« Компетентнісно орієнтовані завдання з хімії як засіб формування ключових компетентностей учнів»
Впровадження компетентнісного підходу у школі є одним із важливих концептуальних положень оновлення змісту та якості освіти. Сучасний навчальний заклад має сприяти розвиткові демократичної культури, формуванню необхідних для проживання у європейському співтоваристві компетентностей, політико-правових і соціально-економічних знань. Важливим нині є не тільки об’єм знань, а й уміння ними оперувати, бути готовим змінюватись та пристосовуватись до нових потреб ринку праці, оперувати й управляти інформацією, активно діяти, швидко приймати рішення, навчатись упродовж життя.
Ідея компетентнісного підходу - одна із відповідей на запитання, який результат освіти необхідний особистості і затребуваний сучасним суспільством. Формування компетентності учня на сьогоднішній день є однією із актуальних проблем освіти і може розглядатися як вихід із проблемної ситуації, що виникла через протиріччя між необхідністю забезпечити якість освіти та неможливістю вирішити цю проблему традиційним шляхом.
Компетентнісно-зорієнтовані завдання – це завдання, які спрямовані не на відтворення інформації, а на організацію самостійної пошукової і творчої діяльності школярів, передбачають вихід за межі предметного матеріалу, мають не лише навчальну, а й життєву цінність, оскільки ґрунтуються на актуальному (цікавому для учня) матеріалі, містять опис певної ситуації, яка пояснює потребу виконання.
Компетентнісно-орієнтовані завдання формують цілісне уявлення про світ, де важливо вміти застосовувати ті чи інші знання, навчати дитину здобувати ці знання і, в першу чергу, мотивувати на отримання нових знань.
Одним із головних завдань вчителя є зміна організації традиційного уроку, включення спеціально організованої діяльності учнів в освітній процес на основі використання компетентнісно-орієнтованих завдань.
ТЕОРЕТИЧНІ ЗАСАДИ ЗАСТОСУВАННЯ КОМПЕТЕНТНІСНИХ ЗАВДАНЬ ПРИ ВИВЧЕННІ ХІМІЇ
Упровадження компетентнісного підходу зумовлює використання завдань, виконуючи які, учні зможуть навчитись застосовувати знання у нетипових ситуаціях, розв’язувати завдання, що пов’язані з власною життєдіяльністю, навчитись формулювати оцінні судження щодо себе як соціальної складової частини живої природи.
Компетентнісними називають задачі з різних галузей діяльності людини, які потребують від людини вміння використовувати набуті знання на практиці. Їх розв’язок полягає у вирішенні деякої життєвої проблеми із застосуванням знань, умінь та навичок, які ви отримали на уроках з різних предметів. Значна частина таких задач не обмежуються предметною областю одного навчального предмета.
Виконуючи компетентнісно-орієнтовані завдання, учні мають навчитися:
· знаходити потрібну інформацію;
· виокремлювати головне з прочитаного або почутого;
· точно формулювати свої думки;
· планувати свої дії;
· обирати спосіб дії в певних ситуаціях;
· оцінювати отриманий результат і критично ставитися до нього;
· самоорганізовуватися;
· застосовувати знання, вміння, навички у ситуаціях, що виникли.
Для завдань такого типу характерне діяльнісне спрямування, моделювання життєвої ситуації, актуальність запитань, що розглядаються, і наявність певних складників структури завдання. Такі навчальні завдання, як правило, міжпредметного змісту і пов’язані з життєвими ситуаціями й загальнокультурними цінностями.
Компетентістно-орієнтованими, зокрема, є контекстні задачі як спосіб усвідомлення цінності знань з предмета, що вивчається, зокрема, хімії. Реалізація особистісно розвивального потенціалу таких задач відбувається у разі виходу їхнього змісту за рамки одного предмета і конкретного застосування навчального матеріалу в житті учня й інших сферах його майбутньої діяльності.
До компетентнісно орієнтованих завдань відносять:
практико-орієнтовані, спрямовані на найпростіші практичні потреби і тому мають ціннісну орієнтацію. Вони можуть подаватися у вигляді навчального проекту;
особистісно-орієнтовані, під час розв’язування яких учень має, окрім знань і вмінь, проявити особистісний потенціал (усвідомлювати зв’язок хімії з проблемами життя людини, оцінювати й робити висновки щодо ролі діяльності людини в побудові картини світу, обґрунтовувати судження про смисл пізнання людиною природи);
проблемно-пошукові, які виконуються на основі реального або мисленневого (уявного) експерименту;
ціннісно-орієнтовані, що розглядають проблеми безпеки життєдіяльності і здоров’я людини, екологічного стану довкілля;
завдання, пов’язані з комунікативними потребами людини. У змісті таких задач розглядається природничо-наукова основа зв’язків між людьми, наприклад хімічні сполуки і сплави, що застосовуються в техніці.
Компетентнісно орієнтовані завдання (задачі) у своєму змісті містять:
мотивацію (стимул), що є введенням у проблему (бажано практико-орієнтовану) і відповідає на запитання «з якою метою треба це робити?»;
формулювання завдання – відповідає на запитання «що саме треба зробити?». Учень має чітко визначити для себе суть завдання: відповісти на запитання, систематизувати перелічені речовини (реакції, умови), позначити, прочитати і висловити думку, обчислити, порівняти, оцінити тощо;
інформацію (додаткову), необхідну для розв`язання задачі. Ця частина відповідає на запитання «чому?».
перевірку (критерії) – результат виконання – відповідає на запитання «що, в якій формі треба зазначити?».
Особистісне спрямування змісту завдання вимагає наявності в ньому мотиву. Учень має бачити в діяльності особистісні сенс і цінність. Мотиваційними прийомами, що їх можна задіяти при складанні компетентнісно орієнтованих завдань, можуть бути:
- зацікавлення учня у збагаченні життєвого досвіду;
- врахування індивідуального стилю мислення;
- включення до змісту життєвого контексту;
- надання можливості отримати позитивні емоції у процесі спілкування.
Під час розроблення компетентнісно орієнтованих завдань необхідно врахувати усі складники — знаннєвий, діяльнісний і ціннісний. Як результат, учні отримують не лише знання про світ та вміння взаємодіяти з ним, а й навички соціальних відносин.
Як правило, компетентнісні задачі передбачають пошук і відбір додаткових відомостей у різноманітних джерелах - друкованих (словники, довідники, підручники, енциклопедії, атласи, періодичні видання тощо) та електронних (комп’ютерні програми навчального призначення, електронні енциклопедії на оптичних носіях і в Інтернеті, веб-словники, електронні карти тощо).
ВИМОГИ ДО СКЛАДАННЯ КОМПЕТЕНТНІСНО-ОРІЄНТОВАНИХ ЗАВДАНЬ З ХІМІЇ
Компетентнісно орієнтовані завдання з хімії покликані допомогти вияснити рівень сформованості тих або інших компетенцій.
Структура хімічної компетентності включає в себе:
· хімічне мислення як розуміння взаємозв’язку матеріальних об’єктів реальної дійсності за схемою: структурна організація речовини – фізичні та хімічні властивості – знаходження в природі та взаємоперетворення – застосування – вплив на навколишнє природне середовище;
· хімічну грамотність – вміння записувати хімічні формули та рівняння, розуміти їхню суть та здійснювати за ними необхідні обрахунки; вміння знаходити необхідну хімічну інформацію та використовувати її; вміння поводитися з хімічними речовинами, здійснювати з ними певні перетворення і прогнозувати результати цих перетворень;
· хімічну відповідальність – усвідомлення ролі різноманітних хімічних речовин і матеріалів у життєдіяльності людини та в існуванні довкілля.
Зміст компетентісно-орієнтованих завдань повинен бути пов'язаний з традиційними розділами або темами, що складають основу програм навчання в більшості країн світу.
Структура компетентнісно-орієнтованих завдань
Вимоги до структури завдань:
· Чітке формулювання проблеми.
· Вказівка на форми і види діяльності по вирішенню проблеми.
· Посилання на джерела інформації.
· Вказівка на конкретний продукт діяльності.
Структура компетентнісно-орієнтованих завдань:
· Стимул.
· Задачне формулювання.
· Джерело інформації.
· Бланк для виконання завдання (якщо воно передбачає структуровану відповідь).
· Інструмент перевірки.
Стимул мотивує учня на виконання завдання, (включає в себе опис ситуації або інші умови задачі, які грають роль джерела інформації)
Завдання з хімії з погляду компетентнісного підходу
У сучасних умовах рівень навчальних досягнень учнів не визначають обсягом знань та їхньою енциклопедичністю. Компетентнісний підхід передбачає вміння вирішувати задачі, безпосередньо не пов’язані з певними навчальними предметами, тобто задачі, які часто зустрічаються в реальному житті й потребують комплексного застосування набутих у школі знань та вмінь з різних галузей наук. Тобто головним питанням під час визначення стану сформованості компетентності є: «Чи володіє учень необхідними знаннями, вміннями та навичками з певних предметів для повноцінного функціонування в суспільстві?» Таким чином, компетентнісний підхід визначає відмінність у меті перевірки. Завдання мають перевіряти як учень використовує предметні знання в життєвих ситуаціях або в незвичних умовах, які відрізняються від тих, що пропонувалися на уроках.
Наведемо приклади таких завдань. Завдання містять текст, в якому описана певна ситуація, наприклад з реального життя, та групу запитань, пов’язаних з цим текстом. Кожне запитання, як правило, перевіряє оволодіння певними знаннями або вміннями. Група запитань перевіряє деяку їх сукупність.
1. ПРИКЛАДИ КОМПЕТЕНТНІСНО-ОРІЄНТОВАНИХ ЗАВДАНЬ ДЛЯ 7 КЛАСУ
Задача1.Прочитайте уривок з книги Леєнсона І.А. «Сто запитань і відповідей» «Імовірно, найдовший з відомих дослідів – знаменитий дванадцятиденний дослід, який провів А. Лавуаз’є. Він нагрівав ртуть у запаяній реторті, де вона перетворювалася на оксид, сполучаючись із киснем. За допомогою точного зважування А. Лавуаз’є встановив, що маса реторти в результаті досліду не змінилася.»
Запитання 1. (вчитель перевіряє вміння аргументовано доводити свою думку) Поясніть, чому, на Вашу думку, А. Лавуаз’є дуже довго проводив дослід. Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій пояснюється, що метал малоактивний.
Запитання 2. (вчитель перевіряє знання та розуміння законів хімії). Назвіть закон, який сформулював після проведення досліду А. Лавуаз’є. Поясніть, як Ви розумієте суть цього закону.
Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій називається закон збереження маси та пояснюється його суть.
Запитання 3. (перевіряє вміння аргументовано доводити свою думку) Уявіть, що ви готуєте домашнє завдання, в якому вивчаєте цей закон. Рядом сидить Ваш братик чи сестричка і запитує «навіщо цей закон потрібен?» Дайте аргументовану та зрозумілу відповідь на поставлене запитання. Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій обґрунтовується значення закону.
Запитання 4. (перевіряє вміння аналізувати певні дії та аргументовано доводити свою думку) Поясніть, чому умовою проведення досліду було те, що реторта мала бути обов’язково запаяною. Як і чому зміниться результат досліду в разі відкритої реторти?
Правильна відповідь: Вчитель дає відповідь, в якій пояснюється, що в разі відкритої реторти її вага збільшиться, оскільки реакція буде продовжуватися за рахунок кисню, який поступатиме додатково із повітря.
Запитання 5. (перевіряє уміння використовувати знання в незнайомій ситуації) Представте, що Ви хімік. Запропонуйте свій дослід, який може підтвердити закон, відкритий А. Лавуаз’є.
Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій пропонується інший спосіб на підтвердження закону.
Запитання 6. (перевіряє уміння писати рівняння реакцій та пояснювати ознаки цих реакцій) Складіть рівняння реакції, яка відбувалася в реторті. Поясніть, які зміни відбулися в колбі після закінчення досліду.
Правильна відповідь: Дається відповідь, у якій записується рівняння реакції 2Hg + O2 = 2HgO та вказується на перетворення металу на порошок.
Запитання 7. (перевіряє уміння аналізувати хімічні формули, визначати оксиди та складати формули оксидів) Назвіть клас сполук, до яких належить продукт реакції, яку провів А. Лавуаз’є. Наведіть формули декількох представників цього класу сполук
Правильна відповідь: Дається відповідь, у якій указується, що продукт реакції належить до класу оксидів та наводиться декілька формул інших оксидів.
Запитання 8. (перевіряє знання хімічних властивостей кисню) Поясніть яку властивість кисню підтверджує реакція, проведена А. Лавуаз’є. Назвіть, яка ще реакція характерна для кисню та поясніть які ознаки відрізняють її від проведеної А. Лавуаз’є реакції.
Правильна відповідь: Дається відповідь, у якій указується на те, що кисень вступає в реакції окиснення
Запитання 9. (перевіряє уміння робити обчислення за хімічними формулами) Обчисліть масові частки кожного з елементів у формулі продукту реакції, яку провів А. Лавуаз’є.
Правильна відповідь: Дається відповідь, у якій обчислюються масові частки кожного з елементів у формулі HgO : w(Hg)=201/217 · 100%= 90%
w(O) = 100% − 90% = 10%.
Задача 2. Юний хімік проводив перший у своєму житті дослід: нагрівав суміш заліза та сірки. Для реакції він взяв 7 г заліза і 4 г сірки, старанно відваживши їх на шкільних терезах. Зваживши продукт реакції – речовину темного кольору, він не повірив своїм очам: її маса була лише 10 г, тобто на 1 г менша, ніж маса вихідних речовин. Знову і знову повторював він дослід, отримуючи незмінний результат: безслідно зникав 1 г маси.
Юний хімік підійшов до вчителя: “Я спростував закон збереження маси речовин”, –скромно повідомив він...
Поясніть результати експерименту. Яку помилку допустив юний хімік?
Розв'язання: (Учням складно вийти за межі добре відомого рівняння реакції:
Fe + S = FeS
Але маса ферум (ІІ) сульфіду повинна дорівнювати 11, а не 10 грамів. Оскільки експеримент повторювався неодноразово, можливість помилки у визначенні маси слід відкинути, і з’ясувати, де могла відбутися втрата речовини. Сірка могла окиснитися киснем повітря, і виділитися у вигляді сірчистого газу:
S + O2 = SO2
Але тоді маса залишку мала б бути не 10, а 7 грамів. Отже залізо приєднало кисень повітря, утворивши оксид, у якому на 7г Феруму припадає 3 г Оксигену. За цими даними визначаємо формулу речовини. Шуканий оксид – Fe3O4
3Fe + 2O2 = Fe3O4
Помилка юного хіміка: перевіряючи дійсність закону збереження маси, необхідно було виключити можливість втрат речовини, наприклад, проводячи реакцію у замкненому об’ємі).
Увагу та інтерес учнів викликають задачі, тексти яких несуть нові, невідомі факти та відомості про речовини, реакції, теорії, що вивчаються на уроках. Це можуть бути відомості з історії хімії, використання хімічних методів в інших галузях знань
Задача 3. Чому, щоб загасити сірник і розпалити багаття, ми виконуємо одну й ту ж саму дію: дмухаємо на них?
Розв'язання: ( Учням відомі умови виникнення і припинення горіння. Дмухаючи на сірник ми знижуємо його температуру нижче температури займання, і сірник гасне. Знизити температуру багаття таким чином неможливо, в даному випадку рух повітря забезпечує додаткове надходження кисню, тому багаття розгорається
Задача 4. Для гасіння пожеж часто використовують воду. Але якщо полити вугілля, яке горить невеликою кількістю води, це тільки підсилить горіння. Поясніть це явище.
Розв'язання: ( реакція утворення водяного газу учням ще невідома, але користуючись довідковою літературою вони легко зможуть її знайти:
С +Н2О = СО + Н2
Продукти реакції – горючі речовини:
2СО + О2 = 2СО2
2Н2 + О2 = 2 Н2О ).
Задача 5. Найстрашніша отрута.
Якщо ви визначите формулу речовини, яка містить 34,78%найпоширенішого елемента планети Земля; 13,04% найпоширенішого елемента Всесвіту (разом з першим елементом він утворює найпоширенішу на Землі речовину); 52,18% елемента, який входить до складу усіх без виключення органічних сполук, то зможете взнати формулу універсальної отрути, яка вражає усі без виключення живі організми і забрала більше людських життів, ніж усі інші отрути разом взяті.
Розв'язання: (Найпоширеніший елемент планети Земля – безперечно, Оксиген, найпоширеніший елемент Всесвіту – Гідроген (разом вони утворюють воду), елемент, який входить до складу усіх без виключення органічних сполук – Карбон, шукана речовина – С2Н5ОН – етиловий спирт).
2. ПРИКЛАДИ КОМПЕТЕНТНІСНО-ОРІЄНТОВАНИХ ЗАВДАНЬ ДЛЯ 8 КЛАСУ
Задача 1. Прочитайте уривок з поеми Гомера «Одіссея», ХІХ, 386-388, 506-507 «…узявши блискучу мідницю, Що умивали в ній ноги, холодної досить вливає В неї води і гарячої ще додає… Ближче тоді до вогню Одіссей підсуває ослін свій, Щоб обігрітись…»
Запитання 1. (перевіряє вміння застосовувати знання в побуті). У великих містах на побутові потреби людина за добу витрачає близько 100 л води. Загальний же об’єм водовитрачання в Україні з урахуванням промисловості, сільського господарства та втрат досягає 30 км3 на рік, що становить 60 % всього стоку її річок. Запропонуйте свій спосіб зменшення добової витрати людиною води в побуті.
Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій наводиться факт економного використання води.
Запитання 2. (перевіряє вміння демонструвати знання та розуміння ознак хімічних реакцій). Укажіть які ознаки реакції горіння використовує Одіссей. Які ще ознаки цієї реакції Вам відомі?
Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій наводиться факт використання Одіссеєм такої ознаки як виділення теплоти. Інші ознаки цієї реакції – виділення світла, виділення газу, зміна кольору речовини.
Запитання 3. (перевіряє вміння демонструвати знання та застосовувати поняття «речовина» й прослідковувати взаємозв’язки між будовою та застосуванням). Поясніть з якої речовини зроблена «блискуча мідниця» і які фізичні властивості цієї речовини зумовили її використання Одіссеєм у побуті.
Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій іде мова про те, що речовиною з якої зроблена «блискуча мідниця» є мідь. Фізичні властивості міді, які зумовлюють її використання в побуті це – висока пластичність та теплопровідність.
Запитання 4. (перевіряє вміння робити обчислення за хімічними рівняннями). Дрова, які горять у вогні можна прийняти як вуглець. Обчисліть скільки теплоти виділиться, якщо маса дров, які поклали у піч становить 5 кг. За рівнянням реакції горіння виділяється 394 кДж теплоти.
Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій записують термохімічне рівняння реакції горіння вугілля. За рівнянням складається пропорція й обчислюється кількість теплоти, яка виділиться з дров масою 5 кг.
C + O2= CO2 , ∆H = −394 кДж
З 12 г вуглецю виділяється 394 кДж теплоти,
з 5000 г - х кДж
х = 165000 кдж.
Запитання 5. (перевіряє вміння аргументовано та чітко пояснювати причини певних дій). Поясніть чому Одіссей до холодної води додає гарячу.
Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій іде мова про те, що вода довго вистигає тому, що має фізичну властивість таку як теплоємність.
Запитання 6. (перевіряє знання та розуміння певних понять). Дайте систематичну (наукову) назву речовині, про яку йде мова в уривку та запишіть формулу цієї речовини
Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій називається речовина – гідроген оксид та вказується її формула H2O .
Задача 2. Відоме прислів’я говорить: “Людину пізнаєш, коли з’їси з нею пуд солі”. Відомо, що добова потреба людини в натрій хлориді складає 0,215 моль. Скільки часу людям потрібно прожити разом, щоб дізнатись один про одного (1 пуд дорівнює 16,38 кг)
Задача 3. Випускнику коледжу, який недавно поступив на роботу, доручили отримати 400,00 г хлориду металу. Для цього 300,27 г оксиду цього металу необхідно було відновити коксом, продукт реакції обробити HCl. Випускник вирішив отримати п’ятикратну кількість хлориду, про запас. Оскільки в його розпорядженні потрібної кількості оксиду не виявилося, він зібрав його по п’яти інших лабораторіях і приступив до синтезу...
Коли члени державної комісії по ліквідації наслідків катастроф пробралася на місце події, замість інституту вони побачили глибоку воронку. Про сполуки якого металу йшла мова в задачі?
(Молярну масу металу знаходимо за формулою:
де А – молярна маса металу, х – ступінь окиснення в хлориді, а (х+n) – в оксиді металу. А=235. Шуканий метал – Уран-235).
Задача 4. В романі Олександра Дюма “Граф Монте-Крісто” знаходимо слідуючий уривок :
“Існує отрута, яка вбиває, не залишаючи майже ніяких слідів. Є спосіб переконатися в наявності цієї отрути. Вона повертає синій колір лакмусовому папірцю, забарвленому кислотою в червоний колір, і забарвлює в зелений колір фіалковий сироп.
Лікар повільно налив кілька крапель лимонаду в чашку з фіалковим сиропом. В ту ж мить сироп на дні чашки змінив колір: спочатку став синім, як сапфір, потім набув кольору опалу, з опалового став смарагдово-зеленим і таким залишився.
- Це отрута, – сказав лікар, - тепер я готовий присягнути в цьому перед богом і людьми”.
Яку реакцію – кислу чи лужну, мав лимонад?
Як ви гадаєте, чи справедливими були слова лікаря про те, що в лимонаді отрута, лише на тій підставі, що він змінив колір індикатора?
Розв'язання: (Лакмус – відомий кожному школяреві індикатор, який допомагає визначити реакцію середовища, і відрізнити кислоту від лугу. Індикаторами є також деякі рослинні барвники. Сік фіалки теж є індикатором. За допомогою фіалкового сиропу лікар міг лише встановити, що лимонад мав невластиву йому лужну реакцію, але визначити наявність отрути він таким чином не міг).
Задача 5. У роки ІІ Світової війни американські льотчики вперше використали винахід, який і сьогодні може стати в пригоді у випадку аварійних ситуацій. Це – сигнальні кулі, які при потраплянні у воду наповнюються воднем. Всередині них знаходиться речовина, яка взаємодіє з водою з утворенням водню.
Яку речовину ви можете запропонувати, щоб маючи мінімальну масу, вона давала найбільший об’єм цього газу.
Розв'язання: (Дану задачу кожен учень буде виконувати, відповідно до рівня своїх знань та здібностей. Найочевиднішим буде запропонувати в якості шуканої речовини якийсь з лужних, або лужноземельних металів. Найбільший об’єм водню дасть той метал, який має найменшу молекулярну (точніше – найменшу еквівалентну) масу, тобто літій:
2Li + 2H2O = 2LiOH + H2 (2 моль літію – 1 моль водню)
Але гідрид літію (на це вкажуть лише учні, які додатково займаються хімією) забезпечить отримання значно більшого об’єму водню, ніж металічний літій:
LiН + H2O = LiOH + H2 (1 моль гідриду літію – 1 моль водню)
При взаємодії з водою одного кілограму даної речовини утвориться 2800 л Н2).
Задача 6. Білу речовину Х розплавили. Отримана безбарвна рідини бурхливо реагує з калієм та натрієм, взаємодіє з багатьма оксидами. З лугами та кислотами не реагує. Ні розплав, ні розчин речовини Х електричний струм не проводять. Що це за речовина?
Рзв'язання: (Усім зазначеним умовам , крім агрегатного стану, відповідає вода – Н2О, єдиним ускладненням задачі, яке робить її не зовсім очевидною є нестандартні умови, за яких рідка вода перетворюється на сніг)
Задача 7. (формує вміння логічно мислити, уміння застосовувати математичні методи для вирішення прикладних завдань) Прийшов якось Алюміній на кислотну дискотеку і познайомився він там з чарівною красунею Хлоридною Кислотою. Так він нею захопився, що тільки „пшик” від нього і залишився. Обчисліть об’єм „пшика”, що виділився при взаємодії 5,4 гр. Алюмінію з Хлоридною Кислотою.
Задача 8.
Прочитайте текст:
Перед побілкою дерев взяли тверду речовину А білого кольору масою 30г(оксид елемента ІІ групи ІV періоду) та залили водою. Спостерігали бурхливу реакцію із виділенням тепла. Утворився розчин речовин Б, на дні посуду залишився осад речовини Б. Цю суспензію використали для побілки, а залишок нейтралізували. Для цього додали до осаду речовини Б хлоридну кислоту. При цьому утворилися дві речовини В та Г. Речовина В є сіллю елементу зі протонним числом 20, а речовина Г – найпоширеніший оксид на Землі.
Дайте відповіді на запитання: 1.Напишіть формулу речовини А, та визначить, до яких оксидів –основних чи кислотних вона належить
2. Напишіть рівняння реакції перетворення речовини А в речовину Б
3. Як зміниться колір індикаторів –фенолфталеїну, метилоранжу, лакмусу та універсального індикатора – в розчині речовини Б
4. Обчисліть масу речовини Б, що утворилася з речовини А.
5. Напишіть реакцію нейтралізації речовини Б хлоридною кислотою.
6. Де використовується речовина В?
3. ПРИКЛАДИ КОМПЕТЕНТНІСНО-ОРІЄНТОВАНИХ ЗАВДАНЬ ДЛЯ 9 КЛАСУ
Задача 1. Прочитайте уривок з книжки Н. Мєзєніна «Цікаво про залізо» «Історія зберігає численні приклади використання залізних грошей. Вони були в ужитку у стародавній Спарті. У IX ст. до н. е. спартанський правитель Лікург, керуючись ідеологією войовничого екстремізму, вилучив з обігу золото й срібло і ввів гроші із заліза. Монети Лікурга були незручної форми, мали величезну вагу та мізерну вартість і ніде, окрім Спарти, не приймались як гроші, що не дивно – виготовлялися вони з металу, який був навмисно зіпсований…»
Запитання 1. (перевіряє вміння застосовувати знання в побуті). Передбачте, яким чином могли бути зіпсовані залізні монети. Свою відповідь підтвердьте рівнянням реакції. Складіть електронний баланс записаної реакції та вкажіть, який з атомів віддає електрони і скільки.
Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій наводиться факт іржавіння заліза під дією вологи й кисню повітря. Записане рівняння реакції 4Fe + 6H2 O + 3O2 = 4Fe(OH)3 . Складений електронний баланс і визначено, що Ферум віддає 3 електрони, а Оксиген приймає 4 електрони
Fe0-3 е→ Fe+3
О2+4 е→2О-2
Запитання 2. (перевіряє вміння застосовувати знання в незнайомій ситуації). Запропонуйте спосіб очищення залізних грошей. Запишіть необхідне рівняння реакції.
Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій наводиться факт використання, наприклад, хлоридної кислоти, яка буде розчиняти ферум(ІІІ) гідроксид. Записане рівняння реакції Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O .
Запитання 3. (перевіряє вміння робити обчислення за хімічними рівняннями). Залізні монети за правителя Лікурга доходили у вазі до 16 кг. Прийміть, що на поверхні монет утворюється наліт масою 535 г. Скористайтесь рівнянням, записаним у попередній відповіді та обчисліть, яку масу (г) запропонованої Вами речовини треба взяти для очищення поверхні монет.
Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій записують з попередньої відповіді рівняння реакції, за рівнянням складається пропорція й обчислюється маса хлоридної кислоти, яку необхідно взяти.
Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O .
1 моль 3 моль
М=56+51=107 г/ моль М=1+35,5=36,5 г/моль
m= 107 г m =36,5 · 3=109,5 г
х=535 · 109,5/107
х= 547,5 г
Відповідь: 547,5 г
Запитання 4. (перевіряє вміння прослідковувати взаємозв’язки між будовою та застосуванням металів й аргументовано доводити свою думку). Вкажіть, який з трьох запропонованих в уривку металів найкраще використати для виготовлення грошей. Аргументуйте свою думку з хімічної та економічної точки зору.
Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій йде мова про те, що найкращим металом може бути, наприклад, срібло, оскільки воно як мало активний метал буде стійким до дії зовнішнього середовища. А з економічної точки зору, дешевше, ніж золото.
Запитання 5. (перевіряє вміння аргументовано висловлювати думку і застосовувати знання в незнайомій ситуації). Запропонуйте інший метал або сплав для виготовлення грошей. Аргументуйте свою думку з хімічної та економічної точки зору
. Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій йде мова про будь-який сплав, з обґрунтуванням своєї думки.
Задача 2. Прочитайте уривок з трагедії У. Шекспіра «Гамлет,принц Датський.» І , 5:
«Біжить і збуджується кров від неї,
Як від краплини оцту молоко.
Загусла так раптово кров і в мене.»
Запитання 1. (перевіряє вміння застосовувати знання в незнайомій ситуації). Поясніть яке явище відбувається з молоком. Що зумовлює зміни в молоці? Свою думку підтвердьте рівнянням реакції.
Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій йде мова про хімічне явище скисання молока. Бактерії є збудниками процесу бродіння. Записане рівняння реакції
Запитання 2. (перевіряє вміння застосовувати знання в незнайомій ситуації). Дайте назву утвореній речовині і поясніть як хімічним шляхом можна довести наявність нової речовини.
Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій йде мова про застосування індикаторів, наприклад, метилового оранжевого. Цей індикатор в кислоті змінює свій колір на червоний.
Запитання 3. (перевіряє вміння аргументовано висловлювати свою думку). Запропонуйте спосіб збереження свіжості молока. Поясніть що буде відбуватися з молоком під час застосування запропонованих Вами способів.
Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій йде мова про такі способи, наприклад, як кип’ятіння або пастеризація. Дається пояснення, що при цьому зменшується вміст бактерій
. Запитання 4. (перевіряє вміння застосовувати знання в незнайомій ситуації). Поясніть причину використання людиною молока як харчового продукту.
Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій йде мова про харчову та біологічну цінність молока.
Запитання 5. (перевіряє знання та розуміння певних понять). Дайте систематичну (наукову) назву оцту та запишіть його структурну формулу. Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій вказується наукова назва кислоти – етанова кислота. Наводиться структурна формула кислоти
Запитання 6. (перевіряє знання та розуміння певних понять). Вкажіть до якого класу сполук належить названа Вами в попередній відповіді речовина та підтвердьте свою відповідь рівнянням реакції.
Правильна відповідь: Дається відповідь, в якій вказується, що етанова кислота належить до класу одноосновних карбонових кислот. Записується рівняння реакції, наприклад, з металом .
Запитання 7. (перевіряє вміння застосовувати знання в незнайомій ситуації та аргументовано висловлювати свою думку). З давнини речовина, про яку йде мова в двох попередніх запитаннях, відома людям у вигляді винного оцту. Поясніть чому виникла така назва. Свою відповідь підтвердьте рівняннями реакцій.
Правильна відповідь: Дається відповідь, у якій вказується на те, що в давні часи люди помітили, що етанова кислота утворювалася при поступовому бродінні вина. Записуються рівняння реакцій спиртового та оцтовокислого бродіння.
Задача. 3. Натуральний мед недарма вважають унікальним продуктом. До його складу входить більше 300 складових. Масова частка глюкози і фруктози складає 80%, води – 18%, мурашиної, лимонної кислот, воску – 2%. Отримання меду натурального супроводжується значними матеріальними затратами. У зв'язку з високими цінами на мед його часто піддають фальсифікації. Фальсифікований мед часто містить домішки крохмалю, крейди, хлоридів, сульфатів. Для визначення домішок мед розчиняють у воді, відфільтровують від воску і проводять хімічні реакції.
Завдання 1. Складіть рівняння відповідних хімічних реакцій. У шкільній хімічній лабораторії за допомогою відповідних реактивів проведіть їх.
Відповідь: Визначення крохмалю: до пробірки із водним розчином меду додати 1-2 краплі розчину йоду. Поява синього забарвлення вказує на наявність крохмалю у речовині. Якісна реакція на крохмаль – взаємодія крохмалю з йодом. Визначення хлоридів: до пробірки із водним розчином меду додати розчину арґентум нітрату. Поява білого сирнистого осаду вказує на наявність хлоридів у продукті. Якісна реакція на хлориди: 2AgNO3 + СaCl2 → Сa(NO3)2 + 2AgCl↓, де AgCl — білий, сироподібний осад.
Визначення карбонатів (крейди): до пробірки із водним розчином меду додати розчину декілька крапель оцтової або хлоридної кислоти. Відбувається скипання часточок продукту, виділяється вуглекислий газ, що свідчить про наявність крейди у продукті. Якісна реакція на карбонати: CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O, де CO2↑ - вуглекислий газ.
Визначення сульфатів: до пробірки із водним розчином меду додати розчину барій хлориду. Поява білого осаду вказує на наявність сульфатів у продукті. Якісна реакція на сульфати: Nа2SO4 + ВaCl2 = 2NаCl + ВaSO4↓, де ВaSO4↓ — білий осад.
Завдання 2. (формує вміння використовувати хімічні знання у побуті для визначення якості продуктів харчування, робити узагальнення, аргументовано висловлювати думку) Зробіть висновок про склад фальсифікованого меду.
Відповідь: Отже, за допомогою якісних реакцій ми експериментально довели, що до складу фальсифікованого меду можуть входити такі домішки: крохмалю, крейди, хлоридів, сульфатів.
Задача 4. Фермер-початківець Грицько для боротьби з фітофторою, яка викликає захворювання багатьох рослин, вирішив скористатися бордоською сумішшю. Для її приготування йому знадобився 7%-овий розчин СuSO4, але в наявності були лише яскраво-сині кристали мідного купоросу. Змішавши 70 г купоросу й 1 л води, Грицько замислився, а чи отримав він розчин потрібної концентрації?
Розв'язання: (Мідний купорос – одна з найвідоміших юним хімікам солей, завдяки простоті вирощування з його розчину гарних кристалів. Та не всі звертають увагу, що яскраво-сині кристали мідного купоросу по суті є твердим розчином, бо містять кристалізаційну воду. Формула мідного купоросу: СuSO45Н2О. Розв’язувати задачу зручно за “правилом хреста”, представивши мідний купорос як 64%-овий розчин СuSO4. Тоді для приготування 7%-ового розчину воду і мідний купорос слід змішувати у пропорції 57:7, тобто до 1 л води необхідно додати 123 г мідного купоросу).
Задача 4. Одного разу мама з сином вирішили провідати дідуся у лікарні. І побачили,як медсестра готує крапельницю. До її складу входили ліки та фізіологічний розчин(який складається з 85 % розчину солі та води) Обрахуйте скільки потрібно взяти грамів води та розчину солі з масовою часткою 45 % щоб отримати фізіологічний розчин масою 120 грамів ?
1.Вказати, які дані необхідні для розв’язання задач?
2.Вказати ключові слова для пошуку необхідних даних.
3.Вказати, що потрібно знати,щоб виконати задачу?
4.Зробити обрахунки,скільки потрібно води та розчину солі.
5.Підвести підсумки.
Задача5 . Іванко з татом кожні літні канікули ходять в похід. Вони ретельно вибирають погоду, щоб умови перебування в лісі були комфортними, складають необхідні речі і продукти, готують намет. Тато навчає Іванка готувати смачну їжу на вогні, для якої головне вміти правильно посолити страву. Скільки потрібно взяти солі і води, щоб приготувати суп вагою 2 кг з масовою часткою солі 2 %.
1.Вказати, які дані необхідні для розв’язання задач?
2.Вказати ключові слова для пошуку необхідних даних.
3.Вказати, що потрібно знати, щоб виконати задачу?
4.Зробити обрахунки, скільки потрібно води та розчину солі.
5.Підвести підсумки.
Задача 6. У чому тільки не солили огірки наші бабусі та прабабусі – у дерев’яних бочках, тазиках та інших ємностях. В умовах міської квартири досить складно використовувати для засолювання дерев’яну бочку , тим не менш, до вибору посуду слід підходити дуже уважно. Для того щоб вони були такими ж, як у бабусі, необхідно слідувати таким інструкціям. Для соління огірків використовують 7 % розчин кухонної солі. Саме цей розчин пригнічує діяльність хвороботворних мікроорганізмів і цвілевого грибка. Розрахуйте масу солі і води для приготування 1 кг. такого розчину?
1.Вказати, які дані необхідні для розв’язання задач?
2.Вказати ключові слова для пошуку необхідних даних.
3.Вказати, що потрібно знати,щоб виконати задачу?
4.Зробити обрахунки,скільки потрібно солі та води для приготування розчину.
5.Підвести підсумки.
Задача 7. Історія продукту, що одержав назву морозиво, почалася дуже давно, ще за 3000 років до нашої ери в Китаї. Десерти з лимона, води і натуральних смакових речовин, молока, а також змішані зі снігом або льодом фруктові соки, натуральні або підсолоджені – рятували від жари жителів Китаю. Рецепт смачного засобу від жари поступово поширювався по всій Центральній Азії. Європа дізналася про заморожений десерт від Марко Поло, що був свідком продажу морозива в магазинах Китаю. Як подарунок монгольського Кублай-хана Поло привіз рецепт готування морозива – замороженого щербетоподібного блюда, що поповнило перелік самих вишуканих блюд італійської знаті. Але поряд з тим з морозива можна приготувати безліч інших страв . Як?Давайте порахуємо яку масу молока 10 % жирності і пломбіру 30% жирності треба взяти,щоб приготувати 100 грам 20 % розчину новорічного коктейлю?
1.Вказати, які дані необхідні для розв’язання задач?
2.Вказати ключові слова для пошуку необхідних даних.
3.Вказати, що потрібно знати,щоб виконати задачу?
4.Зробити обрахунки,скільки потрібно молока та пломбіру для приготування коктелю.
5.Підвести підсумки.
Задача 8. Для соління огірків кухарі використовують 7%-й розчин кухонної солі. Саме такий розчин в достатній мірі пригнічує життєдіяльність хвороботворних бактерій і пліснявих грибів і в той же час не перешкоджає процесам молочнокислого бродіння. Розрахуйте скільки грамів кухонної солі та води необхідно взяти, щоб приготувати 10 літрів такого розсолу? Розв’язування:
1) За умовою задачі для того, щоб приготувати 7% -й розчин хлориду натрію необхідно 7г солі (NаСІ ) розчинити в 100 мл води (Н2О) Враховуючи, що в 1 л міститься 1000 мл, відповідно, в 10 л міститься 10 000 мл. Знайдемо скільки г солі міститься в 10 000 мл води. Складаємо пропорцію: в 100мл Н2О міститься 7г Nа СІ в 10 000 мл Н2О міститься хг Nа СІ Звідки: х = 7∗10 000/100 = 700г
2)Вирахуємо масу води, яку необхідно взяти для приготування розчину за формулою: m (розчинника) = m (розчину) - m (розчиненої речовини)
m(Н2О) = 10 000 – 700 = 930 (г).
Відповідь: маса кухонної -700г, а маса води – 930г.
Задача 9. При сушінні яблука втрачають 84% своєї вологи. Скільки треба взяти свіжих яблук, щоб одержати 12 кг сушених?
Розв’язування: При сушінні залишається тверда маса: 100% - 84% = 16% Складаємо пропорцію: 16% - 12 кг
100% - х кг
Х = 12* 100 : 16 = 75 (кг)
Відповідь: 75 кг свіжих яблук.
Задача 10. У Стародавньому Римі дію оцтової кислоти на свинець використовували для виготовлення густого солодкого напою „сапу”. Скисле вино наливали у свинцеві горнятка й витримували на повітрі деякий час. Римські аристократи істотно вкорочували собі життя, ласуючи цим трунком. Адже солодкий смак йому надавав, так званий, свинцевий цукор, який ще називають „цукром Сатурна” – отруйний плюмбум (ІІ) ацетат, який утворювався в результаті реакції взаємодії етилового спирту свинцю та кисню.. Запишіть рівняння реакції, за яким проходить цей процес.
Розв’язування:
4СН3 СООН + 2РвО2 → 2 (СН3 СОО)2 Рв + Н2О
Задача 11. За давніми рецептами, перед коптінням м'ясо занурювали на кілька діб у концентрований розчин кухонної солі. Для цього сіль розчиняли в гарячій воді, а потім цей розчин охолоджували. Так, із 10 34 кілограмів розчину з масовою часткою натрій хлориду (NаСІ ) 20% при охолодженні виділилось 400 грамів солі. Чому дорівнює масова частка натрій хлориду в охолодженому розчині?
Розв’язування: Вводимо позначення: ω1 , ω2 - масові частки солі (розчиненої речовини) відповідно в 1 розчині, в 2 розчині. m 1 (речовини), m 2 (речовини) – маси розчинених речовин в відповідних розчинах. Використовуючи формулу знаходження масової частки речовини (солі) в розчині: ω1(речовини) = m 1 (речовини)/ m 1 (розчину) визначимо масу першої речовини: m 1 (речовини) = m 1 (розчину)*ω1(речовини) Одержуємо:
m 1 (речовини) = m 1 (розчину)* ω1(речовини)
m 1 (речовини) = 10000* 0,2 = 2 000 (г) Якщо розчин 20 – процентний, то масова частка солі в ньому 0,2. За умовою задачі при охолодженні розчину хлориду натрію (Nа СІ ) виділилось 400г солі. Відповідно маса розчиненої речовини в одержаному розчині дорівнює: m 2 (речовини) =2000-400 = 1 600 (г) Знаходимо масу 2 розчину: m 2 (розчину) = 10000 – 400 = 9 600 Запишемо загальну формулу для знаходження масової частки солі в одержаному розчині: ω2 (речовини) = m 2 (речовини) / m 2 (розчину)
. ω2 (речовини) = 1600:9600 = 0,167 або 16,7 %
Відповідь: Масова частка натрій хлориду в охолодженому розчині – 16,7%.
10 – 11 класи
Задача 1. Оцтова кислота була єдиною, яку знали стародавні греки. Звідси її назва „оксос” – кисле, кислий смак. Оскільки кислотне середовище пригнічує життєдіяльність мікроорганізмів, оцтову кислоту використовують при консервуванні харчових продуктів, наприклад в складі маринадів. Аналіз оцтової кислоти показує, що в ній на 2,1 вагові частини вуглецю приходиться 0,35 вагової частини водню і 2,8 вагової частини кисню. Густина пари оцтової кислоти за воднем рівна 30Потрібно вивести молекулярну формулу оцтової кислоти.
Розв’язування:
Відповідно, її молекулярна м аса рівна М( СXНYОZ) =30 ´ 2 = 60. Знаходимо спочатку відношення між числом атомів вуглецю (X), водню (Y ), і кисню ( Z) в молекулі оцтової кислоти (С XН YО Z)= X : Y : Z = 2,1/12 : 0,35 /1 : 2,8/16 = 0,175 : 0,35 : 0,175
Розділивши всі три члени другої половини рівності на 0,175, одержимо:
X : Y : Z = 1 : 2 : 1.
Найпростіша формула оцтової кислоти: СН2О.
Обраховуємо тепер, якою б була молекулярна вага оцтової кислоти, якщо б найпростіша формула відповідала дійсному складу її молекули. Одержуємо число 30. Але найдена дослідним шляхом молекулярна вага оцтової кислоти рівна 60, тобто вдвоє більша вирахуваної. Звідси робимо висновок, що в молекулі оцтової кислоти вдвічі більше атомів, ніж показує найпростіша формула. Отже, її істинна ( молекулярна) формула С2Н4О2
Відповідь: формула оцтової кислоти С2Н4О2
Задача 2. Приготувавши 500г 12% розчину солі для маринаду, виявилося, що він надто солоний. Тому до нього додали 300г води. Визначити, якої концентрації розчин солі утворився.
Розв’язування:
у 100 г розчину міститься 12 г солі;
у 500г ------- 60г солі.
Якщо добавити до розчину 300г води. Його маса становитиме 500 + 300 = 800(г). Визначимо концентрацію новоутвореного розчину:
у 800г розчину міститься 60 г солі
у 100 г -------- х г солі
х = 100 * 60/800 =7,5 г або 7,5%
Відповідь: розчин став 7,5 – процентним.
Задача 3.. Вода, що заливається в системи охолодження автомобілів, потребує пом’якшення. Рекомендована доза кальцинованої соди – 6г на 10л води. Необхідно розрахувати скільки потрібно взяти кристалічної соди, щоб замінити 6 г кальцинованої соди.
Розв’язування: Кальцинована сода – Na2CO3 Кристалічна сода - Na2CO3 10 Н2О М(Na2CO3) = 106 г/моль М(Na2CO3 10 Н2О) = 286 г/моль Потрібно внести 6 г Na2CO3
У 286 г – 106 г Na2CO3
У хг – 6 г
х=16,2 г
m =16,2 г .
Відповідь: необхідно внести 16,2 г кристалічної соди
Задача 4. (формує вміння логічно мислити, аналізувати, математична грамотність) Двоє нерозлучних друзів Літій і Алюміній пізно поверталися додому. Їх зупинив знаменитий грабіжник Фтор, який вимагав від них гаманці з електронами. Як ви гадаєте, який з друзів легше розлучився з своїм гаманцем? Чому? Відповіді ілюструйте рівняннями, розставте коефіцієнти методом електронного балансу. Вкажіть окисник та відновник
Задача 5. Під час згорання 1 моль ацетилену С2Н2 виділяється 1255 кДж тепла, а при згоранні 1 моль метану СН4 – 802 кДж тепла. Поясніть, чому для зварювання та різання металів використовується ацетиленово-кисневий пальник, а не метаново-кисневий, хоча метан – дешевший і доступніший за ацетилен?
Задача 6. Першим газовану воду отримав Джозеф Прістлі. Саме він виявив, що вода, через яку пропустили вуглекислий газ, стала приємною на смак і краще втамовує спрагу. Кожного разу, відкорковуючи пляшку з газованою водою, ми користуємося результатами цього відкриття.
Напишіть рівняння реакцій, які відбуваються при пропусканні вуглекислого газу крізь воду (при цьому утворюється карбонатна кислота – Н2СО3) та при відкорковуванні пляшки з газованою водою (карбонатна кислота при цьому розкладається на вуглекислий газ і воду).
ВИСНОВКИ
Отже, система практично-зорієнтованих завдань з хімії є вагомим чинником зближення навчальних і життєвих задач, набуття школярами здатності застосування набутих знань та вмінь в реальних життєвих ситуаціях, засобом набуття предметної компетентності з хімії, реалізації компетентнісного підходу до формування хімічних понять.
Тому компетентнісно-орієнтовані завдання будуть забезпечувати учня не відокремленими предметними знаннями, а формувати цілісне уявлення про світ, де важливо вміти застосовувати ті чи інші знання, навчати дитину здобувати ці знання і, в першу чергу, мотивувати на отримання нових знань.
Важливою умовою ефективності компетентнісно- орієнтованих завдань є дотримання принципів, на яких вони базуються. Це, насамперед, проблемність, ситуативність, практична зорієнтованість, стимулювання самостійних рішень і дій.
Компетентнісно орієнтовані завдання є структурними елементами нової моделі процесу навчання, в основі якого – особистісні цінності школярів, їхні інтереси, здатність до самостійного прийняття рішень. Працюючи над завданням, учень сам визначає проблему, контролює процес її вирішення, а вчитель виконує функції організатора, консультанта, що супроводжує самостійну роботу учнів. Ця модель значно підвищує мотивацію діяльності учнів, що сприяє покращенню результатів навчання в цілому.
Немає коментарів:
Дописати коментар