Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации
версия для слабовидящих
Главная / Химия / Педагогическая статья. «Совершенствование познавательной деятельности на уроках химии через проблемное обучение с использованием демонстрационных опытов».

Педагогическая статья. «Совершенствование познавательной деятельности на уроках химии через проблемное обучение с использованием демонстрационных опытов».

Курсы профессиональной переподготовки от Московского учебного центра "Профессионал"

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования только до 31 августа действуют скидки до 50% при обучении на курсах профессиональной переподготовки (184 курса на выбор).

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: ВЫБРАТЬ КУРС


hello_html_m40ef3963.gifhello_html_m607b0c60.gifhello_html_m2a7690f7.gifhello_html_m573f9b89.gifhello_html_m161f44cf.gifhello_html_76b0c9d2.gifhello_html_m2a7690f7.gifПедагогическая статья.

«Совершенствование познавательной деятельности на уроках химии через проблемное обучение с использованием демонстрационных опытов».

Обучение и развитие – процессы, находящиеся в сложных взаимоотношениях, и не могут выступать отдельно друг от друга. Успех интеллектуального развития школьника достигается главным образом на уроке, когда учитель остается один на один со своими воспитанниками. И от умения учителя «и наполнить сосуд, и зажечь факел», от его умения организовать систематическую познавательную деятельность зависит степень интереса учащихся к учебе, уровень знаний, готовность к постоянному самообразованию, что убедительно доказывает современная психология и педагогика. В условиях огромного информационного потока и низкой мотивации учебной деятельности у учащихся трудно добиться высокого качества в учебе учащихся.

Вот и получается, что предмет химии в школьном курсе оказывается очень трудным для усвоения учащимися. Трудно сегодня, трудно завтра и становится неинтересно, потому что непонятно. А вот если на первое место поставить интерес, то тогда можно перебороть трудности.

Известно, что большая часть, проводимых в школе опытов имеет иллюстративный характер и используется только для подтверждения изучаемых явлений. Учащимся целесообразно предлагать не только иллюстративные опыты, но и демонстрационные опыты проблемного характера, так как они обеспечивают активизацию познавательной деятельности учащихся, учат самостоятельно мыслить, развивают интерес к предмету, улучшают знания, расширяют научный кругозор и часть выводят на новый уровень понимания ранее изученных вопросов школьной программы.

Всему этому способствуют проводимые мною демонстрационные опыты, которые могут служить как материалом для создания проблемных ситуаций, так и использоваться для их решения.

Электролиз является одним из основных понятий в химии и часто при его изучении возникают определенные трудности: учащимся сложно составлять схемы электролиза, т.к. они недостаточно хорошо понимают его механизм. Многие вопросы промышленности, металлургии связаны с явлением электролиза солей, поскольку он является основой их устойчивости и равновесия.  Актуальность электролиза объясняется тем, что многие вещества получают именно этим способом. Например, такие металлы как никель, натрий, чистый водород и другие, получают только с помощью этого метода.

В связи с тем, что сокращается количество часов химии, и на данную тему отводится только один урок, целесообразно применить принцип минимизации содержания. Это позволит учителю сэкономить время и сформировать не только понятие об электролизе, но и сделать необходимый акцент на изучении его механизма. Я предлагаю на уроке использовать проблемный подход и учащиеся должны найти правильный ответ с помощью демонстрационных опытов. Использование принципа наглядности позволяет учащимся лучше понять и осмыслить материал.

Цель демонстрационных опытов: с помощью демонстрационного эксперимента способствовать усвоению научных знаний, помогающих раскрыть понятие процесса электролиза;

Опыт №1. Электролиз раствора хлорида меди (II).

В начале урока проходит этап подготовки учащихся к активному сознательному усвоению знаний.

Учитель: Почему при опускании электродов в одни растворы лампочка загорается, а в другие - нет?

Учащиеся: Лампочка загорается, если в растворе есть заряженные частицы. В первом случае это – электролит, а во втором – нет.

Учитель: Что такое электролиты?

Учащиеся: Это вещества, водные растворы или расплавы которых проводят электрический ток за счёт образования ионов.

Учитель: А какие классы веществ относятся к электролитам?

Учащиеся: Соли, щёлочи, кислоты.

Учитель: Как называются положительно заряженные ионы?

Учащиеся: Катионы.

Учитель: Почему они получили такое название?

Учащиеся: Идущие к катоду, т. е. к отрицательному электроду.

Учитель: Как называются отрицательно заряженные ионы?

Учащиеся: Анионы.

Учитель: К какому электроду они направляются?

Учащиеся: К положительному - аноду.

Проблема: Что произойдёт, если в раствор электролита опустить электроды, которые присоединены к источнику электрического тока?

Учитель: Ответить на этот вопрос нам поможет материал сегодняшнего урока.

Оборудование и реактивы: прибор для электролиза, раствор хлорида меди, индикаторная бумага, раствор сульфата натрия, лакмус.

Прибор для электролиза водных растворов солей может быть изготовлен из U-образной трубки, в отверстия которой на пробках вставляют угольные электроды. Электроды подключают к источнику постоянного тока, под напряжением 12 В.

Отрицательный полюс источник подключается к левому электроду, это катод. Положительный полюс источника подключается к правому электроду - это анод.

(250x247, 8Kb)

Ход работы:

В U-образной трубки наливаем раствор соли хлорида меди CuCl2. Опускаем электроды и подключаем катод к отрицательному, а анод к положительному полюсу электрического тока.

Наблюдение: Катод покрывается металлом красного цвета, на аноде - выделяется газ, плохо растворимый в воде. Для идентификации полученного газа, опускаем в правое колено индикаторную бумагу, пропитанную йодо- крахмальным раствором, она окрашивается в темно- синий цвет.

Учитель: Для определения продуктов электролиза, составим его схему.

Уравнения реакций:

СuСI2, р-р

СuСI2 → Сu2+ + 2Сl¯ (ЭД)

Н2O → 2Н++ ОН-



Катод(+): Сu2+; 2Н+

Сu2+ + 2 е → Сu° (восстановление)


Анод(-): Сl¯; ОН-

2Сl¯ – 2е → СI2 (окисление)


Суммарное уравнение электролиза:

Сu2+ + 2Сl¯ → Сu° + Cl2 ° ↑

CuCl2 → Сu° + Cl2 ° ↑

Обсуждение:

В результате обсуждения, ученики определяют продукты электролиза: катод покрывается слоем меди, а на аноде выделился газ - хлор.

Вывод:

Электролиз - это окислительно– восстановительные процессы, протекающие на электродах при прохождении электрического тока через раствор электролита.

Опыт №2. Электролиз раствора сульфата натрия.

Учитель: Проведём электролиз раствора сульфата натрия и сравним результаты этих двух опытов и попробуем сделать вывод о последовательности разрядке катионов и анионов.

Ход работы:

В U-образной трубки наливаем раствор соли сульфата натрия Na2SO4. Это бесцветный раствор. В каждое колено трубки добавляем раствор лакмуса. Затем опускаем в каждое колено графитовые электроды и подсоединяем к источнику постоянного тока.

Наблюдение: Вначале окраска лакмуса фиолетовая, т.е. раствор соли имеет нейтральную среду. Уже в первую минуту видны признаки реакции. Во-первых: изменение окраски индикатора. В правом колене – цвет лакмуса стал красный, в левом окраска стала синей. Во-вторых: можно наблюдать выделение пузырьков газа на обоих электродах.

Учитель: Окрашивание лакмуса в красный цвет говорит о кислой среде, а синее окрашивание характерно для щёлочи.

Уравнения реакций:

Na2SO4, p-p

Na2SO4 → 2Na+ + SO42-(ЭД)



Катод (+): Na+; 2Н+

2H2O + 2e → 20H¯ + H2° (восстановление)

Анод (-): SO42-; 20H¯

2H2O – 4eO2° + 4H+ (окисление)



Суммарное уравнение электролиза:

2Н2О → 2H2º↑ + O2º↑
Na
24 + 3H2О ↔ H2↑ + 2NaОH + ½О2↑ + H24

Учитель: При электролизе растворов сульфата натрия на катоде выделяется водород и образуется щелочь, а на аноде выделяется кислород и образуется серная кислота. Свойства выделяющихся газов можно проверить. Поднести пробирку, собрать газ и поднести лучину: в кислороде она загорится, а в водороде будет слышен характерный хлопок.

Проблема: Почему при электролизе раствора сульфата натрия невозможно выделение металлического натрия? 

Учитель: Подведём итог. Для опытов мы взяли соли металлов, разных по своей химической активности. Анионы кислотных остатков тоже отличаются по своему составу.

В результате обсуждения, учащиеся делают вывод:

Вывод:

  1. последовательность разрядки катионов на катоде зависит от положения металла в электрохимическом ряду напряжений;

  2. последовательность разрядки анионов на аноде зависит от природы аниона;

Учитель: При электролизе водных растворов солей активных металлов, нельзя получить сами металлы. Их можно получить только из расплавов этих солей.

После разбора демонстрационных опытов учащиеся знакомятся с инструкцией для определения результатов электролизных растворов и заносят её в тетрадь.

Инструкция

Для определения результатов электролизных растворов существуют следующие правила:

Процесс на катоде не зависит от материала катода, а зависит от положения металла в электрохимическом ряду напряжений.

1. Если катион электролита находится в начале ряда напряжений (по Al включительно), то на катоде идёт процесс восстановления воды (выделяется Н2). Катионы металла не восстанавливаются, остаются в растворе.

2. Если катион электролита находится в ряду напряжений между алюминием и водородом, то на катоде восстанавливаются одновременно и ионы металла, и молекулы воды.

3. Если катион электролита находится в ряду напряжений после водорода, то на катоде идёт только процесс восстановления ионов металла.

4. Если в растворе находится смесь катионов разных металлов, то первым восстанавливается катион того металла, который имеет наибольшее алгебраическое значение электродного потенциала.

Катодные процессы в водных растворах солей.

Электрохимический ряд напряжений металлов

Li, K, Ca, Na, Mg, Al

Mn, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb

H2

Cu, Hg, Ag, Pt, Au

hello_html_m3b94db53.gif- не восстанавливается

2О + 2ē = Н2↑ + 2ОН‾

hello_html_m3b94db53.gif+nē = hello_html_m6a4766ec.gif

2О + 2ē = Н2↑ + 2ОН‾


hello_html_m3b94db53.gif+ nē = hello_html_m6a4766ec.gifhello_html_m35030747.gifhello_html_m62a00377.gif



Процесс на аноде зависит от материала анода и от природы аниона

1. Если анод растворимый (железо, медь, цинк, серебро и все металлы, которые окисляются в процессе электролиза), то независимо от природы аниона всегда идёт окисление металла анода.

2. Если анод нерастворимый, инертный (уголь, графит, платина, золото), то:

А) при электролизе растворов солей бескислородных кислот (кроме фторидов) на аноде идёт процесс окисления аниона;

Б) при электролизе растворов солей оксокислот и фторидов на аноде идёт процесс окисления воды (выделяется кислород); анион не окисляется, остаётся в растворе. При электролизе растворов щелочей идёт окисление гидроксид-ионов

Анодные процессы в водных растворах.



Анод

Кислотный остаток hello_html_4b69b8da.gif

Бескислородный

кислородсодержащий



Растворимый

Окисление металла анода

hello_html_m6a4766ec.gif- nē = hello_html_m3b94db53.gif

анод раствор



Нерастворимый

Окисление аниона

(кроме фторидов)

hello_html_4b69b8da.gif- mē = hello_html_140b5bec.gif

В щелочной среде:

4ОН‾ – 4ē = О2↑ + 2Н2О

В кислой, нейтральной средах:

2О – 4ē = О2↑ + 4Н+

Анионы по их способности окисляться располагаются в следующем порядке:

hello_html_7da7f60d.gif,hello_html_m7dfa7118.gif, hello_html_481b1c17.gif,hello_html_m35eb1d21.gif,hello_html_m6a60dafb.gif, SOhello_html_mcf3a7e3.gif, hello_html_m2aa1bf69.gif, hello_html_m51668932.gif.



Список литературы


1. Мочалова Н.М. Методы проблемного обучения и границы их применения / Н.М.Мочалова. – Казань: ТБК, 1999.- 158 с.


2.Дорно И.В. Проблемное обучение в школе/И.В.Дорно. - М.: Просвещение, 1993. - 202 с.


3.Брызгалова С.И. Проблемное обучение в начальной школе:учеб.пособие / С.И.Брызгалова. – Калининград,1995. – 208 с.


4.Махмутов М.И. Организация проблемного обучения в школе / М.И.Махмутов. - М.: Просвещение, 1997. – 374 с.


5.Щукина Г.И. Активация познавательной деятельности учащихся в учебном процессе / Г.И.Щукина. - М.: Просвещение, 1979. – 160 с.


6.Вивюрский В.Я. Методика хим. эксперимента в средней школе : метод.пособие для учителей / Вивюрский В.Я. -М.: Просвещение, 1993. – 197 с.


7.Чернобельская Г. М. Методика обучения химии в средней школе: учеб.для студ. высш. учеб. заведений / Г. М.Чернобельская. - М.: Владос, 2000. – 336 с.





  • Химия
Описание:

Электролиз является одним из основных понятий в химии и часто при его изучении возникают определенные трудности: учащимся сложно составлять схемы электролиза, т.к. они недостаточно хорошо понимают его механизм. Многие вопросы промышленности, металлургии связаны с явлением электролиза солей, поскольку он является основой их устойчивости и равновесия. Актуальность электролиза объясняется тем, что многие вещества получают именно этим способом. Например, такие металлы как никель, натрий, чистый водород и другие, получают только с помощью этого метода.

В связи с тем, что сокращается количество часов химии, и на данную тему отводится только один урок, целесообразно применить принцип минимизации содержания. Это позволит учителю сэкономить время и сформировать не только понятие об электролизе, но и сделать необходимый акцент на изучении его механизма. Я предлагаю на уроке использовать проблемный подход и учащиеся должны найти правильный ответ с помощью демонстрационных опытов. Использование принципа наглядности позволяет учащимся лучше понять и осмыслить материал.

Автор Михнева Наталья Анатольевна
Дата добавления 16.10.2017
Раздел Химия
Подраздел Другое
Просмотров 331
Номер материала MA-071856
Скачать свидетельство о публикации

Оставьте свой комментарий:

Введите символы, которые изображены на картинке:

Получить новый код
* Обязательные для заполнения.


Комментарии:

Популярные курсы