Уроки Хімії / Задорожний К. М. Методи підвищення ефективності навчання на уроках хімії

Формування ключових компетентностей учнів...

31

(Глашатаї йдуть.)

Казкар. З тих пір у королівстві настали мир і порядок. Інші Атоми теж об’єдналися в Молекули, відповідно до їх валентності, стали виконувати певну роботу, знайшли нові властивості, а на площі збиралися лише для того, щоби привітати один одного зі святом.

Бесіда з учнями (кожна відповідь — 0,5 бала)

(Формування компетентності саморозвитку й самоосвіти)

Про яку властивість атомів йшлося в цій казці?А яка буває валентність?

Яку валентність проявляє Гідроген? Оксиген? інші атоми?Що ж таке валентність?

Запис у зошиті

Валентність — це кількість хімічних зв’язків, які утворюють атоми певного елемента.

Завдання 1 (усно). Повернувшись до наших первісних формул, спробуйте визначити валентність Cl, O, N, C, виходячи зі структур-

них формул HCl, H2O, NH3, CH4. (0,5 бала)

Визначення валентності за періодичною системою (формування інформаційної компетентності)

Учитель. Іноді валентність елементів можна визначати з допомогою періодичної системи елементів. У періодичній системі елементи розподілені по групах. Номер групи, де міститься елемент, показує максимальну кількість хімічних зв’язків, яку може утворити його атом, тобто максимальна (вища) валентність збігається з номером групи. Деякі елементи можуть проявляти різні валентності, але не вище максимальної. Усі можливі валентності, які може проявляти елемент, також визначають за періодичною системою. Для цього необхідно з вищої валентності віднімати числа, кратні двом, наприклад:

yy Карбон міститься в IV групі, отже, його вища валентність дорівнює IV; віднімаючи двійку, одержуємо ще одну можливу валентність — II;

yy Хлор міститься в VII групі, отже, його вища валентність дорівнює VII; віднімаючи кілька разів двійку від семи, одержуємо можливі валентності — VII, V, III, I. Визначені в такий спосіб мінімальні валентності називають нижчими.

Таким чином, можна визначити валентності для більшості елементів періодичної системи. Проте, бувають і винятки: O, Cr, Fe.

32	Методи підвищення ефективності навчання на уроках хімії

Завдання 2 (формування компетентності саморозвитку й самоосвіти)

Визначте за періодичною системою можливі валентності Калію, Магнію, Карбону, Сульфуру. (2 бали)

Запам’ятайте!

yy За одиницю валентності прийнято валентність атома Гідрогену (валентність Гідрогену завжди дорівнює I).

yy Валентність Оксигену дорівнює II.

yy Якщо атом хімічного елемента з’єднаний із двома одновалентними атомами, то його валентність дорівнює II; якщо із трьома — то III, і т. д.

yy Якщо валентність елемента, який стоїть на першому місці, змінна, то зазвичай вона зазначена в назві.

yy Найвище значення хімічних елементів — VIII.

yy Значення валентності неметалічного елемента в сполуці з Гідрогеном або металевим елементом дорівнює різниці між числом VIII і номером відповідної групи.

yy Валентність елементів указується над символом елемента римськими цифрами.

Завдання 3 (формування компетентності саморозвитку й самоосвіти)

Визначте валентність Фосфору в сполуках з Гідрогеном і металевими елементами. (1 бал)

Визначення валентності за формулами бінарних сполук (формування інформаційної компетентності)

Що таке бінарні сполуки?

Для того щоб навчитися визначати валентність елементів у бінарних сполуках, потрібно пам’ятати, що сумарна валентність усіх атомів одного елемента має дорівнювати сумарній валентності всіх атомів іншого елемента. Отже, визначити валентність одного елемента в бінарних сполуках можна за відомою валентністю іншого хімічного елемента (таблиця 1).

Приклад. Визначте валентність Алюмінію в сполуці, формула якої al2O3.

Таблиця 1

Алгоритм визначення валентності за формулами бінарних сполук (формування інформаційної компетентності)

Послідовність дій	Виконання дій
1. Запишіть хімічну формулу речовини	al2O3

Формування ключових компетентностей учнів...			33
Послідовність дій			Виконання дій
2. Відому валентність хімічного елемента позначте			II
у формулі римською цифрою над відповідним символом			al2 O3
3. Знайдіть сумарну валентність атомів Оксигену, по-			III II
множивши його валентність на індекс (II 3 = 6), і по-			al2 O3
6
діліть її на кількість атомів Алюмінію		= 3 . Отри-
2
мана частка буде шуканою валентністю Алюмінію.
Запишіть його значення над відповідним символом
у формулі сполуки
4. Перевірте правильність визначення валентності			III II
Алюмінію: добуток валентності Алюмінію у формулі			al2 O3
на його індекс дорівнює добутку валентності Оксигену
у формулі на його індекс (III 2 = II 3). Отже, валент-
ність Алюмінію визначена правильно

Завдання 4 (формування компетентності саморозвитку й самоосвіти)

Нітроген має змінну валентність. Визначте валентність Нітрогену в сполуках, формули яких NO2 і N2O5 (використовуючи алгоритм розв’язання). (1 бал)

Завдання 5 (формування компетентності саморозвитку й самоосвіти)

З наведеного переліку випишіть хімічні формули сполук, у яких атоми металевих елементів двовалентні: Mn, MnO2, Fe, Fe2O, CrO3, CaH2. (2 бали)

Завдання 6 (по рядах)

Хлор проявляє змінну валентність. Визначте валентність Хлору в сполуках, формули яких Cl2O7, Cl2O5 і Cl2O. (1 бал)

Завдання 7

Самостійно: SO3, CO2, MgH2 . Взаємоперевірка (1 бал).

Учитель. А зараз ми трохи пограємо, набравши в кожній грі додаткову кількість балів (формування комунікативної, соціальної, інформаційної, здоров’язберігаючої компетентностей і компетентності саморозвитку й самоосвіти)

Гра «Хто вперед?» (3 бали)

Складіть закономірний ряд з таких формул:

Mn2O7, P2O3, PbO2, li2O, SO3, BaO, Cl2O5.

34	Методи підвищення ефективності навчання на уроках хімії

Гра «Вгадай-но» (4 бали)

Заповніть порожні фігури потрібними формулами.

Гра «Третій зайвий» (2 бали)

Знайдіть, яка речовина зайва в кожному ряді:

а) Na2O, ZnO, K2O; б) Fe2O3, SiO2, al2O3; в) SnO2, MnO2, HgO.

Проведення фізкультхвилинки (2–3 хв) (формування здоров’язберігаючої компетентності)

V. Перевірка засвоєння знань (формування компетентності саморозвитку й самоосвіти)

На виконання цих завдань дається 5–7 хв. Кожний вибирає одне завдання на свій розсуд. Хто впорається раніше, може відповісти ще на додаткове питання.

1.Визначте валентність атомів хімічних елементів за формулами сполук: NH3, au2O3, SiH4, CuO. (1 бал)

2.Знаведеногорядувипишітьтількитіформули,уякихатомимета-

лів тривалентні: MnO, Fe2O3, CrO3, PH3, K2O, al2O3. (2 бали)

3.Знайдіть закономірність у послідовності формул: N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5 і проставте валентність над кожним елемен-

том. (3 бали)

VI. Підбиття підсумків уроку

Учитель. Діти, сьогодні на уроці для більш ефективної роботи ми використали різні форми навчальної діяльності: самостійну

Формування ключових компетентностей учнів...

35

й колективну, усну й письмову, індивідуальну і групову, щоби розкрити зміст поняття «валентність». Давайте ще раз згадаємо, про що йшла мова на уроці.

Бесіда з учнями

(Формування комунікативної й соціальної компетентностей)

Яку проблему ми поставили на початку уроку?Якого висновку ми дійшли?

Дати визначення поняття «валентність».Яка буває валентність?

Чому дорівнює валентність атома Гідрогену? Оксигену?

Як визначити валентність атомів елементів за періодичною си­ стемою?

Як визначити валентність атомів у бінарних сполуках? Оцінний етап: обговорюються всі зароблені бали кожного учня

йвиставляютьсяврейтинговомужурналі.Забажаннямученьможе перерахувати бали в оцінку за 12-бальною системою.

VII. Домашнє завдання (формування інформаційної компетентності й компетентності саморозвитку й самоосвіти)

§ 12 (с. 90–92, с. 94–96), впр. 3, 6 (по 1 балу за завдання), медіа­ сторінка (с. 98).

Творче завдання: підготувати повідомлення на тему «Еволюційний шлях поняття “валентність”». (5 балів)

Література

1.Наказ Міністерства освіти й науки України за № 371 від 05.05.2008 р. «Про затвердження критеріїв оцінювання навчальних досягнень учнів у системі загальної середньої освіти» (за наказом міністра освіти І. О. Вакарчука).

2.Вайнер Е. Н. Формування здоров’язберігаючого середовища в системі загальної освіти // Валеологія. — 2004. — № 1. — С. 21–26.

3.Зімня І. А. Ключові компетентності як результативно-цільова основа компетентнісного підходу в освіті // Вища освіта. — 2003. — № 5. — С. 34–42.

4.Махотин Д. А. Проектирование рейтинговой системы оценки качества знаний обучающих // http://som.fio.ru/getblob.

5.Погоржельська О. В. Формування основних груп компетентностей уч­ нів на уроках хімії в 7 класі // Хімія. — 2008. — № 13–14. — С. 2–9.

6.Якиманська І. С. Розробка технології особистісно-орієнтованого навчання // Питання психології. — 1995. — № 2. — С. 4–9.

7.Хуторской А. В. Технология проектирования ключевых и предметных компетенций // http://www.eidos.ru/journal/2005/1212.htm.

В. Я. Богданова, Дніпропетровська обл.

Інтеграція знань з хімії та біології на прикладі підручника біології для 7 класу

Ці завдання — майже готовий матеріал для проведення інтегрованих уроків. Справа в тому, що в цьому підручнику існує спеціальна рубрика «Творче засвоєння». У ній подається матеріал, який пов’язує біологію практично з усіма науками: історією, англійською мовою, фізикою, хімією. Ці завдання вимагають від учнів доволі міцних та ґрунтовних знань, спонукають до пошуку відповіді на сторінках інших підручників, створюють умови для творчого пошуку. Єдине зауваження: дуже високий науковий рівень деяких запитань: мені здається, тут порушується принцип доступності, що може зменшити зацікавленість у вивченні того чи іншого предмета. Ще ця стаття може бути корисною вчителям біології, адже полегшує їхню підготовку до уроків. Питання пронумеровані та взяті

зпідручника [2], відповіді — з різних джерел.

1.На с. 24 підручника наведене завдання: «Відомо, що рослини існують завдяки фотосинтезу. Цей процес можна зобразити так:

Вода + Вуглекислий газ + Світлова енергія = = Органічні речовини + Кисень.

Як ви вважаєте, фотосинтез є хімічним чи фізичним процесом? Поясніть чому».

Відповідь. Для учнів 7 класу це питання доволі важке, адже фізичні та хімічні явища вони почнуть вивчати десь через три місяці. Але бажаючі можуть відкрити свій підручник з хімії [4] на с. 78 та прочитати, що таке фізичні та хімічні явища, визначити, що фотосинтез — хімічне явище, адже відбувається перетворення одних речовин на інші.

2. На с. 28 наведене запитання: «Клітинний сік вакуоль — це водний розчин органічних і неорганічних речовин, склад яких змінюється залежно від виду рослини та її стану. У складі клітинного соку є вітаміни, цукри, кислоти та інші речовини. А що таке хімічні речовини?»

© Богданова В. Я., 2010

Інтеграція знань з хімії та біології на прикладі підручника біології	37

Відповідь. С. 28 [4]: «Речовина — те, з чого складається тіло». Та, виявляється, ще в п’ятому класі на уроках природознавства учні могли прочитати в підручнику [11], с. 22: «Кожне тіло складається з однієї чи кількох речовин. Можна сказати, що речовина — це те, з чого складаються тіла. Повітря, моря й океани, кам’яне вугілля, деревина, живі організми містять у собі різні речовини.

Усе довкола нас складається з різноманітних речовин. Вони мають різні властивості».

3. На с. 40 запитання: «Одним із найцікавіших явищ у вивченні коренів є їхнє взаємовигідне співжиття з грибами, що називається мікориза. Більшість лісових дерев (дуб, береза, осика тощо) ростуть краще за такого поєднання. Корінь постачає грибу вуглеводи та деякі інші органічні речовини, а гриб постачає рослині воду, сполуки Нітрогену, вітаміни й активатори росту. Як ви думаєте, чому саме рослина постачає грибу органічні речовини? Що таке неорганічні й органічні речовини?»

(«Азот» як назва хімічного елемента не використовується, потрібно було надрукувати «Нітроген».)

Відповідь. На с. 58 [4] можна прочитати про неорганічні та органічні речовини: «Раніше органічними речовинами називали ті, які містяться в живих організмах. Це білки, жири, цукор, крохмаль, вітаміни, сполуки, що зумовлюють колір, запах, смак овочів і фруктів, та ін. Згодом учені почали одержувати в лабораторіях подібні за складом і властивостями речовини, яких немає у природі. Нині органічними речовинами називають сполуки Карбону (за винятком чадного й вуглекислого газів, крейди, соди, деяких інших).

Більшість органічних сполук здатні горіти, а під час нагрівання за відсутності повітря обвуглюються (вугілля майже повністю складається з атомів Карбону).

До неорганічних речовин належить решта складних речовин, а також усі прості. Вони становлять основу мінерального світу, тобто містяться в ґрунті, мінералах, гірських породах, повітрі, природній воді. Крім того, неорганічні речовини є і в живих організмах».

4. На с. 80 наведене запитання: «Різноманітне забарвлення квіток зумовлене пігментами, найважливіше місце серед яких належить антоціанам. Під такою назвою поєднуються хімічні речовини синього, фіалкового та червоного кольорів. Червоні пелюстки піво­ нії, сині квітки волошок, різноманітність відтінків бузку, троянд, півників, тюльпанів — усе це прояв дії антоціанів. Білий колір

38	Методи підвищення ефективності навчання на уроках хімії

убагатьох рослин зумовлений відсутністю пігментів і наявністю в пелюстках дрібних повітряних порожнин, від яких відбиваються промені сонячного світла. А чому квітки мають таке різне забарвлення?»

Відповідь. [9], с. 18: «У клітинному соку містяться також різноманітні пігменти-барвники. Найпоширеніший рослинний пігмент антоціан. Залежно від реакції — кислої чи лужної — він надає клітинному соку різного забарвлення — рожевого, червоного, фіолетового, синього, блакитного. Ця властивість антоціану спричиняє надзвичайну різноманітність забарвлення квіток у рослин. Червоні троянди й маки, сині волошки, сині дзвоники, блакитні незабудки, червоноголовкова капуста, різні червонолисті рослини — усе це багатство барв виникає завдяки антоціану. Забарвлення багатьох плодів (вишні, черешні, сливи, яблука та ін.) також зумовлюється антоціаном.

Цей пігмент є майже в усіх органах рослини. Надаючи яскравого забарвлення пелюсткам квіток, він відіграє важливу роль у перехресному запиленні рослин. Антоціан захищає рослину від низьких температур, від шкідливих коротких світлових хвиль і навіть від паразитних грибів».

5.Питання на с. 92: «Пилкові зерна вкриті двома оболонками, що містять різні хімічні речовини, серед яких можна виокремити вуглеводи поленіни. Вони належать до найстійкіших сполук у природі, і саме завдяки їм пилкові зерна можуть зберігатися, не змінюючись, мільйони років. Усередині пилкові зерна також містять хімічні речовини (цукор, крохмаль, олію тощо). Чи мають значення ці поживні речовини для запліднення?»

Відповідь. [9], с. 171: «У пилку виявлено понад 20 хімічних біологічно активних речовин — ферментів. Під час проростання пилку активність ферментів підвищується. Вітаміни, які присутні в пилку, беруть безпосередню участь у процесах запліднення. Зменшення вмісту вітамінів у пилку гальмує його проростання і ріст пилкових трубок, що шкідливо позначається на заплідненні, а цукристі речовини дають необхідну енергію для проростання пилку на приймочці маточки.

6.Питання на с. 126: «Тонкі двостулкові панцири діатомових водоростей утворені з кремнезему — нерозчинної у воді твердої речовини. Поясніть зміст хімічної формули цієї речовини та її роль

ужитті діатомових водоростей».

Відповідь. Кремнезем (SiO2 ) — складна речовина, має атомну будову, складається з атомів Силіцію та Оксигену. На один атом

Інтеграція знань з хімії та біології на прикладі підручника біології	39

Силіцію припадає два атоми Оксигену ([4], с. 57), кремнезем утворює панцир, який надає організму механічної міцності.

7.Питання на с. 126: «Відомо, що бурі водорості можуть накопичувати в клітинах мінеральні речовини в 500–1000 разів більше, ніж їхня концентрація у воді. Ламінарія накопичує

вклітинах свого тіла йоду в 30 тис. разів, фосфору — у 500 разів, міді — у 300 разів більше, ніж у морській воді; а заліза в ній стільки ж, як і в молоці, її використовують не лише як салатну рослину, а і як лікувальний та профілактичний засіб у разі шлунково-кишкових захворювань, склерозу, рахіту, зобу тощо. Сучасні вчені використовують метод, який дає їм змогу за місце­ знаходженням бурих водоростей відшукувати морські родовища кольорових металів. Виявилося, що водорості, які ростуть на золотовмісних породах, містять дорогоцінного металу в 6–7 разів більше, ніж сама порода. Що таке метали? Які метали належать до кольорових металів?»

Відповідь. [4], с. 54: «Прості речовини поділяються на метали й неметали. Метали відрізняються так званим “металічним” блиском, за звичайних температур тверді (крім ртуті), добре проводять

електричний струм і теплоту, мають високі температури плавлення (понад 500 °С). Вони пластичні, їх можна кувати, витягувати з них дріт». Метали поділяються на чорні (залізо, манган, хром) та кольорові (всі інші).

8.Питання на с. 133: «Тіло багатьох червоних водоростей дуже ніжне й тендітне. Але є частина багрянок, у яких у клітинних стінках відкладається кальцій карбонат. Яка хімічна формула цієї речовини?»

Відповідь. [5], с. 44: правильна назва речовини — кальцій карбонат, формула CaCO3.

9.Питання на с. 154: «Крохмаль — органічна речовина, що

врослин є найпоширенішим запасним вуглеводом. Велика кількість цієї сполуки відкладається в бульбах картоплі, зернівках пшениці та інших злакових рослинах і використовується рослинами для процесів життєдіяльності, зокрема для розмноження цих рослин. А для чого у хвоща польового на кореневищах утворюються бульбочки з крохмалем?»

Відповідь на це питання знаходиться в § 36 цього ж підручника біології: «У ґрунті зимує кореневище з кулястими бульбочками. Спороносні пагони хвощів з’являються рано навесні й розвиваються завдяки поживним речовинам цих бульбочок».

40Методи підвищення ефективності навчання на уроках хімії

10.Питання на с. 172: «Хвойні ліси виділяють у повітря велику кількість кисню та особливих летких речовин, які називаються фітонциди. Наприклад, 1 га соснового лісу виділяє за рік 5,6 т кисню та понад 0,5 т фітонцидів. Що таке фітонциди? Яке значення мають ці хімічні речовини для рослин?»

Відповідь. У Дитячій енциклопедії ([6], с. 112) написано: «Фітонциди — речовини, які вбивають мікроорганізми (від грецького слова “фітон” — рослина і латинського “цедере” — вбивати. Особ­ ливо активні фітонциди знайдені в цибулі та часнику. Фітонциди — продукти життєдіяльності рослин. Вони утворюються в них у результаті обміну речовину і запобігають зараженню хворобо­ творними організмами. Хвора рослина завжди збільшує вироблення фітонцидів».

11.Питання на с. 188: «У яблуках є багато корисних речовин. Так,сполукиФерумукориснідлякровотворення,сполукиКалію— поліпшують роботу серця та печінки, вітамін С збільшує опірність організму. Є в яблуках й особливі речовини — пектини. Яке їхнє значення для організму людини?».

(Правильно — не «заліза», а «Феруму».)

Відповідь. У підручнику для ВНЗ ([7], с. 337) можна прочитати: «Пектинові речовини містяться у великих кількостях у плодах деяких рослин — аґрусу, яблуках тощо. Завдяки їх присутності фруктові сиропи, нагріті до кипіння, а потім охолоджені, здатні утворювати желеподібні маси. Цією властивістю пектинів користуються для виготовлення мармеладу, пастили, желе». Пектини — речовини, важливі для харчування людини, вони стимулюють роботу кишечнику, вбирають шкідливі речовини та виводять їх з організму. Велике значення пектин та його похідні мають для виведення з організму людини радіонуклідів.

12.Питання на с. 192: «Соя — однорічна рослина родини Бобові. Майже половину її врожаю вирощують у США, а ще третину — у Китаї. Культивують її і в Україні. Насіння сої містить білків більше, ніж куряче м’ясо та яйця. Крім того, до його складу входять цукри, мінеральні речовини, пектин і вітаміни. З бобів сої виготовляють крупу, борошно, соєве молоко, печиво, цукерки тощо. Соєву олію використовують для виробництва маргарину, соусів, паст. Вона, на відміну від тваринних жирів, запобігає відкладанню в кровоносних судинах холестерину, що дуже важливо для здоров’я людини. Як ви думаєте, чому?»

Відповідь.Упідручнику[6],с.168сказано:«Жиритваринного походження — це тверді речовини, тоді як рослинного — рідини