Педагогическая 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.
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 – 4e → O2° + 4H+ (окисление)
Суммарное уравнение электролиза:
2Н2О → 2H2º↑ + O2º↑
Na2SО4 + 3H2О ↔ H2↑ + 2NaОH +
½О2↑ + H2SО4
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 |
|
2Н2О + 2ē = Н2↑ + 2ОН‾ |
2Н2О + 2ē = Н2↑ + 2ОН‾ |
|
|
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 |
|
|
Бескислородный |
кислородсодержащий |
|
|
Растворимый |
Окисление металла анода
анод раствор |
|
|
Нерастворимый |
Окисление аниона (кроме фторидов)
|
В щелочной среде: 4ОН‾ – 4ē = О2↑ + 2Н2О В кислой, нейтральной средах: 2Н2О – 4ē = О2↑ + 4Н+ |
Анионы по их способности окисляться располагаются в следующем порядке:
,
, 
,
,
, SO
, 
,
.
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.
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
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.
6 656 234 материала в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Кожевникова Екатерина Александровна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс профессиональной переподготовки
500/1000 ч.
Курс повышения квалификации
72 ч.
Курс повышения квалификации
36 ч. — 180 ч.
Курс повышения квалификации
72/108 ч.
Мини-курс
6 ч.
Мини-курс
6 ч.
Мини-курс
6 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.