Произвольная комбинаторика знаков при самостоятельном выполнении упражнений: AlPO2, 2Na+SO4 =Na2 SO4. Причиной является неумение применять правила составления и преобразования символических записей, видеть логические связи знаков в составе формул и уравнений, непониманием места и значения в них индексов и коэффициентов, закономерностей которые они отражают.
Составление формул и уравнений не существующих реально веществ и реакций: CuO+H2O→Cu(OH) 2, которые являются следствием недооценки роли химического эксперимента и наблюдений, а также с недостаточной связью обучения с жизнью.
Не умение применять знания при объяснении теорий химии. Причина - недостаточное внимание к семантике (смыслу) формул и уравнений, их теоретическому толкованию.
Не понимание функций химической символики в познании химии, хотя учащиеся умеют писать формулы и уравнения. Причина – недостаточное раскрытие функций химической символики, отсутствие сравнительных характеристик различных видов символических записей.
Т. о., из-за несформированности химического языка на начальных этапах изучения химии, а также умений им пользоваться, к 11 классу появляются серьезные проблемы уже с самим теоретическим материалом. С целью избежания последнего, в данной работе разработаны конкретные уроки по формированию умений пользоваться химическим языком для устранения формализма в знаниях учащихся.
Опираясь на новый образовательный стандарт по химии за 2004 год [16] , можно выделить обязательный минимум содержания знаний и умений в курсе химии:
· стандарт основного (общего) образования по химии предполагает: понятие о валентности и степени окисления, химические реакции, классификация их по изменению степени окисления;
· стандарт среднего (полного) общего образования расширяет и дополняет знания об ОВР, рассматривая: изучение окислительно-восстановительных реакций в растворах электролитов, электролиз растворов и расплавов, теоретические вопросы, восстановительные свойства металлов, электрохимический ряд напряжений металлов, понятие о коррозии, способы защиты, представление соединений некоторых переходных металлов: KMnO4 и K2Cr2O7 как окислители.
На сегодняшний момент существует огромное количество учебников химии [23] , где данная тема рассматривается по-разному. В Калужской области широкое распространение получили учебника Габриеляна О.С. [25].
В 2007 году наша область в образовательном процессе осуществляет переход на профильное обучение. В свете таких событий рационально было бы использование учебников, предполагающих изучение химии на профильном уровне. Такими являются учебники под редакцией Н.Е. Кузнецовой [26,27,28] , которые предусматривают изучении химии как в общеобразовательных классах, на профильном уровне, так и в классах с углубленным изучением предмета.
По программе Н.Е. Кузнецовой [18] на изучение темы "Окислительно-восстановительные реакции" выделяется следующее количество часов:
8 класс: урок №1 ОВР. Составление уравнений методом электронного баланса;
урок №2 Составление и использование алгоритма расстановки коэффициентов методом электронного баланса в уравнениях ОВР;
урок №3 Контрольная работа по теме.
9 класс: Фрагменты уроков с изучением окислительно-восстановительных свойств металлов, неметаллов и их соединений.
Фрагменты уроков: 1) Электрохимические процессы. Электролиз расплавов и растворов солей.
2) Коррозия металлов. Электрохимический ряд напряжения металлов.
11 класс: Фрагменты – периодичность изменения окислительно-восстановительных свойств атомов, элементов.
урок №1 ОВР в растворах электролитов.
урок №2 Электрохимические процессы: электролиз.
урок №3 Коррозия металлов.
Т. о., данные учебники в полной мере отражают весь теоретический курс знаний по данной теме и отвечают требованиям стандарта образования по химии.
При изучении темы в классе предполагаются стенды с занимательными заданиями по теме, а также домашние эксперименты (приложение 6,7).
Урок №1
Тема: "Окислительно-восстановительные реакции".
Задачи: обобщить, систематизировать знания и умения учащихся по теме; развитие активной мыслительной деятельности, повышение интереса к предмету.
Тип урока: урок обобщения, систематизации знаний и умений.
Оборудование: карточки-задания, компьютер, диски с опытами, мультимедийный проектор, грамоты, медали, часы.
Ход урока:
На предыдущем уроке учащимся в качестве домашнего задания было задано повторить (вспомнить) материал по теме.
На перемене учащиеся расставляют мебель в кабинете так, чтобы могли разместиться все команды по 5-7 человек, разделяются на команды. Учитель объявляет о форме проведения урока – игра, а также основные правила мероприятия.
Правила игры:
1. Команда состоит из 5-7 человек, включая капитана.
2. В ходе игры вы получаете баллы за задания, а также дополнительные задания принесут вам лишние баллы. Победит команда, набравшая наибольшее количество баллов.
3. В конце урока все учащиеся получают оценки в зависимости от своей активности во время урока.
4. Если команда справляется с заданием ранее указанного времени, ей присуждается еще полбалла. Все задания выполняются строго по времени. Плохое поведение также отражается на сумме баллов.
Ход игры.
Задание №1
Из перечисленных уравнений выберите окислительно-восстановительные реакции, по какому принципу проводили отбор: 2Na+O2=Na2O2, 2NaNO3=2NaNO2+O2, K2CO3+2HCl=2KCl+CO2+H2O, NaOH+CO2=NaHCO3, KOH+Al(OH) 3=K [Al(OH) 4] , 8NH3+3Br2 =6NH4Br+N2.
время 3 мин, баллы 4(за каждое правильно указанное уравнение + балл ответ на вопрос).
Учитель: правильно было указать те уравнения реакций, где произошли изменения степеней окисления элементов, что является главным признаком данной группы реакций.
Задание №2
Используя числовую прямую, укажите все возможные виды степеней окисления:
-4 - 3 - 2 - 1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8
время 3мин, баллы 5(за правильно указанное название степени окисления).
Допол. вопрос: Почему прямая заканчивается +8, а начинается с - 4?
учитель чертит схему на доске:
степень окисления положительная нейтральная отрицательная
высшая промежуточная низшая промежуточная
Задание №3
В ходе каких процессов происходит изменение (уменьшение или увеличение) степени окисления элементов в ОВР? Как называются эти процессы? Приведите по 1 примеру.
время 4 мин, баллы 5 (по баллу за пример + баллы за указание причины).
Учитель: речь идет о процессах окисления и восстановления, входе которых происходит увеличение и уменьшение степени окисления соответственно.
Задание №4
Вставьте пропущенные слова и символы:
атом, молекула или ион, отдающие электрон, ……(что с ними происходит?), но сами при этом являются …… (роль в ОВР).
атом Li0…. . →Li+, молекула H20…. →2H+, ион Fe2+…. . →Fe3+,
процесс ……
атом, молекула или ион, принимающая электрон, …… (что с ними происходит?), но сами при этом являются …… (роль в ОВР).
атом S0 …. . →S2 - , молекула Cl2……→2Cl-, ион Sn4+……→Sn2+, процесс …….
время 4 мин, баллы 5= 3 (каждое уравнение полуреакции 0,5б) +2(указание названия процессов).
Учитель: здесь необходимо было вспомнить что такое окислитель и восстановитель и что в этой роли могут выступать атомы, молекулы и ионы.
Задание №5
Al + S→Al2S3Вопросы: 1) что вам представлено?
2 6 Al0-3ê→Al3+2) как называется каждый из процессов?
3 S0+2ê→S2 - 3) какую роль играет Al и S в реакции?
Расставьте коэффициенты. 4) что значат цифры 3, 2, 6?
время 4 мин, баллы 4 (за каждый вопрос).
Задание №6
Осуществите переходы с указанием окислительно-восстановительных процессов, окислителя и восстановителя. Укажите соответствующие соединения и их роль реакции.
S2-↔S4+→S6+Mn0↔Mn2+←Mn7+.
время 5 мин, баллы 5 (по 0,5 за каждое уравнение полуреакции с указанием окислителя и восстановителя + по 1 баллу за каждую схему с участием веществ).
Учитель: ионы (и соответствующие им соединения), содержащие элементы в низшей степени окисления являются восстановителями; ионы (и соответствующие им соединения), содержащие элементы в промежуточной степени окисления являются и окислителями, и восстановителями; ионы (и соответствующие им соединения), содержащие элементы в высшей степени окисления всегда являются окислителями.
Допол. вопрос: опираясь на схему, предскажите окислительно-восстановительные свойства ионов и соответствующих им соединений:
восстановительокислитель -4 - 3 - 2 - 1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 +8
восстановительные свойства окислительные свойства отрицательныеположительные промежуточные
Задание №7 "Конкурс капитанов"
Демонстрация химической реакции (с использованием компьютера и мультимедийного проектора). Задание: Hg+HNO3(конц) = Hg(NO3) 2+NO2+H2O.