Разработка урока «Неизвестное об известном алюминии», с элементами исследовательской деятельности учащихся
 Скачать 176.67 Kb.
|
| Разработка урока « Неизвестное об известном алюминии », с элементами исследовательской деятельности учащихся. l. Пояснительная записка. Исследовательская деятельность может послужить отправной точкой к возникновению интереса к химической науке. Нестандартные ситуации исследования активизируют деятельность учащихся, делают восприятие учебной информации более активным, целостным, эмоциональным, творческим. Вовлечение ситуаций исследования даёт наибольший эффект в классах, где преобладают ученики с неустойчивым вниманием, пониженным интересом к предмету. Исследовательская деятельность вносит разнообразие и эмоциональную окраску в учебную работу, снимает утомление, развивает внимание, сообразительность, взаимопомощь. При рассмотрении данной проблемы само собой возникает вопрос, а в чём важность применения исследовательской деятельности учащихся на уроках химии? Ответ прост. Вовлечённый в исследовательскую деятельность ребёнок находится на пути продвижения от незнания к знанию, от неумения к умению, то есть осознаёт смысл и результат своих усилий (Осницкий, 1986, с. 41). Только те знания, которые добыты исследовательским путём, становятся прочно усвоенными и осознанными, образующими научную картину мира в сознании ребёнка (Верзилина, 1955, с. 88). Исследовательская деятельность – высший уровень деятельности, предполагающий отталкивание от проблем конкретного учебного заведения, овладение основными правилами и процедурами действий, а также способами оценки своих действий (Герасименко, 2000, с. 66-67). Исследовательская деятельность способствует формированию определённого опыта по поиску подходов к проблеме, проигрыванию ситуаций в уме, прогнозированию последствий тех или иных действий, проведению анализа результатов, поиску новых подходов, логичности знаний и умений, что в полной мере возможно при соблюдении выше перечисленных условий (Одинцова, 2002, с. 97). Исследовательская деятельность ставит учащегося в ситуацию, когда он вынужден самоопределяться, проектировать собственную предметную деятельность, продумывать и организовывать условия её осуществления, что способствует культурному самоопределению, самоидентификации учащегося (Леонтович, 2001, с. 147-148). Впоследствии приобретённый опыт он переносит на свои поступки в обыденной жизни. При проведении исследовательской деятельности в школе исследования учащихся имеют единый контекст, а педагоги понимают единое звучание своих целей, происходит трансляция ценностей научного общества. Такое образование становится продуктивным, а продукт имеет не материальную, а интеллектуальную и личностную ценность. Знания и методы одной научной дисциплины переносятся в другую, происходит их взаимное обогащение и развитие (принцип эвристического взаимодействия знаний), они становятся универсально значимыми. Исследовательская деятельность приобретает характер интегрированности, что возможно при условии возбуждения эмоционального отношения, внутреннего стремления к осмыслению и освоению, обеспечения непротиворечивости всех усваиваемых знаний. Таким образом, исследовательской деятельности как дидактическому пространству становления мировоззренческой позиции присущи характеристики активной, объективной, логической, гуманистической, ориентирующей и интегрирующей познавательной деятельности, выражающейся в осознанности и смысловой направленности действий, имеющей эмоциональную привлекательность для учащегося. Однако развивающийся потенциал исследовательской деятельности реализуется не сразу, а поэтапно. ▲Первый этап – ситуация теоретико-экспериментального исследования на уроке, стимулирование интереса к ИД, осознание её значимости для успешной адаптации к обучению в школе и в колледже, для самореализации. Условиями, осваивающимися на этой стадии, выступают: возбуждение эмоционального отношения, внутреннего стремления к осмыслению и усвоению добытых знаний; развитие самостоятельности и активности; вовлечение в практическую деятельность. ▲Второй этап – ситуация частично-поискового исследования, научение образцам ИД на основе получения новой информации. Педагог знает направление поиска, но не знает конечного результата, предлагая ребёнку самостоятельно решить проблему или комплекс проблем. Условиями, наиболее полно осваивающими на этой ступени, являются: соблюдение принципа историзма при добывании знаний; развитие самостоятельности и активности; возбуждение эмоционального отношения, внутреннего стремления к осмыслению и усвоению; вовлечение в практическую деятельность. ▲Третий этап – ситуация поисковой исследовательской деятельности, основанием для создания которой служит исследование с неопределённым содержанием. На данном этапе происходит преобразование сложившихся стереотипов ИД на индивидуально-личностном уровне, идёт формирование объективной оценки предметов и явлений, самостоятельное определение целей будущего эксперимента и механизмов своей деятельности для достижения этих целей. Преподаватель умело владеет методикой научного исследования, но они с учеником не знают ни пути поиска (исследования), ни итога исследования. Для позитивного результата исследования педагог должен не только сам обладать интуицией в этом вопросе, но и активизировать её у ученика. ▲Четвёртый этап – ситуация научно-исследовательской деятельности. Деятельность учащегося в этой ситуации характеризуется проявлением субъективного, мировоззренческого отношения к изученным фактам и способам их объяснения, самостоятельным поиском противоречий, проблем, выявлением парадоксов, проявлением мировоззренческой позиции в учебном процессе и внешкольной деятельности. Целью моей работы было показать возможность использования исследовательской деятельности учащихся на уроках химии в 9-ом классе. Задачами работы являются:
ll. Разработка урока с элементами исследовательской деятельности по теме « Неизвестное об известном алюминии », для учащихся 9-ых классов. Тема урока: « Неизвестное об известном алюминии ». Класс: 9 Задачи урока: А) Образовательные: 1. Актуализировать знания учащихся о строении атома, физических смыслах порядкового номера, номера группы, номера периода на примере алюминия. 2. Показать зависимость физических свойств алюминия от наличия в нём металлической связи и особенностей кристаллического строения. 3. Сформировать у учащихся знания о том, что алюминию в свободном состоянии присущи особые, характерные физические и химические свойства. Б) Развивающие: 1. Возбудить интерес к изучению науки путём предоставления кратких исторических и научных сообщений о прошлом, настоящем и будущем алюминия. 2. Продолжить формирование исследовательских навыков учащихся при работе с литературой, выполнением лабораторной работы. 3. Расширить понятие амфотерности раскрытием электронного строения алюминия, химических свойств его соединений. В) Воспитательные: 1. Воспитывать бережное отношение к окружающей среде, предоставляя сведения о возможном использовании алюминия вчера, сегодня, завтра. 2. Формировать умения работать коллективом у каждого учащегося, считаться с мнением всей группы и отстаивать своё корректно, выполняя лабораторную работу. 3. Знакомить учащихся с научной этикой, честностью и порядочностью естествоиспытателей прошлого, предоставляя сведения о борьбе за право быть первооткрывателем алюминия. Тип урока: изучения нового материала. Вид урока: лабораторный. Оборудование: алюминиевая проволока с кнопками на пластилине, простейшая электрическая цепь, штатив с пробирками, химические стаканы, фильтровальная бумага. Реактивы: алюминий, разбавленные и концентрированные: серная, соляная и азотные кислоты, раствор гидроксида натрия, порошок алюминия, кристаллический йод, вода, раствор хлорида алюминия, гидроксид аммония. План урока:
А) Взаимодействие алюминия с водой. Б) Алюмотермия. В) Отношение алюминия к кислотам и щелочам. 7. Закрепление и обобщение знаний полученных на уроке. 8. Подведение итогов урока. 9. Домашнее задание. Ход урока. Организационный момент. Написать заранее на доске план урока и домашнее задание.
Учитель сообщает цель урока: познакомиться с физическими, химическими свойствами, историей открытия, получением и применением алюминия. (Запись темы урока и цели на доске). Учащиеся записывают тему урока и цель урока в тетради.
Учитель предлагает учащимся познакомиться с таблицей на зачётном листе (на одной стороне листа расчерчена таблица, на второй инструктивная карточка к лабораторной работе « Химические и физические свойства алюминия »); заполнить первую колонку « Что мы знаем об алюминии из исторических хроник », выслушивая выступления одноклассников. Учащиеся выслушивают выступления одноклассников – исторические хроники и заполняют таблицу. Что мы знаем об алюминии.
Примеры сообщений учащихся. Об истории открытия и применения алюминия. Алюминий в виде соединений был известен ещё в глубокой древности. По свидетельству античных историков и писателей, квасцы (по латыни – « алюмен ») добывали во многих местах и применяли, как рассказывает Плиний, в качестве протравы при крашении. В начале нашей эры полководец Архелай во время войны римлян с персами велел обмазать боевые башни квасцами. Дерево башен стало огнестойким, поэтому все попытки персов сжечь их оказались бесплодными. В 1754 году была найдена основа квасцов – глинозём. А.Л. Лавуазье первым заподозрил в ней наличие окисла металла, обладающим таким выраженным сродством к кислороду, что его нельзя было выделить известными тогда методами. В 1825 году Х.К. Эрстед (Дания) впервые получил алюминий в чистом виде, используя для этого калий в виде амальгамы. Однако тогда не удалось точно выяснить, какой именно продукт был получен. Зато два года спустя в этом преуспел Ф. Вёлер (Германия), взявший для восстановления чистый калий. Металл, согласно старинному названию квасцов, и был назван алюминием. Вёлер получил это вещество в порошкообразном виде. А вот задача превратить его в слиток оказалась очень сложной. Восемнадцать лет упорного труда позволили учёному приготовить алюминий в виде гранул размером всего лишь со спичечную головку. Новый металл оказался очень красивым, похожим на серебро, но значительно более лёгким. Именно эти свойства алюминия во многом определили его высокую стоимость: в конце XlX – начале ХХв., алюминий ценился выше золота. Алюминий в своё время названный Н.Г. Чернышевским « металлом социализма », в течение четверти века оставался музейной редкостью. Впервые он был использован для изготовления нескольких декоративных кирас (лат) для личной охраны (кирасир) Наполеона lll и игрушек для его наследника. Современный рентабельный способ получения алюминия, позволил наладить массовое производство, был изобретён американцем Ч. Холлом и французом П. Эру в 1886 году. Он заключается в электролизе раствора окиси алюминия в расплавленном криолите. Расплавленный криолит растворяет оксид алюминия, как вода сахар. При этом электролиз раствора происходит так, как если бы криолит был только растворителем, а оксид алюминия – электролитом: на катоде выделяется чистый алюминий, а на аноде – кислород. Благодаря изобретённому способу алюминий очень быстро подешевел и приобрёл всеобщую популярность. Первенцем алюминиевой промышленности в нашей стране стал Волховский алюминиевый комбинат, давший первые слитки серебристого металла 14 мая 1932 года. Знаете ли вы … …Что технический способ получения алюминия путём восстановления его хлорида предложил (1854) французский химик А. Сент-Клер Девилль (1818-1881); он же получил (1856) алюминий электролизом расплавленного двойного хлорида алюминия и натрия и по праву считается пионером алюминиевой промышленности. … Что алитирование – насыщение поверхности слоя металла алюминием с целью придания металлическому изделию жаропрочности и антикоррозионных свойств. … Что стоимость 1 кг алюминия в 1854 г. составляла 1200 рублей, т.е. в 270 раз дороже серебра. … Что в пробе лунного грунта, взятой автоматической станцией « Луна – 20 » в континентальной части нашего спутника – между Морем Кризисов и Морем Изобилия, впервые был обнаружен самородный алюминий. При исследовании лунной фракции массой 33 мг в Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии АН СССР были выявлены три крохотные частицы алюминия. Это плоские слегка удлинённые крупицы размером 0,22, 0,15, 0,1 мм с матовой поверхностью и серебристо-серые в свежем изломе. Алюминий – лунный камень. … Что зеркало для крупнейшего телескопа диаметром в 6 метров, созданного в СССР, покрыто тончайшей алюминиевой фольгой. Это дальнозоркий глаз обращён в глубины вселенной. Он способен увидеть свет обычной свечки на расстоянии 25 тыс. км. Американские учёные предложили использовать гигантские зеркала из пластмассы с алюминиевым покрытием для освещения ночных городов. Доставленные на орбиту такие зеркала и управляемые ЭВМ смогут отражать солнечный свет в десятки раз интенсивнее, чем это делает в настоящее время Луна.
Учитель заслушивает и корректирует ответы учащихся по заполнению первой колонки таблицы. Учащиеся зачитывают записи в первой колонке таблицы, по необходимости исправляют их.
Что вам известно о физических свойствах алюминия и его применении? Алюминий – один из наиболее распространённых в природе элементов. На его долю приходится 8,13% от массы земной коры. В основном он сосредоточен в минералах, называемых алюмосиликатами. К их числу относятся как обыкновенные глины и слюда, так и замечательные драгоценные камни, такие, как гранат, берилл, топаз. Широкое применение алюминия осуществляется благодаря его свойствам. А свойства зависят от строения. Рассмотрим строение атома алюминия. Один учащийся у доски, а другие в тетрадях записывают схему строения атома, распределяют электроны по квантовым ячейкам и выводят электронную формулу атома алюминия. Делает предположение о характерных физических свойствах. Характеристика алюминия как химического элемента и как простого вещества.
Учащиеся наблюдают за действиями учителя и заполняют вторую колонку таблицы, указывая, где может использоваться данное физическое свойство алюминия.
А) Взаимодействие алюминия с йодом. Выполняется в вытяжном шкафу! Растирается алюминиевая пудра с кристаллическим йодом в ступке и добавляется несколько капель воды. Взаимодействие алюминия с концентрированными серной и азотной кислотой. Учащиеся работают по инструктивной карточке и заполняют вторую колонку таблицы. Выполняют самостоятельно лабораторную работу по инструктивной карточке и записывают уравнения реакций. Инструктивная карточка к лабораторной работе « Химические свойства алюминия » Перед выполнением работы внимательно прочитайте правила техники безопасности при работе с кислотами и щелочами: Правила техники безопасности.
Ожог едкими щелочами: Обильно смочить обожжённое место нейтрализующим раствором соляной или лимонной кислоты. Смазать борным вазелином. Наложить марлю или вату. Забинтовать. Ожог кислотами: Обильно смочить обожжённое место раствором соды. Наложить повязку, смоченную известковой эмульсией. Покрыть ватой. Забинтовать.
Ход работы
Учитель предлагает записать уравнения реакций на доске по одному учащемуся из пары. Уравнения реакции воспроизводятся на доске. 2Al + 3I2 = 2AlI3 2Al + 6HCl разб. = 2AlCl3 + 3H2↑ 2Al + 3H 2SO4 разб. = Al 2(SO 4)3 + 3H2↑ Al + HNO3 разб. = Al + HCl конц. = Al + H 2SO4конц. = Al + HNO3 конц. = 2Al + 2NaOH + 2H 2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
(блестящие, серебристые, лёгкие).
(А) электропроводность – производство электрических проводов. Б) отсутствия взаимодействия с водой – изготовление посуды и котлов. В) металлический блеск – изготовление ювелирных изделий и украшений. Г) лёгкость – использование в самолётостроении и кораблестроении. Д) химическая инертность – для производства химического оборудования, изделий для агрессивных сред).
(потому, что сверху металл алюминий покрыт прочной оксидной плёнкой).
(это мгновенно образуется оксид алюминия – очень прочное соединение. Оно застывает в виде капли). Учащиеся отвечают на вопросы учителя.
Заполнение второй колонки таблицы. По окончании учащиеся сдают зачётные листы.
Комментарий учителя. Ответы по плану, записанному на доске.
А) NaOH, Ba(OH)2, KOH, CuCl2; Б) SnCl2, Al(NO 3)3, KOH, ZnCl2; В) AlCl3, CrCl3, MgSO4, NaOH lll. Выводы. Для того чтобы успешно управлять любой деятельностью, необходимо владеть принципами организации данного процесса. Под принципом понимают « основное, исходное положение какой – либо теории, основное правило деятельности» (Словарь иностранных слов, 1986, с. 400). Рассматривая исследовательскую деятельность как процесс, мы определяем принципы такой деятельности, как нормативные регулятивы педагогического руководства, рекомендации к наиболее целесообразному поведению педагога, как условия реализации выявленных закономерностей, при соблюдении которых повышается целостность воспитательного процесса (Борытко, 2001, с. 80) и на основании которых строится взаимодействие между педагогом и ребёнком, поскольку принцип ещё и « внутреннее убеждение, взгляд на вещи, определяющие норму поведения » (Словарь иностранных слов, с. 40) в данном процессе. При этом мы следовали выводам Н.М. Борытко (2001, с. 79-80), который считает, что: Принцип – это руководящее требование, предписание, как действовать для достижения цели, норма деятельности; Принцип – вытекает из понимания закономерностей и противоречия воспитательного процесса, постоянного соотношения определённого круга явления; Принцип – это внутреннее (а не навязанное извне) убеждение, принятое как руководящая идея, способ восприятия определённых явлений; Принцип – распространяется на определённую ограниченную область явлений и процессов; Принципы действуют в системе, взаимодополняя и взаиморазвивая друг друга; в разных системах один и тот же принцип может получать разные значения. Исследовательскую деятельность необходимо нормировать и технологизировать. Это требование к педагогу – организатору исследовательской деятельности учащихся. Исследовательская деятельность осуществляется в единой парадигме и понимается как подход, образовательная технология, способ построения образовательного процесса, а организация исследовательской деятельности рассматривается как проектная задача. Исследовательская деятельность для реализации педагогического потенциала должна строиться на принципах: доступности, естественности, осмысленности, экспериментальности, культуросообразности. Системообразующим принципом в организации исследовательской деятельности учащихся является принцип самодеятельности учащихся. Ребёнок может овладеть ходом исследования только через проживание его, то есть через собственный опыт. Не возникает сомнений, что исследовательская деятельность требует большей самодеятельности, нежели репродуктивная. Если педагог в своей образовательной программе, по которой он работает, ставит цель – обучить учащегося методам, принципам, формам и способам научного исследования, основам профессионального знания и научного познания, дать возможность самореализоваться учащемуся через решение задач научного характера в его научной теме, то такая деятельность учащегося будет научно – исследовательской. При этом на выходе мы будем иметь научно – исследовательские работы с безусловной (или, наоборот, спорной) научной ценностью. |