Использование интегрированных заданий на уроках химии

Использование интегрированных заданий на уроках химии

О.В.Тихомирова, учитель химии

ГБОУ Республиканский политехнический

лицей-интернат, г.Кумертау

Наверняка опыт использования интегрированных заданий на уроке и проведения интегрированных уроков есть у каждого учителя. И хоть это требует большой подготовки, эффективность таких заданий и уроков довольна высока.

При проведении традиционного комбинированного урока на этапе закрепления знаний мною систематически используются интегрированные задания, которые позволяют привить интерес к урокам, установить межпредметные связи.

Решение экологических задач и ситуаций.

Решение химических задач с экологическим содержанием является способом обеспечения взаимосвязи химии с другими науками и имеет практикоориентированную направленность. Этот процесс формирует экологическую компетентность, учит школьников безопасному и экологически грамотному обращению с химическими веществами в быту и на производстве, позволяет использовать краеведческий материал.

При изучении свойств и применения углерода и его соединений обращаю внимание учащихся на одну из современных экологических проблем - возникновение "парникового эффекта", приводящего к потеплению климата. Предлагаю для обсуждения и решения такую задачу:

Задача 1. Накопление углекислого газа в атмосфере становится опасным загрязнением - приводит к парниковому эффекту. Какой объем CO₂ попадает в атмосферу при сжигании 100 г полиэтилена (100 шт. использованных пакетов)?

При рассмотрении вопросов применения азота и аммиака в теме "Подгруппа азота" в 9-м классе для закрепления знаний использую такие задачи:

Задача 2. Азот - незаменимый биогенный элемент, поскольку входит в состав белков и нуклеиновых кислот. Атмосфера - неисчерпаемый резервуар азота, однако основная часть живых организмов не может непосредственно использовать этот азот: он должен быть предварительно связан в виде химических соединений. Существуют азотфиксирующие бактерии, способные фиксировать азот воздуха и превращать его в доступную для растений форму. С помощью таких бактерий при хорошем урожае клевер может накапливать за сезон 150-160 кг/га азота. Какой объем воздуха в м³ содержит такую массу азота? Какую массу 10 % раствора аммиачной воды (используемой в качестве удобрений) может заменить 1 га клевера, накопивший за сезон 100 кг/га азота?

Ответ: 120 м³, 2100 кг

Задача 3. «Кислотные дожди» - следствие деятельности человека. При сжигании различного топлива (бензина, керосина, нефти, угля) в атмосферу выделяется огромное количество диоксида серы SO₂ и диоксида азота NO₂. Взаимодействуя с кислородом воздуха и атмосферной влагой, эти оксиды превращаются в серную и азотную кислоты. Определите значение pH природных вод, которые получаются из газовых выбросов химзавода, содержащих 10 кг диоксида азота и 20 кг диоксида серы. Объем воды, в которой будут растворены полученные азотная и серная кислоты, примите равным 10000 м³ .

Задача 4. В основе самоочищения водоемов от органических загрязнителей лежит процесс их окисления. Если органических веществ в воде немного, то они окисляются растворенным в воде кислородом. Этот процесс ускоряется под действием солнечного света. Способствуют окислению и некоторые микроорганизмы (биологические методы).

Существуют и химические методы интенсификации процесса окисления органических загрязнителей в воде. Какой из предложенных ниже реагентов вы выберете для ускорения этого процесса: а) пероксид водорода; б) хлор или его кислородсодержащие производные; в) озоновоздушную смесь? Дайте обоснованный ответ.

Познавательные задачи по органической химии

Чтобы ученики продуктивно и деятельно работали на уроках органической химии, я предлагаю использовать в учебном процессе нетрадиционные задачи - интегрированные познавательные. В таких задачах интеграция знаний осуществляется за счет комплексного использования материала различных областей знаний (медицины, биологии, экологии, истории) и активного поиска новой информации. Задачи интеграции - не только вооружение учащихся целостной совокупностью знаний об окружающем мире, но и воспитание адекватного и грамотного отношения к действительности, развитие умений самостоятельно решать возникающие проблемы и научно объяснять происходящие явления.

На начальном этапе интегрированные задачи используются в большей степени с целью привлечения внимания и стимулирования любопытства или развития любознательности. В этот период задачи имеют преимущественно иллюстрированный характер. На последующих этапах обучения используются интегрированные познавательные задачи проблемного характера.

Задача 5. Для разметки территории пчелы рода Trigona используют вещество состава С₇Н₁₆О. Установите его структурную формулу, если:

а) оно реагирует с металлическим натрием с выделением водорода

б) при дегидратации переходит в углеводород С₇Н₁₄, который при озонолизе дает смесь уксусного и валерианового альдегидов.

(Отв.: гептан - 2 - ол)

Задача 6. Феромоном тревоги у муравьев-листорезов является цитраль. Это вещество вызывает агрессивную реакцию у муравьев: они уничтожают все живое в том месте, откуда этот запах исходит (цитраль пахнет лимонами). Установите структурную формулу цитраля, если при взавимодействии его с бромной водой образуется 2, 3, 6, 7 - тетрабром - 3,7 - диметилоктаналь - 1.

(Отв.: 3, 7 - диметилоктадиен - 2,6 - аль - 1)

Задача7. Запах гвоздики обусловлен эвгенолом и веществом состава С₇Н₁₄О. Определите строение этого вещества, если известно, что оно не реагирует с аммиачным раствором оксида серебра, а при каталитическом гидрировании образует гептанол - 2

(Отв.: метилпентилкетон)

.

Задача 8. Эта кислота входит в состав облепихового масла, у этой кислоты низкая температура плавления, поэтому на морозе ягоды облепихи остаются мягкими. Эта кислота обесцвечивает бромную воду, при этерификации с глицерином образует жидкий жир.

(Ответ: олеиновая кислота)

Задача 9. Предложите решение экологической проблемы: при добыче природного газа и нефти остаточные продукты сжигают. Это наносит большой вред окружающей среде. Как можно использовать эти продукты?

Задача 10. Предложите решение экологической проблемы: в процессе добычи нефти на морском шельфе в воду попадают нефтепродукты. Как можно их утилизировать?

Мною составлен цикл интегрированных задач по общей химии с медико-биологической направленностью, которые кроме собственно контролирующих вопросов содержит информацию прикладного характера, полезную в жизни, в быту.

При составлении задач использовались материалы из курсов биологии, экологии, валеологии. В основном привлечены материалы , акцентированные на изучение самой природы человека, на знание физиологических процессов, происходящих в организме. Интегрированные задачи способствуют формированию познавательных мотивов. Вникая в сущность задач, учащиеся вспомнят не только их методику решения, но и еще раз убедятся, насколько тесна связь между знаниями по химии и повседневной жизнью человека, физиологической потребностью организма в тех или иных веществах. Помимо образовательных моментов учащиеся поймут, что знания свойств веществ важно для сохранения здоровья и, что трудно переоценить роль химических реакций в повседневной жизни человека.

Задача 11 «Калий». Число атомов калия в теле человека составляет 2,2*10²⁴. Содержание калия в пище жителей разных стран колеблется от 1800 до 5600 мг. В США рекомендуемая минимальная величина суточного потребления калия установлена в размере не менее 2000 мг для лиц 18-летнего возраста. Для людей старшего возраста к этой величине прибавляют количество лет отдельного индивидуума: например, для людей в возрасте 50 лет этот показатель равен 2000+50=2050. Биоусвояемость калия организмом составляет 90-95%. Соли калия легко всасываются и быстро выводятся из организма с мочой (3,4 г), потом (до 0,3 г) и через желудочно-кишечный тракт (0,4 г). Калийсодержащий препарат: перманганат калия. Препарат не совместим в жидких лекарственных формах с восстановителями - взаимное разложение; с бромидами, йодидами, хлоридами - выделение свободных галогенов; с солями двухвалентного железа - образование трехвалентного железа; с хлористоводородной кислотой и ее солями образует свободный хлор, с аммиаком - нитраты.

1. Подсчитайте, сколько граммов калия содержится в теле человека?

2. Подсчитайте, сколько граммов калия усваивается организмом человека в возрасте 60 лет;

3. Подсчитайте, сколько молей калия выводится из организма а) через желудочно-кишечный тракт; б) с мочой.

4. В больнице для промывания горла пациенту назначили 0,5% -ный раствор перманганата калия, а в наличии оказался только 6%-ный раствор этого вещества. Сколько воды и 6%-ного раствора потребуется, чтобы приготовить 1кг 0,5 % раствора перманганата калия.

5. Как грамотно хранить жидкие препараты перманганата калия?

Задача 12. Лечебный эффект алое во многом обусловлен алоээмодином. Определите его молекулярную формулу, если массовые доли элементов в нем составляют: 66,42 % (С), 4,06 %(Н), 29,52 %(О).

(Ответ:С₁₅Н₁₁О₅).

Задача13. Для сканирования головного мозга понадобилось 3,48 г железа. В течение какого времени необходимо проводить процесс электролиза раствора сульфата железа (III) при силе 10 А, чтобы при этом получить необходимую массу чистого металла?

(Ответ: t = 0,5 ч)

Такой подход к составлению контролирующих заданий школьного курса химии способствует пониманию учащимися того, что за каждой формулой стоит конкретное вещество, а за каждым уравнением реакции - конкретный процесс, происходящий в природе, в живых организмах, быту. Это наполняет химические символы конкретным жизненным смыслом и, главное, позволяет убедить школьников в том, что химия- наука необходимая и интересная.