Кислород: состав, свойства и роль в природе
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока учащиеся объяснят положение кислорода среди химических элементов, назовут его формулу и основные физические свойства, а также составят уравнение реакции горения магния или углерода с кислородом, соблюдая правила работы с веществами.
- Сформировать знания о кислороде как химическом элементе и простом веществе, его распространённости, физических свойствах и роли в процессах горения и дыхания.
- Научить выделять признаки химической реакции по описанию опыта и записывать уравнения взаимодействия веществ с кислородом.
- Развивать умение работать с информацией, выдвигать гипотезы, аргументировать выводы в паре и проверять себя по критериям.
- Воспитывать ответственное отношение к безопасному обращению с огнём и понимание значения кислорода для жизни человека и природы.
Планируемые результаты
Личностные
- Осознают значение кислорода для дыхания живых организмов и поддержания природного равновесия.
- Проявляют ответственное отношение к правилам пожарной и лабораторной безопасности.
- Связывают изучение химии с профессиями врача, эколога, пожарного, инженера и технолога.
- Оценивают собственный вклад в парную работу и готовность корректировать ошибочное представление.
Метапредметные
- Извлекают сведения о кислороде из таблицы, демонстрации и краткого текста.
- Сравнивают физические свойства кислорода с известными веществами и выделяют существенные признаки.
- Планируют последовательность действий при составлении уравнения реакции горения.
- Формулируют выводы, аргументируют их и участвуют в диалоге при парной работе.
- Используют символическую запись химических реакций как способ моделирования явлений.
Предметные
- Знать химический знак элемента кислорода O, формулу простого вещества $O_2$ и относительную молекулярную массу $M_r(O_2)=32$.
- Описывать кислород как бесцветный, без запаха газ, немного тяжелее воздуха, плохо растворимый в воде.
- Понимать, что кислород сам не горит, но поддерживает горение.
- Уметь составлять уравнения реакций взаимодействия магния и углерода с кислородом.
- Объяснять значение кислорода для дыхания, горения и круговорота веществ в природе.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют личную значимость знаний о кислороде для безопасного поведения в быту.
- Проявляют познавательный интерес к объяснению наблюдаемых явлений горения и дыхания.
- Осознают ответственность за соблюдение инструкций при химическом эксперименте.
- Формулируют личный учебный мотив: понять, почему пламя гаснет без доступа воздуха.
Регулятивные УУД
- Принимают учебную цель и формулируют план её достижения.
- Прогнозируют результат демонстрационного опыта до его проведения.
- Сверяют уравнения реакций с алгоритмом расстановки коэффициентов.
- Обнаруживают и исправляют ошибки в формулах и коэффициентах.
- Оценивают степень понимания темы по листу самооценки и сигналам «светофора».
Познавательные УУД
- Выделяют признаки кислорода по наблюдению и тексту.
- Классифицируют свойства кислорода на физические и химические.
- Устанавливают связь между составом вещества $O_2$ и его химической формулой.
- Моделируют реакцию горения словесной схемой и уравнением.
- Сравнивают горение в воздухе и в чистом кислороде, объясняя различие интенсивности.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли в паре: наблюдатель, формулировщик вывода и проверяющий.
- Задают уточняющие вопросы о свойствах и применении кислорода.
- Аргументируют ответ наблюдаемыми признаками реакции.
- Согласовывают общий вывод и корректно принимают замечания партнёра.
- Представляют результат парной работы классу в краткой форме.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить демонстрацию горения лучинки в сосуде с кислородом либо видеозапись безопасного опыта; заранее проверить оборудование и отсутствие открытого доступа учащихся к источнику огня.
- Подготовить пробирку или газовый сосуд с кислородом, тлеющую лучинку, держатель, защитные очки и экран для демонстрации.
- Распечатать карточки с заданиями трёх уровней: по одной на каждого ученика, всего по числу учащихся класса.
- Распечатать лист самооценки и карточку «Билет на выход» по одной на каждого ученика.
- Подготовить на каждую парту карточку для парной работы с таблицей «Свойство — доказательство — значение».
- Вывести на доску или экран тему, проблемный вопрос «Почему свеча гаснет, а тлеющая лучинка вспыхивает в кислороде?» и алгоритм составления уравнения реакции.
- Записать на отдельной части доски символ O, формулу $O_2$, значения относительных атомных масс и заготовки схем $Mg+O_2\rightarrow MgO$, $C+O_2\rightarrow CO_2$.
- Подготовить таймер, зелёные, жёлтые и красные карточки для быстрой обратной связи.
- Организовать свободное пространство для короткой физкультминутки без лабораторного оборудования на столах.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (4 мин)
Цель этапа: включить учащихся в деятельность и создать проблемную ситуацию, связанную со свойствами кислорода.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и проверяет готовность: "Здравствуйте, ребята. Сегодня нам понадобятся тетрадь, ручка и внимательный взгляд исследователя. Проверьте, что на столе нет лишних предметов, а при работе с демонстрацией вы не встаёте без разрешения. Поднимите зелёную карточку, если готовы начать." | Учащиеся готовят тетради и ручки, показывают зелёные карточки, фиксируют готовность к работе. |
3 мин | Учитель показывает на экране две фотографии: потухшую свечу и ярко горящую лучинку в сосуде с кислородом: "Посмотрите на изображения. Почему в одном случае пламя исчезает, а в другом тлеющая лучинка вспыхивает? Подумайте молча 30 секунд, затем обсудите ответ с соседом. Приём называется «Подумай — обсуди в паре — поделись»." Учитель фиксирует гипотезы: "кислород нужен для горения", "в чистом кислороде его больше", "кислород сам горит". | Учащиеся формулируют индивидуальную гипотезу, обсуждают её в паре и сообщают варианты: "Кислород поддерживает горение"; отдельные ученики предполагают: "Кислород горит сам". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Гипотезы разные, и сегодня мы проверим их опытами и химическими уравнениями. Нам предстоит выяснить, что представляет собой кислород и почему он так важен для горения и жизни."
Этап 2. Актуализация знаний (5 мин)
Цель этапа: актуализировать знания о химическом элементе, простом веществе, формулах и признаках химической реакции.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель записывает на доске O и спрашивает: "Что обозначает запись O? Это атом, элемент или простое вещество? Вспомните, чем химический элемент отличается от простого вещества. Как записать молекулу кислорода, если она состоит из двух атомов?" | Учащиеся отвечают: "O — химический знак элемента и один атом кислорода"; "Простое вещество состоит из атомов одного элемента"; записывают и называют формулу $O_2$. |
3 мин | Учитель предлагает мини-задание: "На карточке отметьте, где физическое явление, а где химическая реакция: плавление льда, горение бумаги, растворение сахара, потемнение меди. Назовите признак химической реакции в одном выбранном примере." Учитель быстро проверяет ответы приёмом «Светофор». | Учащиеся распределяют примеры, поднимают карточки и объясняют: "Горение бумаги — химическая реакция, потому что образуются новые вещества, выделяются тепло и свет". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили, как различать элемент и вещество, а также как распознавать химическую реакцию. Теперь используем эти знания, чтобы определить свойства кислорода и объяснить опыт."
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (3 мин)
Цель этапа: сформулировать учебную проблему и совместно определить план исследования.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель возвращает класс к проблемному вопросу: "Почему свеча гаснет, а тлеющая лучинка вспыхивает в кислороде? Можно ли назвать кислород горючим веществом? Запишите вопрос в верхней части страницы и предложите, какие сведения помогут на него ответить." | Учащиеся записывают вопрос, предлагают: "Нужно узнать физические свойства кислорода, проверить его действие на горение и записать реакцию". |
2 мин | Учитель оформляет на доске план: "Первое — определим состав и физические свойства кислорода. Второе — проведём наблюдение и выделим химическое свойство. Третье — запишем уравнения реакций. Четвёртое — объясним роль кислорода в жизни. Выберите, какой пункт вам интереснее представить в конце урока." | Учащиеся выбирают пункт для итогового сообщения, формулируют цель: "Научиться описывать кислород и объяснять его роль в горении". |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Цель определена: от наблюдения и фактов перейти к объяснению и химической записи. Начинаем исследование с того, что можно установить без проведения реакции."
Этап 4. Открытие нового знания: свойства кислорода (9 мин)
Цель этапа: сформировать представление о составе, физических свойствах и химическом свойстве кислорода через наблюдение и работу с информацией.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель показывает сосуд с кислородом и напоминает правила: "Рассматриваем вещество только глазами, не пробуем и не подносим сосуд к лицу. Кислород — простое вещество, его молекула состоит из двух атомов, поэтому формула $O_2$. Сравните его с воздухом: кислород — бесцветный газ без запаха, немного тяжелее воздуха и плохо растворяется в воде." | Учащиеся заносят свойства в таблицу «Свойство — как установили»: бесцветный, без запаха, газ; записывают $O_2$ и $M_r(O_2)=32$. |
3 мин | Учитель проводит демонстрацию с тлеющей лучинкой: "Сначала лучинка тлеет и почти гаснет на воздухе. Теперь внесём её в сосуд с кислородом. Внимательно смотрите на изменение пламени и не делайте вывод раньше наблюдения. Какой признак вы видите?" | Учащиеся наблюдают вспышку тлеющей лучинки, фиксируют выделение света и усиление горения, формулируют: "Кислород поддерживает горение, но сам не является горючим веществом". |
3 мин | Учитель организует работу в парах: "В карточке есть три утверждения: 1) кислород горит; 2) кислород поддерживает горение; 3) при взаимодействии веществ с кислородом могут образовываться оксиды. Обсудите каждое и приведите доказательство из опыта или известного примера. Запишите общий вывод одной фразой." | Пары отмечают неверным первое утверждение, подтверждают второе опытом, третье связывают с образованием оксидов; формулируют: "Кислород поддерживает горение и реагирует со многими веществами с образованием оксидов". |
Запись в тетрадях
Кислород $O_2$ — простое вещество, состоящее из молекул, каждая из которых содержит два атома кислорода. Это бесцветный газ без запаха, немного тяжелее воздуха, плохо растворимый в воде. Кислород не горит, но поддерживает горение.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Опыт помог нам отличить горючесть от способности поддерживать горение. Теперь превратим наблюдение в химический язык — составим уравнения реакций кислорода с простыми веществами."
Этап 5. Физкультминутка и смена вида деятельности (2 мин)
Цель этапа: снять напряжение, восстановить внимание и связать движение с темой урока.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель говорит: "Выполняем короткую физкультминутку безопасно, не касаясь оборудования. На вдохе поднимаем руки вверх, на выдохе опускаем; затем делаем два плавных наклона в стороны. Представьте, что лёгкие получают кислород, а мышцы используют его для работы. Последнее движение — потянитесь вверх и спокойно сядьте." | Учащиеся выполняют четыре цикла «вдох — руки вверх, выдох — руки вниз», два наклона, возвращаются к рабочим местам и открывают тетради. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы восстановили внимание и вспомнили, что кислород необходим не только для горения, но и для дыхания. Переходим к моделированию реакций."
Этап 6. Первичное закрепление: составление уравнений (9 мин)
Цель этапа: научить составлять и уравнивать реакции взаимодействия кислорода с магнием и углеродом.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель записывает условие: "Магний горит в кислороде с образованием оксида магния. Запишите словесную схему, формулы веществ и расставьте коэффициенты. Алгоритм такой: определяем формулы, считаем атомы каждого элемента, подбираем коэффициенты, проверяем равенство числа атомов." Учитель напоминает формулы $Mg$, $O_2$, $MgO$. | Учащиеся записывают схему «магний + кислород → оксид магния», составляют $Mg+O_2\rightarrow MgO$, расставляют коэффициент и получают $2Mg+O_2\rightarrow 2MgO$, проверяют по числу атомов. |
3 мин | Учитель предлагает парную проверку: "Сравните запись с партнёром. Один ученик считает атомы слева, другой — справа. Если нашли ошибку, не зачёркивайте сразу: объясните, какой элемент не уравнен. Затем поменяйтесь ролями." | В парах проверяют уравнение, проговаривают: «Слева два атома магния и два атома кислорода; справа также два атома магния и два атома кислорода». |
2 мин | Учитель даёт задачу: "Углерод сгорает в кислороде с образованием углекислого газа. Запишите и уравняйте реакцию. Какой признак позволяет отнести её к реакции горения?" | Учащиеся составляют $C+O_2\rightarrow CO_2$, объясняют, что уравнение уже уравнено, называют выделение тепла и света. |
Эталон решения
1. Магний и кислород образуют оксид магния: $Mg+O_2\rightarrow MgO$. 2. В молекуле $O_2$ два атома кислорода, поэтому ставим коэффициент 2 перед $MgO$: $Mg+O_2\rightarrow 2MgO$. 3. Справа стало два атома магния, ставим коэффициент 2 перед $Mg$: $2Mg+O_2\rightarrow 2MgO$. 4. Проверка: Mg — 2 и 2; O — 2 и 2. Для углерода: $C+O_2\rightarrow CO_2$; число атомов C и O уже одинаково слева и справа.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы научились переводить наблюдение в формулу и уравнение. Сейчас каждый самостоятельно проверит, умеет ли он описывать кислород, выбирать его свойства и составлять запись реакции без подсказки партнёра."
Этап 7. Самостоятельная работа с самопроверкой (8 мин)
Цель этапа: проверить индивидуальное понимание свойств кислорода и алгоритма составления уравнений.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
5 мин | Учитель раздаёт карточки трёх уровней: "Выберите уровень по готовности: обязательный минимум, базовый или повышенный. На карточке А укажите формулу кислорода, два физических свойства и исправьте фразу «кислород горит». На карточке Б дополнительно составьте уравнение горения углерода. На карточке В объясните, почему в чистом кислороде горение идёт интенсивнее, и составьте уравнение для магния. Работайте индивидуально, время — пять минут." | Учащиеся выбирают уровень, выполняют задания письменно. В варианте А записывают $O_2$, свойства и исправление «кислород поддерживает горение»; в Б — $C+O_2\rightarrow CO_2$; в В — объяснение и $2Mg+O_2\rightarrow 2MgO$. |
3 мин | Учитель выводит эталон: "Проверьте не только итог, но и ход рассуждения. За формулу — один балл, за свойства — по баллу, за правильное уравнение — два, за объяснение — два. Отметьте зелёным то, что совпало, жёлтым — сомнение, красным — ошибку, которую нужно исправить." | Учащиеся выполняют самопроверку по эталону, подсчитывают результат, исправляют одну ошибку и поднимают карточку соответствующего цвета. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Самостоятельная работа показала, какие действия уже стали уверенными, а какие требуют тренировки. Перед итоговой рефлексией ещё раз свяжем химические знания с жизнью и безопасностью."
Этап 8. Рефлексия и домашнее задание (5 мин)
Цель этапа: осмыслить результат урока, проверить достижение цели и объяснить значение кислорода в повседневной жизни.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель предлагает «Билет на выход»: "Ответьте письменно на два вопроса: «Какое свойство кислорода доказывает опыт с тлеющей лучинкой?» и «Почему нельзя говорить, что кислород горит?» Затем закончите фразу: «Теперь я умею…»." | Учащиеся пишут ответы: «Кислород поддерживает горение»; «Он сам не является горючим веществом»; формулируют личный результат. |
1 мин | Учитель задаёт вопросы классу: "Кому было легко составить уравнение? Где возникло затруднение? Какое применение кислорода вы считаете наиболее важным — медицинское, промышленное или природное? Обоснуйте выбор одним предложением." | Учащиеся показывают карточки «светофора», называют затруднения и аргументируют выбор: «Медицинское, потому что кислород помогает пациентам дышать» или «Природное, потому что без него невозможно дыхание организмов». |
2 мин | Учитель сообщает домашнее задание: "Выберите уровень по своим учебным потребностям. Обязательный уровень выполняют все; повышающий и дополнительный выбирают те, кто готов усложнить задачу. Перед уходом проверьте, записаны ли тема, формула и два уравнения." | Учащиеся записывают выбранный уровень домашнего задания, задают уточняющие вопросы и сдают «Билет на выход». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня мы установили, что кислород — простое вещество состава $O_2$, бесцветный газ, который не горит, но поддерживает горение. Вы научились подтверждать свойства наблюдением и записывать реакции с его участием. На следующем уроке рассмотрим получение кислорода и способы его собирания."
Критерии оценивания практической работы
- «5» — верно указаны формула $O_2$ и не менее трёх свойств кислорода, правильно составлены оба уравнения, объяснено различие между горючестью и поддержанием горения, вывод сформулирован самостоятельно.
- «4» — верно указаны формула и не менее двух свойств, правильно составлено хотя бы одно уравнение, допущена одна неточность в объяснении или оформлении.
- «3» — указана формула кислорода и хотя бы одно свойство, составлено одно уравнение с помощью алгоритма, но имеются ошибки в коэффициентах или объяснении опыта.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Какое свойство кислорода вы доказали наблюдением с тлеющей лучинкой? | Проверка понимания ключевого химического свойства вещества. |
Почему выражение «кислород горит» является ошибочным? | Выявление различения горючести и способности поддерживать горение. |
Какой шаг алгоритма составления уравнения оказался самым трудным? | Выявление точек затруднения при моделировании реакции. |
Где в жизни или будущей профессии нужны знания о кислороде? | Связь предметного знания с личной мотивацией и функциональной грамотностью. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы выяснили, что кислород — не просто газ из воздуха, а химически активное вещество, поддерживающее горение и необходимое для дыхания. Самая частая ошибка — говорить, что кислород горит; правильнее утверждать, что он поддерживает горение. Вы научились подтверждать вывод опытом и записывать реакции с помощью формул и коэффициентов. На следующем уроке мы узнаем, как получают кислород и почему его можно собирать над водой."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Подготовить письменный ответ из 5–6 предложений о кислороде: указать формулу, три физических свойства, химическое свойство и значение для дыхания. Записать и проверить уравнения $C+O_2\rightarrow CO_2$ и $2Mg+O_2\rightarrow 2MgO$. | Закрепляет терминологию, формулы и алгоритм проверки равенства числа атомов; при проверке обратить внимание на коэффициенты и различие между свойством и применением. |
Средний (повышающий) | Решить 4 качественных задания: определить, какие свойства кислорода проявляются в предложенных бытовых ситуациях; объяснить усиление горения в чистом кислороде; исправить две ошибочные формулировки; составить одно уравнение реакции металла с кислородом. | Развивает применение и анализ; при проверке смотреть на доказательность объяснений и корректность химической записи. |
Продвинутый (дополнительный) | Создать мини-памятку «Кислород дома и на производстве»: привести 3 области применения, 2 правила пожарной безопасности, объяснить одну связь с экологией и записать уравнение одной реакции с кислородом. | Развивает умение отбирать информацию, аргументировать и связывать химию с будущими профессиями; при проверке оценить точность, самостоятельность и наличие химического уравнения. |
Контрольные вопросы перед выходом из класса: «Какова формула кислорода?», «Назовите два его физических свойства», «Горит ли кислород сам?», «Что происходит с тлеющей лучинкой в кислороде?», «Как расставить коэффициенты в уравнении реакции?»
