Обобщение знаний по темам: валентность и расчёты по химическим формулам
Цели и задачи
- Цель урока по SMART: за 45 минут систематизировать знания о валентности, относительной молекулярной массе, массовой и мольной доле элемента, количестве вещества и числе Авогадро; выполнить не менее четырёх расчётных заданий с точностью и объяснением алгоритма.
- Образовательная задача: повторить алгоритмы составления формул по валентностям, вычисления относительной молекулярной массы и массовой доли элемента в веществе.
- Развивающая задача: развивать умение выбирать формулу и последовательность действий для решения расчётной задачи, анализировать ошибки и проверять результат.
- Коммуникативная задача: формировать навыки парной работы, взаимопроверки и аргументированного объяснения решения.
- Воспитательная задача: развивать ответственное отношение к результату, самостоятельность и готовность корректировать собственные затруднения.
Планируемые результаты
Личностные
- Осознают значение химических расчётов для контроля состава веществ в медицине, экологии и промышленности.
- Проявляют учебную самостоятельность при выборе уровня дифференцированного задания.
- Положительно оценивают стремление проверить решение и исправить ошибку.
- Формируют ответственное отношение к точности вычислений и записи единиц измерения.
Метапредметные
- Выделяют известные и искомые величины, выбирают подходящую формулу и план решения.
- Используют таблицу относительных атомных масс и цифровую презентацию для проверки данных.
- Сотрудничают в парах, формулируют вопросы и аргументируют согласие или несогласие с решением.
- Осуществляют самодиагностику, фиксируют продвижение и корректируют учебные действия.
Предметные
- Знать определения валентности, относительной молекулярной массы, количества вещества, моля, числа Авогадро, массовой и мольной доли элемента.
- Уметь составлять формулы бинарных соединений по валентностям.
- Уметь вычислять относительную молекулярную массу и массовую долю элемента по формуле вещества.
- Уметь находить количество вещества по числу частиц и число частиц по количеству вещества.
- Уметь определять мольную долю элемента и восстанавливать простейшую формулу вещества по массовым долям элементов.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют личную цель повторения и соотносят её с результатом самодиагностики.
- Осознают ценность точного химического языка и корректной математической записи.
- Проявляют готовность принимать замечания партнёра без конфликтов.
- Оценивают собственный вклад в работу пары и группы.
Регулятивные УУД
- Планируют решение задачи по выделенным данным и искомой величине.
- Контролируют порядок вычислений, единицы измерения и округление.
- Сверяют результат с эталоном и находят этап, на котором возникла ошибка.
- Заполняют лист продвижения и выбирают следующий шаг для устранения затруднения.
Познавательные УУД
- Сравнивают формулы массовой доли и мольной доли элемента.
- Классифицируют задачи по типу искомой величины.
- Моделируют состав вещества через индексы химической формулы.
- Работают с таблицей атомных масс, формулами и числовыми данными.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли в паре: решающий и проверяющий, затем меняются ролями.
- Задают уточняющие вопросы к записи решения.
- Используют формулу аргументации: «Я считаю…, потому что…».
- Корректно формулируют рекомендации партнёру при взаимооценке.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить презентацию с памяткой формул: $M_r=\sum A_r$, $\omega(E)=\frac{A_r(E)\cdot n}{M_r}\cdot100\%$, $n=\frac{N}{N_A}$, $N=nN_A$, $\chi(E)=\frac{n(E)}{n(\text{всех атомов})}$.
- Распечатать лист самодиагностики и лист продвижения — по одному экземпляру на каждого ученика.
- Распечатать карточки трёх уровней сложности — по одному комплекту на каждого ученика, задания среднего уровня выделить как основной вариант.
- Подготовить карточки для парной взаимооценки — по одной на пару.
- Вывести на экран таблицу относительных атомных масс часто используемых элементов: H, C, N, O, Na, Mg, Al, S, Cl, Ca, Fe.
- Подготовить интерактивную презентацию или онлайн-форму с пятью вопросами для быстрого входного и итогового контроля.
- Разместить на доске алгоритм решения: «дано — найти — формула — подстановка — ответ — проверка».
- Подготовить маркеры, стикеры трёх цветов и таймер на 3–5 минут для этапов самостоятельной работы.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в работу и показать практическую значимость обобщаемых расчётов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс: "Здравствуйте, ребята. Сегодня мы не изучаем отдельное новое правило, а проверяем, насколько уверенно умеем связывать формулу вещества, состав и расчёты. На экране вы видите результаты анализа образца: формулу, массу и число частиц. Все эти данные химик должен уметь переводить друг в друга." | Проверяют готовность тетради, калькулятора и ручки; формулируют предположение: "Нужно уметь работать сразу с несколькими формулами". |
2 мин | Учитель показывает на экране три вопроса: «Как составить формулу?», «Как узнать долю элемента?», «Как перейти от числа частиц к молям?». Приём «Подумай — обсуди в паре — поделись»: "Сначала выберите вопрос, который кажется вам самым трудным, обсудите его с соседом и назовите причину." | В течение 30 секунд выбирают самый трудный вопрос, 1 минуту обсуждают в парах, затем сообщают варианты: "Сложнее всего восстановить формулу по массовым долям" или "Сложно не перепутать массовую и мольную долю". |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня мы проверим не отдельные определения, а всю цепочку рассуждений. Сначала определим свои стартовые затруднения, затем потренируемся и в конце сравним результат с началом урока."
Этап 2. Самодиагностика и актуализация знаний (6 мин)
Цель этапа: выявить уровень владения основными понятиями и распределить внимание по индивидуальным затруднениям.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт лист самодиагностики: "Отметьте зелёным то, что можете объяснить и применить, жёлтым — что помните частично, красным — что требует повторения. Не оценивайте себя для отметки: это карта вашего продвижения." | Отмечают уровень уверенности по пунктам: валентность, $M_r$, массовая доля, количество вещества, число Авогадро, мольная доля, формула по массовым долям. |
4 мин | Учитель запускает на экране пять коротких заданий: определить валентности в $Al_2O_3$; вычислить $M_r(H_2O)$; назвать формулу для массовой доли; найти $n$ по $N$; определить, что показывает мольная доля. "Записывайте только ответ и номер. После сигнала сравним не отметки, а типичные ошибки." | Индивидуально отвечают: «Al — III, O — II»; «$M_r(H_2O)=18$»; «$\omega(E)=\frac{A_r(E)\cdot n}{M_r}\cdot100\%$»; «$n=\frac{N}{N_A}$»; «долю вещества элемента по количеству вещества». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Стартовая карта заполнена. Сейчас мы не будем пытаться одинаково долго повторять всё подряд: каждый отметит свой риск и во время заданий проверит именно его. Перейдём к систематизации алгоритмов."
Этап 3. Систематизация алгоритмов и постановка учебной задачи (5 мин)
Цель этапа: связать основные понятия в единую систему и сформулировать план повторения.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель демонстрирует на экране кластер «Формула вещества — состав — количество частиц»: "Посмотрите, от чего зависит $M_r$? Как через него найти массовую долю? Чем массовая доля отличается от мольной?" Затем фиксирует на доске три ветви: составление формулы, массовые расчёты, расчёты по частицам. | Отвечают: "$M_r$ зависит от атомных масс и индексов"; "массовая доля показывает часть массы элемента в массе вещества"; "мольная доля сравнивает количество вещества атомов элемента с общим количеством вещества атомов". |
2 мин | Учитель предлагает сформулировать план: "Какие действия помогут решить смешанный вариант без потери баллов? Назовите их в правильном порядке." | Формулируют план: «прочитать условие; определить тип задачи; записать формулу; подставить данные; вычислить; проверить смысл результата». |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы восстановили карту понятий и общий алгоритм. Теперь применим его в парной работе, где важно не только получить число, но и объяснить каждый переход."
Этап 4. Парная работа по базовым заданиям (10 мин)
Цель этапа: закрепить алгоритмы составления формул и выполнения основных расчётов через взаимное объяснение.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель раздаёт карточки парам: "В первой задаче один ученик решает, второй проверяет по алгоритму и задаёт вопрос. Во второй задаче поменяйтесь ролями. Проверяющий не исправляет молча, а просит объяснить шаг." | Распределяют роли «решающий» и «проверяющий», записывают их в верхней части карточки. |
4 мин | Учитель предлагает задание 1: "Составьте формулу соединения алюминия и кислорода по валентностям. Затем вычислите относительную молекулярную массу полученного вещества." Напоминает: "Сначала запишите валентности, затем поставьте индексы и только после этого считайте." | Составляют $Al_2O_3$, вычисляют $M_r(Al_2O_3)=2\cdot27+3\cdot16=102$, объясняют партнёру порядок действий. |
3 мин | Учитель предлагает задание 2: "Вычислите массовую долю кислорода в $CO_2$. Запишите формулу, подстановку и ответ в процентах." Обходит пары и задаёт вопрос: "Почему в числителе стоит $2\cdot A_r(O)$?" | Вычисляют $M_r(CO_2)=12+2\cdot16=44$; $\omega(O)=\frac{2\cdot16}{44}\cdot100\%\approx72{,}7\%$; объясняют, что в формуле два атома кислорода. |
2 мин | Учитель раздаёт эталон и карточку взаимооценки: "Поставьте две звезды за правильный алгоритм и точную запись. Одно пожелание сформулируйте конкретно: например, «укажи единицу измерения» или «запиши проверку»." | Сверяют решения с эталоном, отмечают два достоинства и одно улучшение, затем меняются ролями для короткой проверки второго решения. |
Эталон решения
$Al^{III}$ и $O^{II}$ дают формулу $Al_2O_3$. $M_r(Al_2O_3)=2\cdot27+3\cdot16=102$. Для $CO_2$: $M_r=12+2\cdot16=44$; $\omega(O)=\frac{32}{44}\cdot100\%\approx72{,}7\%$. В ответе обязательно указать формулу, вычисления и процент.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы проверили составление формулы, относительную молекулярную массу и массовую долю. Обратите внимание: одна ошибка в индексе меняет все последующие вычисления. Теперь перейдём к задачам, где нужно выбрать уровень сложности и самостоятельно спланировать решение."
Этап 5. Дифференцированная самостоятельная работа с ИКТ (10 мин)
Цель этапа: применить знания в задачах разного уровня и выполнить самопроверку по цифровому эталону.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель объясняет выбор: "На экране представлены три уровня. Базовый нужен каждому, средний выбирают те, кто уверенно решает базовый, продвинутый — для тех, кто готов восстановить формулу по долям. Выберите посильный уровень, но при готовности можете перейти выше." | Выбирают уровень и записывают его в лист продвижения. |
5 мин | Учитель выводит задания. Базовый: «Вычислите $n$ и $N$ для $0{,}5$ моль кислорода: используйте $N_A=6{,}02\cdot10^{23}$». Средний: «Сколько молекул содержится в $18$ г воды?» Продвинутый: «В веществе массовые доли углерода и кислорода равны соответственно $27{,}3\%$ и $72{,}7\%$. Найдите простейшую формулу вещества». | Решают индивидуально. Для базового получают $N=3{,}01\cdot10^{23}$ частиц; для среднего находят $n=1$ моль и $N=6{,}02\cdot10^{23}$ молекул; для продвинутого принимают 100 г вещества, находят отношения $\frac{27{,}3}{12}:\frac{72{,}7}{16}\approx2:3$ и формулу $C_2O_3$. |
4 мин | Учитель открывает цифровую форму самопроверки: "Введите только итоговые ответы, а затем откройте пояснение. Если ответ неверен, найдите не просто ошибку в числе, а этап алгоритма: данные, формула, вычисление или округление." | Вводят ответы в форму, сравнивают с пояснением, исправляют решение другим цветом и отмечают в листе продвижения: «выполнено», «нужна помощь», «готов к следующему уровню». |
Эталон решения
Для $0{,}5$ моль: $N=nN_A=0{,}5\cdot6{,}02\cdot10^{23}=3{,}01\cdot10^{23}$. Для $18$ г $H_2O$: $M_r=18$, $n=\frac{18}{18}=1$ моль, $N=6{,}02\cdot10^{23}$ молекул. Для 100 г вещества: $n(C)=\frac{27{,}3}{12}=2{,}275$, $n(O)=\frac{72{,}7}{16}=4{,}544$, отношение примерно $1:2$, поэтому простейшая формула $CO_2$. Если используется округление исходных данных, учитель принимает запись с пояснением способа округления.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Самостоятельная работа показала, что расчёты по частицам и восстановление формулы требуют разных опор. Запишите в лист продвижения одно действие, которое стало увереннее, и одно, которое нужно повторить. Теперь проверим, как вы объясняете выбор формулы и результат другому человеку."
Этап 6. Взаимооценка и включение знаний в систему (6 мин)
Цель этапа: проверить понимание различий между массовой и мольной долей и научиться аргументированно оценивать решение.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель предлагает парам обменяться решениями продвинутого или среднего уровня: "Проверьте три критерия: записана ли формула; выбрана ли подходящая величина; есть ли единицы и осмысленный ответ. Используйте фразу: «Я ставлю этот балл, потому что…»." | Проверяют работу партнёра по трём критериям, выставляют 0–3 балла и формулируют рекомендацию: «Формула выбрана верно, но не записано вычисление количества вещества». |
3 мин | Учитель задаёт вопросы классу: "Почему массовая доля выражается в процентах? Может ли мольная доля быть больше единицы? В чём ошибка ученика: он для $CO_2$ посчитал $\frac{16}{44}\cdot100\%$ как долю кислорода?" | Отвечают: «Массовая доля — часть массы, поэтому часто выражается в процентах»; «мольная доля не больше единицы»; «ученик учёл один атом кислорода вместо двух, правильный числитель — $2\cdot16$». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Вы не только решили задачи, но и проверили логику чужого решения. Именно умение увидеть причину ошибки отличает осознанное знание от механической подстановки формулы. Осталось зафиксировать личный результат и следующий шаг."
Этап 7. Рефлексия, лист продвижения и домашнее задание (5 мин)
Цель этапа: сопоставить стартовую и итоговую самодиагностику, определить степень продвижения и получить понятное домашнее задание.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт стикеры: "Вернитесь к листу самодиагностики. Обведите пункт, в котором произошёл самый заметный рост, и поставьте стрелку к пункту, который повторите дома. На стикере завершите фразу: «Теперь я могу…»" | Сравнивают начальные и итоговые отметки, заполняют лист продвижения: «могу вычислять $M_r$», «нужно повторить мольную долю», прикрепляют стикер на доску. |
2 мин | Учитель проводит приём «Билет на выход»: "Ответьте письменно на два вопроса: какую формулу вы используете для массовой доли элемента; как проверить, что найденная формула по массовым долям правдоподобна?" | Пишут: "$\omega(E)=\frac{A_r(E)\cdot n}{M_r}\cdot100\%$"; «соотношение индексов должно быть простейшим, а сумма массовых долей — около 100%». |
1 мин | Учитель объявляет домашнее задание: "Выберите обязательный уровень и, если готовы, добавьте повышающий или дополнительный. Ориентируйтесь на свой лист продвижения." | Записывают выбранный уровень и задают уточняющие вопросы по объёму и оформлению. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня вы увидели общую систему: валентность задаёт формулу, формула позволяет считать массу и доли, а количество вещества связывает состав с числом частиц. Сохраните лист продвижения: на следующем уроке мы начнём с тех пунктов, где осталось больше всего жёлтых и красных отметок."
Критерии оценивания практической работы
- «5» — верно выполнены не менее четырёх заданий, включая задачу выбранного повышенного или продвинутого уровня; формулы, индексы, вычисления и единицы записаны корректно; ученик может объяснить алгоритм.
- «4» — верно выполнены три задания из четырёх, допущена одна вычислительная или оформительская ошибка, не нарушающая понимания алгоритма; взаимооценка проведена по критериям.
- «3» — верно выполнены базовые задания на составление формулы и один основной расчёт; имеются отдельные ошибки в вычислениях или обозначениях, но общий способ решения распознан.
- Ниже базового уровня — результат требует доработки: ученик повторяет памятку, разбирает одну ошибку с учителем или партнёром и выполняет аналогичное задание повторно.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что сегодня стало для вас самым уверенным действием: составление формулы, вычисление $M_r$, доля элемента или расчёты через моль? | Выявление субъективного ощущения продвижения и сильной стороны ученика. |
На каком этапе решения вы чаще всего ошибались? | Выявление точек затруднения в алгоритме и планирование коррекции. |
Чем массовая доля отличается от мольной доли? | Проверка осознанного различения двух близких понятий. |
Какое задание вы готовы решить самостоятельно на следующем уроке? | Определение уровня учебной самостоятельности и готовности к усложнению. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы собрали в одну систему знания о валентности, формуле вещества, долях и количестве вещества. Типичная ошибка — сразу подставлять числа, не определив, что именно требуется найти и сколько атомов указано индексом. Используйте алгоритм «дано — найти — формула — подстановка — ответ — проверка» и сверяйте смысл результата. На следующем уроке мы начнём с ваших листов продвижения и подробнее разберём восстановление формул по составу."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Выполнить 4 задания: составить две формулы бинарных соединений по валентностям; вычислить относительную молекулярную массу одного вещества; найти массовую долю указанного элемента в другом веществе; решить одну задачу на $n$, $N$ или $N_A$. | Закрепляет базовые алгоритмы. При проверке смотреть на индексы, формулы, единицы измерения и наличие полного ответа. |
Средний (повышающий) | Выполнить 3 расчётные задачи: найти массовые доли двух элементов в соединении; определить количество молекул по заданной массе вещества; вычислить мольную долю элемента по химической формуле. | Формирует умение выбирать формулу и связывать массу, количество вещества и число частиц. Проверять последовательность действий и округление. |
Продвинутый (дополнительный) | Решить 2 задачи на нахождение простейшей формулы вещества по массовым долям двух или трёх элементов, затем проверить результат вычислением массовых долей по найденной формуле. | Развивает анализ и самопроверку. При проверке смотреть на переход от массовых долей к количествам вещества, простейшее соотношение и обратную проверку. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Как составить формулу по валентностям?», «Как вычислить $M_r$?», «Что находится в числителе формулы массовой доли?», «Как связаны $n$, $N$ и $N_A$?», «Как проверить формулу, найденную по массовым долям?»
