РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОБЛЕМНО - ИНТЕГРАТИВНОГО ПОДХОДА ПРИ ИЗУЧЕНИИ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОБЛЕМНО - ИНТЕГРАТИВНОГО ПОДХОДА
ПРИ ИЗУЧЕНИИ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

Макурина Н.В.

Аннотация.  Обучение химии в школе должно быть нацелено на глубокое осмысление и понимание школьниками ключевых основ химической науки, на формирование у них навыков и опыта творческой проблемно-поисковой деятельности. Достичь этого можно  лишь  в условиях проблемного обучения. Исходя из этого, в статье  рассматриваются основы организации  и методика  решения учебных проблем при изучении производства серной кислоты и аммиака в 9 классе.

Ключевые слова: учебная проблема, проблемная ситуация, гипотеза,  сырьевая база производства,  принципы производства.

Современное общество ставит перед школьным образованием новые задачи. Успешность их реализации во многом зависит от того,  какими методами они будут решаться. Проблемно – интегративное обучение химии в образовательном процессе является на сегодняшний день достаточно перспективным в этом отношении. Учебные проблемы  выступают центральным звеном проблемно-интегративного обучения  и логически завершают созданные на уроках проблемные ситуации.

При постановке и решении интегративных учебных проблем выделяют пять обязательных этапов [1].

1.  Актуализация опорных знаний и способов действий.

Сущность данного этапа заключается в подготовке учащихся к восприятию и осознанию создаваемой учителем проблемной ситуации, а также в определении того исходного минимума знаний и умений, который необходим для познания нового. Типичным вариантом реализации данного этапа на уроке является организация фронтальной беседы с применением необходимых для этого средств наглядности.

         2.  Создание проблемной ситуации.

Это один из самых сложных этапов процесса постановки и решения учебной проблемы. Учитель ставит учащихся в такую ситуацию, при которой они осознают недостаточность знаний и способов действий, актуализированных на предыдущем этапе.

         3.  Постановка учебной проблемы.

Данный этап является логическим завершением созданной на уроке проблемной ситуации. Учитель формулирует учебную проблему в той или иной форме, которая определяет направление дальнейшего поиска.

         4.  Решение учебной проблемы.

Сущность этого этапа заключается в организации деятельности учащихся и управлении ходом решения поставленной учебной проблемы. Процесс поиска складывается из выдвижения гипотезы, т.е. обоснованного предположения, построения плана проверки гипотезы, собственно проверки гипотезы и формулирования окончательного решения проблемы.

         5.  Доказательство и применение найденного решения.

На  данном этапе, как правило,  школьникам предлагается какое-либо задание, выполнение которого позволит  убедиться в истинности новых знаний и способов действий, а также применить их на практике для решения конкретных учебно-познавательных задач (аналогичных решенной или новых, нестандартных)

В качестве примера рассмотрим,  реализацию проблемно-интегративного  подходя при изучении химических производств в 9 классе по теме «Производство  аммиака и серной кислоты»

    1.  Актуализация опорных знаний и способов действий.

Для создания мотива изучения материала урока и формирование интереса к нему вначале расширяем и обобщаем знания учащихся об основных областях применения серной кислоты и аммиака  в народном хозяйстве.

2.  Создание проблемной ситуации:

·        Для создания проблемной ситуации учитель сообщает учащимся о том, что производства серной кислоты относится к полупродуктовой группе отраслей химической промышленности, а его сущность заключается в окислении серосодержащего сырья  до оксида серы(VI)  и переводе его в серную кислоту.

·        Из какого сырья можно получить  серную кислоту  в промышленности?

3.  Постановка учебной проблемы.

Школьникам предлагается совместными усилиями составить технологическую схему данного процесса. Для этого надо найти ответы на четыре проблемных вопроса:

·        Окислением,  каких соединений можно получить оксид серы (VI)? 

 Выслушав ответы учащихся, учитель подтверждает их правильность и дополнительно сообщает о том, что, если бы сера полностью окислялась до оксида серы (VI), то схема получения серной кислоты  была бы чрезвычайно проста. Однако реально использовать серу как источник оксида серы (VI) нельзя.

·        Почему в  качестве  источника оксид серы (VI) нельзя использовать серу?

У школьников отсутствуют необходимые  для ответа знания. Поэтому учитель объясняет, что при горении серы на воздухе выделяется большое количество теплоты, что приводит к разрушению серного ангидрида до сернистого газа. Что определяет нерентабельность использования чистой серы  для прямого получения серного ангидрида.

·        Каков наиболее рациональный способ получения оксида серы  (VI) в промышленном производстве серной кислоты? 

Для ответа на данный вопрос  школьники должны  снова вспомнить о химических свойствах серы и ее соединений.

·        Как  из оксида серы (VI)получить серную кислоту?

Этот вопрос носит репродуктивный характер и побуждает учащихся к переносу ранее усвоенных знаний.

Для рассмотрения сырьевой базы изучаемого производства понадобятся как внутри предметная  информация, так и знания учащихся из курса географии. Для их актуализации можно предложить школьникам ответить на следующие межпредметные  вопросы.

·        Какие серосодержащие минералы и их месторождения вам известны?

·        Какие методы добычи и транспортировки сырья вы можете предложить?

Тема «Производство аммиака» открывает широкие возможности для осуществления проблемно-интегративного обучения. В ходе ее изучения решаются учебные проблемы, из которых основными являются:

1.Почему использование молекулярного азота для производства азотных соединений  имеет жизненное значение для человека?

2. Из какого сырья можно получить аммиак в промышленности?

3.Исходя   из характеристики    химической    реакции получения аммиака, осуществите  подбор оптимальных условий проведения данного синтеза.

4. Предложите пути повышения скорости реакции выхода аммиака , если даже при температуре 400⁰ С скорость реакции очень мала,  повышение температуры снижает выход аммиака.

Для решения первой учебной проблемы  учащимся рекомендуется вспомнить знания, полученные ими при изучении биологии, химии, географии и из других источников. Эти знания позволяют сделать вывод, что единственной реальной возможностью обеспечить в достатке растения азотным питанием является организация производства азотных соединений  на химических заводах.

Решение второй учебной проблемы начинается с обзора реакции азота с водородом. Интерес к проблеме синтеза аммиака  обостряется  после того, как учащиеся узнают, что такую, на первый взгляд, простую реакцию  ученым  не удавалось провести даже в лаборатории в течение всего XIX в. [2]. Как объяснить эти длительные неудачи?

 Подбор оптимальных условий проведения этого синтеза осуществляется учащимися исходя из характеристики химической реакции: повышение давления; выбор оптимальной температуры (понижение температуры ведет к уменьшению скорости синтеза аммиака); наличие катализатора.

На основе данных о равновесии реакции  устанавливается, что при этих условиях максимальный процент аммиака невысок и вести промышленный процесс с таким низким выходом продукта нельзя.

Можно ли повысить практический выход аммиака? Учитель ставит новую учебную задачу пред учащимися и рекомендует подойти к решению задачи , сопоставив свойства азота,  водорода  и аммиака. Приняв метод циркуляции  реагирующих веществ в замкнутом цикле, учащиеся решают  следующие учебные проблемы:

1.Нужно ли добиваться,  возможно,  более высокой степени превращения азотоводородной  смеси на выходе из реакционного аппарата?

2.Каким из двух способов удалить аммиак из газовой смеси – растворением его в воде или конденсацией?

3. Реализация,  каких технологических принципов позволяет обеспечить рентабельность производства?[2]

Доказательство и применение найденного решения  осуществляется учащимися при помощи дополнительной  литературы, изучения графиков и диаграмм химико-технологического содержания, просмотра видеофильмов.

Для создания проблемной ситуации на уроке учитель  должен побудить учащихся к высказыванию своих точек зрения, обмену идеями, суждениями, к переносу актуализированных знаний и способов действий в новую ситуацию, основанную на еще не известной им информации.

Список литературы

1.Шаталов М.А., Кузнецова Н.Е. Химия. Достижение  метапредметных результатов  обучения. Решение интегративных учебных проблем: 8-9 классы: методическое пособие / М.А. Шаталов, Н.Е. Кузнецова – 2-е изд. испр. – М.: Вентана - Граф, 2012. – 256c. – (Библиотека учителя)

2.Эпштейн Д.А. и др. Изучение факультативного курса «Химия в промышленности». Пособие для учителей. М., «Просвещение», 1976.