РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ИЗУЧЕНИЮ ТЕМЫ «СТРОЕНИЕ АТОМА»
C ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
преподавателя химии ГОУ ВО МО
«Технологический университет»
Техникум технологий и дизайна
Царёвой А.В.
г. Королев, 2016г.
Содержание
Введение………………………………………………………………………………………………...3
Методические рекомендации к изучению темы «Строение атома»………………………………..4
ВВЕДЕНИЕ
Особенности и преимущества компьютерных технологий по сравнению с традиционными образовательными технологиями неоднократно обсуждались как на страницах периодической печати, так и в специализированной литературе. Применительно к обучению химии наряду с повышением мотивации обучения за счет использования компьютера на уроке, повышением уровня индивидуализации обучения и возможности организации оперативного контроля за усвоением знаний компьютерные технологии могут быть эффективно использованы для формирования основных понятий, необходимых для понимания микромира (строение атома, молекул), а также таких важнейших химических понятий, как «химическая связь», «электроотрицательность», при изучении высокотемпературных процессов (цветная и черная металлургия), реакций с ядовитыми веществами (галогены), длительных по времени химических опытов (гидролиз нуклеиновых кислот) и т.д. Известно, однако, что на данном этапе компьютерные технологии в преподавании химии в образовательном учреждении (училище) используются весьма редко. Тому есть причины как объективного, так и субъективного характера. Среди первого типа причин главными, безусловно, являются недостаточная обеспеченность общеобразовательных учреждений современными компьютерами и явно недостаточное количество методически грамотных компьютерных программ. Тем не менее, процесс компьютеризации образовательных учреждений хотя и медленно, но идет.
В качестве причины субъективного характера модно упоминать так называемую «компьютерофобию», которую приписывают учителям-предметникам. Для меня этот фактор представляется надуманным. Из моего опыта я могу сделать вывод что учителя-предметники все таки проявляют значительный интерес к использованию компьютерных технологий, причем независимо от возраста и стажа работы. С моей точки зрения более важным является то, что современные образовательные стандарты дают учителю определенную свободу в выборе тем и расстановке акцентов при изложении преподаваемой им дисциплины. Имеющиеся же весьма немногочисленные методически выверенные компьютерные программы часто не соответствуют взгляду конкретного преподавателя на изложение той или иной темы. Мой опыт применения компьютерных технологий в обучение химии в образовательном учреждении позволяет заключить, что для получения высокого обучающего эффекта важно их систематическое использование как на стадии изучения материала, так и на стадии оперативного контроля усвоения материала, а для этого также необходим широкий ассортимент педагогических программных средств (ППС). Еще одно важное заключение из моего опыта – важны не только ППС, но и методики их использования, то есть рекомендации по организации уроков. Как правило, для опытного учителя не составляет труда на основе компьютерной программы разработать соответствующий урок. Молодым же учителям для этого необходима помощь в виде планов-конспектов, методических рекомендаций по использованию ППС на разных этапах урока и в классах с различным уровнем подготовки учащихся.
В данной методической разработке излагается рекомендации по организации обучения химии в образовательном учреждении на основе компьютерных программ (обучающих и тестирующих).
Обучающая программа «Строение атома» разработана на базе специализированной среды визуального конструирования «DemoShield». Программа является мультимедийной, то есть при изложении материала широко используется графика, анимационные фрагменты, видеофрагменты, звук. Материал темы в программе структурирован посредством использования многоступенчатого меню, позволяющего выбирать любой интересующий раздел и легко перейти из одного раздела в другой. Все сцены программы снабжены управляющими кнопками, использование которых позволяет конкретному ученику выбрать свой индивидуальный темп освоения материала. Работа с программой организованна в интерактивном режиме. Для неё необходимы лишь минимальные навыки работы с устройством ввода «мышь».
Тестирующие программы, разработанные на базе специализированной программы-оболочки «Oprosnik», включают задания закрытого типа (варианты ответов выводятся на экран дисплея). «Oprosnik» обеспечивает автоматическую запись результатов тестирования на диск, позволяющую проводить экспресс-анализ результатов тестирования, случайный выброс вопросов. Программы несут элемент обучения, поскольку в случае неверного ответа предусмотрен вывод на экран объяснений. Тестирование с использованием данных программ не требует навыков работы на персональном компьютере. Программы работают на всех IBM-совместимых компьютерах.
Предлагаемая методика неоднократно апробирована в учебном процессе. Её использование дает гарантированное повышение эффективности обучения.
Методические рекомендации к изучении темы «Строение атома» (4 часа)
Тема изучается в течении четырех уроков.
Первый урок. Развитие представлений о строении атома.
Второй урок. Состав ядра атома. Изотопы. Химический элемент.
Третий и четвертый уроки. Состояние электронов в атоме.
Оборудование и дидактический материал для изучения всей темы:
Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева;
таблицы «Модели строения атома»;
обучающая программа «Строение атома»;
компьютерный тест «Строение атома»;
разноуровневые задания к изучаемым разделам компьютерной программы (Знаком * отмечается название раздела, знаком ** - название входящего в него подраздела.)
В процессе освоения всей темы предполагается формирование следующих компетентностей (по А.В. Баранникову):
а) получение и обработка информации;
б) обращение к различным источникам информации и ее использование;
в) организация процесса изучения и выбор собственной траектории образования;
г) решение учебных проблем;
д) принятие на себя ответственности за получаемое образование.
Цели урока:
Актуализация знаний о строении атома, знакомство с историей развития представлений об атоме.
Формирование навыков работы с обучающими компьютерными программами.
Создание условий для активной самостоятельной работы учащегося.
Раздаточный материал (номера дополнительных заданий взяты в квадратные скобки; # - отмечены задания повышенной сложности);
* - История развития представлений об атоме.
** - Ядерная и планетарная модель атома.
Задание 1. Изучив материал данных разделов, заполните таблицу по образцу.
| Временной период | Автор теории | Сущность теории |
|
| Левкипп, Демокрит, Аристотель | Различие атомов по форме, порядку, положению. Миксис – сложное вещество |
|
|
|
|
Задание 2. Зарисуйте в тетради модель атома Томсона и планетарную модель. Определите, что в них общего и чем они отличаются.
Задание [3]. Используя дополнительную литературу, продолжите заполнение таблицы дома.
** - Исследователи.
Задание [4]. В опции программы «Исследователи» приведены краткие сведения об ученых, внесших свой вклад в изучение строения атома. Прочитайте информацию о любом из них (по вашему выбору), сделайте сообщение, выделив его работу в области строения атома.
*- Современные представления о строении атома.
Задание 5. Заполните схему:
АТОМ
Ядро электронная оболочка
Зарисуйте в тетради схему строения атома в соответствии с современными представлениями.
Ход урока
Этап 1. Ориентировочно-мотивационный (7 мин)
Другого ничего в природе нет
Ни здесь, ни там, в космических глубинах.
Все – от песчинок малых до планет –
Из элементов состоит единых.
С. Щипачев. Читая Менделеева
Учитель предлагает учащимся ответить на следующие вопросы.
Как давно, по их мнению, люди узнали о существовании молекул?
Как давно люди узнали о существовании атомов?
Каких ученых, внесших вклад в развитие представлений об атоме, вы можете назвать?
В чем сущность их открытия?
Что вы знаете сегодня о строении атомов? Попробуйте вспомнить, где вы получили информацию об этом.
Учитель предлагает выполнить первое задание с помощью обучающей компьютерной программы, знакомит со структурой программы, с меню и с системой навигации («вперед», «назад», «остановить»).
Этап 2. Операционно-исполнительский (25 мин)
Работа учеников с обучающей программой (10 мин).
По окончанию работы учащиеся по желанию на доске воспроизводят заполненную таблицу. Вовремя проверки учащиеся по необходимости возвращаются к программе и находят нужную информацию. При этом выявляются сложности при работе с программой и пути их преодоления.
Следующие 7-10 минут учащиеся самостоятельно работают над выполнением оставшихся заданий.
Этап 3. Рефлексивно-оценочный (13 мин)
После окончания работы проверяем выполнение заданий и оцениваем работу.
Учитель подводит итог, отмечает наиболее успешные моменты урока, выясняют вопросы, появившиеся у учащихся во время работы. В журнал выставляются только хорошие отметки, поскольку учащиеся впервые выполняли задания, используя новый для них источник информации (компьютерная программа).
Тема урока: Состав ядра атома. Изотопы. Химический элемент.
Цели урока:
Формирование понятий «химический элемент» и «изотоп».
Создание условий для реализации учебных возможностей учащегося.
Формирование навыков работы с компьютерным тестом.
Раздаточный материал:
Задания по теме.
* - Связь порядкового номера элемента с зарядом ядра атома.
Задание 1. Изучив материал программы, заполните таблицу для 2-3 элементов (по вашему выбору).
| Элемент | Порядко- вый но- мер | Относи- тельная атомная масса | Заряд ядра атома | Число протонов | Число нейтронов | Число электронов |
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжите заполнение таблицы при дальнейшем изучении материала.
*- Изотопы.
Задание [2]. Запишите формулы 2-3 изотопов выбранного вами элемента.
Запишите состав их ядер.
Задание 3. Запишите определение понятия «химический элемент».
Задание 4.# Выполните следующие упражнения (можно по выбору).
Назовите элемент, содержащий 23 протона.
Назовите элементы II периода, содержащие 8 нейтронов, и запишите их.
Назовите и запишите символы элементов, в которых сумма протонов и нейтронов равна
40.
В ядре атома химического элемента А содержится 11 протонов и 12 нейтронов, а в ядре атома химического элемента В – 12 протонов и 12 нейтронов.
Определите, являются ли они:
а) изотопами одного элемента;
б) атомами двух химических элементов, у которых одинаковое массовое число;
в) атомами двух разных элементов, находящихся в периодической системе рядом.
Задание 5. Вставьте пропущенные слова.
Весь положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточена в его
_____________.
Ядра атомов состоят из_________________________и ______________.
На число протонов в ядре указывает______________________________
_______________________________элемента.
Сумма чисел протонов и нейтронов соответствует_________________
____________________элемента.
Ядро имеет_____________________заряд.
2. Текст для самостоятельной работы.
Вставьте пропущенные слова (атом, ядро, протон, нейтрон, электрон, заряд, электронейтрален, положителен, химический элемент) в соответствующем падеже.
Вся масса атома сосредоточена в _______________, так как массой
_______________________ничтожно малой, можно пренебречь.
Заряд ядра атома всегда_____________и равен числу____________в нем.
Положение химического элемента в таблице Д.И. Менделеева зависит от числа____________________в его атоме, т.е. от величины___________ядра атома.
Если изменить число протонов в ядре, т.е._________ядра атома, то из исходного химического элемента получится совсем другой_______________________. Такие
Процессы называются ядерными.
Если сохранить число протонов в ядре атома химического элемента, а изменить в нем число_________________, то___________ядра атома не изменится, т.е. не образуется нового химического элемента.
Ход урока
Этап 1. Ориентировочно-мотивационный (10 мин)
Учитель предлагает учащимся компьютерный минитест с целью проверить себя – как усвоены основные понятия, необходимые для изучения строения атома (поскольку учащиеся впервые работают с компьютерным тестом, следует подробная инструкция по работе)
Содержание теста.
Выберите верное утверждение:
1) атом – неделимая частица;
2) атом – простейшая частица;
3) атом – химически неделимая частица.
Протон – это:
1) положительно заряженная частица, имеющая значительную массу;
2) нейтральная частица, имеющая значительную массу;
3) отрицательно заряженная частица, имеющая незначительную массу;
4) положительно заряженная частица, имеющая незначительную массу.
Электрон – это:
1) положительно заряженная частица, имеющая значительную массу;
2) нейтральная частица, имеющая значительную массу;
3) отрицательно заряженная частица, имеющая незначительную массу;
4) положительно заряженная частица, имеющая незначительную массу.
Нейтрон – это:
1) положительно заряженная частица, имеющая значительную массу;
2) нейтральная частица, имеющая значительную массу;
3) отрицательно заряженная частица, имеющая незначительную массу;
4) нейтральная частица, имеющая незначительную массу.
Ядро состоит из:
1) протонов и электронов;
2) нейтронов и электронов;
3) протонов и нейтронов;
4) протонов, нейтронов и электронов.
После тестирования проводится фронтальная беседа по этим же вопросам. Результатом беседы становится схема строения атома (см. задание предыдущего урока).
Учитель предлагает учащимся ответить на следующие вопросы.
Можно ли в ядре изменить число каких-либо частиц? Что при этом произойдет с химическим элементом?
Этап 2. Операционно-исполнительский (30 мин)
Работа учащихся с обучающей программой (20 мин).
По мере работы с компьютерной программой ученики заполняют на доске таблицу первого задания. После проверки заполнения таблицы учитель меняет значения (в разных строчках и разных колонках) и предлагает учащимся определить химический элемент по измененным данным (вариант 1).
Вариант 1
| Элемент | Порядковый номер | Относитель- ная атомная масса | Заряд яд- ра атома | Число протонов | Число нейтро- нов | Число электро- нов |
| Кислород | 8 | 16 | 8 | 8 | 8 | 8 |
| Калий | 19 | 39 | 19 | 19 | 20 | 19 |
| Золото | 79 | 197 | 79 | 79 | 118 | 79 |
| Менделее-вий | 101 | 258 | 101 | 101 | 147 | 101 |
Вариант 2
| Элемент | Порядковый номер | Относитель- ная атомная массса | Заряд яд- ра атома | Число протонов | Число нейтро- нов | Число электро- нов |
|
|
|
|
| 8 | 7 | 8 |
|
|
|
|
| 18 | 20 | 19 |
|
|
|
|
| 79 | 118 | 78 |
|
|
|
|
| 101 | 147 | 101 |
Учащиеся отмечают, что заряд ядра атома, а следовательно, и химический элемент изменяется в случае изменения числа протонов. Формулируем понятия «химический элемент» и «изотоп». Проверяем выполнение остальных заданий. (На вопрос о том, что частицы не всегда нейтральны, отвечаем, что образуется заряженная частица – ион данного химического элемента.)
Этап 3. Рефлексивно-оценочный (5 мин)
Учащимся предлагается проверочная работа с текстом. Во время выполнения работы учитель выставляет отметки за урок в журнал.
Тема урока: Состояние электронов в атоме (2 часа)
Цели урока:Обобщение знаний о строении атома.
1) Формирование понятий «энергетический уровень» и «электронная орбиталь»
2) Формирование навыков написания электронных формул первых 20 элементов
3) Формирование навыков работы с Периодической системой Д.И. Менделеева.
4) Продолжение формирования навыков работы с обучающими компьютерными программами.
5) Создание условий для реализации учебных возможностей учащегося.
Раздаточный материал:
* - Энергетическое состояние электронов в атоме.
Задание 1. Определите число энергетических уровней у Cu, Rb, Au.
Задание 2. Расставьте знаки в выражении: Е1 Е2 Е3 (сравнить энергию различных энергетических уровней).
Задание [3]. Зарисуйте в тетради форму s-, p-, d- облаков.
Задание 4. Расставьте знаки в выражении: Еs Ep Ed (сравнить энергию орбиталей в пределах одного энергетического уровня).
Задание 5. Почему при написании электронно-графической формулы мы показываем электроны следующим образом?
*- Принципы заполнения электронных оболочек.
**- Принцип Паули
Задание 6.#
1.Почему на одной орбитали не может быть больше 2-х электронов?
2.Определите максимальное число электронов на d-орбиталях одного энергетического уровня.
**- Правило Хунда
Задание 7.# Запишите электронные и электронно-графические формулы любого из элементов 1-3 периода.
*- Тестирующий блок
Задание 8. Для проверки усвоения материала выполните задания данного блока.
Ход урока
Этап 1. Ориентировочно-мотивационный (10 мин)
Учитель предлагает учащимся ответить на следующие вопросы.
Какую информацию о строении атома можно получить, пользуясь Периодической системой Д.И. Менделеева?
Почему электроны удерживаются вокруг ядра?
Все ответы фиксируются на доске без комментариев учителя.
Учащимся предлагается, поработав с программой, определить отношение к высказанному (верно (+), неверно (-)).
Этап 2. Операционно-исполнительский (65 минут)
Работа учащегося с обучающей программой (20 мин).
Обсуждение результатов работы (15 мин).
По результатам обсуждения учитель стирает неверные ответы учащихся, записанные в начале урока на доске. Проверяются выполненные задания.
Работа с пособием «Изучаем химию в 8 классе» (О.С. Габриелян и Т.В. Смирнова) (10 мин).
(Стр. 44-46 по вариантам: 1 вариант – 7,9,11,12,19; 2 вариант – 6,8,13,14,18.)
Обсуждение в группах и презентация заданий на доске (20 мин).
Этап 3. Рефлексивно-оценочный (15 мин)
Для проверки усвоения знаний по теме «Строение атома» учащимся предлагается выполнить тест, на основе которого выставляются отметки в журнал (за это занятие каждый из учащихся получает по две отметки).
11
