Использование разноуровневых семинаров и ИКТ в профильном обучении химии Автор: Ким Наталья Викторовна Учитель химии МОУ СОШ 6 г. Нягани ХМАО-Югры Тюменской области
Статья «Практика семинаров в проф классе» В МОУ СОШ 6 г Нягани шестой год в х классах ведется профильное обучение. Согласно учебному плану в классе естественнонаучного профиля преподавание химии осуществляется по трехчасовой программе. В этих классах учебный процесс предусматривает проведение лекций, семинарских и лабораторных занятий. Особый интерес вызывают у учащихся эффективные формы обучения: уроки-семинары, уроки-лекции, тематические уроки- зачёты, практикумы. В календарно-тематическом планировании органической химии на первое полугодие мною были предусмотрены семинарские занятия. Эти уроки проводились после изучения нового материала наиболее сложных для учащихся тем, таких как: - Порядок соединения атомов в молекулах органических веществ; - Влияние на свойства веществ порядка соединения атомов в молекулах; - Гибридизация электронных облаков; - Гомологический ряд и изомерия и т.д.
Разработанные мною семинары являются комбинированными: в программу одного семинара входят теоретические и практические задания. Цель системы семинарских занятий: формирование у учащихся системы знаний, умений и навыков в области органической химии, необходимых для целостного восприятия научной картины мира. Для реализации поставленной цели необходимо решение следующих задач: раскрыть сущность и значение фундаментальных законов, теорий, фактов органической химии; научить применять знания теоретических основ органической химии для характеристики различных классов органических соединений с точки зрения их реакционной способности; развить умения решения расчетных задач; способствовать формированию навыков самостоятельной работы при овладении химическими знаниями.
Общеучебная результативность уроков-семинаров состоит в развитии учебно-организационных умений и навыков, в частности, при работе с различными информационными источниками. На семинарах вырабатывается способностей выделять главное, существенное, составлять конспект и строить рассказ; тренируются умения планировать свою учебную деятельность в отведенный промежуток времени, управлять своим вниманием, наблюдать, запоминать. Развивается логическое мышление, способность выделять признаки для классификации и проводить ее. Учащиеся совершенствуют навык работы в группе; осмысливают результаты своих действий; развивают самоконтроль и взаимоконтроль.
Задания каждого семинара сгруппированы в программы, которые дифференцированы по различным уровням трудности «А», «В», «С». С учётом принципа преемственности программы комбинированных семинарских занятий составляю так, что содержание каждой более сложной из них включает в себя знания, умения и навыки, предусмотренные менее сложной программой, но на новом уровне. В программу «С» включаю основные знания по данной теме (не снижая уровень этих заданий ниже требований государственных программ по химии). Основная её цель состоит в том, чтобы направить работу учащихся на овладение знаниями на уровне воспроизведения. Программа «С» - это та ступень, через которую обязательно должны пройти все учащиеся, так как без воспроизведения не может быть осознанных, осмысленных знаний. В этой программе чётко определяем: а) что изучить, что запомнить, какие сделать выводы; б) где конкретно прочитать о том, что необходимо изучить, какую работу с учебником нужно провести; в) какую последовательность операций соблюдать при выполнении опыта или работы с моделями и т.д.
Для примера приведён фрагмент программы «С» комбинированного семинарского занятия по теме «SP 2 - и SP-гибридное состояние атома углерода. π- связь. Изомерия, обусловленная кратными связями». Девиз урока: Всё познаётся в сравнении. Фрагмент программы «С» (уровень-воспроизведение). 1. Прочитайте учебник, § 12, с. 82, § 13, с. 99. Выделите в тексте материал, в котором изложена сущность SP 2 - и SP-гибридизации электронных облаков. 2. Обратите внимание на следующие вопросы: а) число гибридных и негибридных электронных облаков в атоме углерода в состоянии SP 2 - и SP-гибридизации; б) значение углов между направлениями гибридных облаков атома углерода в SP 2 - и SP-гибридном состоянии; в) в процессе образования каких углерод-углеродных связей происходит переход атома углерода из SP 2 - в SP-гибридное состояние?
3. Изготовьте шаростержневые модели углеродного скелета, в котором имеется одна π- связь, две π- связи. В программу «В» включаю тот же материал, но уже без каких-либо указаний на методику его изучения. В программу «А» включены задания, предусматривающие свободное самостоятельное оперирование знаниями и умениями, имеющимися в программе «В». Программа «А» развивает творческие способности учащихся, она завершает процесс доведения знаний по теме до осознанного уровня. У учащихся профильного класса, благодаря семинарам, уровень и глубина усвоения таких понятий, как гибридизация, пространственное строение, изомерия, взаимное влияние атомов и групп атомов в молекулах органических соединений выше, чем в других классах этой параллели. У учеников пропал страх, возникающий после изучения новой и трудной для них темы. У них появилась уверенность, что всё недопонятое можно будет проработать на семинаре индивидуально, в удобном и комфортном для них темпе.
Образцы семинаров Практическое комбинированное семинарское занятие 6. Тема: «Изомерия в органической химии и её виды». Девиз: «Источником самодвижения и развития материи является борьба противоположностей». Программа «А». 1. Для веществ состава С 5 Н 12, С 4 Н 8, С 4 Н 10 О начертите структурные формулы всех возможных изомеров (не считая геометрических). Укажите в каждом случае класс органического вещества и вид изомерии. 2. Сколько веществ изображено : СН 3 СН 3 а) СН 3 -СН-СН 3 ; б) СН 3 -СН 2 -СН 2 -СН-СН 3 ; в) СН 2 -СН 2 ; г) СН 3 -СН-СН=СН 2 СН 3 СН 3 С 2 Н 5 Д) СН 3 -СН 2 -СН 2 -СН 3 3*(проф.). Определите тип гибридизации каждого атома углерода в веществах: а) СН 2 =СН-С (СН 3 )=СН-СН 3 ; б) СН 3 -СН (СН 3 )-СН=О; в) СНС-СН 2 -СН 3. Укажите σ- и π- связи. Определите степень окисления атомов углерода в последнем веществе.
Образцы семинаров Программа «В». 1. Для веществ состава С 6 Н 14, С 5 Н 8, С 4 Н 8 О начертите структурные формулы всех возможных изомеров (не считая геометрических). Укажите в каждом случае класс органического вещества и вид изомерии. 2. Сколько веществ изображено : СН 3 а) СН 3 -СН=С-СН 3 ; б) СН 2 -СН 2 -СН 2 ; в) СН=С-СН 3 ; г) СН 3 -СН=СН; д) СН 3 -СН=СН-СН 3 СН 3 СН 2 -СН 2 СН 3 СН 3 СН 3 СН 3 Н е) СН 3 -С-СН 2 ? Н-С-СН 3 3*(проф.). Определите тип гибридизации каждого атома углерода в веществах: а) СН 2 =СН-СН (СН 3 )-СН=СН 2 ; б) СН 2 ОН-СН 2 ОН; в) СНС-С(СН 3 ) 3. Укажите σ- и π-связи. Определите степень окисления атомов углерода в веществе б).
Образцы семинаров Практическое комбинированное семинарское занятие 2. Тема: «Влияние на свойства веществ порядка соединения атомов в молекулах. Изомерия. Изомерия углеродного скелета. Изомеры». Девиз: Движение материи – это не только перемена места материального объекта, но и изменение его качества, существующих связей между составными его частями, взаимодействия с окружающей средой. Программа «А». 1. Два вещества имеют один и тот же состав – С 4 Н 10 О, но относятся к двум разным классам. Найдите в справочнике их температуры кипения и данные о растворимости. Есть ли различия? Запишите их структурные формулы. Выявите существенный отличительный признак в строении этих веществ. Оперируя знаниями о взаимном влиянии атомов в молекулах, электронном строении молекулы воды, объясните, почему исследуемые вещества имеют приблизительно одинаковую растворимость в воде ( около 8 г в 100 г воды), несмотря на неодинаковое химическое строение их молекул.
Образцы семинаров Сравните t кип этих веществ. Постройте гипотезу, в соответствии с которой можно было бы объяснить тот факт, что у спирта t кип выше, чем у эфира. На данных примерах выявите следующие признаки движения материи: а) изменение способов связи атомов; б) изменение качества молекул; в) изменение взаимодействия молекул друг с другом. 2. Запишите структурные формулы трёх возможных изомеров каждого из веществ следующего состава: С 5 Н 12, С 5 Н 12 О. Составьте перечень существенных признаков, по которым отличаются изомеры данных веществ. Выявите причину явления изомерии. На приведённых ранее формулах изомеров докажите, что развитие природы происходит от простого к более сложному. 3. В каком порядке могут соединяться атомы в молекулах вещества, в котором доли углерода, водорода и фтора соответственно равны 0,6316 (или 63,16%), 0,1184 (или 11,84%), 0,2500 (или 25%)? Относительная плотность второго вещества по воздуху равна 2,62.
Элективный курс Министерство образования Российской Федерации МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА 6 (МОУСОШ 6) МЕХАНИЗМЫ РЕАКЦИЙ В ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ Элективный курс по химии для 10 класса естественнонаучного профиля Составлен: учитель химии МОУСОШ 6 г. Нягани ХМАО-Югры Тюменской области Утверждён: ГорМО учителей химии г. Нягани протокол 8 от 2007
Элективный курс - лекция Тема занятия: « Ориентация в ароматическом кольце». Цели занятия: изучить виды заместителей – ориентантов в бензольном кольце и их влияние на дальнейшее течение реакций и на получаемые продукты. Ход занятия. Важнейшим фактором, определяющим химические свойства молекулы, является распределение в ней электронной плотности. Характер распределения зависит от взаимного влияния атомов. В молекулах, имеющих только σ-связи, взаимное влияние атомов осуществляется через индуктивный эффект. В молекулах, представляющих собой сопряженные системы, проявляется действие мезомерного эффекта. Влияние заместителей, передающееся по сопряженной системе p-связей, называется мезомерным (М) эффектом. В молекуле бензола p-электронное облако распределено равномерно по всем атомам углерода за счет сопряжения. Если же в бензольное кольцо ввести какой-нибудь заместитель, это равномерное распределение нарушается, и происходит перераспределение электронной плотности в кольце. Место вступления второго заместителя в бензольное кольцо определяется природой уже имеющегося заместителя.
Заместители подразделяют на две группы в зависимости от проявляемого ими эффекта (мезомерного или индуктивного): электронодонорные и электроноакцепторные. Электронодонорные заместители проявляют +М и +I-эффект и повышают электронную плотность в сопряженной системе. К ним относятся гидроксильная группа -ОН и аминогруппа -NH 2. Неподеленная пара электронов в этих группах вступает в общее сопряжение с p-электронной системой бензольного кольца и увеличивает длину сопряженной системы. В результате электронная плотность сосредотачивается в орто- и пара- положениях.
Алкильные группы не могут участвовать в общем сопряжении, но они проявляют +I-эффект, под действием которого происходит аналогичное перераспределение p-электронной плотности. Электроноакцепторные заместители проявляют -М-эффект и снижают электронную плотность в сопряженной системе. К ним относятся нитрогруппа -NO 2, сульфогруппа SO 3 H, альдегидная СНО и карбоксильная СООН группы. Эти заместители образуют с бензольным кольцом общую сопряженную систему, но общее электронное облако смещается в сторону этих групп. Таким образом, общая электронная плотность в кольце уменьшается, причем меньше всего она уменьшается в метаположениях:
Полностью галогенированные алкильные радикалы (например. - ССl 3 ) проявляют -I-эффект и также способствуют понижению электронной плотности кольца. Закономерности преимущественного направления замещения в бензольном кольце называют правилами ориентации. Заместители, обладающие +I-эффектом или +M-эффектом, способствуют электрофильному замещению в орто- и пара- положения бензольного кольца и называются заместителями (ориентантами) первого рода. -СН 3 -ОН -NH 2 -CI (-F,-Вr,-I) +I +M,-I +M,-I +М,-I Заместители, обладающие -I-эффектом или -M-эффектом, направляют электрофильное замещение в мета-положения бензольного кольца и называются заместителями (ориентантами) второго рода: -S0 3 H -ССl 3 -М0 2 -СООН -СН=О - М -I -М,-I -М -М
Например, толуол, содержащий заместитель первого рода, нитруется и бромируется в пара- и орто-положения: Нитробензол, содержащий заместитель второго рода, нитруется и бромируется в мета-положение :
Помимо ориентирующего действия, заместители оказывают влияние и на реакционную способность бензольного кольца: ориентанты 1-го рода (кроме галогенов) облегчают вступление второго заместителя; ориентанты 2-го рода (и галогены) затрудняют его. Применение. Ароматические углеводороды - важнейшее сырье для синтеза ценных веществ. Из бензола получают фенол, анилин, стирол, из которых, в свою очередь, получают фенол- формальдегидные смолы, красители и полистироли многие другие важные продукты. Закрепление: написать уравнения реакций между: а)бензолом и хлором, полученным продуктом и хлорметаном; б) бензолом и азотной кислотой, полученным продуктом и хлорметаном.
Практические семинары Большое внимание на уроках и элективных занятиях уделяется отработке практических навыков: составление уравнений и определение их механизма; решение задач на вывод формул; объяснение особенности пространственного строения органических веществ, взаимосвязь строения и свойств.
Список используемой литературы 1. Габриелян О.С., Маскаев Ф.М., Лысова Г.Г. Химия 10 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений. – М.: Дрофа, Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Химия 10 класс: Настольная книга учителя. – М.: Дрофа, Потапов В.М. Органическая химия: Пробное учебное пособие для учащихся 10 – 11 классов школ с углублённым изучением химии. – М.: Просвещение, Сайкс П. Механизмы реакций в органической химии. – Изд. 3-е. – М.: Химия, 1977.