Муниципальное общеобразовательное учреждение Никитовская средняя общеобразовательная школа им. А.С.Макаренко Красногвардейского района Белгородской области
«Минеральные удобрения»
Методическая разработка урока химии в 9 классе
Выполнена учителем химии и биологии МОУ Никитовская СОШ им. А.С.Макаренко Орловой Ольгой Дмитриевной
Никитовка, 2011
Аннотация Не существует достоверных тестов на одаренность, кроме тех, которые проявляются в результате активного участия хотя бы в самой маленькой исследовательской работе. А.Н.Колмогоров Урок по теме «Минеральные удобрения» (9 класс, тема 3. «Азот и фосфор»; программа курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений /Гара Н.Н. Программы общеобразовательных учреждений. Химия.- М.: Просвещение, 2008. -56с./) запланирован в рамках технологии на основе активизации и интенсификации деятельности учащихся, с использованием приоритетного дидактического поисково – исследовательского подхода, метода научного исследования. «Основная цель проведения исследовательских уроков, организации творческой работы учащихся заключается в том, чтобы повысить качество усвоенных знаний, дать возможность применять их на практике, иметь всегда обоснованную точку зрения, критическое мышление – то есть стать "конкурентноспособной” личностью в условиях стремительного развития науки и техники» (Т.И.Шамова). Урок решает ряд задач по социализации школьников, так как предполагает формирование системы знаний и умений, развитие общеучебных умений и навыков, применятся групповая форма работы, учащиеся учатся планировать собственную поисковую исследовательскую деятельность, выдвигать гипотезу и проверять ее различными путями, добывать информацию из различных источников, перерабатывать её. Эта форма работы способствует развитию коммуникативных качеств личности. Тема урока «Минеральные удобрения» благоприятна для формирования экономических, экологических представлений, вопросов охраны природы. Работа по реализации познавательных задач урока способствует развитию умений учащихся планировать результат, проводить эксперимент, интерпретировать полученные знания, делать выводы по результатам исследовательской работы. Организованная на уроке проблемно поисковая деятельность учащихся имеет ряд преимуществ по сравнению с другими: 1) усиливает познавательный интерес учащихся, 2) способствует получению более глубоких знаний и показывает их прикладную направленность, 3) развивает умение творчески мыслить, 4) позволяет максимально направить учащихся на овладение мыслительными приемами (Приложение 1). Урок 3.8 Минеральные удобрения «Сами, трудясь, вы многое сделаете для себя и близких. А если при труде успеха не будет, будет неудача, не беда – попробуйте еще, и тогда придет успех» Д.И.Менделеев Тип урока: 1. По основной дидактической цели: урок изучения и первичного закрепления нового учебного материала. 2. По содержанию элементов исследовательской деятельности: урок «Исследование». 3. По уровню самостоятельности учащихся, проявляемой в исследовательской деятельности на уроке: продвинутый уровень. Интегрирующая дидактическая цель урока: Создать условия: 1. для усвоения учащимися понятий о классификации, свойствах и практическом применении минеральных удобрений; 2. для развития: - логического мышления; - умения сравнивать, анализировать, обобщать; - умения прогнозировать свойства веществ на основе знаний о составе; - практических умений; 3. для воспитания интереса к предмету, ответственности за результаты своего труда и умения согласовывать свои действия с действиями других участников образовательного процесса. Задачи: 1. приобретение учащимися общенаучных умений: работа с учебником и дополнительной литературой, составление таблиц и опорных схем, оформление наблюдения в письменном виде, формулирование мысли во внутренней и внешней речи, осуществление самоконтроля, проведение самоанализа; 2. приобретение учащимися специальных знаний и умений: знакомство с основными видами удобрений, их составом, названиями, физическими и химическими свойствами, способами получения, распознавания, значением для растений; 3. приобретение учащимися интеллектуальных умений: прогнозировать свойства веществ на основе знаний о составе, сравнивать, анализировать, обобщать результаты собственных исследований. Педагогическая цель урока: отработка учебных приемов исследовательской деятельности. Задачи: 1. овладение учащимися методикой научного исследования; 2. усвоение этапов научного познания, основных ступеней исследовательской деятельности; 3. приобретение умений выделять проблему, формулировать гипотезу, планировать эксперимент в соответствие с гипотезой, интегрировать данные, делать выводы. Здоровьесберегающая цель: закрепить навыки безопасного обращения с реактивами. Методы обучения: объяснительно - иллюстративный, словесный, репродуктивный, практический, исследовательский. Формы организации учебной деятельности: фронтальная; групповая; индивидуальная. Продолжительность – 2 часа Оборудование урока: мультимедийный проектор, экран, реактивы и лабораторное оборудование (по программе). План проведения урока 1. Определение задач урока, мотивация учащихся. 2. Актуализация знаний 3. Накопление информации 4. Создание проблемной ситуации и постановка проблемы 5. Определение темы и цели исследования 6. Выдвижение рабочей гипотезы 7. Проверка гипотезы (проведение эксперимента, лабораторных опытов, систематизация полученных результатов исследования, интерпретация полученных данных, установление связи полученных данных с поставленной проблемой) 8. Формулирование выводов по результатам исследовательской работы 9. Подведение итогов урока, объяснение домашнего задания, вопросы для размышления и закрепления изученного материала. 10. Рефлексия. На доске записаны названия ступеней исследовательской деятельности. Ход урока І. Организационный этап. Приветствие, организация внимания учащихся, мотивация их деятельности, формулирование темы и задач урока в сотрудничестве с учащимися. Цель: создать условия для быстрого включения учащихся в деловой ритм, воспитания интереса к предмету. Учитель: Добрый день, друзья! Я рада вас видеть и начать урок. Эпиграфом к нашему занятию я взяла слова великого русского химика Д.И.Менделеева (учитель комментирует эпиграф к уроку) (Слайд 1 - 2). Вы знакомы с Периодическим законом и Периодической системой химических элементов, открытие которых оценивается в мире как научный подвиг. А сегодня, на уроке вы познакомитесь еще с одним направлением деятельности великого ученого. ІІ. Актуализация знаний. Цель: обеспечить понимание учащимися социальной и практической ценности изучаемого материала. Учитель. Мы с вами жители села и хорошо знаем, что цель, к которой человек стремился во все времена - получить высокий урожай сельскохозяйственных культур, будь это собственный огород или поле крупного агрохолдинга. «Мозговой штурм» (Слайды 3-7) Поскольку мы будем говорить о веществах, необходимых растению, вспомните: ?Какие вещества входят в состав растений? (Ответ учащихся: Органические и неорганические вещества). ?Какие органические вещества вам известны? (Белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты.) ? Какие неорганические вещества содержатся в организме растений? (Вода и минеральные соли) ?Из каких элементов состоят все упомянутые вещества? (В состав белков входят углерод, кислород, водород, азот, фосфор, сера; в состав жиров и углеводов — углерод, кислород, водород. Нуклеиновые кислоты состоят из углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора. В составе воды есть кислород и водород. В растениях содержатся соли фосфорной и азотной кислот, они удерживают катионы калия, кальция, магния, железа, марганца, меди, цинка и многие другие.) ?Какие же химические элементы наиболее часто встречаются в растениях? (Углерод, кислород, водород, азот, фосфор.) По мере ответов учащихся схема 1 принимает окончательный вид (Приложение 2). ІІІ. Накопление информации. Цель: обеспечить восприятие, осмысления и первичное запоминание изучаемого материала. Учитель. Также в больших количествах в растениях содержатся сера, калий, кальций и магний. Эти девять химических элементов, которые нужны растению в больших количествах, называют макроэлементами. Такие элементы, как железо, марганец, медь, цинк, хром и некоторые другие, нужны растению в небольших количествах. Их называют микроэлементами. «Мозговой штурм»(Слайд 8) ?Откуда растения получают необходимые им элементы? (Из почвы и воздуха) ?Откуда в растение поступает углерод? (Из углекислого газа воздуха, а также из почвенного углекислого газа.) ?Откуда растение может брать кислород и водород? ?Что является источником азота для растений? (Воздух. В нем четыре пятых части азота — больше, чем кислорода.) ІV. Создание проблемной ситуации и постановка проблемы Цель: подвести учащихся к пониманию цели исследования. «Гораздо труднее увидеть проблему, чем найти ее решение» С. Бернар (Слайд 9) Учитель: Действительно, в воздухе много свободного азота, но растения не способны его усваивать. Это доказал наш соотечественник профессор П. С. Коссович. Многочисленными опытами он установил, что только бобовые растения, имеющие клубеньки с азотфиксирующими бактериями, способны усваивать азот воздуха. Все другие берут его из почвы. Из почвы вещества могут поступать в растение только в растворенном виде. Что из этого следует? (Значит, все необходимые химические элементы должны находиться в почвенном растворе). Учитель. Да, вы правы. Но вот незадача - чем лучше был урожай в этом году, тем беднее осталась после него земля и тем хуже урожай можно ожидать в следующем. Так как «истощалась» почва. В середине ХIХ в. немецкий химик Ю. Либих (Слайд 10) писал: «Продавая урожай со своего поля, крестьянин продает само поле». Он доказывал, что химия может и должна помочь крестьянину вернуть его поле. Как это можно осуществить? (Расход питательных веществ нужно восполнять, добавляя их в почву путем внесения удобрений). Учитель. Конечно, вы опять правы. Сейчас это кажется совершенно понятным. Но в то время идея минерального питания Ю. Либиха считалась нелепой, вызывала смех. Как это возможно, чтобы какие- то порошки повысили плодородие почвы? Но многочисленные опыты Либиха и других ученых подтвердили справедливость теории минерального питания растений. Ю. Либих указывал, что если некоторые элементы содержатся в почве в избытке, то калий, фосфор и, как установили позднее, азот необходимо возвращать в почву. Итак, азотом, фосфором, калием почва обедняется больше всего. Значит, именно эти химические элементы нужно вводить в почву в составе удобрений [1,4]. V. Определение темы и цели исследования Цель: получить знания о составе и классификации минеральных удобрений (Слайд 11). Учитель. Попытайтесь сформулировать определение минеральных удобрений (Вещества, которые содержат азот, фосфор и калий, необходимые для питания растений) ? Какие удобрения знаете вы? Какие используете на своем огороде? Работа в группах Задание для группы 1: Внимательно ознакомьтесь с предложенным вам текстом, постарайтесь уловить главное и сделать вывод: о каких видах удобрений идет речь (Приложение 3). Задание для группы 2. Изучив материал учебника §23 и проанализировав данные таблицы 20, составьте схему классификации минеральных удобрений по двум признакам: а) по питательному элементу; б) по числу питательных элементов. Приведите примеры формул удобрений (Приложение 4). VI. Выдвижение рабочей гипотезы (Слайд 12). Получив данные о классификации минеральных удобрений, необходимо исследовать их состав и свойства, научиться распознавать образцы важнейших удобрений; выяснить, какое влияние оказывают минеральные удобрения на питание растений. VII. Проверка гипотезы экспериментом (Слайд 13) Цель: отработка учебных приемов исследовательской деятельности «Деяние есть живое единство теории с практикой» Аристотель 1. Фронтальная работа (Слайды 14-16) Лабораторный опыт «Изучение свойств и распознавание минеральных удобрений» Оборудование: набор удобрений (натриевая селитра и суперфосфат), штатив с пробирками, шпатель, спиртовка Реактивы: H2SO4 (конц.), 2% - ный раствор AgNO3 ,Cu. - Инструктаж по технике безопасности эксперимента. Ход опыта - Определение состава выданных удобрений: натриевой селитры и суперфосфата. - Занесение результатов опыта в таблицу Название удобрения Химическая формула Уравнения реакций, наблюдения Натриевая селитра NaNO3 Cu0 + NO3- = Cu2+ + NO2 + H2O Выделяется бурый газ NO2 Суперфосфат Ca(H2PO4)2 H2 PO4- + Ag+ = Ag3PO4 Выпадает осадок Ag3PO4 желтого цвета Формулирование вывода по результатам исследования состава удобрений: с помощью качественных реакций на катионы и анионы можно определить состав минеральных удобрений. - Распознавание выданных образцов минеральных удобрений: сульфата аммония, нитрата натрия, сильвинита и суперфосфата. Оборудование: набор удобрений (натриевая селитра, суперфосфат, сульфата аммония, сильвинит), штатив с пробирками, шпатель, спиртовка Реактивы: H2SO4 (конц.), 2% - ный раствор AgNO3 ,Cu, BaCl2, NaOH. Задание прикладного характера Начинающий фермер приобрел на складе минеральные удобрения в мешках: натриевую селитру, суперфосфат, сульфат аммония, сильвинит. Но при перевозке этикетки потерялись. Как фермеру найти выход из сложной ситуации? Ход опыта - Инструктаж по технике безопасности эксперимента. - Работа с информационными картами с описанием важнейших характеристик минеральных удобрений, предложенных для исследования (Приложение 4). - Проведение исследования по инструктивной карте и ключу, разработанному А.В.Петербургским [4] и алгоритму действия при распознавании удобрений (Приложение 5). - Занесение результатов опыта в таблицу № образца Внешний вид Отношение к пламени Реакция с NaOH при нагревании Реакция с AgNO3 Реакция с BaCl2 Реакция с H2SO4 (конц.) и Cu при нагревании Формула и название определенного удобрения Формулирование вывода по результатам исследования: с помощью качественных реакций на катионы и анионы можно распознавать минеральные удобрения. 2. Работа в группах по выполнению заданий прикладного характера • Задание для группы №1 «Незадачливый фермер» (Слайд 17 - 18) Поздней осенью, распахав землю, фермер решил, что называется убить двух зайцев сразу: известковать участки с кислой почвой и провести подкормку ее суперфосфатом (все-таки поверил, что без химии не обойтись). Однако весной оказалось, что желаемый эффект не был достигнут. Почему? (Ответ: Са(Н2РО4) 2+ 2Са(ОН) 2 = =Са 3(РО4) 2 + 4Н2О) Осадок • Задание для группы №2 «Опытный сосед» (Слайд 19-20) Опытный сосед, пожалев молодого фермера, предложил ему исправить ошибку, внеся в почву хорошо растворимое удобрение, содержащее фосфор. Он позабыл его название, но принес аккуратную запись результатов анализа (%): азота – 12,2, водорода – 5,5, фосфора – 27,0, кислорода – 55,6. Что же это за вещество? Дано: Решение: W(N) = 12,2% Отношение элементов в веществе W(Н) = 5,5% N : Н : Р : О = W(Р) = 27,0% 12,2/14 : 5,5/1 : 27,0/31 : 55,6/16 = W(О) = 55,6% 0,87 : 5,5 : 0,87 : 3,47 = ______________ 1 : 6 : 1 : 4 Формула ? NН6 РО4 или NН4 Н2 РО4 Ответ: NН4 Н2 РО4 – дигидроортофосфат аммония • Задание для группы №3 «Молодой огородник» (Слайд 21). Молодому огороднику необходимо внести в почву минеральное удобрение, но на упаковке не сохранилось ни название, ни его формула. К счастью сохранилась следующая запись: азота 12.2%, водорода – 5.5%, фосфора 27.0%, кислорода 55.6%. Сможет ли огородник по указанным данным определить это вещество? (Результаты решений проверяются. Ответы : «А» - ω(в) = 0.15%. «В» - NH4H2PO4 - дигидроортофосфат аммония). • Задание для группы №4 «Химическое производство» (Слайд 22 - 23). Сегодня химическая промышленность создает новые рецептуры удобрений с улучшенными качествами. Это – суперфосфат, аммофос, сильвинит и другие. Чтобы получить растворимый в почве суперфосфат, восстанавливают углем природный фосфат: Продукт реакции – двойной суперфосфат (Ca(H2PO4)2) так называется из-за процесса, который идет в две стадии, а также он содержит около 50% Р2О5, а простой содержит 20%. Составьте цепочку превращений от природного фосфата до двойного суперфосфата. Запишите уравнения реакций. Ответ : Ca3(PO4)2 P P2O5 H3PO4 Ca(H2PO4)2 1.Ca3(PO4)2 + 5C + 3 SiO2 = 2P + 5CO + 3 CaSiO3 2.4P + 5O2 = 2P2O5 3.P2O5 + 3H2O = 2H3PO4 4.Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 = 3Ca(H2PO4)2 Задание для группы №5 «Опытный растениевод» Проанализировав информационные тексты о минеральных удобрениях (Приложение 4), составьте кластер «Значение азота, фосфора и калия для процессов жизнедеятельности растений» (Приложение 6) (Слайд 24) Задание для группы №6 «Осторожно – нитраты!» (Слайд 25 - 26) Используя предложенную литературу, подготовьте краткое сообщение о физиологическом воздействии на организм человека нитратов. (Повышенное содержание в организме нитратов влияет на сердечно – сосудистую систему, повышает склонность к инфекционным заболеваниям, болезням кожи, ослабляет иммунитет. Нитраты превращаются в более токсичные нитриты, вызывающие нарушения обмена веществ, обеспечения тканей кислородом, нервные расстройства, аллергию. Кроме того, нитриты участвуют в образовании нитрозосоединений, которые способны вызвать рак желудка, лейкоз). VIII. Формулирование выводов по результатам исследовательской работы, подтверждение гипотезы. Учитель: помните рассказ в начале урока. Так чем же закончилась эта история? На результатах опытов в Боблове сказалось действие различных минеральных и органических удобрений. По каждому результату на разных делянках Дмитрий Иванович со своими помощниками сделал выводы. Достигнуто главное: Менделеев опытным путем доказал, что даже при неблагоприятных условиях в средней полосе России можно грамотно и выгодно вести дело. И опыты Менделеева не пропали зря. Надо же такому случиться, что в тот год, когда проводил опыты Д.И. Менделеев, родился академик Дмитрий Николаевич Прянишников (1865-1948), химик, биохимик, физиолог растений и агроном широко известен как основоположник химизации отечественного хозяйства, внесший выдающийся вклад в создание и развитие российской промышленности минеральных удобрений IX. Подведение итогов урока, решение задач в новой ситуации. Цель: дать оценку деятельности учащихся на уроке. Вернемся к выдвинутой гипотезе и проанализируем результаты исследовательской деятельности по ее подтверждению. ( Слайды 27- 28) Задание: предлагаю ответить на вопросы химического диктанта, выбрав правильные ответы из ключа (Приложение 7). Осуществите взаимопроверку в парах. Обсудим результаты. • По итогам урока в тетрадях учащихся остается запись этапов и результатов исследования (Приложение 8). X. Информация о домашнем задании Цель: обеспечить понимание учащимися содержания и способов выполнения домашнего задания. Прочитать § 22, 23, упр. 6-10, (с. 69), завершить анализ табл. 20. XI. Рефлексия Цель: инициировать рефлексию учащихся по поводу своего психо – эмоционального состояния, мотивации, взаимодействия с учителем и учащимися. (Слайды 29-30) Учитель. Китайская мудрость гласит «Даже если вы достигли вершины горы, продолжайте карабкаться дальше» А какими словами обычно заканчиваются русские сказки? Многие армянские сказки заканчиваются фразой: «… первое яблоко тому, кто рассказывал. Второе – тому, кто слушал. А третье-кому? Тому – кто понял». Я уверена, что сегодня с урока вы уходите с яблоками, хотя и виртуальным Спасибо за сотрудничество! Урок окончен! До свидания! Всем добра и успехов! (Слайд 31)
Библиографический список
1. Дудина Н.Х. и др. Агрохимия и система удобрения. - 3-е изд-е., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1991. - 400 с. 2. Данилова А.Г. Как организовать и провести урок – исследование. //Химия в школе. - 1999. - №7. – с. 21-26. 3. Исаев Д.С. Интеграция в исследовательской деятельности учащихся // Химия в школе. – 2006. - №2. – с 57-62. 4. Кореньков Д.А., Синягин И.И. и др. Удобрения и их способы использования/Под ред. Коренькова. - М.: Колос, 1982. - 415 с. 5. http://www.erudition.ru/
