Читаем Экспериментальная работа с газами онлайн бесплатно
Экспериментальная работа с газами
Поскольку важное место в школьном химическом эксперименте занимает эксперимент, связанный так или иначе с работой с газами (получение газообразных веществ, изучение их свойств, изучение химических процессов, в результате которых образуются газообразные вещества), мы поставили перед собой задачу разработать цикл обучения по формированию у учащихся обобщённых умений работы с газами.
Наука, Образование / Химия / Прочая научная литература / Образование и наукаС.А. Марухленко
Экспериментальная работа с газами
(формирование экспериментальной деятельности учащихся
при работе с газами).
Анализ существующих учебников и учебных пособий по школьному химическому эксперименту позволил выделить ряд недостатков, присущих практически каждому из них: оборудование, конструкция приборов, набор реактивов, а также последовательность выполнения операций предлагаются учащимся в готовом виде, принцип действия всего прибора и функциональное назначение его частей не разъясняется, не уделяется внимание «химизму» процесса. Перечисленные недостатки методики школьного химического эксперимента не позволяют формировать у учащихся умения осознанно планировать экспериментальную деятельность, самостоятельно конструировать приборы, подбирать различные варианты оборудования и реактивов для осуществления химического эксперимента, разумно подходить к требованиям техники безопасности. Помимо этого, деятельность «по образцу», рекомендуемая в существующих методиках, приводит в конечном итоге, к снижению мотивации к обучению химии у учащихся, не позволяет формировать у них полноценное химическое мышление.
Поскольку важное место в школьном химическом эксперименте занимает эксперимент, связанный так или иначе с работой с газами (получение газообразных веществ, изучение их свойств, изучение химических процессов, в результате которых образуются газообразные вещества), мы поставили перед собой задачу разработать цикл обучения по формированию у учащихся обобщённых умений работы с газами. В рамках школьного курса химии такими умениями являются умения конструировать прибор и разрабатывать методику эксперимента по: а) получению газов; б) собиранию газов; в) очистке и осушке газов; г) поглощению газов; д) хранению газов; е) распознаванию газов.
Нами выделены те существенные особенности газообразных веществ и процессов их получения, которые влияют на конструкцию приборов и методику самой экспериментальной работы (для получения газов существенными являются агрегатное состояние реагентов и температурный режим процесса; для собирания газов – молярная масса газа, способность газа растворяться в воде и/или с ней взаимодействовать; для очистки, осушки и поглощения газов – способность их взаимодействовать с определёнными веществами и т. д.).
На базе этого создано 7 опорных таблиц (ОТ), в которых в обобщённом виде систематизирован описываемый материал (см. приложение). Часть информации в опорных таблицах учащиеся получают в готовом виде (физические свойства изучаемых газов, температурный режим их получения и некоторые другие), остальную заносят в таблицы сами, выполняя специально разработанные «исследовательские» задания. После этого, пользуясь опорными таблицами и анализируя свойства газов, учащиеся выполняют систему специальных упражнений теоретического и практического характера, что позволяет им, в конечном итоге, самостоятельно конструировать прибор и составлять методику эксперимента по работе с любым веществом в газообразном состоянии, свойства которого известны ученику.
– Общелабораторные умения.
1. Пользование нагревательным прибором.
2. Проведение нагревания.
3. Пользование металлическим штативом.
4. Укрепление пробирки в штативе.
5. Пользование пробиркодержателем.
6. Сборка прибора.
7. Проверка прибора на герметичность.
8. Пользование мерной посудой.
9. Растворение.
10. Пользование пипеткой.
11. Выпаривание.
12. Приготовление фильтра.
13. Фильтрование.
14. Взвешивание.
15. Умения, связанные со знанием свойств веществ.
16. Собирание газов вытеснением воздуха.
17. Собирание газов вытеснением воды.
18. Обнаружение веществ.
19. Осуществление химических реакций.
20. Качественные реакции на неорганические вещества.
21. Получение вещества в одну стадию.
22. Получение вещества в несколько стадий.
23. Распознавание органических веществ.
24. Установление элементарного состава органического вещества.
25. Организационные умения.
26. Предварительная подготовка к работе.
27. Наблюдение и анализ опытов.
28. Составление плана решения экспериментальных задач.
29. Аккуратность и чёткость в работе.
30. Поддержание чистоты рабочего места.
31. Оформление записей.
Карточка для контроля деятельности учащихся1.
1. Знать правила работы с веществами и простейшим оборудованием.
2. Знать устройство простейших приборов для получения и собирания газов – и уметь ими пользоваться.
3. Уметь обращаться с пробирками, мерными сосудами, лабораторным штативом, спиртовкой; растворять твёрдые вещества; проводить нагревание, фильтрование; обращаться с растворами кислот и щелочей, проверять газы (водород) на чистоту; собирать из готовых деталей приборы для получения газов и наполнять ими сосуды вытеснением воздуха и воды; готовить растворы с определённой массовой долей растворённого вещества; соблюдать правила техники безопасности.
4. Уметь оказывать первую помощь при ожогах кислотами и щелочами.
5. Уметь определять кислород, водород, углекислый газ, этилен, ацетилен.
6. Знать правила работы с ядовитыми газами (аммиак, хлороводород, диоксид азота, хлор).
7. На основе изученных теоретических, положений высказывать предположения (гипотезы) о возможных результатах эксперимента.
8. Сравнивать состав и свойства изученных веществ, анализировать результаты наблюдаемых опытов.
9. Высказывать суждения о свойствах веществ на основе их состава и о строении веществ по их свойствам.
10. На основе изученных законов и теорий устанавливать причинно-следственные связи между строением, свойствами и применением веществ, делать выводы и обобщения.
Результаты обучения должны соответствовать общим задачам предмета химии и требованиям к его усвоению.
Результаты обучения оцениваются по пятибалльной системе. При оценке учитываются следующие качественные показатели ответов:
При оценке учитываются число и характер ошибок (существенные или несущественные).
Существенные ошибки связаны с недостаточной глубиной и осознанностью ответа. Несущественные ошибки определяются неполнотой ответа. К ним можно отнести оговорки, описки, допущенные по невнимательности.
Результаты обучения проверяются в процессе устных и письменных ответов учащихся, а также при выполнении ими химического эксперимента.
Рассмотрим деятельность учащихся на примере одного из разделов «Собирание газов».
Вначале учащиеся получают некоторую информацию о газах. При собирании газов необходимо учитывать четыре их свойства:
Затем учащиеся выполняют специальные исследовательские задания в рабочей тетради.
Анализируя полученную информацию, рисунки, ОТ – 3 учащиеся отвечают на вопросы: а) можно ли газ, растворимый в воде собрать способом В. Почему?
Учащиеся на основе полученной информации делают вывод, что газ растворимый в воде способом В (вытеснением воды) собрать нельзя т.к. газ будет растворяться в воде.
Аналогично учащиеся отвечают на вопросы б) и в) задания 1. б) можно ли газ, который тяжелее воздуха собрать способом А. Почему? Нет, т.к. сосуд в данном способе перевёрнут дном вверх и более тяжёлый газ не вытеснит более лёгкий (воздух) газ.
в) на каких свойствах газов основан каждый из способов собирания газов?
А. Газ легче воздуха.
Б. Газ тяжелее воздуха.
В. Газ нерастворим в воде и с ней не взаимодействует.
Г. Газ ядовит.
Выполнив это задание, учащиеся выполняют задание 2, где им предлагается заполнить ОТ – 4 «Способы собирания газов в зависимости от их свойств»
Заполняют учащиеся таблицу на основе анализа информации, которую получили из ОТ – 3, выполняя предыдущие задания, собственных выводов.
Заполненная ОТ – 4 «Способы собирания газов в зависимости от их свойств» выглядит так:
Аналогично, пользуясь ОТ – 1,2,3, выполняя специально разработанные «исследовательские» задания, учащиеся заполняют ОТ – 6 «Поглотители газов», ОТ – 7 «Хранение газов» (см. приложение).
После этого, пользуясь опорными таблицами и анализируя свойства газов, учащиеся выполняют систему специальных упражнений теоретического и практического характера для формирования обобщённых умений при работе с газами, самостоятельно конструировать прибор, составлять методику эксперимента по работе с любым веществом в газообразном состоянии, свойства которого известны ученику.
Подробно остановимся на практической деятельности учащихся по получению и собиранию газов.
На предыдущем этапе мы обеспечили лишь формирование предварительных действий по работе с газообразными веществами, понимание их логики, а чтобы научиться этим действиям, надо их выполнять; наблюдения за действиями другого человека (учителя) для этого недостаточно. Поэтому необходимо, чтобы учащиеся приступили к практическому выполнению заданий по работе с газообразными веществами.
Работу по получению и собиранию газа учащиеся выполняют согласно программе деятельности по получению и собиранию газов (см. приложение).
Рассмотрим деятельность учащихся на примере практической работы «Получение и собирание водорода».
Учащиеся вначале урока получают задание от учителя: «получить и собрать водород одним из способов».
В тетрадях учащиеся чертят таблицы – матрицы с горизонтальными строками и вертикальными столбцами по образцу:
С помощью ОТ – 2 «Описание химического эксперимента» (см. приложение) учащиеся заполняют таблицу А «Получение газа». Для этого из ОТ – 2 в таблицу А заносят формулы реагентов, указывают их агрегатное состояние, составляют уравнение химической реакции, указывают условия протекания реакции.
С помощью ОТ – 1 «Приборы для получения газов» выбирают вариант прибора с помощью которого будут получать газ. И только после этого в последней колонке таблицы А делают схему прибора для получения водорода.
Заполненная таблица выглядит так:
Далее учащиеся заполняют таблицу Б «Собирание газа».
Из ОТ – 3 «Распознавание газов» (см. приложение) выбирают свойства водорода и записывают в соответствующие колонки таблицы Б. С помощью ОТ – 4 «Способы собирания газов в зависимости от их свойств» учащиеся выбирают прибор с помощью которого будут собирать газ. Схему прибора рисуют в последней колонке таблицы Б.
Заполненная таблица выглядит так:
На следующем этапе учащиеся составляют в тетрадях под таблицами А и Б полную схему прибора для получения и собирания водорода.
Варианты приборов могут быть самыми разными в зависимости от взятых учащимися реагентов для реакции, выбранных способов получения и собирания.
