Тема урока: Фарфор из микроволновки — создание полимерной массы и изучение её свойств
Цели и задачи
- Цель: изучить процесс превращения смеси бытовых веществ в пластичный полимерный материал («холодный фарфор») под воздействием микроволнового излучения.
- Образовательная задача: познакомить учащихся с понятиями «клейстеризация» и «полимеризация» на доступном уровне, изучить свойства крахмала и клея ПВА.
- Развивающая задача: развивать навыки экспериментальной работы, умение выдвигать гипотезы и фиксировать изменения свойств веществ.
- Воспитательная задача: формировать культуру безопасного обращения с бытовой техникой и химическими веществами в быту.
- Профориентационная задача: показать связь химии с декоративно-прикладным искусством и материаловедением.
Планируемые результаты
Личностные
- Формирование познавательного интереса к химии как к науке, объясняющей окружающие явления.
- Развитие эстетического вкуса через создание изделий из самодельной массы.
- Осознание важности аккуратности при проведении химического эксперимента.
Метапредметные
- Умение планировать последовательность действий в соответствии с инструкцией.
- Навык сравнения свойств веществ до и после термической обработки.
- Способность формулировать выводы на основе наблюдений.
Предметные
- Знать состав и назначение основных ингредиентов «холодного фарфора».
- Уметь объяснять роль нагревания в изменении структуры крахмально-клеевой смеси.
- Владеть техникой безопасности при работе с СВЧ-печью и горячими предметами.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Смыслообразование: понимание практической значимости химических знаний в повседневной жизни.
Регулятивные УУД
- Контроль и коррекция: внесение изменений в состав смеси для достижения нужной консистенции.
Познавательные УУД
- Моделирование: создание материального объекта с заданными свойствами.
Коммуникативные УУД
- Сотрудничество: распределение ролей в паре при замешивании и термической обработке.
Подготовка учителя к уроку
- Оборудование: СВЧ-печь (минимум 1 на класс, лучше 2-3 для скорости).
- Расходные материалы на каждую пару: 1 стакан кукурузного крахмала (200 мл), 1 стакан клея ПВА (строительного или мебельного), 1 ст. ложка глицерина, 1 ст. ложка лимонного сока, 1 ч. ложка детского масла или крема.
- Инвентарь: стеклянные или пластиковые миски (пригодные для СВЧ), пластиковые ложки для замешивания, влажные салфетки, пищевая пленка.
- Распечатка: технологическая карта «Алгоритм создания холодного фарфора» — 15 шт.
- Демонстрация: готовое изделие из «холодного фарфора» (цветок или фигурка), которое уже высохло и стало твердым.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и «Крючок» (4 мин)
Цель этапа: создать эмоциональный настрой и заинтересовать учащихся необычным применением привычных вещей.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | «Здравствуйте, юные исследователи! Посмотрите на этот изящный цветок. Как вы думаете, из чего он сделан? Кажется, что это дорогой фарфор из музея. Но на самом деле его основа — это обычный клей и крахмал, которые есть у каждого на кухне или в пенале. Сегодня мы превратимся в алхимиков XXI века и создадим этот материал сами, используя силу микроволн. Вы готовы совершить открытие?» | Рассматривают образец, передают его по рядам. Выдвигают предположения: «пластик», «глина», «сахарная паста». Удивляются, узнав реальный состав. |
2 мин | Учитель демонстрирует ингредиенты на столе: «У нас есть крахмал, клей, лимон и глицерин. По отдельности они жидкие или рассыпчатые. Как же они станут твердыми и пластичными одновременно? Это и будет нашей главной загадкой на сегодня». | Записывают дату и тему урока в тетрадь: «Создание холодного фарфора». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Прежде чем мы начнем наше превращение, нам нужно понять, какую роль играет каждый участник нашего эксперимента».
Этап 2. Актуализация знаний и постановка проблемы (6 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о веществах и сформулировать гипотезу о влиянии температуры.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Приём «Мозговой штурм»: «Ребята, вспомните из уроков биологии и окружающего мира, что происходит с крахмалом, когда мы варим кисель? Почему жидкость становится густой?» Учитель фиксирует на доске термин «Клейстеризация». «А что происходит с клеем ПВА, когда он высыхает? Он становится прозрачной пленкой. Мы объединим эти два процесса». | Отвечают: «Крахмал набухает в горячей воде», «Кисель становится липким». Предполагают, что клей свяжет частицы крахмала в единую массу. |
3 мин | «Проблема в том, что если просто смешать их холодными, мы получим липкую кашу. Нам нужна энергия. Где мы её возьмем? В микроволновке! Но почему микроволновка греет? Она заставляет молекулы воды вращаться очень быстро. Как вы думаете, сколько времени нам понадобится, чтобы не сжечь смесь, но заставить её измениться?» | Выдвигают гипотезы: «1 минута», «5 минут», «пока не закипит». Осознают необходимость контроля времени. |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Итак, наша гипотеза: под действием СВЧ-излучения крахмал и клей образуют новую структуру. Приступим к проверке!»
Этап 3. Открытие нового знания: Эксперимент (15 мин)
Цель этапа: практическое создание материала по алгоритму, наблюдение за фазовыми переходами.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель раздает технологические карты. «Работаем в парах. Сначала смешиваем жидкие компоненты: клей, глицерин и лимонный сок. Глицерин нужен для пластичности, а лимонный сок — как консервант. Тщательно перемешайте до однородности. Только после этого всыпайте крахмал. Внимание: мешать нужно долго, чтобы не было комочков!» | В парах отмеряют ингредиенты. Один держит миску, другой мешает. Обсуждают консистенцию: «Похоже на густую сметану». |
10 мин | Приём «Ротация станций»: Учитель организует очередь к СВЧ-печи. «Внимание! Ставим миску на 30 секунд. Достаем — масса еще жидкая, но по краям появились сгустки. Тщательно перемешиваем! Ставим еще на 30 секунд. Масса должна стать похожа на творог или густое тесто. Главный секрет — не переварить, иначе получится камень!» Учитель контролирует каждую пару. | По очереди подходят к микроволновке. Наблюдают за изменениями. После второго прогрева активно вымешивают массу ложками. Видят, как жидкость превращается в плотный ком. |
Запись в тетрадях
Ученики записывают формулу успеха: Клей + Крахмал + Глицерин + Нагрев = Холодный фарфор.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Посмотрите на свои миски. Вещества изменились до неузнаваемости. Теперь нам нужно превратить этот горячий ком в послушный материал».
Этап 4. Первичное закрепление и физическая работа (8 мин)
Цель этапа: финализировать структуру материала через механическое воздействие (вымешивание).
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | «Смажьте руки детским маслом. Достаньте массу из миски, пока она еще теплая. Начинайте разминать её руками, как тесто. Если она липнет — добавьте щепотку крахмала. Если крошится — каплю масла. Вы должны почувствовать, как она становится гладкой, как шелк. Это и есть момент рождения нашего фарфора!» | Вымешивают массу руками. Описывают тактильные ощущения: «теплая», «мягкая», «тянется». Добиваются однородности. |
3 мин | Приём «Толстые и тонкие вопросы»: «Ребята, почему мы не добавили воду в наш рецепт?», «Что произойдет с этой массой на воздухе через 24 часа?», «Зачем мы смазали руки маслом перед вымешиванием?» | Отвечают: «Вода сделала бы массу слишком жидкой», «Она высохнет и станет твердой», «Масло создало защитную пленку, чтобы клей не прилип к коже». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «У вас получился отличный материал. Теперь заверните его плотно в пленку, чтобы он «отдохнул». А мы пока обсудим, что же произошло на молекулярном уровне».
Этап 5. Включение в систему знаний и рефлексия (7 мин)
Цель этапа: обобщить полученный опыт и оценить свою работу.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель использует приём «Чемодан, мясорубка, корзина»: «На доске три изображения. Чемодан — то, что возьмете с собой (новые знания). Мясорубка — то, что еще нужно обдумать. Корзина — то, что было лишним или непонятным. Приклейте свои стикеры». | Подходят к доске, наклеивают стикеры. Большинство выбирает «Чемодан» (рецепт и процесс нагрева). |
3 мин | «Давайте подведем научный итог. Мы провели химическую реакцию или физический процесс? На самом деле — и то, и другое. Крахмал впитал клей и под действием тепла изменил свою структуру. Это называется созданием композитного материала». | Слушают резюме, задают уточняющие вопросы о том, как красить массу (учитель поясняет: гуашью или масляными красками). |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — Масса однородная, пластичная, не липнет к рукам и не крошится. Соблюдены все этапы инструкции и техника безопасности.
- «4» — Масса получилась, но есть небольшие комочки или она слегка пересушена. Работа выполнена самостоятельно.
- «3» — Масса слишком жидкая или слишком твердая (непригодна для лепки), нарушены пропорции ингредиентов.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Какой момент в микроволновке был самым критическим? | Осознание важности наблюдения за процессом (тайминг). |
Чем ваш фарфор отличается от обычного пластилина? | Сравнение свойств материалов (твердость после высыхания). |
Сможете ли вы повторить этот опыт дома для подарка маме? | Проверка усвоения алгоритма и мотивация к творчеству. |
Завершающее слово учителя
«Ребята, сегодня вы доказали, что химия — это не только сложные формулы в учебнике, но и магия, которая происходит прямо у вас в руках. Вы создали материал, который через сутки станет твердым как камень, но сохранит изящество фарфора. Не бойтесь экспериментировать дома, но помните: великий химик — это прежде всего внимательный и осторожный исследователь. До встречи на следующем уроке, где мы узнаем, как цвет влияет на наше восприятие веществ!»
Домашнее задание
Уровень сложности | Задания | Описание |
|---|---|---|
Базовый | Слепить простое изделие | Из полученной на уроке массы слепить 3 разных геометрических фигуры и оставить их сохнуть на 24 часа. Записать, как изменился их размер и вес. |
Средний | Эксперимент с красителем | Дома разделить кусочек массы на 2 части. В одну добавить каплю гуаши, в другую — каплю пищевого красителя. Сравнить интенсивность цвета. |
Продвинутый | Мини-исследование | Найти в интернете информацию о том, чем отличается кукурузный крахмал от картофельного при варке. Предсказать, изменится ли рецепт фарфора, если заменить крахмал. |
Контрольный вопрос перед выходом: «Какое вещество в нашем рецепте отвечало за то, чтобы фарфор не трескался при высыхании?» (Ответ: Глицерин).