Матрица упражнений как опорная схема укрупненной единицы химического знания

Matrix exercises as reference scheme expanded units of chemical knowledge

 

Автор: Бадмаева Антонина Борисовна

МБОУ «ЭМГ», Элиста, Республика Калмыкия, Россия

e-mail.ru: ox1genium@yandex.ru

Badmaeva Antonina Borisovna

Elista, Republic Of Kalmykia, Russia

e-mail.ru: ox1genium@yandex.ru

 

Аннотация: Развитие логического мышления обучающихся является одним из приоритетных направлений работы школы. Технология "Укрупнение дидактических единиц" раскрывает возможности деятельности, познания, реализации и развития способностей обучающихся. Одним из средств укрупнения единицы усвоения служит матричная система фиксации учебной информации.

Abstract: the logical thinking of students is one of the priorities of the school. Technology Consolidation didactic units "reveals opportunities, knowledge, realization and development of abilities of students. One means of consolidating units of mastering serves matrix system fixing educational information.

 

Ключевые слова: развитие учащихся, Укрупнение дидактических единиц, матрица упражнений.

Keywords: development of pupils, didactic units Escalation matrix exercises.

Тематическая рубрика: Средняя школа.

 

РЕЦЕНЗИЯ

на статью «Матрица упражнений как опорная схема укрупненной единицы химического знания»

Автор: Бадмаева Антонина Борисовна

МБОУ «ЭМГ», Элиста, Республика Калмыкия

 

Актуальность проблемы повышения качества школьного образования посредством формирования методики преподавания любого предмета, являющейся инструментарием или механизмом процесса образования, не вызывает сомнения. Совершенствование классических методов, обогащение их новыми формами, обновление системы подачи материала, дифференцирование и синтез, а также различные новшества — все служит совершенствованию методики современного урока в целом. 

Тем не менее, приходится констатировать, что существуют противоречия между традиционными подходами в преподавании химии и необходимостью создания такой системы, которая обеспечивала бы возможность целостного восприятия учащимися материала. Это определяет проблему оптимальных условий использования крупноблочной системы в преподавании химии.

Укрупненная единица образуется на основе действия, развивающегося содержательно при систематическом освоении тем или систематически используемого при изучении учебного материала, пронизывая все этапы и формы обучения. Их выделение и постоянное обращение к ним позволяют систематизировать знания учащихся, ибо на их основе все другие вопросы программы изучаются и запоминаются быстрее и основательнее. Таким образом рассматриваемая в статье матрица упражнений как опорная схема укрупненной единицы химического знания является важным актуальным элементом совершенствования классических методов подачи материала.

При этом технология укрупненной единицы является модель совместной педагогической деятельности субъектов процесса обучения (учителя и учащихся), направленной на решение предметно-содержательных познавательных задач, которая отражает диалектическое укрупнение действий как системообразующих единиц данного процесса в их интегративной целостности. Что дополнительно подтверждает актуальность выполненного материала автором статьи.

Сегодня основная ценность решения задачи любым методом заключается в приобретении решающим новых знаний. Школьная практика показывает, что при обучении учащихся методам решения задач в контексте укрупненной единицы позволяет осуществлять подготовку учащихся на фундаментальном уровне (обеспечивая усвоение ими целостных, системных и интегрированных знаний), приобщать их к исследовательской деятельности, развивать у них навыки самоконтроля и самообразования, продуктивного распределения учебного времени и т. д.

Рекомендациями рецензента является оформление статьи в соответствии с ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам и ГОСТ 7.1-2003 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления.

Данная статья может быть рекомендована к публикации, практическое применение может быть найдено в становлении высокоинтеллектуальной технологичной личности современного учащегося. 

Рецензент: кандидат экономических наук, доцент, Doctor of Philosophy, педагог высшей квалификационной категории Ольга Львовна Тычина

 

Укрупнение дидактических единиц (УДЕ) – это технология обучения, обеспечивающая самовозрастание знаний учащегося благодаря активизации у него подсознательных механизмов переработки информации посредством сближения во времени и пространстве мозга взаимодействующих компонентов доказательной логики и положительных эмоций (П.М. Эрдниев).

Главная особенность укрупнения единицы усвоения – создание условий для постижения богатства связей и переходов между компонентами единого знания.

Одним из ключевых терминов технологии УДЕ является матричность. Матричная фиксация учебной информации представляет дидактически целесообразный метод приведения в систему химических знаний (информационный аспект), так как приносит обучающемуся структурную информацию, которая способствует углубленному усвоению знаний по предмету (философский аспект).

Рассмотрим эту технологию на примере изучения солей.

Задание 1. Определите, в результате какого химического взаимодействия образуются соли, приведенные по диагонали матрицы? Внесите в матрицу химические формулы солей и дайте им название по международной (систематической) номенклатуре. Напишите уравнения химических реакций. 

Методы синтеза солей.

а) кислотный оксид + щелочь →

б) кислота + щелочь →

+  RbOH  →  Rb2SO4  +  H2O

+  LiOH   →  LiNO3  +  H2O

+  Sr(OH)2  →  Sr3(РО4)2↓  +  H2O

Методы синтеза солей.

 

Методы синтеза солей 

 

Химические свойства солей 

Задание 1. По диагонали матрицы даны формулы растворимой соли, нерастворимого основания и нерастворимой основной соли, образовавшиеся в результате обменных реакций, протекающих в водном растворе. Определите реагирующие вещества и напишите молекулярные и ионные уравнения реакций.

Химические свойства средних солей.

	«Х»	«Z»	«N»
«А»			NiCl(OH)↓
«В»		Mn(OH)2↓
«С»	Cu(NO3)2

 

«A» – NH3 · Н2О     «В» – NaOH     «С» – АgNO3

CuCl2 + NH3 · Н2О (разб.) = CuCl(OH)↓ + NH4Cl 

MnCl2 + NH3 · Н2О (разб.) = MnCl(OH)↓ + NH4Cl 

NiCl2 + NH3 · Н2О (разб.) = NiCl(OH)↓ + NH4Cl 

MеCl2 + NH3 · Н2О (разб.) = MеCl(OH)↓ + NH4Cl 

MeCl2 + 2AgNO3 = AgCl↓ + Me(NO3)2 

MeCl2 + 2NaOH = Me(OH)2↓ + 2NaCl 

Задание 2. По диагонали матрицы даны формулы нерастворимой соли и нерастворимых оснований, образовавшиеся в результате обменных реакций, протекающих в водном растворе. Определите реагирующие вещества и напишите молекулярные и ионные уравнения реакций.

Химические свойства средних солей 

	«Х»	«Z»	«N»
«А»	Fe(OH)2↓
«В»		Mn(OH)2↓
«С»			MgCO3↓

 

FeSO4 + 2NH3 · Н2О (конц.) = Fe(OH)2↓ + (NH4)2SO4

MnSO4 + 2NH3 · Н2О (конц.) = Mn(OH)2↓ + (NH4)2SO4

MgSO4 + 2NH3 · Н2О (конц.) = Mg(OH)2↓ + (NH4)2SO4

MeSO4 + 2NH3 · Н2О (конц.) = Me(OH)2↓ + (NH4)2SO4

 

Задание 3. По диагонали матрицы даны формулы растворимой комплексной соли и нерастворимых амфотерных гидроксидов, образовавшиеся в результате обменных реакций, протекающих в водном растворе. Определите реагирующие вещества и напишите молекулярные и ионные уравнения реакций.

Матрица 3. Химические свойства средних солей 

	«Х»	«Z»	«N»
«А»			Al(OH)3↓
«В»		Na2[Zn(OH)4]
«С»	Be(OH)2↓

 BeSO4 + 4NaOH (конц.) = Na2[Be(OH)4] + Na2SO4

ZnSO4 + 4NaOH (конц.) = Na2[Zn(OH)4] + Na2SO4

MeSO4 + 4NaOH (конц.) = Na2[Me(OH)4] + Na2SO4

Задание 4. По диагонали матрицы даны формулы растворимого и нерастворимого карбонатов и оксида серы (IV), образовавшиеся в результате обменных реакций, протекающих в водном растворе. Определите реагирующие вещества и напишите молекулярные и ионные уравнения реакций.

Химические свойства кислых солей 

	«Х»	«Z»	«N»
«А»	Na2CO3
«В»		SO2↑
«С»			BaCO3↓

 NaHЭO3 + NaOH (конц.) = Na2ЭO3 + Н2О

NaHSO3 + HCl (разб.) = NaCl + SO2↑ + Н2О

NaHЭO3 + HCl (разб.) = NaCl + ЭO2↑ + Н2О

NaHCO3 + Ba(OH)2 = BaCO3↓ + NaOH + Н2O

NaHЭO3 + Ba(OH)2 = BaЭO3↓ + NaOH + Н2O

 

Задание 5. Основные соли содержат гидроксогруппы, рассматриваемые как отдельные анионы. Какие химические свойства они проявляют?

Химические свойства основных солей 

	«Х»	«Z»	«N»
«А»			Ni(OH)2↓
«В»		CoSO4
«С»	CuSO4, CuCl2

 (MeOH)2SO4 + 2KOH = 2Me(OH)2↓ + K2SO4

(MeOH)2SO4 + H2SO4 = 2MeSO4 + 2H2O

  

Химические свойства основных солей

	«Х»	«Z»	«N»
«А»			CuCO3
«В»		CoCl2
«С»	MgSO4

 

Mg2CO3(OH)2 + CO2 = 2MgCO3 + H2O  (t ºC)

Co2CO3(OH)2 + CO2 = 2CoCO3 + H2O  (t ºC)

Cu2CO3(OH)2 + CO2 = 2CuCO3 + H2O  (t ºC) 

Me2CO3(OH)2 + CO2 = 2MeCO3 + H2O  (t ºC)

 

Химические свойства сульфидов 

Задание 1. В результате какой химической реакции будет наблюдаться выделение сероводорода, образование сульфатов щелочноземельных металлов? Определите вещества и напишите уравнения химических реакций. Как называются реакции?

Химические свойства сульфидов

	«А»	«В»	«С»
«Х»			H2S↑
«Z»		H2S↑
«N»	МеSO4

«А» – CaS     «В» – SrS     «С» – BaS 

Сульфиды состава МеS 

MeS + 2H2O = Me(OH)2 + H2S↑

MeS + 2HCl (разб.) = MeCl2 + H2S↑ 

MeS + 2O2 = MeSO4  (t °C) 

Задание 2. В результате какой химической реакции будет наблюдаться выделение сероводорода, образование гидросульфидов и сульфатов щелочных металлов? Напишите уравнения химических реакций.

Матрица 2. Химические свойства сульфидов

	«А»	«В»	«С»
«Х»			Н2S↑
«Z»		МеHS
«N»	Ме2SO4

Na2S                      NaCl

K2S     +  HCl  →  KCl     +  H2S↑

Rb2S                      RbCl

Me2S + 2HCl = 2МеCl + H2S↑

Me2S + Н2S (насыщ.) = 2MeHS

Me2S (т) + 2О2 = Me2SО4  (t °C)

Задание 3. В результате какой химической реакции будет наблюдаться выделение сероводорода, образование сернистого газа? Определите вещества и напишите уравнения химических реакций.

Матрица 3. Химические свойства сульфидов.

	«А»	«В»	«С»
«Х»			Ме(OH)3↓, H2S↑
«Z»		МеCl3, H2S↑
«N»	Ме2O3, SO2

 «А» – In2S3     «В» – Аl2S3     «C» – Ga2S3      

Сульфиды состава Me2S3

Me2S3 + 6H2O = 2Me(OH)3↓ + 3H2S↑

Me2S3 + 6HCl (разб.) = 2MeCl3 + 3H2S↑ 

2Me2S3 + 9O2 = 2Me2O3 + 6SO2  (t °C)

При матрицировании знаний по теме «Окислительно-восстановительные свойства соединений серы» используется принцип параллелизма (Б. П. Эрдниев). Матрица-сопоставление способствует выявлению химических параллелей между процессами (окисление и восстановление), свойствами атомов или ионов неметаллов (окислитель и восстановитель) в окислительно-восстановительных реакциях. Использование фундаментальных закономерностей мышления – закон единства и борьбы противоположностей, перемежающееся противопоставление контрастных раздражителей (И. П. Павлов), принцип обратных связей, системности и цикличности процессов (П. К. Анохин), обратимости операций (Ж. Пиаже) оптимизирует познавательный процесс.

Изменения степени окисления серы в ОВР

Процесс окисления	Процесс восстановления
S-2 – 2ē → S0	S+6 + 2ē → S+4
S-2 – 6ē → S+4	S+6 + 6ē → S0
S-2 – 8ē → S+6	S+6 + 8ē → S-2
→ S0    повышение   S-2    → S+4   степени            → S+6   окисления	→ S+4    понижение S+6    → S0      степени          → S-2     окисления
S-2 – восстановитель	S+6 – окислитель

 

Изменения степени окисления серы в ОВР

Процесс окисления	Процесс восстановления
S0 – 4ē → S+4, S0 – 6ē = S+6	S0 + 2ē → S-2
S+4 – 2ē → S+6	S+4 + 4ē → S0
→ S+6                S0    → S+4                        → S-2	→ S+6   S+4                    → S0
S0, S+4 – и восстановитель, и окислитель

 H2S+6O4 – сильный окислитель, H2S-2 – сильный восстановитель

H2S  +  H2SO4 (конц.)  →     +  SO2↑  +  2H2О  (комн., кип.)

  +  H2SO4 (конц.)  →  SO2↑  +  H2О  (кип.)

  +  HNO3 (конц.)  →  H2SO4  +  NO2↑  +  H2О  (кип.) 

1. Определите вещества, реагирующие с концентрированной азотной и серной кислотами. Напишите уравнения химических реакций.

2. Снимите цветные стикеры и при правильном определении вы найдете три буквенных обозначения – это известная в дидактике современная технология обучения. Правильные ответы могут располагаться, как по горизонтали или вертикали, так и по диагонали матрицы.

Матрица. Химические свойства азотной и серной кислот (конц.)

	«S»	«A»	«N»
1	Н2	N2	P
2	Si	S	Cl2
3	C	F2	B

 C + 2H2SO4 (конц., гор.)  = CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O

C + 4HNO3 (конц., гор.) = CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O

S + 2H2SO4 (конц.) = 3SO2↑ + 2H2O (кип.)

S + 6HNO3 (конц.) = H2SO4 + 6NO2↑ + 2H2O (кип.)

P4 + 6H2SO4 (конц.) = 4H2(PHO3) + 6SO2↑

P (красн.) + 5HNO3 (конц.) = H3PO4 + 5NO2↑ + H2O (кип.)

 Матрица

	«S»	«A»	«N»
1			Е
2		Д
3	У

Матрица способствует обобщению и систематизации химических знаний. Систематическое сопоставление сходных или противоположных по составу веществ, химических свойств, способов получения неорганических веществ – приводит к развитию способности одновременно охватывать несколько дидактических единиц взаимосвязи, что способствует самостоятельному извлечению новой информации.

Технология УДЕ – технология создания действенных и эффективных условий для развития познавательных способностей обучающихся, их интеллекта и творческого начала, расширения химического кругозора.

 

Список литературы:

1. Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. А. Химические свойства неорганических веществ. – М.: Международная академическая издательская компания «Наука»,1997.

2. Эрдниев П. М, Эрдниев Б. П. Укрупнение дидактических единиц в обучении математике. – М.: «Просвещение», 1986.

3. Эрдниев Б. П. Матрицы в обучении. – Элиста: Калмыцкий университет, 1990.

4. Эрдниев П. М. Укрупнение дидактических единиц как технология обучения (часть І,II). – М.: «Просвещение», 1992.