ПРОГРАММА ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА ПО ХИМИИ «Удивительный мир коллоидной химии» 10 - 11 классы Пояснительная записка Более 130 лет тому назад, в 60-х гг. XIX в., коллоидная химия сформировалась в виде самостоятельной науки, рассматривавшей лишь свойства коллоидных растворов. Современная коллоидная химия существенно расширила свои границы и превратилась в фундаментальную науку, которая определяет закономерности своеобразного мира частиц, т. е. всех систем, в которых раздробленные вещества и материалы окружены непрерывной средой – газовой, жидкой или твердой. Земля, пища, одежда, асфальт, древесина, живые организмы – только отдельные представители многочисленного мира частиц. Велико значение коллоидно-химических закономерностей и явлений, сопутствующих повседневной жизни каждого человека и определяющих особенности различных процессов во многих отраслях промышленного и сельскохозяйственного производства. Без использования достижений этой науки немыслимо и решение острейших экологических проблем современности, невозможен дальнейший прогресс цивилизации.
В систематическом курсе химии, изучаемом в школе, предусмотрено лишь краткое знакомство с особенностями объектов и явлений, рассматриваемых коллоидной химией («Дисперсные системы» в 11-м классе). Этого, конечно, недостаточно для учащихся, проявляющих повышенный интерес к изучению данной науки и предполагающих связать свою будущую профессиональную деятельность с химией, биологией, медициной, строительством, сельским хозяйством и т. п.
В связи с вышеизложенным разработан данный углубленный курс, предназначенный для учеников 10–11-х классов естественнонаучного профиля. Разработана Программа на основе элективного курса по химии автора А.С. Гордеева.
Цели:
- рассказать о классификации, особенностях, практическом значении дисперсных систем и поверхностных явлений, являющихся предметом изучения коллоидной химии;
- познакомить с современным состоянием и перспективами развития коллоидной химии, а также с возможным использованием достижений этой науки в различных областях.
Для успешной реализации данного элективного курса необходимо, чтобы учащиеся владели обязательным минимумом знаний по систематическому курсу химии, изучаемому в школе.
Программа курса рассчитана на 17 часов обучения, причем занятия могут проводиться в разновозрастной группе обучающихся.
ПРОГРАММА КУРСА (17 ч)
Вводное занятие.
Знакомство с целями и задачами курса, его структурой (1 ч).
Тема 1.
Дисперсные системы и поверхностные явления (2 ч).
Дисперсные системы как совокупность дисперсной фазы и дисперсионной среды. Коллоиды. Предмет коллоидной химии. Классификация дисперсных систем в зависимости от агрегатного состояния дисперсной фазы и дисперсионной среды. Дисперсность. Высоко-, средне-, грубодисперсные системы. Полидисперсные системы. Удельная поверхность. Поверхностное натяжение и удельная поверхностная энергия. Классификация поверхностных явлений и основные фундаментальные представления о коллоидной химии. Увеличение скорости физико-химических процессов на границе раздела фаз.
Тема 2.
Адгезия, адсорбция, электрокинетические явления (2 ч).
Адгезия, ее зависимость от ряда факторов. Адсорбция, ее использование на практике. Адсорбат и адсорбент. Десорбция. Физическая адсорбция и хемосорбция. Особенности непористых и пористых адсорбентов. Поверхностно-активные вещества (ПАВ), особенности их строения и адсорбции. Эффект Ребиндера, его практическое значение. Ионообменная адсорбция. Иониты. Двойной электрический слой. Электрокинетический (дзета-) потенциал. Электрокинетические явления: электроосмос и электрофорез, потенциал седиментации и потенциал течения.
Тема 3.
Высокодисперсные системы (2 ч).
Молекулярно-кинетические явления: диффузия, осмос, осмотическое давление, обратный осмос. Диализ и ультрафильтрация в медицине. Оптические свойства высокодисперсных систем.
Тема 4.
Получение и устойчивость дисперсных систем (2 ч).
Диспергирование. Конденсация, десублимация и кристаллизация. Агрегативная и седиментационная устойчивость дисперсных систем. Коагуляция и ее предотвращение.
Тема 5.
Структурно-механические свойства дисперсных систем (1 ч).
Свободнодисперсные и связнодисперсные системы. Структурированные системы. Тиксотропия, образование и разрушение структур, их использование. Создание материалов с заранее заданными свойствами.
Тема 6.
Виды дисперсных систем (2 ч).
Золи и суспензии, пасты и гели. Эмульсии (прямые и обратные), мази и кремы. Эмульгирование продуктов питания в организме человека. Пены и газовые эмульсии. Твердые золи и сплавы, твердые пены, капиллярно-пористые тела, твердые эмульсии. Аэрозоли, дым и пыль. Примеры указанных видов дисперсных систем в окружающем нас мире, их практическое значение.
Тема 7.
Высокомолекулярные соединения (ВМС) (2 ч).
Понятие о ВМС. Конформации. Вязкость растворов ВМС. Особенности растворов ВМС. Набухание природных ВМС, его практическое значение. Гели и студни. Синерезис. Коллоидно-химические свойства белков. Коллоидные ПАВ: катионные, анионные, неионогенные. Мицеллообразование и солюбилизация.
Тема 8.
Природные дисперсные системы (1 ч).
Земная кора, вода природных водоемов, воздух – типичные дисперсные системы. Пути решения экологических проблем, основанные на использовании достижений коллоидной химии.
Тема 9.
Современное состояние и перспективы развития коллоидной химии (2 ч).
Технические дисперсные системы, их применение в промышленности. Использование методов и объектов коллоидной химии в космической технологии. Топливо как гетерогенная дисперсная система. Создание искусственных композиционных материалов с заданными свойствами. Механохимия и мембранная технология. Коллоидная химия нефти и нефтепродуктов. Коллоидно-химические аспекты агрохимии и мелиорации, пищевой отрасли промышленности.
ЛИТЕРАТУРА
Зимон А.Д. Занимательная коллоидная химия: своеобразный мир частиц. М.: Радэкон, 2000, 192 с;
Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. М.: Химия, 1989, 463 с.
Элективный курс по химии для 11 -го класса
«Законы и теории, лежащие в основе химических и интегрированных расчетных и экспериментальных задач» 17 ч. Калашникова Галина Митрофановна
Пояснительная записка
1. Количество часов - 17
2. Цель - создать условия для формирования и развития:
- серьезного отношения к законам, теориям, лежащим в основе расчетных и экспериментальных задач
- практических умений использования законов смежных наук, что способствует формированию единого взгляда на мир
- коммуникативных навыков работы в группах, участия в обсуждениях и дискуссиях.
3. Данная программа элективного курса предполагает расширенное изучение химии.
Содержание курса представляет собой углубленное изучение законов и теорий курса химии и некоторых законов физики.
Особое внимание уделяется прикладному использованию законов и теорий, т.е. при решении разноуровневых расчетных и выполнения экспериментальных задач.
В целом курс способствует развитию логического мышления, формированию единых подходов к решению задач по химии, физики, т.е. представлений о единой природе вещества.
4. В ходе изучения элективного курса учащиеся должны приобрести следующие знания:
о законах:
постоянства состава
сохранения массы веществ
законе Авогадро
объединенном газовом законе
формуле Клайперона – Менделеева
законе объединенных отношений
о теориях:
гидратная теория растворов
электролитическая диссоциация
гидролиз солей
классы неорганических соединений
5. На основе полученных знаний учащиеся должны приобрести умения:
- решать задачи на вывод формул
- задачи с использованием всех перечисленных законов
- писать уравнения с точки зрения электролитической диссоциации
- писать уравнения всех видов гидролиза
- уметь устанавливать генетические связи между классами неорганических веществ
6. В ходе изучения элективного курса возможны следующие виды деятельности:
- анализ работы, связанных с открытием изучаемых законов
- составление сравнительных таблиц, отражающих суть различных теорий
- устные сообщения учащихся
Учащиеся могут выбрать:
- объект изучения
- вид отчетных работ из предложенного перечня
Ученик получает зачёт при условии:
- систематического участия в обсуждение рассматриваемых вопросов
- при решении 75% из предложенного перечня задач
- хорошей успеваемости за общеобразовательный курс 10 класса
ЭЛЕКТИВНЫЙ КУРС
Законы и теории, лежащие в основе решения химических и интегрированных расчетных и экспериментальных задач
1. Закон постоянства состава (2 часа)
- элементарный состав вещества
- расчет массовой доли элементов
- вывод формул по массовым долям
2. Закон сохранения массы веществ (2часа)
- эмпирические, простейшие
3. Закон Авогадро (2 часа)
- моль, молярный объем
- число Авогадро, решение задач
- молярная масса, зависимость, моль, молярный объем,
- относительная плотность газов
4. Объединенный газовый закон (3 часа)
- уравнения объединенного газового закона
- уравнения Клайперона -Менделеева
5. Закон объемных отношений для газообразных веществ (1 час)
- решение задач 6. Периодический закон, периодическая таблица (4 часа)
- открытие закона
- периодическая система
- строение атома, изотопы
- строение электронной оболочки атома
- квантовые числа. Принцип Паули
7. Закономерности протекания химической реакции (3 часа + 2 часа пр. р.)
- окислительно-восстановительные реакции
- тепловой эффект (практическая работа 2 часа)
8. Гидратная теория растворов ( 2 часа 1 пр.р)
- понятие о растворах
- кристаллогидраты
- концентрация
- молярная, моляльная, нормальная
- практическая работа «Приготовление растворов разной концентрации»
9. Теория Э. Д. (З часа)
- механизм диссоциации, ионные соединения, гидратация ионов, ковалентных соединений
- степень диссоциации, сильные, слабые электролиты
- константа диссоциации
- ступенчатая диссоциация
- зависимость диссоциации электролитов от их структуры
- практическая работа «Реакции ионного обмена»
10. Гидролиз солей (3 часа)
- гидролиз солей различного состава ступенчатый гидролиз
- практическая работа «Гидролиз солей»
11. Классы неорганических веществ (З часа +1час пр.р.)
Литература: О.С. Габриелян настольная книга учителя химии, А.С.Егоров Химия -пособие - репетитор для поступающих в вузы, 2500 задач по химии Н.Е. Кузьменко и В.В.Ерёмин, Н.Е. Кузьменко Начала химии, Г.П. Хомченко Задачи по химии для поступающих в вузы, СА Лузаков Пособие по химии для поступающих.
Введение
Конец ХХ начало XXI века характеризуется значительным усилением экологических проблем, что вызывает необходимость формирования природосообразного экологического мышления личности, в том числе и старших школьников. Одним их способов осуществления данной задачи является экологизация содержания образования. Большую роль в решении этой проблемы играет использование дидактического принципа экологизации школьного курса химии.
В связи с введением на старшей ступени профильного обучения, решение этих задач возможно через элективные курсы химико-экологической направленности, которые способствуют формированию и развитию качеств личности старших школьников в контексте концепции устойчивого развития цивилизации. Модернизация отечественной школы, предполагающая профильное обучение, создает реальные возможности усиления экологизации химического образования за счет включения в рабочий учебный план образовательного учреждения элективных курсов химико-экологической направленности.
Химические процессы, реализуемые в жизнедеятельности человеческого социума, оказывают на природные экологические процессы не только позитивное, но и негативное воздействие. Это приводит к нарушению равновесия в системе «общество - природа». В связи с этим возникла проблема реализации идей устойчивого развития цивилизации. Будущие поколения должны не только осознать эти проблемы, носящие в основном экологический характер, но и быть нацелены на их благополучное разрешение, чему и должно способствовать современное школьное образование, в том числе и химическое Формирование компонентов экологической культуры школьников, всестороннее развитие личностных потенциалов старшеклассника в рамках концепции устойчивого развития цивилизации является государственно важной проблемой.
В «Государственной стратегии устойчивого развития Российской Федерации» (1997г.) отмечается, что «…экологизация сознания и мировоззрения человека, радикальная переориентация системы воспитания и образования на принципы устойчивого развития должны способствовать выдвижению интеллектуально-духовных ценностей на приоритетное место по отношению к материально-вещественным». Эти же приоритеты сохранены в Экологической доктрине Российской Федерации и в Национальной стратегии развития экологического образования, направленной на создание единой системы непрерывного экологического образования каждого гражданина Российской Федерации в течение всей его жизни.
Глава 1. Элективные курсы химико-экологической направленности как средство экологизации образования
Роль школьного курса химии в экологическом образовании обусловливается тем, что данная наука связана с познанием законов природы, химической формы движения материи и ее значимостью в материальной жизни общества. Современность требует внимания к экологическим проблемам, возникшим в результате технической оснащенности общества и вызванным мощным химическим воздействием на природу.
При изложении материала на уроках химии учитель уделяет внимание только некоторым направлениям экологии:
Факториальная экология
Экология человека и социальная экология
Прикладная экология
Общая экология
Экология иерархии живого.
Было проведено исследование общеобразовательных программ и учебных линий по химии на предмет экологической составляющей.
Следует отметить, что во всех проанализированных программах отсутствует системность и последовательность в изложении экологического материала, отбор которого, в основном, носит свободный и мозаичный характер.
В связи с этим возникла необходимость разработки программ элективных курсов химико-экологического содержания, которые восполнили бы пробелы общеобразовательных программ, дополнили, расширили и углубили знания учащихся по химии и экологии, были бы системны и последовательны, освещалиобщие и прикладные экологические вопросы, ориентируясь на интересы школьников в выбранном ими профиле, носили ярко выраженную профориентационную направленность.
Элективные учебные предметы выполняют три основные функции:
1. развитие содержания одного из базовых учебных предметов, что позволяет поддерживать изучение смежных дисциплин на профильном уровне или получать дополнительную подготовку;
2. «надстройка» профильного учебного предмета, когда такой дополнительный профильный курс становится в полной мере углубленным;
3. удовлетворение познавательных интересов обучающихся в различных сферах человеческой деятельности.
Каждая из указанных функций может быть ведущей, но в целом элективные курсы должны выполнять их комплексно.
Широкий спектр элективных курсов дает возможность создать ситуацию выбора и удовлетворить разнообразные познавательные интересы и потребности учащихся.(Таблица 1).
Таблица 1
Элективные курсы химико-экологической направленности
элективный курс
|
класс
|
количество
часов
|
общая направленность
|
Элективные курсы, направленные на развитие содержания базового курса химии
|
«Химия и экология»
|
11
|
34
|
направлен на расширение знаний учащихся по вопросам экологии и охраны окружающей среды с точки зрения химической науки
|
«Химия окружающей среды»
|
11
|
34
|
знакомит старшеклассников с общими принципами и закономерностями химии окружающей среды
|
Элективные курсы, направленные на развитие содержания
курса химии на профильном уровне
|
«Биогенные элементы»
|
11
|
68
|
интегрированный элективный курс, направленный на углубление представления учащимися понятия «химический элемент», где раскрывается роль химических элементов в живых организмах
|
«Химия в сельском хозяйстве»
|
11
|
68
|
направлен на расширение знаний школьников в области химии сельского хозяйства для дальнейшего их применения, данный курс составлен на основе интеграции химии, биологии и экологии.
|
«Основы прикладной химии»
|
10-11
|
136
|
направлен на углубление и развитие учебных и профессиональных интересов старшеклассников в области химии и химической технологии
|
«Фармацевтическая химия»
|
11
|
34
|
направлен на углубление знаний старшеклассников в области экологии человека, освещение вопросов, связанных с влиянием различных лекарственных препаратов на организм человека, знакомство с лекарственными растениями региона с точки зрения их фармацевтической ценности и использования человеком.
|
Продолжение таблицы 1
|
Элективные курсы, направленные на удовлетворение познавательных интересов обучающихся в различных сферах человеческой деятельности
|
«Химия. Питание. Здорове»
|
10
|
34
|
данный электив построен на основе интеграции знаний биологии, химии и экологии человека и направлен на расширение представлений школьников о продуктах питания и процессах пищеварения с точки зрения химика.
|
«Химия в быту»
|
10
|
68
|
направлен на расширение кругозора школьников и удовлетворение их познавательных интересов о веществах, применяемых в быту с валеологической и экологической точек зрения.
|
«Химия для любознательных»
|
11
|
34
|
направлен на удовлетворение познавательных интересов учащихся в области использования человеком веществ в строительстве, архитектуре, технике, промышленности, повседневной жизни, а также в решении экологических проблем в результате использования этих соединений
|
«Пища глазами химика»
|
10
|
34 (68)
|
Данный элективный курс рассчитан на 68 часов и предназначен для учащихся 10 классов в рамках естественно- математического профиля или на 34 часа в общеобразовательном классе и классах другого профиля.
|
В программах не только раскрывается содержание курса, которое предстоит изучить старшекласснику, но даются методические рекомендации, позволяющие наиболее эффективно организовать учебно-воспитательный процесс.
Все программы имеют единый подход в представлении материалов: начинаются с пояснительной записки, в которой авторы конкретизируют цели и задачи курса, указывают, что должны узнать и чему научиться школьники в результате изучения элективного курса, рекомендуют наиболее эффективные формы и методы его организации. В программах представлены практические работы и занятия, семинары, конференции, зачетные работы, экскурсии, которые следует провести, а также примерное количество часов, отводимое на изучение каждой темы программы. Во всех программах предусматривается творческая и исследовательская работа учащихся.
|
