Об использовании компетентностного подхода при обучении химии

ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КОМПЕТЕНТНОСТНОГО ПОДХОДА ПРИ ОБУЧЕНИИ ХИМИИ

(*****@***ru), учитель химии высшей квалификационной категории, МОУ «Гимназия №3», г. Зеленодольск, Республика Татарстан

Тенденции развития современного общества предъявляют новые требования к учебному процессу, в т. ч. и к предметам естественного цикла. С одной стороны, изменяется содержание образования - увеличиваются нагрузки на ученика, а с другой - возникает необходимость качественно новых методик преподавания, которые позволили бы не только увязать разнообразные знания в единую систему, но и сформировать у детей компетенции, необходимые для жизни в современном мире.

Компетентностный подход - это попытка привести в соответствие систему образования и потребностей современного общества. Данный подход обеспечивается за счет деятельностного характера познания, активных форм обучения, организации учебного процесса через систему учебных задач, реализацию принципов развивающего обучения. С позиций компетентностного подхода основным непосредственным результатом образовательной деятельности становится формирование ключевых компетенций: предметных, информационных, коммуникативных и др.

Хочу предложить занятие элективного курса «ОВР в органической химии» для учащихся 10 класса естественно-математического профиля ( 2 часа в неделю по программе и ) по теме «Окисление углеводородов с получением уксусной кислоты в определенных условиях».

Здесь компетентностный подход реализуется через формирование обобщенных умений предметного характера, через стремление научить учиться, т. е. научить решать проблемы в сфере учебной деятельности, в том числе: определять цели познавательной деятельности, выбирать необходимые источники информации, находить оптимальные способы добиться поставленной цели, оценивать полученные результаты, организовывать свою деятельность, сотрудничать с другими учениками, отстаивать свою точку зрения или соглашаться с другой, чувствовать себя комфортно в паре, группе и не создавать дискомфорта для окружающих.

Занятие по теме: «Окисление углеводородов с получением уксусной кислоты в определенных условиях».

Цель:

1)  Обеспечить формирование знаний учащихся о процессах окисления непредельных углеводородов в различных условиях, а также практических умений и навыков в составлении ОВР;

2)  Создать условия для развития познавательной активности и творческих способностей учащихся;

3)  Способствовать формированию коммуникативных навыков поведения, критического отношения к информации.

Ход занятия (основные его этапы):

1.  Отслеживание изменения степеней окисления атомов углерода в органических веществах.

ОВР с участием органических веществ широко используют в промышленной и лабораторной практике с целью получения различных кислородсодержащих продуктов. Последовательное окисление органических реагентов упрощенно можно представить так:

углеводород

[О]

спирт

[О]

альдегид

(кетон) [О]

карбоновая

кислота [О]

СО2+Н2О

Все это согласуется с изменениями степени окисления атомов углерода, что можно проследить на числовой прямой.

-3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4

----*--------------*---------------*--------------*--------------*--------------*--------------*-------------*---

формальдегид альдегиды СО2

алкан алкены алкены Н-С=О СН3-С=О кетоны

СН3-СН3 СН2=СН2 СН3-СН=СН-СН3 Н Н СН3-С-СН3

СН=СН2 спирты | | карбоновые

| СН3-СН2-ОН О кислоты

СН3 вторичные спирты СН3-С=О

алкины СН3-СН-СН3 |

СН≡С-СН3 | ОН

ОН

Учащиеся самостоятельно находят примеры веществ с различными значениями степеней окисления и составляют данную таблицу на доске и в тетрадях под руководством учителя.

Вывод: осуществляется постепенное увеличение степени окисления атомов углерода.

2.  Окисление алкенов и алкинов различными окислителями в разных условиях.

Можно ли изменить степень окисления сразу на несколько величин? Например: от -2 до +3 или от -1 до +4 и т. д. В ходе обсуждения приходим к выводу, что можно это сделать, подбирая различные окислители и условия.

Напоминаю учащимся, что для алкенов характерно мягкое окисление.

-1 -1 0 0 -2 -2 -1 -1

R-CH=CH-R → R-CH-CH-R CH2=CH2 → CH2-CH2

| | | |

HO OH HO OH

Возможно и так называемое жесткое окисление, которое часто сопровождается разрывом углеродной цепи и образованием нескольких органических продуктов одновременно. Неразветвленные насыщенные углеводороды – наиболее трудно окисляемые органические соединения, на них не действуют обычные окислители. Окисление протекает в очень жестких условиях, например, при действии горячей хромовой смеси (K2Cr2O7 + H2SO4) и приводит к образованию карбоновых кислот.

При изучении темы «Непредельные углеводороды» мы говорили о том, как происходит окисление в зависимости от рН среды, от температурных условий, активности окислителя и т. д.

3.  Проектирование получения уксусной кислоты различными способами.

Итак, ОВР в органической химии имеют важное значение, поэтому я хочу вам предложить заняться проектированием некоторых способов получения уксусной кислоты.

Ученики выдвигают различные гипотезы и в зависимости от поступающих предложений участники делятся на две группы:

·  получение уксусной кислоты из алкенов,

·  получение уксусной кислоты из алкинов.

Внутри каждой группы появляются микрогруппы, которые рассматривают действие разных окислителей на различные алкены или алкины.

Например, группа I может разделиться на следующие микрогруппы:

1)  действие KMnO4 в кислой среде на неразветвленные алкены (с π-связью по краю и в середине);

2)  действие K2Cr2O7 в кислой среде на неразветвленные алкены (с π-связью по краю и в середине);

3)  действие KMnO4 в кислой среде на разветвленные алкены;

4)  действие других окислителей (например, кислород воздуха, пероксид водорода, оксид хрома(VI) и т. д.).

Действия ребят в микрогруппах подчинены поиску ответов на вопросы из чего получить, каким окислителем действовать, в каких условиях, а, самое главное, составить уравнения реакций, расставить коэффициенты методом электронного баланса или методом полуреакций, постараться понять

ннить, где можно использовать этот процесс: в лабораторных условиях или в промышленности и почему.

Учитель помогает определиться с заданиями, сформировать микрогруппы, отладить их деятельность.

4.  обсуждение проектов, проверка уравнений реакций.

Вот некоторые примеры:

5 CH3-CH=CH-CH3 + 8 KMnO4 + 12 H2SO4 → 10 CH3-C=O + 4 K2SO4 + 8 MnSO4 + 12 H2O

|

C2H5 OH

| t

5 CH3-CH2-C=CH-CH3 + 6 KMnO4 + 9 H2SO4 →

→ 5 CH3-C=O + 5 C2H5-C-C2H5 + 6 MnSO4 + 3 K2SO4 + 9 H2O

| | |

OH O

3 CH3-CH=CH2 + 5 K2Cr2O7 + 20 H2SO4 →

→ 3 CO2 + 3 CH3-C=O + 5 Cr2(SO4)3 + 5 K2SO4 + 23 H2O

|

OH

кат.

2C4H10 + 5 O2 → 4CH3-C=O + 2 H2O и т. д.

|

ОН

В основном эти реакции годны для лабораторных условий и имеют одно важное значение – помогают по продуктам реакций определить положение π-связи.

5.  рефлексия, подведение итогов.

Какой алкен подвергли окислению горячим кислым раствором перманганата калия, если были идентифицированы следующие продукты (в каждом случае указаны все продукты окисления):

а)  ацетон,

б)  уксусная кислота и метилэтилкетон,

в)  этанкарбоновая кислота,

г)  диизопропилкетон и оксид углерода (IV),

д)  2-метилпропановая кислота и углекислый газ.

В ходе проведения таких занятий деятельность учащихся не оценивается, но они работают с огромным интересом, получая удовольствие от процесса обучения, от общения с одноклассниками, имея возможность поспорить (часто и с учителем), убедить, отстоять свое мнение, а также оттого, что освоена еще одна ступенька в трудном познании химии.