Практическая работа № 5. Приготовление раствора с определённой массовой долей растворённого вещества
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока научиться рассчитывать массу растворённого вещества и воды, отмерять вещества и готовить раствор с заданной массовой долей, соблюдая правила техники безопасности и проверяя результат расчётом.
- Рассчитать массу соли и воды для приготовления заданной массы раствора с определённой массовой долей растворённого вещества.
- Освоить алгоритм взвешивания твёрдого вещества, измерения воды и приготовления раствора.
- Развивать умение работать в паре, распределять обязанности, фиксировать результаты опыта и анализировать возможные источники погрешности.
- Воспитывать аккуратность, ответственность за безопасность и понимание значения точных растворов в лаборатории, медицине и производстве.
Планируемые результаты
Личностные
- Осознают значение точности и соблюдения правил безопасности при работе с веществами.
- Проявляют ответственность за собственные действия и безопасность партнёра.
- Понимают практическую ценность химических знаний для медицины, пищевой промышленности и лабораторной диагностики.
- Оценивают собственный вклад в работу пары и готовы корректировать действия по результатам проверки.
Метапредметные
- Планируют последовательность приготовления раствора и распределяют роли в паре.
- Извлекают данные из условия, формулы и инструкции, переводят текст задачи в расчётную модель.
- Сравнивают расчётную и фактически полученную массу раствора, выявляют причины расхождений.
- Аргументированно обсуждают результат и формулируют вывод по итогам практической работы.
Предметные
- Знать формулу массовой доли растворённого вещества: $w=\frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})}\cdot100\%$.
- Уметь рассчитывать массу растворённого вещества и воды по заданной массе раствора и массовой доле.
- Уметь пользоваться лабораторными весами, стаканом, шпателем, мерным цилиндром и стеклянной палочкой.
- Уметь готовить раствор поваренной соли заданной концентрации и оформлять результаты практической работы.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют личную ответственность за точность измерений и соблюдение техники безопасности.
- Связывают изучаемый способ приготовления раствора с реальными задачами химика, фармацевта и медицинского работника.
- Формируют внутреннюю мотивацию к выполнению практического задания через самостоятельный выбор роли в паре.
- Оценивают собственную готовность применять химические знания в бытовых и профессиональных ситуациях.
Регулятивные УУД
- Принимают учебную цель и составляют план приготовления раствора.
- Контролируют соблюдение последовательности операций и правил безопасности.
- Сверяют результат с расчётными данными, находят ошибку и предлагают способ коррекции.
- Осуществляют самооценку по критериям точности, аккуратности и полноты отчёта.
Познавательные УУД
- Выделяют известные и искомые величины в условии практической задачи.
- Применяют формулу массовой доли и преобразуют её для нахождения массы вещества.
- Моделируют состав раствора с помощью расчётной схемы и таблицы данных.
- Анализируют причины погрешностей при взвешивании, измерении воды и растворении.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли в паре: расчётчик, оператор оборудования, секретарь; при необходимости меняются ролями.
- Формулируют уточняющие вопросы по инструкции и технике безопасности.
- Согласовывают действия при выполнении измерений и аргументируют вывод.
- Корректно дают партнёру обратную связь по приёму «Две звезды и пожелание».
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить на каждую пару поваренную соль, воду, химический стакан, шпатель, стеклянную палочку, мерный цилиндр, промывалку и салфетку.
- Проверить исправность лабораторных весов, наличие разновесов или электронных весов и установить общий нуль.
- Распечатать инструктивные карточки с вариантами расчётов: 50 г 5%-ного раствора, 80 г 10%-ного раствора, 100 г 8%-ного раствора — по одной на пару.
- Распечатать лист отчёта для каждого ученика: цель, оборудование, расчёт, ход работы, наблюдения, вывод.
- Разместить на доске формулы $w=\frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})}\cdot100\%$ и $m(\text{воды})=m(\text{раствора})-m(\text{вещества})$.
- Вывесить памятку по технике безопасности: не пробовать вещества, не направлять раствор на себя, работать сухими руками, при попадании вещества сообщить учителю.
- Подготовить слайд или плакат с межпредметной связью: применение растворов в медицине, пищевой промышленности и экологическом анализе.
- Организовать рабочие места так, чтобы оборудование каждой пары было подписано и доступно для проверки.
- Подготовить карточки самооценки «Я могу рассчитать — измерить — приготовить — объяснить».
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в практическую деятельность, актуализировать личную значимость точного приготовления растворов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и показывает два образца раствора: «Ребята, сегодня вы будете работать как начинающие лаборанты. Представьте, что медицинской лаборатории нужно получить раствор с точно заданной концентрацией. Как вы думаете, можно ли определить его состав “на глаз”?» | Рассматривают образцы, обсуждают в парах 30 секунд, отвечают: «Нет, нужны расчёты и точные измерения». |
2 мин | Учитель объявляет тему и приём «Проблемный вопрос»: «Сегодня нам нужно приготовить раствор с заданной массовой долей. В конце урока вы должны доказать расчётом и практической работой, что раствор соответствует условию. Где ещё нужны растворы определённого состава?» | Формулируют примеры: «В лекарствах, пищевых продуктах, лабораторных анализах, при очистке воды». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы увидели, что концентрация раствора важна в реальной работе. Теперь вспомним формулу и величины, которые понадобятся для точного расчёта».
Этап 2. Актуализация знаний и инструктаж по безопасности (6 мин)
Цель этапа: восстановить формулу массовой доли и обеспечить безопасное выполнение практической работы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель записывает на доске формулы и проводит приём «Подумай — обсуди в паре — поделись»: «Что показывает массовая доля растворённого вещества? Какая масса входит в знаменатель? Запишите формулу, обсудите её с соседом и объясните обозначения». | Индивидуально записывают формулу, затем обсуждают её в парах и отвечают: «Массовая доля показывает отношение массы вещества к массе раствора; масса раствора включает вещество и воду». |
3 мин | Учитель показывает оборудование: «Перед вами весы, стакан, шпатель, цилиндр и палочка. Назовите безопасный порядок действий. Что запрещено делать с веществами?» Учитель демонстрирует, как брать соль шпателем и как ставить стакан на весы. | Называют правила: «Не пробовать вещества, не брать их руками, не работать мокрыми руками, не наклоняться близко к раствору». Записывают два ключевых правила в отчёт. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Формула позволяет рассчитать состав, а правила безопасности — выполнить опыт без риска. Теперь проверим, умеем ли мы составлять расчёт для конкретного задания».
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: научить учащихся выделять исходные данные и самостоятельно формулировать план практической работы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель предъявляет задачу: «Приготовьте 50 г раствора поваренной соли с массовой долей соли 5%. Что в задаче известно? Что нужно найти? Какую формулу применим?» Учитель предлагает парам выбрать роль расчётчика или оператора оборудования. | Выделяют данные: $m(\text{раствора})=50$ г, $w=5\%$; искомые — масса соли и воды. Выбирают роли и формулируют: «Сначала рассчитать, затем взвесить соль, отмерить воду, растворить и проверить». |
2 мин | Учитель задаёт вопрос: «Почему нельзя сначала налить воду “примерно”, а потом добавить соль до нужной концентрации? Какие измерения будут наиболее критичными?» | Обсуждают в парах, отвечают: «Потому что изменится масса раствора и массовая доля; критичны масса соли и общий состав раствора». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы определили общий алгоритм: расчёт — измерение — растворение — проверка. Переходим к выполнению расчёта и практическому открытию способа приготовления раствора».
Этап 4. Открытие нового знания и расчёт (7 мин)
Цель этапа: сформировать умение рассчитывать массы компонентов раствора по массовой доле и общей массе.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель разбирает задачу на доске: «Для приготовления 50 г 5%-ного раствора найдём массу соли: $m(\text{соли})=\frac{w\cdot m(\text{раствора})}{100\%}=\frac{5\cdot50}{100}=2{,}5$ г. Теперь найдём массу воды: $m(\text{воды})=50-2{,}5=47{,}5$ г. Почему массы складываются именно так?» | Записывают решение, называют единицы измерения и объясняют: «Масса раствора равна сумме масс растворённого вещества и растворителя». |
3 мин | Учитель раздаёт карточки трёх уровней и говорит: «Каждая пара решает свой вариант. Проверьте расчёт обратной подстановкой: отношение массы соли к массе раствора должно дать заданные 5%, 8% или 10%.» | Решают вариант в паре, сверяют действия, выполняют обратную проверку и записывают расчёт в лист отчёта. |
Запись в тетрадях
- $w=\frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})}\cdot100\%$.
- $m(\text{вещества})=\frac{w\cdot m(\text{раствора})}{100\%}$.
- $m(\text{воды})=m(\text{раствора})-m(\text{вещества})$.
- Алгоритм: рассчитать — взвесить — отмерить — растворить — проверить.
Эталон решения
Для 50 г 5%-ного раствора: $m(\text{соли})=5\cdot50:100=2{,}5$ г; $m(\text{воды})=50-2{,}5=47{,}5$ г. Проверка: $w=2{,}5:50\cdot100\%=5\%$.
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Расчёт показывает, сколько каждого компонента нужно взять. Теперь проверим, сможете ли вы превратить математическую модель в реальный раствор, соблюдая порядок операций и безопасность».
Этап 5. Практическая работа в парах (12 мин)
Цель этапа: приготовить раствор с заданной массовой долей и зафиксировать наблюдения в отчёте.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель напоминает инструкцию: «Перед началом проверьте расчёт и подпишите лист. Оператор работает с весами и цилиндром, расчётчик читает инструкцию и контролирует значения. Сначала взвешиваем соль в стакане, затем отмеряем воду, после чего перемешиваем до полного растворения. Если показание отличается, не исправляйте молча — сообщите мне». | Распределяют роли, подписывают отчёт, показывают учителю расчёт и получают разрешение начать работу. |
4 мин | Учитель контролирует взвешивание: «Поставьте пустой сухой стакан, обнулите весы или учтите массу тары. Добавляйте соль шпателем небольшими порциями. Прочитайте показание вслух и запишите фактическую массу». | Взвешивают рассчитанную массу соли, записывают фактическое значение, при необходимости аккуратно корректируют массу. |
3 мин | Учитель наблюдает за измерением воды: «Отмеряйте воду по нижнему краю мениска на уровне глаз. Перенесите воду в стакан с солью, не проливая её». | Отмеряют рассчитанную массу или объём воды, переносят её в стакан, фиксируют фактическое значение. |
3 мин | Учитель предлагает приём «Лабораторный контроль»: «Перемешивайте стеклянной палочкой до исчезновения кристаллов. Опишите внешний вид раствора и сравните фактическую массу компонентов с расчётной. Какие причины могут дать небольшую погрешность?» | Перемешивают раствор, наблюдают его прозрачность, записывают: «Получен однородный раствор без видимых кристаллов». Обсуждают погрешности: потери соли, неточность весов, неполный перенос вещества. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Раствор приготовлен, но практическая работа не заканчивается наблюдением. Теперь нужно проверить, насколько результат соответствует расчёту, и научиться объяснять обнаруженные расхождения».
Этап 6. Анализ результата и первичное закрепление (6 мин)
Цель этапа: закрепить алгоритм через анализ практических данных и взаимную проверку отчётов.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель предлагает приём «Две звезды и пожелание»: «Обменяйтесь отчётами с соседней парой. Найдите две сильные стороны: правильный расчёт, точные измерения, полный вывод. Затем напишите одно пожелание, например: указать единицы измерения или объяснить причину погрешности». | Проверяют отчёт другой пары по чек-листу, отмечают две сильные стороны и одно конкретное пожелание. |
3 мин | Учитель задаёт вопросы: «Если взять 2,5 г соли и 50 г воды, будет ли массовая доля равна 5%? Что изменится, если часть соли останется на шпателе?» | Отвечают: «Нет, масса раствора будет 52,5 г, поэтому доля станет меньше 5%». Объясняют, что потеря соли уменьшит фактическую массовую долю. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Мы проверили не только ход работы, но и качество результата. Осталось выполнить индивидуальную проверку, чтобы каждый смог подтвердить освоение алгоритма самостоятельно».
Этап 7. Самостоятельная проверка и рефлексия (5 мин)
Цель этапа: выявить индивидуальное понимание расчёта, алгоритма и качества выполненной работы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель раздаёт мини-задание: «Рассчитайте массу соли и воды для 80 г 10%-ного раствора. Запишите одно правило безопасности и одну возможную причину погрешности». Через две минуты показывает эталон на доске. | Индивидуально решают: $m(\text{соли})=8$ г, $m(\text{воды})=72$ г; записывают правило и причину погрешности, выполняют самопроверку. |
2 мин | Учитель проводит рефлексию «Светофор»: «Покажите цвет, который описывает вашу готовность: зелёный — могу выполнить самостоятельно, жёлтый — нужна проверка расчёта, красный — требуется помощь. Заполните фразу: “Сегодня я научился...”» | Показывают карточку, завершают фразу: «Сегодня я научился рассчитывать массу соли и воды и готовить раствор заданной концентрации». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: «Вы не просто получили раствор, а связали формулу, измерения и проверку результата. Запишите домашнее задание и передайте отчёты, предварительно проверив наличие вывода».
Этап 8. Подведение итогов и домашнее задание (2 мин)
Цель этапа: зафиксировать результаты практической работы, сообщить критерии оценивания и обеспечить осмысленное продолжение изучения темы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель говорит: «Проверьте отчёт по трём пунктам: есть расчёт, указаны фактические измерения, сформулирован вывод. Отчёты сдайте на стол. Домашнее задание выберите по уровню готовности, но базовый уровень обязателен для всех». | Проверяют отчёт, сдают его, записывают выбранный уровень домашнего задания и контрольные вопросы. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — расчёт выполнен без ошибок, масса соли и воды измерены корректно, раствор приготовлен безопасно, отчёт содержит наблюдения и обоснованный вывод.
- «4» — практическая работа выполнена правильно, но допущена одна неточность в оформлении, единицах измерения или объяснении небольшой погрешности.
- «3» — расчёт или последовательность действий выполнены с исправленной ошибкой, отчёт заполнен частично, вывод сформулирован с помощью учителя.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что нового вы узнали о связи массовой доли и массы раствора? | Выявление осознания формулы и смысла входящих в неё величин. |
На каком шаге практической работы вам потребовалась наибольшая точность? | Выявление затруднений в расчёте, взвешивании или измерении воды. |
Какая ошибка могла бы изменить массовую долю приготовленного раствора? | Проверка умения анализировать источники погрешности. |
Какую роль в паре вы выполняли и что сделали для общего результата? | Оценка сотрудничества, ответственности и вклада ученика. |
Завершающее слово учителя
«Сегодня вы прошли полный путь лабораторного исследования: рассчитали состав раствора, измерили компоненты, приготовили раствор и проверили результат. Важно помнить, что массовая доля определяется отношением массы вещества ко всей массе раствора, а не только к массе воды. Типичная ошибка — забыть, что масса раствора складывается из массы вещества и массы растворителя. На следующем уроке мы продолжим применять расчёты состава растворов в новых химических задачах».
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Решить 3 задачи на нахождение массы растворённого вещества и воды для заданной массы раствора и массовой доли; оформить расчёты с единицами измерения. | Закрепляет применение формул; при проверке обратить внимание на перевод процентов и сумму масс компонентов. |
Средний (повышающий) | Решить 3 задачи на сравнение двух растворов и определение, какой из них более концентрированный; одну задачу сопроводить кратким объяснением в словах. | Развивает анализ и сравнение; при проверке смотреть на правильное использование массы всего раствора. |
Продвинутый (дополнительный) | Составить собственную практическую задачу о приготовлении раствора для медицины, пищевой промышленности или экологического анализа, решить её и указать возможные источники погрешности. | Формирует умение создавать математическую модель реальной ситуации и оценивать качество измерений. |
Контрольные вопросы перед выходом: «Что показывает массовая доля растворённого вещества? Как найти массу вещества по массовой доле и массе раствора? Почему массу воды находят вычитанием? Назовите два правила безопасной работы при приготовлении раствора».
