Предмет органической химии, её возникновение, развитие и значение
Цели и задачи
- Цель: Сформировать понятие об органической химии как самостоятельной науке, выявить отличительные признаки органических веществ опытным путем и оценить значение органического синтеза для современной цивилизации.
- Образовательные задачи: Дать определение предмета органической химии, рассмотреть историю возникновения науки (витализм) и её крах, изучить особенности органических соединений в сравнении с неорганическими.
- Развивающие задачи: Развивать навыки ведения научного спора, умение анализировать результаты химического эксперимента и устанавливать причинно-следственные связи.
- Воспитательные задачи: Формировать ответственное отношение к использованию продуктов органического синтеза в быту и понимание роли химии в решении глобальных проблем человечества.
Планируемые результаты
Личностные
- Сформированность научного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития химической науки.
- Готовность к осознанному выбору будущей профессиональной деятельности в области естественных наук.
- Понимание ценности экологического мышления при работе с полимерами и топливом.
Метапредметные
- Познавательные: умение классифицировать вещества, проводить сравнение, строить логическое рассуждение и делать выводы из химического опыта.
- Регулятивные: способность самостоятельно определять цели обучения, ставить и формулировать для себя новые задачи.
- Коммуникативные: умение эффективно работать в группе, представлять результаты творческой деятельности и аргументировать свою позицию.
Предметные
- Знать определение органической химии и причины выделения её в отдельную дисциплину.
- Уметь отличать органические вещества от неорганических по составу и свойствам (горючесть, тип связи, элементный состав).
- Владеть понятиями «витализм», «органический синтез», «элементы-органогены».
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Смыслообразование (установление связи между целью учебной деятельности и её мотивом — зачем мне знать состав пластика или лекарств).
Регулятивные УУД
- Планирование пути достижения целей, осознанный выбор наиболее эффективных способов решения учебных задач.
Познавательные УУД
- Создание обобщений, установление аналогий, классификация на основе выбранных критериев.
Коммуникативные УУД
- Организация учебного взаимодействия в группе, умение слушать партнера и формулировать вопросы.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить «Черный ящик» с предметами: кусок полиэтилена, яблоко, шерстяная нить, таблетка аспирина, свеча.
- Распечатать рабочие листы с таблицей сравнения органики и неорганики (15 экз. — по одному на парту).
- Собрать оборудование для демонстрационного опыта: спиртовка, фарфоровая чашка, сахар, медная проволока, штатив.
- Подготовить презентацию: портреты Й. Берцелиуса, Ф. Вёлера, А. Кольбе, М. Бертло.
- Распечатать карточки для игры «Химическое лото» (названия веществ).
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и игровая мотивация (5 мин)
Цель этапа: психологически настроить учащихся на изучение нового раздела химии через игровой элемент «Черный ящик».
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | «Здравствуйте, десятиклассники! Сегодня мы начинаем большое путешествие в мир, который окружает нас повсюду, но который мы часто не замечаем. Перед вами — Черный ящик. В нем лежат предметы: яблоко, полиэтиленовый пакет, таблетка аспирина и шерстяной свитер. Как вы думаете, что объединяет эти абсолютно разные вещи?» | Ученики выдвигают гипотезы: «Они сделаны человеком», «Они полезны», «Они содержат углерод». Пытаются найти общую характеристику. |
3 мин | «Верно, многие из вас близки к истине. Все эти предметы — продукты органической химии или сама природа. Сегодня мы выясним, почему эта химия называется органической, чем она отличается от той, что вы учили 2 года, и почему без неё невозможна современная жизнь. Запишите тему урока: "Предмет органической химии".» | Записывают тему урока в тетради. Настраиваются на работу. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Итак, мы определили, что наш объект изучения — органические вещества. Но как понять, что вещество именно органическое?»
Этап 2. Актуализация знаний и выявление затруднения (5 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о составе веществ и выявить критерии отличия органики от неорганики.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель использует приём «Третий лишний». Выводит на экран ряды формул: 1) H2O, CO2, C2H6; 2) NaCl, C6H12O6, K2SO4; 3) CH4, C2H5OH, HCl. «Найдите в каждом ряду лишнее вещество и объясните свой выбор. Что общего у тех веществ, которые вы оставили?» | Ученики анализируют ряды. Отвечают: «В первом ряду лишнее C2H6, во втором — C6H12O6, в третьем — HCl. Общее у оставшихся — наличие углерода и водорода». Пытаются сформулировать определение. |
2 мин | «Вы заметили углерод. Но ведь в CO2 тоже есть углерод, а мы относим его к неорганике. В чем же главная причина выделения органической химии в отдельную науку? Почему её больше, чем всей остальной химии вместе взятой?» | Ученики фиксируют затруднение: они видят наличие углерода, но не могут объяснить, почему одни углеродсодержащие вещества — органика, а другие — нет. |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно провести небольшое исследование и заглянуть в историю науки».
Этап 3. Открытие нового знания: Практика и История (15 мин)
Цель этапа: опытным путем доказать наличие углерода в органике и познакомиться с историей крушения теории витализма.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель проводит демонстрационный опыт «Обугливание сахара». «Посмотрите, я нагреваю обычный сахар (C12H22O11) в фарфоровой чашке. Что происходит? Почему он чернеет? А теперь я попробую нагреть поваренную соль. Есть ли разница?» | Ученики наблюдают за опытом. Фиксируют: сахар плавится, затем чернеет (выделяется уголь) и горит. Соль не меняется. Делают вывод: органические вещества термически неустойчивы и содержат углерод. |
5 мин | Учитель рассказывает о витализме: «В начале XIX века Йенс Берцелиус считал, что органические вещества могут создаваться только в живых организмах под действием "жизненной силы" (vis vitalis). Ученые верили, что в лаборатории их получить невозможно. Это называлось витализмом. Как вы думаете, что заставило ученых передумать?» | Ученики слушают, делают краткие пометки. Предполагают: «Кто-то всё-таки смог синтезировать вещество в пробирке». Записывают фамилию Ф. Вёлера. |
5 мин | Учитель демонстрирует схему синтеза мочевины Вёлером (1828 г.): «Фридрих Вёлер из неорганического цианата аммония получил мочевину — продукт жизнедеятельности животных. Это был первый удар по витализму. Затем последовали синтезы уксусной кислоты (Кольбе) и жиров (Бертло). Витализм пал. Теперь мы знаем: органическая химия — это химия соединений углерода». | Ученики зарисовывают в тетрадь схему: Неорганическое вещество -> Органическое вещество. Формулируют современное определение органической химии. |
Запись в тетрадях
Органическая химия — это химия соединений углерода (за исключением CO, CO2, карбонатов, цианидов и некоторых других).
1828 г. — Ф. Вёлер синтезировал мочевину (крах витализма).
1828 г. — Ф. Вёлер синтезировал мочевину (крах витализма).
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы поняли, что органику можно синтезировать. Но почему её так много? Давайте сравним её свойства с неорганикой».
Этап 4. Групповая работа: Творческое моделирование (10 мин)
Цель этапа: через творческое задание осознать значение органической химии в жизни человека.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель делит класс на 4 группы и дает задание «Мир без органики»: «Представьте, что по мановению волшебной палочки из вашего кабинета и из вашей жизни исчезли все органические вещества. Опишите, что останется и как вы будете выглядеть». | Ученики распределяются по группам, начинают бурное обсуждение. |
8 мин | Учитель модерирует обсуждение. «Группа 1, что с вашей одеждой? Группа 2, что с вашим завтраком? Группа 3, что с гаджетами? Группа 4, что с вашим телом?» | Группы представляют ответы: «Мы останемся без одежды (хлопок, шерсть, синтетика — органика)», «Исчезнет еда (белки, жиры, углеводы)», «Смартфоны рассыплются, так как исчезнет пластик», «Мы сами исчезнем, так как ДНК и белки — это органика». Делают вывод о тотальном значении органики. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Как видите, органическая химия — это и есть жизнь, и всё, что её окружает. Теперь проверим, как вы усвоили основные отличия».
Этап 5. Первичное закрепление: Дифференцированный экспресс-контроль (5 мин)
Цель этапа: проверить уровень усвоения материала с учетом разной подготовки учащихся.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель раздает карточки трех уровней сложности. «Выберите тот уровень, который вам по силам. Уровень А — тест, Уровень Б — таблица сравнения, Уровень С — проблемный вопрос о причинах многообразия углерода». | Ученики выбирают карточку и выполняют задание индивидуально. Те, кто выбрал уровень С, пытаются вспомнить из курса 9 класса понятие валентности углерода (IV). |
Эталон решения (Уровень Б)
Сравнение: 1) Состав: Органика — C, H, O, N, P, S; Неорганика — все элементы. 2) Связь: Органика — ковалентная малополярная; Неорганика — ионная, металлическая. 3) Горючесть: Органика — почти все горят; Неорганика — почти не горят.
Этап 6. Рефлексия и подведение итогов (5 мин)
Цель этапа: оценить эмоциональное состояние и уровень понимания темы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель использует приём «Чемодан, мясорубка, корзина». «На доске три изображения. Чемодан — то, что возьмете с собой. Мясорубка — то, что еще нужно переработать. Корзина — то, что было лишним. Напишите на стикерах одно слово или понятие и приклейте к нужному рисунку». | Ученики пишут на стикерах (например, «Вёлер», «Витализм», «Многообразие») и приклеивают на доску. |
2 мин | Учитель комментирует стикеры, благодарит за работу. Выставляет оценки за работу на уроке наиболее активным ученикам. | Слушают комментарии, подают дневники для оценок. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — ученик верно классифицировал все предложенные вещества, активно участвовал в групповом задании «Мир без органики», верно выполнил задание уровня С или Б без ошибок.
- «4» — ученик допустил 1-2 ошибки в классификации веществ, участвовал в работе группы, выполнил задание уровня Б с незначительными недочетами.
- «3» — ученик путает определение органической химии, пассивен в группе, выполнил только задание уровня А.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Какое открытие Ф. Вёлера перевернуло представление о химии? | Проверка усвоения ключевого исторического факта (крах витализма). |
Сможете ли вы теперь отличить органическое лекарство от минеральной соли? | Оценка практической значимости полученных знаний. |
Что в сегодняшнем уроке показалось вам самым неожиданным? | Выявление эмоциональных «крючков» для повышения мотивации. |
Завершающее слово учителя
«Ребята, сегодня мы только приоткрыли дверь в огромный замок под названием "Органическая химия". Мы узнали, что жизнь — это химия углерода. Если сегодня вам было интересно узнать, из чего сделан ваш свитер или почему горит сахар, значит, мы на верном пути. На следующем уроке мы узнаем главную тайну углерода — как он умудряется строить такие бесконечные цепи. До встречи!»
Домашнее задание
Уровень сложности | Задания | Описание |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Параграф 1, вопросы 1-5. | Прочитать текст учебника, выписать определение органической химии. |
Средний (повышающий) | Таблица «Сравнение свойств СН4 и NaCl». | Сравнить тип связи, кристаллическую решетку, растворимость и горючесть. |
Продвинутый (дополнительный) | Мини-эссе «Роль органического синтеза в медицине будущего». | Творческое задание на 10-15 предложений о перспективах химии. |
Контрольный вопрос: Почему углекислый газ (CO2) не считается органическим веществом, хотя содержит углерод?