Азбука химии: Атомы, молекулы и законы их сочетания
Цели и задачи
- Цель: К концу урока учащиеся смогут различать понятия «атом» и «молекула», записывать символы 10-15 химических элементов, рассчитывать относительную молекулярную массу веществ и определять валентность атомов в бинарных соединениях.
- Задача образовательная: Сформировать представление о химическом элементе как о виде атомов, познакомить с законом постоянства состава и алгоритмом расчета $Mr$.
- Задача развивающая: Развивать навыки абстрактного мышления через моделирование микромира и умение работать с Периодической системой как с источником справочной информации.
- Задача воспитательная: Формировать научное мировоззрение и интерес к познанию невидимых основ материального мира через решение проблемных задач.
Планируемые результаты
Личностные
- Формирование ответственного отношения к учению и готовности к саморазвитию.
- Развитие критического мышления при анализе информации о строении вещества.
- Осознание ценности химических знаний для понимания устройства окружающего мира.
Метапредметные
- Познавательные: умение создавать и преобразовывать знаково-символические модели (химические формулы).
- Регулятивные: способность соотносить свои действия с планируемыми результатами, корректировать деятельность в процессе вычислений.
- Коммуникативные: умение аргументированно высказывать свою точку зрения при обсуждении проблемных вопросов.
Предметные
- Знать определения понятий: атом, молекула, химический элемент, валентность, атомная единица массы.
- Уметь использовать химическую символику (знаки элементов), находить значения $Ar$ в таблице Менделеева.
- Владеть навыком расчета относительной молекулярной массы ($Mr$) и определения валентности по формуле.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Смыслообразование (установление связи между изучением атомов и пониманием свойств материалов).
- Самоопределение (осознание себя как исследователя микромира).
Регулятивные УУД
- Целеполагание как постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно, и того, что предстоит узнать.
- Самоконтроль правильности вычислений молекулярных масс по эталону.
Познавательные УУД
- Моделирование состава вещества с помощью индексов и коэффициентов.
- Анализ объектов с целью выделения существенных признаков (отличие простых веществ от сложных).
Коммуникативные УУД
- Умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами химии.
- Сотрудничество в поиске и сборе информации о происхождении названий элементов.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить комплект карточек с символами химических элементов (20 шт.).
- Распечатать рабочие листы с заданиями на расчет $Mr$ и определение валентности (по количеству учеников).
- Подготовить презентацию со слайдами: «Портрет И. Берцелиуса», «Модели молекул воды, метана, аммиака», «Алгоритм определения валентности».
- Проверить наличие Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева на каждой парте.
- Подготовить демонстрационный набор: кусок мела, ступка с пестиком, лазерная указка (для визуализации частиц в воздухе).
Ход урока
Этап 1. Мотивация и самоопределение (3 мин)
Цель этапа: создать эмоциональный настрой и подвести к мысли о дискретности материи.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | "Здравствуйте, друзья! Сегодня мы начинаем путешествие в мир, который невозможно увидеть глазом, но из которого состоит всё — от ваших смартфонов до далеких звезд. Посмотрите на этот кусочек мела. Что будет, если я разломлю его пополам? А потом еще раз? И еще?" Учитель демонстрирует разламывание мела. | Ученики включаются в диалог, отвечают: "Он станет меньше", "Получатся крошки", "В конце концов получится пыль". |
2 мин | "Верно. Древнегреческий философ Демокрит предположил, что существует предел деления — частица, которую уже нельзя разрушить. Он назвал её 'атомос'. Сегодня мы узнаем, прав ли он был, и научимся читать 'код' материи. Готовы стать дешифровщиками природы?" | Ученики выражают готовность, настраиваются на работу, открывают тетради. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Итак, наша задача сегодня — понять, как из невидимых кирпичиков строятся сложные здания веществ, и выучить язык, на котором говорят химики всего мира."
Этап 2. Актуализация знаний (5 мин)
Цель этапа: актуализировать базовые понятия о веществах и подготовить почву для введения символики.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | "Прежде чем идти дальше, вспомним: чем отличаются физические тела от веществ? Назовите вещество, из которого состоит тело 'гвоздь'. А тело 'стакан'?" Учитель использует прием 'Блиц-опрос'. | Ученики отвечают: "Тело имеет форму и объем, а вещество — это то, из чего оно состоит. Гвоздь — из железа, стакан — из стекла". |
3 мин | "Отлично. Мы знаем названия веществ на русском языке. Но химия — наука международная. Если ученый из России захочет передать рецепт лекарства коллеге из Бразилии, как им понять друг друга без переводчика?" | Ученики предполагают: "Нужны латинские названия", "Нужны специальные знаки", "Нужны формулы". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Вы правы. Нам нужна единая система знаков. И сегодня мы познакомимся с тем, кто её придумал — Йенсом Якобом Берцелиусом."
Этап 3. Выявление места и причины затруднения (4 мин)
Цель этапа: создать проблемную ситуацию, связанную с количественным составом веществ.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | "Посмотрите на доску. Здесь записаны две формулы: $H_2O$ и $H_2O_2$. Вы все знаете, что первое — это вода. Второе — перекись водорода, которой обрабатывают раны. Почему такая маленькая разница в записи дает такие разные свойства? И что значат эти цифры внизу?" | Ученики задумываются, выдвигают гипотезы: "Цифры показывают количество атомов", "В перекиси больше кислорода". |
2 мин | "А теперь попробуйте ответить: почему в воде именно два атома водорода на один атом кислорода? Почему не три или пять? Почему состав воды всегда постоянен, где бы мы её ни взяли — в Байкале или в луже на Марсе? Мы столкнулись с законом, который нам пока неизвестен." | Ученики фиксируют затруднение: они не знают правил, по которым атомы соединяются друг с другом. |
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 эти вопросы, нам нужно изучить три понятия: химический символ, относительную массу и валентность."
Этап 4. Открытие нового знания (15 мин)
Цель этапа: изучить символику, понятие $Ar$, $Mr$ и закон постоянства состава через исследование.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | "Прием 'Азбука'. Йенс Берцелиус предложил обозначать элементы первой буквой их латинского названия. Если букв несколько — добавлять вторую. Откройте таблицу Менделеева. Найдите элементы: Водород (Hydrogenium), Кислород (Oxygenium), Углерод (Carboneum), Железо (Ferrum). Запишите их символы в тетрадь." | Ученики работают с ПСХЭ, находят символы $H, O, C, Fe$, проговаривают их названия и записывают в таблицу. |
4 мин | "Атомы невероятно малы. Масса атома водорода — это 0,00000000000000000000000167 грамм. Работать с такими числами неудобно. Поэтому химики договорились использовать относительную атомную массу ($Ar$). Мы сравниваем массу любого атома с $1/12$ массы атома углерода. Найдите в таблице значение $Ar$ для Кислорода и Серы. Округлите до целых." | Ученики находят значения, округляют: $Ar(O) = 16$, $Ar(S) = 32$. Осознают, что это безразмерные величины. |
4 мин | "Прием 'Конструктор'. Если мы знаем массы атомов, мы можем найти массу всей молекулы ($Mr$). Она равна сумме масс всех атомов. Давайте посчитаем $Mr(H_2O)$. У нас 2 атома водорода и 1 кислорода. $Mr = 1 \cdot 2 + 16 = 18$. Попробуйте сами для углекислого газа $CO_2$." | Ученики выполняют расчет в тетрадях: $Mr(CO_2) = 12 + 16 \cdot 2 = 44$. Сверяют результаты. |
3 мин | "Теперь о валентности. Это способность атома удерживать определенное число других атомов. Представьте, что у атома Водорода одна 'рука', а у Кислорода — две. Чтобы они 'держались', Кислороду нужны два Водорода. Так получается $H-O-H$. Это и есть валентность. У Водорода она всегда I, у Кислорода — II." | Ученики рисуют 'модели с руками' для $H_2O, HCl, NH_3$ (где у Азота 3 руки). Записывают определение валентности. |
Запись в тетрадях
1. Химический элемент — вид атомов с одинаковым зарядом ядра.
2. Относительная молекулярная масса ($Mr$) — сумма атомных масс элементов в формуле.
3. Валентность — свойство атомов соединяться в определенных соотношениях.
4. Закон постоянства состава (Ж. Пруст): Любое чистое вещество независимо от способа получения имеет постоянный качественный и количественный состав.
2. Относительная молекулярная масса ($Mr$) — сумма атомных масс элементов в формуле.
3. Валентность — свойство атомов соединяться в определенных соотношениях.
4. Закон постоянства состава (Ж. Пруст): Любое чистое вещество независимо от способа получения имеет постоянный качественный и количественный состав.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы узнали, как взвешивать молекулы и как атомы 'держатся' друг за друга. Пора применить эти знания на практике."
Этап 5. Первичное закрепление (5 мин)
Цель этапа: закрепить навык расчета $Mr$ и понимание символики через экспресс-задания.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | "Игра 'Химическое домино'. Я называю латинское имя или русский перевод, вы — символ и его произношение. Например: 'Гидраргирум' — вы отвечаете 'Hg, ртуть'." Учитель проводит быстрый опрос по 5-7 элементам. | Ученики активно отвечают с места, используя таблицу Менделеева как подсказку. |
3 мин | "Рассчитайте относительную молекулярную массу для серной кислоты $H_2SO_4$. Подсказка: не забудьте умножить массу на индекс!" Учитель контролирует процесс, проходя по рядам. | Ученики производят расчет: $Mr(H_2SO_4) = 1 \cdot 2 + 32 + 16 \cdot 4 = 98$. Один ученик записывает решение на доске. |
Эталон решения
$Mr(H_2SO_4) = 2 \cdot Ar(H) + 1 \cdot Ar(S) + 4 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 2 + 32 + 64 = 98$
Завершение этапа: учитель подводит итог: "С математикой в химии вы справляетесь отлично! Теперь проверим вашу интуицию и логику в самостоятельной работе."
Этап 6. Самостоятельная работа с самопроверкой (8 мин)
Цель этапа: индивидуальная проверка усвоения темы (символы, $Mr$, валентность).
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
6 мин | Учитель раздает карточки с тремя уровнями сложности. "Выберите тот уровень, который вам по силам. Уровень А — базовый (символы и простые $Mr$), Уровень Б — средний (сложные формулы), Уровень В — для профи (определение валентности в незнакомых веществах)." | Ученики выбирают карточку и самостоятельно выполняют задания в тетрадях. |
2 мин | Учитель выводит ответы на экран. "Возьмите зеленые ручки. Если задание выполнено верно — ставьте плюс. Если ошибка — обведите её и напишите рядом правильный вариант. Будьте честны с собой — это ваша диагностика." | Ученики проводят самопроверку, анализируют свои ошибки, задают уточняющие вопросы учителю. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Поднимите руки те, кто выполнил всё без ошибок? А те, у кого только одна? Вы молодцы, это отличный результат для первого урока по теме!"
Этап 7. Рефлексия и домашнее задание (5 мин)
Цель этапа: осознание учащимися своей учебной деятельности, самооценка результатов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | "Наш урок подходит к концу. Давайте вспомним наш 'крючок' в начале. Можно ли бесконечно делить мел? С точки зрения химии — нет, мы дойдем до молекул карбоната кальция, а затем до атомов. Используем прием 'Светофор': Зеленый — я всё понял и могу научить другого; Желтый — я понял, но нужно еще потренироваться; Красный — мне было очень трудно." | Ученики поднимают цветные карточки или показывают жестами. Комментируют свой выбор (по желанию). |
2 мин | "Запишите домашнее задание. Оно также разделено по уровням. Обратите внимание на творческое задание — оно поможет вам лучше запомнить символы." Учитель диктует задание. | Ученики записывают задание в дневники, задают вопросы по выполнению творческой части. |
Критерии оценивания практической работы
- "5" — Ученик безошибочно находит символы элементов, правильно рассчитывает $Mr$ для сложных веществ (3 и более элементов) и верно определяет валентность по формуле.
- "4" — Допущены 1-2 негрубые ошибки в расчетах $Mr$ или при округлении атомных масс, символы элементов написаны верно.
- "3" — Ученик справляется с поиском символов и расчетом $Mr$ только для простых бинарных соединений, испытывает затруднения с определением валентности.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Какое открытие сегодня было для тебя самым неожиданным? | Выявление эмоциональной вовлеченности и наиболее ярких моментов урока. |
В каком моменте расчета $Mr$ ты совершил ошибку (или мог совершить)? | Осознание алгоритма и поиск типичных ошибок (индексы, округление). |
Где в жизни нам может пригодиться знание о составе вещества? | Связь теории с практикой и функциональной грамотностью. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы сделали первый и самый важный шаг в изучении химии — выучили буквы её алфавита. Помните, что даже самая сложная материя во Вселенной состоит из тех же атомов, что мы сегодня записывали в тетрадь. На следующем уроке мы научимся составлять из этих букв целые слова — химические формулы по валентности. Если сегодня что-то осталось непонятным — не бойтесь спрашивать, химия любит любопытных. До встречи на следующем уроке!"
Домашнее задание
Уровень сложности | Задания | Описание |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Параграф 5-7, упр. 3, 5 на стр. 34. | Выучить символы первых 10 элементов таблицы Менделеева, уметь их называть. |
Средний (повышающий) | Задача: Рассчитать $Mr$ для сахарозы ($C_{12}H_{22}O_{11}$) и соды ($NaHCO_3$). | Отработка навыка работы с большими индексами и несколькими элементами. |
Продвинутый (дополнительный) | Творческое задание: 'История одного имени'. | Подготовить короткое сообщение (5-7 предложений) о происхождении названия любого химического элемента (почему он так назван). |