковых молекул I немолекулярного строения имеют определенный состав кристаллов Чистые вещества имеют строго определенные свойства 42
Смесь = вещество 1+вещсство 2 + ... вещество п. Разделяют смесь иа основе знаний свойств каждого вещества-компонента. По мере изучения предмета работа с текстами параграфов иа уроке усложняется. Учащимся предоставляется возможность самим составить план параграфа. К примеру, так можно организовать работу при изучении в VII классе применения кислорода (§ 24). Эта работа предлагается с целью самостоятельного ознакомления с новым материалом по учебнику, так как вопрос несложен для восприятия. Однако ограничиться в дан- пом случае чтением текста нецелесообразно. Важно обсудить этот материал в процессе беседы, дополнить его путем яркого рассказа, использовать различные средства наглядности, в частности кадры диафильмов «Горение и пламя» или фрагменты учебных кинофильмов «Воздух», «Кислород». Чаще всего работа с учебником проводится таким образом, что учитель пишет на доске план, а учащиеся при чтении параграфа готовят развернутые ответы на каждый пункт этого плана. Например, на уроке, посвященном изучению вопроса о нахождении воды в природе и получении чистой воды, учитель ставит цель: привести в систему знания о свойствах воды и ее распространении в земных условиях, выяснить способы очистки природной воды. После этого предлагает учащимся самостоятельно прочитать § 35 учебника и приготовить рассказ по плану (он записан на доске в виде вопросов): 1. Где и в каком виде на земном шаре находится вода? 2. Для каких целей очищают природную воду? 3. Какие стадии очистки проходит вода на городских водоочистительных станциях? 4. Как очищают воду для приготовления лекарств и растворов реактивов? 5. Каковы физические свойства чистой воды? Усложнение работы с учебником происходит посредством включения заданий, предусматривающих выполнение упражнений, составление схем, заполнение таблиц или изучение готовых средств графической наглядности. Примером такой работы может служить самостоятельное изучение учащимися VIII класса по учебнику теоретического вопроса о строении электронных оболочек атомов элементов малых периодов периодической системы Д. И. Менделеева. Задание-инструкция может быть отпечатана на машинке и выдана каждому ученику. Задание Цель: на основе изучения строения электронных оболочек атомов элементов малых периодов выяснить, в чем причина периодичности свойств элементов. 43
Ход работы 1. Нарисуйте схемы строения атомов элементов с № I по № 11. Для этого прочитайте § 64 учебника, абзацы 3, 4, 5 и изучите схемы (на вклейке). 2. Ответьте на вопрос: сколько максимально электронов может вместить первый электронный слой; второй электронный слой? Запомните, какой слой называется завершенным. 3. Объясните, почему в атомах щелочных металлов электрон появляется на новом слое. 4. В чем причина периодичности в свойствах элементов? Ответить па этот вопрос вам поможет вывод, выделенный в тексте § 64 жирным шрифтом. Обсуждая вопрос о чтении текста учебника в целях изучения нового материала, нельзя не отметить возможность разнообразия в методике организации такой работы. Приведенные выше примеры служили иллюстрацией фронтальной формы организации деятельности учащихся. Однако работу с учебником можно проводить с учетом индивидуальных особенностей учащихся, предлагая им задания, дифференцированные по трудности. Рассмотрим пример самостоятельной работы с текстом учебника и других книг, которая тоже посвящается изучению теоретического вопроса, однако проводится не как фронтальная, а как индивидуально-дифференцированная. Так проводится работа по изучению ионных кристаллических решеток. Материал не вызывает затруднений у учащихся, потому что он имеет твердую опору на усвоенные ранее знания: учащиеся знают, что такое положительно и отрицательно заряженные ионы, имеют представление о взаимном притяжении разноименно заряженных ионов, на опыте знакомы с кристаллами и свойствами некоторых кристаллических веществ (например, поваренной соли). Задание Цель: получить представление о кристаллической решетке ионных соединений, установить связь между строением и физическими свойствами веществ. Вариант 1 (несложный) Прочитайте текст § 76 до слов: «К веществам с молекулярной решеткой относят иод» — и ответьте на вопросы: 1) Какие вещества относят к ионным соединениям? 2) Как расположены ионы в кристалле поваренной соли? 3) Почему ионы в кристалле удерживаются друг возле друга? 4) Чем объясняется правильная форма и прочность кристаллов? 5) Каковы физические свойства ионных соединений? 44
Вариант 2 (средней сложности) Прочитайте текст § 76 до слов (приводится то же выражение, что в варианте 1) п ответьте на вопросы 3, 4 в конце параграфа. Вариант 3 (усложненный) Прочитайте с. 108 — 109 и 111 — 114 из книги Ю. В. Ходакова «Общая и неорганическая химия»1 (М., 1965) и ответьте на вопрос: от чего зависят физические свойства кристаллических веществ? Как можно заметить, задание первого варианта предусматривает помощь учащимся при чтении параграфа учебника (им предлагается план-вопросник). Задание второго варианта рассчитано на то, что учащиеся сами сделают нужные выводы при чтении текста и ответят на вопросы в конце параграфа. Задание третьего варианта предлагается хорошо подготовленным и интересующимся химией учащимся. Они должны вполне самостоятельно разобраться в научном тексте, который в данном случае методически хорошо отработан. Важно обратить внимание на то, что последующая беседа по содержанию дифференцированных заданий должна быть спланирована так, чтобы ответы на предложенные вопросы на уроке давали ученики, которые выполняли задание первого варианта. Остальные же учащиеся будут дополнять и уточнять их ответы, привлекая те сведения, какие им удалось почерпнуть при чтении учебника и дополнительной литературы. Подобным образом можно организовать работу при изучении какого-либо описанного материала. Например, работу с учебником по изучению свойств и способов очистки воды можно организовать по индивидуально-дифференцированным заданиям, предложив некоторым хорошо подготовленным учащимся прочитать отдельные страницы из научно-популярных брошюр о воде или статью из «Книги для чтения по неорганической химии»2. До сих пор речь шла о работе с учебником и другой литературой в целях изучения нового материала. Не меньше, а больше разнообразных работ с печатными пособиями организуют учителя на уроках в целях совершенствования знаний и умений учащихся. Чтение учебника можно организовать для повторения опорных знаний в начале урока, особенно тогда, когда учитель обнаружит, что по какой-либо причине учащиеся не могут припомнить нужные сведения или дать определения 1 Эту или другие книги, в которых рассматривается изучаемый вопрос, учитель имеет в кабинете в таком количестве экземпляров, чтобы обеспечить интересующихся химией' учащихся для работы на уроке. 2 Крицман В. А. (сост.). Книга для чтения по неорганической химии. Ч. 1. М., 1974, с. 165-166. 4~i
понятий. В этих случаях хороший учитель не тратит много времени на то, чтобы сетовать иа нерадивость учащихся, а поставит перед ними задачу, укажет соответствующие страницы учебника для повторного чтения и затем проведет беседу. Работа с учебником организуется также в целях обобщения знаний. В частности, так проводятся уроки заключительной темы VII класса «Обобщение сведений об основных классах неорганических соединений». Уроки, посвященные оксидам, основаниям, кислотам, начинаются работой с текстом тех изученных ранее параграфов учебника, где рассматривается материал о свойствах этих веществ. Чаще всего чтение текста учебника в целях обобщения завершается оформлением какой-либо схемы или таблицы, в которой сводятся воедино сведения из разных параграфов, показываются взаимосвязи или принципы классификации веществ, свойства которых обобщаются. Например, так проводят обобщение свойств соединений азота в IX классе, в процессе которого прослеживается закономерное изменение степени окисления элемента от — 3 до +5 и особенности поведения веществ как восстановителей и окислителей. При этом также обобщаются типичные свойства важнейших соединений азота: аммиака, оксидов, кислот, солей активных и неактивных металлов. Нередко при обобщении привлекаются конкретные данные, характеризующие вещества. Эти фактические сведения учащиеся получают из разного рода справочной литературы. В школьном кабинете химии, как правило, имеется комплект «Справочников по химии»', которые выдаются для работы на каждый ученический стол. Например, при обобщении свойств элементов главной подгруппы IV группы в IX классе учитель предлагает учащимся самостоятельно охарактеризовать атомы элементов, простые вещества и важнейшие соединения представителей данной подгруппы, чтобы проследить определенные закономерности в изменении их свойств в зависимости от порядковых номеров элементов в периодической таблице. Учащимся дают задание прочитать текст соответствующего параграфа в учебнике, изучить данные об элементах и их соединениях, приведенные в «Справочнике» на с. 73—74, соотнести полученные сведения с положением элементов в периодической системе Д. И. Менделеева. Итоги работы обсуждают на этом же уроке. Некоторые учащиеся дают сравнительную характеристику свойств названных элементов и их соединений, иллюстрируя выводы справочными данными. 1 Воскресенский П. И. и др. Справочник по химии. Пособие для учащихся. 4-е изд., переработанное. М., 1978 46
САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ УЧАЩИМИСЯ ХИМИЧЕСКИХ ЗАДАЧ Рассматривая методику работы с учебником, мы коснулись важности ознакомления учащихся с теми разделами его, которые служат совершенствованию знаний. Такие разделы есть после каждого параграфа. Они включают вопросы, задачи, задания для упражнений в применении знаний. Решение учащимися задач и упражнений проводится как на уроках, так и при выполнении домашней работы. При этом тексты заданий включают не только задачи и упражнения, имеющиеся в учебнике, но и те, которые можно найти в сборнике задач и упражнений по химии для средней школы. Задачи составляет и сам учитель, а также учащиеся. Учителям хорошо известны рекомендации по методике решения задач, оценено их обучающее и развивающее значение. Много ценных советов по формированию и развитию умений решать химические задачи дано в пособии (11). Здесь не имеет смысла подробно рассматривать общие и конкретные рекомендации по методике обучения и совершенствования такого род л умений учащихся. Остановимся лишь на некоторых вопросах. В программе по химии названы расчетные задачи, которые впервые вводятся при изучении той или иной учебной темы. Так, в VII классе в процессе прохождения темы «Первоначальные химические понятия» учащиеся знакомятся с несложными расчетами: вычисление относительной молекулярной массы веществ по их формулам; вычисление отношений масс атомом элементов в сложном веществе по его формуле; расчет массовой доли элементов (в процентах) по формуле веществ. При изучении последующих тем, посвященных кислороду, водороду и их соединениям, новые расчеты не рассматриваются. Поэтому есть возможность включать задачи изученных типов в задания для разнообразных самостоятельных работ. При этом целесообразно предлагать комбинированные задачи, включающие два или все три названных вида расчетов. Например, при изучении кислот в теме «Водород. Кислоты. Соли» можно предложить задачу: «Вычислить относительные молекулярные массы серной и азотной кислот. В какой из этих кислот больше массовая доля (в процентах) водорода?» Такого требования постоянного закрепления и развития умений решать задачи изученных типов в различных, но разумных комбинациях их друг с другом имеет смысл придерживаться на протяжении всех лет обучения химии. Важное значение имеет вооружение учащихся общим подходом к решению задач, разъяснение принципиального сходства многих из них по структуре и методу решения. Эту работу необходимо провести на первых же уроках в VIII классе при изучении темы «Количественные отношения в химии». Учитель 47
(■■-.фащает внимание на то, что в задаче всегда следует выделять четыре данных. Два из них (известное или неизвестное) дают в условии задачи, два других определяют по уравнению реакции (или по формуле). Известно, что реагирующие и получающиеся вещества находятся в прямо пропорциональной зависимости: чем больше дано одного вещества, тем больше расходуется или образуется другого вещества. Поэтому решение всех химических задач сводится к нахождению неизвестного из пропорции. Многообразие условий задач создается, во-иервых, тем, что известное и неизвестное могут относиться то к одним, то-к другим веществам. Во-вторых, число вариантов задач увеличивается за счет того, что данные о веществах указываются с использованием разных величин: массы (в г), количества вещества (в моль), объема (в л), если речь идет о газах. Кроме того, в-третьих, нередко известное дано в неявном виде, например: дана масса не чистого вещества, а его раствора с известной массовой долей растворенного вещества (в процентах), или дана масса вещества, загрязненного примесями, массовая доля которых известна. В этих случаях приходится проводить дополнительные вычисления массы (или объема) чистого вещества. Какие бы ни были варианты, принцип решения всегда один — составление пропорции из четырех данных и ее решение. Усвоив общий способ, принцип разбора и решения задач, учащиеся могут самостоятельно составлять задачи. К такого вида работам прибегают учителя, организуя взаимную оценку учащимися качества составленных одноклассниками задач в процессе их решения и обсуждения. Предлагать задачи для самостоятельного решения можно лишь тогда, когда учащиеся имеют достаточную подготовку. После выполнения заданий, имеющих целью совершенствование знаний и умений, необходимо организовать проверку правильности решения задач. Для этого хорошо показать всем учащимся образец записи хода решения на экране (с помощью эпидиаскопа пли графопроектора, если один из учащихся выполнял задачу на пленке). Можно пользоваться переносными досками. К работе иа этих досках учитель вызывает отдельных учащихся для решения тех же задач, которые выполняют остальные школьники в своих тетрадях. Следует учесть, что переносные доски во время работы на них должны быть повернуты в сторону от учащихся, сидящих в классе. Вывешивают их для обозрения лишь после того, как завершат работу все учащиеся. Решение задач па уроках не должно происходить в отрыве от основной цели урока. Необходимо подбирать такие задачи, чтобы изученный материал получил определенное освещение, раскрытие, углубление, чтобы решение задач позволяло лучше достичь намеченных целей урока. Выбор задач для самостоя- 48
телыюй работы, конечно, определяется содержанием изучаемого материала. Например, если на уроке изучается теоретический вопрос, то лучше подбирать такие упражнения, которые требуют применить абстрактные понятия при объяснении конкретных явлений, например: объяснить новый факт, аналогичный изученным; предсказать свойства определенного вещества, зная общую закономерность, и т. п. В том случае, когда на уроке изучаются свойства веществ, целесообразнее для закрепления знании предложить качественные задачи, например: на распознавание изученных веществ, па установление генетической связи вещества с другими соединениями, на предсказание возможных реакций определенного вещества с другими веществами и т. п. Если темой урока является применение и получение веществ, то для закрепления хорошо организовать самостоятельную работу по решению расчетных задач с производственным содержанием, включающим сведения о местных производственных объектах. Важно обратить внимание на то, чтобы вычисления не были громоздкими п не отвлекали бы учащихся от химической сущности задач. Передовые учителя придерживаются взгляда, что задачи должны прежде всего вызывать интерес не только своей целесообразностью, по н посильпостыо. Тогда мышление учащихся будет активным. Олнмппадные задачи всегда разбираются вне уроков. Примеры задач (качественных и расчетных), а также разнообразных упражнений в применении знаний приведены в последующих разделах книги, ОСНОВНЫЕ УСЛОВИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ПРИМЕНЕНИЯ САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ РАБОТ УЧАЩИХСЯ НА УРОКАХ Решение вопроса о том, когда и какую самостоятельную работу проводить па уроках, определяется следующими моментами. Важнейшие из них: цель урока, особенности учебного материала и уровень подготовленности учащихся в данное время. ' Специальными исследованиями,и практикой многих учителей доказано, что, систематически организуя на уроках самостоятельные работы, можно добиться хороших результатов. Но вместе с тем известно, что данный метод можно применять не всегда с одинаковым успехом. В определенных условиях бывает лучше, если учитель сам изложит материал или проведет беседу с учащимися. В целях подготовки учащихся к лучшему усвоению нового материала учитель в начале урока, как правило, проводит повторение. В этом случае можно организовать самостоятельную работу. Задания должны включать такие вопросы и задачи, чтобы, решая их, учащиеся вспомнили те понятия и факты, без 4 Заказ № 4083 4J
знания которых не может быть хорошо понят ноьый материал, закрепили бы такие умения, без которых невозможно продуктивное усвоение. Например, чтобы понять механизм электролитической диссоциации веществ с ионной и полярной ковалентной связью в IX классе, учащиеся должны хорошо знать, что такое электролиты, какое строение имеют молекулы и кристаллы веществ с различным;: видами химической связи. Самостоятельная работа может быть организована как фронтальная, чтобы быстрее и проще провести устное обсуждение ее результатов. Но если в классе заметно выделяются три группы учащихся с различной подготовкой в данный момент, то целесообразно провести индивидуальную самостоятельную работу по дифференцированным заданиям, В частности, задание может быть таким. Вариант 1 (упрощенный) 1. Выпишите отдельно в три столбика вещества с ионной, ковалентной полярной и ковалентной неполярной связью: НВг— бромоводород, С12 — хлор, HN03 — азотная кислота, NaOH — гидроксид натрия, K2SO4 — сульфат калия, Ог — кислород. 2. Вставьте в приведенные ниже предложения названия веществ н соответствующие пояснения, чтобы закончить фразу: а) вещества, например ..., называют электролитами, потому что .... б) вещества, например ..., называют неэлектролитами, потому что .... 3. Напишите под схематическими рисунками (рисунки приводятся) название типа кристаллической решетки (молекулярная, ионная или атомная). Вариант 2а (средней сложности) ' 1. Выпишите в три столбика формулы веществ с ионной, ковалентной полярной и ковалентной неполярной связью: гидроксид калия, фосфорная кислота, бром, серная кислота, водород, иодоводород, хлорид железа (III), сера, сульфат алюминия. 2. В каких случаях загорится лампочка прибора при испытании электрической проводимости веществ, если даны раствор медного купороса, кристаллы нода, раствор крахмала, порошок мела, раствор серной кислоты? 3. Чем отличаются вещества с кристаллической решеткой ионного типа от веществ с кристаллической решеткой молекулярного типа (примеры)? 1 Задания сродней сложности, как правило, составляют двух вариантов, аналогичных по содержанию. Такие задания выполняют большинство учащихся класса. 50
Вариант 26 (средней сложности) 1. Выпишите в три столбика формулы веществ с ионной, ковалентной полярной и ковалентной неполярной связью: гид- роксид кальция, хлороводород, азот, угольная кислота, нитрат цинка, фосфор, азотная кислота, бромид меди (II), иод. 2. В каких случаях загорится лампочка прибора при испытании электрической проводимости веществ, если даны кристаллический карбонат натрия, раствор спирта в воде, кристаллы серы, раствор нитрата кальция, раствор гидроксида лития? 3. Чем отличаются вещества с кристаллической решеткой молекулярного типа от веществ с кристаллической решеткой атомного типа (примеры)? Вариант 3 (усложненный) 1. Приведите по три формулы веществ, различающихся видом химической связи (ковалентной неполярной, ковалентной полярной, ионной). В состав веществ должны входить элементы VI группы периодической системы. 2. Даны стаканы без надписей с сухими веществами: сульфат бария, борная кислота, нитрат меди (II), глюкоза. Как, имея в распоряжении воду и прибор для испытания электрической проводимости, определить, какое вещество находится в каждом стакане? 3. Есть ли различие в протекании процесса растворения веществ с кристаллическими решетками ионного и молекулярного типа? Выполнение первого варианта задания требует в основном копирующей, репродуктивной деятельности. Второй вариант (а и б) средней сложности. Учащиеся, выполняя его, должны применить знания для объяснения новых примеров, провести мысленно эксперимент. Третий вариант рассчитан на учащихся, интересующихся предметом и знающим его. Поэтому вопросы в этом задании поставлены так, что требуют поисковой деятельности в большей степени, чем это предусмотрено в задании второго варианта. Такую самостоятельную работу в начале урока целесообразно проводить при условии, что в основной части урока будет использоваться другой метод, например беседа. Разнообразие методов на уроке, как известно, важно не только для поддержания внимания учащихся, но и для лучшего достижения всех многообразных целей, которые выдвигаются перед каждым уроком. Нередко самостоятельная работа учащихся проводится на заключительном этапе урока. Она имеет такую же основную цель — совершенствование знаний, но тех, которые приобретаются на данном уроке. При этом также имеют в виду два основных условия: строгий отбор материала с учетом решения главной задачи урока и применение метода, отличного от того, 4* 51
который преимущественно использовался в основной части урока. Например, урок на тему «Химические свойства углерода» в IX классе проводят методом беседы, сопровождающейся показом химических опытов. Он завершается фронтальной самостоятельной работой для закрепления знаний учащихся об отношении углерода к простым и сложным веществам и умении составлять формулы его соединений, а также уравнения реакций. Вариант 1 1. Составьте формулы соединений углерода: а) с серой, б) с кальцием. Укажите степени окисления элементов. 2. Напишите уравнение реакции между углем и оксидом свинца (IV). Рассмотрите реакцию как окислительно-восстано- нительную. Вариант 2 1. Составьте формулы соединений углерода: а) с алюминием, б) с хлором. Укажите степени окисления элементов. 2. Напишите уравнение реакции между углем и оксидом олова (II). Рассмотрите реакцию как окислительно-восстановительную. Практика показывает, что в конце уроков, посвященных изучению нового материала, метод самостоятельной работы можно использовать довольно часто. Для этого необходимо иметь дидактический материал в виде карточек с разнообразными заданиями, включающими инструкции для проведения лабораторных работ, вопросы и разного рода упражнения, расчетные и качественные задачи, которые учащиеся решают экспериментально или письменно. Пользуясь такими карточками, можно быстро организовать самостоятельную работу. Важно учесть, чтобы различные виды упражнений или задач позволяли бы учащимся рассмотреть изученный материал с разных сторон. До сих пор речь шла об условиях применения на уроках таких самостоятельных работ, цель которых — повторение и закрепление знаний и умений. В каких же случаях можно предоставить учащимся самостоятельно изучать новый материал? От характера вновь изучаемого материала во многом зависит решение вопроса о том, какого вида (с каким источником знаний) может быть самостоятельная работа учащихся на уроке. Однако учитывать только этот фактор недостаточно. Необходимо выяснить доступность материала для самостоятельной проработки учащимися. Судить о доступности можно по такому показателю, как соотношение числа новых элементов знаний н умений, которые учащиеся должны усвоить на данном уроке, и числа «опорных» элементов знаний и умений. Чем больше разного рода логических связей имеется между изученными и новыми фактами, понятиями, тем легче будет восприниматься Ь2
материал, а следовательно, он будет более пригоден для самостоятельной работы над ним. Для примера проанализируем содержание уже упоминавшегося урока на тему «Электролитическая диссоциация. Механизм диссоциации хлорида натрия и хлороводорода», чтобы решить вопрос о возможности изучения нового материала методом самостоятельной работы. Анализ содержания урока позволяет определить учебные цели урока. Итак, в результате этого урока учащиеся должны усвоить новые элементы знаний и умений: 1) понятие электролитической диссоциации, 2) понятие ионизации, 3) представления о гидратации протона, гндро- ксоннй-ионе, 4) понятие о неподеленной электронной паре, 5) понятие о доноре и акцепторе неподеленной электронной пары, 6) понятие о донорно-акцепторном механизме образования ковалентной связи, 7) отличие механизмов диссоциации веществ с ионной кристаллической решеткой и веществ, образованных молекулами с полярной ковалентной связью, 8) умение писать уравнение диссоциации хлорида натрия, 9) умение писать уравнение диссоциации хлороводорода с учетом гидратации протона и без учета этого процесса. «Опорными» элементами знаний и умений для этого урока будут следующие: 1) понятие иона, 2) понятие ионного кристалла, 3) представление о строении молекулы воды, 4) понятие электроотрпцатель- ности, 5) общее понятие об электролитах. Как можно заметить, новых элементов знаний больше, чем тех, на которые учащиеся могут опереться при изучении темы урока. Это обстоятельство ставит под сомнение целесообразность применения метода самостоятельной работы в основной части урока. В данном случае лучше изложить материал учителю и провести затем беседу с учащимися. Другой пример — урок на тему «Реакции ионного обмена, идущие с образованием осадка». В результате этого урока учащиеся должны приобрести следующие новые элементы знаний и умений: 1) понятие реакции ионного обмена, 2) умение составлять полное ионное уравнение, 3) умение составлять сокращенное ионное уравнение. Для успешного усвоения нового материала учащиеся могут воспользоваться приобретенными знаниями и умениями: 1) понятие диссоциации солей, 2) понятие диссоциации щелочей, 3) понятие диссоциации кислот, 4] умение составлять молекулярные уравнения реакций обмена, 5) умение составлять уравнения диссоциации солей, щелочей, кислот, 6) умение пользоваться таблицей «Растворимость солей, оснований, кислот в воде». Здесь соотношение новых и «опорных» элементов знаний и умений позволяет предоставить учащимся самим изучить новый материал, выполняя соответствующие лабораторные опыты. На данном уроке может быть организована самостоятельная работа, как фронтальная, так и групповая, во время которой учащиеся сверяют результаты 53
опытов, обсуждая выводы, оказывают взаимную помощь. Содержанием самостоятельной работы может быть выполнение опытов и их анализ. Задание 1. Проведите реакции между следующими парами электролитов: a) CuS04 и NaOH; б) ВаС12 и Na2S04; в) H2S и Pb(N03)2; г) Na2C03 и СаС12. 2. Установите общий признак, по которому можно судить о том, что реакции прошли до конца. К каким классам соединений относится каждое из попарно реагирующих веществ? 3. Составьте полные ионные уравнения проведенных реакций, изобразив в виде ионов каждое вещество-электролит, находящееся в растворенном виде. В чем сущность данных реакций? 4. Напишите сокращенное ионное уравнение каждой реакции. Требование об установлении на уроке тесной связи нового с изученным материалом известно давно. Но особое значение оно приобретает при организации самостоятельной работы учащихся. Одно дело — наличие большого числа «опорных» элементов знаний в самом учебном материале,-другое — хорошее усвоение его учащимися. Если материал был пройден, но не усвоен или уже забыт, то он, конечно, не может служить надежной базой. Поэтому важно организовать повторение, начиная с момента, когда дается задание на дом, где указываются именно те вопросы для повторения, которые будут затем обсуждаться в начале следующего урока. Если окажется, что учащиеся неуверенно владеют пройденным материалом, то, конечно, не имеет смысла проводить самостоятельную работу. В этом случае запланированный метод придется заменить другим — беседой, рассказом и т. п. Если анализ содержания пройденного и нового учебного материала приведет к выводу о целесообразности организовать самостоятельную работу учащихся, то далее предстоит решить вопрос о том, какого типа она должна быть — репродуктивная, частично-поисковая или исследовательская. Как правило, решение вопроса связано с уточнением положения данного урока в системе уроков по учебной теме. Чем ближе к началу изучения темы, тем меньше знаний и умений имеют учащиеся по конкретным вопросам, которые изучаются в данной теме. Следовательно, на этом этапе им нужно приобрести определенный запас сведений и умений. С целью накопления знаний учащимися проводят самостоятельные работы репродуктивного (копирующего) характера. Чем дальше продвигаются учащиеся в изучении темы, тем все больше возможностей появляется для выполнения частично-поисковых и исследовательских заданий Б4
на уроках. Так происходит своеобразная циклическая смена усложняющихся по характеру учебной деятельности самостоятельных работ. Каковы важнейшие условия организации групповых и индивидуальных самостоятельных работ учащихся? Групповые работы не могут проводиться часто при изучении нового материала. Их можно организовать в том случае, если учебный материал не содержит сложных теоретических понятий, не требует показа демонстрационных опытов и других пособий. Как правило, групповая форма работы дает хорошие результаты тогда, когда новые знания формируются индуктивным путем. При этом легко организовать совместное обсуждение тех частных выводов, которые получены каждым участником при выполнении своей части задания, и сделать общий вывод. В условиях совместного повторения и упражнений в применении новых знаний ликвидируются возможные пробелы в усвоении, учащиеся оказывают друг другу помощь, разъясняют ошибки и неточности, материал прорабатывают основательно. Индивидуальная самостоятельная работа приводит к положительному результату чаще всего при дедуктивном способе формирования новых знаний. Зная общие положения, закономерности, учащиеся могут сделать частные выводы о свойствах веществ и решить доступные, но достаточно сложные задачи. Однако такого типа работы могут быть организованы не столько при восприятии новых знаний, сколько при повторении хорошо осмысленного материала. Названные выше условия необходимы для успешного применения метода самостоятельной работы на уроках. Они являются основными, наиболее общими. В процессе обучения могут создаваться и такие ситуации, когда иные факторы, на первый взгляд случайные и незначительные, могут повлиять на решение о выборе того или иного метода. Правильный способ проведения урока и эффективную методику организации самостоятельной работы может выбрать учитель, знающий общие рекомендации и всесторонне оценивающий имеющиеся условия. Ниже будет показано, как строится система самостоятельных работ учащихся по отдельным учебным темам в каждом классе. Темы выбраны с таким расчетом, чтобы показать некоторую особенность методики в зависимости от содержания материала и подготовки учащихся. Кроме того, внимание уделено таким самостоятельным работам, задания к которым учитель составляет в соответствии с конкретной целью части урока. Среди них есть такие, которые связаны с работой по учебнику, включают выполнение химических опытов, решение задач. Некоторые из них предполагают организацию индивидуально-дифференцированной и групповой работы. В этом случае приводятся примеры инструкций. 55
СИСТЕМА САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ РАБОТ УЧАЩИХСЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО И ОПИСАТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА В VII КЛАССЕ В VII классе учащиеся начинают изучение химии. Им предстоит постепенно знакомиться с веществами и химическими явлениями, усваивать основные понятия и законы химии, осознавать роль этой науки в жизни общества, приобретать умения работать с реактивами и оборудованием химического кабинета. Вместе с этим у них будут совершенствоваться знания н умения, полученные ранее при изучении природоведения, физики, математики, географии, биологии. Для семиклассников не будут новыми методы и приемы, с помощью которых им надо будет изучать свойства веществ и уяснять закономерности химии. Им уже приходилось иметь дело с натуральными объектами, наблюдать за нх изменениями, работать с некоторыми приборами, делать опыты и объяснять их, решать задачи, пользоваться условными обозначениями, формулами, графиками и т. п. Поэтому учитель химии, опираясь на имеющиеся у учащихся знания и опыт учебной работы, может с первых уроков включать учащихся в самостоятельную работу. Метод самостоятельной работы в VII классе имеет особое значение. Подростковому возраст)-, как известно, свойственна жажда активной деятельности. Учащиеся 13—14 лет легко и с интересом переключаются с одной работы на другую, ко не всегда удается долгое время удерживать их внимание при изложении учебного материала. Предлагая посильное, но достаточно трудное задание для самостоятельного выполнения, учитель удовлетворяет потребности учащихся в деятельности ц создает условия для активного умственного труда. Применение метода самостоятельной работы в VII классе позволяет лучше обеспечить преемственность между предметами естественно-математического цикла. Учащиеся убеждаются в том, что не только знания, но и умения выполнять те млн иные действия, приобретенные ими ранее, необходимы также и при изучении химии, понимают, что познать химию как одну из наук о природе можно с помощью общих методов — наблюдения, эксперимента, применяя приемы сравнения, анализа и т. п. Этап овладения первоначальными химическими знаниями можно характеризовать и как новую качественную ступень в развитии общих учебных умений школьников. При выполнении тех или иных самостоятельных работ у учащихся развивается умение наблюдать. Они лучше выделяют главное, существенное в опыте, абстрагируются от второстепенных фактов, постепенно приобретают способность руководствоваться определенными ьб
теоретическими положениями при объяснении наблюдаемых явлений. У семиклассников ярко проявляется стремление к коллективной работе. Они с интересом выполняют разного рода групповые задания, помогают друг другу совершенствовать знания л умения, сравнивают свои успехи с успехами товарищей. Отмечая большое положительное значение самостоятельной работы и благоприятные условия для ее организации в VII классе, следует все же предостеречь от переоценки этого метода. Если на уроке учащиеся слишком часто будут выполнять разнообразные задания по указаниям учителя, то они не будут успевать осознавать цели каждого задания, отвлекутся от главной задачи урока. Самостоятельная работа должна быть необходимым и естественным звеном в общей структуре урока. Ее цель и значение должны быть ясны не только учителю, но и учащимся. Рассмотрим подробнее содержание и методику проведения самостоятельных работ при изучении двух тем курса VII класса, несколько отличающихся друг от друга по характеру содержания. Одна тема — «Первоначальные химические понятия» — может считаться в известной мере теоретической, так как она включает целый ряд понятий, законов, которые учащиеся усваивают впервые. Другая тема — «Вода. Растворы. Основания» — может быть отнесена к числу тем описательного характера, поскольку в ней преобладает конкретный материал, связанный со свойствами веществ, которые лишь объясняются на основе полученных ранее теоретических (атомно-молекулир- ных) представлений. Вместе с тем в каждой теме, конечно, есть учебный материал разного рода: факты, понятия, законы, символика, расчеты и т. д. Чтобы добиться прочного и осознанного усвоения учащимися разнородного материала, необходимо дать им возможность самостоятельно «поработать» с ним, причем по-разному. В одних случаях важно хорошо запомнить те или иные факты, правила, научиться уверенно применять их в аналогичных ситуациях. С этой целью учащиеся выполняют ряд тренировочных заданий репродуктивного (копирующего) характера. В других случаях нужно понять закономерность, взаимосвязь понятий, убедиться в объясняющем и предсказательном значении теории. Тогда предлагаются задания поискового характера, требующие систематизации знаний, переноса их в новые ситуации, т. е. объяснения новых явлений, предсказания возможных свойств, состава и т. д. В связи с этим среди самостоятельных работ теоретических тем относительно больше работ поискового характера, чем копирующего, а среди самостоятельных работ описательных тем чаще применяются работы репродуктивного, копирующего характера. Разумеется, в зависимости от особенностей учебного 57
материала и его положения в структуре урока и системе уроков задания для самостоятельных работ будут разнообразными но форме организации деятельности учащихся (фронтальные, групповые, индивидуально-дифференцированные), по средствам и характеру работы (выполнение упражнений и решение задач, проведение лабораторных опытов, изучение раздаточного материала и т. д.). В систему самостоятельных работ должны быть включены упражнения и задачи, помещенные в конце каждого параграфа. Некоторые из них могут быть предложены для обсуждения во время беседы на уроке, большинство же должно выполняться в процессе домашней работы. В некоторых случаях учитель может на основе заданий, содержащихся в учебнике, организовать на уроке фронтальную самостоятельную работу. В последующем изложении мы не будем рассматривать методику выполнения упражнений из учебника. ПЕРВОНАЧАЛЬНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ При изучении темы у учащихся формируются понятия, которые являются основными элементами атомно-молекулярного учения и которые затем войдут в общую систему знаний. Атом- но-молекулярное учение служит теоретической базой для осмысления химии в VII и в начале VIII класса. Учебный материал темы расположен в такой последовательности, которая позволяет хорошо прослеживать взаимосвязь понятий, видеть их развитие. Действительно, выяснив в общем смысле, что такое вещества, учащиеся переходят к изучению легко определяемых физических свойств, что позволяет, с одной стороны, конкретизировать понятие «вещество», а с другой — усвоить новое понятие «чистое вещество». От этого материала легко перейти к изучению явлений физических и химических. Осознать их различие позволяют понятия «молекула» и «атом». Поскольку становится ясно, что «атом» — важное понятие химии, то при его конкретизации оказывается необходимым знание «видов» атомов. Отсюда делается переход к формированию понятия «химический элемент» и изучению химической символики (знаков). Затем изучается состав веществ, образуемых атомами раз- пых видов. На основе положения о постоянстве состава веществ дается всесторонний разбор их состава, при этом оперируют понятиями: «валентность», «относительная атомная и относительная молекулярная масса», «содержание (массовая доля) элемента в веществе». Все это позволяет закрепить и углубить изученные понятия и затем провести обобщение, раскрыв положения атомно-молекулярного учения. Следующая ступень ведет от веществ к химическим реакциям. Но понятия «химический элемент», «атом» по-прежнему 58
цементируют все другие понятия. Представление учащихся о том, что материальную основу химической реакции составляет «перегруппировка» атомов, углубляется при изучении закона сохранения массы веществ. Здесь логически совмещаются качественный и количественный аспекты рассмотрения материала. При этом совершенствуются знания химического языка и приобретаются умения составлять химические уравнения. Наконец, общее понятие химической реакции конкретизируется реакциями трех типов: соединения, разложения, замещения. На этом этапе происходит дальнейшее обогащение изученных понятий и закрепление умений пользоваться ими. Все это важно иметь в виду при построении системы уроков, включающих самостоятельные работы. Знание логики учебного материала позволит более точно определить задачи каждой работы учащихся. Нужно отметить еще одну особенность системы понятий в первой теме. Большинство нз них формируется попарно, в сопоставлении друг с другом: тело — вещество, атом — молекула, чистое вещество — смесь, физическое явление — химическое явление, простое вещество — сложное вещество, число атомов в соединении-—валентность, коэффициент—индекс, реакция разложения — реакция соединения. Такое сталкивание близких по роду понятий позволяет более отчетливо выделить существенные признаки каждого из них. Это обстоятельство оказывает прямое влияние на содержание и t методику самостоятельных работ. В задания для учащихся в связи с этим могут включаться вопросы, требующие сравнения, группировки, выбора определенного объекта из совокупности сходных и противоположных по признакам объектов и т. п. Овладение такими умениями будет способствовать усвоению всех этих понятий. Обратимся к конкретным примерам самостоятельных работ. ВЕЩЕСТВА. СВОЙСТВА ВЕЩЕСТВ Задание 1 Работа фронтальная, которая может быть организована в целях изучения нового материала. Цель: научиться различать вещества и изделия (физические тела). В приведенном ниже списке есть названия изделий и веществ: вода, линейка, кусок сахара, винт, сода, алюминий, сахар, гвоздь, стакан, стекло, каучук, кран, стеклянная пластинка, труба, свинец, ложка. Вариант 1 Выпишите в тетрадь из приведенного списка только названия изделий (физических тел). 59
Вариант 2 Выпишите в тетрадь из приведенного списка только названия веществ. При обсуждении результатов учитель прежде всего внозь обратит внимание учащихся на цель выполненной работы. С первых уроков надо научить школьников соотносить результат с целью. На уроке учитель может провести специальную беседу по расчленению указанной в задании общей цели на отдельные частные цели и попросить учащихся оценить своп успехи. Выполняя названную работу, учащиеся используют имеющиеся у них знания пз курса физики и свой практический опыт. Задание позволяет сосредоточить внимание семиклассников па понятии «вещество», сформировать самое общее представление о веществах путем сопоставления их с телами, т. е. с изделиями, предметами. Задание можно варьировать, например; предлагать учащимся заполнить таблицу «Тела — вещества»; указать вещества, из которых состоят перечисленные тела; назвать изделия, которые могут быть сделаны из указанных веществ, и др. Задание 2 Работа фронтальная, лабораторная, проводится и основной части урока. Цель: уяснить, какие свойства веществ считаются физическими, изучить физические свойства веществ. Изучите, пользуясь инструкцией учебника (с. 105—106) и выданной справочной таблицей, физические свойства предложенных вам веществ п опишите их по плану: 1) агрегатное состояние при комнатной температуре; 2) цвет; 3) запах; 4) блеск; 5) твердость; 6) пластичность; 7) электрическая проводимость; 8) теплопроводность; 9) растворимость в воде; 10) плотность; II) температура плавления; 12) температура кипения. Вариант 1 Изучите физические свойства графита. Вариант 2 Изучите физические свойства медного купороса. Задание предполагает изучение раздаточного материала, что происходит после того, как учащиеся предварительно изучат в классе под руководством учителя или накануне дома инструкцию учебника (с. 105—106). Это самая первая самостоятельная работа семиклассников с веществами и с инструкцией учебника. Поэтому нужно отвести для ее выполнения достаточно времени. В задании предлагается план для изучения свойств веществ. Деятельность учащихся при выполнении этой 60
самостоятельной работы весьма разнообразна: они исследуют свойства вещества, записывают наблюдения, пользуются справочной таблицей, где находят нужное вещество среди других веществ и выписывают цифровые данные о температурах его плавления, кипения, плотности. ЧИСТЫЕ ВЕЩЕСТВА И СМЕСИ Задание 3 Работа фронтальная, лабораторная, проводится в процессе изучения нового материала. Цель: уяснить, что каждое чистое вещество обладает присущими только ему свойствами, что в смеси свойства отдельных веществ сохраняются, поэтому смесь можно разделить. Изучите свойства серы, железа, смеси серы и железа (см. учебник, с. !06). Разделите смесь. Результаты наблюдений занесите в таблицу: Физические свойства (признаки) Агрегатное состояние Цвет Блеск Запах Твердость Пластичность Плотность Намагничиваемость Растворимость в воде Смачиваемость водой Сера Железо Приготовьте устные ответы на вопросы, приведенные в конце инструкции учебника (с. 107). Эта самостоятельная работа направлена на формирование понятий чистого вещества и смеси. По характеру познавательной деятельности учащихся она в основном носит копирующий, репродуктивный характер, как и предыдущая работа, поскольку здесь тоже изучаются физические свойства веществ по опре- 61
деленному плану. Однако заметно и качественное отличие ее от первой работы, которое проявляется в перерастании ее в поисковую. Этому способствует прием сопоставления. Учащимся приходится здесь решать более сложную задачу: изучать свойства сразу двух веществ, но, главное, это изучение надо проводить не только для констатации свойств веществ, но и для ответа на вопрос: что такое смесь? Учащиеся вновь пользуются учебником при выполнении этого задания, овладевая умением работать по инструкции. На последующих уроках это умение будет закрепляться. Для того чтобы учащиеся лучше осознали главный признак смеси— переменный состав ее компонентов, полезно предложить им простые задачи из числа тех, которые решались па уроках математики, а именно задачи на нахождение части от числа. С расчетами такого вида учащиеся будут встречаться на уроках химии в VII классе при вычислении содержания (массовой доли) элементов в веществе и при вычислении содержания (массовой доли) растворенного вещества. Как известно учащимся, найденная в результате решения подобных задач часть от числа может быть выражена двумя способами: в долях от единицы (в виде простой или десятичной дроби) или в процентах. Задание 4 Работа фронтальная, проводится при закреплении изученного материала. Цель: научиться вычислять содержание (массовую долю) составных частей или компонентов в смесях. Вариант 1 Приготовили смесь из 2 г порошка цинка и 4 г серы. Какова массовая доля каждого компонента в этой смеси (в процентах)? Вариант 2 Имеется 8 г смеси серы с железом. Известно, что массовая доля железа в этой смеси составляет 20%. Сколько граммов серы в данной смеси? Вариант 3 Нужно приготовить 10 г смеси железа и серы так, чтобы массовая доля серы в смеси составляла 40%. Сколько нужно взять серы и железа? Вариант 4 Смешали 2 г серы и 8 г железа. Какова массовая доля железа в этой смеси (в процентах)? Далее программой предусмотрено проведение практических занятий по ознакомлению с приемами обращения с лабораторным оборудованием, с нагревательными приборами и строением 62
пламени, а также выполнение работы по очистке загрязненной поваренной соли. О методике этих занятий мы здесь говорить не будем, поскольку она достаточно ясна из описания, приведенного в учебнике. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ Задание 5 Работа для двух учащихся, лабораторная, проводится в процессе изучения нового материала. Цель: научиться практически различать явления физические и химические. 1. Внимательно наблюдайте за изменениями веществ при нагревании и при их охлаждении. Первый учащийся выполняет опыт с парафином. В тигель положите кусочек парафина, возьмите тигель щипцами и внесите в пламя горелки. Через некоторое время, когда парафин изменится, охладите тигель в холодной воде, опуская его донышком в стакан с водой. Второй учащийся выполняет опыт с медью. Очистите небольшой участок поверхности медной пластины наждаком до появления красноватого блеска. Взяв пластину щипцами, сильно нагрейте ее в пламени горелки особенно в том месте, где медь очищена. Когда изменения произойдут, охладите пластину на воздухе. Изучите условия и результаты опытов друг у друга. Сравните, чем были сходны эти опыты, чем они различаются. Сделайте вывод о том, к каким: физическим или химическим явлениям нужно отнести каждое из наблюдаемых вами. 2. Наблюдайте за изменениями, происходящими с содой в разных жидкостях. Первый учащийся выполняет опыт с водой. В воду, находящуюся в пробирке, насыпьте порошок соды из пакетика. Пробирку встряхните несколько раз. Поставьте в штатив. Второй учащийся выполняет опыт с уксусной кислотой. Выньте пробку из пробирки с раствором уксусной кислоты. Насыпьте в раствор небольшими порциями соду из пакетика. Пробирку поставьте в штатив. Изучите условия и результаты опытов друг у друга. Чем сходны и чем различались опыты? К каким явлениям следует отнести наблюдаемые вами в этих опытах? Как можно продолжить опыты, чтобы доказать, образовалось ли новое веществе или нет? Эта самостоятельная работа проводится по подготовленное учителем инструкции. Содержание задания в основном такое же, как и в учебнике (с. 107—108). Отличие же состоит, ви Со
первых, в том, что опо предусматривает групповую работу, во- вторых, в том, что опо требует сопоставить противоположные явления сразу же в процессе их изучения, а не после того, как учащиеся ознакомятся сначала с примерами физических явлений, затем с примерами химических явлений (как это дано в учебнике), в-третьих, в том, что оно больше направлено на то, чтобы облегчить учащимся сравнение явлений по существенным признакам: в задании подобраны такие опыты со сходными условиями проведения (в первом случае оба опыта проводят при нагревании и охлаждении, во втором — при растворении в жидкостях). Учитель может выбрать тот или иной методический вариант проведения лабораторной работы. ПРОСТЫЕ И СЛОЖНЫЕ ВЕЩЕСТВА Задание 6 Работа фронтальная, может проводиться в процессе закрепления полученных на уроке знаний. Цель: повторить и закрепить понятия «молекула» и «атом*, известные из курса физики; уяснить сущность химического явления е точки зрения атомно-молекулярных представлений. Вы наблюдали опыт разложения воды электрическим током на водород и кислород. Рассмотрите внимательно рисунок (рис. 1), на котором показана атомно-молекулярная модель реакции разложения воды. Каждая молекула воды состоит из одного атома кислорода (большой кружочек) и двух атомоз водорода (маленькие кружочки). Дайте объяснение этой реакции, учитывая изменения, происходящие с атомами и молекулами. Рассматривая условный рисунок при выполнении этого задания, учащиеся должны научиться соотносить эти понятия, использовать термины «атом» и «молекула» в устной и письменной речи. ев *» После реатша До реакции *> 3 G4 Рис. 1
ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ. ЗНАКИ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Чтобы учащиеся лучше поняли отличие химического элемента, находящегося в соединении, от простого вещества, учитель организует самостоятельную работу учащихся с раздаточным материалом и с использованием инструкции из учебника (с. 108, работа 5). Учащиеся знакомятся с конкретными простыми веществами — металлами н неметаллами. При изучении знаков химических элементов можно организовать письменную самостоятельную работу. Задание 7 Работа групповая, для четырех человек. Цель: запомнить знаки химических элементов и их произношение, заполнить пустые клетки таблицы по образцу верхней строки. Первый учащийся заполняет строки 1, 2, 3, 4. Второй учащийся заполняет строки 5, б, 7, 8. Третий учащийся заполняет строки 9, 10, 11, 12. Четвертый учащийся заполняет строки 13, 14, 15, 16. м СТрОК',1 Образец 1 ■ 1 3 4 5 б 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Химический элемент, русское пазааипе Водород Натрии Фосфор Хлор Кислород Медь Знак химического элемента н к Zn Mg А! Произношение знака химического элемент* Аш Аргентум Аурум Це Эн Феррум Зс Кальций Передавайте тетради друг другу (по кругу), чтобы каждый из вас проверил работу трех членов группы. Объясните ошибки. Дома заполните другие клетки таблицы. То, что задание оформляется табличным способом, дает возможность связать воедино три стороны, относящиеся к понятию «химический элемент»,— название, знак п произношение его. 6 Заказ № 4083 65
Выполнять эту работу можно и в заключительной части урока, посвященного изучению знаков химических элементов. Ее можно провести и в целях повторения этого материала на последующих уроках. Следует сказать, что для тренировки учащихся в написании и произношении знаков химических элементов (а в последующем и формул изучаемых веществ) нельзя ограничиться одной- двумя самостоятельными работами. В опыте учителей хорошо зарекомендовали себя такие приемы, как химический диктант, игровые задания («химическое лото») и др., которые позволяют организовать на последующих уроках несколько самостоятельных работ с целью закрепления приобретенных умений. ПОСТОЯНСТВО СОСТАВА ВЕЩЕСТВ. ХИМИЧЕСКИЕ ФОРМУЛЫ Для уяснения понятий простых и сложных веществ может быть предложена письменная самостоятельная работа, например задание 8. Задание 8 Работа групповая, для двух человек. Она может проводиться для закрепления изученного материала. Цель: научиться различать по формулам простые и сложные вещества. Среди приведенных ниже формул есть формулы простых и сложных веществ: CuO, H20, Al, 02, N2, C02, Fe, FeS, H2, S, S02. Первый учащийся должен выписать в тетрадь формулы простых веществ и подписать названия известных ему веществ. Второй учащийся должен выписать в тетрадь формулы сложных веществ и подписать названия известных ему веществ. Проверьте работу друг у друга. Если есть ошибки, объясните их. Выполняя такое задание, учащиеся прочнее усваивают существенные признаки понятий «простое вещество» и «сложное вещество». Одновременно происходит дальнейшее уяснение и закрепление целого ряда других понятий: «атом» и «молекула», «химический элемент», «химическая формула», «индекс». Во время группового обсуждения, при разъяснении друг другу ошибок учащимся приходится неоднократно использовать в своей речи термины, обозначающие названные понятия. Это способствует овладению химическим языком. Подобные задания можно применять и для проведения фронтальной работы по нескольким аналогичным вариантам. Но такие самостоятельные работы, как показывает опыт, имеют меньшее обучающее значение, чем групповые. Фронтальные работы с подобными заданиями можно проводить также с целью проверки знаний и умений. 66
ВАЛЕНТНОСТЬ АТОМОВ ЭЛЕМЕНТОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВАЛЕНТНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ПО ФОРМУЛАМ СОЕДИНЕНИЙ ИЗ ДВУХ ЭЛЕМЕНТОВ Задание 9 Работа групповая, для двух человек, проводится при изучения нового материала. Цель: вывести правило, на основании которого можно определять валентность элементов по формулам соединений, и научиться пользоваться этим правилом. 1. Используя таблицу 2 на с. 60 учебника, обозначьте римскими цифрами валентность каждого элемента в соединениях. Первый учащийся: H2S; MgO; А1203; НС1; Р205. Второй учащийся: Na20; BaO, Ag20; Н20; Sill4. Проверьте работу друг у друга. 2. Умножьте число, обозначающее валентность элемента, на число атомов этого элемента в данном соединении. Подпишите произведение под знаком элемента. (Произведение показывает общее число единиц валентности всех атомов данного элемента.) Проверьте работу друг у друга. Какой общий вывод можно сделать, сравнивая общее число единиц валентности элементов в формуле? Сформулируйте вывод как правило. 3. Пользуясь правилом, определите валентность элементов в следующих соединениях. Первый учащийся: N2Os; Mn02; КгО; S03. Второй учащийся: С02; NH3; ZnO; N20. Проверьте работу друг у друга. Исправьте ошибки и объясните, почему они были сделаны. Как видно из текста задания, работа проводится после того, как учитель на простых примерах даст учащимся понятие валентности и сообщит о том, что водород одновалентен. Затем учащиеся знакомятся с помещенной в учебнике таблицей, где приведены численные значения валентности некоторых элементов. Следующий этап изучения нового материала — конкретизация закона постоянства состава, ознакомление с правилом составления формул сложных веществ. Поскольку содержание учебного материала (вывод правила об общей сумме валентности элементов в соединении) опирается на имеющиеся у учащихся знания и умения, то создаются условия для организации самостоятельной работы поискового характера. Групповая форма выполнения позволяет тщательно проработать этот материал. Для повторения и самопроверки результатов усвоения можно в начале следующего урока организовать подобную же самостоятельную работу, но изменив ее форму. Лучше, если она 5* 67
Гудет проводиться по дифференцированным заданиям, рассчитанным на разный уровень учебных возможностей учащихся. К этому времени учитель уже сумеет составить представление об учащихся и решить, кому из них дать более простое задание (вариант 1), кому — усложненное (вариант 3). Вс^м же остальным учащимся он может предложить задания средней сложности (варианты 2а и 26). Таким заданием может быть задание 10. Задание 10 Работа индивидуальная, выполняется по трем разным вариантам, один из которых имеет аналогичные разновидности: варианты 2а и 26. Цель: закрепить умение определять валентность элементов по формулам соединений. Вариант I 1) Определите валентность элементов в соединениях, имеющих формулы: SiH4, HC1, NH3, H2S. 2) Определите валентность элементов в соединениях, имеющих формулы: MgO, K2O, N203. Вариант 2а 1) Определите валентность элементов в сульфидах, если известно, что сера двухвалентна: AI2S3, ZnS, K.2S. 2) Определите валентность элементов в следующих соединениях: N205, Na20, РНз, HI. Вариант 26 1) Определите валентность элементов в хлоридах, если известно, что хлор одновалентен: СаС12, LiCI, СгС13. 2) Определите валентность элементов в следующих соединениях: СиО, ВаО, СН4, НВг. Вариант 3 1) Определите валентность элементов в соединениях с азотом (нитридах), если азот в ш;;< трехвалентен: A1N, Ca3N2, Ag3N. 2) Определите валентность элементов в следующих соединениях: CS2 (сера двухвалентна), S03, N20, N02. СОСТАВЛЕНИЕ ФОРМУЛ ПО ВАЛЕНТНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ Задание II Работа групповая, для двух человек, проводится при первичном закреплении нового материала в конце урока. Цель: научиться составлять формулы веществ, пользуясь правилом о равенстве сумм значений валентности элементов ь соединениях. G8
Составьте формулы соединений с кислородом следующих элементов (валентность некоторых элементов указана з скобках) . Первый учащийся; Na; CI (V); Mg; S (VI). Второй учащийся: N(V); Сг (III); Zn; S(IV). Проверьте работу друг у друга. Исправьте ошибки. Задание 12 Работа индивидуальная, выполняется по трем разным вариантам, один из которых имеет аналогичные разновидности: варианты 2а и 26. Эту работу имеет смысл провести в начале следующего урока в целях повторения. Цель: закрепить умение составлять формулы по известной валентности элементов. Вариант 1 Составьте формулы: а) соединения натрия с кислородом; 5) магния с кислородом; в) водорода с хлором (хлор одновалентен) . Вариант 2а Составьте формулы соединений натрия: а) с серой (II), 6) с азотом (III), в) с хлором (одновалентен). Вариант 26 Составьте формулы соединений следующих металлов: а) алюминия, б) калия, в) меди (II) с хлором, который в этих соединениях одновалентен. Вариант 3 Составьте формулы соединений: а) магния с иодом (I); б) лития (I) с азотом (III); в) углерода (IV) с хлором (I); г) хрома (VI) с кислородом. ОТНОСИТЕЛЬНАЯ АТОМНАЯ МАССА Задание 13 Работа фронтальная, может проводиться после объяснения нозоси материала учителем. Цель: научиться пользоваться понятием «относительная атомная масса». Вариант 1 1. Пользуясь таблицей относительных атомных масс (sc; учебника), вычислите, во сколько раз масса атома меди больше масс атомов: а) кислорода, б) серы и в) водорода. 2. Масса одного атома кислорода равна 0,000 000 000 000 000 000 000 02656 г. Вычислите массу атома водорода в граммах. 69
Вариант 2 1. Пользуясь таблицей относительных атомных масс (из учебника), вычислите, во сколько раз примерно: а) атом алюминия тяжелее атома азота; б) атом серы тяжелее атома углерода. 2. Масса одного атома углерода равна 0,000 000 000 000 000 000 000 01993 г. Вычислите массу атома магния в граммах, если его относительная атомная масса равна 24. Работа помогает учащимся яснее представить себе, чем отличается относительная атомная масса от массы атома (в г), и лучше понять, почему ее удобнее использовать. ОТНОСИТЕЛЬНАЯ МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА. ХИМИЧЕСКИЕ ФОРМУЛЫ Задание 14 Работа групповая, для четырех человек. Она может быть организована во время изучения нового материала. Цель: научиться вычислять относительную молекулярную массу веществ по формулам. Вычислить Мт веществ, формулы которых даны в индивидуальных заданиях. Первый учащийся: CuS; N02; ZnO. Второй учащийся: H2S; S02; CuO. Третий учащийся: S03; ZnCl?; NO. Четвертый учащийся: CuClo, ZnS, N203. '{Ат элементов: S=32, N = 14, Zn=65, Сн = 64, CI = 35,5). Проверьте результаты работы друг у друга. Исправьте и объясните ошибки. Задание 15 Работа индивидуальная, выполняется по трем разным вариантам, один из которых имеет аналогичные разновидности: вариант 2а и 26. Цель: закрепить умения вычислять относительную молекулярную массу вещества. Вариант 1 Вычислите Мт следующих веществ: СН4, H2S, CuO, MgS. Вариант 2а Вычислите Мт следующих веществ: CaO, Fe203, HN03, K2S. Вариант 26 Вычислите Мг следующих веществ: KN03, MgO, A1S03, Nji CI. 70
Вариант 3 Вычислите Мг следующих веществ: H2S04, Na2COj, CuCI2, Na3P04. Эту работу можно провести для повторения понятий «относительная атомная масса» и «относительная молекулярная масса», а также для того, чтобы учащиеся потренировались в умении вычислять Мт различных соединений. Задание, имеющее дифференцированные варианты, позволяет учащимся самим оценивать свои знания и умения. Учитель же, как известно, ставит отметки за подобные «дифференцированные» работы лишь с воспитательной целью, для поощрения учащихся. Эти отметки (оценки) не имеют решающего значения при выведении четвертных баллов. ВЫЧИСЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ ЭЛЕМЕНТА В СОЕДИНЕНИИ ПО ФОРМУЛЕ ВЕЩЕСТВА Задание 16 Работа фронтальная, проводится при закреплении знаний н умений в конце урока. Цель: научиться вычислять массовую долю (содержание) элемента (в процентах) по формуле вещества. Вариант 1 Вычислите Мг следующих веществ: СиО, СаО, С02. Какова массовая доля кислорода в этих веществах? Вариант 2 Вычислите Мг следующих веществ: РН3, H2S, H20. Какова массовая доля водорода в этих веществах? На эту же тему учитель может провести самостоятельную работу и в начале следующего урока с тем, чтобы дать возможность учащимся выполнить посильные задания, проверить себя. Для этого можно предложить индивидуально-дифференцированное задание. Задание 17 Работа индивидуальная, выполняется по трем разным вариантам, один из которых имеет две аналогичные разновидности: варианты 2а и 26. Вариант 1 Вычислите массовую долю каждого элемента (в процентах) для следующих веществ: H2S, MgS. Вариант 2а В каком соединении больше массовая доля меди: в оксиде меди СиО или в сульфиде меди CuS? Ответ подтвердите расчетом. 71
Вариант 26 В каком веществе больше массовая доля кислорода: в оксиде цинка ZnO или в оксиде магния MgO? Ответ подтвердите расчетом. Вариант 3 Какое из природных соединений железа состава FeO или FeS2 выгоднее использовать для получения железа? Ответ подтвердите расчетом. Конкретные данные в задачах, конечно, можно разнообразить. Однако для дифференциации их по сложности нужно предусмотреть прежде всего различие их по характеру умственных действий учащихся. Так, задание первого варианта, рассчитанное на учащихся, с трудом усваивающих данный материал, включает задачи, выполненные по образцу. Задание второго варианта для большинства учащихся класса требует от них применения знаний в несколько новой ситуации («Где больше..?»). Задание третьего варианта тоже требует применения знаний в новой ситуации, но, кроме того, оно включает расчет по формулам более сложного состава, чем в вариантах 1 и 2, и формулировка задачи несколько необычна для учащихся. Вопрос в ней поставлен так, что позволяет понять практическую важность умения решать такие задачи, которые помогают, в частности, сравнивать и оценивать достоинства полезных ископаемых. При последующем обсуждении результатов самостоятельной работы на практическое значение расчетов надо обратить внимание всех учащихся. Это позволит показать межпредметную связь химии, математики, экономической географии. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МАССЫ ВЕЩЕСТВ Задание !8 Работа фронтальная, ее можно гп:..гости в конце урока. Цель: научиться объяснять коккг-тные факты на основе закона сохранения массы веществ. Вариант 1 В пробирке нагрели 16 г серы с порошком железа. После реакции образовалось 44 г сульфида железа FeS. Сколько железа (в г) вступило в реакцию с серой? Сделайте расчет. Вариант 2 Известно, что для получения 24 г сульфида меди CuS надо взять 16 г меди. Как узнать, сколько серы потребуется для этого? Сделайте расчет. 72
Такие упражнения способствуют прочности усвоения ■■.. - на сохранения массы веществ и создают основу для поним; i химических уравнений. ХИМИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ Задание 19 Работа фронтальная, ее можно провести после объяснения нового материала. При этом полезно вспомнить задание 5, рассмотрев предложенную в нем схему — модель реакции разложения воды с точки зрения закона сохранения массы веществ. Цель: научиться составлять химические уравнения. Вариант 1 Расставьте коэффициенты в схемах: а) CiH-02->CuO; в) Na + S^Na2S; б) Н20г>Н2 + 02; г) H2 + N2->NH3. Вариант 2 Расставьте коэффициенты в схемах: а) AgBr-н* Ag + Br2; в) Zn + 02->-ZnO; б) AI-bS-^Al2S3; г) Na + Cl2-^NaCl. Фронтальная форма проведения самостоятельных работ имеет то преимущество перед групповыми и индивидуальными, что облегчает последующее обсуждение результатов ее выполнения. Задания, которые выполняет весь класс, могут быть одновременно записаны и выполнены двумя учащимися на переносных досках, повернутых от класса, или на кодопленке. Сопоставляя свои записи с записями вызванных учащихся, остальные активно включаются в беседу, обсуждают ошибки и неточности. Задание 20 Работа групповая, для четырех человек. Она выполняется r начале следующего урока. Цель: закрепить умения составлять химические уравнения. Расставить коэффициенты: Первый учащийся: N2 + 02->NO Ca-f02^CaO HgO->Hg + 02 Второй учащийся: Mg + 02->MgO : К !-02^К20 Н20-^Н2 + 0, 73
Третий учащийся: P + 02->P2Os S + 02->S02 K + S->K2S Четвеотый учащийся: H2 + Br2-»-Hbr А1 + 02-^А1203 NHa-t-Nj+Ha Проверьте работу друг у друга, передавая тетради по кругу. Исправьте и объясните ошибки. Как уже было сказано, групповые работы эффективны при первичном закреплении знаний, когда требуется особенно тщательно разобраться во всех неясностях, получить помощь от товарищей, сравнить свои результаты и успехи с результатами и успехами других. Задание 21 Работа индивидуальная, выполняется по трем разным вариантам, два из которых имеют аналогичные разновидности: варианты 2а и 26. Провести ее можно на последующих уроках. Цель: закрепить и проверить умения составлять химические уравнения. Вариант 1 Превратите следующие схемы в химические уравнения, расставив коэффициенты: а) Ва + СЬ+ВаО; в) Na + S-* Na2S; б) H2 + I2-vHI; г) 02 + Н2->Н20. Вариант 2а Расставьте, если нужно, коэффициенты в схемах, закончив химические уравнения: а) А1 + С12->А1С13; в) Сг + 02-> Сг203; б) Zn + Br2-+ZnBr2; г) Mg + 02~vMgO. Вариант 26 Расставьте, если нужно, коэффициенты в схемах, закончив химические уравнения: а) К+Ь->К1; в) Ва + С12-»-ВаС12; б) Na + S-*-Na2S; г) Н20-+Н2 + 02. Вариант 3 Расставить коэффициенты: а) S02 + 02-*-S03; в) Fe-|-02 -> Fe304; б) NO + 02->N02; г) P + 02-vP205. Работа по заданиям, усложняющимся от 1-го к 3-му варианту, играет большую роль при последующем закреплении при- 74
обретенных и осознанных знаний и умений. Такой формы работа легко вписывается в структуру урока. На ее выполнение нее учащиеся затрачивают одинаковое, как правило, время: нет забегающих вперед и отстающих. Это позволяет учителю организованно привлечь внимание учащихся к следующему этапу урока. ТИПЫ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ: СОЕДИНЕНИЯ, РАЗЛОЖЕНИЯ, ЗАМЕЩЕНИЯ С типами химических реакций: разложения, соединения, замещения— учащиеся знакомятся в процессе наблюдения за демонстрационными опытами, а также во время выполнения лабораторных опытов, описанных в учебнике. Самостоятельная лабораторная работа проводится по инструкциям (учебник, с. 101, работы 6 и 7). Методика их проведения приведена также в методических пособиях. Для уяснения существенных признаков типов реакций целесообразно провести письменные самостоятельные работы учащихся. Задание 22 Работа фронтальная, ее можно провести для закрепления изученных типов реакций. Цель: закрепить понятие о реакциях соединения, разложения, замещения. Ниже приведен перечень уравнений реакций изученных вами типов: 1) Zn + CiiBr2 = Ci)-]~ZnBr2; 2) 4А1 + 302==2А1203; 3) MgC03 = MgO + C02; A) 2HgO=2Hg + 02; 5) Zn + Br2 = ZnBr2; 6) H2 + CuO = Cu + H20; 7) 2AgBr = 2Ag + Br2; 8) H2S + CI2=2HCi + S; 9) 2Na + S = Na2S; 10) NH4Cl = NH3-f HC1; 11) Mg + 2HCl=MgCl2 + H2; 12) N2 + 3H2=2NH3. Вариант 1 Выпишите из приведенного перечня химических уравнений уравнения реакций соединения. Вариант 2 Выпишите из приведенного списка химических уравнений уравнения реакций разложения. 75
Вариант 3 Выпишите из приведенного списка химических уравнен' Л уравнения реакций замещения. Чтобы выполнить задание 22, учащиеся должны знатс. существенные признаки реакций изученных типов. Эта самостоятельная работа дает возможность для применения знаний Кроме того, учащиеся повторяют целый ряд других понятий: «химический знак», «вещество простое и сложное», «химическая формула», «химическое уравнение». Задание 23 Работа групповая, для двух человек. Она организуется на специальном уроке, посвященном повторению и закреплению изученного материала. Цель: научиться применять понятие о реакциях соединения, разложения, замещения при классификации конкретных реакций; закрепить умение расставлять коэффициенты в химических уравнениях. Расставьте, если надо, коэффициенты в следующих схемах и рядом с каждым химическим уравнением напишите, к какому типу можно отнести каждую реакцию. Первый учащийся: a) H20h-S03 -*■ H2S04; О) AgBr -*■ Лц + Вг2; в) Zn+HCl-^ZnCI2 + H2. Второй учащийся: а) СаСО; -> СаО + СО?; б) Zn+PbCl2->- Pb + ZnC!2; в) Na+S-vNa^S. Проверьте работу друг у друга, исправьте и объясните ошибки. Самостоятельную работу подобного содержания можно провести и как фронтальную по двум или нескольким вариантам. В этом случае она может быть проверочной. Такого же тина вопросы могут быть наряду с другими включены в заключительную контрольную работу по всей теме. Рассмотрим далее содержание п методику темы VII класса «Вода. Растворы. Основания» как пример темы, содержащей в основном материал описательного характера в отличие от первой, ранее рассмотренной темы. ВОДА. РАСТВОРЫ. ОСНОВАНИЯ К моменту изучения темы учащиеся накопили некоторые сведения о воде, растворах, узнали о чистых веществах и смесях, типах химических реакций, об оксидах, кислотах, солях. Все эти знания будут служить опорой при формировании но- 7(1
вых понят;-;; п представлений. Учащиеся должны получить более широкие сведения о свойствах воды, о ее значении как растворителе веществ, глубже понять значение воды в природе и ее роль в народном хозяйстве, осознать важность проблемы охраны водоемов от загрязнения. При изучения темы учащиеся ознакомятся с неизвестными им химическими свойствами воды и новым классом соединений — основаниями. В связи с этим у учащихся должно сложиться общее представление о классификации неорганических веществ и генетической связи между соединениями. Получают развитие и многие умения, как лабораторно-практические, так и вычислительные. Учащиеся научатся вычислять массовую долю растворенного вещества (в процентах). Для составления заданий учитель может пользоваться теми упражнениями и задачами, которые помещены в учебнике, а также составлять другие, чтобы организовать разные по форме самостоятельные работы учащихся на уроках. Упражнения и задачи из учебника и задачника можно давать для домашней работы. Приведем тексты специально составленных заданий для самостоятельной работы учащихся на уроках с пояснениями тех учебных задач, которые решаются с их помощью. СОСТАВ ВОДЫ Задание I Работа фронтальная, выполняется по двум вариантам. Она может быть организована в начале урока. Цель: повторить химический состав воды. Учитывая состав воды, повторить составление уравнений реакций, в результате которых она образуется. Вариант 1 1. Выпишите в тетрадь и закончите лишь те уравнения реакций, в результате которых образуется вода как один из продуктов реакции: а) Zn + HCl= ; в) Н2 + 02= ; б) Р + 02= ; г) СиО + Н2= . Вспомните признаки и условия тех реакций, в результате которых образуется вода, приготовьтесь к устному ответу на зтот вопрос. 2. Напишите химическую формулу воды и проставьте римскими цифрами валентность элементов. Составьте графическую формулу воды. 77
Вариант 2 Он содержит такие же два вопроса, но для выбора реакций получения воды в первом вопросе предлагается другой перечень взаимодействующих веществ. а) РЬСЧ-Н2= ; в) Mg + HCl= ; б) Н2 + 02= ; г) S + 02 = . Задание предназначено для лучшей подготовки учащихся к осознанному восприятию нового материала. Поскольку но вым знанием на данном уроке должно быть знание массовогс отношения элементов в воде, то важно, чтобы учащиеся отчетливо понимали прежде всего качественный состав воды. Они должны проанализировать состав исходных веществ, обнару жить в них элементы кислород и водород и правильно написать формулы образующихся веществ. Второй вопрос задания имеет целью закрепить в памяти учащихся знания количественного состава воды, правило составления формул по валентности Это полезно вспомнить, чтобы понять новый материал — экспериментальное доказательство состава воды. Для обеспечения опоры на чувственный опыт учащихся в задание включен вопрос, для ответа на который надо припомнить то, что они видели на уроке, описать признаки и условия реакции, в результате которой образуется вода. При этом учащиеся должны иметь в виду те реакции, которые они определили в первом вопросе задания. Все эти реакции были изучены ранее, а опыты проводились на предыдущих уроках как демонстрационные или лабораторные. Одновременно с классом два учащихся на переносных досках или на кодопленке выполняют то же задание. Это позволит лучше организовать проверку результатов работы. Самостоятельная работа проводится фронтально и не требует больших затрат времени иа ее организацию и проведение. В данном случае экономия времени является особенно важным условием. Ведь основная часть урока включает обсуждение демонстрационного опыта и самостоятельную работу по применению знаний. Новый материал урока для учащихся по существу не является совершенно незнакомым. Они уже знают состав воды, постоянство состава веществ и закон сохранения массы веществ при химических реакциях. Казалось бы, есть возможность организовать самостоятельную проработку такого материала на уроке по учебнику. Однако этого делать не следует, потому что «стержнем» его является сложный опыт, который может демонстрировать только учитель. Опыт требует подробного объяснения, нужно обратить внимание учащихся не только на качественную сторону реакции. Учащиеся должны заметить изме- 78
йен не объема газа, причем небольшое. Для этого уч-итель специально говорит об этом, а не ждет, что сами учащиеся обнаружат этот факт. Задание 2 Работа групповая, для четырех человек. Она может быть проведена в конце урока. Цель: усвоить, что состав воды Н20 определяет объемное соотношение газов водорода и кислорода (2: 1), расходующихся на ее образование при соединении. Научиться вычислять объем этих газов, вступивших в реакцию и остающихся в избытке. Решите задачи, условия которых записаны в таблице. Ответы внесите карандашом в выданные вам таблицы. № задачи 1 2 3 4 5 6 7 8 Условие В эвдиометре взорвали смесь газов (в мл) И* 3 4 6 2 1 4 2 5 ог 1 2 2 3 1 5 1 2 Ответ При образовании воды израсходовалось (в мл) н, о, осталось (в мл) н, о, Первый учащийся решает задачи № 1, 2. Второй учащийся решает задачи № 3, 4. Третий учащийся решает задачи № 5, 6. Четвертый учащийся решает задачи N° 7, 8. Проверьте работу друг у друга. Исправьте ошибки. Достигли ли вы цели, поставленной в начале задания? Учащимся даны различные варианты того же самого опыта, который на уроке подробно им объяснял учитель. Выполняя аналогичные упражнения, учащиеся должны лучше понять метод установления состава воды путем синтеза. Кроме того, внимание учащихся привлечено к такому важному обстоятельству, как наличие избытка одного из реагирующих веществ. Знание этого факта позволит более осознанно воспринять главную закономерность: взаимодействие веществ происходит в строго определенных массовых отношениях. Очень важно добиться ясного понимания и запоминания материала. Это лучше всего достигается при многократных упражнениях. Однако для учащихся утомительно выполнять аналогичные задания друг за 79
другом, как это бывает при фронтальном закреплении материала. Групповая же работа вызывает интерес, создает условия для взаимопомощи, для исправления п объяснения ошибок. Кроме того, учащиеся получают возможность проявить себя в разных ролях: выполнить работу, объяснить товарищу, помочь найти и исправить его ошибку, выставить оценку (иногда), участвовать в обсуждении общего вывода, соотносить результаты с целью. Чтобы обратить и сконцентрировать внимание учащихся на основных исходных данных задачи, предлагается табличный способ оформления решения. Этот способ экономен во времени, позволяет научить обобщенному приему решения подобных задач. Учащимся не приходится отвлекаться на разбор какого- либо словесного текста условия задачи. В таблице приведены условия восьми задач. Каждый учащийся должен решить самостоятельно всего две задачи и записать ответ в правую колонку. Остальные шесть задач каждый член группы проверяет у других. Таким образом происходит многократное подкрепление формируемого умения. Когда учащиеся хорошо научатся решать такие задачи, им не составят никакого труда понять и сделать любую из них, в какой бы форме она ни была им предложена: полным текстом условия, краткими записями или в форме таблицы. ВОДА КАК РАСТВОРИТЕЛЬ Задание 3 Работа фронтальная, выполняется в процессе изучения нового материала. Цель: выяснить условия, способствующие растворению, и научиться объяснять явления с точки зрения атомно-молекуляр- ного учения. Приготовьте устные ответы (с обоснованием) на вопрос: в каком из каждых двух стаканов (см. рис. 2, а, б, в, г) быстрее будет происходить растворение? Учащиеся без специальной подготовительной работы могут восстановить в памяти некоторые знания, полученные из жизненного опыта, из курса природоведения, из курсов физики п химии. Им нужно привлечь знания о диффузии, о плотности вещества, об ускорении движения молекул при нагревании. Поскольку результаты самостоятельной работы должны обстоятельно обсуждаться на уроке, то целесообразно провести се как фронтальную. В задании предлагается несколько рисунков, изображающих опыты растворения веществ с единственным различием в способе растворения. От учащихся требуется сравнить способы растворения, найти признаки сходства SO
Bafa K-mcmann noSapeimot) сопи \ = Порошок nsSapj, :-J'J соли __-— вода -—— Afsdmni нупорзв Codj -3 трпгЗам г -Щ1 Сахар (a) .8afa 3aJa Сада 8 мярлгйом мешочка III ■eafrgaWn 1 Сахар JS /J/ Рис. 2. Сравнение условий растворгния веществ (к заданию 3) 6 Заказ № 4043
и признаки различия, оценить влияние этого различия на скорость растворения, т. е. установить причинно-следственную связь. На основании такой аналитической работы им нужно прийти к обобщению об условиях лучшего растворения веществ в воде. Обобщение проводится путем беседы в конце самостоятельной работы. РАСТВОРИМОСТЬ Как известно, первоначальное представление о растворимости учащиеся получают при объяснении материала учителем и во время выполнения лабораторных опытов, рекомендуемых в учебнике (с. 111, работа 15). После этого можно предложить задание по закреплению у учащихся этого понятия при составлении графиков и решении задач. Задание 4 Работа индивидуальная, выполняется по трем разным вариантам, один из которых имеет аналогичные разновидности: варианты 2а и 26. Ее можно провести в конце этого или в па- чале следующего урока для повторения и закрепления изученного материала. Цель: научиться производить вычисления с применением понятия «растворимость». Вариант 1 1. Постройте график растворимости медного купороса по следующим данным: t°c 0 10 20 30 40 50 60 Растворимость (в г/л) 150 170 190 240 2£0 340 390 2. Может ли в 1000 мл воды при 40°С раствориться 500 г медного купороса? 100 г? Ответ объясните. Вариант 2а 1. Постройте график растворимости калийной селитры по следующим данным: 82
tJC Растворимость (и г/л) о 10 20 30 •10 50 60 50 240 400 490 620 820 1200 2. В 250 мл воды растворяли калийную селитру при 30°С, пока не получили насыщенный раствор. Сколько калийной селитры (в г) содержится в растворе? Вариант 26 I. Постройте график растворимости натриевой селитры по следующим данным: (аС Растворяемость (r г/л) 0 10 20 30 40 50 GO 730 800 880 970 10С0 1150 1250 2. В 150 мл воды при 50°С растворяли натриевую селитру, пока не получили насыщенный раствор. Сколько натриевой селитры (в г) содержится в растворе? Вариант 3 I. Постройте график растворимости хлорида калия по следующим данным: VC 0 10 20 30 40 50 60 Растворимость (в г/л) 285 313 342 370 398 426 455 83
2. В 200 мл воды при 60°С растворяли хлорид калия, пока lie получили насыщенный раствор. Сколько хлорида калия выделится в виде кристаллов, если этот раствор охладить до температуры 30ГС? Выполняя это задание, учащиеся опираются на приобретенные на уроках математики знания. Таким образом, учащиеся могут делать прогноз на основе установленной зависимости, идти от общего к частному. Работу организуют по дифференцированным заданиям. Первый вариант (упрощенный), кроме составления графика, что требуется во всех вариантах, содержит задание, в котором дается вея необходимая для ответа информация: в нем напоминается суть понятия «растворимость», учащиеся непосредственно ориентируются на анализ тех данных, которые приведены в задании для построения графика. Вторые варианты (два аналогичных для «средних» учащихся) рассчитаны на то, что учащиеся знают понятие «растворимость». Вычисления учащимся нужно произвести, опираясь на это знание и используя количественные данные из приведенной таблицы. Третий вариант требует от учащихся («сильных») не толь;;о знания понятия «растворимость», им нужно выполнить более сложные вычисления, чем в первом и ео вторых вариантах заданий. МАССОВАЯ ДОЛЯ РАСТВОРЕННОГО ВЕЩЕСТВА Задание 5 Работа фронтальная, выполняется по одному варианту; ее можно предложить, как показала проверка в школах, для самостоятельной проработки материала учащимися. Учащиеся легко усваивают характеристику растворов, используя определенные умения вычислять массовую долю компонентов в смесях. Цель: уяснить, что показывает массовая доля растворенного вещества. 1. Изучите приведенные ниже предложения и попытайтесь самостоятельно ответить на вопрос: что показывает массовая доля растворенного вещества? Приготовьте устный ответ. В 100 г раствора сахара содержится 20 г сахара. Этот раствор 20%-ный. В 100 г раствора соли содержится 5 г соли. Этот раствор 5%-кый. В 100 г раствора лимонной кислоты содержится 1 г лимонной кислоты. Этот раствор 1%-ный. В 200 г раствора соли содержится 50 г соли. Этот раствор 25%-ный. 84
fi 50 г раствора сахара содержится 10 г сахара. Этот раствор 20%-ный. Задание 5 имеет целью организовать самостоятельное изучение учащимися нового материала, пока без чтения текста учебника. Задание составлено так, чтобы учащиеся, анализируя утвердительные высказывания о конкретных растворах, сами пришли бы к новому знанию и смогли бы дать определенные понятия. Обдумывая эти высказывания, учащиеся вместе с тем начинают догадываться и о способе вычисления массовой доли растворенного вещества в растворе. Работа предусматривает подробное последующее обсуждение ее в процессе беседы. Задание 6 Работа групповая, для четырех человек. Ее можно провести после беседы о результатах работы по заданию 5. Цель: научиться определять массовую долю растворенного вещества по известным массам раствора п содержащегося в нем растворенного вещества. Определите массовую долю растворенного вещества в растворах, данные о которых предложены в условиях задач (ем. таблицу). Ответы нужно записать в свободных клетках таблицы. за u-i.i 1 3 4 С G 7 8 9 Масса раствооа (в г) 200 500 25 -100 50 300 600 50 400 Масса растгюрениого исщестиа (« г) 40 100 4 4 2 60 00 16 Масса воды (.г) в растворе (в 1) х=160 X — X — л: = 396 х= X — л-= 540 X — х = Массовая доля растворенного веществе (в i роцелта.;) У = У = У = У = У = 10 200 | 8 11 50 0,5 12 20 0,5 Первый учащийся решает задачи № 1, 2, 3. Второй учащийся решает задачи № 4, 5, 6. Третий учащийся решает задачи № 7, 8, 9. Четвертый учащийся решает задачи № 10, II, 12. = 192 х = А' = 85
Проверьте работу друг у друга. Исправьте ошибки. Добились ли вы цели, поставленной в начале задания? Особенность учебного материала — расчеты — определяют табличный способ оформления задач, как и в случае задания 2. Такой способ позволяет яснее обозначить виды взаимосвязи между величинами и показать унифицированный прием решения подобных задач. В таблицах обозначены все возможные данные задач такой тематики. Учащиеся наглядно видят, что именно составляет раствор и как по известным массам того или иного составляющего компонента вычислить неизвестную массу другого компонента: вещества, раствора и растворителя. Каждый учащийся в ходе групповой работы решает три задачи, а остальные проверяет у своих товарищей. Таким образом, каждый закрепляет методику решения задач на 12 примерах. Задачи решают по образцу, который дан в задании 5, вычисление же массы воды проводится по образцу первой решенной задачи из трех предложенных. Задание 7 Работа групповая, для 4 человек. Ее также можно проводить в целях тренировки в умениях производить вычисления с применением понятия массовая доля растворенного вещества. Цель: научиться решать разные варианты задач с применением понятия массовая доля растворенного вещества. Решить задачи, заполнив недостающие данные о растворах (см. таблицу). № задач:! 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Масса раствора (в г) 400 500 а = 50 400 0 = 200 50 а — 300 200 Масса растворенного вещества (в г) 40 X — х= 30 х~ х = 50 х~ X — 20 х= Масса воды в растворе (в г) 160 У = 300 270 </ = 320 150 У = 45 380 у = 180 Массовая доля растворенного вещества (В %) 2 = 50% 2 = 10% 2 = 50% 2 = 30% 2 = Первый учащийся решает задачи № 1, 2, 3. Второй учащийся решает задачи № 4, 5, 6. 86
Третий учащийся решает задачи № 7, 8, 9. Четвертый учащийся решает задачи № 10, 11, 12. Проверьте результаты работы друг у друга. Исправьте ошибки. Добились ли вы цели, поставленной в начале за дания? В задании 7 предусматривается вариативность решения задач изученного типа. В этом случае также целесообразна групповая работа. Отличие данной работы от предыдущей может состоять в том, что ее выполнение будет сочетаться с беседой, во время которой учитель требует, чтобы учащиеся вслух проговаривали развернутые условия задач, предложенные в форме таблицы. Задание 8 Работа индивидуальная, выполняется по трем вариантам, один из которых имеет две аналогичные разновидности — варианты 2а и 26. Эту работу можно проводить на последующих уроках или вместо работы по заданию 7, если есть уверенность, что такой тип расчетов хорошо усвоен учащимися. Цель: закрепить умение решать задачи с применением понятия «массовая доля растворенного вещества». Вариант 1 1. Сколько соли (в г) содержится в 500 г 20%-ного раствора? 2. Какова массовая доля растворенного вещества в растворе, полученном при растворении 20 г соли в 80 г воды? Вариант 2а 1. Сколько соли и воды (в г) необходимо для приготовления 300 г 15%-ного раствора соли? 2. Какова массовая доля растворенного вещества в растворе массой 80 г, если известно, что в нем содержится 10 г соли? Вариант 25 1. Сколько соли и воды (в г) нужно взять, чтобы получить 200 г 10%-ного раствора соли? 2. Какова массовая доля растворенного вещества в растворе массой 40 г, если известно, что в нем содержится 2 г соли? Вариант 3 1. Какова массовая доля растворенного вещества в растворе, полученном при растворении в 390 г воды 10 г соли? 2. Выпарили 150 г 15%-ного раствора сахара. Сколько сахара (в г) осталось в чашке после выпаривания? Задание предусматривает самостоятельную работу по дифференцированным заданиям. Вариант 1 предполагает простой 87
перенос знаний в аналогичной ситуации; вариант 2 требует уверенного владения материалом н умений выполнять незнакомые расчеты с применением понятия массовой доли растворенного вещества; вариант 3 включает задание: провести расчет на основании «обратной» операции — не растворения, а выпаривания. Необычность формулировки задачи — это определенная трудность, с которой могут справиться не все, а лишь наиболее подготовленные учащиеся. Им и предназначается третий вариант. Понятие массовой доли растворенного вещества и вычислительные умения получают закрепление на практическом занятии. Практическая работа проводится по инструкции учебника (с. 120, работа 5). ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДЫ С МЕТАЛЛАМИ Задание 9 Работа фронтальная, выполняется по одному варианту, она предлагается в начале урока. Цель: повторить реакцию разложения воды и условия ее осуществления. 1. Дополните рисунок (рис. 3), обозначив уровень воды в трубках так, чтобы было видно, что прошла реакция разложения воды. Укажите стрелками, где какие газы образовались. 2. Напишите уравнение реакции разложения воды. 3. Нарисуйте схему, показывающую, что образуется в результате реакции разложения воды. Для этого используйте ' ) Незаконченная 1кции разложе- 1Я ВОДЫ аппарата 1Я ВОДЫ Рис. 4. схема pi i Рис. 3. Схема для разложсш 88
условные обозначения: большой «шарик» — атом кислорода, маленький «шарик» — атом водорода (рис. 4). Поскольку учащиеся на уроке должны понять состав гидро- кеидов, то им необходимо вспомнить, что в состав воды входят два атома водорода, связанные с атомом кислорода. Они должны также вспомнить, что разложение воды происходит лишь в жестких условиях (при сильном нагревании пли при действии электрического тока). Повторению этих опорных знаний и посвящается самостоятельная работа в начале урока. Переход на модельные представления должен облегчить учащимся понимание атомно-молекулярной сущности вновь изучаемых реакций между металлами и водой. Задание 10 Работа групповая, для четырех человек. Проводится в конце урока для закрепления изученного материала. Цель: закрепить знания о реакциях с водой некоторых металлов при обычных условиях. Нарисуйте условные схемы реакций с водой (см. задание 9) некоторых металлов. Составьте уравнения реакций и напишите названия веществ. Первый учащийся пишет схему и уравнение реакции натрия Na с водой. Второй учащийся пишет схему и уравнение реакции кальция Са с водой. Третий учащийся пишет схему и уравнение реакции калия К с водой. Четвертый учащийся пишет схему и уравнение реакции бария Ва с водой. Проверьте работу друг у друга. Исправьте ошибки. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДЫ С ОКСИДАМИ МЕТАЛЛОВ Задание I\ Работа групповая, для четырех человек. Она может быть предложена в конце урока для закрепления знаний. Цель: научиться писать уравнения реакции соединения оксидов некоторых металлов с водой. 1. Научитесь составлять формулы оксидов и гидроксидов металлов, зная валентность металлов, которая указывается римскими цифрами в скобках. Первый учащийся составляет формулы оксидов и п дро.кспдов металлов: К(1) Ва(И) калия, бария 89
Второй учащийся составляет формулы оксидов и гидроксидов металлов: Li(I) Ca(II) лития, кальция Третий учащийся составляет формулы оксидов и гидроксидов металлов: Na(I) Mg(II) натрия, магния Четвертый учащийся составляет формулы оксидов и гидроксидов металлов: Rb(I) Ca(II) рубидия, кальция Проверьте работу друг у друга. Исправьте ошибки. 2. Научитесь составлять уравнения реакций соединения оксидов некоторых металлов с водой. Закончите уравнения реакций: Первый учащийся: СаО-!-Н20 — Второй учащийся: NaaO + H20 = Третий учащийся: ВаО-!-Н20 = Четвертый учащийся: Li20 + H20 = . Проверьте работу друг у друга. Исправьте ошибки. Добились ли вы цели, поставленной в начале задания? ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДЫ С ОКСИДАМИ НЕМЕТАЛЛОВ Задание 12 Работа групповая, для двух человек. Ее можно организовать во время изучения нового материала, после того, как учитель объяснит и покажет реакцию оксида серы (IV) с водой. Цель: 1. Вам нужно понять, что оксиды неметаллов могут соединяться с водой, как и некоторые оксиды металлов, но соединение, полученное при этом, будет относиться к классу кислот. 2. Нужно научиться составлять уразнения реакций соединения с водой оксидов неметаллов. Задание 1. Вы наблюдали опыт: взаимодействие оксида серы (IV) или сернистого газа S02 с водой. Составьте уравнение реакции между водой и оксидом серы (IV). При этом учтите, что получающееся вещество — сернистая кислота — имеет формулу, представляющую собой как бы сумму всех атомов, входящих в состав и первого, и второго веществ, взятых в реакции. Проверьте работу друг у друга и окажите помощь товарищу. 90
Правило: чтобы правильно составить формулу кислоты, надо как бы сложить число атомов каждого из элементов, входящих в состав оксида и воды. Атомы водорода в формуле пишутся на первом месте, а кислорода — на третьем. Если число атомов каждого элемента делится на 2, то производится сокращение и записывается простейшая формула кислоты, например: H2N206, или HN03,— азотная кислота. Первый учащийся должен составить уравнения реакций между: а) водой и углекислым газом С02; б) водой и оксидом азота (III) — N203. Второй учащийся должен составить уравнение реакции между: а) водой и оксидом серы (VI) — S03; б) водой и оксидом азота (V) — N205. ' Проверьте работу друг у друга, окажите помощь, исправьте ошибки. Достигли ли вы поставленной в задании цели? В данном случае в процессе работы учащиеся индуктивным путем приходят к общему выводу. Самостоятельная работа в этом случае выступает как составная часть объяснения нового материала. Это наиболее возможный вариант сочетания самостоятельной работы с устным изложением на уроке. Задание 13 Работа фронтальная. Цель: закрепить и проверить знания реакций оксидов неметаллов с водой и умения составлять уравнения подобных реакций. Закончите уравнения реакций оксидов неметаллов с водой. Вариант 1 а) S02+H20= б) Se03 + H20 = в) N205 + H20 = г) С120+Н20 = Вариант 2 а) С02 + Н20 = б) SQ3 + H20 = в) Р205 + Н20 = г) N203 + H20 = Задание 13 главным образом выполняет роль контролирующего, хотя попутно имеет значение для закрепления знаний о взаимодействии оксидов неметаллов с водой. ОСНОВАНИЯ. ЩЕЛОЧИ Учащиеся знакомятся со свойствами гидроксидов натрия, кальция и железа (III), выполняя лабораторные опыты по инструкции учебника (с. 112, работа 16). После того как будут изучены конкретные представления и сформировано понятие об основаниях с учетом их состава, можно предложить учащимся 91
задание на узнавание формул оснований среди формул других веществ, а также на повторение состава соединений других наученных классов: оксидов, кислот, солей. Задание 14 Работа фронтальная. Цель: закрепить понятие о классах изученных веществ — оксидах, кислотах, основаниях, солях, уметь определять по составу веществ, к какому классу они относятся. Распределите приведенные ниже вещества по классам. В каждую графу таблицы впишите формулы соответствующих веществ: S02, H9SO4, CuS04, Са(ОН)а, КОН, HCI, СиО. Cu(N03)2, CO,, NaOH, MN03, NaCI, CaO, Ва(ОН)2, CaCl2, HjSOj. Ок- 1 2 3 4 !."U.I Kmc.'(;j^ :.[ 1 2 3 4 Основам ] 1 2 3 4 ifl Сол i l 2 3 4 Задание 14 может выполняться в конце урока, на котором изучается состав оснований. В задании предусмотрено применение логического приема классификации. Выбирая сходные по составу соединения, учащиеся должны произвести их группировку. Задание 15 Работа групповая, для четырех человек. Цель: повторить реакции, в результате которых получаются щелочи. Составьте уравнения реакций следующих превращений. Первый учащийся: К->-К20 \ КОН Са Второй учащийся: СаО Са(ОН)2 Третий учащийся: Ва->-ВаО \ / Ва(ОН)2 Четвертый учащийся: Na—>-Na20 \ NaOH Проверьте работу друг у друга. Исправьте ошибки. Задание 15 преследует цель первоначального ознакомлю учащихся с генетическими взаимосвязями веществ на прим 02
получения щелочей. Учащиеся впервые встретятся с новой формой заданий — графической схемой превращений. Выполняя задание, учащиеся должны вести поиск промежуточного вещества на основании знания свойств воды вступать в реакцию с некоторыми металлами и основными оксидами. НЕРАСТВОРИМЫЕ ОСНОВАНИЯ Задание 16 Работа групповая, для двух человек. Цель: усвоить различие в свойствах щелочей и нерастворимых оснований. Выучить примеры щелочей и нерастворимых оснований. Определите, пользуясь таблицей «Растворимость некоторых оснований в воде», в каких случаях практически возможны реакции. Допишите уравнения возможных реакций. Таблица 4 F | к он 1' аствор Na Р имость Са М некэт В а Р эрых основан »я Н Zn Н !Й в воде С а Н Fe(III) н А! И Pi! н Р — растворимость больше 10 г/л М — растворимость от 10 до 0,01 г/л И — растворимость меньше 0,01 г/л Первый учащийся: а) СиО + Н20->- б) СаО + Н20-*- в) Fe(OH)3—^- нагр. г) NaOH ► Второй учащийся: а) ВаО + Н20->- б) Fe203 + H20-^ в) Си(ОН)2——^ нагр. г) КОН——^ Проверьте работу друг у друга. Исправьте ошибки. Сделайте общий вывод о том, чем отличаются нерастворимые основания от щелочей. В задание 16 включены вопросы, отвечая на которые учащиеся приобретают умения пользоваться таблицей, показывающей растворимость веществ в воде, определять характерные свойства гидроксидов разных групп и практически возможные способы их получения. 93
РЕАКЦИЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ Для изучения реакций нейтрализации и взаимодействия нерастворимых оснований с кислотами можно провести лабораторные опыты по инструкции учебника (с. 112—113, работы 17 и 18). Они предполагают фронтальную форму выполнения. Работы подобного содержания можно организовать и как групповые. Цели и содержание учебного материала дают возможность это сделать. Опыт показывает, что групповая работа в данном случае более эффективна, чем фронтальная. Задание 17 Работа групповая лабораторная, для четырех человек, ее можно предложить при изучении нового материала. Цель: изучить реакции между нерастворимыми основаниями и кислотами. 1. Проверьте, будут ли реагировать с кислотами нерастворимые основания. Первый учащийся работает с Си(ОН)2 и HN03. Второй учащийся работает с Fe(OH)3 и HN03. Третий учащийся работает с Си(ОН)2 и H2S04. Четвертый учащийся работает с Fe(OH)3 и НО. Проверьте результаты опытов друг у друга. Сделайте общий вывод. Сравните проведенные опыты с демонстрационным опытом нейтрализации растворов щелочей кислотами. 2. Разберите сущность реакций между нерастворимыми основаниями и кислотами. Составьте уравнение проведенной реакции и подпишите названия всех участвующих в ней веществ. Проверьте результаты работы друг у друга, исправьте ошибки. Ответьте на вопросы: 1. К какому типу реакций (по признаку состава и числа участвующих веществ) можно отнести реакции щелочей и нерастворимых оснований с кислотами? 2. Почему реакции оснований с кислотами называют реакциями нейтрализации? 3. Какой общий существенный признак щелочей и нерастворимых оснований позволяет считать их соединениями одного класса — класса оснований? Задание 17 может быть предложено при изучении второй половины нового материала, а именно реакции нерастворимых оснований с кислотами. Вывод в этом случае делается индуктивным путем. В конце задания учащимся предлагают вопросы, отвечая на которые они используют ряд логических приемов мышления: проводят анализ, абстрагируются от конкретных веществ и делают обобщение на основе абстрагирования 94
Задание 18 Работа индивидуальная, выполняется по трем разным вариантам, один из которых имеет аналогичные разновидности (варианты 2а и 26); ее можно организовать для повторения материала в начале урока. Цель: закрепить знания о свойствах оснований и умения писать уравнения реакций, отражающих их свойства, а также взаимосвязь с веществами других групп. Вариант 1 1. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно получить: а) оксид цинка ZnO из гидроксида цинка Zn(OH)2; б) гидроксид кальция Са(ОН)2 из оксида кальция СаО. 2. Напишите уравнения реакций между серной кислотой H2S04 и основаниями: а) гидроксидом цинка; б) гндроксидом кальция. Вариант 2а 1. Напишите уравнения следующих превращений: *РЬС12 РЬ(ОН)2<рю 2. Как получить путем реакции нейтрализации: а) нитрат алюминия; б) сульфат бария? Напишите уравнения реакций. Вариант 26 1. Напишите уравнения следующих превращений: *CllSC>4 cU(oii)2<Cu0 2. Как получить путем реакции нейтрализации: а) сульфат железа (III); б) хлорид алюминия? Напишите уравнения реакций. Вариант 3 1. Напишите уравнения следующих превращений: /Fe2Oa "«очКркмод. 2. Как получить, исходя из оксидов и гидроксидов алюминия и кальция, следующие соли: нитрат алюминия, хлорид кальция? Напишите уравнения реакций. 95
ВЗлйМОДЕЙСТЗИ-Е ЩЕЛОЧЕЙ С ОКСИДАМИ НЕМЕГАЛЛШ Задание 19 Работа групповая, для четырех человек. Цель: усвоить, что оксиды неметаллов реагируют с гидрп- ксидамн металлов (щелочами); научиться правильно огтреде лить состав солен, образующихся при этих реакциях. 1. Повторите, как составлять формулы кислот, соответствую щнх данным оксидам неметаллов (см. задание 12). Напишите в таблице под формулами оксидов неметалле."; формулы кислот, соответствующих им (по образцу в иервог колонке таблицы), обозначив валентность кислотного остатка Первый учащийся выполняет Л"_> 1, 2. Второй учащийся выполняет ЛЬ 3, 4. Третий учащийся выполняет Л'з 5, 6. Четвертый учащийся выполняет Кч 7, 8. [1оме;:а .milium;! '■'•О pan?;! 1 so, ■'i H.SOj SOj - ci,o; so.. N2Os :' Cbo '• co2 7 4 P.>Os N,0; Проверьте работу друг у друга. Исправьте ошибки. 2. Составьте уравнения между оксидами неметаллов и щелочами. Первый учащийся: a) S02-l-NaOH = б) S03 + Ca(OH)2 = Второй учащийся: а) ССь + КОН = б) P265-fCa(OH),= Третий учащийся: a) P>CVbNaOH = б) COv~!-Ba(OH)2 = Четвертый учащийся: a) S034-KOH = б) S02 + Ba(OH)2 = Проверьте результаты работы друг у друга. Исправьте ошибки. Добились ли вы цели, поставленной в начале задания? Задание 19 можно предложить во время изучения нового материала о взаимодействии щелочей с оксидами неметаллов. Учащиеся в процессе совместного обсуждения лучше сумеют разобраться в сущности этих реакций. Выполняя задание, учащиеся обращают внимание па состав кислоты, отвечающей данному оксиду, п валентность кислотного остатка. Затем они самостоятельно осуществляют перенос знаний при составлении уравнений реакций между предложенными веществах-';. 96
КЛАССИФИКАЦИЯ ОКСИДОВ Задание 20 Работа фронтальная. Ее можно организовать при изучении нового материала. Цель: понять различие в химических свойствах оксидов, образованных типичными металлами, и оксидов, образованны;-, типичными неметаллами. Сравните реакции: CaO + H2S04=CaS04 + HjO; S03 + Ca(0H)2=CaS04 + H20; Ca(OH)2 + H2S04 = CaS04 + 2H20. Приготовьте устные ответы на вопросы: 1. Чем сходны эти реакции? 2. Почему эти реакции привели к одинаковому результату: получилась соль CaSC>4 и вода Н20? 3. Откуда перешел элемент — металл кальций в состав CaS04: а) в первой реакции; б) во второй реакции; в) в третьей реакции? 4. Откуда перешел элемент — неметалл сера в состав CaS04: а) в первой реакции; б) во второй реакции; в) в третьей реакции? 5. Как вы считаете, почему оксиды типичных металлов относят к группе основных оксидов, а оксиды типичных неметаллов относят к группе кислотных оксидов? Это задание предполагает самостоятельное размышление учащихся над качественным отличием соединений металлов и соединений неметаллов, в данном случае оксидов. Чтобы возбудить интерес учащихся, в задании приведены три уравнения таких реакций, в результате которых образуются одинаковые продукты. В результате обсуждения ответов на вопросы в процессе последующей беседы учащиеся самостоятельно определяют основные и кислотные оксиды, классифицируют их. Задание 21 Работа групповая, для двух человек. Цель: закрепить знания о характерных химических свойствах основных и кислотных оксидов. Определите, с какими из перечисленных веществ K2SO4, HCI, NaOH, Ca(OH)2, H20, NaCl, HN03 будут взаимодействовать предложенные вам оксиды. Составьте уравнения возможных реакций. Первый учащийся составляет уравнения для S02 и ВаО. Второй учащийся составляет уравнения для С02 и К20. Проверьте работу друг у друга. Исправьте ошибки. Работа проводится для закрепления знаний о характерных химических свойствах оксидов разных групп. 7 Заказ № 4033 97
СИСТЕМА САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ РАБОТ УЧАЩИХСЯ ОРИ ИЗУЧЕНИИ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО И ОПИСАТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА В V!!l КЛАССЕ VIII класс — важный этап в обучении химии. Здесь учащиеся знакомятся с периодическим законом химических элементов Д. И. Менделеева, получат первоначальные представления о строении вещества и закономерностях химических реакций. Происходит дальнейшее углубление ранее сформированных понятий: «химический элемент», «атом», «молекула», «простое и сложное вещество», «валентность» и др. Обогащаются и совершенствуются умения. В VIII классе в связи с особенностями учебного материала возрастает роль слова учителя, который помогает учащимся овладеть теорией, понять ее значение. Однако и при изучении теоретических тем метод самостоятельной работы также очень важен. Организовать самостоятельные работы можно и для лучшего усвоения учащимися новых вопросов, и для повторения упражнений, чтобы учащиеся осмыслили изученный материал, установили его связи с ранее пройденным. Не исключается в отдельных случаях возможность и самостоятельной проработки на уроке нового материала по учебнику или по тексту специально составленных инструкций. При изучении тем, связанных с характеристикой элементов конкретных подгрупп периодической системы — галогенов, серы и ее аналогов, самостоятельные работы приобретают еще большее значение и становятся более разнообразными. К этому времени запас знаний и умений учащихся значительно пополнится: они усвоят периодический закон и основные положения учения о строении вещества, научатся объяснять и предсказывать свойства веществ на основе теоретических знаний. Все это создает условия для организации самостоятельной работы учащихся, во время которой они могут проявить свои умения применять знания периодического закона и строения вещества при изучении конкретного материала об элементах и их важнейших соединениях. Охарактеризуем систему самостоятельных работ в VIII классе на примере изучения двух тем: «Строение вещества» — теоретической темы и «Галогены» — темы, содержащей в основном конкретный фактический материал. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ. СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА Эта тема изучается вслед за периодическим законом и системой химических элементов Д. И. Менделеева в тесной связи с ними. Учащиеся должны получить представление о природе химической связи, уяснить идею усложнения строения ве- 98
щества: атомы — молекулы — макротела (кристаллы). Кроме того, при изучении этой темы пополнятся знания о химической реакции, поскольку учащиеся ознакомятся с окислительно-восстановительными процессами. Учащиеся усвоят и некоторые новые понятия: «электроотрицательность», «полярность связи», «степень окисления», «окислитель», «восстановитель» и др. Все названные понятия и представления могут быть усвоены в процессе применения полученных знаний. Например, об усвоении учащимися понятия ковалентной связи можно говорить тогда, когда они не только научатся правильно воспроизводить определение, но и сумеют найти среди формул разных веществ те, которые образованы ковалентной связью, приобретут также умение показывать условно эту связь при написании электронных формул. Покажем содержание и методику некоторых самостоятельных работ, которые можно проводить на уроках изучения темы «Химическая связь. Строение вещества». КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ Для подготовки учащихся к осознанному восприятию вопроса о механизме образования типичной химической связи — ковалентной — имеет смысл повторить строение атомов. При этом важно обратить внимание на модельные представления о состоянии валентных электронов в атомах малых периодов, чтобы перейти от понимания спаривания электронов у отдельных атомов к пониманию возможности частичного перекрывания облаков неспаренных электронов при образовании связи между атомами. Задание 1 Работа фронтальная. Она выполняется в целях лучшей подготовки учащихся к восприятию нового материала. Цель: повторить строение атомов элементов главных подгрупп. Приготовьте устные ответы на вопросы: 1. Что общего в строении атомов всех химических элементов? 2. Чем различаются атомы разных элементов? 3. Что общего в строении атомов элементов одного и того же периода? 4. Что общего в строении атомов элементов одной и той же подгруппы? 5. Какая особенность в строении атомов гелия и неона обусловила их химическую инертность? При подготовке ответов используйте текст § 64, 65, 66, 67 учебника. После беседы по обсуждению ответов учитель объясняет механизм образования ковалентной связи. 7* 99
ЭЛЕКТРООТРИЦАТЕЛЬНОСТЬ. ПОЛЯРНАЯ И НЕПОЛЯРНАЯ КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ Задание 2 Работа групповая, для двух человек. Она может быть проведена для закрепления понятия электроотрицательности. Цель: уяснить зависимость электроотрицательности элементов от их положения в периодической системе Д. И. Менделеева. Приготовьтесь ответить на вопросы: 1. Какой из элементов —А или В —более электроотрицателен, если известно, что они расположены в одном периоде, но заряд ядра атома А меньше, чем у атома В? 2. Какой из элементов — С или D — более электроотрицателен, если известно, что они расположены в одной подгруппе, но элемент С — во II периоде, а элемент D — в IV периоде? Обсудите друг с другом ответы на эти вопросы. Сделайте вывод об изменении электроотрицателыюсти элементов в подгруппах и в периодах периодической системы. Задание 3 Работа фронтальная. Цель: усвоить сущность ковалентной связи (полярной и неполярной) и приобрести умение писать электронные п графические формулы соединений. Перенесите таблицу в тетрадь и заполните все клетки ее по образцу, приведенному в верхней строке таблицы: Х-:м1:ческая формула Электронная формула Графическая Пояснел е о гиде формула химически:'! спязи В атомах кислорода по два неспаренных электрона. Связь в молекуле кислорода ковалентная ,неполярная Результаты самостоятельной работы по заданию 3 обсуждают во время беседы с учащимися, используя образец заполненной таблицы. Для этого можно спроецировать па экран или показать плакат с записью электронных и графических формул. Задание 4 Работа индивидуальная, выполняется по трем разным вариантам, один из которых имеет две аналогичные разновидности — 2а и 26. 100
Цель: закрепить умение определять вид химической связи и писать электронные формулы соединений. Вариант 1 Определите вид химической связи в соединениях: F2, НСг, МО. Напишите электронные формулы этих соединений. Вариант 2а Определите вид химической связи в соединениях: Ь, С02, HI. Напишите электронные формулы этих соединений. Вариант 26 Определите вид химической связи в соединениях: S03, Br2, H2S. Напишите электронные формулы этих соединений. Вариант 3 Определите вид химической связи в соединениях: CS2, N2, SiC. Составьте электронные формулы этих соединений. Работа по заданию 4 может проводиться как в заключение урока, на котором изучается полярная и неполярная кова- лентная связь, так и в начале следующего урока в целях повторения и проверки результатов домашней работы. ИОННАЯ СВЯЗЬ Задание 5 Работа групповая, для четырех человек. Может быть проведена в конце урока для закрепления нового материала. Цель: усвоить сущность ионной химической связи, научиться составлять схемы образования ионных соединений и писать химические уравнения с обозначением «перехода» электронов. 1. Составьте схему образования ионных соединений. Первый учащийся: между натрием и фтором. Второй учащийся: между литием и хлором. Третий учащийся: между калием и кислородом. Четвертый учащийся: между кальцием и фтором. Проверьте результаты работы друг у друга, исправьте ошибки. 2. Напишите химические уравнения образования этих соединений. Проверьте результаты работы друг у друга, исправьте ошибки. Добились ли вы поставленной цели? При групповой форме выполнения задания 5 создаются условия для оказания своевременной взаимопомощи. 101
Задание 6 Работа индивидуальная, выполняется по трем разным вариантам. Второй вариант имеет аналогичные разновидности — 2а и 26. Работу можно организовать для повторения материала в начале следующего урока. Цель: закрепить умение составлять схемы образования ионных соединений. Вариант 1 Нарисуйте и напишите схемы образования соединений: а) магния и кислорода; б) натрия и фтора. Составьте уравнения соответствующих реакций, покажите переход электронов. Вариант 2 Нарисуйте и напишите схемы образования соединений: а) натрия и серы; б) магния и хлора. Составьте уравнения соответствующих реакций, покажите переход электронов. Вариант 3 Нарисуйте и напишите схемы образования соединений: а) алюминия и кислорода; б) кальция и фтора. Составьте уравнения соответствующих реакций, покажите переход электронов. Работа по заданию 6 на ту же тему «Ионная связь». Ее учебно-воспитательная роль в отличие от предыдущей работы состоит в том, чтобы дать возможность учащимся оценить свои собственные успехи, не обращаясь за помощью к товарищам. Учитель назначает соответствующий вариант задания с учетом учебных возможностей учащихся и их подготовленности в данный момент. СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ ПО ФОРМУЛАМ СОЕДИНЕНИИ Задание 7 Работа групповая, для четырех человек; ее можно организовать в процессе изучения нового материала. Цель: научиться определять степень окисления по формулам соединений из двух элементов. Определите по формулам и проставьте степени окисления элементов в соединениях на основании знания правил: 1) о постоянном численном значении отрицательной степени окисления элементов; 2) о равенстве алгебраических сумм положительных и отрицательных степеней окисления всех атомов, входящих в состав соединения. Первый учащийся: HI, AI2O3, CuS. 102
Второй учащийся: А1Вг3, KF, СаЬ. Третий учащийся: Na2S, NH3, AI2S3. Четвертый учащийся: СазРг, ВаВг2, CS2. Проверьте результаты работы друг у друга. Исправьте ошибки. Достигли ли вы цели, поставленной в начале задания? Задание 8 Работа групповая, для четырех человек. Цель: научиться составлять формулы соединений на основании степени окисления и электроотрицательности элементов. Следует иметь в виду, что в формулах на второе место записывают элемент с отрицательной степенью окисления. Напишите формулы соединений, проставьте степени окисления элементов. Первый учащийся: соединения кремния и фтора, хлора и алюминия. Второй учащийся: соединения фтора и кальция, бора и азота. Третий учащийся: соединения хлора и бора, кислорода и лития. Четвертый учащийся: соединения иода и фтора, фосфора и магния. Проверьте результаты работы друг у друга. Исправьте ошибки. Выполняя задания 7 и 8, учащиеся совершенствуют умения пользоваться понятиями электроотрицательности, степени окисления, периодической таблицей. ОБОБЩЕНИЕ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ О ВИДАХ ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ Задание 9 Работа фронтальная. Цель: повторить и привести в систему знания о видах химической связи. Вариант 1 1) Распределите по соответствующим графам таблицы вещества, формулы которых приведены: Nal, ZnF2, N2, H2S04) РНз, 02, Li20, HN03t H2Se l2, KNO3, Br2. Вещества с ионной связью i. 2. 3. 4. Пещесгва с ковалентной полярном связью 1. 2. 3. Л т. Вещества с ковалентной неполярной связью 1. 2. 3. 4. 103
2. Проставьте в формулах веществ, записанных в таблице, значения степеней окисления каждого элемента. 3. Напишите формулы соединений: а) иода с углеродом; б) азота с алюминием; в) фосфора со фтором. Проставьте степени окисления элементов. Вариант 2 1. Распределите вещества, формулы которых приведены ниже, по соответствующим графам таблицы: Ы2, KBr, F2, H2O, Ca(N03)2, MgCl2, HF, H3P04, C12, HI, S8, Na2S04. Вещества с ионной связью 1. 2. 3. 4. Вещества с ковалентной полярной связью 1. 2. 3. 4. Вещества с ковалентной неполярной связью 1. 2. 3. 4. 2. Проставьте в формулах веществ, записанных в вышеприведенной таблице, значения степеней окисления каждого элемента. 3. Напишите формулы соединений: а) алюминия с серой; б) серы с фтором; в) азота с углеродом. Проставьте степени окисления элементов. После фронтальных работ учитель проводит беседу с учащимися. Выполнение задания 9 может быть проверено также с использованием образцов, проецируемых на экран. Задание такого типа нередко применяют для проверки знаний учащихся. КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ РЕШЁТКИ Задание 10 Работа фронтальная. Цель: разобраться в особенностях структуры кристаллических решеток различных типов. Подпишите под рисунками, какого типа кристаллические решетки изображены на них, и приведите по три примера веществ, имеющих такого типа кристаллы (рис. 5). Задание 10 не требует много времени для выполнения. Его можно записать на отдельных карточках и поместить там же рисунки. Задание может быть также записано на доске, плакате или спроецировано на экран. В последующей беседе выясняют, какие частицы образуют данные макротела — кристаллы, какие химические связи существуют между частицами в кристаллах и в молекулах, если вещество молекулярного строения. 104
Рис. 5. Схемы кристаллических решеток разного типа ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ Задание 11 Работа групповая, для четырех человек. Проводится при изучении нового материала. Цель: научиться определять число «отданных» и «принятых» электронов атомом или ионом и узнавать, какой элемент выполнял роль восстановителя, какой —окислителя. Изучите схемы (рис. 6). Под каждой схемой напишите формулы атомов или ионов с обозначением их степеней окисления. Для каждого случая укажите число электронов, которые были «отданы» или «приняты» исходной частицей. Подпишите, чем являлась частица — восстановителем или окислителем и какой процесс показан на схеме — окисление или восстановление. Проверьте результаты работы друг у друга. Исправьте ошибки. Добились ли вы цели, поставленной в начале задания? Задание 11 направлено на формирование у учащихся умений определять число отданных и принятых электронов и устанавливать причину изменения степени окисления элемента. Для этого используют прием создания зрительных модельных представлений. Сопоставляя численные значения заряда ядра и суммарной величины зарядов всех электронов имеющейся частицы, учащиеся определяют, какой процесс изображен на схемах: окисление или восстановление. Групповое обсуждение позволяет уяснить общий принцип определения степени окисления и роли элементов в химическом процессе. Задание 12 Работа групповая, для четырех человек; ее можно провести вслед за работой по заданию 11 во второй половине урока. Цель: закрепить умения определять по изменению степеней окисления элементов: а) какой процесс произошел — окисление или восстановление; б) какую роль выполнял элемент—окислителя или восстановителя; в) сколько электровоз «отдал» или «принял» элемент в процессе реакции. Изучите записи происходящих процессов. Напишите уравнения с указанием числа электронов, которые «отданы» или 105
2 8 8 2 8 8 2 С а*2 +21 =Са° (процесс восстановления) Окислитель Индивидуальные задания. 2 учащийся: 2 8 8 1 2 учащийся: 2 8 8 2 6 3 учащийся : 2 5 4 учащийся: 2 8 8 1 Н ?. Рис. 6. Схемы окислительно-восстановительных процессов «приняты» исходной частицей. Укажите, какой процесс изображен в каждом случае и какую роль выполняли исходные частицы в приведенных примерах. Первый учащийся: Са°->Са+2; S~z -^ S°. Второй учащийся: А1+3-*-А1°; N+2-vN+4. Третий учащийся: S+4-*-S+a; №-ПЧ-3. Четвертый учащийся: Na°-*-Na+1; P-3-vP°. Проверьте работу друг у друга. Исправьте ошибки. Приготовьтесь ответить на вопросы: что такое окислитель? Что такое восстановитель? 106
Содержание задания 12 отличается от предыдущего большей степенью абстракции. Выполняя эти задания, учащиеся лучше понимают, что является существенным признаком понятий окисления и восстановления, за счет чего меняется величина и знак степени окисления элемента. Задание 13 Работа индивидуальная, выполняется по трем разным вариантам. Второй вариант имеет две аналогичные разновидности: 2а и 26. Провести ее можно в начале следующего урока. Цель: закрепить умение разбираться в сущности электронных изменений при окислительно-восстановительных процессах. Вариант 1 Напишите уравнения изображенных на схемах процессов с указанием числа участвующих в каждом из них электронов. Подпишите, какие это процессы и какую роль выполняют исходные частицы (рис. 7). Вариант 2а Напишите уравнения изображенных на схемах процессов с указанием числа электронов, участвующих в каждом из них. Подпишите, какие это процессы и какую роль выполняют исходные частицы (рис. 8). Вариант 26 Напишите уравнения изображенных на схемах процессов с указанием числа электронов, участвующих в каждом из них. Подпишите, какие это процессы и какую роль выполняют исходные частицы (рис. 9). Вариант 3 Напишите уравнения изображенных на схемах процессов с указанием числа электронов, участвующих в каждом из них. Подпишите, какие это процессы и какую роль выполняют исходные частицы (рис. 10). Эта работа дает возможность учащимся проверить свои знания. Действия, предполагаемые в первом варианте, простые. Учащиеся, как правило, легко разбираются в случаях, когда в процессе участвуют все электроны внешней оболочки. В вариантах «средней сложности» (2а и 26) и усложненном учащиеся должны применить знания для более трудных случаев: если только часть электронов внешнего слоя участвует в процессе окисления или восстановления. 107
Рис. 7. Схема к заданию 13, вариант 1 Рис. 8. Схема к заданию 13, вариант 2а 2 8 6 Z в В 2 2 5 Рис. 9. Схема к заданию 13, вариант 26 Рис. 10. Схема к заданию 13, вариант 3
СОСТАВЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ С ЭЛЕКТРОННЫМ БАЛАНСОМ Задание 14 Работа групповая, для четырех человек. Ее организуют после объяснения учителем порядка составления уравнений окислительно-восстановительных реакций. Цель: научиться составлять химические уравнения с электронным балансом. Составьте электронный баланс и, если нужно, расставьте коэффициенты в приведенных записях. Первый учащийся: Са + С12->- СаСЬ; H2S + 02 -*■ H20 + S. Второй учащийся: KI + С12—>- KC1 + I2; Cu + 02->-CuO. Третий учащийся: Са + 02->-СаО; NH3 + 02 -*- N2 + H20. Четвертый учащийся: H2S->-H2 + S; Fe + CuCh-»" FeCb + Cu. Проверьте работу друг у друга. Исправьте ошибки. Научились ли вы разбирать химические уравнения с точки зрения окисления-восстановления? ОБОБЩЕНИЕ ЗНАНИЙ О ТИПАХ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ Задание 15 Работа фронтальная, выполняется по одному варианту. Провести ее можно в основной части урока. Цель: получить представление о классификациях химических реакций. - Выделите существенные признаки известных вам реакций (уравнения их приведены ниже), по которым их молено отнести к тому или иному типу (виду). Распределите их по определенному существенному признаку и впишите в таблицы 5 и 6 классификаций цифры, под которыми они стоят в нижеследующей записи: 1. 2HgO=2Hg + 02; 2. Fe + S = FeS; 3. Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu; 4. CuO + H2S04 = CuSO_4 + H20; 5. NaOH + HCl = NaCl + H20; 6. Cu(OH)2 + 2HN03 = Cu(N03)2 + 2H20; 7. Zn + H2S04 = ZnS04 + H2; 8. CuO + H2 = Cu + H20; 9. CaO + H20 = Ca(OH)2; 10. Cu(OH)2 = CuO + H20. Задание 15 помогает подвести учащихся к выводу о том, что для классификации реакций можно брать за основу различные существенные их признаки. Эта самостоятельная работа позволяет повторить известные учащимся реакции и их классификацию па уровне атомко-молекулярных представлений. ]09
Таблица 5 Классификация химических реакций на основе атомно-молекулярных представлений Признак, лежащий в основе классификации реакций: состав н число участнугапи* веществ Разложение Соединение | Заме.цсние Обмен Таблица б Классификация химических реакций на основе электронных представлений Признак, лежащий в основе классификации реакций: изменение степеней окисления элементов за счет перехода электронов в прокессе реакции Окислительно-восстановительные Неокислительно-восстаноЕительные В результате учащиеся рассматривают известные им ранее типы химических реакций с точки зрения электронных представлений и находят другие признаки сходства и различия. Так, они отмечают, что реакции замещения являются окислительно- восстановительными, а реакции обмена нет. В то же время реакции соединения и разложения могут идти как с изменением степени окисления элементов, так и без такого изменения. Итак, самостоятельная работа учащихся при изучении теоретической темы имеет целью сформировать учебные приемы применения приобретенных понятий. Чаще всего задания предназначаются для совершенствования знаний, реже для изучения нового материала. Содержание темы составляет материал в значительной степени абстрактного характера. Приведем примеры заданий для самостоятельной работы учащихся при изучении теоретико-описательной темы «Галогены». ГАЛОГЕНЫ Учащиеся закончили изучение центрального раздела курса неорганической химии — периодического закона и периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, строения вещества. Теперь им предстоит убедиться в действенности полученных теоретических знаний, использовать их объясняющую и предсказательную силу при рассмотрении конкретных элементов главных подгрупп. Галогены — первое семейство элементов, которое изучается на основе знаний о закономерностях, ПО
вскрытых периодическим законом и обусловленных особенностями строения вещества. Задачи этой темы поэтому состоят в том, чтобы ие только дать конкретные знания о галогенах — элементах и веществах, но и совершенствовать теоретическое мышление учащихся, развивать их умения применять знания для объяснения причинно-следственных связей между строением и свойствами, свойствами и применением веществ. В процессе изучения темы будут развиваться и другие умения: учащиеся научатся распознавать состав изучаемых веществ по качественным реакциям, решать задачи — расчетные и качественные, проводить наблюдения, работать с приборами и реактивами, пользоваться химическим языком. Охарактеризуем систему самостоятельных работ учащихся, способствующих решению общих задач данной учебной темы. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГАЛОГЕНОВ. СВОЙСТВА ХЛОРА Начиная тему, учитель обращает внимание учащихся на зависимость свойств элементов и веществ от строения и предлагает им использовать приобретенные знания для характеристики галогенов. Задание 1 Работа групповая, для четырех человек. Цель: повторить особенности строения атомов галогенов, молекул и кристаллических решеток простых и сложных веществ, образуемых галогенами. 1. Особенности строения атомов галогенов лучше видны при сопоставлении их с атомами других элементов. Атомы каких элементов изображены на схемах? Подпишите под каждой схемой (рис. 11) символ соответствующего элемента и его принадлежность к металлам, неметаллам или инертным газам. Проверьте работу друг у друга. 2. Ответьте на вопросы: чем характеризуются атомы элементов-неметаллов и почему галогены относят к типичным неметаллам? Во что превратятся атомы галогенов при завершении их наружного электронного слоя? Как будет различаться (сравнительно) прочность и полярность связей в двух рядах соединений: а) КС1, НС1, С12; б) HF, HC1, HBr, HI? Как меняется электроотрицательность галогенов? Что можно сказать о физических свойствах веществ, если известно, что: F2, С12, Вг2, 12 ] образуют (в твердом виде) моле- HF, HC1, HBr, HI I кулярную кристаллическую ре- | шетку; NaF, СаС12, KBr, Cul2 J и т. п. образуют ионные кристаллы? 111
4.J" / / \*ГЗ\ 2S3 —. ч \ \ 4^/ / / / / у/// ,--■ / A л i~Jo 5 2 8/33 2 8 WHS.) •li\ I 8 № 1 в Г Рнс 11. Схема к заданию 1 по теме «Галогены» Задание ! позволяет построить урок на основе самостоятельной работы учащихся. Опыт показывает, что обсуждение результатов самостоятельной работы проходит интереснее и плодотворнее, чем обычная беседа по тем же вопросам. Групповая форма работы позволяет вовлечь в это обсуждение всех учащихся класса. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХЛОРА. ХЛОР Е ПРИРОДЕ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ Во вступительном слове учитель обращает внимание учащихся на то, что химические свойства свободного хлора (С12) обусловлены тем, что хлор является окислителем. Подтверждением этого является взаимодействие хлора с металлами. Что- 112
бы узнать результаты реакций между хлором и другими ве- щестзами, надо ясно представлять сущность окислительно-восстановительных процессов. Задание 2 Работа индивидуальная, выполняется по вариантам разной сложности. Ее можно провести в начале урока. Цель: повторить реакции хлора с металлами, рассмотрев их как примеры окислительно-восстановительных процессов. Вариант 1 (облегченный) Разберите схемы реакций К + С12-*-КС1; Mg-fCb-^-MgCb как процессы окисления — восстановления, пользуясь планом: 1) проставьте степени окисления элементов в формулах всех веществ; 2) запишите кратко две схемы: процесса, происходящего с одним элементом, и процесса, происходящего с другим элементом, указав, как они изменили степени окисления; 3) определите п запишите число электронов, которые были отданы или приняты в том и другом процессе; 4) расставьте коэффициенты в электронных уравнениях; 5) перенесите коэффициенты в уравнения реакций. Укажите окислитель и восстановитель. Вариант 2а (средней сложности) Напишите уравнения реакций между хлором и следующими металлами: Са, Li, A1. Составьте электронный баланс, указав окислитель и восстановитель. Вариант 26 (средней сложности) Напишите уравнения реакций между хлором и следующими металлами: Fe (III), Na, Ba. Составьте электронный баланс, указав окислитель и восстановитель. Вариант 3 (усложненный) Напишите уравнения реакций между хлором и любыми тремя металлами V периода периодической системы элементов. Составьте электронный баланс, указав окислитель и восстановитель. Задание 3 Работа фронтальная. Цель: обобщить знания о химических свойствах хлора. Приведите в таблице 7 примеры конкретных реакций, соответствующие записям в первых двух графах. 8 Заказ № 4083 113
Химические свойства хлора Таблица 7 Окислитель сь Восстановителе Ме° (простые вещества) н2 (простое вещество) О-2 I , т>г_ 1 (в сложных 1_ | веществах) Окнслмтелыю- восстаиовчтелыше реакции 1. 2. 3. 4. 5. 6. Это задание может выполняться в заключительной части урока по изучению химических свойств хлора. Форма таблицы позволяет наглядно выразить и привести в систему знания о том, что хлор как типичный неметалл является окислителем. ХЛОРОВОДОРОД Задание 4 Работа фронтальная. Цель: закрепить знания о свойствах хлороводорода. 1. Какой из приборов можно использовать для получения и собирания хлороводорода (рис. 12). Приготовьте устные ответы с обоснованием выбора прибора. СОЛЯНАЯ КИСЛОТА. РАСПОЗНАВАНИЕ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ И ХЛОРИДОВ Задание 5 Работа фронтальная, лабораторная. Цель: научиться практически распознавать соляную кислоту и хлориды среди других веществ. Даны в пробирках под номерами растворы веществ: хлорида натрия, соляной кислоты, сульфата меди, азотной кислоты. Определите, в какой пробирке что находится. Оборудование и реактивы: восемь чистых пробирок, раствор лакмуса, раствор нитрата серебра, полоски бумаги для проставления номеров взятых проб. 114
Рис. 12. Приборы для получения и собирания газов Оформите работу, пользуясь таблицей. Таблица для оформления экспериментальных задач Что дапо (формулы веществ) 1. 2. 3. Способы и признаки распознавания Изучение физических Действие лакмуса свойств Действие растзора AgNOa О гнеты, объяснения Эту работу учащиеся проводят под непосредственным руководством учителя. Таблицу заполняют постепенно по мере выполнения опытов. При этом учитель на доске показывает, что и как должно быть записано. 8* 115
Ознакомление с получением и свойствами соляной кислоты проводят на соответствующем практическом занятии, где учащиеся выполняют опыты по инструкции учебника (с. 232, работа 2). Задание 6 Работа фронтальная; ее можно организовать при повторении материала в начале следующего урока. Цель: закрепить знания о свойствах соляной кислоты. Вариант 1 С какими из перечисленных веществ будет реагировать соляная кислота: S02, CuO, С02, Mg, H2S04, Са(ОН)2, AgN03? Напишите уравнения возможных реакций. Укажите окислительно-восстановительный процесс. Вариант 2 С какими из перечисленных веществ будет взаимодействовать соляная кислота: КОН, HN03, ZnO, P205, Mg(OH)2, AgN03, Са? Напишите уравнения возможных реакций. Укажите окислительно-восстановительный процесс. ФТОР. БРОМ. ИОД На этом уроке учащиеся выполняют лабораторные опыты, пользуясь инструкцией учебника (с. 229—230, работы 2 и 3). Для обобщения знаний о подгруппе в целом учащимся предлагают самостоятельную работу по определенному плану. Задание 7 Работа фронтальная. Цель: обобщить знания об элементах подгруппы галогенов, научиться давать галогенам сравнительную характеристику. Подготовьте ответы, пользуясь следующими планами. План для сравнительной характеристики атомов галогенов 1. Положение фтора, хлора, брома, иода в периодической системе элементов. 2. Заряд ядра и распределение электронов в атоме. 3. Относительная электроотрицательность. План для сравнительной характеристики галогенов — простых веществ 1. Состав молекул, вид химической связи и ее характеристика (относительная длина, прочность). 2. Тип кристаллической решетки. 3. Физические свойства: агрегатное состояние при 20°С, цвет, запах и пр. 4. Химические свойства: отношение к металлам, водороду, воде, соединениям других галогенов. 116
План для сравнительной характеристики водородных соединений галогенов 1. Состав молекул, вид химической связи и ее характеристика (относительная длина, прочность, полярность). 2. Тип кристаллической решетки. 3. Физические свойства. 4. Химические свойства (общие и индивидуальные). Для выполнения задания 7 учащимся целесообразно предложить справочную таблицу, где дана общая характеристика химической связи в молекулах простых веществ и водородных соединений галогенов (см. таблицу 8). Таблица 8 Характеристика химической связи п молекулах простых веществ и подарочных соединений галогенов Вещество F2 can и I IF HCl НВг HI Вид хп;,'П-:чес Ковалептная связь » Ковалентная связь Ковалентная связь » > » :o.i связи нсполярная неполярная полярная Межъядериог расстояние (В 1Ш) 0,142 0,198 0,228 0,206 0,091 0,127 0,141 0,160 Те :лота, необходимая для разрыва ссчзч (.ч кДж/моль) 159,0 242,3 192,8 151,0 566,1 431,4 3':^,5 2ь8,! 1 км=!0-9 м. Завершается изучение темы практическим занятием по решению экспериментальных задач на тему «Галогены», которое проводится согласно инструкции учебника (с. 134—235, работа 3). СИСТЕМА САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ РАБОТ УЧАЩИХСЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО И ОПИСАТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА В IX КЛАССЕ К IX классу учащиеся приобрели в ходе изучения химии знания о периодическом законе и периодической системе химических элементов, о строении атомов, видах химической связи. На основе этих теоретических знаний, а также изучаемой в на- 117
чале IX класса теории электролитической диссоциации учащиеся приступают к рассмотрению вопросов программы, относящихся к элементам-неметаллам V и IV групп и к элементам- металлам. Большая подготовленность учащихся на этом этапе к изучению свойств веществ, сущности химических реакций должна быть использована для того, чтобы усилить применение дедуктивного подхода к овладению фактическим материалом курса. Кроме того, эта подготовленность и в известной мере уже развитые у учащихся к IX классу умения самостоятельно приобретать химические знания позволяют шире применять самостоятельные работы не только для закрепления, проверки усвоения этих знаний, но и для изучения нового материала. В данной главе на основе результатов проведенных исследований рассматриваются основные из рекомендуемых нами видов самостоятельных работ, проводимых на уроках по темам IX класса: «Теория электролитической диссоциации», «Подгруппа углерода», «Металлы главных подгрупп периодической системы элементов», «Металлы побочных подгрупп периодической системы элементов», в сочетании с изложением материала учителем. ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИЙ Эта тема, открывающая изучение химии в IX классе, имеет весьма важное теоретическое значение. Полученные учащимися VIII класса знания о строении вещества (строении атомов, видах химической связи, типах кристаллических решеток) дают возможность в начале IX класса рассмотреть состояние неорганических веществ в водных растворах, свойства гидра- тированных ионов, выявить закономерности течения реакций обмена между растворами электролитов. Все это позволяет поднять еще выше теоретический уровень обсуждения фактического материала при изучении всех последующих тем курса химии в IX классе. Чтобы разработать совокупность взаимосвязанных самостоятельных работ по теме «Теория электролитической диссоциации», нужно опираться на представления о системе формируемых и развиваемых в ней понятий. Анализ учебных программ по химии для IX класса и учебника Ю. В. Ходакова, Д. А. Зп- штейна, П. А. Глориозова «Неорганическая химия» позволяет выделить эти понятия. В результате этого анализа составлена схема (рис. 13), где показано, какие понятия используются, формируются и развиваются в теме «Теория электролитической диссоциации», какие взаимосвязи имеются между ними. Используемые понятия (о видах химической связи, соединениях с разными видами связи и т. п.) записаны на схеме (см. рис. 13) в прямоугольниках, формируемые и развиваемые 118
Соединения Ионные С невалентными связями Полярными Мало- полярными Неполярными Наличие электролита Электролитическая диссоциация Распад на ионы Растворение Образование гид/мпированных ионов Общие свойства растворов электролит!! Psaxtiuu ионного обмена Гидролиз солей I Химические свойства кислот, оснований, солей Рис 13. Схема взаимосвязей понятий в теме диссоциации» Георпя электролитической в данной теме в эллипсах или других фигурах с округленными очертаниями. Центральным в рассматриваемой системе является понятие об электролитической диссоциации. При его формировании вводятся понятия об условиях диссоциации, ее механизме и результатах. На основе общих понятий о механизме диссоциации рассматривается диссоциация кислот, щелочей, солей, а это в свою очередь ведет к их закреплению. Понятия о сильных и слабых электролитах формируют на основе знаний, что такое э;к-кгролит, степень диссоциации, как диссоциируют кислоты, 119
щелочи и соли. Для рассмотрения вопросов об общих свойствах растворов электролитов, о реакциях ионного обмена необходимы знания о том, что такое электролиты, о диссоциации кислот, щелочей, солей. На этой же основе развиваются понятия о химических свойствах кислот, оснований, солей. Несколько обособленно от изображенной на схеме системы расположено на рис. 13 понятие об ионитах, с данной системой его связывает лишь взаимодействие ионитов с растворами электролитов. Для формирования и развития некоторых понятий рассмотренной системы знаний в учебной и методической литературе предлагается ряд самостоятельных работ. Действующий учебник указывает по теме «Теория электролитической диссоциации» такие виды самостоятельных работ, как выполнение упражнений и решение задач (их содержание дается после каждого параграфа главы), лабораторные опыты «Реакции обмена между растворами электролитов», «Испытание растворов солей индикаторами», практическое занятие, включающее решение экспериментальных задач. В методическом пособии (25) приводятся общие рекомендации по использованию задач, имеющихся в учебнике, а также указываются дополнительные виды самостоятельных работ. Например, при изучении свойств ионов рекомендуется работа учащихся с учебником. В некоторых учебных пособиях (3, 23) учителя найдут задачи и упражнения, которые могут выполняться учащимися на уроках пли дома. Устраняя наблюдаемые недостатки в изучении темы «Теория электролитической диссоциации», нужно насытить обучение проведением целой системы самостоятельных работ, четко направленных на формирование и развитие выявленной системы знаний. В школах, где осуществлялся педагогический эксперимент, рекомендовалось, кроме указанных в программе лабораторных опытов и практических работ, проводить с учащимися по теме «Теория электролитической диссоциации» самостоятельные работы, направленные на подготовку учащихся к изучению и усвоению материала темы, формирование и развитие ее понятий. Многие из таких работ (всего их было 20) являлись кратковременными. Не имея возможности привести содержание всех этих работ, уделим внимание наиболее важным и типичным. ВИДЫ ХИМИЧЕСКОЙ С£.ЗЗИ И ТИПЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ РЕШЕТОМ Задги:ке 1 (предлагается в начале урока) Работа фронтальная, выполняется по двум вариантам. Цель: актуализировать знания учащихся о видах хнмиче- 120
ской связи и типах кристаллических решеток. Установить, какие недостатки имеются в этих знаниях. Совершенствовать далее эти знания. Вариант 1 1. Для каждого из перечисленных веществ укажите, какие виды химической связи в них имеются: а) иодоводород, б) нитрат калия, в) гидроксид бария, г) бромид натрия, д) серная кислота. 2. В случаях «а» и «б» дайте объяснения. Вариант 2 1. Для каждого из перечисленных веществ укажите, какого типа у него кристаллическая решетка: а) хлорид калия, б) иод, в) железо, г) гидроксид натрия, д) алмаз. 2. В случаях «а» и «б» дайте объяснения. Учащимся предлагают выполнить задания после краткого напоминания учителем, какие существуют виды химической связи (ионная, ковалентная полярная, ковалентная неполярная, металлическая), какого типа кристаллические решетки (ионная, атомная, молекулярная, металлическая) образуют вещества при затвердевании. Чтобы возбудить интерес учащихся к выполнению работы, учитель предлагает учащимся попытаться самостоятельно определить, какие виды связи имеются между химическими элементами в тех или иных указанных веществах, какого типа кристаллические решетки имеют указанные твердые вещества. После этого учащиеся выполняют задания, записанные на доске или выдаваемых листочках. Они ведут лишь краткие записи в тетрадях: для каждого вещества пишется формула, указывается вид (виды) связи или тип кристаллической решетки. В указанных случаях даются необходимые объяснения (отмечается, почему возникает именно этот, а не другой вид связи— тип кристаллической решетки). Для объяснения привлекаются знания о характере химических элементов, входящих в состав вещества. Когда работа выполнена, учитель организует обсуждение ее результатов. Учащиеся последовательно делают выводы относительно имеющихся в веществах видов химической связи, типов образуемых ими кристаллических решеток. Те учащиеся, у которых оказался пример, где требовалось дать объяснение, это объяснение приводят. Учителю полезно обратить при обсуждении работы внимание на то, что в гидроксидах металлов и солях кислородсодержащих кислот два вида химической связи — ковалентная полярная между неметаллическими элементами и ионная между металлом и гидроксидом или кислотным остатком. Это уточняет знания учащихся и позволяет им правильнее выполнить следующую самостоятельную работу. 121
ЭЛЕКТРОЛИТЫ И НЕЭЛЕКТРОЛИТЫ Задание 2 (предлагается после объяснения нового материала) Работа фронтальная, выполняется по двум или нескольким вариантам. Цель: закрепить понятия об электролитах и неэлектролитах, развивать умения определять, относится ли то или иное вещество к электролитам или неэлектролитам и из каких ионов состоят кристаллы электролитов. Вариант 1 В приведенном перечне подчеркните названия тех веществ, водные растворы которых проводят электрический ток. Укажите: 1) формулы отмеченных вами электролитов; 2) из каких ионов слагаются их кристаллы: а) гидроксид натрия, б) хлорид кальция, в) глюкоза, г) сульфат алюминия, д) нитрат цинка, е) кислород. Вариант 2 В приведенном перечне подчеркните названия тех веществ, водные растворы которых проводят электрический ток. Укажите: 1) формулы отмеченных вами электролитов; 2) из каких ионов слагаются их кристаллы: а) бромид калия, б) азот, в) сульфат меди (II), г) гидроксид бария, д) спирт, е) нитрат алюминия. Список предлагаемых для рассмотрения веществ можно варьировать, а поэтому число предлагаемых вариантов может быть увеличено. Так как по своей форме задания всех вариантов одинаковы, учитель может продиктовать их начало, дать некоторые пояснения, затем, распределив учащихся по вариантам, указать список веществ по каждому варианту на доске или раздать листочки с заданиями. В пояснениях, которые необходимы для обеспечения четкого выполнения работы, учитель обращает внимание учащихся на следующее: 1) нужно писать формулы только для электролитов (поэтому среди неэлектролитов учитель может давать такие, формулы которых учащиеся написать не могут), 2) недостаточно написать формулы неэлектролитов, нужно выписать ионы, слагающие их кристаллы. Так как работа проводится после объяснения нового материала, можно ее рассматривать как контрольную. В связи с этим учитель собирает и к следующему уроку проверяет ее результаты. От обсуждения этих результатов переходят к рассмотрению механизма электролитической диссоциации веществ сначала с ионным, а потом с ковалентным видом химической связи. 122
ДИССОЦИАЦИЯ КИСЛОТ, ЩЕЛОЧЕЙ И СОЛЕЙ Задание 3 (предлагается в заключительной части урока) Работа фронтальная, выполняется по двум или нескольким вариантам. Цель: закрепить полученные знания о диссоциации кислот, щелочей и солей, развить умение написать уравнения электролитической диссоциации. Вариант 1 Напишите уравнения электролитической диссоциации следующих веществ: а) нитрат магния, б) сульфат алюминия, в) бромоводород, г) азотная кислота, д) гидроксид кальция, е) гидроксид натрия. Какие из этих веществ дают при диссоциации одинаковые ионы? Укажите две пары таких веществ. Вариант 2 Напишите уравнения электролитической диссоциации следующих веществ: а) серная кислота, б) гидроксид бария, в) иодоводород, г) фосфат натрия, д) гидроксид железа (III), е) гидроксид калия. Какие из этих веществ дают при диссоциации одинаковые ионы? Укажите две пары таких веществ. Указанные задания используют в основном для упражнения учащихся в написании уравнений электролитической диссоциации неорганических веществ. Однако предлагаемые после записи уравнений вопрос и задание заставляют учащихся проанализировать записанное, найти в отдельных уравнениях общее. С этого момента у учащихся начинают формироваться представления о сходстве свойств растворов на основе наличия в них одинаковых ионов. После завершения работы на уроке организуется взаимопроверка учащимися ее выполнения: учитель берет тетради у двух учащихся, быстро просматривает их, а затем предлагает одному, а потом другому учащемуся сказать о допущенных в работе одноклассника ошибках и неточностях. В заключение всем учащимся после распределения их по двум вариантам предлагают указать по пять веществ, которые могут дать при диссоциации: а) ионы водорода, б) сульфат- ионы. Выслушиваются ответы учащихся, выполнивших задания. Все это позволяет на следующем уроке поставить и решить проблему, требующую выяснения: почему водные растворы весьма различных по составу веществ могут проявлять одинаковые свойства? СВОЙСТВА ИОНОВ. ОБЩИЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ — СВОЙСТВА ИОНОЗ Задание 4 (предлагается после объяснения нового материала) 123
Работа фронтальная, выполняется по двум вариантам. Цель: включить учащихся в глубокое рассмотрение вопроса об отличии свойств ионов от свойств соответствующих химических элементов в свободном состоянии. В начале урока учитель обращает внимание учащихся на то, что существуют различные по составу вещества, имеющие сходные свойства, и, наоборот, есть близкие по составу вещества, которые резко отличаются друг от друга по своим свойствам. Учащимся предлагается привести примеры кислот, которые уже назывались ими на предыдущем уроке. Указывается, что ряд водородных соединений неметаллов (аммиак, фос^шн, метан, сплап) кислотными свойствами не обладают. Рассматривая причину сходства и различия свойств водородных соединений, выдвигают предположение, что одни из водородных соединений неметаллов диссоциируют в водном растворе, а другие не диссоциируют. Наличие кислотных свойств зависит от присутствия в растворе ионов водорода. Учитель па нескольких примерах рассматривает отличие в строении и свойствах простых веществ и соответствующих ионов, а затем предлагает учащимся выполнить самостоятельную работу по следующим (или подобным) заданиям. Вариант 1 Сопоставьте свойства свободного калия и ионов калия, за- пол иг;г; та б л ицу: Спо :хтра м строение Цвет Откоцмпгс к воде 0т1!0ШС'гн:с к свободному хлору Способность прит;;г::- в-5 гься к катоду Строение атома и нона Простое кещестпо калил Ионы калия Дайте объяснение отличиям в свойствах простого вещества калия и ионов калия. Вариант 2 Сопоставьте свойства простого вещества — брома и ионов брома, заполнив таблицу: 124
Свойства и строение Цвет Отношение к водороду Отношение к иодиду калия Способность притягиваться к аноду Строение атома и попа Простое вещество бром Ионы Срома Дайте объяснения отличиям в свойствах простого вещества— брома и ионов брома. Организуя самостоятельную работу, учащимся предлагают начертить графы таблицы, написать под диктовку то, что является общим для обоих вариантов, а только потом диктуют то, что отличает друг от друга оба задания. Дают пояснения: в графах, где рассматривается отношение простого вещества и ионов к тем или иным веществам, недостаточно привести словесные описания, нужны уравнения реакций. Строение атомов элементов и ионов изображается схематически, как учащиеся привыкли это делать. После завершения самостоятельной работы приводится обсуждение ее результатов. РЕАКЦИИ ИОННОГО СЕМЕНА Задание 5 (включается в письменную контрольную работу) Работа фронтальная, проводится по четырем вариантам на уроке, где завершается специальное рассмотрение реакции ионного обмена. Задания имеют характер задач, решение которых требует применения накопленных учащимися знаний о свойствах ионов, реакциях обмена. Вариант 1 1. Присутствием каких ионов обусловливается; а) появление малиновой окраски при прибавлении раствора фенолфталеина к раствору любой щелочи; б) голубой цвет разбавленных растворов солей меди в степени окисления +2; в) выпадение кристаллического, белого, нерастворимого в концентрированной азотной кислоте осадка при приливании раствора хлорида бария к другому раствору; г) выделение углекислого газа при приливании соляной кислоты к раствору соли? В случаях 125
а) и б) укажите состав и заряд ионов, в случаях в) и г) напишите уравнения реакций. . 2. Могут ли находиться в одном растворе следующие ионы: Ва2+, Na+, Pb2+, Cl~, Cu2+, S042-, С032-, N03-? Дайте ответ и напишите сокращенные ионные уравнения возможных реакций между указанными ионами. Какие из перечисленных ионов могли бы находиться в одном растворе? Вариант 2 1. Присутствием каких ионов обусловливается: а) выпадение белого творожистого осадка, нерастворимого в концентрированной азотной кислоте, при приливании раствора нитрата серебра к используемой жидкости; б) покраснение раствора лакмуса при приливании к нему бесцветной жидкости; в) выделение из раствора сернистого газа при прибавлении к этому раствору соляной кислоты; г) розовая окраска разбавленного раствора перманганата калия (КМп04). В случаях б) и г) укажите состав и заряд ионов, в случаях а) и в) напишите, кроме того, уравнения реакций. 2. Могут ли находиться в одном растворе следующие ионы: Ag+, Ca2+, Fe3+, NO-г, C1-, ОН~ Na+, C032-? Дайте ответ и наиишите сокращенные ионные уравнения возможных реакций между указанными ионами. Какие из перечисленных ионов могли бы находиться в одном растворе? Вариант 3 1. Наиишите в сокращенной ионной форме уравнения реакций, происходящих при: а) нейтрализации, б) приливании раствора любой соли бария к любому раствору сульфата, в) раствора соли (карбоната натрия) к раствору любой кислоты, г) раствора щелочи к раствору соли Fe+3. 2. Наиишите в молекулярной, полной ионной и сокращенной ионной форме уравнения реакций, которые приводят к: а) выпадению осадка, б) выделению газа, в) образованию ма- лодиссоциирующего вещества. Вариант 4 1. Напишите в сокращенной ионной форме уравнения реакций, которые происходят при приливании: а) водного раствора любого хлорида к раствору нитрата серебра; б) раствора кислоты к раствору щелочи; в) раствора сульфида калия к раствору кислоты; г) раствора карбоната натрия к раствору хлорида кальция. 2. Напишите в молекулярной, полкой ионной и сокращенной ионной форме уравнения реакций, которые происходят с: а) выделением газа, б) образованием малодиссоциирующего вещества, в) выпадением осадка. 126
Результаты выполнения самостоятельной контрольной работы проверяет учитель, а затем проводит анализ работы. К, типичным недостаткам, как показывают наблюдения, следует отнести: а) при выполнении задания 1 первого и второго вариантов: отсутствие уравнений реакций, замена ионных уравнений реакций молекулярными; б) при выполнении заданий 2 тех же вариантов: отсутствие ответа на основной (первый) вопрос задания, запись уравнений таких видов реакций между ионами, которые в действительности не происходят; в) при выполнении заданий 1 третьего и четвертого вариантов замена ионных уравнений реакций молекулярными. ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ Задание 6 (выполнение его составляет основу для рассмотрения нового материала) Работа фронтальная, выполняется по двум вариантам. Цель: организовать проблемное рассмотрение вопроса о гидролизе солей на основе ознакомления учащихся с необычным для них фактом изменения окраски лакмуса в растворе соли. Перед началом работы на столы учащихся выставляют реактивы и оборудование: фиолетовый раствор лакмуса, разбавленный раствор соляной кислоты, кристаллы сульфата цинка, порошок карбоната натрия, штатив с пробирками. Так как самостоятельная работа используется для изучения нового материала, учащимся рекомендуется очень внимательно ее выполнять, ответы на все поставленные вопросы записывать в тетрадь. Вариант 1 Ответьте на вопросы: 1) Почему водный раствор лакмуса имеет фиолетовую окраску? 2) Как изменится цвет лакмуса, если к его раствору прибавить раствор кислоты? Почему? Выполните опыт: к выданному раствору лакмуса прибавьте кристаллы сульфата цинка. Что вы замечаете? Какую реакцию на лакмус — кислую или щелочную—■ имеет раствор сульфата цинка? Объясните изменение окраски раствора лакмуса при прибавлении к нему кристаллов сульфата цинка. Для этого напишите уравнение: а) электролитической диссоциации этой соли; б) реакции ионов цинка с водой. Учтите, что при этом образуется не гидроксид цинка, а ион Zn(OH)+. Какие ионы после таких превращений окажутся в растворе в избытке: ионы водорода или гидроксид-ионы? Вариант 2 Ответьте на вопросы: 1) Почему водный раствор лакмуса имеет фиолетовую окраску? 2) Как изменится цвет лакмуса, если к его раствору прибавить раствор щелочи? Почему? 127
Выполните опыт: к выданному раствору лакмуса прибавьте немного порошка карбоната натрия (соды). Что вы замечаете? Какую реакцию на лакмус имеет раствор соды? Объясните изменение окраски раствора лакмуса при прибавлении к нему порошка карбоната натрия. Для этого напишите уравнения: а) электролитической диссоциации этой соли; б) взаимодействия иона кислотного остатка СО^с водой. Учтите, что при этом образуются не молекулы угольной кислоты, а ноны НСОз-. Какие ионы посла таких превращений окажутся в жидкости в избытке: ионы водорода или гидроксид-ионы? Учитель в ходе работы проверяет, как ответили учащиеся на первые два вопроса. Эти ответы должны быть даны в свете теории электролитической диссоциации. Учащимся нужно отметить, что водный раствор лакмуса имеет фиолетовую окраску потому, что в нем одинаковое количество ионов водорода и гидроксид-иоиов, образовавшихся в результате диссоциации молекул воды. Если ввести в раствор лакмуса избыток ионов водорода, то он покраснеет. Если ввести избыток гидроксид- иоиов, то посинеет. Фиолетовая окраска лакмуса получается при наложении красной окраски на синюю. Важно проследить, как написали учащиеся уравнения реакции ионов цинка и гидроксид-нонов с водой, к каким выводам после этого пришли. Если все сделано ими правильно, они со всей очевидностью получают объяснения наблюдаемого изменения окраски лакмуса в растворе той или иной соли. ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ ?УРОИ ВТОРОЙ) Задание 7 (выполняется для обучения учащихся и учета понимания ими, какие соли и с какими результатами подвергаются гидролизу) Работа фронтальная, выполняется по двум (или более) вариантам. Вариант 1 В приведенном перечне подчеркните одной чертой названия тех солен, растворы которых имеют щелочную реакцию, а двумя чертами— тех, которые имеют кислую реакцию. Сульфат алюминия, хлорид кальция, нитрат натрия, карбонат калил, хлорид железа (III), сульфид натрия, нитрат бария, сульфат калия. Напишите ионные уравнения гидролиза солей, которые вами отмечены. Вариант 2 В приведенном перечне подчеркните одной чертой названия тех солей, растворы которых имеют щелочную реакцию, а двумя чертами — тех, которые имеют кислую реакцию. 128
Сульфат натрия, нитрат свинца, хлорид меди (II), карбонат натрия, хлорид бария, фосфат калия, нитрат кальция, сульфат цезня. Напишите ионные уравнения гидролиза солей, которые вами отмечены. После того как работа закопчена, проводят на уроке ее проверку. Учитель вызывает к доске двух учащихся, имевших задания разных вариантов, и предлагает выписать по приведенным названиям формулы солей. Вместе со всеми учащимися класса относительно каждой соли решается вопрос о том, какую реакцию на лакмус будет иметь ее раствор. С учетом этого записывают ионные уравнения гидролиза. Таким образом учащиеся убеждаются в том, как нужно было выполнить задания. ПОДГРУППА УГЛЕРОДА Эта тема — одна из тем IX класса, при изучении которых учащиеся знакомятся с подгруппами элементов, .с характерными свойствами данных элементов, с образуемыми этими элементами простыми и сложными веществами, их нахождением в природе, применением и получением. Приступая к изучению таких тем, учащиеся уже владеют важнейшими теоретическими знаниями, полученными ими в VIII и IX классах: представляют себе положение изучаемых элементов в периодической системе Д. И. Менделеева, основные закономерности в изменении их свойств с увеличением порядкового номера, состав и важнейшие свойства соединений этих элементов, могут использовать знания по теории электролитической диссоциации. В связи с этим у учащихся возникает мысль о том, что всем фактическим материалом изучаемых тем они могут легко овладеть, что принципиально нового уже ничего они не узнают. Отсюда возможна наблюдающаяся в некоторых случаях потеря интереса к изучению предмета. Для повышения интереса учащихся к изучению подобных тем важно систематически организовывать самостоятельные работы. Для приобретения и закрепления знаний на основе самостоятельной работы выделяются такие вопросы, которые могут быть рассмотрены учащимися при незначительной помощи учителя. Например, по теме «Углерод и кремний» самостоятельные работы можно организовать при изучении особенностей строения атомов углерода и кремния, характера связей в образуемых углеродом соединениях, состава этих соединений, свойств аллотропных видоизменений углерода, адсорбции, химических свойств углерода, свойств оксидов углерода, химических превращений угольной кислоты и ее солей, строения, свойств кремния и его соединений, коллоидных растворов, 9 Заказ № 4033 129
Задания следует формулировать так, чтобы их выполнение способствовало развитию у учащихся умений: а) объяснять рассматриваемые явления; б) выявлять сходство и различия изучаемых объектов; в) проводить обобщения; г) делать правильные выводы. Нужно, чтобы задания по теме требовали от учащихся в пределах возможного разнообразной деятельности: а) ответов на вопросы; б) составления формул веществ и уравнений химических реакций; в) заполнения таблиц; г) записи выводов из содержания таблиц; д) составления схем применения веществ; е) установления по приведенным характеристикам объектов, что эти объекты собой представляют; ж) выбора заданного из ряда перечисленного. Во многих случаях задания следует использовать для проверки знания текста учебника и совершенствования умения его использовать. Для развития умений самостоятельно приобретать и пополнять свои знания учащимся нужно предлагать также задания, требующие использования справочника. Рассмотрим, как реализуются все эти требования в предлагаемых заданиях. ПОЛОЖЕНИЕ УГЛЕРОДА И КРЕМНИЯ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ. СТРОЕНИЕ ИХ АТОМОВ Задание 1 (предлагается при рассмотрении нового материала) Работа фронтальная; задание выполняется двумя сидящими рядом учащимися. Цель: на основе использования ранее приобретенных знаний о строении атомов составить схемы строения атомов элементов подгруппы углерода, сделать заключение о сходстве и различии строения этих атомов и предположение о свойствах данных элементов. Учитель сообщает учащимся, что они будут работать сначала каждый по своему заданию, а потом вместе. На каждых двух учащихся выдают один листок со следующим текстом задания: Первый учащийся: запишите в тетради схемы строения атомов углерода (порядковый № 6) и германия (№ 32). Второй учащийся: запишите в тетради схемы строения атомов кремния (порядковый № 14) и олова (№ 50). Проверьте друг у друга выполнение задания. Подготовьте вместе устные ответы на следующие вопросы: 1. В чем сходство и различие в строении атомов всех элементов, для которых были записаны схемы? 2. В чем отличие строения атомов этих элементов от строения атомов всех других элементов? 3. Какие свойства должны проявлять элементы главной под- 130
группы IV группы и как их свойства будут изменяться с увеличением порядкового номера? По этим вопросам нужно затем провести опрос учащихся. При ответе на первый вопрос следует указать, что атомы рассматриваемых элементов сходны тем, что на внешнем их слое находится по четыре электрона. Атомы отличаются друг от друга по составу ядер и общему числу электронов, по числу электронных слоев. Отвечая на второй вопрос, учащиеся должны отметить, что в отличие от строения атомов всех других элементов атомы элементов главной подгруппы IV группы на внешнем слое имеют четыре электрона. Этим элементы подгруппы углерода отличаются и от элементов подгруппы титана. Атомы титана, циркония, гафния, курчатовия имеют во внешнем слое лишь два электрона. В ответе на третий вопрос следует указать, что элементы подгруппы углерода обладают в меньшей степени неметаллическими свойствами, чем элементы V группы, что неметаллические свойства будут убывать от углерода к свинцу, а металлические— в том же направлении возрастать. Учитель должен обратить внимание учащихся на то, что в отличие от всех других элементов элементы главной подгруппы IV группы имеют одинаковые высшие валентности по кислороду и по водороду, равные 4. Задание 2 (предлагается при рассмотрении нового материала) Работа фронтальная с дифференцированным подходом к учащимся. Цель: актуализировать знания учащихся о видах химических связей, привлечь учащихся к определению состава (формул) высших соединений углерода с водородом и кислородом, а также видов имеющихся в этих соединениях связей. Показать учащимся, что решение вопросов о характере химических связей, о возможностях их образования требует серьезного рассмотрения. Учитель, подготавливая учащихся к выполнению работы, отмечает, что при изучении углерода нужно рассмотреть состав важнейших его соединений, выяснить, почему углерод может образовывать такие соединения. Учащимся раздают задания с учетом того, чтобы первый вариант получили слабые учащиеся, а третий — наиболее сильные. Вариант 1 1. Напишите молекулярные формулы высших соединений углерода с: а) водородом, б) кислородом. 2. Объясните, почему углерод может образовывать с водородом и кислородом только ковалентные связи. 9* 131
Вариант 2 1. Составьте структурные формулы высших соединений углерода с: а) водородом, б) кислородом. 2. Объясните, почему углерод может быть четырехвалентным. Вариант 3 1. Составьте электронные формулы высших соединений углерода с: а) водородом, б) кислородом. 2. Почему, хотя атом углерода имеет только два неспарсн- пых электрона, в образовании химических связей участвуют обычно четыре его электрона? Когда тетради собраны для проверки, к доске вызывают трех учащихся, которым предлагают записать на доске формулы соединений в соответствии с тем, какие они писали при выполнении работы. В объяснениях должно быть отмечено следующее: углерод может образовывать с водородом и кислородом только ковалентные связи потому, что он неметалл. Его атом, имеющий на внешнем слое четыре электрона, способен в равной мере и к отдаче их, и к присоединению четырех электронов. Отдавая четыре электрона и одновременно принимая четыре, атом углерода связывается с атомами других элементов посредством пар электронов, находящихся во взаимном пользовании. Образуя с другими химическими элементами четыре ковалентные связи, углерод может быть четырехвалентным, хотя на внешнем электронном слое атома углерода только два неспаренных электрона. Наличие в атоме углерода одной свободной /j-орбитали дает возможность паре электронов, находящихся на внешнем слое, распариться. АЛЛОТРОПНЫЕ ВИДОИЗМЕНЕНИЯ УГЛЕРОДА. АЛМАЗ И ГРАФИТ Задание 3 (предлагается в заключительной части урока) Работа фронтальная, выполняется по двум вариантам. Цель: обобщение и закрепление знаний о строении, свойствах и применении аллотропных видоизменений углерода, развитие умений проводить сравнение. После того как учитель рассмотрел с учащимися новый учебный материал, продемонстрировал фрагменты из учебного фильма «Углерод» (I часть) или диапозитивы «Аллотропия», «Углерод и его соединения», учащимся предлагают выполнить самостоятельно работу. Отмечается, что учащиеся могут пользоваться при выполнении работы учебником и справочником. Письменные ответы на вопросы должны быть краткими, но содержательными. 132
Вариант 1 1. По каким свойствам алмаз и графит сходны друг с другом? 2. В чем проявляется сходство алмаза и графита по строению? 3. Какое из аллотропных видоизменений углерода н для чего применяют: а) на транспорте, б) в химической промышленности, в) при выплавке металлов? Вариант 2 1. Какие имеются отличия в свойствах алмаза и графита? 2. Чем объясняется отличие в свойствах алмаза и графита? 3. Какое из аллотропных видоизменений и для чего применяют: а) в машиностроении, б) в геологических исследованиях, в) в работе ювелиров? При подведении итогов самостоятельной работы, которую проверяет учитель, на следующем уроке обсуждают, какие ответы на вопросы нужно было дать. Подчеркивают, что значительно легче найти отличия в свойствах алмаза и графита, чем их сходство. Во втором случае можно было отметить, что алмаз и графит — при обычных условиях твердые кристаллические вещества, тугоплавкие, нелетучие, имеющие небольшую плотность. Алмаз и графит, являясь аллотропными видоизменениями одного и того же элемента, проявляют сходные химические свойства. Рассматривая ответы учащихся на вторые вопросы обоих вариантов заданий, подчеркивают такие черты сходства в строении алмаза и графита, как наличие в их кристаллических решетках атомных связей. У алмаза кристаллическая решетка типично атомная, тетраэдрическая, у графита между атомами углерода, расположенными в одной плоскости, атомные связи, а между атомами углерода разных плоскостей связи, похожие на металлическую. Электроны, осуществляющие такие связи, находятся в общем пользовании не двух атомов, а всех атомов данного слоя. Таким отличием в строении алмаза и графита объясняется отличие в свойствах этих двух веществ. Подобно металлам, графит имеет серый цвет, обладает слабым металлическим блеском, электрической проводимостью. Однако графит отличается от алмаза и такими свойствами, как мягкость, способность отщеплять с поверхности плоские чешуйки, разделяться на атомные слон. Это свойство графита не может быть объяснено металлическим характером связей между атомными слоями, так как металлические связи весьма прочны. Исследование внутренней структуры графита показало, что слои атомов в нем удалены друг от друга на значительно большее расстояние, чем атомы в одном слое. Можно считать, что в отличие 133
от металлов металлические связи соединяют в графите не отдельные атомы, потерявшие электроны, т. е. ионы, а целые агрегаты таких ионов — как бы гигантские слоистые молекулы. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УГЛЕРОДА Задание 4 (предлагается в заключительной части урока) Работа фронтальная, выполняется по двум вариантам. Цель: акцентировать внимание учащихся на некоторых закономерностях адсорбции, закрепить знания учащихся о химических свойствах углерода. Следует отметить, что адсорбция углем газов и растворенных веществ воспринимается учащимися как какое-то особое его свойство. Однако адсорбцию нужно рассматривать как общее свойство, присущее всем твердым веществам, а особенно находящимся в раздробленном состоянии, т. е. имеющим значительную поверхность. Необходимо, чтобы учащиеся представляли некоторые закономерности адсорбции: чем больше поверхность твердого вещества, тем сильнее у него способность адсорбировать; чем больше относительная молекулярная масса газа, тем легче он адсорбируется. О значении, широком распространении, закономерностях адсорбции учитель говорит при рассмотрении нового материала. Чтобы закрепить приобретенные знания, учащимся предлагают выполнить самостоятельную работу. Перед ее выполнением следует отметить, что включенные в нее задания несложны, но их выполнение требует внимания и аккуратности. Вариант 1 1. В приведенном перечне подчеркните названия веществ, проявляющих значительную способность адсорбировать газы и растворенные вещества. Графит, активированный уголь, кокс, железо, стекло, древесный уголь, свинец, алмаз. Выпишите подчеркнутые названия веществ, распределив их в порядке нарастания адсорбционной способности. 2. Напишите формулы соединений углерода с: а) азотом, б) хлором, в) серой, г) водородом. Обозначьте степени окисления химических элементов в этих соединениях. Вариант 2 1. Имеются следующие газообразные вещества: пары воды, водород, углекислый газ, аммиак, пары брома. Распределите названия этих веществ в порядке увеличения их способности адсорбироваться. 2. Напишите уравнения реакций между следующими веществами: а) углем и оксидом свинца РЬ304, б) углем и фтором, 134
в) углем и оксидом олова (IV). Укажите, какую роль (окислителя или восстановителя) играет в каждом случае углерод. Когда работа выполнена и собраны тетради, учитель вызывает к доске сначала двух учащихся для разбора, как нужно было выполнить первые задания, а потом двух учащихся для проверки выполнения вторых заданий. К критической оценке результатов проверки привлекаются другие учащиеся. Разбор работы завершается формулировкой общих из нее выводов. ОКСИД УГЛЕРОДА (IV) Задание 5 (предлагается при обобщении знаний о физических и химических свойствах оксидов углерода) Работа фронтальная с дифференцированным подходом к учащимся. Цель: обобщить и закрепить знания о свойствах двух изученных оксидов углерода, развивать умения сравнивать свойства веществ, делать выводы из имеющихся сведений. На двух ближайших уроках рассматривались важнейшие свойства оксидов углерода (II и IV). Чтобы учащиеся лучше запомнили эти свойства, им предлагают в конце второго урока выполнить самостоятельную работу с составлением обобщающих таблиц и записью соответствующих выводов. Так как первый вариант заданий, касающийся физических свойств оксидов, проще, его можно предложить выполнить из двух рядом сидящих учащихся тому, который слабее. В пояснениях, как следует выполнять задания, полезно подчеркнуть, что при характеристике химических свойств оксидов в самой таблице нужно только отметить значками « + » или « —», будут или не будут происходить указанные превращения. Уравнения химических реакций можно записать внизу таблицы. Вариант 1 1. Заполните, пользуясь материалом учебника и проведя небольшие расчеты, таблицу со следующими графами: название оксида углерода, его молекулярная формула, физические свойства (состояние при нормальных условиях, цвет, запах, относительная плотность по воздуху). 2. Сделайте выводы о сходстве оксидов углерода и их отличиях друг от друга по физическим свойствам. Вариант 2 1. Заполните, пользуясь материалом учебника, таблицу со следующими графами: название оксида, электронная формула, химические свойства (взаимодействие с кислородом, водой, другими оксидами, щелочами). 135
2. Сделайте выводы о сходстве оксидов углерода и их отличиях друг от друга по химическим свойствам. В результате выполнения самостоятельной работы составляются две таблицы. Таблица 9 Физические свойства оксидов углерода Название оксида Оксид углерода (И) Оксид углерода (IV) Молекулярная формула со со Физические свойства Состояние при нормальных условиях Газ Газ Цвет Бесцветный Бесцветный Злмах Запаха не имеет Имеет кисловатый запах Относительная плотность по воздуху 0,96 1,52 Таблица 10 Химические свойства оксидов углерода Название оксида Оксид углерода (И) Оксид углерода (IV) Электронная формула :0« *С* -б: Химические свойства —реакции с кислородом + водой + другими оксидами + щелочами + После окончания работы необходима проверка правильности заполнения этих таблиц, внесения, если нужно, исправлений. Поэтому учащимся, сидящим рядом, предлагают передать тетради друг другу. Выслушиваются вызванные учащиеся о замеченных ими недостатках в работе соседа. Некоторым учащимся предлагают: 1) зачитать правильно оформленное содержание таблиц; 2) перечислить сделанные по этому содержанию выводы; 3) написать на доске уравнения реакций, характеризующие химические свойства оксидов углерода. УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА И ЕЕ СОЛИ Задание 6 (предлагается в заключительной части урока) Работа фронтальная, выполняется по четырем вариантам. Цель: закрепить знания учащихся о химических свойствах, получении, нахождении в природе и применении угольной кис- 136
лоты и ее солей; проверить умение учащихся применить ранее полученные знания о химических свойствах кислот и солей, теории электролитической диссоциации на данном учебном материале. Вариант 1 1. Напишите уравнения реакций, которые позволяют осуществить превращения: карбонат кальция-»-углекислый газ->- угольная кислота ->- ->гидрокарбонат натрия-»-карбонат натрия->гндрокарбонат натрия. 2. Укажите условия, при которых осуществляется каждое превращение. 3. Запишите в возможных случаях приведенные уравнения в ионной и сокращенной ионной форме. Вариант 2 1. Составьте схему применений угольной кислоты и ее солей, записав эти применения около стрелок. 2. Для трех применений напишите уравнения реакций, которые в этих случаях используют. 3. Объясните, почему карбонат калия (поташ) и карбонат натрия (сода) могут применяться при стирке белья. Вариант 3 1. Напишите уравнения тех реакций, которые позволяют осуществить превращения: гидрокарбонат кальция-*- карбонат кальция-»-гидрокарбонат кальция->угольная кислота -*■ углекислый газ-»-карбонат натрия. 2. Укажите условия, при которых осуществляется каждое превращение. 3. Отметьте, какие из этих превращений представляют собой обратимые реакции. Вариант 4 1. Какие из соединений углерода: а) могут находиться в подземных водах; б) входить в состав воздуха; в) слагать горные массивы? Укажите химические названия и приведите формулы этих соединений. 2. Напишите уравнения реакций, которые лежат в основе перехода углерода в природе из угля в известковые натеки — сталактиты. 3. Укажите формулы двух солей угольной кислоты, подвергающихся гидролизу. Напишите уравнения их гидролиза в сокращенной ионной форме. Результаты выполнения самостоятельной работы проверяет учитель. На следующем уроке они обсуждаются с учащимися. 137
КИСЛОРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ КРЕМНИЯ Задание 7 (предлагается в заключительной части урока) Работа фронтальная, выполняется по двум вариантам. Цель: повторить пройденный учебный материал, обобщить и закрепить знания, полученные учащимися, развивать умения учащихся проводить сравнения, подмечать черты сходства и различия свойств веществ. Хотя при изучении нового материала свойства простых веществ, образованных углеродом и кремнием, а также свойства их соединений уже рассмотрены, нужно разрешить учащимся при работе пользоваться учебником. Это поможет им лучше выполнить задание, будет совершенствовать их умение работать с книгой. Перед выполнением задания необходимо указать учащимся, что в графах таблицы следует очень кратко охарактеризовать свойства веществ, отмечая самое главное. Вариант 1 1. Заполните, пользуясь материалом учебника, таблицу: элементов Углерод Кремний Строение атома Простые вещества строение физические свойства Высшие оксиды состав физические свойства Водородные соединения состав физические свойства 2. Отметьте, в чем заключается сходство: а) простых веществ, образованных углеродом и кремнием; б) соединений этих элементов. Вариант 2 1. Заполните, пользуясь материалом учебника, таблицу: Название вещества Оксид углерода (IV) Оксид кремния (IV) Строение оксидов (в твердом состоянии) Состояние оксида (ири обычных условиях) Отношение его к воде Отношение его к щелочам 2. Отметьте, в чем отличие строения и свойств оксида кремния от строения и свойств оксида углерода. 138
Результаты выполнения учащимися самостоятельной работы обсуждаются на том же или следующем уроке. Обращают внимание па самое главное в содержании каждой таблицы. Например, при анализе содержания таблицы, заполняемой во втором варианте, важно подчеркнуть, что, несмотря на сходный (кислотный) характер оксидов углерода и кремния, оксид кремния (IV) в отличие от оксида углерода (IV) не способен взаимодействовать с водой и только при высокой температуре реагирует со щелочами. Это объясняется различным состоянием оксидов при обычных условиях, что в свою очередь зависит от отличия в строении их кристаллических решеток. КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ Вопрос о коллоидных растворах изучают обычно без использования самостоятельной работы на уроке. Однако такая работа нужна для привлечения внимания учащихся к рассмотренному учебному материалу, для учета того, как этот материал учащиеся усвоили. Задание 8 (предлагается в заключительной части урока) Работа фронтальная, выполняется по двум вариантам. Цель: акцентировать внимание учащихся на свойствах коллоидных растворов. Два приведенных далее варианта заданий неравноценны: второй вариант несколько сложнее. Поэтому при применении этих заданий может быть осуществлен дифференцированный подход к учащимся: из двух рядом сидящих учащихся более сильный получает задание варианта 2. Предлагая учащимся выполнить самостоятельную работу, учитель должен отметить, что эта работа требует особого внимания к тому, что дается в условии задачи, и к тому, что нужно решить. Поэтому внимательно прочитав текст первого пункта задания, следует записать ответ и только потом приступать к чтению и выполнению следующего пункта. Вариант 1 1. По приведенным характеристикам дисперсных систем установить, в каком случае речь идет о коллоидном растворе: а) имеется жидкость голубого цвета, в которой незаметен ход луча света; б) в стакане имеется жидкость белого цвета, из которой довольно быстро на дно сосуда выпадает осадок; в) пробирка наполнена прозрачной буроватой жидкостью, в которой можно наблюдать рассеяние света. 2. Укажите для каждого примера дисперсных систем, что может представлять собой данная жидкость, в какой среде распределено какое вещество. 139
Вариант 2 1. Имеются три сосуда. В первом из них находится вода, во втором — коллоидный раствор оксида железа (III), в третьем— раствор хлорида бария. В каждый сосуд всыпают понемногу кристаллов сульфата натрия. Какие явления происходят в сосудах? Запишите, если нужно, уравнения, соответствующие происходящим процессам. 2. Перечислите известные вам способы коагуляции коллоидных растворов и приведите примеры использования таких способов. После завершения работы организуют обсуждение ее результатов. Учащиеся, выполнявшие задания первого варианта, отмечают, что в случае а) имеется истинный раствор, в случае б)—взвесь (суспензия), в случае в)—коллоидный раствор. Далее приводят примеры. Более ценно, если учащиеся смогут дать их в более обобщенном виде. Например, относительно случая а) скажут, что жидкость голубого цвета может быть раствором любой растворимой соли двухвалентной меди. Однако эта жидкость может быть спиртовым раствором органического вещества, окрашенного в голубой цвет. Учащиеся, выполнявшие задания второго варианта, рассматривая явления, происходившие в сосудах, отмечают, что в первом идет диссоциация сульфата натрия, во втором, кроме того., коагуляция оксида железа (III), в третьем — химическое взаимодействие ионов Ва2+, имевшихся в растворе, с нонами SQ42~, освободившимися при диссоциации сульфата натрия. Учащихся может затруднить запись процесса коагуляции оксида железа (III). Учитель объясняет, как можно оформить эту запись (не для запоминания).' МЕТАЛЛЫ При изучении темы «Металлы» завершается ознакомление учащихся с элементами тех групп периодической системы Д. И. Менделеева, которые рассматриваются в IX классе. Учащиеся ко времени изучения этой темы имеют весь необходимый для рассмотрения материала запас теоретических знаний, а также приобрели умение использовать эти знания при обсуждении сведений о составе, свойствах, применениях и способах получения веществ. Появляется возможность больше внимания уделять в теме «Металлы» самостоятельным работам учащихся. Для этого необходимо располагать большим временем, чем то, которое обычно на такие работы отводится. Один из резервов времени представляет следующее изменение порядка изучения программного материала. Подтема, в которой рассмат- 140
ривается одна из подгрупп металлов, начинается уроком, на котором учитель освещает задачи ее изучения, рассматривает основные и наиболее сложные вопросы данного учебного материала, а затем называет вопросы, которые учащиеся должны изучить самостоятельно. Следующие уроки и отводят для самостоятельных работ учащихся (изучению материала по учебнику с привлечением справочника, выполнению химических опытов, решению задач и т. п.). На уроках и дома учащиеся готовятся к обобщающему уроку или к семинарскому занятию, которым завершается изучение подтемы. Экспериментальная проверка в школе показала возможность такого изучения подтем: «Хром» и «Железо», повышение интереса к изучаемым вопросам и возрастание активности учащихся. При разработке содержания самостоятельных работ по теме «Металлы», как и по другим темам IX класса, учитывалась система формируемых и развиваемых понятий. Вся система понятий о металлах разделяется на три части: а) общие понятия о металлах, б) о подгруппах элементов-металлов и образуемых этими элементами простых веществ, в) об отдельных металлах. СОЕДИНЕНИЯ КАЛЬЦИЯ Задание 1 (предлагается после объяснения нового материала) Работа фронтальная, выполняется по двум вариантам. Цель: закрепить и проверить знания учащихся о химических свойствах и способах получения соединений кальция, применить для рассмотрения условий химических превращений знания о химическом равновесии. Учащимся задают вопросы: 1. Какие условия влияют на смещение химического равновесия? 2. Как влияет изменение температуры на смещение химического равновесия? 3. Как влияет изменение давления на смещение химического равновесия? После обсуждения ответов предлагается задание. На классной доске записывают следующую схему превращений: Саб-* Са(ОН)2т-»- СаС03 ч± Са(НС03)2 CaSClj ■+- СаС12 7 (с обозначением переходов цифрами). 141
Предлагается учащимся выполнить следующие варианты задания: Вариант 1 Напишите уравнения реакций и укажите условия превращений, отмеченных на схеме цифрами 1, 5, 6. Вариант 2 Напишите уравнения реакций и укажите условия превращений, отмеченных на схеме цифрами 2, 3, 4, 7. Таким образом, каждому учащемуся нужно рассмотреть по пять реакций, причем в каждом варианте встречается случай, когда, выясняя условия двух обратных друг другу химических превращений, нужно учитывать условия смещения химического равновесия (превращения 1 и 4). Когда работа закончена, а тетради учащихся собраны для проверки, к доске вызываются по одному учащемуся, выполнявших 1 или 2 вариант задания. Каждый из них записывает уравнения, указывает условия течения реакций. Кроме того, здесь перед ним ставится задача объяснить, почему та или иная реакция идет при указанных условиях. Учителю нужно учесть, что в случаях переходов 1 и 4 учащиеся должны применять к выяснению условий указанных превращений знания о химическом равновесии, а в случае перехода 6 не должны этого делать. Превращение карбоната кальция в хлорид кальция нельзя рассматривать как практически обратимый процесс. Карбонат кальция превращается в хлорид кальция иод действием соляной кислоты, а угольная кислота (растворенный в воде углекислый газ) не может вытеснить (при обычных условиях) из хлорида кальция соляную кислоту. Превращение хлорида кальция в карбонат осуществляется при взаимодействии растворов хлорида кальция и карбоната ще- лочиого металла. КАЛЬЦИЙ В ПРИРОДЕ. ПРИМЕНЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ КАЛЬЦИЯ Задание 1 (предлагается в процессе изучения нового материала) Работа фронтальная, выполняется по двум вариантам. Цель: изучить с помощью выполнения самостоятельных работ новый материал. Перед выполнением самостоятельной работы учитель говорит о ее целях и о том, как будут подводиться итоги данной работы. Он отмечает, что в первом варианте задания на основе использования материала учебника (§ 64) нужно заполнить графы таблицы. При этом должно учитываться, что такое минерал, горная порода, в чем их отличие друг от друга и от обра- 142
зующих их веществ. Учителем даются соответствующие пояснения. Во втором варианте задания, пользуясь материалом учебника (§ 63 и 64), нужно будет рассмотреть применение соединений кальция. Задания будут такими. Вариант 1 Заполните графы таблицы «Кальций в природе», отметьте названия и формулы природных соединений кальция, минералы и горные породы, в состав которых входит кальций. Вариант 2 Составьте схему «Применение соединений кальция» (природных и получаемых искусственно). В схеме рассмотрите применение гашеной извести, негашеной извести, известняка, мела, гипса. Форма схемы может быть различной, но достаточно простой, четкой. Учитель может записать предварительно на доске заголовки таблицы 11 «Кальций в природе», указать, что последнюю графу не нужно заполнять, так как в учебнике данных по этому вопросу нет. Таблица II Кальций в природе Соединения кальция в природе (казсанме, формулы) Карбонат кальция СаСОз Сульфат кальция CaS04 Минералы, образуемые этими соединениями Кальцит СаСОз Гипс CaSCv2H20 Названия горных пород, образуемых этими минералами Известняк, мрамор, мел Гипс Состав горной породы СаСОз с примесями CaS04-2H20 с примесями После самостоятельного заполнения трех граф таблицы один из учащихся, выполнявших задание варианта 1, вызывается к доске, он записывает на ней свои данные. Последнюю графу таблицы он заполняет после пояснений учителя. Из учащихся, выполнявших задание варианта 2, выбирается для записи на доске тот, у которого схема получилась более четкой и правильной. СОЕДИНЕНИЯ АЛЮМИНИЯ Задание 1 (предлагается в процессе изучения нового материала) Работа групповая, выполняется учащимися, сидящими за одним столом, с разделением обязанностей по выполнению опы- 143
тоз (первый опыт для изучения химических свойстз А1г03 выполняется одним из учащихся, а второй опыт — другим из них; так же организуется работа Кя 13 по учебнику). Цель: изучить па основе самостоятельной работы с раздаточным материалом, учебником, проведением лабораторных опытов вопрос о свойствах соединении алюминия. Перед проведением работы учитель обсуждает с учащимися цель работы, говорит об организации этой работы, распределении обязанностей между учащимися. В это время на столах у учащихся уже должны лежать тексты заданий. Задание 1. Ознакомьтесь с выданным образцом оксида алюминия. Запишите в тетрадь, что он собой представляет по внешнему виду. 2. Изучите, какими химическими свойствами обладает оксид алюминия. Для этого небольшими порциями прибавляйте его в растворы: а) соляной кислоты и б) гидроксида натрия. Свои выводы запишите в тетрадь, сравните их с текстом § 68 учебника. 3. Проведите лабораторные опыты, указанные в работе № 13 учебника. Напишите соответствующие уравнения реакций и дайте объяснения. После завершения работы выслушивают сообщения учащихся двух-трех групп. Учитель обобщает ответы учащихся, делает выводы. АЛЮМИНИЙ В ПРИРОДЕ. АНАЛОГИ АЛЮМИНИЯ Задание 1 (предлагается в процессе изучения нового материала) Работа фронтальная, выполняется по одному и тому же варианту каждым учащимся. Цель: изучить вопросы о нахождении алюминия в природе и его аналогах на основе самостоятельной работы учащихся с учебником, раздаточным материалом, справочником но химии. До выполнения работы учитель говорит о ее цели, выдает на каждый стол справочник по химии, обращает внимание учащихся на вопросы, которые записаны на доске. На них учащиеся должны дать письменные ответы в своих тетрадях. Задание Ответьте на следующие вопросы: 1. В составе каких соединений алюминий встречается в природе? 2. Что собой представляют алюмосиликаты? 3. Какие элементы входят в главную подгруппу третьей группы? 144
4. Какое влияние оказывает возрастание порядкового номера у элементов этой подгруппы на их химическую активность и свойства гидроксидов? На первые два вопроса задания учащиеся отвечают на основе чтения, части § 68 «Алюминий в природе», ознакомления с образцами выданных веществ, на следующие два вопроса — с использованием таблицы периодической системы, чтения текста учебника «Аналоги алюминия» и соответствующего материала в справочнике по химии. Когда работа выполнена, с учащимися проводится беседа. Учитель выявляет при этом правильное выполнение задания и допущенные учащимися неточности в ответах. Более подробно он характеризует свойства химических элементов подгруппы и изменение этих свойств с увеличением порядкового номера. ХРОМ ХРОМ И ЭЛЕМЕНТЫ ЕГО ПОДГРУППЫ На этом уроке учитель в своей лекции привлекает внимание учащихся к изучению хрома и элементов его подгруппы, показывая, что ознакомление с этими элементами позволит убедиться в большом теоретическом и практическом значении знаний о них. Отмечается, что в подтеме «Хром» учащиеся впервые встретятся с изучением элементов побочной подгруппы одной из групп периодической системы Д. И. Менделеева, а такое положение в системе позволяет ожидать у этих элементов особые свойства, отличающие их от элементов-металлов главных подгрупп. Какие это свойства, будет выяснено на следующих уроках. Рассматривают в общих чертах области практического применения хрома и его соединений: в металлургии, производстве огнеупоров, химической промышленности и др. Перед этим рассмотрением учитель говорит учащимся, что им нужно будет на основе указанных применений судить о свойствах веществ. В заключение лекции учитель предлагает учащимся составить в тетради таблицу с графами: 1) применение хрома, 2) свойства хрома, на которых эти применения основаны. Первую графу на доске заполняет сам учитель, а вторую оставляет для самостоятельного заполнения учащимся. В заполненном виде таблица должна иметь такой вид (см. с. 146). Для выполнения на последующих уроках учащимся предлагают записать следующие задания: 1. Рассмотреть строение атомов хлора, молибдена, вольфрама, выяснить, какие степени окисления можно предположить у этих элементов в соединениях. 10 Заказ № 4С83 145
Прпме^енге хрома Хромирование металлических изделий: а) декоративные покрытия, б) твердые покрытия Изготовление шарикоподшипниковых сталей Нержавеющих сталей Жароупорных сталей Hj: ользуемые сво;";сп:;а хрома Блестящий металл Металл с достаточной твердостью Износоустойчив Коррозионно стоек Имеет высокую температуру плавления, не окисляется при нагревании 2. Доказать экспериментально, что хром как простое вещество проявляет присущие металлам химические свойства. 3. Доказать, что оксид хрома (II) и соответствующий гидро- ксид проявляют основные свойства, а оксид хрома (III) и соответствующий гидроксид амфотерны. 4. Выяснить взаимосвязи между соединениями хрома с одинаковой и разными степенями окисления. 5. Выяснить, как изменяются свойства химических элементов в подгруппе хрома с нарастанием порядкового номера, от чего такое изменение зависит. СОЕДИНЕНИЯ ХРОМА На этом уроке выполняются задания 1—3. Задание 1 (предлагается в начале урока) Работа фронтальная. Цель: подготовить учащихся к рассмотрению соединений хрома с разной степенью его окисления. Перед выполнением задания учитель отмечает, что в главных подгруппах элементы-металлы имели постоянные валентности и степени окисления: все щелочные металлы одновалентны (степень окисления +1), щелочноземельные двухвалентны (степень окисления +2), алюминий трехвалентен (степень окисления +3). Иначе обстоит дело с элементами-металлами побочных подгрупп. У них валентные электроны располагаются на двух электронных слоях, атомы этих элементов могут отдавать со своих слоев разное число электронов, проявляя в одном случае одну, а в другом — другую степень окисления. Для выяснения вопроса, какие степени окисления могут проявлять хром, молибден, вольфрам, учащимся предлагается заполнить таблицу со следующими графами: 1) строение атомов хрома, молибдена, вольфрама, 2) предполагаемые степени окисления, 3) имеющиеся степени окисления. Эти графы записываются учителем на доске. 146
При составлении таблицы учащимся разрешается пользоваться учебником. Из него они могут извлечь данные о строении атома хрома. Затем по аналогии, а также с учетом числа электронных слоев и максимального количества электронов для каждого слоя записывают схемы строения атомов молибдена и вольфрама. Для определения предполагаемых степеней окисления учащимся дают некоторые пояснения: элементы, находящиеся в побочных подгруппах, могут отдавать электроны не только с внешнего, но и предвнешнего слоя. На последнем слое после отдачи электронов остается не меньше восьми электронов. После заполнения второй графы учитель предлагает учащимся посмотреть материал о хроме, молибдене, вольфраме в учебнике и на основании этого выяснить, какие степени окисления наиболее характерны для этих элементов. Для проверки выполнения задания к доске вызывают трех учащихся, каждый из них записывает в соответствующее место таблицы полученные данные. Учитель вносит, если нужно, в записанное исправление на основе привлечения мнения других учащихся. Задания 2—3 (предлагаются после выполнения первого задания) Работа фронтальная. Цель: включить учащихся в выявление характерных особенностей хрома как металла и как элемента, обладающего амфо- терными свойствами. В предварительной беседе учитель напоминает учащимся, какие химические свойства характерны для металлов. Подчеркивается, что все эти свойства основаны на способности металлов отдавать электроны атомам неметаллов, ионам водорода в растворах кислот, ионам металлов в растворах солей. Чтобы доказать, что хром обладает химическими свойствами металла, нужно провести его реакции с перечисленными веществами. Однако хром реагирует с неметаллами только при очень высоких температурах (с кислородом выше 2000°С). Реакциям хрома с водой и растворами солей препятствует плотная оксидная пленка, находящаяся на его поверхности. Если в распоряжении имеется достаточное количество пластинок металла хрома, то всем учащимся предлагается выполнить следующее задание: Задание 1 Поместите хром в химический стакан, прилейте соляную кислоту. Убедитесь, что хром взаимодействует с соляной кислотой, запишите уравнение реакции и ее признаки. При отсутствии необходимых пластинок опыт демонстрируется учителем или рассказывается об этом взаимодействии. Ю* 147
В этом случае самостоятельная работа учащихся организуется с целью косвенного доказательства проявления химическим элементом хромом металлических свойств. Металлы образуют основные оксиды и гидроксиды — основания. Если будет доказано, что хром образует основание, то тем самым мы убедимся, что химический элемент хром проявляет металлические свойства. Задание 2 В раствор соли KCr(S04)2 прилейте немного соляной кислоты. Поместите кусочки цинка, убедитесь в образовании ионов Сг2+, имеющих голубую окраску. Полученный раствор перелейте в другую пробирку. Добавьте в него немного раствора щелочи. Осадок Сг (ОН)2 желтого цвета испытайте в двух пробирках растворами кислоты и щелочи. Запишите уравнения реакций. Сделайте выводы. После окончания работы выслушивают краткие сообщения о результатах работы. Учащиеся переходят к выполнению следующего задания: из раствора KCr(S04)2 получите гидроксид хрома (Ш), докажите его амфотерность. При подведении итогов работы учитель обращает внимание учащихся на сходство состава и свойств гидроксида хрома (III) с составом и свойствами гидроксида алюминия (III). ЖЕЛЕЗО ЖЕЛЕЗО И ЭЛЕМЕНТЫ ЕГО СЕМЕЙСТВА На этом уроке учитель привлекает внимание учащихся к изучению железа и элементов его семейства. Отмечается, что при изучении данной подтемы учащиеся впервые встречаются с элементами-металлами, относящимися к VIII группе периодической системы Д. И. Менделеева. Эта подгруппа включает два семейства металлов: железа и платины. К семейству железа относят кобальт и никель. Освещается значение железа, кобальта и никеля в природе и жизни человека. В заключение формулируют вопросы для дальнейшего изучения: 1. Строение атомов железа, кобальта, никеля. 2. Физические и химические свойства железа. 3. Важнейшие степени окисления железа, соответствующие этим степеням соединения (оксиды, гидроксиды, соли). Характер этих соединений. 4. Соединения железа в природе. Руды железа. 5. Сплавы железа. 6. Коррозия железа и меры борьбы с коррозией. 148
СТРОЕНИЕ АТОМОВ ЭЛЕМЕНТОВ СЕМЕЙСТВА ЖЕЛЕЗА. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СЗОЙСТЗА ЖЕЛЕЗА Перед выполнением работы учитель отмечает, что железо, подобно хрому, имеет несколько степеней окисления. Какие это степени окисления, можно выяснить, используя данные о строении его атомов. Цель: обратить внимание учащихся на особенность строения атомов элементов семейства железа и подготовить учащихся к рассмотрению соединений железа с разной степенью его окисления. Задание 3. Используя таблицу периодической системы, учебник, справочник, заполните таблицу со следующими графами: строение атомов элементов, предполагаемые степени окисления. Учащимся, выполняющим это задание, рекомендуется сначала, не используя учебника и справочника, заполнить графы таблицы, а потом сравнить полученные во второй графе выводы с данными, имеющимися в книгах. Результаты работы записывают на доске, учитель, если нужно, вносит в них поправки. Задание 2 (предлагается после выполнения и разбора результатов первого задания) Рабата фронтальная. Цело: изучить физические свойства железа. Используя учебник и справочник, составьте характеристику свойств железа, в ней укажите, какими типичными для металлов свойствами обладает железо и какие у него имеются особые свойства. Результаты выполнения самостоятельной работы могут быть записаны, как показано в таблице 12. Таблица 12 Свойства железа Обладает характерными cueЯствами металлов ( 1 i 1 Эл и Ц|/ет Блеск Ковкость ектропроводммосгь теплопроводность Сеиы.1 Металлические Койки;'] металл Проводит теплоту и электрический ток, но слабее, чем медь Имеет своеоС разные свойства Отношение к магниту Способно притягиваться к магниту; сталь способна намагничиваться После выполнения работы делают выводы, что железо обладает и характерными металлическими свойствами, и известным своеобразием. Впрочем, магнитные свойства имеются не только у железа, но и у некоторых других металлов. Но у железа эти свойства проявляются ярче. 149
Задание 3 (предлагается в той части урока, где рассматриваются химические свойства железа) Работа фронтальная. Цель: сделать вывод, что железо проявляет характерные для металлов химические свойства. Перед выполнением самостоятельной работы учитель демонстрирует следующие химические опыты: а) горение железа в кислороде, б) взаимодействие железа с серой, в) взаимодействие железа с хлором, г) растворение железа в соляной кислоте, д) взаимодействие железа с раствором нитрата меди (II). Учащимся предварительно указывают, что им предстоит, выполняя самостоятельную работу, объяснить сущность наблюдаемых явлений в свете электронных представлений и теории электролитической диссоциации. Задание 1. Железо горит в кислороде с образованием железной окалины Fe304,' содержащей железо в степени окисления +2 и + 3. Напишите химическое уравнение этого превращения и составьте для него электронный баланс. 2. Напишите уравнения реакций железа с: а) серой и б) хлором, учитывая, что в первом случае железо образует соединение в степени окисления + 2, а во втором +3. На основе результатов проведения опытов реакций железа с кислородом, серой, хлором расположите эти три неметалла в ряд по возрастанию их окислительных свойств. 3. Напишите уравнение реакции железа с разбавленной соляной кислотой в полном и сокращенном ионном виде. С каким раствором железо будет реагировать так же, как в этом случае? Почему? 4. Выявите сущность превращений, происходящих при взаимодействии железа с раствором нитрата меди (II). Тетради учащихся, где они выполняли задания, проверяет учитель к следующему уроку, на котором проводит обсуждение полученных выводов. СОЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗА Задание 1 (предлагается при рассмотрении вопроса о составе и физических свойствах соединений железа) Работа фронтальная. Цель: совершенствовать умение работать с учебником. Перед выполнением самостоятельной работы учитель обращает внимание учащихся на наличие у железа двух степене"' окисления, отмечает, что в связи с этим у данного металла может быть два ряда соединений. В одних оксидах, гидроксидах, солях железо проявляет степень окисления +2, в других +3. 150
Учащимся предлагают, пользуясь материалом учебника (§ 71), охарактеризовать состав и физические свойства всех этих веществ, записав данные в таблицу со следующими графами: степени окисления железа, оксиды, гидроксиды, соли (хлориды, сульфаты, нитраты). Таблица 13 Свойства соединений железа Степени окисления железа Fe+* Fe+S Оксиды FeO твердое вещество, черного цвета, основной оксид Ре2Оэ твердое ве щество, бурого цвета, основной оксид Гидроксиды Fe(OH)o твердое вещество, белого цвета, основание Ре(ОН)3 твердое вещество, бурого цвета, основание Соли (хлориды сульфаты нитраты) FeCi2l FeS04, Fe(N03)2 твердые, кристаллические вещества, в растворе зеленоватого цвета (окраска ионов) FeCl3, Fe,(S04)3, Fe(N03)3 твердые кристаллические вещества, в растворе желто-бурого цвета (окраска коллоидных частиц Fe(OH)3, образующихся в результате гидролиза) После выполнения работы к доске вызывают двух учащихся. Один записывает в таблицу то, что касается характеристики оксидов, гидроксидов, другой — то, что относится к солям. Учитель дает пояснения. Задание 2 (предлагается при рассмотрении вопроса о химических свойствах соединений железа) Работа фронтальная. Цель: на основе лабораторной работы установить, какими химическими свойствами обладают соединения железа. Учащимся предлагают выполнить лабораторные опыты: а) взаимодействие оксида железа (III) с кислотами; б) окисление иона железа в степени окисления + 2; в) получение гидроксидов железа, взаимодействие их с кислотами. Результаты выполнения работы учащиеся записывают в тетради. После того как работа закончена, подводят итоги. В связи с этим учитель предлагает учащимся ответить на вопросы: 1. В чем сходство свойств соединений железа со свойствами соединений алюминия? 2. В чем отличие свойств соединений железа от свойств соединений алюминия? 151
СОЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗА Ш ПРИРОДЕ. РУДЫ ЖЕЛЕЗА. СПЛАВЫ ЖЕЛЕЗА По указанным в названии урока трем вопросам заслушиваются краткие сообщения учащихся, подготовленные в результате самостоятельной работы с учебником, дополнительной литературой. Учитель обращает внимание учащихся на то, что для распознавания соединений железа, обладающего разной степенью окисления, нужно различать разбавленные растворы солей Fe+2 и солей Fe+3. Учитель дает разъяснения, какие вещества используют для распознавания, какие реакции происходят в растворах. Задание 1 (предлагается при ознакомлении учащихся с характерными реакциями ионов Fe2+ и Fe3+). Работа фронтальная. Цель: ознакомить учащихся с характерными реакциями солей железа (II) и солей железа (III). Учащимся предлагают выполнить по учебнику лабораторную работу: «Взаимодействие солей железа (III) с роданидом аммония и солей железа (II) с красной кровяной солью». После завершения работы учитель для проверки ее результатов вызывает к доске двух учащихся, один из которых запи-. сывает уравнение реакции хлорида железа (II) с красной кровяной солью, а другой — уравнение реакции хлорида железа (III) с роданидом аммония. СИСТША САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ РАБОТ УЧАЩИХСЯ В X КЛАССЕ Характер самостоятельной работы учащихся в X классе обусловлен содержанием курса органической химии, его структурой, обобщением знаний по неорганической и органической химии. При изучении органической химии повышается теоретический уровень знаний учащихся. Это касается электронной природы химической связи, пространственных представлений, зависимости свойств от химического, электронного и пространственного строения. При прохождении органической химии происходит, с одной стороны, дальнейшее развитие общих понятий, знания о которых получили учащиеся по неорганической химии,— «ковалент- ;ная связь», «донорно-акцепторный механизм образования свя- |зи», «смещение электронной плотности в молекулах», «геометрия молекул»; с другой стороны, формирование и развитие понятий, характеризующих собственно органическую химию,— «гомология», «структурная и геометрическая изомерия», «вза- 152
имное влияние атомов на основе электронных представлений», «механизмы химических реакций» и другие понятия (29). Важно отметить, что новые понятия, формируемые в курсе органической химии, имеют определенную опору на знания, получаемые по неорганической химии (понятия: «состав вещества», «химический элемент», «химическое соединение», «химическая связь» и др.). В связи с этим в процессе преподавания приходится постоянно прибегать к опорным знаниям. Это обстоятельство определенным образом влияет на содержание н виды самостоятельной работы. При изучении органической химии по сравнению с неорганической значительно возрастает роль абстракций (гибридизация электронных облаков, пространственная изомерия и другие понятия), увеличивается объем материала, который невозможно подтвердить химическим экспериментом. В этом случае приходится использовать модели, рисунки, учебные фильмы, диафильмы, диапозитивы, т. е. возрастает роль наглядности в процессе формирования абстрактных понятий. Особенно велика познавательная роль моделей, так как современное знание становится все опосредованнее, абстрактнее. Модели в учебном процессе облегчают задачу учащихся в познании абстрактных понятий курса органической химии. В связи с этим повышается роль наглядности в самостоятельной работе учащихся. Курс органической химии характеризуется стройной структурой, взаимосвязью классов соединений: углеводороды — спирты — альдегиды — кислоты — сложные эфиры — углеводы — амины — аминокислоты — белки. Это обстоятельство позволяет широко применять в системе самостоятельных работ учащихся генетические связи между классами соединений (переход от менее сложного к более сложному и, наоборот, от сложного к простому), логические операции, особенно сравнения, систематизация и обобщения. В процессе преподавания органической химии возрастает роль дедукции. Явление гомологии позволяет переходить от общих суждении о классе соединений к отдельным представителям, дедуцировать из общих посылок частные выводы (27, 29). Это обстоятельство следует иметь в виду при построении системы самостоятельных работ. Важной особенностью курса химии X класса является то, что он завершается обобщением знаний по неорганической и органической химии. Здесь обобщаются теоретические сведения, практические умения, политехнические знания. Разумеется, в процессе обобщения знаний и умений большое место отводится самостоятельным работам различного характера (16). До сих пор речь шла о характере самостоятельной работы в зависимости от объективных условий, создаваемых содержанием предмета в X классе. Но необходимо еще учитывать и 153
субъективные условия. Oiih выражаются в том, что в X классе учащиеся приходят с достаточной общеобразовательной подготовкой, с определенным опытом самостоятельной работы, приобретенным в предыдущих классах, что позволяет в процессе обучения шире применять логические приемы мышления, ставить более глубокие по содержанию самостоятельные работы по сравнению с работами в младших классах. В связи с изложенным из различных видов самостоятельных работ учащихся возрастает роль самостоятельного изучения материала по учебнику в сочетании с другими видами самостоятельной работы: упражнениями, задачами, учебными фильмами, диафильмами и др. Самостоятельная работа с учебником по своим дидактическим функциям может иметь различный характер, что видно из схемы 4. Схема 4. Дидактические функции самостоятельных работ Восстановление опорных сведений Изучение нового материала Закрепление изученного Обобщение сведений Самостоятельная работа с учебником На этой же схеме показаны связи между видами самостоятельных работ. Самостоятельная работа с учебником непосредственно связана с проблемностью обучения. Часто при постановке самостоятельных работ перед учащимися ставится проблема: что-то выяснить, доказать. Иногда проведение химических опытов (учащимися или учителем) служит «затравкой» для того, чтобы выдвинуть перед учащимися проблему. В X классе используются упражнения и задачи (расчетные и экспериментальные) не только для закрепления материала, для «ближнего» и «дальнего» переноса знаний, но, что особенно важно, для обобщения знаний. Такого рода упражнения приобретают большое значение в выпускном классе. По характеру познавательной деятельности учащихся в X классе возрастает роль заданий частично-поискового и исследовательского характера. На завершающем этапе химического образования представляется возможность шире использовать такие виды самостоятельной работы, как реферирование различных литературных источников, доклады, обзоры, работа со справочной литературой и т. п. О значении самостоятельной работы учащихся с книгой много сказано в педагогической литературе, но интересно, как сами 154
учащиеся объясняют необходимость использования зторо вида работы (в течение двух лет проводилось анкетирование среди учащихся). По их мнению, польза от самостоятельной работы с учебником заключается в том, что она вырабатывает навык самостоятельной работы с книгой, развивает умение выбирать главное в прочитанном, позволяет лучше понять и запомнить содержание учебного материала, приучает составлять план прочитанного. Они также считают, что при самостоятельной работе с учебником в классе создается приподнятый рабочий настрой; представляется возможность тут же на уроке выяснить у учителя неясные вопросы. При работе по конкретному плану время рассчитано почти по минутам, что приучает к собранности, организованности, заставляет не отвлекаться, экономит время для домашних заданий, так как материал изучен в классе. Работа с учебником, отмечают учащиеся, позволяет найти пробелы в своих знаниях, приучает полагаться только на свои силы, так как отсутствует помощь извне. Наконец, они видят пользу работы с учебником в том, что она заставляет самим думать над материалом, т. е. способствует развитию мышления. Важной особенностью самостоятельной работы с учебником является то, что она всегда сочетается с другими видами самостоятельной работы: упражнениями, задачами, моделями, химическим экспериментом, таблицами, фильмами и другими средствами наглядности, т. е. работа с учебником носит комплексный характер. К этому следует добавить, что при использовании данного вида работы достаточно четко проявляется вопрос сочетания слова учителя и самостоятельной деятельности учащихся. Опыт показывает, что для самостоятельных работ может быть использован материал учебника, где: а) излагаются явления, факты, которые ученик может объяснить на основании известных ему теорий (например, явление изомерии, зависимость свойств от наличия тех или иных функциональных групп); б) рассматривается получение веществ на основе знакомых учащимся закономерностей химических реакций и основных принципов производства (например, синтез этилового спирта); в) освещается применение веществ на базе уже изученных учащимися строения и свойств соединений данного класса; г) раскрывается генетическая связь между веществами различного строения. Разумеется, указанные подходы носят относительный характер. Часто вопрос об отборе учебного материала для самостоятельного изучения не приходится решать однозначно. Например, далеко не всегда следует вопросы, касающиеся применения веществ, давать для самостоятельного изучения. Практика показывает, что в ряде случаев вокруг вопросов применения 155
вещества может быть ирозедена интересная работа в классе с использованием местного материала или исторического материала, дополнительных сведений о применении того или иного вещества, материалов по развитию определенной отрасли промышленности и т. д. Видимо, вопрос о методике изучения о применении веществ нужно решать в каждом конкретном случае. Таким образом, в общем можно сказать, что для самостоятельного изучения берется материал, для усвоения которого учащиеся теоретически подготовлены. Интересны ответы учащихся на вопрос: «В каких случаях целесообразна самостоятельная работа с учебником?» Так, они отмечают, что самостоятельная работа с учебником возможна тогда, когда: а) материал несложный и не требует химического эксперимента; б) в изучаемом материале отсутствуют новые теоретические понятия; в) изучаемый новый материал основан на полученных ранее знаниях; г) материал связан с изучением промышленных процессов. Учитывая сказанное, нами были включены для самостоятельного изучения следующие темы и вопросы учебника ', указанные в таблице 14. Важным вопросом является вопрос о том, когда материал учебника изучать дома, а когда — в классе. Опыт показал, что для работы в классе следует рекомендовать такой материал, для понимания которого используется наглядность (химический эксперимент, учебные фильмы и пр.), а также материал, который нуждается в частичном объяснении учителя. Независимо от того, где изучается материал — в классе или дома, важно, чтобы учащиеся получили конкретное учебное задание. Исходя из изложенного, для самостоятельного изучения в классе предлагаются следующие темы и вопросы: полиэтилен и полипропилен, получение ацетилена из метана, нефтепродукты и их применение, промышленный синтез этилового спирта, применение альдегидов (при наличии кинофильма «Фенолфор- мальдегндные пластмассы»), муравьиная и уксусная кислоты, гидролиз жиров в технике, гидрирование жиров, аминокислоты, синтетическое волокно капрон. Остальные темы и вопросы, обозначенные в таблице 14, изучаются учащимися дома. Особенностью самостоятельного изучения материала дома является то, что учащиеся, работая по плану учебного задания, должны подготовить как бы отчет: в виде сообщения, доклада о прочитанном, провести обобщение изученного материала (определенные вопросы), представить графики, решение упражнений, задач и т. п. 1 Здесь и далее приводится ссылка на учебник: Цветков Л. А. Органическая химия. Учебник для 10 класса. М., Просвещение, 1983. 156
Т а б л н и а 14 Темы для самостоятельного изучения ft; и Тема (вопрос) для самостоятельного изучения Электронная природа химических связей в органических веществах Полиэтилен, полипропилен Ацетилен (получение). Гомологический ряд ацетилена Многообразие углеводородов. Взаимосвязь гомологических рядов Природный и попутный нефтяной газ Нефтепродукты и их применение Генетическая связь между спиртами и углеводородами Промышленный синтез этилового спирта Применение альдегидов Муравьиная и уксусная кислоты Связь между углеводородами, спиртами, альдегидами и кислотами Жиры как питательные вещества Гидролиз жиров в технике, гидрирование жиров Применение глюкозы Получение сахара Крахмал как питательное вещество. Применение крахмала и получение его из крахмалсодер- жащих продуктов Аминокислоты Синтетическое волокно капрон Средства наглядности Таблицы: «Электронные модели атомов I—IV периодов», «Виды химической связи» Образцы полиэтилена, реактивы и принадлежности, кинофрагмент «Полиэтилен» Кииофрагмент «Производство ацетилена из природного газа» Диафильм «Природные и попутные газы» Коллекция «Нефть и ее продукты» Кииофрагмент или диафильм «Производство синтетического этилового спирта» Кииофрагмент «Фенол фор и альдегидные пластмассы», образцы фенолформ альдегидных пластмасс Образцы кислот. Хл.-личсскнп эксперимент Кинофильм «Переработка жиров» Образцы аминокислот Химический эксперимент Кинофрагмент «Капрон» 157
При самостоятельной работе с учебником часто учащимся предлагают задание: законспектировать основной материал или составить план ответа. Опыт показывает, что не все учащиеся справляются с таким заданием. Часто они подробно списывают текст учебника, не.выделяя главного. Очевидно, учителю целесообразно провести обучающий урок по составлению конспекта, плана, тезисов на химическом материале. Учитель, организуя самостоятельную работу с учебником, не должен пассивно наблюдать за работой учащихся, его наблюдения имеют активный характер: он фиксирует успехи и недостатки в работе отдельных учащихся, записывает вопросы, по которым следует поговорить с учащимися. Некоторые учителя из-за опасения, что учащиеся могут что-то не понять в тексте, часто прерывают самостоятельную работу, ведут беседу, разъясняют, хотя материал доступен учащимся. Этим создается атмосфера нервозности, темп работы замедляется, она становится неинтересной. Разумеется, учащимся нужно предоставлять полную самостоятельность, зная, что выполняемая ими работа доступна. Следует иметь в виду, что темп работы учащихся на первых уроках небольшой: они проявляют осторожность, медлительность при выполнении отдельных вопросов задания, стремятся делать подробные записи, на что обычно уходит много времени. Постепенно темп работы учащихся увеличивается: они быстро уясняют себе последовательность действий при выполнении задания, умеют делать короткую и четкую запись основного материала. Рассмотрим содержание и методику организации самостоятельной работы с учебником по отдельным темам, вопросам программы. ТЕОРИЯ ХИМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИИ ЭЛЕКТРОННАЯ ПРИРОДА ХИМИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ В ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВАХ (§ 4] Основная задача темы — подготовить учащихся к пониманию вопросов гибридизации и механизмов химических реакций. Большинство вопросов, освещаемых в теме, известно учащимся, за исключением способов разрыва ковалентной связи. Однако запас знаний учащихся дает возможность им усвоить не изучавшееся понятие. К этому следует добавить и то, что в данной теме учащиеся получают лишь самое общее, первоначальное представление о способах разрыва ковалентной связи, в дальнейшем, при изучении отдельных механизмов химических 158
реакций, они получат более конкретные сведения по данному вопросу. Все сказанное позволяет рекомендовать тему «Электронная природа химических связей в органических веществах.» для самостоятельного изучения дома с последующей беседой в классе. Цель: обобщить знания об электронной природе химических связей. Задание 1. Повторите по учебнику VIII класса сведения об электронном строении атомов элементов первых двух периодов, виды химической связи, особенно ковалентную связь, электроотрицательность. 2. Изучите § 4 учебника органической химии и сделайте краткие записи в тетрадях. 3. Выполните упражнения 10—13, данные в конце § 4. 4. Составьте план ответа на вопрос: «Как образуется кова- лентная связь и каковы ее особенности?» Основное внимание при проверке выполнения задания учитель в процессе беседы обращает на четвертый пункт. Здесь учащиеся должны отметить не только вопрос образования ко- валентной связи перекрыванием электронных облаков, но и такие особенности этой связи, как ее длина, пространственная направленность, полярный или неполярный характер связи. Таким образом, на этом уроке обобщаются знания учащихся об электронном строении атома и химической связи. При хорошей подготовке учащихся на рассмотрение указанной темы может быть выделена часть урока. ПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ СТРОЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ (§ 5) Из этой темы для самостоятельной работы отбирается вопрос: состав и физические свойства предельных углеводородов. Предлагать учащимся самостоятельно изучать вопрос о строении предельных углеводородов не следует, так как этот вопрос является центральным в теме и учащиеся впервые с электронной точки зрения получают представление о строении углеродной цепи, пространственных формах. Цель: понять общую формулу предельных углеводородов, закономерности изменения физических свойств в зависимости от состава и относительной молекулярной массы. Учитель, начав урок, указывает на то, что известно большое число предельных углеводородов и что учащимся предстоит изучить их состав, строение, свойства и применение. Далее он предлагает учащимся задание. 159
Задание i. Изучите по учебнику материал о составе и физических свойствах предельных углеводородов и сделайте краткие записи (§ 5). 2. Внимательно рассмотрите таблицу 1 учебника и сделайте выводы о наблюдаемых закономерностях в изменении физических свойств в зависимости от числа атомов углерода в молекуле углеводорода. 3. Выполните упражнения 2-3 (в конце § 5). На выполнение задания дается от 5 до 7 мин, после чего учитель проверяет упражнения 2-3 и делает выводы после изучения таблицы. В результате изучения этого вопроса учащиеся должны усвоить общую формулу предельных углеводородов, переход количественных изменений в изменения качественные, изменение температур кипения и плавления с увеличением относительной молекулярной массы предельных углеводородов. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕДЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ (§ 6, 7) При рассмотрении химических свойств предельных углеводородов учитель подводит учащихся к понятию «гомологический ряд». Для его лучшего усвоения он предлагает учащимся задание. Задание 1. Какими признаками характеризуются: а) изомеры, б) гомологи? 2. Сравните между собой эти понятия, заполнив графы таблицы: Помят::я Гомолог Изомер Качественный состав Количественны"] состав Строение Сво:*:стпа Пояснение. При ответе на вопрос о составе (графы 2 и 3) указываете «одинаковый» или «разный», в графах «строение и свойства» (графы 4 и 5) записываете: «сходное (сходные)», «одинаковое (одинаковые)» или «различное (различные)». Далее, учитель, используя таблицу «Гомологические ряды предельных углеводородов общей формулы СпН2п+2» (таблица 15), объясняет относительность понятий «гомолог» и «изомер». Например, 2-метилбутан — один из трех изомеров состава CsH12— одновременно является гомологом 2-метилпропана, 160
2-метилпентана, имеющих сходное химическое строение. Каждый изомер начинает свой гомологический ряд, например 2-ме- тилпропан, 2,2-диметилпропан — первые члены соответствующих гомологических рядов. Поэтому обшей формуле СпН2п+2 отвечает большое число гомологических рядов. Для самостоятельной работы с таблицей учащимся предлагают задание. Задание 1. Напишите для вещества 2-метилпропан один изомер и один гомолог. 2. Может ли изомер 2,2-диметилпропан быть одновременно гомологом? Подводя итог, учитель отмечает, что гомологи имеют сходное строение (все атомы находятся в я/Я-гибридизации), а следовательно, сходные свойства, выражающиеся в разрыве связей С—С и С—Н в химических реакциях. Из рассматриваемой темы (§ 7) учащиеся самостоятельно изучают дома вопросы применения предельных углеводородов и их получение. Цель: выяснить зависимость применения предельных углеводородов на основе их свойств. В содержание задания включают упражнения, касающиеся химических свойств предельных углеводородов, а также упражнения по вопросу их применения. Задание 1. Изучите по учебнику материал о применении предельных углеводородов (§ 7) и заполните таблицу: Реакции предельных углеводородов Горение Замещение Разложение Изомеризация Использование реакции (на примерах) 2. Составьте схему веществ, получаемых из метана, и укажите их применение. 3. Выполните упражнения 24, 25, данные в конце § 7. 4. Рассмотрите механизм реакции хлорирования этана (до образования хлорэтана), 11 Заказ № 4083 161
Гомологические ряды веществ Молекулярная формула СН* санв СаНа C.jHi0 CgHia СвНц с,н„ Число изомеров 0 0 0 2 3 5 9 Гомологнче !2-метилпропана СНа-Н СНз—СНэ CHj-CHj-CH, СН,—CHj—CHj-CH, сн3-сн2-сн2-сн,-сн3 СНз—CHj—СН„—CHj—CHj—СН, CHa—CH2—CHj—CHi—CHj—CH,—СИ, СНз—CH—СНз I CH, CH3—CH—CHj—CH, I CH, CH3-CH-CHa-CHa-CH, I CH, CH,—CH-CHs-CHa-CH2-CH, I CH, 5. Сколько веществ изображено следующими формулами: СНз—СН2—СН3; СНз—СН2—СН2—СН3; СН3-СН<^3 ; (СН3)2СН-СН3; СНз сна СН ; СНз-СН—СН2-СН3; СНз—С-СНз? /\ I I СНз СН3 СНз СНз Эти упражнения необходимо проверить и выставить оценки. В процессе контроля можно использовать для демонстрации правильных ответов кодоскоп, схемы химической переработки метана. Образец схемы приводится ниже. СНС13 Сажа СН3С1 \ t / Схема 5 СС14 Метан СН4 >СН2С12 СО + ЗН2 (синтез-газ) / Но С*И* 162
общей формулы CnH2n+2 Таблица 15 ский ряд 2,2-днметил пропан а СНз 1 С Нз—С—СНз i СНз СНз 1 СНз-С-СНг-СН, 1 СН, СНз I СН3-С-СНа-СН2-СН, 1 СНз ;-метцлпентана СНа-СНг-СН-СН,-СН3 1 СН, СНз—СНа-СН—СН2—CHj—СНз 1 СНз 2.3-д и мети л бутана СН3-СН-СН-СН, 1 1 СНд СНз СНз—СН—СН—CHj-CH, 1 1 СНз СНз Учащиеся должны отметить применение каждого вещества, получаемого из метана, и, где это возможно, указать химический процесс. При изучении темы «Предельные углеводороды» учитель согласно программе проводит лабораторную работу «Изготовление моделей молекул предельных углеводородов и их галогенопроизводных». В результате ее выполнения учащиеся должны усвоить вопрос о пространственном строении молекул органических веществ, научиться собирать шаростержневые и масштабные модели молекул углеводородов и их галогенопроизводных. Работа выполняется по вариантам: первый вариант включает вопросы 1, 4, 5 учебного задания, второй — 2, 4, 6, третий — 3, 4, 7. Задание 1. Соберите масштабную модель молекулы метана, как показано на рисунке 3 учебника. О способе ее изготовления прочитайте в разделе «Лабораторные опыты» (лабораторная работа № 1). Теперь соберите шаростержневую модель молекулы метана (см. рис. 6). Сравните модели между собой. 2. Соберите масштабную и шаростержневую модели молекулы этана. Изобразите модели молекулы на бумаге. Что обозначают стержни, соединяющие между собой шарики в шаро- стсржневой модели? И* 163
3. Соберите масштабные и шаростержневые модели молекул бутана и изобутана. Ответьте на вопросы: а) почему сплющены шарики, обозначающие атомы в масштабной модели молекулы? б) Какая модель в большей степени отражает действительное строение молекулы: масштабная или шаростержневая? Дайте обоснование. 4. Соберите шаростержневую модель молекулы пентана. Покажите на ней, какие пространственные формы может принимать молекула в пространстве, если происходит вращение атомов вокруг а-связи. Изобразите в тетради несколько пространственных форм молекулы пентана. Сравните изображения, сделанные вами, с изображениями пространственных форм, данных в учебнике (рис. 9). Ответьте на вопросы: а) изменятся ли валентные углы С—С—С при вращении атомов углерода вокруг о-связи? б) Сохраняется ли при этом длина связи С—С? 5. Сколько изомеров может иметь дифторметан CH2F2? Изобразите их. Теперь соберите шаростержневую модель указанной молекулы. Попытайтесь менять местами «атомы» водорода и фтора. К какому выводу вы приходите? 6. Сколько веществ представлено следующими формулами: НИ Н Н Н С1 Н Н II II II II С1-С—С—Н; Н—С—С—Н; Н—С—С-Н; Н-С—С—С1; II II II II НН НС1 НН НН Н Н С1 Н I I II Н—С—С—Н; Н—С—С—Н? II II С1 Н Н Н Соберите шаростержневую модель молекулы хлорэтана. Попытайтесь менять место «атома» хлора в модели, как показано на структурных формулах. Какой можно сделать вывод? 7. Сколько веществ представлено формулами: И Н С1 Н С1 С1 Н С1 1 I I II II С1-С-С—CI; C1—С—С—Н; Н—С—С—Н; Н—С—С—Н; II II II i I Н Н Н Н Н Н С1 И Н С1 Н С1 Н Н II II II Н-С-С—Н; Н—С—С—С1; Н—С—С—С1? II I I II Н С1 Н Н Н С1 164
С помощью шаростержневой модели покажите различное положение атомов хлора. Какой можно сделать вывод? По усмотрению учителя часть задания, касающегося изготовления моделей галогенопроизводных, может быть выполнена дома. НЕПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ СТРОЕНИЕ УГЛЕВОДОРОДОВ РЯДА ЭТИЛЕНА [§ 9) При изучении этиленовых углеводородов у учащихся возникают большие трудности: материал насыщен новыми теоретическими понятиями, требующими пояснения учителя. Тем не менее по отдельным вопросам могут быть поставлены самостоятельные работы, которые позволят учащимся лучше уяснить материал. После объяснения учителем строения и номенклатуры этиленовых углеводородов целесообразно учащимся предложить такое задание по гомологии и изомерии. Задание I. Впишите в таблицу 16 формулы этиленовых изомеров, отвечающих составу С5Ню. Дайте им названия. Какие новые гомологические ряды образуют изомеры? Таблица 16 Гомологические ряды этиленовых углеводородов общей формулы СПН2П Молекулярная формула С2Н4 СзНб с4н8 СбНю Гомологический ряд этилена СН2=СН—СНз СН2=СН—СНз—СНз ? Гомологический ряд Оутена-2 СНз—СН = СН—СНз ? Гомологический ряд 2-метилпро- пилена сн2=с—сн3 1 СНз ? Гомологический ряд? ? Гомологический ряд? ? 2. Выполните упражнения: а) Напишите структурные формулы двух изомеров и двух гомологов для вещества строения СН3—С = СН—СН2—СН3. I СНз Дайте им названия. 3. Какому составу соответствует больше изомеров: CsH12 или С5Ню? Дайте пояснения. 165
4. Укажите, какие вещества, представленные ниженаписан- ными формулами, являются: а) гомологами, б) изомерами: СН—СН2; СН2 = СН—СН2—СНа; | | СН2—СН2 сн2 Н2С—СН—СН3; СН2 = СН—СН3; СН3-С = СН2; СНз-СН; СН3—СН = СН-СН2 —СН. i II СНз СН-СН3 При выполнении этого задания учащимся можно обратиться к тексту учебника, где рассматривается изомерия предельных и этиленовых углеводородов. После пояснения геометрической изомерии учитель предлагает учащимся задание по моделированию цис- и грянс-изоме- ров (два варианта). Задание 1. Напишите структурные формулы цис- и грянс-изомеров для С2Н2С12. Соберите модели этих изомеров. Почему возможна здесь цис- и гра«с-изомерия? 2. У каких соединений могут быть цис- и гранс-изомеры: пропен, пентен-1, пентен-2? Напишите структурные формулы изомеров и соберите их модели. При выполнении задания можете пользоваться учебником. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ УГЛЕВОДОРОДОВ РЯДА ЭТИЛЕНА (§ 10, 11) При изучении данной темы определенные трудности вызывают вопросы применения правила Марковпикова и трактовки механизма реакции присоединения. Часто учащиеся ошибочно сводят механизм реакции к правилу Марковникова. Разумеется, это правило помогает понять механизм реакции, дает возможность судить о распределении электронной плотности в молекуле, а следовательно, о преимущественно протекающей реакции. Для уяснения данного вопроса учащимся предлагают задание. Задание 1. Пентен-1 и 2-метилпропен реагируют с бромоводородом. Напишите уравнения реакций, используя правило Марковникова. 2. Рассмотрите механизм реакции присоединения бромово- дорода к пентену-1 и 2-метилпропену. При выполнении задания обращайтесь к учебнику. 166
Изучение свойств непредельных углеводородов следует проводить в сравнении с предельными. В связи с этим учащимся предлагают задание. Задание 1. Составьте уравнения возможных реакций для пропана и пропилена: а) галогенирование, б) гидрирование, в) взаимодействие с галогеноводородом, г) полимеризация. 2. Укажите, какие углеводороды — предельные или непредельные— подвергаются окислению. Дайте пояснения. Рассматривая вопрос применения этиленовых углеводородов, учитель предлагает учащимся задание: составить схему получаемых из этилена веществ и указать на ней, где это возможно, химические реакции. На уроке демонстрируют схемы, составленные наиболее удачно. Приводим один из возможных вариантов схемы. Схема б Получаемые из этилена вещества С1СН2—СН2С1 г хлорирование С2Н5ОН "^гидратация этилен С2Н4 полимериза ция >(-СН2-СН2-)п I С2Н5С1 В дальнейшем схема может быть дополнена, например, синтезом ацетальдегида (реакция окисления). ПОНЯТИЕ О ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ (§ 12) В этой теме учащиеся самостоятельно изучают полиэтилен и краткие сведения о полипропилене. Учащиеся на предыдущем уроке получили знания о строении полимеров, их общих свойствах. На примере полиэтилена эти знания могут быть закреплены. Цель: усвоить вопросы зависимости свойств полимеров от их строения и относительной молекулярной массы. Для изучения полиэтилена необходимы образцы полиэтилена и соответствующие средства наглядности: реактивы и принадлежности (согласно описанию лабораторной работы о полиэтилене), кинофрагмент «Полиэтилен». Ход урока. Вначале учитель проводит краткий фронтальный опрос, включающий общие сведения о высокомолекулярных со- 167
единениях и упражнения, заданные на дом (31, 32, 33, 34). Приводим примеры вопросов: 1. Какую геометрическую структуру могут иметь полимеры? 2. Почему относительная молекулярная масса полимера не имеет постоянной величины? 3. Как объяснить отсутствие летучести и большую вязкость растворов полимеров? На опрос отводят 4—5 мин. Затем учитель отмечает, что на этом уроке учащимся предстоит изучить важный для народного хозяйства полимер — полиэтилен и предлагает им учебное задание, которое регламентирует последовательность действий учащихся. Задание 1. Изучите по учебнику материал о полиэтилене (§ 12). 2. Выполните лабораторные опыты согласно инструкции, данной в учебнике (см. раздел «Лабораторные опыты», работа 2 — «Свойства полиэтилена»). 3. Просмотрите кинофрагмент «Полиэтилен». 4. Ответьте (устно) на следующие вопросы: а) Как влияют структура и относительная молекулярная масса макромолекул на свойства полиэтилена? б) Какие имеются способы получения полиэтилена? в) В чем отличие полиэтилена высокого давления от поля- этилена низкого давления? г) Какое свойство полиэтилена лежит в основе переработки его в изделия? д) Укажите области применения полиэтилена. Опыт показывает, что на чтение материала о полиэтилене учащиеся обычно затрачивают 5—6 мин, на выполнение опытов с полиэтиленом — 10 мин, на просмотр фильма—10 мин, на ответы на вопросы — 5 мин. Оставшееся время учитель использует для объяснения особенностей строения полипропилена и его свойств. При отсутствии кинофильма «Полиэтилен» план урока несколько меняется. После краткого опроса, прочтения материала о полиэтилене, выполнения лабораторной работы учитель проводит беседу по вопросам, которые даны в задании. При таком варианте урока учитель будет располагать большим временем для рассмотрения полипропилена. ДИЕНОВЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ (§ 13) Учащиеся имеют знания об этиленовых углеводородах, что позволяет им понять диеновые углеводороды (на таком теоретическом уровне, на котором они изложены в учебнике), изучить в значительной степени самостоятельно. 168
Цель: получить представления об углеводородах, необходимых для производства синтетических каучуков. Учитель после краткого опроса об этиленовых углеводородах (наличие двойной связи, реакции присоединения по месту этой связи) предлагает учащимся задание. Задание 1. Прочитайте § 13 учебника и сделайте необходимые записи в тетради. 2. Выполните упражнение 40. 3. Выполните упражнение 44. 4. Как осуществить превращение С4Н10—С4Н6? Напишите соответствующие уравнения реакции. На выполнение задания затрачивается 20 мин. Учитель проверяет ответы на вопросы 2, 3, 4, обращает внимание на главное: свойство диеновых углеводородов (бутадиен- 1,3 и 2-метилбутадиен-1,3) к реакции присоединения в положениях 1, 4, что крайне важно для понимания реакции полимеризации— синтеза каучука. АЦЕТИЛЕН И ЕГО ГОМОЛОГИ (§ 15) Учащиеся самостоятельно изучают следующие вопросы: строение ацетилена, его получение из природного газа и гомологический ряд ацетилена. Первые два вопроса рассматривают в классе, третий вопрос — дома. Учитель, объяснив физические свойства ацетилена, дает задание учащимся самостоятельно ознакомиться с вопросом строения ацетилена по учебнику. К этому времени учащиеся уже имеют представление о sp3- и 5^2-гибридизации, что позволит им понять sp-гибрндизацию. Цель: усвоить понятие о sp-гибридизации, влияние строения на реакционную способность молекулы ацетилена. Задание 1. Изучите по учебнику строение молекулы ацетилена (§ 15). 2. Зарисуйте схему а- и л-связей в молекуле ацетилена (рис. 23,6). 3. Рассмотрите модели молекул ацетилена (рис. 24). Соберите их и объясните, почему сильно сплющены шарики, изображающие атомы углерода, в масштабной модели. 4. Сравните строение молекулы ацетилена со строением молекулы этилена. В чем вы видите сходство и различие между ними? 5. Зная строение ацетилена, какие можно предположить у него свойства? Учитель должен проверить понимание учащимися строения молекулы ацетилена и, если потребуется, дать пояснения. Сравнение строения молекул ацетилена и этилена позволит им 169
увидеть сходство — наличие а- и я-связей, а также различие — увеличение числа л-связей у ацетилена, что приводит к изменению пространственного строения молекул: они приобретают линейное строение. Предположения, которые сделают учащиеся о возможных свойствах ацетилена, исходя из его строения, позволят учителю перейти к рассмотрению химических свойств данного вещества. Вопрос получения ацетилена из природного газа учащиеся изучают самостоятельно, так как они получили знания о метане, основной части природного газа, о непредельных углеводородах, об их получении из предельных углеводородов. Цель: уяснить вопрос получения ацетилена экономически выгодным способом. Для самостоятельной работы необходимы такие средства наглядности: кинофрагмент «Производство ацетилена из природного газа», прибор для получения ацетилена из карбида кальция. Ход урока. Учитель, указав на два способа получения ацетилена— карбидный и из природного газа, рассматривает первый способ, обращая внимание на экономическую сторону. Затем отмечает, что ацетилен, получаемый из природного газа, дешевле ацетилена, получаемого по карбидному способу. Почему? На этот вопрос отвечают сами учащиеся. После этого учитель предлагает им самостоятельно разобраться в получении ацетилена вторым способом. Задание 1. Изучите материал учебника о получении ацетилена (§ 15). 2. Внимательно рассмотрите промышленную установку для получения ацетилена из метана (цветная вклейка рис. 1). 3. Сделайте краткие записи в тетради. 4. Просмотрите кинофрагмент «Производство ацетилена из природного газа». 5. Ответьте (устно) на вопросы: а) Как достигается высокая температура в реакторе? б) Что делают, чтобы ацетилен не разложился в реакторе? в) Какие образуются продукты в процессе получения ацетилена? На изучение материала о получений ацетилена и на краткие записи (вопросы 1, 2, 3) требуется 10—12 мин, на кинофрагмент— 10 мин, на ответы на вопросы — 5 мин. Всего на выполнение задания отводится 25—27 мин, при отсутствии фильма — 20 мин. В процессе беседы учитель выясняет понимание учащимися вопросов, указанных в задании, затем разъясняет перспективы производства ацетилена. 170
Материал о гомологическом ряде ацетилена учащиеся изучают дома по заданию, так как они получили знания о понятиях «гомолог», «гомологический ряд» на примере предельных и этиленовых углеводородов. Цель: закрепить понятия «гомолог», «гомологический ряд». Задание 1. Прочитайте дома материал о гомологах ацетилена (§ 15). 2. Выполните упражнения: а) выведите общую формулу для ацетиленовых углеводородов; б) приведите структурные формулы изомеров состава С5На и дайте им названия по современной международной номенклатуре; в) выполните упражнение 57 (в конце параграфа); г) сколько веществ представлено следующими формулами: СН СН2-СН3; СНз СН2-СН3; С—СН2- СН = С—СН2- СНз 1 СНз—С—О ) СНз -СНз. -СН2- = СН; СНз—СН—СН2—С = 1 СНз -СНз; СН3 sCH; СззС- СНз | сн2- —СН- 1 СНз СН3- -СН2 СН2—СН3; i -Сн=С; -С = С—СНз; -СН2—СН—СН,? | 1 С III СН д) найдите изомерные между собой вещества: СН2 = С = СН—СН3; СНз—С^С—СНз; СН2=СН—СН = СН8; СН==С—СН2—СН3; СН = С—С = СН; СН2 = СН—СН2—СН3; СНз—СН = СН—СН3. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ БЕНЗОЛ (§ 16) В этой теме учащиеся самостоятельно изучают дома вопрос о применении бензола. В задании обращают внимание на продукты, получаемые из бензола, а также на генетическую связь. 171
Задание 1. Прочитайте текст учебника «Применение бензола» (§ 16). 2. Как осуществить следующие превращения: СбН5С1 -*- СбН6 -*■ С£Н6С1б, СН^—С2Н2—QH6? Напишите соответствующие уравнения реакций и укажите условия их осуществления. 3. Составьте схему получаемых из бензола веществ. На уроке учитель проверяет выполнение задания, демонстрирует удачно составленные схемы. Приводим вариант схемы. СбНйС! хлорбензол \С12 С1с СбН^Ой гексахлоран Схема 7 Бензол с6н6 HN03 / C6H5N02 C61hs—CH2—СНз-»- мптробензол этилбензол -»-С6Н8—СН = СН2->- стнрсл ->(—СН—СН2—)„ с6н5 полистирол Здесь даны молекулярные формулы веществ (для экономии места). Учащимся следует предложить представить их в виде структурных формул. МНОГООБРАЗИЕ УГЛЕВОДОРОДОВ. ВЗАИМОСВЯЗЬ ГОМОЛОГИЧЕСКИХ РЯДОВ (§ 18] Данный материал является обобщением сведений об углеводородах, и изучение его требует большой предварительной самостоятельной работы. Опыт показывает, что проведение урока по этому параграфу без домашней подготовки учащихся не дает желаемого эффекта. В связи с этим целесообразно, чтобы учащиеся готовились к уроку по определенному плану с целью выяснения основных вопросов темы. Задание Проработайте дома материал параграфа и ответьте на следующие вопросы: 1. Как можно классифицировать все изученные вами углеводороды? Выполните упражнение 17, которое дано в конце параграфа. 172
2. Рассмотрите схему, которая дана в § 18. Выполните упражнение 22. Нарисуйте схему в тетради и подпишите под названием каждой группы углеводородов их общую формулу (упражнение 18). 3. Выполните упражнения 20—21. 4. Для каких углеводородов характерны реакции, указанные в таблице: Реакция Замещения Присоединения Отщепления (разложение, например, дегидрирование) Изомеризация Углеводороды предельные непредельные ароматические 5. Подготовьтесь к беседе на уроке по таким вопросам: а) рассмотрите причины многообразия углеводородов. Приведите примеры для подтверждения; б) раскройте вопрос о зависимости свойств каждой группы углеводородов от их строения. На уроке учитель вначале выясняет причины многообразия углеводородов (способность атомов углерода соединяться между собой, структурная изомерия, пространственная изомерия). Целесообразно дать учащимся задание, которое позволит им лучше уяснить изомерию внутри гомологических рядов и изомерию между различными группами углеводородов. Вариант 1 Даны следующие формулы веществ: СН2 1) СН2—СН2—СН3; 2) СН2—СН = СН2; 3) Н2С— СН—СН3; СНз СН3 4) Н2С—СН2 5) СНз—СзаС—СНз; 6) СН2 = СН—СН = СН2; Н2С-СН2; 7) СН2 = С = СН—СН3; « ЙЗЭснСНг"СН8: <» нс0снСН=СН" СН СН Впишите номера формул веществ в таблицу в соответствии с общей формулой гомологического ряда: 173
C-H2n+2 CnH2n ^n^2n —2 CnH2n-4 ^п^п-е CnH2n-8 Укажите, какие группы углеводородов изомерны между собой. Вариант 2 (облегченный) Даны формулы веществ: СН2 /\ СНз—СН2—СН3; СНз—СН = СН2; Н2С—СН2; СНа=С—СН2—СН3; СН2 = СН—СН = СНа. Укажите, к каким общим формулам гомологических рядов принадлежат указанные формулы веществ. Затем учитель в процессе беседы, опираясь на таблицу задания, выясняет вопрос зависимости свойств различных углеводородов от их строения. ПРИРОДНЫЕ ИСТОЧНИКИ УГЛЕВОДОРОДОВ Из этого раздела для самостоятельного изучения отбирают вопросы — природный и попутный нефтяной газ и нефтепродукты, их использование. ПРИРОДНЫЙ И ПОПУТНЫЙ НЕФТЯНОЙ ГАЗЫ (§ 19) Учащиеся имеют знания о составе, строении, свойствах и применении различных углеводородов, что позволяет понять использование природного и попутного газа. Цель: на основании состава природного и попутного газа уяснить их применение. На уроке используют такие средства наглядности: диафильм «Природные и попутные газы», таблицы по развитию газовой промышленности в СССР. Ход урока. После краткого вступления учителя о природных источниках углеводородов учащиеся самостоятельно изучают § 19 учебника. Задание Изучите параграф 19 и просмотрите диафильм «Природные и попутные газы», после чего ответьте на вопросы: 1. В чем отличие природного газа по составу от попутного нефтяного газа? Какие можно сделать выводы? 2. Укажите преимущества природного газа в качестве топлива по сравнению с твердым и жидким топливом. 174
3. Составьте уравнения реакций получения из природного газа водорода, сажи, ацетилена, хлоропроизводных (см. упражнение 1 в конце параграфа). 4. Какие продукты выделяют из попутного нефтяного газа и где их используют? 5. Приведите несколько уравнений реакций, показывающих возможные направления химического использования: а) пропана, б) бутана. 6. Проведите анализ таблиц по развитию газовой промышленности в СССР. На выполнение задания требуется 35 мин. В заключение урока учитель подводит итоги, рассматривает вопросы, вызвавшие затруднения у учащихся. При отсутствии диафильма или учебного фильма тема «Природный и попутный нефтяной газы» изучается учащимися дома. В этом случае учебное задание включает те же вопросы, что и задание для классного изучения материала, за исключением шестого вопроса. Этот вопрос формулируют по-иному: «Подготовьте небольшое сообщение о развитии газовой промышленности в СССР». При этом учащиеся должны использовать документы партии и правительства. Опыт показывает, что оба варианта самостоятельного изучения темы «Природный и попутный нефтяной газы» являются эффективными. НЕФТЬ. НЕФТЕПРОДУКТЫ (§ 20) При рассмотрении этой темы вопрос о нефтепродуктах и их применении учащиеся изучают самостоятельно в классе. Данный вопрос является частью содержания урока. Задание 1. Прочитайте материал о нефтепродуктах и их применении (§ 20). 2. Рассмотрите коллекцию «Нефть и ее продукты». 3. Заполните таблицу: н Нефтепродукт Углеводородный состав (используйте данные учебника и справочника) Области применения нефтепродуктов На выполнение самостоятельной работы отпускается 10—12 мин. 175
СПИРТЫ И ФЕНОЛЫ ПРЕДЕЛЬНЫЕ ОДНОАТОМНЫЕ СПИРТЫ (§ 3, § 25] В процессе изучения отдельных вопросов этой темы учащимся предлагают задания для самостоятельной работы. При объяснении вопроса о гомологическом ряде учитель предлагает учащимся прочитать небольшой текст учебника. Задание 1. Прочитайте материал учебника о гомологическом ряде спиртов (§ 23 до функциональной группы). 2. Изучите таблицу «Гомологический ряд предельных одноатомных спиртов». Какие можно сделать выводы? 3. Сделайте короткие записи о прочитанном. После прочтения учащимися материала учитель выясняет, как они объясняют закономерности изменения физических свойств спиртов в зависимости от числа атомов углерода в молекулах. Затем учитель объясняет понятие «функциональная группа», вопрос о номенклатуре. Явление изомерии для спиртов учащиеся изучают самостоятельно, учитывая то обстоятельство, что это явление изучено ими на примере углеводородов и их гало- генопроизводных. Для уяснения гомологии и изомерии спиртов целесообразно использовать таблицу спиртов общей формулы CnH2n+iOH. Задание 1. Изучите материал учебника о номенклатуре и изомерии спиртов (§ 23) и сделайте в тетради краткие записи. 2. Составьте структурные формулы всех изомерных спиртов, отвечающих формуле С4Н9ОН, и дайте им названия; записи формул сверьте с таблицей. 3. Напишите для вещества 2-метилпропанол-2 одно изомерное вещество и один гомолог. 4. Какому составу соответствует большее число изомеров: СчНю или С4НюО? Дайте пояснения. 5. Сколько веществ представлено следующими формулами: СНз—СН—СН3; СН3СН2—СН2—СН2ОН; СН3—СН—С2Н5; ОН ОН СИз—СН2—СН—СНз; С2Н5-0-С2Н5; СН3-0-С3Н7; ОН ОН I СНз—С—СН3; (СНз)зС—ОН; СН3—СН—СН2ОН? СНз СН, Назовите вещества. 176
Из указанной темы (§ 25) учащиеся самостоятельно изучают в классе «Промышленный синтез этилового спирта». Учащимся уже известны некоторые химические производства по неорганической и органической химии, а также научные принципы производства. Это позволит учащимся проводить сравнения и аналогии с ранее изученным. Цель: повторить общие научные принципы химического производства на примере получения этилового спирта, ознакомиться с современным способом производства этанола. На уроке используются такие средства наглядности: кинофрагмент «Производство синтетического этилового спирта», таблица по синтезу аммиака. Ход урока. Учитель после краткого опроса о химических свойствах этилового спирта и проверки заданных на дом упражнений (например, упражнения 5, 8, 9, 10, 13) предлагает учащимся изучить производство многотоннажного вещества — этилового спирта в той последовательности, как это дано в учебно1! задании. Задание 1. Изучите материал учебника о производстве этилового спирта (§ 25). 2. Внимательно рассмотрите схему промышленной установки (рис. 42). 3. Просмотрите кинофрагмент «Производство синтетического этилового спирта». 4. Сделайте краткие записи в тетради. 5. Ответьте (устно) на вопросы: а) Какие оптимальные условия необходимы для осуществления синтеза этилового спирта? б) В какую сторону сместится химическое равновесие, если повысить температуру, повысить давление? в) Какие научные принципы используют в производстве этилового спирта? г) С производством какого неорганического вещества имеет сходство синтез этилового спирта? На выполнение задания в классе отводят 30 мин. В конце урока проводят беседу по предложенным в задании вопросам. При отсутствии в школе кинофрагмента или диафильма план самостоятельного изучения материала не изменяется (исключается пункт 3 задания). Вопрос о генетической связи между спиртами и углеводородами учащиеся изучают дома и выполняют следующее учебное задание. Задание 1. Прочитайте материал учебника о генетической связи между спиртами и углеводородами (§ 25). 12 Заказ № 4083 177
2. Выполните упражнения 16, 17, 18. 3. Какой спирт можно получить гидратацией 2-метилпропе- на (изобутилена)? Напишите уравнение реакции. Соблюдается ли здесь правило Марковникова? 4. Как осуществить следующие превращения: СН2 = СН-СН3 -* СНз—СН—СНз -> I С1 СНз СНз \ / Н- СНз-СН—СНз -> СН—О—СН ОН СНз СНз СНз—СН—СНз+-СНз—СН-СНз->СН2 = СН-СН3 I I С1 ОН АЛЬДЕГИДЫ И КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ АЛЬДЕГИДЫ (§ 28] Из этой темы для самостоятельного изучения учащимся предлагают отдельные фрагменты текста (гомология и изомерия) и вопрос о применении альдегидов. После объяснения учителем состава, строения функциональной группы, названия альдегидов учащимся предлагается задание. Задание 1. Рассмотрите табл. 5. Как объяснить, что формальдегид — газ, а ацетальдегид — легкоиспаряющаяся жидкость? 2. Какие изомерные альдегиды соответствуют составу dHsO? Напишите их ф'ормулы и дайте им названия. Более сильным ученикам можно предложить вывести изомеры для состава С5Н10О. При появлении трудностей у учащихся в названии формул альдегидов учитель оказывает им помощь, после чего переходит к рассмотрению вопроса строения альдегидов. Учащиеся самостоятельно изучают вопрос о применении альдегидов. Цель самостоятельной работы: на основании свойств альдегидов понять применение муравьиного и уксусного альдегида. Изучение этого вопроса возможно по двум вариантам: в классе при наличии кинофрагмента «Фенолформальдегидные пластмассы» и дома при его отсутствии. Задание 1. Прочитайте по учебнику материал о применении альдегидов (§ 28), 178
2. Подготовьтесь ответить на такие вопросы после демонстрации кинофрагмента «Феиолформальдегидные пластмассы»: а) За счет каких реакционных групп возможна реакция поликонденсации фенола и формальдегида? б) Каким следует считать процесс прессования: механическим или химическим или тем и другим? в) Какие разновидности пластмасс можно получить на основе фенолформальдегидных смол? г) Рассмотрите области применения фенолформальдегидных пластмасс на основании свойств. 3. Заполните дома таблицу: Альдегид Области применения Свойство, на котором основано применение альдегида На выполнение задания в классе дается 20 мин. В случае изучения вопроса применения альдегидов дома задание включает следующие вопросы: 1. Прочитайте материал о применении альдегидов (§ 28). 2. Заполните таблицу (см. вопрос 3 задания для изучения в классе). 3. Составьте схему применения формальдегида. ОДНООСНОВНЫЕ КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ (§ 29) Из этой темы для самостоятельного изучения учащимся предлагаются отдельные фрагменты текста. После объяснения учителем состава карбоновых кислот, характеристики функциональной группы и названия кислот учащимся предлагают задание с целью закрепления понятий гомологии и изомерии. 1. Рассмотрите таблицу 6 учебника. Какую общую формулу вы написали бы для карбоновых кислот? Какой можно сделать вывод о зависимости температуры кипения от числа атомов углерода в молекулах кислот? 2. Какие изомерные кислоты соответствуют составу С4Н802? Напишите их и дайте им названия. Более сильным ученикам можно предложить вывести изомеры для состава C5Hi0O2 и назвать их. 3. Как объяснить, что все карбоновые кислоты при нормальных условиях находятся в жидком или твердом состоянии? При ответе на второй вопрос у учащихся возникает трудность в названии кислот изомерного строения. В связи с этим учитель дает пояснения. Третьим вопросом перед учащимися ставится проблема, которая будет разрешена в процессе дальнейшего изучения карбоновых кислот. 12* 179
Приступая к изучению химических свойств карбоновых кислот, учитель на примере уксусной кислоты демонстрирует опыт электропроводности (концентрированной и разбавленной кислоты), для сравнения берется раствор соляной кислоты. Учащиеся делают выводы и выдвигают предположения о возможных свойствах карбоновых кислот. Затем учитель предлагает учащимся опытным путем изучить некоторые свойства растворимых карбоновых кислот. Задание 1. Испытайте раствор уксусной кислоты лакмусом и напишите уравнение диссоциации. Запись проверьте по учебнику (§ 29). 2. На дно пробирки поместите немного порошка магния и прилейте немного кислоты. Напишите уравнение реакции в молекулярном и ионном виде. Запись проверьте по учебнику (§ 29). Этот же опыт проделайте с соляной кислотой. Какой можно сделать вывод, сравнивая уксусную и соляную кислоты по их силе? 3. К 2 мл уксусной кислоты прибавьте несколько капель лакмуса и затем по каплям приливайте раствор гидроксида натрия до нейтрализации кислоты. Что наблюдаете? Запишите уравнение реакции в молекулярном и ионном виде. Запись проверьте по учебнику (§ 29). 4. Сравните карбоновые кислоты с минеральными — соляной, серной, азотной. Что общего между ними и чем они отличаются между собой? После анализа четвертого вопроса задания учитель переходит к рассмотрению таких свойств, которые не встречались учащимся у неорганических кислот (например, реакция эте- рификации). ПРЕДСТАВИТЕЛИ ОДНООСНОВНЫХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ (§ 30) Учащиеся самостоятельно изучают материал о муравьиной и уксусной кислотах. Им уже известны общие свойства кислот, их строение. На примере конкретных кислот, наиболее распространенных, представляется возможность рассмотреть особенности отдельных представителей кислот, изучить их в сравнительном плане. При этом учащиеся используют свои знания о кислотах, приобретенные при изучении неорганической и органической химии. Все сказанное и определяет цель самостоятельного изучения указанного материала. Цель: обратить внимание на особенности строения муравьиной кислоты, на современные способы получения уксусной кислоты и на их применение. 180
Ход урока. Проведение урока возможно по двум вариантам. Первый вариант. Учитель после краткого опроса об общих свойствах карбоновых кислот (на опрос выделяется около 10 мин) предлагает учащимся ознакомиться с отдельным л представителями — муравьиной и уксусной кислотами — по учебнику. Задание 1. Изучите по учебнику материал о муравьиной и уксусной кислотах (§ 30). 2. Сравните между собой строение и свойства муравышол и уксусной кислот. Какая кислота сильнее? Почему? Решите упражнение 20. 3. Решите экспериментальную задачу. В двух пробирках под номерами 1 и 2 даны кислоты: в одной —муравьиная, в другой — уксусная. Как химическим путем распознать их? 4. Рассмотрите современные способы получения уксусной кислоты. Напишите соответствующие уравнения реакций. 5. Приведите уравнения реакций, раскрывающие следующую схему: СН4-> С2Н2->- альдегид -> кислота С2Н4 На выполнение задания в классе отпускается 30—35 мин. Второй вариант. После краткого опроса об общих свойствах кислот учитель с помощью химического эксперимента (опыт, иллюстрирующий наличие альдегидной группы у муравьиной кислоты и отсутствие ее в уксусной кислоте) создает проблемную ситуацию. Как объяснить, что муравьиная и уксусная кислоты имеют в своем составе одну и ту же функциональную группу, тем не менее они отличаются по некоторым свойствам? Выслушав возможные гипотезы учащихся, учитель предлагает выполнить пункты 1, 2, 4, 5 задания, предложенного по первому варианту. Выполнение задания учащимися учитель может проверить различными способами: а) собрать тетради, проверить задание и выставить оценки; б) проверить выполнение отдельных вопросов задания (например, 2, 4, 5) в классе, использовав, например, кодоскоп. СВЯЗЬ МЕЖДУ УГЛЕВОДОРОДАМИ, СПИРТАМИ, АЛЬДЕГИДАМИ И КИСЛОТАМИ (§ 31) Данная тема носит обобщающий характер. Она требует значительной домашней подготовки учащихся. Если дома они прибегают к большому числу упражнений, помогающих обобщить знания, то в классе рассматриваются в основном более общие вопросы. 184
Задание 1. Проработайте дома § 31 учебника. 2. Выполните упражнения 30, 32, 33, 35, 36, 37. 3. С какими реагентами вступят в реакцию этанол, глицерин, фенол, ацетальдегид и уксусная кислота: металлический натрий, карбонат натрия, гидроксид натрия, бромоводород, водород, гндроксид меди (II), метанол, муравьиная кислота? Напишите соответствующие уравнения реакций. 4. Расположите в ряд по убыванию кислотных свойств следующие вещества: С2Н5ОН, НСООН, С6Н6ОН, СЫ3ОН, СНзСООН. 5. Подготовьтесь к беседе на уроке по следующим вопросам: а) Рассмотрите свойства веществ, обусловленные функцио- /° нальными группами: —ОН, —СН . и СООН. Н б) Сравните кислотные свойства одноатомных спиртов, одноатомных фенолов и карбоновых кислот (с точки зрения взаимного влияния атомов). Дайте обоснование. Учитель, прежде чем начать беседу, проверяет выполнение упражнений (пункт 2 задания). Пункты 3 и 4 задания по усмотрению учителя могут быть выполнены дома или в классе. СЛОЖНЫЕ ЭФ ИРЫ. ЖИРЫ ЖИРЫ (§ 33) Для самостоятельного изучения отбирают три вопроса: жиры как питательные вещества, гидролиз жиров в технике и гидрирование жиров. Первый вопрос учащиеся изучают дома, остальные вопросы — в классе. При изучении вопроса «Жиры как питательные вещества» учащиеся используют знания из биологии: усвоение жиров организмом и процессы, происходящие при этом. Задание 1. Прочитайте дома материал «Жиры как питательные вещества» (§ 33). 2. Повторите по учебнику общей биологии (X кл.) вопрос об усвоении жиров организмом. 3. Подготовьте план сообщения по вопросу «Жиры как питательные вещества». На уроке заслушивается краткое сообщение ученика о жирах как питательных веществах. Самостоятельное изучение в классе вопросов «Гидролиз жиров в технике» и «Гидрирование жиров» обусловлено тем, что 182
учащиеся, зная предельные и непредельные кислоты, строение и химические свойства жиров, подготовлены к пониманию вопроса технической переработки жиров. Цель: усвоить вопрос промышленной переработки жиров. Для изучения указанных вопросов используют такие средства наглядности: кинофильм «Переработка жиров», таблица с записью уравнения реакции гидрирования жира. Ход урока. Вначале кратко с учащимися повторяют химические свойства жиров, их гидролиз, выясняют возможность реакции гидрирования (на повторение отводится 5—6 мин). Затем учащимся предлагают самостоятельно изучить в классе материал. Задание 1. Изучите материал учебника: «Гидролиз жиров в технике» и «Гидрирование жиров» (§ 33). 2. Просмотрите кинофильм «Переработка жиров». 3. Ответьте на вопросы (устно): а) Какие нужны оптимальные условия для гидролиза жиров? б) В чем заключается производство мыла? в) Какие необходимы условия для гидрирования жиров? Запишите уравнение реакции гидрирования. На выполнение задания в классе необходимо 35 мин. В конце урока учитель выясняет понимание учащимися вопросов задания. При отсутствии фильма указанный материал также изучается самостоятельно в классе. Учебное задание в этом случае остается без изменений, за исключением пункта 2. Естественно, учащиеся, просмотревшие учебный фильм, дают более глубокие и полные ответы на вопросы задания, чем учащиеся, которым не демонстрировался фильм. УГЛЕВОДЫ ГЛЮКОЗА (§ 34) Из этой темы учащиеся самостоятельно изучают вопросы: физические свойства и нахождение в природе (в классе), химическое строение глюкозы (в классе) и применение глюкозы (дома).- После вводной части об углеводах учитель называет тему урока, затем предлагает учащимся прочитать в учебнике текст «Физические свойства глюкозы и нахождение ее в природе» (так как текст небольшой и носит информативный характер, то задание учащимся не дается), рассмотреть глюкозу в твердом виде. Далее учитель переходит к рассмотрению вопроса о строении молекулы глюкозы и ставит перед учащимися вопрос: как 183
построена молекула глюкозы, какие функциональные группы входят в ее состав? После высказанных учащимися предположений они приступают к самостоятельному изучению текста учебника «Строение глюкозы». К этому учащиеся подготовлены: им известны характерные реакции на кислородсодержащ]>е вещества: спирты, альдегиды и кислоты, что позволяет им установить в неизвестном веществе определенные функциональные группы. Цель самостоятельной работы: научиться исследовать неизвестное вещество на основе имеющихся знаний. Задание 1. Проделайте лабораторные опыты «Свойства глюкозы» (лабораторная работа 9 учебника) и Сделайте выводы о строении молекулы глюкозы. 2. Для подтверждения своих выводов прочитайте текст учебника до формулы глюкозы включительно. 3. Объясните, почему у каждого атома углерода только одна гидроксильная группа. 4. Что образуется при гидролизе сложного эфира, состоящего из остатка глюкозы и пяти остатков уксусной кислоты? Далее учитель после проверки вопросов задания подводит итог о химическом строении молекулы глюкозы. Учащиеся подготовлены к самостоятельному изучению (дома) вопроса «Применение глюкозы»: они имеют сведения о свойствах глюкозы, кроме того, из биологии им известно, что глюкоза — ценное питательное вещество (окисление глюкозы, синтез АТФ и т. д.). Задание 1. Проработайте дома материал учебника о применении глюкозы (§ 34). 2. Повторите то, что вам известно из курса общей биологии по данному вопросу. 3. Изготовьте схему применения глюкозы. 4. Подготовьте план ответа о применении глюкозы. На уроке учитель ставит сообщение ученика о применении глюкозы. САХАРОЗА (§ 35) Учащиеся самостоятельно изучают вопрос о получении сахарозы из свеклы, так как им известны некоторые свойства сахарозы, например образование сахаратов. Цель самостоятельной работы: получить представление о процессах, связанных с получением сахара из свеклы. Задание 1. Прочитайте дома материал учебника о получении сахара из свеклы (§ 35). 184
2. Обозначьте в виде схемы процессы, происходящие со свеклой, например: |Х|г-»-|Х|->|Х| и т. д., где X — наименование процесса. 3. Выполните упражнение 11. Выполнение задания учитель проверяет на уроке. Приведем пример ответа ученика на третий вопрос. Измельчение в стружку свеклы Вымывание caxa-J pa горячей водой Обработка известковым молоком, осаждение примесей Выделение сахарозы из сахарата кальция Выпаривание и сталлизация В процессе опроса учащиеся выполняют в классе опыты 1 и 2 лабораторной работы 10 «Взаимодействие сахарозы с гид- роксидамн металлов». При самостоятельном изучении вопроса получения сахара в классе (использование химического эксперимента или технологических схем в случае наличия такого производства в окружении школы) учебное задание может быть изменено. Задание 1. Прочитайте в классе материал учебника о получении сахара из свеклы (§ 35), 2. Проделайте опыты 1 и 2 лабораторной работы 10 «Взаимодействие сахарозы с гидроксидами металлов». 3 и 4. См. пункты 2 и 3 задания, выполняемого дома. КРАХМАЛ (§ 36) Учащиеся самостоятельно изучают дома такие вопросы из этой темы: крахмал как питательное вещество, применение крахмала и получение его из крахмалсодержащих продуктов. К самостоятельному изучению вопроса «Крахмал как питательное вещество» учащиеся подготовлены: они ознакомлены с гидролизом крахмала, имеют знания по биологии о крахмале. Задание 1. Прочитайте дома материал учебника о крахмале как о питательном веществе (§ 36). 2. Повторите сведения по данному вопросу, которые вы получили по биологии. 3. Подготовьте сообщение к уроку на тему «Крахмал как питательное вещество». Текст учебника «Применение крахмала и получение его из крахмалсодержащих продуктов» учащиеся также изучают самостоятельно, так как они получили знания о свойствах крахмала, о глюкозе и дисахаратах. 185
Цель самостоятельной работы: усвоить области применения крахмала. Задание 1. Прочитайте дома материал учебника о применении крахмала и получении его из крахмалсодержащих продуктов (§ 36). 2. Подготовьте схему применения крахмала. 3. Выполните упражнения 16, 17. На уроке учитель проверяет выполнение упражнений и с помощью кодоскопа демонстрирует лучшую схему применения крахмала. В курсе органической химии специально не рассматривается явление фотосинтеза, так как оно подробно освещается в курсе общей биологии. В связи с этим учащимся предлагают задание межпредметного характера. Задание 1. Повторите сведения по фотосинтезу, которые вы получили по биологии. 2. Подготовьте сообщения на уроке по таким вопросам: а) сущность и значение фотосинтеза; б) фотосинтез и круговорот углерода и кислорода. На уроке заслушиваются сообщения учащихся по вопросам, указанным в учебном пособии. АМИНЫ. АМИНОКИСЛОТЫ. БЕЛКИ АМИНОКИСЛОТЫ (§ 39] Самостоятельно в классе учащиеся изучают строение и физические свойства, химические свойства, применение и получение аминокислот. Это возможно потому, что они имеют сведения о свойствах карбоновых кислот и аминов, им известны ам- фотерные свойства неорганических веществ. Цель: усвоить амфотерные свойства органических веществ на примере аминокислот. Средства наглядности: образцы аминокислот. Ход урока. Вариант первый. Учитель, указав тему урока, предлагает учащимся самостоятельно изучить сведения об аминокислотах. Задание 1. Изучите самостоятельно по учебнику материал об аминокислотах (§ 39) до «Синтетического волокна капрон». 2. Законспектируйте основное содержание. Обратите внимание на вопрос об электронной трактовке амфотерности. 3. Выполните упражнения: при рассмотрении вопроса о строении — 14, 16; химических свойств—15; 186
применения и получения аминокислот—17 или 18. 4. Напишите структурные формулы изомерных аминокислот для состава C4H9O2N. Дайте им названия. На выполнение задания дается 40 мин. Оставшееся время учитель использует для проверки выполнения отдельных упражнений, особенно обращает внимание на понимание вопросов об электронной трактовке амфотерности и амидной связи. Вариант второй. Учитель, указав на тему урока, выписывает на доске формулу аминоуксусной кислоты и обращается к учащимся с вопросом: какие свойства могут проявлять аминокислоты? Обычно они указывают на проявление свойств кислоты и свойств оснований. Учитель демонстрирует опыт: к раствору аминоуксусной кислоты он приливает индикатор (например, лакмус) —окраска раствора не изменяется. «Как объяснить наблюдаемое?» — обращается учитель к классу. Далее учащимся предлагается приступить к выполнению учебного задания, которое приведено по первому варианту урока. Материал учебника «Синтетическое волокно капрон» учащиеся изучают в классе самостоятельно в течение одного урока. Они подготовлены к этому уроку, так как им известны реакция поликоиденсации, ам'йдная связь, термопластичность, общие свойства высокомолекулярных соединений, ацетатное волокно, формование волокна. На уроке используют кинофрагмент «Капрон». Ход урока. Вначале учитель в течение 10 мин проводит фронтальную беседу, в процессе которой выясняет свойства аминокислот (особое внимание обращает на знание амфотер- ных свойств), строение биполярного иона, понимание реакции поликонденсации. Затем учитель объявляет тему урока и учащимся предлагает вопросы: какое вещество может быть сырьем для получения капронового волокна (ответ: аминокапроновая кислота)? В какую реакцию должна вступить аминокапроновая кислота, чтобы получить полимер (ответ: поликонденсация) ? Каково должно быть строение мономера (ответ: неразветвлен- ное, так как у волокна макромолекулы должны иметь линейную структуру, для доказательства указывают на ацетатное волокно)? Какими свойствами должен обладать капрон (ответы учащихся: плавится, прочный — объясняют ориентацией макромолекул)? Учитель отмечает, что на некоторые вопросы, особенно последний, даны неполные ответы и что более подробные сведения о капроне можно получить при чтении материала учебника. Задание 1. Изучите по учебнику материал о капроне (§ 39). 2. Просмотрите кинофрагмент «Капрон». 187
3. Составьте план ответа о синтетическом волокне капрон. 4. Дайте устный ответ на вопросы: а) Какова зависимость свойств капрона от состава и строения его макромолекул? Прочитайте упражнение 19 и подготовьте устный ответ, б) В чем различие между способом формования капронового волокна и способом формования ацетатного волокна? На выполнение задания требуется 20 мин. Опыт показывает, что на фронтальную беседу, подготовку к уроку и постановку учебной задачи учитель затрачивает около 15 мин. Самостоятельное чтение материала о капроне продолжается в среднем 15 мин (без записей в тетрадях), 10 мин затрачивается на демонстрацию фильма, а на запись плана ответа и обдумывание вопросов учебного задания — 5 мин. Оставшееся время используется для анализа составленного учащимися плана, раскрытия вопроса о зависимости свойств капрона от состава и строения его макромолекул, выяснения различий в формовании капронового и ацетатного волокна, записи домашнего задания. Некоторые трудности появляются у учащихся в составлении плана, что можно объяснить отсутствием такового навыка у учащихся. В какой-то степени затрудняет составить план «внедрение» производства: многие учащиеся не знают, куда поместить этот вопрос в план. Приводим наиболее удачный план, который был рассмотрен на уроке: 1. Сырье. 2. Реакция поликонденсации. 3. Строение макромолекул. 4. Производство волокна. 5. Свойства волокна. 6. Применение. Подведем некоторые итоги по организации самостоятельной работы с учебником. Опыт показывает, что самостоятельная работа с учебником в классе и дома органически связаны между собой, они дополняют друг друга. Эти формы работы отличаются по своему характеру. Самостоятельная работа с учебником в классе проходит под контролем учителя и может сочетаться с частичным изложением учителя, с использованием учебного фильма (диафильма, серии диапозитивов), химического эксперимента, моделей, коллекции и т. п. Все эти виды самостоятельной работы позволяют создать оптимальные условия сочетания слова учителя и самостоятельной деятельности учащихся. Самостоятельная работа учащихся с учебником дома должна также проходить под руководством учителя, но опосредованно. Конкретные учебные задания направляют деятельность учащихся дома, делают ее целеустремленной. Опыт убеждает в том, что эффект самостоятельной работы учащихся с учебником будет лишь в том случае, если учитель организует ее систематически, начиная с VII класса. Разумеется, характер самостоятельной работы с учебником будет от класса к классу усложняться. 188
Задания по обобщению теоретических знаний Мы ограничимся освещением заданий, которые можно применять на уроках в процессе обобщения учебного материала. ПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ При рассмотрении этой темы следует обобщить знания о тетраэдрическом строении молекул предельных углеводородов и свойства, обусловленные таким строением. На примере данной группы углеводородов необходимо также обобщить знания об основных положениях и понятиях теории химического строения. Обобщение знаний проводят в процессе изучения материала о гомологах метана. Задания, представленные ниже, можно использовать для кратковременной самостоятельной работы учащихся; отдельные задания могут быть применены в процессе изложения. Вариант 1 1. Какая запись и почему более правильно отражает строение предельного углеводорода пентана: СНд СН2 СНз—СН2-СН2—СН2—СНз или Х\ /\ ? СНз СН2 СНз Обозначьте в первой формуле состояние гибридизации у каждого атома углерода. 2. Из нижеперечисленных реакций укажите те из них, которые свойственны предельным углеводородам: а) реакция замещения, б) реакция присоединения, в) реакция изомеризации, г) реакция отщепления, д) реакция окисления (действие окислителей). Напишите возможные уравнения реакций для углеводорода, строение которого дано в первом вопросе. Вариант 2 1. Сколько веществ изображено следующими формулами: СНз \ СНз—СН2—СН2—СН2—СНз; СН3—СН—СН2; СН—СН2—СН3; I I / СН3 СН3 СНз СНз I СНз-С-СНз; (СН3)2СН-СН3; СН3; (СН3)3С—СН3? I I СНз СН2—СН2 I СНз 189
2. Из числа перечисленных ниже признаков выберите тс, которые характерны для: а) изомеров, б) гомологов: молекулы имеют одинаковый качественный состав, различный качественный состав, одинаковый количественный состав, различный количественный состав, свойства одинаковые, свойства различные, свойства сходные, строение одинаковое, строение различное, строение сходное. Вариант 3 1. На примере углеводорода СН3—СНг—СНг—СН3 изобразите на бумаге возможные пространственные формы. Отличаются ли они между собой химическим строением, валентными углами, длинами связей? Чего больше для состава С4Ню: структурных изомеров или пространственных форм? 2. Укажите, в чем причина образования: а) структурных изомеров, б) пространственных форм. Дайте обоснованный ответ. Вариант 4 1. Даны формулы: СНзВг; С2Н5; Zn(CH3)2; CH3-CH-CH3; СН3-С-СН3. I I сн3 сн3 Укажите, какие частицы являются свободными радикалами и в каких частицах содержатся химически связанные радикалы. В чем разница между свободными радикалами и химически связанными радикалами? Какие частицы быстрее вступят в реакции? 2. Какие вещества реагируют с предельными углеводородами: бром, хлороводород, гидроксид натрия, перманганат калия, кислород? Напишите возможные уравнения реакций. Первый вопрос варианта 1 позволит сделать учащимся общий вывод, что все связи у атомов углерода направлены к вершинам тетраэдра и, следовательно, все молекулы предельных углеводородов имеют тетраэдрическое строение, что атомы углерода всегда находятся в $р3-гибридизации. Второй вопрос варианта 1 подводит итог, к каким реакциям способны предельные углеводороды. Здесь потребуется большая аналитическая работа учащихся: им необходимо будет подумать о каждой реакции и отобрать те из них, которые характерны предельным углеводородам. Вопросы варианта 2 подводят учащихся к обобщению знаний о гомологах и изомерах, к разграничению существенных признаков, характерных для данных понятий. Вопросы варианта 3 позволяют обобщить знания о пространственных формах, выяснить различия между структурными изомерами и пространственными формами, уяснить причины их образования. 190
Первый вопрос варианта 4 дает возможность подвести итог знаниям учащихся о радикалах, выявить различие между свободными радикалами и химически связанными. Второй вопрос этого варианта позволяет сделать общие выводы о химических свойствах предельных углеводородов. НЕПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ Основное, на что необходимо обратить внимание при изучении этой группы углеводородов и что, следовательно, нуждается в обобщении,— это природа двойной связи и свойства, обусловленные наличием о- и я-связей, геометрическая изомерия, правило Марковникова. Строение и свойства этиленовых углеводородов обобщаются в сравнении с предельными, а строение и свойства ацетиленовых и диеновых углеводородов в сравнении с этиленовыми. ЭТИЛЕНОВЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ В конце изучения гомологического ряда этилена, перед рассмотрением высокомолекулярных соединений целесообразно предложить такие задания, которые можно использовать в виде самостоятельной работы по вариантам или выборочно но усмотрению учителя. Вариант 1 1. Сравните строение и свойства бутана и бутена-1. В чем их различие? Есть ли сходство между ними? Приведите уравнения реакций. 2. В чем различие между пространственными формами предельных углеводородов и геометрическими изомерами этиленовых углеводородов? Заполните такую таблицу: Показатели сравнения Тип связей Строение (тетраэдрическое, триго- нальное или дигональное) Причины изомерии Число пространственных форм или изомеров (привести примеры) Пространственные формы Геометрические изомеры Вариант 2 I. Сравните строение и свойства бутана и бутена-1, используя таблицу: 191
Показатели сравнения Бутан Бутен-1 Молекулярная формула Структурная формула Состояние гибридизации Наличие о- и п-связей Распределение электронной плотности в молекуле (указать стрелками) Реакции: замещения присоединения гидрирования дегидрирования изомеризации окисления (действие окислителей, например КМп04, горение) Впишите в таблицу соответствующие данные и уравнения реакций. 2. У каких углеводородов — предельных или этиленовых — больше изомеров (при условии одинакового числа атомов углерода)? Проиллюстрируйте это на примере углеводородов, содержащих 5 атомов углерода. Вариант 3 1. Какие этиленовые углеводороды и их галогенопроизвод- ные вступают в реакцию с бромоводородом по правилу Мар- ковникова: СНз—СН2—СН = СН2; СС13-СН = СН2; СН3—С = СН2? I СНз Напишите те уравнения реакций, где соблюдается правило Марковпикова. 2. Сколько веществ изображено следующими формулами: СНз—СН Н2С—СНг- СН- СН—СНз Н2С—СН2 СН; !)С = СН2; сн2 /\ Н2С—СН- сн2= -СНз; СНз 1 = С ; СНз Н \ С Н3С СН3-СН2 1 сн= н / = С ; \ СНз = СН2 НзС Н н СН 192
н н Н СН2—СНз Дайте им названия. Вариант 4 1. Галогенопропзводные предельных и этиленовых углеводородов распределите на три группы веществ, используемых в качестве: а) растворителей, б) хладоагентов, в) мономеров (веществ, вступающих в реакцию полимеризации): хлорметан, дихлорметан, дихлорднфторметан, тетрахлорметан, тетрафтор- этилен, 1,2-дихлорэтан, хлорвинил, 1,1,2,2-тетрахлорэтап, 1,1,2- трихлорэтен. 2. В чем различие между механизмами реакций замещения и присоединения? Рассмотрите вопрос на конкретном примере. Как видно, большинство вопросов построено на сравнении строения и свойств групп углеводородов. Для более полного освещения вопросов учащимся предлагаются таблицы, в которые они вносят свои ответы (приводят примеры веществ, формулы и уравнения реакций). Иногда для сравнения углеводородов не приводятся таблицы (сравнение свойств бутана и бу- тена-1). Это сделано с той целью, чтобы сравнить полноту и глубину ответов учащихся, которым не дана схема ответа. На сравнении построены вопросы о пространственных формах предельных углеводородов и геометрических изомеров (второй вопрос первого варианта), о механизме химических реакций (второй вопрос варианта 4). Обобщаются знания по структурной изомерии (вторые вопросы 2 и 3 вариантов), по применению правила Марковникова (первый вопрос третьего варианта). АЦЕТИЛЕНОВЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ При изучении ацетилена и его гомологов следует обобщить знания о валентных состояниях атомов углерода, свойства, обусловленные наличием п-связей. Задания для обобщения предлагаются учащимся на уроках при опросе или в заключение темы об ацетилене. Ниже приведены варианты заданий. 1. Укажите, как изменяется строение молекул в процессе дегидрирования: С2Н6—С2Н4—СгН2. Напишите у каждого атома углерода тип гибридизации. 2. Заполните таблицу: Формула НзС—СН3 Н2С = СН2 НС = СН Тип связи между атомами Тип гибридизации Длина связи Валентные углы Прочность связи Схема в~ и п- связеt 13 Заказ № 1083 193
3. Укажите изомерные вещества из числа тех, формулы которых приведены ниже: СН3—СН2—СН2—СН3; СН3—С = СН2; СН2 = СН—СН = СН2; I- сн3 сн2 /\ Н2С —СН—СНз; СН3-С==С-СНз; СН3-СН = С = СН2; СН2 = СН-СН2-СН3. Какие группы углеводородов изомерны между собой? АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ В связи с тем, что ароматическими углеводородами завершается рассмотрение класса углеводородов, обобщаются сведения о всех типах углеводородов. Здесь уместно использовать приемы сравнения, систематизации, обобщения отдельных понятий. Некоторые обобщения следует проводить при изучении гомологов бензола, при обобщении понятий многообразия и генетической связи. Вариант 1 1. Укажите знаком « + » возможные реакции этана, этилена и бензола со следующими реагентами: Реагент НС1 Вгг — вода Вг2 Н20 NaOH КМп04 н2 с2нв с,н, с,н„ Напишите соответствующие уравнения реакций. 2. Составьте схему классификации углеводородов и приведите общие формулы известных вам гомологических рядов. Вариант 2 1. Какие химические свойства характерны для углеводородов, содержащих ординарные (простые), кратные (двойные и тройные) и ароматические связи? Приведите примеры уравнений реакций. 2. Как осуществить следующее превращение: СН4—С2Н2—СбНб ч=^ СоН]2 -<— СбНн? Напишите уравнения реакций. 194
Вариант 3 1. Укажите те реакции, которые характерны для той или иной группы углеводородов: Тип реакции Замещение Присоединение Разложение (отщепление) Изомеризация Углеподороды предельные 1 непредельные ароматические Приведите по одному примеру из возможных уравнений реакций. 2. Рассмотрите причины многообразия углеводородов. Приведите примеры. Вариант 4 1. Какие свойства обусловлены электронным строением ароматических углеводородов? В чем сходство и различие их свойств с предельными и этиленовыми углеводородами? Приведите примеры и дайте обоснование. 2. Какие возможны виды структурной и пространственной изомерии для углеводородов? Приведите примеры. Первые вопросы всех вариантов позволяют обобщить знания о химических свойствах углеводородов. Они представляют возможность отметить различия и сходство в свойствах отдельных групп углеводородов. Различное формулирование вопроса о химических свойствах углеводородов: в одном случае перечисляются реагенты — учащимся нужно отобрать те из них, которые реагируют с определенной группой углеводородов; в другом случае указываются типы реакций — учащимся нужно указать, какой тип реакции характерен для той или иной группы углеводородов; в третьем случае называется характер связи — учащиеся должны отметить свойства, обусловленные той или иной химической связью; в четвертом случае дается задание сравнить свойства отдельных групп углеводородов — позволяет всесторонне и по-разному подходить к обобщению сведений по выдвинутому вопросу. В других случаях учащиеся обобщают знания по классификации углеводородов (второй вопрос первого варианта), генетической связи (второй вопрос второго варианта), многообразию (вторые вопросы третьего и четвертого вариантов). С целью придания большего внимания вопросу многообразия углеводородов, выяснению различных причин этого явления приводится не только общая формулировка вопроса о многообразии, но и выделяется вопрос о видах изомерии. 13* 195
СПИРТЫ, ФЕНОЛЫ При изучении спиртов и фенола обобщаются знания об их строении (наличие одной и той же функциональной группы), свойства, обусловленные функциональной группой, взаимное влияние атомов в молекулах. Вариант 1 1. У какого соединения сильнее выражены кислотные свойства: пропанола, глицерина или фенола? Приведите доказательства, уравнения реакций. Расположите эти соединения в ряд по степени возрастания кислотных свойств. 2. Как осуществить переход от метана к фенолу? Вариант 2 1. Расположите следующие спирты в ряд по убыванию кислотных свойств: этанол, 2-хлорэтанол, 2-фторэтанол, пропа- нол-1. Дайте пояснения. 2. В трех пробирках под номерами 1, 2 и 3 даны растворы веществ: этанола, глицерина и фенола. Как опытным путем установить, что содержится в каждой пробирке? Вариант 3 1. В какие общие реакции вступают одноатомные и многоатомные спирты? Приведите уравнения реакций. 2. Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующее превращение: СН4^С2Н5ОН Вариант 4 1. Какие вещества можно получить, исходя из пропанола-1? Напишите соответствующие уравнения реакций. 2. Укажите изомерные вещества из числа тех, формулы которых приведены ниже: СН3—СНОН—СН2—СН3; СН3—СН2—СНОН—СН3; СН3-СН2—О—С2Н5; СНз—СН—СН2ОН; СН3—О—С3Н7; I СН3 СНз—СН2—СН2—СН2ОН; ОН I СНз—С—СНз; СНз—СНОН—СНз; СН3—СН2—ОН I СНз Сколько веществ изображено указанными формулами? 196
Первые вопросы 1 и 2 вариантов направлены на то, чтобы выяснить вопрос взаимного влияния путем сравнения между собой: а) одноатомных спиртов и их галогенопроизводных; б) одноатомных, многоатомных спиртов и фенола. Отвечая на вопросы вариантов 3 и 4, учащиеся должны обобщить знания о химических свойствах спиртов. Вторые вопросы 1 и 3 вариантов касаются генетической связи. Здесь представлены только исходное вещество и конечный продукт. В такой постановке задание ("при отсутствии указания на промежуточные превращения) заставляет ученика искать различные пути синтеза, находить наиболее оптимальный путь, т. е. такое задание сопряжено со многими умственными операциями. Разумеется, расшифрованную схему химических превращений следует предложить слабоуспевающему ученику. Так как понятие «изомерия» получило свое развитие при изучении спиртов (изомерия положения функциональной группы, изомерия спиртов и простых эфиров), то оно требует обобщения, что и сделано во втором вопросе варианта 4. АЛЬДЕГИДЫ И КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ В процессе изучения альдегидов и карбоновых кислот следует обобщить сведения о функциональной группе (понятие дополнилось альдегидной и карбоксильной группами), водородной связи (понятие углубляется), взаимном влиянии атомов в молекулах (расширяется объем понятия), зависимости свойств от строения альдегидов и кислот. В связи с тем, что при изучении неорганической химии у учащихся сформировано понятие «кислота», то необходимо установить, в чем сходство и особенно отличие органических карбоновых кислот от минеральных. Учитывая, что альдегиды и кислоты изучаются дедуктивно, предлагаемые задания для обобщения могут быть использованы в процессе рассмотрения этих классов соединений или в виде небольшой самостоятельной работы после изучения альдегидов и кислот. Вариант 1 1. Укажите, у какого соединения более реакционноспособ- па карбонильная группа: Н—С = 0; СНз—С = 0; СН3—С = 0; СН3—С = 0 I I I I Н Н СНз ОН Расположите указанные соединения в ряд по убыванию активности карбонильной группы и дайте пояснения. 2. Как, исходя из ацетилена, получить уксусную кислоту? 197
Вариант 2 1. С какими реагентами вступят в реакцию альдегиды и кислоты: Cu(OH)2; H2; С2Н5ОН; CaO; Ag20; Na2C03; NaOH? Рассмотрите условия осуществления каждой реакции и напишите их равенства. ' 2. По каким признакам можно классифицировать органические (карбоновые) и неорганические (минеральные) кислоты? Укажите, в чем сходство и различие между ними. Приведите примеры. Признак Кислоты неорганические органические Вариант 3 1. Расположите по возрастанию кислотных свойств следующие соединения: пропионовая кислота, этанол, уксусная кислота, глицерин, фенол, хлоруксусная кислота, фторуксусная кислота, трифторуксусная кислота. Дайте пояснения. 2. Одинаковое или разное число изомеров у альдегидов состава СбНюО и кислот состава С5Н10О2? Ответ подтвердите формулами изомеров. Вариант 4 1. Для каких групп и классов соединений возможна водородная связь: предельные углеводороды, непредельные углеводороды, одноатомные спирты, многоатомные спирты, фенолы, альдегиды, простые эфиры, карбоновые кислоты? Дайте обоснование для каждой группы и класса соединений. 2. Для каких соединений возможны цис- и транс-томеры: О СН3—СН = СН—СН2ОН; СН2 = СН—с/ ; Н О СНз—СН = СН—с€ ; Н СНз—СН = СН—СООН; (СН3)2С = СН—СООН; СН3(СН2)7СН = СН(СН2)7СООН? Напишите цис- и гранс-изомеры для одного соединения. В первых вопросах вариантов 1 и 3 учащимся дается возможность обобщить свои знания о взаимном влиянии атомов 198
с молекулах путем сравнения альдегидов, кислот и гидроксил- содержащих соединений (спирты, фенолы). Химические свойства обобщаются в первом вопросе варианта 2. При ответе на этот вопрос учащиеся пользуются только знаниями школьного курса органической химии. Им неизвестно, что, например, альдегиды реагируют со спиртами с образованием ацеталей. Для обобщения знаний о структурной и пространственной изомерии предлагаются вторые вопросы вариантов 3 и 4. На основании анализа различных изученных классов и групп соединений (вопрос первый, вариант 4) учащиеся должны прийти к общему выводу, когда у органических соединений проявляется водородная связь. СЛОЖНЫЕ ЗФИРЫ. ЖИРЫ При изучении сложных эфиров основное внимание обращается на химическое равновесие, условия его смещения. Вместе с тем углубляются понятия изомерии (между различными классами соединений) и генетической связи. Задания обобщающего характера могут быть даны в процессе или в конце изучения темы. Приведем примеры таких заданий. .О 1. На общем примере R—OH + R'—COOH *±= R'—СГ + OR + Н20 рассмотрите условия, необходимые: а) для получения сложного эфира; б) для получения спирта. 2. Какие соединения соответствуют составу QHgCb? У вас должно получиться пять формул изомерных между собой соединений. Распределите их между классами веществ. 3. Сколько карбоновых кислот и сложных эфиров соответствует составу С5Н1.0О2? Напишите формулы изомерных соединений. 4. Как осуществить такие превращения: С2Н4 ч О С2Н6^СНз-С<* С2Н2 / ХОС2Н5? УГЛЕВОДЫ Выяснение вопросов о строении углеводов и зависимости свойств от строения является центральным в этой теме. Важно обобщить знания о сходстве и различии между отобранными для изучения представителями отдельных групп углеводов— глюкозой (моносахарид), сахарозой (дисахарид), крахмалом и целлюлозой (полисахариды). Развитие получает понятие гидролиза, лежащее в основе классификации углеводов. Задания для обобщения основных сведений об углеводах могут быть использованы для краткой самостоятельной работы в конце изучения темы. 199
Вариант 1 1. Проведите классификацию углеводов, положив в основу: а) относительную молекулярную массу; б) способность к реакции гидролиза. 2. Заполните таблицу, указав осуществимость реакции для того или иного углевода знаком « + »: Реакция Гидрирование Окисление Гидролиз Этерификация Глюкоза Сахароза Крахмал Целлюлоза Напишите уравнения реакций, где это возможно. Вариант 2 1. Укажите в таблице знаком « + » возможные реакции углеводов со следующими реагентами: Реактив 1Ь ь н2о Ag20 (аммиачный раствор) Си(ОН)2 Глюкоза Сахароза Крахмал Целлюлоза Напишите уравнения реакций, где это возможно. 2. В трех пробирках под номерами даны растворы веществ: глицерина, глюкозы, сахарозы. Определите, в какой пробирке какое вещество. Вариант 3 1. Пользуясь указанной ниже таблицей, рассмотрите сходство и различие между крахмалом и целлюлозой. Показатели сравнения Молекулярная формула Структурное звено Относительная молекулярная масса Структура макромолекул Гидролиз Этерификация Крахмал Целлюлоза 200
2. Укажите, с помощью каких реакций можно осуществить такие превращения: крахмал—г глюкоза —> спирт (этанол) целлюлоза ' Вариант 4 1. Что общего в строении глюкозы и полисахаридов — крахмала и целлюлозы? В чем отличие между ними? 2. Какие химические реакции, характерные для тех или иных углеводов, имеют народнохозяйственное значение? Напишите равенства реакций и укажите условия их осуществления. Большинство вопросов касается обобщений знаний о химических свойствах углеводов. Для их обобщения избран прием сравнения (первые вопросы вариантов 1, 2, 3). Сведения о реакциях, в которые вступают углеводы, обобщаются учащимися в первом вопросе варианта 4. Сделать обобщающие выводы о строении углеводов позволят первые вопросы вариантов 3 и 4. По вопросу классификации углеводов желательно, чтобы учащиеся отметили деление углеводов на низкомолекулярные и высокомолекулярные и обратили основное внимание на то, что одни углеводы не подвергаются реакции гидролиза, а другие гидролизуются (научная терминология классификации углеводов учащимся неизвестна). АМИНЫ. АМИНОКИСЛОТЫ В процессе изучения азотсодержащих соединений получают дальнейшее развитие такие теоретические понятия, как «водородная связь», «взаимное влияние атомов в молекулах», «амфо- терные свойства», «механизм образования химической связи», «основные свойства органических соединений». Эти понятия и следует обобщать, используя задания для самостоятельной работы. Предлагаемые задания можно использовать выборочно в процессе прохождения аминов и аминокислот. АМИНЫ 1. Какой амин с большей скоростью вступит в реакцию с соляной кислотой: a) C2H5NH2 или СН3—NH—СН3; б) QH5NH2 или C6H5N(C2H5)2? Дайте пояснение и напишите уравнения реакций. 2. Расположите в ряд по убыванию основных свойств следующие соединения: (CH3)2NH, C6H5NH2, CH3—NH2, NH3. Дайте пояснение. 3. С какими из нижеуказанных соединений вступают в реакцию амины: Н20, NaOH, NaCl, HNO3? Приведите уравнения реакций. 201
4. Напишите структурные формулы всех изомерных аминов нециклического строения, имеющих состав C5H13N. 5. Аминам свойственна водородная связь. В чем ее особенности по сравнению с водородной связью, наблюдаемой у кислородсодержащих соединений? 6. Сравните результаты проявления взаимного влияния у этиламина, анилина и фенола. Какие можно сделать выводы? АМИНОКИСЛОТЫ 1. В чем сходство и различие между одноосновными предельными карбоновыми кислотами и аминокислотами? Приведите, где это необходимо, уравнения реакций. 2. Напишите структурные формулы изомерных аминокислот для состава CsHnC^N. Приведите их названия. 3. Как, исходя из этилена, получить аминоуксусную кислоту?
САМОСТОЯТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ НА ОБОБЩАЮЩИХ УРОКАХ ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ Содержание обобщающих уроков определено программой, так как их проводят в конце курса органической химии, то предметом рассмотрения должны быть теория химического строения, электронная теория, стереохимическая теория, учение о взаимном влиянии атомов, зависимость свойств от химического, электронного и пространственного строения, закономерности протекания химических реакций и т. д. Обобщающий урок тщательно планируют и предусматривают большую домашнюю подготовку учащихся по определенному заданию, включающему основные вопросы темы и упражнения. В задании указываются вопросы, по которым будет обсуждаться на уроке избранная тема обобщения. В методической литературе (16, 29) приведены примеры обобщающих уроков и задания для самостоятельной работы. ЛИТЕРАТУРА 1. Верховский В. Н., Смирнов А. Д. Техника химического эксперимента. М., Просвещение, 1973, 1975. 2. Гаврусейко Н. П. Сборник самостоятельных и контрольных работ по химии. Минск, Народная асвета, 1968. 3. Гаврусейко Н. П. Задания для самостоятельной работы учащихся по химии. 9 класс. Минск, Народная асвета, 1975. 4. Гаврусейко Н. П. Задания для самостоятельной работы учащихся по органической химии. Минск, Народная асвета, 1979. 5. Глориозов П. А. Некоторые пути повышения эффективности урока. Химия в школе, 1966, № 2. 6. Глориозов П. А., Рысс В. Л. Проверочные работы по химии. Методические указания. Изд. 4. М., Просвещение, 1973. 7. Глориозов П. А., Рысс В. Л. Проверочные работы по химии. VII—VIII класс. М., Просвещение, 1981. 203
8. Глориозов П. А., Рыее В. Л. Проверочные работы по химии. IX—X класс. М., Просвещение, 1982. 9. Григорович М. М. Дидактический материал по химии. 7—8 классы. Минск, Народная асвета, 1979. 10. Дидактика средней школы/Под ред. М. А. Данилова, М. Н. Скаткина. М., Просвещение, 1982. 11. Зуева М. В. Развитие учащихся в процессе обучения химии. М., Просвещение, 1978. 12. Иванова Р. Г. Урок химии в средней школе. Типы, структура уроков и самостоятельная работа учащихся. М., Педагогика, 1974. 13. Иванова Р. Г. Организация самостоятельной работы учащихся на уроках химии. Журнал ВХО им. Д. И. Менделеева, 1978, № 6. 14. Кирюшкин Д. М., Голобородько М. Я., Васи к Г. Е. Методика самостоятельных работ на уроках химии в 7 классе. М., Просвещение, 1971. 15. Кирюшкин Д. М. Методы обучения химии в средней школе. М., Просвещение, 1968. 16. Осокина Г. Н. Изучение химии в 10 классе. М., Просвещение, 1979. 17. Парменов К- Я. Химический эксперимент в средней школе. Изд-во АПН РСФСР. М., 1959. 18. П и д к а с и ст ы й П. И. Самостоятельная деятельность учащихся. М., 1972. 19. Полосин В. С. Школьный эксперимент по неорганической химии. М , Просвещение, 1970. 20. Потапов В. М., Чертков И. Н. Проверь свои знания по органической химии. М., Просвещение, 1979. 21. С а вич Т. 3. О некоторых приемах активизации мыслительной деятельности учащихся на уроках химии. Химия в школе, 1958, № 1. 22. Савич Т. 3. Развивать у учащихся умение самостоятельно пополнять знания. Химия в школе, 1980, № 1. 23. С у р о в ц е в а Р. П., Савицкий С. И., Иванова Р. Г. Задания по химии для самостоятельной работы учащихся. М., Просвещение, 2-е изд., 1981. 24. Трепш И. Я. Упражнения и задачи по химии для VII—XI классов. Рига, Звайгзне, 1974. 25. Ход а ков Ю. В., Эп штейн Д. А., Глориозов П. А. и др. Преподавание неорганической химии в средней школе. М., Просвещение, 1975. 26. Цветков Л. А. Эксперимент по органической химии. Изд. 4. М., Просвещение, 1966. 27. Цветков Л. А. Преподавание органической химии в 10 классе. Изд. 2. М., Просвещение, 1973. 204
28. Чертков И. Н. К проблеме организации самостоятельной работы учащихся. Химия в школе, 1978, № 5. 29. Чертков И. Н. Методика формирования у учащихся основных понятий органической химии. М., Просвещение, 1979. 30. Ш а п ов а л е н ко С. Г. Методика обучения химии в восьмилетней и средней школе. М., Учпедгиз, 1963. 31. Якиманская И. С. Развивающее обучение. М., Педагогика, 1979.
СОДЕРЖАНИЕ Предисловие 3 Самостоятельная работа учащихся в системе методов обучения химии 5 Разработка проблемы самостоятельной работы учащихся по химии 6 Особенности и классификация самостоятельных работ учащихся . 10 Самостоятельная работа учащихся с раздаточным материалом . 19 Выполнение учащимися химических опытов 26 Работа учащихся с учебником, справочной и другой литературой 41 Саглостоятельное решение учащимися химических задач .... 47 Основные условия эффективного применения самостоятельных работ учащихся на уроках 49 Система самостоятельных работ учащихся при изучении теоретического и описательного материала в VII классе 56 Первоначальные химические понятия 58 Вода. Растворы. Основания 76 Система самостоятельных работ учащихся при изучении теоретического и описательного материала в VIII классе 98 Химическая связь. Строение вещества — Галогены ПО Система самостоятельных работ учащихся при изучении теоретического и описательного материала в IX классе 117 Теория электролитической диссоциации 118 Подгруппа углерода 129 Металлы 140 Система самостоятельных работ учащихся в X классе 152 Теория химического строения органических соединений . . . .158 Предельные углеводороды 159 Непредельные углеводороды 165 Ароматические углеводороды 171 Природные источники углеводородов 174 Спирты и фенолы 176 Альдегиды и карбоновые кислоты 178 Сложные эфиры. Жиры 182 Углеводы 183 Амины. Аминокислоты. Белки 186 Самостоятельные работы на обобщающих уроках по органической химии 203
Раиса Георгиевна Иванова Татьяна Захаровна Савич Израиль Наумович Чертков САМОСТОЯТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ ПО ХИМИИ Редактор Т. В. Литвиненко Художник В. В. Воронин Художественный редактор Л. Г. Бакушева Технический редактор Н. Н. Бажанова Корректор Н. В. Бурдина ИБ № 6650 Сдано в набср 27.01.82. Подписано к печати 09.09.82. формат бОХЭО'Ае- Бум. для ляг.ж. aunap.Гарнит, литературная. Печать высокая. Усл. печ. л. 13. Усл. кр.-отт. 13,25. Уч.-изд. л. 12,70. Тираж 70 000 экз. Заказ № 4083. Цена 50 коп. Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Просвещение» Государственного комитета РСФСР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. Москва, 3-й проезд Марьиной рощи, 41. Типография им. Смирнова Смоленского облуправлення издательств, полиграфии и книжной торговли, г. Смоленск, пр. им. Ю. Гагарина, 2.
Библиотека учителя хими1> Р. Г. Иванова Т. З.Савич И.Н.Чертков САМОСТОЯТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ ПО ХИМИИ О