Химическая формула. Вещества и химические реакции
Цели и задачи
- Цель урока по SMART: к концу урока научиться читать и составлять простейшие химические формулы по названиям веществ, определять качественный и количественный состав вещества, отличать физические явления от химических реакций и приводить не менее двух признаков химической реакции.
- Образовательная задача: закрепить представления о химическом элементе, простом и сложном веществе, химической формуле и коэффициенте.
- Развивающая задача: формировать умение извлекать информацию из текста учебника, анализировать химические формулы, сравнивать состав веществ и делать выводы по наблюдаемым признакам.
- Метапредметная задача: развивать навыки сотрудничества, аргументации, самоконтроля и представления информации в виде схемы или таблицы.
- Воспитательная задача: показать значение химических знаний для медицины, экологии, сельского хозяйства и безопасного поведения в быту.
Планируемые результаты
Личностные
- Проявляют познавательный интерес к объяснению превращений веществ в окружающем мире.
- Осознают значение химических знаний для безопасного обращения с веществами в быту и будущей профессиональной деятельности.
- Принимают ответственность за точность записи химических формул и соблюдение правил безопасной работы.
- Уважительно относятся к мнению одноклассников при обсуждении результатов наблюдений.
Метапредметные
- Извлекают из учебного текста сведения о химической формуле, индексах, коэффициентах и признаках химических реакций.
- Сравнивают формулы веществ по качественному и количественному составу, выделяют существенные признаки.
- Формулируют учебную проблему, планируют последовательность действий и проверяют результат по образцу.
- Работают в паре и группе, аргументируют выводы и представляют их в краткой форме.
- Используют схему, таблицу и условные обозначения для представления химической информации.
Предметные
- Знать понятия «химическая формула», «индекс», «коэффициент», «химическая реакция», «признак химической реакции».
- Уметь читать формулы H₂O, CO₂, O₂, Fe, NaCl и определять входящие в состав вещества элементы.
- Уметь устанавливать число атомов каждого элемента по химической формуле.
- Уметь отличать физические явления от химических реакций по изменению состава вещества и наблюдаемым признакам.
- Уметь приводить примеры химических реакций из быта, природы и производственной деятельности.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Осознают смысл изучения химических формул как языка описания состава веществ.
- Проявляют готовность соблюдать правила безопасного поведения при наблюдении химических превращений.
- Оценивают собственный вклад в совместную работу и связывают содержание урока с практическими ситуациями.
Регулятивные УУД
- Формулируют цель урока на основе проблемного вопроса и планируют способы её достижения.
- Сверяют составленные формулы и выводы с эталоном, находят и исправляют ошибки.
- Оценивают степень освоения материала с помощью листа самооценки и сигнала «Светофор».
- Выбирают уровень домашнего задания и принимают ответственность за его выполнение.
Познавательные УУД
- Выделяют в химической формуле символы элементов и индексы, переводят запись в словесное описание.
- Классифицируют вещества по составу и сопоставляют химические формулы с моделями частиц.
- Анализируют наблюдаемые признаки превращения веществ и устанавливают причинно-следственные связи.
- Моделируют состав вещества с помощью условных обозначений и составляют простую таблицу наблюдений.
Коммуникативные УУД
- Формулируют точные вопросы по тексту учебника и отвечают на вопросы одноклассников.
- Распределяют роли в группе при анализе формул и обсуждении признаков реакций.
- Аргументируют выводы, используя понятия «состав», «атом», «вещество» и «признак реакции».
- Согласовывают общий ответ группы и корректно разрешают разногласия.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить доску или интерактивный экран с темой урока, проблемным вопросом и памяткой: «Индекс показывает число атомов элемента; коэффициент показывает число частиц вещества».
- Подготовить учебник и заранее определить в нём фрагмент о химических формулах, составе веществ и химических реакциях для чтения с остановками.
- Распечатать индивидуальные карточки трёх уровней с формулами H₂O, CO₂, O₂, Fe, NaCl, CaCO₃ и заданиями на чтение формул — по одной на каждого ученика.
- Распечатать для групп карточки с описаниями явлений: таяние льда, ржавление железа, горение свечи, растворение сахара, выделение газа при смешивании веществ — по одному комплекту на группу.
- Подготовить лист наблюдений с графами «Что наблюдаем?», «Изменился ли состав вещества?», «Физическое явление или химическая реакция?».
- Подготовить безопасную демонстрацию: раствор пищевой соды, столовый уксус, стакан и воздушный шарик либо пробирку; заранее проверить оборудование.
- Подготовить карточки «Светофор» трёх цветов — по одной на каждого ученика.
- Вывести на экран таблицу «Формула — элементы — число атомов» и схему «Признаки химической реакции».
- Подготовить таймер, маркеры, магниты и лист самооценки на каждого ученика.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в учебную деятельность и вызвать интерес к химической формуле как языку описания веществ.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и показывает на экране записи H₂O, CO₂, O₂. «Здравствуйте, ребята. Посмотрите на доску: перед вами три короткие записи. Как вы думаете, что они обозначают? Почему химики используют именно такие символы и маленькие цифры?» | Рассматривают записи, высказывают предположения: «Это вещества», «Буквы обозначают химические элементы», «Маленькая цифра показывает количество атомов». |
2 мин | Учитель демонстрирует стакан с водой и карточку H₂O. «Вода окружает нас постоянно, но химик описывает её состав не длинным предложением, а формулой. Сегодня мы выясним, какую информацию скрывает такая запись, и научимся отличать превращение вещества от изменения его формы». | Фиксируют тему урока, формулируют личный вопрос: «Как читать формулы?» или «Как понять, произошла ли реакция?» |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы увидели, что краткая запись может содержать важную информацию. Теперь вспомним, из каких частиц состоят вещества и какие обозначения химии нам уже знакомы».
Этап 2. Актуализация знаний (6 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о химических элементах, атомах, веществах и их обозначениях.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель организует приём «Подумай — обсуди в паре — поделись». «Вспомните, чем химический элемент отличается от простого вещества. Запишите по одному примеру. Сначала подумайте молча, затем обсудите ответ с соседом и выберите точную формулировку». | Индивидуально записывают примеры, обсуждают их в парах и формулируют: «Химический элемент — вид атомов, а простое вещество состоит из атомов одного элемента». Приводят примеры кислорода O₂ и железа Fe. |
3 мин | Учитель показывает на доске символы H, O, C, Fe, Na, Cl. «Назовите элементы, которые обозначены этими символами. Какие символы состоят из одной буквы, а какие — из двух? Почему в записи Fe вторая буква строчная?» | Называют элементы: «водород, кислород, углерод, железо, натрий, хлор»; объясняют, что символ элемента начинается с заглавной буквы, а в двухбуквенном символе вторая буква строчная. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы вспомнили, что химический элемент обозначается символом, а вещество имеет определённый состав. Теперь проверим, как этот состав записывается формулой и где возникает затруднение».
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: выявить затруднение при чтении химической формулы и совместно сформулировать цель урока.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель записывает на доске CO₂ и 2CO₂. «Сравните эти записи. Что общего и чем они различаются? Означают ли они одно и то же? Обсудите в парах и предложите объяснение. Не бойтесь предположить: нам важно найти место затруднения». | Сравнивают записи и отвечают: «В обеих формулах углерод и кислород», «В CO₂ одна частица вещества, а 2CO₂ — две такие частицы», «Индекс относится к кислороду, коэффициент — ко всей формуле». |
2 мин | Учитель возвращается к проблемному вопросу: «Как по формуле определить состав вещества и как понять, что произошло химическое превращение? Сформулируйте цель урока через слова “научиться”». Учитель фиксирует на доске удачные формулировки. | Формулируют цель: «Научиться читать химические формулы, определять число атомов и отличать химические реакции от физических явлений». Записывают цель в тетрадь. |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Затруднение связано с тем, что индекс и коэффициент несут разную информацию. Сейчас мы обратимся к учебнику и наблюдению, чтобы самостоятельно открыть правило».
Этап 4. Открытие нового знания по учебнику и наблюдение (10 мин)
Цель этапа: сформировать представление о химической формуле, качественном и количественном составе вещества и признаках химической реакции.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель предлагает чтение с остановками. «Откройте учебник на теме, посвящённой химической формуле. Прочитайте первый фрагмент до объяснения индекса. После чтения ответьте: что обозначают символы элементов, что показывает индекс и что означает отсутствие индекса?» Учитель выводит на экран формулы H₂O, CO₂, CaCO₃. | Читают фрагмент учебника с пометками «+» — новое, «?» — непонятное. Отвечают: «Символы показывают элементы, входящие в состав вещества; индекс показывает число атомов; отсутствие индекса означает один атом». Заполняют таблицу «Формула — элементы — число атомов». |
3 мин | Учитель разбирает пример. «Рассмотрим CaCO₃. В формуле три элемента: кальций, углерод и кислород. Индекс 3 относится только к кислороду. Значит, в одной частице вещества один атом кальция, один атом углерода и три атома кислорода. Запишите такой вывод словами». | Записывают и проговаривают: «CaCO₃ состоит из кальция, углерода и кислорода; в одной частице — 1 атом Ca, 1 атом C и 3 атома O». По аналогии читают H₂O и CO₂. |
3 мин | Учитель проводит безопасную демонстрацию. «Посмотрите на стакан. При смешивании раствора соды и уксуса появляется пена и выделяется газ. Что изменилось? Какие признаки вы наблюдаете? Сравните этот опыт с таянием льда». Учитель фиксирует ответы в таблице на доске. | Наблюдают выделение пузырьков газа, описывают опыт: «Появился газ, исходные вещества превратились в новые». Сравнивают с таянием льда: «При таянии состав воды не меняется, поэтому это физическое явление». |
Запись в тетрадях
- Химическая формула — условная запись состава вещества с помощью символов химических элементов и индексов.
- Индекс показывает число атомов данного элемента в одной частице вещества. Если индекса нет, принимают число атомов, равное единице.
- Коэффициент показывает число частиц вещества, записанного после него.
- Признаки химической реакции: выделение газа, образование осадка, изменение цвета, появление запаха, выделение или поглощение теплоты и света.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы установили, как читать формулу и по каким признакам распознавать реакцию. Теперь потренируемся применять эти правила, сначала вместе, а затем самостоятельно».
Этап 5. Первичное закрепление. Работа в группах (8 мин)
Цель этапа: закрепить умение читать химические формулы и различать физические явления и химические реакции.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель делит класс на группы и раздаёт карточки. «Каждая группа получает формулы H₂O, O₂, CO₂, NaCl и CaCO₃. В таблице укажите элементы и число атомов каждого элемента. Распределите роли: читатель условия, секретарь, проверяющий и докладчик. У вас четыре минуты; затем докладчик представит один наиболее интересный пример». | Распределяют роли, заполняют таблицу. Например, для CO₂ записывают: «углерод — 1 атом, кислород — 2 атома»; для CaCO₃: «кальций — 1, углерод — 1, кислород — 3». Докладчики объясняют решение. |
4 мин | Учитель раздаёт второй набор карточек и предлагает приём «Снежный ком». «Сначала каждый выберите химические реакции из списка: ржавление железа, горение бумаги, растворение сахара, кипение воды, выделение газа при смешивании соды и уксуса. Затем объединитесь в пары, сравните решения, а группы сформулируйте общий признак». | Индивидуально отмечают явления, затем обсуждают в парах и группах. Формулируют: «Ржавление, горение и выделение газа сопровождаются образованием новых веществ; растворение и кипение не изменяют состав вещества». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Вы применили два правила: прочитали формулы по индексам и проверили, изменился ли состав вещества. Теперь каждый покажет, насколько уверенно может выполнить эти действия без помощи группы».
Этап 6. Самостоятельная работа с самопроверкой (9 мин)
Цель этапа: проверить индивидуальное освоение алгоритма чтения формул и распознавания химических реакций.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель раздаёт карточки трёх уровней. «Выберите уровень, который соответствует вашей уверенности. На базовом уровне прочитайте формулы O₂, H₂O и CO₂. На среднем дополнительно определите состав NaCl и CaCO₃. На повышенном объясните различие между CO₂ и 2CO₂ и определите, сколько атомов кислорода содержится в трёх частицах CO₂». | Выбирают карточку и выполняют задания индивидуально. Записывают полные ответы: «O₂ — два атома кислорода», «H₂O — два атома водорода и один атом кислорода», «В 3CO₂ содержится 6 атомов кислорода». |
2 мин | Учитель выводит эталон. «Проверьте не только ответ, но и способ записи: назван ли каждый элемент, учтён ли индекс, не перепутан ли индекс с коэффициентом. Ошибку не зачеркивайте молча — подчеркните место и исправьте рядом». | Сверяют работу с эталоном, отмечают ошибки условным знаком, исправляют записи и подсчитывают количество верных пунктов. |
2 мин | Учитель проводит самооценку. «Покажите карточку “Светофор”: зелёная — могу читать формулы и объяснять признаки реакции; жёлтая — иногда путаю индекс и коэффициент; красная — нужна помощь. Запишите в листе самооценки один следующий шаг». | Поднимают карточку соответствующего цвета и записывают: «Повторю значение индекса», «Потренируюсь определять число атомов», «Научусь приводить признаки реакции». |
Эталон решения
Для формулы CO₂: 1) символы C и O показывают углерод и кислород; 2) у C индекса нет, значит, 1 атом углерода; 3) у O индекс 2, значит, 2 атома кислорода; 4) в одной частице CO₂ всего 3 атома. Для трёх частиц: 3CO₂: количество атомов углерода равно 3 · 1 = 3, количество атомов кислорода равно 3 · 2 = 6.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Самостоятельная работа показала, что большинство из вас уже умеет читать формулы. Ошибки чаще всего возникают при различении индекса и коэффициента. Осталось связать химические формулы с другими предметами и жизненными ситуациями».
Этап 7. Межпредметное применение, рефлексия и домашнее задание (5 мин)
Цель этапа: связать химическое содержание с биологией, физикой и экологией, осмыслить результат урока и определить дальнейшую работу.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель показывает изображения дыхания человека, ржавления металлической конструкции и горения топлива. «В биологии мы говорим, что кислород необходим для дыхания, в физике наблюдаем выделение теплоты, а в экологии оцениваем продукты горения. Как химические формулы помогают описывать эти процессы? Выберите один пример и объясните связь». | Выбирают пример и формулируют ответы: «O₂ обозначает кислород, необходимый живым организмам», «При горении образуются новые вещества», «Формулы помогают точно описать состав веществ в природе и технике». |
2 мин | Учитель проводит рефлексию «Одноминутка». «Запишите три короткие фразы: “Сегодня я узнал…”, “Теперь я умею…”, “Мне ещё нужно потренироваться…”. Затем ответьте на проблемный вопрос урока». | Записывают рефлексию и отвечают: «По формуле можно определить элементы и число атомов; химическая реакция приводит к образованию новых веществ и имеет наблюдаемые признаки». |
1 мин | Учитель сообщает домашнее задание и контрольные вопросы. «Выберите уровень, но сначала проверьте себя: что показывает индекс? Чем коэффициент отличается от индекса? Назовите два признака химической реакции». | Отвечают на контрольные вопросы: «Индекс показывает число атомов элемента в частице; коэффициент — число частиц вещества; признаки — выделение газа и изменение цвета». Записывают выбранный уровень задания. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Сегодня вы открыли, что химическая формула является точным языком химии, а химическая реакция изменяет состав веществ. Проверьте дома свои записи и обратите внимание на формулы веществ, которые встречаются в биологии, медицине и быту».
Критерии оценивания практической работы
- «5» — правильно прочитаны все предложенные формулы, точно указаны элементы и число атомов, верно различены физические явления и химические реакции, выводы аргументированы.
- «4» — правильно выполнено не менее 80% заданий, допущена одна неточность в подсчёте атомов или объяснении признака реакции, после подсказки ошибка исправлена.
- «3» — правильно выполнено не менее 60% заданий, названы основные элементы и хотя бы один признак химической реакции, но имеются ошибки в применении индексов или коэффициентов.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что показывает индекс в химической формуле? | Проверка осознания ключевого правила чтения формулы. |
Чем запись CO₂ отличается от записи 2CO₂? | Выявление понимания различия между индексом и коэффициентом. |
Какой признак помог вам определить, что произошло химическое превращение? | Выявление умения связывать наблюдение с понятием химической реакции. |
Какое задание оказалось самым сложным и что поможет его выполнить лучше? | Определение индивидуальных затруднений и развитие навыка самооценки. |
Завершающее слово учителя
«Сегодня мы научились читать химические формулы как краткие записи состава веществ. Вы установили, что индекс относится к одному элементу, а коэффициент — ко всей формуле, и научились замечать признаки химических реакций. Самая частая ошибка — переносить индекс на весь состав вещества, поэтому всегда проверяйте каждый символ отдельно. На следующем уроке мы продолжим работу с составом веществ и применим эти знания при составлении химических уравнений».
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Прочитать фрагмент учебника о химической формуле и признаках химических реакций. Составить таблицу для пяти формул, выбранных из изученного материала: формула, названия элементов, число атомов каждого элемента. Письменно привести два примера химических реакций из быта. | Закрепляет чтение формул и различение физического явления и химической реакции; при проверке обратить внимание на индексы и полноту состава. |
Средний (повышающий) | Выполнить 4–5 заданий на определение числа атомов в формулах H₂O, CO₂, O₂, NaCl, CaCO₃ и в записях с коэффициентами 2H₂O и 3CO₂. Объяснить словами различие индекса и коэффициента. | Формирует применение алгоритма в новых примерах; при проверке учитывать правильность умножения числа атомов на коэффициент. |
Продвинутый (дополнительный) | Подготовить мини-сообщение «Химические формулы в моей будущей профессии или повседневной жизни»: выбрать 3 вещества, записать их формулы, определить состав и объяснить значение одного вещества для медицины, биологии, техники или экологии. | Развивает функциональную и естественно-научную грамотность, умение устанавливать межпредметные связи и представлять химическую информацию. |
Контрольные вопросы перед выходом из класса: «Что называют химической формулой? Что показывает индекс? Что показывает коэффициент? Назовите два признака химической реакции. Чем химическая реакция отличается от физического явления?»
