Программаэлективного курса для учащихся 9 классов
похимии и экологии «Самое удивительное вещество»
Автор: Гончарова Т.И.,
учитель химии МБОУ «СОШ № 7»
р. п. Култук Слюдянского района
Иркутской области
Мало сказать,что без воды нет жизни.
Вода – это самажизнь.
Антуан деСент-Экзюпери.
…Причинойгибели Титаника в конечном
счете быливодородные связи.
П.Эткинс.
Несмотря на то, что изучению свойств и роли воды в программе основной школы уделяется достаточно большое внимание, на практике еевыпускники чаще всего демонстрируют разрозненные, бессистемные сведения изразных разделов химии, физики, биологии и географии. Поэтому учащиеся обычнобывают немного озадачены тем, что самым удивительным веществом вдругоказывается такая на первый взгляд знакомая и обычная вода. Одной из основныхзадач данного курса является актуализация, существенное пополнение и интеграцияна качественно новом уровне системы представлений о воде – не только основе, нои причине существования жизни на Земле именно в известной нам форме; о воде какосновном факторе, определяющем весь неповторимый облик нашей планеты; оводородной связи как основной причине уникальных свойств воды.
Осознание уникальности самого известного из веществ,углубление понимания взаимосвязи и взаимозависимости всего сущего, вызванные этимположительные гностические эмоции должны создать мотивацию для более глубокогоизучения способов анализа воды, ее очистки, стимулировать развитие отношения кводе как ценности, способствовать формированию экологического сознания.
Материал для курса отбирался таким образом, чтобы егоизучение можно было организовать при помощи методов, реализующих активную,субъектную позицию ученика в процессе познания, направленных на формированиеличностных, познавательных, регулятивных, коммуникативных УУД в соответствии стребованиями ФГОС ООО. Выполняя творческие задания, учащиеся получают опытсамостоятельного и группового проектирования и организации своей деятельности,развивают способность к рефлексии. Они учатся сотрудничать, то есть работать вкоманде на общий результат, участвовать в принятии решений, уметь сделатьпонятным смысл своего высказывания для другого и понимать точку зрения своихпартнеров.
Характерные для естественнонаучного профиля видыдеятельности: планирование и проведение химического эксперимента, работа ссоответствующими источниками информации, решение расчетных и практическихзадач, проектная деятельность и др. помогут учащимся определиться с выборомобразовательной траектории.
Программа элективного курса рассчитана на 34 часа, предназначенадля учащихся 9 классов и опирается на пособия В.И. Астафурова «Основыхимического анализа» и Т.Я. Ашихминой «Школьный экологический мониторинг», атакже многочисленные справочные издания.
I. Планируемые результаты
Личностные результаты:
-учащиеся смогут определить свою заинтересованность в дальнейшей работе поданной теме, в профессии химика, эколога, определиться в выборе профиляобучения.
Метапредметные результаты:
Познавательные УУД.
Учащиеся получатопыт:
— поискаинформации естественнонаучного содержания в различных источниках, обработкуэтой информации в соответствии с целью;
— подготовки ивыступления с докладом, отражающим процесс и результаты исследовательскойработы.
РегулятивныеУУД.
Учащиеся получатопыт группового выполнения химического эксперимента, которое включает в себяпостановку цели, распределение задач между членами группы, координацию икоррекцию их действий в процессе работы, групповую рефлексию деятельности послеполучения результата.
Коммуникативные УУД.
Учащиесяполучат опыт:
-групповой творческой и проектно-исследовательской деятельности;
-участия в дискуссиях;
-генерирования идей и решения проблем методом «мозгового штурма».
Конкретныйперечень формируемых УУД определяется учителем при составлении рабочейпрограммы курса в соответствии с образовательной программой школы.
Предметные результаты
Учащиеся научатся:
— характеризовать уникальные свойства иобусловленную ими роль воды для нашей планеты;
-характеризовать водородную связь как причину аномальных свойств воды;
-раскрывать смысл понятий «водородный показатель», «жесткость воды», «предельнодопустимая концентрация растворенных веществ в воде»;
-объяснять сущность простейших методов очистки воды;
-распознавать ряд катионов и анионов при помощи качественных реакций;
— объяснять и применять основные принципытитриметрического (объемного) и колориметрического анализа;
-планировать и проводить кислотно-основное или осадительное титрование раствора;
-рассчитывать молярную концентрацию раствора.
Учащиеся получат возможность углублять ирасширять знания, связанные с предметной областью «Естественнонаучныепредметы», выводить их на качественно новый мировоззренческий уровень.
II. Особенности курса
Данный курс нацелен на то, чтобы интегрировать и систематизироватьимеющиеся у детей сведения о воде и на их основе сформировать на новом, болеевысоком уровне целостное представление об уникальной роли воды в природе нашейпланеты и водородной связи как основной причине аномальных свойств воды,определяющих ее особую роль в природе. Огромное значение воды определяет инеобходимость ее охраны, постоянного контроля уровня ее загрязненности. Приизучении программы курса учащиеся познакомятся с рядом методов анализа иочистки воды, которые не входят в программу базового курса химии, смогутприобрести экспериментальные навыки, выходящие за рамки школьной программы. Вцелом курс направлен на формирование у детей экологического мировоззрения, наразвитие представления о целостности окружающего мира, о взаимосвязанности всехприродных явлений и объектов.
Логика программы выстроена следующим образом:
1. Аномальныесвойства воды.
2. Водородныесвязи – причина аномальных свойств воды и многообразия ее функций на планетеЗемля.
3. Вода – основа ипричина жизни на Земле, фактор, определяющий уникальный облик нашей планеты:
— вода –универсальный растворитель;
— роль воды вклетке, земном живом организме;
— роль воды вформировании земного климата;
— геологическаяроль воды;
— вода — художники т.д.
4. Состав преснойи морской воды:
— способыколичественного и качественного анализа воды;
— понятие ожесткости воды, рН, о ПДК веществ в воде.
5. Охрана воды.
Приблизительно треть времени, отведенного на курс, отданасамостоятельной и групповой работе учащихся. Они самостоятельно объединяются вгруппы, выбирают тему исследования, в группе распределяют между собой работу,планируют ее, осуществляют поиск материала в различных литературных источниках,подбирают методики для выполнения экспериментальной части работы, выполняютэксперимент, осуществляют само- и взаимоконтроль своей деятельности, готовятотчет о проделанной работе и представляют его для обсуждения на конференции,участвуют в дискуссии по поводу собственного исследования и работ учащихся издругих групп. Учитель оказывает строго дозированную индивидуализированнуюпомощь, стимулируя развитие у учащихся способности к целеполаганию исаморегуляции собственной деятельности, умения сотрудничать.
Оцениваются:
— ответы на выходной тест;
— качествовыполнения группой исследовательского проекта, степень участия в групповойработе каждого конкретного ученика;
— участие вдискуссии на мини-конференции.
III. Структура курса.
Модуль 1.(Теоретический). Формирование системы представлений о свойствах и роли воды вприроде на основе представления о водородной связи (№№ целей: 1, 2, 6).
Модуль 2.(Практический). Знакомство с методами анализа и очистки воды (№№ целей: 2, 3,4, 5).
Модуль 3.(Проектно-исследовательский) (№№ целей: 2, 3, 4, 5, 6).
IV. Cодержание курса и учебнаядеятельность.
|
Коли-чество часов |
Темы занятий |
Деятельность учащихся Представленная информация была полезной? ДА 58.67% НЕТ 41.33% Проголосовало: 963 |
|
4 |
Удивительное – рядом. Аномальные свойства воды. Роль воды в природе. Водородная связь – причина многообразия функций воды на нашей планете. Состав морской и пресной воды. Уникальный состав воды оз.Байкал. Жесткость воды.
|
Осуществляют поиск в литературе, периодической печати, сети Интернет информации о воде, ее свойствах и роли в природе и жизни человека. Выступают с короткими сообщениями. Участвуют в эвристической беседе. С помощью учителя актуализируют, существенно обогащают и интегрируют в целостную систему разрозненные знания о воде, полученные из разных источников. |
|
8 |
Понятие о качественном анализе. Распознавание катионов и анионов при помощи качественных реакций. Методы количественного анализа. Титриметрический (объемный) метод. Колориметрический метод анализа. Методы очистки воды. |
Усваивают новую информацию из объяснения учителя и инструктивных карт. Самостоятельно и в группах планируют и выполняют (разумеется, под контролем и с дозированной помощью учителя) практическую работу, осуществляют рефлексию своей деятельности. |
|
3 |
Молярная концентрация растворов. Решение задач на определение молярной концентрации по данным, полученным в ходе кислотно-основного и осадительного титрования. |
Фронтально, в группах и самостоятельно решают расчетные задачи, условия которых сформулированы таким образом, чтобы дополнить и закрепить знания о титриметрическом методе анализа. |
|
12 |
Проектно-исследовательская деятельность. |
В группах определяют цели, планируют работу, распределяют ее между членами группы, работают с литературой, подбирают методики, оборудование, реактивы. Получают допуск к работе у преподавателя. Самостоятельно и в группах выполняют (с дозированной помощью преподавателя) экспериментальную часть проекта. Осуществляют групповую рефлексию своей деятельности. Подготавливают отчет о работе для обсуждения с остальными учащимися на мини-конференции.
|
|
5 |
Мини-конференции. |
Осуществляют презентацию результатов исследования, идей и проектов. Проводят коллективную рефлексию результатов деятельности, формулируют выводы и предложения. |
|
2 |
Входной и выходной контроль. |
Самостоятельно выполняют задания. |
VI. Учебно-методическоеобеспечение
Задания длядля входного контроля
- Предложите способ, с помощью которого можно отличить соляную кислоту от двух других кислот.
- В трех пробирках находятся растворы Н2SО4 , К2SО4 , КСl. Предложите методику последовательного распознавания каждого вещества. (Можно использовать любые реактивы.)
- Что Вы знаете о жесткости воды?
Задания для выходного контроля
- В пяти пробирках находятся растворы сульфата, хлорида, ортофосфата, сульфида и карбоната калия. Предложите методику распознавания этих веществ. (Можно использовать любые реактивы.)
- При титровании трех проб раствора соляной кислоты было израсходовано соответственно 16.2, 16.3, 16.1 мл 1М раствора гидроксида натрия. Рассчитайте молярную концентрацию раствора соляной кислоты, если объем каждой пробы равен100мл.
Памятка юным исследователям.
- Прежде чем начинать анализ пробы воды, подберите подходящие методики, оборудование и реактивы, используя учебники и дополнительную литературу и при необходимости обращаясь за консультацией к учителю. Желательно использовать и качественные, и количественные методы анализа.
- Проведите анализ пробы воды. При этом не забудьте о том, что:
а) Необходимо строго соблюдать правилаТБ!!! (Ибо все, что способно рассыпаться, рано или поздно рассыплется, а все,что способно разлиться, рано или поздно разольется…)
б) Прежде чем начинать эксперимент,нужно получить у учителя допуск к его выполнению. Для этого нужно внятно,грамотно и последовательно (если есть желание — можно даже и в стихах) изложитьучителю все ваши предполагаемые действия по выполнению анализа.
в) После получения допуска нужнополучить у учителя все необходимые реактивы и оборудование и подготовитьоборудование к работе.
г) Учитель должен проверить правильностьподготовки оборудования, и только после этого можно будет начать работу.
д) Для получения более точныхрезультатов количественного анализа измерения нужно повторить не менее трех рази взять для расчетов среднее значение. (Как видите, пословица «Семь разотмерь…» актуальна и в этом случае).
- В литературе найдите ПДК исследуемого иона в источниках централизованного водоснабжения, в водоемах хозяйственно-питьевого и бытового водопользования. Оцените уровень загрязненности воды в пробе и пригодность воды для использования с различными целями.
- Подумайте, из-за чего в воде водоемов нашей местности может быть повышенное содержание этого иона. Воспользуйтесь литературой и ресурсами сети Интернет, узнайте о том, какие вещества выбрасывают в окружающую среду наши предприятия.
5. Предложите различные способы очистки воды отизбытка исследуемого вами иона. Если это возможно, продемонстрируйте один илинесколько способов вашим товарищам – участникам конференции.
- Если избыток в воде исследуемого иона – дело рук человека, попробуйте придумать такие способы организации хозяйственной деятельности людей, чтобы эти ионы как можно меньше попадали в окружающую среду.
Успехов вам! Не забывайте о том, чтоодна голова – хорошо, а три – лучше. Дружная и хорошо организованная работа вгруппе может позволить каждому из вас добиться таких результатов, которыепросто невозможно было бы представить, работая в одиночку.
Примечание для учителя.
1.Набор анализируемых ионов, форма предъявления и количество заданий могут бытьиными в зависимости от доступности оборудования и реактивов, уровня подготовкии количества детей, одновременно изучающих курс.
2.Микрогруппы комплектуются по желанию детей (лучше всего – из трех человек),лидер группы выбирается детьми и в процессе работы может поменяться.
3.Контроль учителя за выполнением эксперимента должен быть постоянным, но помощьдетям должна строго дозироваться в зависимости от уровня подготовленностиучащихся. Все, что дети могут сделать сами, до чего могут додуматься, онидолжны открыть для себя самостоятельно!
4.Для того чтобы не перегружать курс новыми понятиями, жесткость воды можноизмерять в мммоль/л, а все расчеты в титриметрическом анализе вести черезмолярную концентрацию растворов. Тогда можно не вводить понятие о химическомэквиваленте и нормальной концентрации.
Перечень методик количественного анализа, которые могут быть использованыдля выполнения творческих заданий.
1.Определение карбонатной жесткости воды титрованием пробы раствором солянойкислоты в присутствии индикатора метилового оранжевого.[3, 6].
2.Определение содержания железа в природной воде роданидным методом. [3].
3.Определение содержания в воде ионов свинца колориметрическим методом с дихроматомкалия.[16].
4.Определение хлоридов титрованием пробы нитратом серебра в присутствии хроматакалия как индикатора.[16].
5.Определениенитратов риванольной реакцией.[16].
6.Определение содержания ионов меди в воде колориметрическим методом с дифенилкарбазоном.[13].
7.Определение содержания фосфатов в воде колориметрическим методом с молибдатнымреактивом.[15].
8.Определение содержания ионов меди в воде колориметрическим методом сконцентрированным раствором аммиака. [16].
9.Определение содержания ионов ртути в воде пробой с дифенилкарбазидом.[16].
Список использованной и рекомендуемой литературы.
1. Алтунин В.С., Белавцева Т.М. Контроль качества воды: Справочник. –М.,1993.
2. Аналитическая химия./Под ред. О.М.Петрухина. – М., 1993.
3. Астафуров В.И. Основы химического анализа. Учебное пособие пофакультативному курсу для учащихся 9-10 кл. – М., 1977.
4. Вредные химические вещества. Справочник/Под ред. В.А.Филонова. – Л.,1989.
5. Галазий Г.И. Байкал в вопросах и ответах. – Иркутск, 1985.
6. Головнер В.Н. Межрегиональная экологическая экспедиция школьников вПрибайкалье.//Химия в школе. – 2003. — №2.
7. Злотников Э.Г., Эстрин Э.Р. Химико-экологический анализ различныхприродных сред: экспериментальный материал для факультативных и кружковыхзанятий в средних школах. – Киров, 1996.
8. Кукушкин Ю.Н. Химия вокруг нас: Справочное пособие. – М., 1992.
9. Методы исследования качества воды водоемов. / Новиков Ю.В., ЛасточкинаК.О., Болдина З.Н./Под ред. А.П.Шицковой. – М., 1990.
10. МуравьевА.Г. Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами. –СПб., 1997.
11. Нормативныеданные по предельно допустимым уровням загрязнения вредными веществами объектовокружающей среды: Справочный материал. – СПб.,1997.
12. ФиалковЮ.Я. Необычные свойства обычных растворов.- М., 1978.
13. ХарьковскаяН.Л., Ляшенко Л.Ф., Рухлина И.С. Медь и окружающая среда.//Химия в школе. –1998. — №4.
14. Химия:справочное издание/В.Шретер, К.-Х.Лаутеншлегер, Х.Бибрак и др. – М., 1989.
15. ХрамовВ.А., Папичев Н.В., Штепа Л.И. Определение фосфатов в продуктах обмена веществчеловека.//Химия в школе. — 2003. — №2.
16. Школьныйэкологический мониторинг. Учебно-методическое пособие/Под ред. Т.Я.Ашихминой. –М., 2000.
17. Энциклопедическийсловарь юного химика/Под ред. М.А.Прокофьева. – М., 1982
18. ЭткинсП. Молекулы: Пер. с англ. – М.,1991.
