Растворы. Массовая доля растворённого вещества
Цели и задачи
- Цель по SMART: к концу урока учащиеся объяснят смысл массовой доли растворённого вещества, выведут и применят формулу $w=\frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})}\cdot100\%$, а также решат не менее двух практических задач на вычисление массовой доли с проверкой результата.
- Сформировать представление о растворе как однородной смеси растворителя и растворённого вещества и установить связь между массами компонентов раствора.
- Научить различать массу растворённого вещества, массу растворителя и массу раствора, применять правило $m(\text{раствора})=m(\text{вещества})+m(\text{растворителя})$.
- Развивать умение анализировать условие химической задачи, выбирать формулу, выполнять вычисления и оценивать разумность ответа.
- Формировать навыки сотрудничества в паре, самоконтроля и безопасного отношения к приготовлению растворов в быту и лаборатории.
Планируемые результаты
Личностные
- Осознают практическую значимость концентрации растворов для приготовления напитков, лекарственных средств и лабораторных реактивов.
- Проявляют ответственное отношение к точности измерений и соблюдению правил безопасности при работе с веществами.
- Формулируют личную учебную цель и оценивают собственный прогресс в освоении алгоритма решения задач.
- Уважают мнение партнёра и принимают ответственность за вклад в совместное решение.
Метапредметные
- Извлекают из условия задачи данные о массах компонентов, преобразуют их в математическую модель и выбирают способ решения.
- Сравнивают полученный результат с возможным диапазоном массовой доли: от 0 до 100 процентов.
- Планируют последовательность действий, выполняют самопроверку по эталону и корректируют ошибки.
- Формулируют выводы полными предложениями и аргументируют выбор формулы в парной работе.
Предметные
- Знать понятия «раствор», «растворитель», «растворённое вещество», «масса раствора», «массовая доля растворённого вещества».
- Уметь определять массу раствора по массам растворителя и растворённого вещества.
- Уметь вычислять массовую долю растворённого вещества по формуле $w=\frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})}\cdot100\%$.
- Уметь находить массу растворённого вещества или раствора по известной массовой доле.
- Владеть алгоритмом оформления химической задачи с краткой записью, формулой, вычислением и ответом.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют, зачем необходимо уметь рассчитывать состав раствора в учебных и жизненных ситуациях.
- Проявляют познавательный интерес к количественному описанию веществ.
- Осознают необходимость аккуратности и ответственности при приготовлении растворов.
- Оценивают собственную готовность применять формулу без подсказки.
Регулятивные УУД
- Совместно с учителем формулируют цель урока и план её достижения.
- Выбирают нужные величины и единицы измерения перед началом вычислений.
- Сверяют решение с эталоном и находят место ошибки, если результат превышает 100 процентов.
- Оценивают выполнение учебной цели с помощью листа самооценки.
Познавательные УУД
- Классифицируют компоненты раствора по их роли: растворитель или растворённое вещество.
- Устанавливают связь между массой раствора и массами его компонентов.
- Моделируют условие задачи с помощью схемы и математической формулы.
- Анализируют бытовую этикетку с указанием концентрации и объясняют её смысл.
Коммуникативные УУД
- Распределяют роли в паре: читающий условие, вычисляющий, проверяющий и докладчик.
- Задают партнёру уточняющие вопросы о выборе величин и формулы.
- Аргументируют решение, используя химические термины.
- Корректно предлагают исправление и принимают обратную связь.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить проектор или интерактивную доску с изображением стакана раствора, формулой массовой доли и тремя задачами для парной работы.
- Написать на доске или вывести на экран схему: «раствор = растворитель + растворённое вещество».
- Распечатать карточки трёх уровней: по одной карточке на каждую пару, всего по числу пар в классе.
- Распечатать по одному листу самооценки и одному короткому «билету на выход» на каждого ученика.
- Подготовить два прозрачных стакана, воду, сахар или соль, весы и ложку для демонстрации; демонстрацию проводить без употребления полученной смеси.
- Подготовить памятку с алгоритмом: выписать данные; найти массу раствора; выбрать формулу; подставить значения; записать единицу и ответ; проверить диапазон.
- Подготовить цветные карточки или стикеры для приёма «Светофор»: зелёная, жёлтая и красная карточки на каждого ученика.
- Освободить безопасное пространство для физкультминутки и заранее обозначить движения без использования реактивов.
- Раздать каждой паре чистый лист для схемы решения и ручку; калькуляторы использовать только после самостоятельной оценки порядка результата.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Цель этапа: включить учащихся в учебную деятельность и показать практический смысл темы.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс: "Здравствуйте, ребята. Проверьте, пожалуйста, готовность: тетрадь, ручка, карточка и рабочее место. Сегодня нам понадобится не только знание химических терминов, но и умение рассуждать как технологи и лаборанты: небольшая ошибка в количестве вещества может изменить свойства раствора." | Проверяют оборудование, записывают дату, готовят тетради и материалы. |
2 мин | Учитель показывает два стакана: в первом небольшое количество сахара растворено в воде, во втором сахара больше: "На вид оба стакана содержат прозрачные растворы. Как можно доказать, что состав у них разный? Можно ли описать эту разницу не словами «слабее» и «слаще», а числом? Запишите свой вариант ответа и обсудите его с соседом в течение 30 секунд." Учитель применяет приём «Подумай — обсуди в паре — поделись». | Индивидуально формулируют предположение, затем обсуждают его в парах и предлагают варианты: «нужно сравнить массу сахара с массой раствора», «важно учитывать всё количество раствора». |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Вы уже предположили, что нужно сравнивать не только массу вещества, но и массу всего раствора. Сегодня мы найдём точный способ такого сравнения и научимся использовать его в расчётах."
Этап 2. Актуализация знаний и физкультминутка (5 мин)
Цель этапа: восстановить знания о составе раствора и единицах массы, снять напряжение короткой двигательной паузой.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель показывает на экране три слова: «вода», «соль», «солёная вода»: "Распределите эти понятия. Что здесь является растворителем? Что является растворённым веществом? Как получить массу раствора, если известны массы воды и соли? Поднимите карточку зелёного цвета, если уверены, жёлтого — если сомневаетесь." | Называют: «вода — растворитель, соль — растворённое вещество, солёная вода — раствор». Записывают правило $m(\text{раствора})=m(\text{растворителя})+m(\text{вещества})$. Показывают карточки самооценки. |
2 мин | Учитель проводит физкультминутку: "Встаньте рядом с партой. На слово «растворитель» поднимите руки вверх, на слово «вещество» вытяните руки вперёд, на слово «раствор» соедините ладони. Выполним последовательность медленно, затем повторим быстрее. Движения выполняем спокойно, не касаясь соседей." | Выполняют движения по сигналу, проговаривают термины и возвращаются к рабочим местам. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вспомнили, что раствор состоит из двух компонентов и что его масса равна сумме масс компонентов. Теперь проверим, достаточно ли этого знания, чтобы сравнить два раствора, и обнаружим, какое новое понятие нам необходимо."
Этап 3. Постановка проблемы и целеполагание (4 мин)
Цель этапа: выявить затруднение и совместно сформулировать цель урока.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель записывает на доске ситуацию: «В стакане А: 10 г соли и 90 г воды. В стакане Б: 20 г соли и 180 г воды». Учитель спрашивает: "В каком стакане раствор более концентрированный? Только по массе соли ответить нельзя. Почему? Какие вычисления помогут сравнить растворы справедливо?" | В парах вычисляют массы растворов: 100 г и 200 г. Замечают, что в обоих случаях доля соли одинакова, и формулируют затруднение: «нужно сравнить массу соли с массой раствора». |
2 мин | Учитель фиксирует ответы и направляет к цели: "Как назвать отношение массы растворённого вещества к массе раствора? Сформулируйте цель урока по модели: «научиться... чтобы...»" Учитель принимает формулировки и уточняет их. | Формулируют цель: «научиться вычислять массовую долю растворённого вещества, чтобы сравнивать состав растворов и правильно готовить смеси». Записывают тему урока. |
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 найдено: нам нужно выразить часть вещества в общей массе раствора. Сейчас мы сами построим формулу и проверим её на конкретном примере."
Этап 4. Открытие нового знания (9 мин)
Цель этапа: вывести формулу массовой доли и освоить алгоритм её применения.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
4 мин | Учитель демонстрирует на экране схему: «раствор — 100 процентов; растворённое вещество — часть раствора». Реплика: "Массовая доля показывает, какую часть массы раствора составляет масса растворённого вещества. Если отношение записать дробью, получим долю от единицы. Чтобы выразить её в процентах, умножаем на 100 процентов. Запишите формулу и назовите каждую величину." | Записывают $w=\frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})}\cdot100\%$. Подписывают: $w$ — массовая доля, $m(\text{вещества})$ — масса растворённого вещества, $m(\text{раствора})$ — масса раствора. |
3 мин | Учитель разбирает условие: "В 90 г воды растворили 10 г соли. Найдите массовую долю соли. Сначала не подставляйте числа. Что найдём первым? Почему?" После ответов записывает последовательность решения на доске. | Составляют краткую запись, отвечают: «сначала найдём массу раствора», записывают $m(\text{раствора})=90+10=100$ г, затем $w=\frac{10}{100}\cdot100\%=10\%$. |
2 мин | Учитель задаёт проверочный вопрос: "Может ли массовая доля соли получиться 120 процентов? Что означает ответ 10 процентов в нашем примере?" Учитель подчёркивает: "Массовая доля растворённого вещества не может быть меньше 0 процентов или больше 100 процентов." | Объясняют: «120 процентов невозможно, потому что масса части не может быть больше массы целого». Формулируют: «в 100 г раствора содержится 10 г соли». |
Запись в тетрадях
Раствор состоит из растворителя и растворённого вещества: $m(\text{раствора})=m(\text{растворителя})+m(\text{вещества})$. Массовая доля растворённого вещества: $w=\frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})}\cdot100\%$. Алгоритм: найти массу раствора; выбрать формулу; подставить данные; записать ответ с процентами; проверить, что результат находится от 0 до 100 процентов.
Эталон решения
Дано: $m(\text{воды})=90$ г, $m(\text{соли})=10$ г. $m(\text{раствора})=90+10=100$ г. $w(\text{соли})=\frac{10}{100}\cdot100\%=10\%$. Ответ: массовая доля соли равна 10 процентам.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Мы вывели формулу и увидели, что главное действие — сравнить массу вещества с массой всего раствора. Теперь вы примените алгоритм сначала вместе с партнёром, чтобы проговорить каждое действие и не потерять единицы измерения."
Этап 5. Первичное закрепление в парах (6 мин)
Цель этапа: закрепить формулу и алгоритм решения через совместное выполнение задачи с реальным контекстом.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель раздаёт каждой паре карточку с задачей: «Для приготовления раствора взяли 15 г сахара и 135 г воды. Вычислите массу раствора и массовую долю сахара. Запишите решение по алгоритму». Учитель распределяет роли: один читает и составляет краткую запись, второй выполняет вычисления; затем роли меняются при проверке. | Читают условие, подчёркивают массы компонентов, распределяют роли и составляют краткую запись. |
3 мин | Учитель перемещается между парами и задаёт вопросы: "Что является растворённым веществом? Почему в знаменателе должна стоять масса раствора? Как вы проверите ответ? Объясните партнёру каждую строку решения, а не только назовите число." | В парах находят $m(\text{раствора})=15+135=150$ г и $w=\frac{15}{150}\cdot100\%=10\%$. Проговаривают: «в 100 г раствора содержится 10 г сахара». |
2 мин | Учитель выводит эталон на экран и организует взаимопроверку: "Сверьте не только ответ, но и три элемента: массу раствора, формулу, единицу измерения. Поставьте партнёру две отметки: «верно вычислено» и «понятно объяснено». Если нашли ошибку, сформулируйте её без оценки личности." | Проверяют решение по эталону, ставят две отметки, исправляют ошибки и объясняют партнёру причину исправления. |
Эталон решения
$m(\text{раствора})=15+135=150$ г. $w(\text{сахара})=\frac{15}{150}\cdot100\%=10\%$. Ответ: масса раствора 150 г, массовая доля сахара 10 процентов.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Вы проверили, что один и тот же алгоритм работает для разных веществ. Теперь каждый самостоятельно решит задачу, а затем мы сверим не только результат, но и ход рассуждений."
Этап 6. Самостоятельная работа с самопроверкой (8 мин)
Цель этапа: проверить индивидуальное понимание формулы и организовать дифференциацию.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель предлагает выбор карточки: "Выберите базовый или повышенный вариант. Базовый вариант обязателен для всех, повышенный можно выбрать, если хотите проверить себя на более сложной задаче. Работайте самостоятельно, сначала решайте без калькулятора." | Выбирают вариант по готовности, записывают номер карточки и приступают к решению. |
4 мин | Учитель показывает задания. Базовый вариант: «В 180 г раствора содержится 27 г вещества. Найдите массовую долю вещества». Повышенный вариант: «Из 12 г соли и воды приготовили раствор с массовой долей соли 8 процентов. Найдите массу раствора и массу воды». Учитель напоминает: "В повышенной задаче сначала выразите массу раствора из формулы, затем найдите массу воды." | Решают выбранный вариант. Для базового задания получают $w=\frac{27}{180}\cdot100\%=15\%$. Для повышенного: $m(\text{раствора})=\frac{12\cdot100\%}{8\%}=150$ г, $m(\text{воды})=150-12=138$ г. |
3 мин | Учитель открывает эталон и проводит самопроверку: "Поставьте плюс рядом с правильно выполненным шагом и вопросительный знак рядом с тем, который требует повторения. Если массовая доля больше 100 процентов, не стирайте решение сразу: найдите, где вы перепутали массу вещества и массу раствора." | Сверяют каждый шаг, исправляют решение другим цветом, отмечают затруднение в листе самооценки и поднимают зелёную, жёлтую или красную карточку. |
Эталон решения
Базовый вариант: $w=\frac{27}{180}\cdot100\%=15\%$. Повышенный вариант: из $w=\frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})}\cdot100\%$ получаем $m(\text{раствора})=\frac{m(\text{вещества})\cdot100\%}{w}$. Тогда $m(\text{раствора})=\frac{12\cdot100\%}{8\%}=150$ г, $m(\text{воды})=150-12=138$ г.
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Самостоятельная работа показала, что вы умеете находить массовую долю и использовать обратный алгоритм. Осталось связать новый способ расчёта с практической ситуацией и проверить, какие вопросы ещё требуют внимания."
Этап 7. Рефлексия и домашнее задание (5 мин)
Цель этапа: осмыслить результат урока, выявить затруднения и зафиксировать домашнюю практику.
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт «билет на выход»: "Ответьте письменно на два вопроса: 1) Что показывает массовая доля растворённого вещества? 2) Какую проверку нужно выполнить после расчёта? Затем отметьте в листе самооценки: «Я могу найти массу раствора», «Я могу вычислить массовую долю», «Я могу объяснить ответ словами»." | Пишут ответы: «массовая доля показывает, какую часть массы раствора составляет растворённое вещество»; «результат должен быть от 0 до 100 процентов». Отмечают пункты самооценки. |
1 мин | Учитель проводит приём «Светофор»: "Зелёная карточка означает: могу решить самостоятельно; жёлтая: понимаю формулу, но ошибаюсь в выборе массы; красная: нужна помощь с алгоритмом. Поднимите карточку и запишите один вопрос, который хотите разобрать на следующем уроке." | Показывают карточку, формулируют вопрос или называют шаг алгоритма, который требуют повторения. |
2 мин | Учитель объясняет домашнее задание: "Выберите уровень осознанно. Обязательный уровень выполняют все; повышающий и дополнительный позволяют потренировать обратные расчёты и объяснение результата. В записи обязательно сохраняйте краткую запись, формулу, вычисления и ответ." | Записывают выбранный уровень домашней работы и задают уточняющие вопросы. |
Завершение этапа: учитель подводит итог: "Сегодня вы научились описывать состав раствора числом и увидели, что химическая задача начинается с правильного определения величин. Проверьте себя по билету на выход и заберите его с собой только после того, как записали ответ."
Критерии оценивания практической работы
- «5» — верно решены базовая и выбранная повышенная задача либо две задачи базового уровня; правильно найдена масса раствора, формула записана без ошибок, вычисления и единицы указаны, ответ объяснён словами.
- «4» — алгоритм выбран правильно, но допущена одна вычислительная ошибка или неточность в оформлении; после самопроверки ошибка исправлена.
- «3» — верно определено растворённое вещество и записана формула, но допущены две ошибки в вычислениях, пропущено нахождение массы раствора или отсутствует проверка результата.
- Ниже отметки «3» — не определены компоненты раствора, формула выбрана неверно и решение не доведено до обоснованного ответа; учитель назначает адресную коррекцию по шагам алгоритма.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что показывает массовая доля растворённого вещества? | Проверка понимания химического смысла величины, а не только запоминания формулы. |
Какой шаг алгоритма оказался самым трудным: нахождение массы раствора, выбор формулы или вычисление? | Выявление точки затруднения для последующей коррекции. |
Как вы докажете, что ответ 120 процентов ошибочен? | Проверка умения оценивать разумность результата и применять ограничение величины. |
Где в жизни может понадобиться расчёт состава раствора? | Связь предметного знания с функциональной грамотностью и личной мотивацией. |
Завершающее слово учителя
"Сегодня мы научились находить массовую долю растворённого вещества и объяснять её смысл через массу ста граммов раствора. Запомните главную проверку: в знаменателе должна стоять масса всего раствора, а не только масса растворителя. Если результат оказался больше 100 процентов, нужно вернуться к краткой записи и проверить, какую массу вы подставили. На следующем уроке мы продолжим решать задачи на приготовление растворов и рассмотрим, как изменяется концентрация при добавлении воды или вещества."
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Решить 4 задачи на вычисление массовой доли растворённого вещества по массам вещества и раствора или по массам обоих компонентов. В каждой задаче оформить краткую запись, формулу, вычисления и ответ. | Закрепить базовый алгоритм; при проверке обратить внимание на правильное нахождение массы раствора и запись процентов. |
Средний (повышающий) | Решить 3 задачи обратного типа: найти массу растворённого вещества по массовой доле и массе раствора, а также найти массу растворителя. Одну задачу составить самостоятельно по бытовому примеру приготовления раствора. | Отработать преобразование формулы и перенос знания в реальную ситуацию; проверить понимание связи между массами компонентов. |
Продвинутый (дополнительный) | Составить и решить задачу о приготовлении раствора с заданной массовой долей, используя удобные целые значения масс. Сравнить два раствора и доказать вычислениями, какой из них более концентрированный. | Развить умение создавать математическую модель, аргументировать вывод и применять анализ и оценку по таксономии Блума. |
Контрольные вопросы перед выходом из класса: «Что является знаменателем в формуле массовой доли?», «Как найти массу раствора по массам воды и соли?», «Почему массовая доля не может быть больше 100 процентов?»
