Кейс – технология на уроках химии
Название произошло от латинского термина «casus» запутанный или необычный случай. Кейс – совокупность учебных материалов, в которых сформулированы практические проблемы, предполагающие коллективный или индивидуальный поиск их решения, это описание проблемной ситуации на основе реальных фактов, случаев, которые можно перевести в статус задачи, и затем решать с последующей рефлексией хода и ресурсов решения. В качестве кейсов можно использовать любые тексты (материалы газет, журналов, материалы из интернет и др.). Кейсы могут быть практическими (для закрепления ЗУН), обучающими (для решения учебных и воспитательных задач), научно-исследовательскими (для осуществления исследовательской деятельности и формирования исследовательской компетентности). Кейс–метод предназначен для получения знаний по дисциплинам, темам, истина в которых неоднозначна, поэтому очень сложно использовать его в химии.
Требования к кейсу: 1. постановка актуальной проблемы, которую можно обсуждать и которая не имеет однозначного решения; 2. соответствие текста поставленным образовательным задачам и теме урока (разделу), в рамках которого он предлагается; 3. присутствие достаточного количества информации для проведения анализа и нахождения путей решения исследовательской проблемы; 4. отсутствие авторской оценки проблемы;
Цель - научить: анализировать информацию,анализировать информацию, сортировать ее для решения заданной задачи,сортировать ее для решения заданной задачи, выявлять ключевые проблемы,выявлять ключевые проблемы, генерировать альтернативные пути решения и оценивать их,генерировать альтернативные пути решения и оценивать их, выбирать оптимальное решение и формировать программы действий и т.п.выбирать оптимальное решение и формировать программы действий и т.п. анализировать ситуации;анализировать ситуации; оценивать альтернативы;оценивать альтернативы; выбирать оптимальный вариант решений;выбирать оптимальный вариант решений; составлять план осуществления решений.составлять план осуществления решений.
Кейс 1 «Отражение жизненной ситуации» (практический кейс) В нашем районе люди страдают от дефицита йода – его слишком мало в питьевой воде. Врачи говорят о снижении иммунитета у детей и у взрослого населения. Учителя указывают на ухудшение памяти и внимания, проявление раздражительности у учеников. Для того, чтобы компенсировать дефицит йода, жители используют … 1. О какой проблеме идет речь? 2. Какую роль выполняет йод в организме человека? 3. Предложите пути решения выявленной проблемы. 4. Прокомментируйте выражение «Йода достаток – ума палата» 5. Назовите источники поступления йода в организм человека. 6. Проведите исследование образца йодированной соли.
Информационный материал к кейсу 1 Человеческий организм без йода, как без воды существовать не может. У детей недостаток йода приводит к задержке и нарушению умственного, физического и психологического развития. Основной объем йода собран в тироксине. Эти гормоны нужны для роста и развития органов, они отвечают за регулирование обмена веществ, расхода белков, жиров и углеводов, работы половых и молочных желез, еще они повышают интенсивность окислительных реакций в клетках и выделение тепла, поддерживают гормональную возбудимость нервных центров и сердечной мышцы, регулируют деятельность мозга и нервной системы. Давно доказано, что уровень умственного развития или коэффициент интеллекта напрямую связан с присутствием йода в организме. Масса щитовидной железы в момент её формирования у ребенка равняется одному грамму, через 5-10 лет она увеличивается до 10 грамм, а к середине жизни достигает массы грамм. Давно доказано, что уровень умственного развития или коэффициент интеллекта напрямую связан с присутствием йода в организме. Масса щитовидной железы в момент её формирования у ребенка равняется одному грамму, через 5-10 лет она увеличивается до 10 грамм, а к середине жизни достигает массы грамм.
Почти у всех людей при хронической йодной недостаточности увеличена щитовидная железа и наблюдается постоянное состояние усталости, частые депрессии, раздражительность. Все это проявление ненормальной работы щитовидной железы. При нарушении своих функций и нехватке йода в организме щитовидная железа разрастается, образуется эндемический зоб. Но гормональные нарушения, возникающие из-за дефицита йода, не имеют подчас внешне выраженного характера, и поэтому йоддефицит получил название «скрытый голод». Постоянная нехватка йода, как «строительного элемента» гормонов щитовидной железы приводит к развитию гипотиреоза (снижению функции щитовидной железы).
Первый и наиболее легкий путь насыщения организма йодом предлагает нам отечественная фармацевтика. Сейчас всюду рекламируют препараты, приготовленные на основе водорослей – ламинарии или спирулины, и реклама в этом случае абсолютно объективна – это действительно полезные йодсодержащие препараты. Человек получает йод только извне: 90% с пищей, а остальное - с водой и воздухом. Требуется его немного: одна чайная ложка на все 75 лет жизни! Для массовой профилактики йододефицита в России была рекомендована йодированная соль. Однако этот метод будет эффективен лишь в том случае, если для подсаливания пищи мы будем использовать только йодированную соль и никакую другую. Причем ее надо добавлять в готовую и слегка остывшую еду. В горячей среде разлагается йодид калия, который добавляют в соль, и она теряет свои целебные свойства.
Основные пищевые источники йода: морепродукты – рыба, рыбий жир, мидии, креветки, морская капуста, кальмары; морепродукты – рыба, рыбий жир, мидии, креветки, морская капуста, кальмары; овощи – свекла, салат, шпинат, помидоры, морковь; овощи – свекла, салат, шпинат, помидоры, морковь; фрукты, ягоды, орехи – яблоки, вишня, слива, абрикосы, земляника, грецкие и кедровые орехи; фрукты, ягоды, орехи – яблоки, вишня, слива, абрикосы, земляника, грецкие и кедровые орехи; крупы – гречневая крупа, пшено; крупы – гречневая крупа, пшено; молочные продукты – сыр, творог, молоко. молочные продукты – сыр, творог, молоко.
Результат работы группы
Содержание в Земной коре Среднее содержание йода в земной коре 4*10-5 % по массе. В мантии и магмах и в образовавшихся из них породах соединения йода рассеяны; глубинные минералы йода неизвестны. История йода в земной коре тесно связана с живым веществом и биогенной миграцией. В биосфере наблюдаются процессы его концентрации, особенно морскими организмами (водорослями, губками).
В продуктах питания Йодом особенно богаты морские продукты: рыба, мидии, кальмары, креветки, морская капуста. Хорошим источником йода являются молочные продукты, некоторые крупы, овощи и фрукты. В мясе животных йода не много. Йодом особенно богаты морские продукты: рыба, мидии, кальмары, креветки, морская капуста. Хорошим источником йода являются молочные продукты, некоторые крупы, овощи и фрукты. В мясе животных йода не много. Суточная потребность в йоде человека мкг. Суточная потребность в йоде человека мкг.
В живых организмах В организме человека накапливается от 20 до 50 мг йода, в том числе в мышцах около мг, в щитовидной железе в норме мг. Йода в жизни растений - один из важнейших микроэлементов. В организме человека накапливается от 20 до 50 мг йода, в том числе в мышцах около мг, в щитовидной железе в норме мг. Йода в жизни растений - один из важнейших микроэлементов.
Применение в промышленности Применение в промышленности Сырьем для промышленного получения йода в России служат нефтяные буровые воды; за рубежом - морские водоросли. Для извлечения йода из нефтяных вод на них сначала действуют хлором или азотистой кислотой. Выделившийся йод либо адсорбируют активным углем, либо выдувают воздухом. Сырьем для промышленного получения йода в России служат нефтяные буровые воды; за рубежом - морские водоросли. Для извлечения йода из нефтяных вод на них сначала действуют хлором или азотистой кислотой. Выделившийся йод либо адсорбируют активным углем, либо выдувают воздухом.
Биологическое значение Биологическое значение йода состоит в том, что он является составной частью молекул гормонов щитовидной железы : тироксина ( Т 4), содержащего 4 атома йода, и трийодтиронина ( ТЗ ), в составе которого 3 атома йода.
Применение в медицине Препараты, содержащие йод, обладают антибактериальными и противогрибковыми свойствами, они оказывают также противовоспалительное и отвлекающее действие; их применяют наружно для обеззараживания ран, подготовки операционного поля. При приеме внутрь препараты йода оказывают влияние на обмен веществ, усиливают функцию щитовидной железы.
Кейс 2 (систематизирующий кейс) Юра заболел и его положили в больницу. Когда Юра выздоровел, оказалось, что он пропустил несколько тем уроков по химии и не может выполнить домашние задания. Используя дополнительный материал, помогите Юре выполнить домашнее упражнение: заполните таблицу Типы химических реакций соединения разложения замещения обмена определение исходные вещества продукты реакции схема реакции примеры уравнений реакций
Материал кейса 2 Типы химических реакций В реакциях соединения из нескольких исходных веществ образуется одно сложное вещество 2Mg + O 2 = 2MgO 2Cu + O 2 + H 2 O + CO 2 = Cu 2 CO 5 H 2 Реакции разложения приводят к распаду одного исходного сложного вещества на несколько продуктов. CaCO 3 = CaO + CO 2 Cu 2 CO 5 H 2 = 2CuO + H 2 O + CO 2 Реакции замещения – это реакции между простым и сложным веществами, протекающие с образованием двух новых веществ – простого и сложного. CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu Реакциями обмена называют взаимодействие между двумя сложными веществами, при котором они обмениваются атомами или группами атомов. FeS + 2HCl = FeCl 2 + H 2 S Многие химические реакции нельзя отнести ни к одному из перечисленных четырех типов. Примером может служить реакция горения метана: CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O
Схемы реакций А + В = С С = А + В А + ВС = АС + В АВ + СД = АД + СВ Продукты реакции Одно сложное вещество Два сложных вещества Два новых вещества: простое и сложное Два или более простых или сложных вещества Исходные вещества Одно сложное вещество Два сложных вещества Два вещества: простое и сложное Два или более простых или сложных вещества
Типы химических реакций соединения разложения замещения обмена определение В реакциях соединения из нескольких исходных ве- ществ образу- ется одно сложное вещество Реакции разложения приводят к распаду одного исходного сложного ве- щества на нес- колько продук-тов. Реакции замещения – это реакции между прос-тым и слож- ным вещест-вами, протека-ющие с образо-ванием двух новых веществ – простого и сложного. Реакциями обмена называют взаимодейст-вие между двумя слож- ными вещест-вами, при котором они обменивают-ся атомами или группами атомов. исходные вещества Два или более простых или сложных вещества Одно сложное вещество Два вещества: простое и сложное Два сложных вещества продукты реакции Одно сложное вещество Два или более простых или сложных вещества Два новых вещества: простое и сложное Два новых сложных вещества схема реакции А + В = С С = А + В А + ВС = АС + В АВ + СД = АД + СВ Результаты работы группы
Кейс 3 «Химические свойства алюминия» (исследовательский кейс)
Кейс Химические свойства алюминия Цель исследования: изучить взаимодействие алюминия с растворами солей Эксперимент 1. В раствор карбоната натрия поместите гранулу алюминия. Что наблюдаете? По результатам проведённого эксперимента сделайте вывод о продуктах данной реакции. Эксперимент 2. В раствор хлорида меди поместите гранулу алюминия. Что наблюдаете? По результатам проведённого эксперимента сделайте вывод о продуктах данной реакции. Сконструируйте алгоритм протекания химической реакции между алюминием и раствором соли.
Материал кейса 3 1. Химия 11 класс. О.С.Габриелян. 2. Общая химия. В.Н.Доронькин, А.Г.Бережная, Т.В. Сажнева, В.А. Февралева. 3. Химия.Справочник. Р. А. Лидин, Л. Ю. Аликберова
Цель: изучить взаимодействие алюминия с растворами солей. Цель: изучить взаимодействие алюминия с растворами солей. Гипотеза: если Al более активный металл, то он должен вытеснять менее активные металлы из растворов солей Гипотеза: если Al более активный металл, то он должен вытеснять менее активные металлы из растворов солей
Опыт 1 В раствор хлорида меди(II) поместите гранулу Al. Что наблюдаете? По результатам проведенного эксперимента сделайте вывод о продуктах данной реакции. В раствор хлорида меди(II) поместите гранулу Al. Что наблюдаете? По результатам проведенного эксперимента сделайте вывод о продуктах данной реакции. CuCl 2 +Al Наблюдаем выделение бесцветного газа и большой объем порошкообразной меди.
Предполагаем,что: 2 Al + 3CuCl 2 = 3Cu +2AlCl 3 2 Al + 3CuCl 2 = 3Cu +2AlCl 3 CuCl 2 +H 2 0 HCl + CuOHCl CuCl 2 +H 2 0 HCl + CuOHCl CuCl 2 Cu Cl - CuCl 2 Cu Cl - Cu 2+ +HOH CuOH - + H + Cu 2+ +HOH CuOH - + H + 6HCl + 2Al = 2AlCl 3 +3H 2 6HCl + 2Al = 2AlCl 3 +3H 2
Опыт 2 В раствор карбоната натрия опустите гранулу алюминия. Что наблюдаете? По результатам проведенного эксперимента сделайте вывод о продуктах данной реакции. Na 2 CO 3 + AL Наблюдаем выделение газа И выпадение белого студенистого осадка.
На самом деле эта реакция не должна идти, но у нас происходит бурная реакция. Na2CO3 + H2O NaHCO3+NaOH Na2CO3 + H2O NaHCO3+NaOH Na2CO3 2Na + + CO3 2- Na2CO3 2Na + + CO3 2- CO HOH HCO3 - +OH - CO HOH HCO3 - +OH -
NaOH + Al 2 O 3 + 3H 2 O = 2Na[Al(OH )4 ] NaOH + Al 2 O 3 + 3H 2 O = 2Na[Al(OH )4 ] 2Al + 2NaOH +6H 2 O = 3H 2 +2Na[Al(OH )4 ] 2Al + 2NaOH +6H 2 O = 3H 2 +2Na[Al(OH )4 ] В результате (1) реакции идет разрушение оксидной пленки алюминия В результате (1) реакции идет разрушение оксидной пленки алюминия А результатом (2) реакции является выделение бесцветного газа водорода и образования студенистого осадка А результатом (2) реакции является выделение бесцветного газа водорода и образования студенистого осадка
Я считаю, что этот осадок – амфотерного Al(OH)3,т.к. он растворился в избытке щелочи NaOH. 2Al +6H2O=2Al(OH)3 + 3H2 Al(OH)3 + NaOH=Na[Al(OH)4] -данное уравнение показывает, что Al(OH)3 амфотерный что Al(OH)3 амфотерный гидроксид.
Алгоритм протекания химической реакции между амфотерным металлом Al и раствором соли: 1. Гидролиз солей, образованных или слабым основанием или слабой кислотой, с образованием кислой или щелочной среды. 2. Оксидная пленка на поверхности Al растворяется продуктом гидролиза (кислотой или щелочью). 3. Взаимодействие Al с водой и продуктом гидролиза (кислотой или щелочью).
Кейс 4 «Фосфор» (обучающий) Информационный материал к кейсу «Фосфор, аллотропия, физические свойства». Фо́сфор (от др.-греч. φ ς свет и φέρω несу; φωσφόρος светоносный; лат. Phosphorus) химический элемент третьего периода периодической системы Д. И. Менделеева; имеет атомный номер 15. Один из распространённых элементов земной коры. Концентрация в морской воде 0,07 мг/л. В свободном состоянии не встречается из-за высокой химической активности. Образует около 190 минералов, важнейшими из которых являются апатит Ca5(PO4)3(F,Cl,OH), фосфорит и другие. Фосфор содержится во всех частях зелёных растений, ещё больше его в плодах и семенах. Содержится в животных тканях, входит в состав белков и других важнейших органических соединений (АТФ, ДНК), является элементом жизни…
Фосфор открыт гамбургским алхимиком Хеннигом Брандом в 1669 году. Подобно другим алхимикам, Бранд пытался отыскать философский камень, а получил светящееся вещество. Бранд сфокусировался на опытах с человеческой мочой, так как полагал, что она, обладая золотистым цветом, может содержать золото или нечто нужное для добычи. Первоначально его способ заключался в том, что сначала моча отстаивалась в течение нескольких дней, пока не исчезнет неприятный запах, а затем кипятилась до клейкого состояния. Нагревая эту пасту до высоких температур и доводя до появления пузырьков, он надеялся, что, сконденсировавшись, они будут содержать золото. После нескольких часов интенсивных кипячений получались крупицы белого воскоподобного вещества, которое очень ярко горело и к тому же мерцало в темноте. Бранд назвал это вещество phosphorus mirabilis (В древнегреческой мифологии имя Фосфор (или Эосфор, др.-греч. Φωσφόρος) носил страж Утренней звезды., лат. «чудотворный носитель света»). Существуют данные, что фосфор умели получать ещё арабские алхимики в XII в. То, что фосфор простое вещество, доказал Лавуазье. Получение: Фосфор получают из апатитов или фосфоритов в результате взаимодействия с коксом и кремнезёмом при температуре 1600 °С:
Аллотропные модификации Белый фосфор представляет собой белое вещество (из-за примесей может иметь желтоватый оттенок). По внешнему виду он очень похож на очищенный воск или парафин, легко режется ножом и деформируется от небольших усилий. Белый фосфор имеет молекулярное строение; формула P 4. Отливаемый в инертной атмосфере в виде палочек (слитков), он сохраняется в отсутствие воздуха под слоем очищенной воды или в специальных инертных средах. Химически белый фосфор чрезвычайно активен. Например, он медленно окисляется кислородом воздуха уже при комнатной температуре и светится (бледно-зелёное свечение). Явление такого рода свечения вследствие химических реакций окисления называется хемилюминесценцией (иногда ошибочно фосфоресценцией). Белый фосфор не только активен химически, но и весьма ядовит (вызывает поражение костей, костного мозга, некроз челюстей). Летальная доза белого фосфора для взрослого мужчины составляет 0,050,1 г.
Результаты работы с информацией Изучаемые вопросы по теме Содержание Фосфор, аллотропные модификации, физические свойства Химические свойства фосфора Основные соединения фосфора и их свойства
Молекулы P 4 имеют форму тетраэдра. Это легкоплавкое t(пл)=44,1 о С, t(кип)=275 о С, мягкое, бесцветное воскообразное вещество. Хорошо растворяется в сероуглероде и ряде других органических растворителей. Ядовит, воспламеняется на воздухе, светится в темноте. Хранят его под слоем воды. Молекулы P 4 имеют форму тетраэдра. Это легкоплавкое t(пл)=44,1 о С, t(кип)=275 о С, мягкое, бесцветное воскообразное вещество. Хорошо растворяется в сероуглероде и ряде других органических растворителей. Ядовит, воспламеняется на воздухе, светится в темноте. Хранят его под слоем воды. БЕЛЫЙ ФОСФОР
Существует несколько форм красного фосфора Их структуры окончательно не установлены. Известно, что они являются атомными веществами с полимерной кристаллической решеткой. Их температура плавления о С, цвет от темно-корчневого до красного и фиолетового. Не ядовит. Существует несколько форм красного фосфора Их структуры окончательно не установлены. Известно, что они являются атомными веществами с полимерной кристаллической решеткой. Их температура плавления о С, цвет от темно-корчневого до красного и фиолетового. Не ядовит. КРАСНЫЙ ФОСФОР
Черный фосфор имеет слоистую атомную кристаллическую решетку. По внешнему виду похож на графит, но является полупроводником. Не ядовит. Черный фосфор имеет слоистую атомную кристаллическую решетку. По внешнему виду похож на графит, но является полупроводником. Не ядовит. ЧЕРНЫЙ ФОСФОР
Результат работы с кейсом Учебные: 1. Освоение новой информации; 2. Освоение методов сбора данных; 3. Освоение методов анализа; 4. Умение работать с текстом; 5. Соотнесение теоретических и практических знаний. Образовательные: 1. Создание авторского продукта; 2. Образование и достижение личных целей; 3. Повышение уровня профессиональной компетентности; 4. Появление опыта принятия решений, действий в новой ситуации, решения проблем.