Методическая разработка мастер-класса для преподавателей «Использование методики проблемного содержания в преподавании органической химии»

ГБОУ ВПО КрасГМУ им проф. В.Ф.Войно-Ясенецкого
Минздрава России
Фармацевтический колледж


Методическая разработка

мастер-класса для преподавателей

«Использование методики проблемного содержания в преподавании органической химии»

Подготовил преподаватель: Казакова Е.Н.

2015г.


Цель: демонстрация методики организации и проведения проблемной лекции.

Задачи:
1. Показать основные этапы занятия проблемного содержания: подготовка к восприятию, создание проблемной ситуации и постановка проблемы, решение проблемы.
2. Показать использование внутри и межпредметных связей для мотивации и актуализации знаний студентов на проблемной лекции.
3. Продемонстрировать возможность использования истории научного открытия, как источника проблемного обучения.
4. Показать использование компьютерных технологий (мультимедиа, видео), как средства визуализации учебного материала.

План мастер-класса:
1. Вводное слово методиста.
2. Лекционное занятие со студентами.
3. Методическое обоснование лекции.
4. Обратная связь. Беседа по вопросам.

Методическая разработка теоретического занятия
по теме: «Строение ароматических углеводородов.
Ароматическая связь»
Цели занятия.
Учебно-образовательные:
формирование представлений об истории открытия бензола и применении его производных, овладение знаниями об электронном строении бензола, бензольном кольце, ароматической связи.
Закрепление знаний о типах гибридизации, видах связи в органических соединениях, качественных реакциях на непредельные углеводороды.
Закрепление умений решать задачи на вывод молекулярной формулы органического вещества по массовым долям элементов.
Учебно-воспитательные:
Продолжить воспитание личностных качеств студентов: активности, внимательности, дисциплинированности, любознательности, памяти.
Продолжить воспитание интереса к предмету через постановку проблемы в форме сценки.
Учебно-развивающие:
Продолжить развитие умений выделять главное в изучаемом материале, анализировать полученные данные, конспектировать.
Развитие познавательного интереса студентов через решение задачи, постановку и решение проблемы.
Продолжить развитие общепрофессиональных умений: аккуратности, ответственности.
Тип: изучение нового материала.
Вид: лекция.
Метод: проблемного изложения.
Время: 30 минут.
Оснащенность: компьютерная презентация, мультимедиа, видео.

План занятия

Этапы занятия
Содержание занятия
Формы и методы преподавателя

1. Мотивация.
Описание исторического и культурного периода, связанного с открытием бензола.
Применение бензола и его влияние на организм человека.
Рассказ

2. Восприятие имеющихся знаний.
Определение элементного состава бензола.
Решение задачи.

3. Создание проблемной ситуации и формулировка проблемы.
Разыгрывается сценка «Сон Августа Кекуле»
Видеосюжет, видеоопыт, фронтальная беседа.

4. Решение проблемы.
Объяснение преподавателя с т.з. современной электронной теории строения вещества.
Объяснение с использованием компьютерного сопровождения.

Конспект лекции
Содержание
Иллюстрация слайдов

Давайте перенесемся и представим себе начало 19 века. В России это период правления Александра 1, послевоенное время, закончилась отечественная война 1812 года. В литературе это период романтизма, молодежь того времени увлекается поэзией Дж.Байрона, Жуковского, на балах танцуют под музыку Гайдна, Моцарта.
В 1814г на улицах больших городов – Лондона, Петербурга, Берлина – появилось газовое освещение. В специальных фонарях горел светильный газ.
Этот газ получали фабричным способом из смеси водорода и метана. Светильный газ хранили в железных баллонах под давлением. Обнаружилось, однако, что при длительном хранении газ постепенно терял свои осветительные и тепловые свойства.
В летние ночи освещение было ярким, а зимой в сильные холода по какой-то причине тускнело, а на дне баллона скапливалась жидкость. Владельцы газового завода обратились за помощью к химику Майклу Фарадею.



Выдающийся английский физик и химик обладал способностью неожиданно находить новое в объектах, казалось бы давно изученных. Фарадей изучил элементный состав, физические и некоторые химические свойства этой жидкости, которую он назвал «Карбюрированный водород».(1825г.)



Это вещество сегодня получают главным образом из нефти и угля. Оно очень токсичное сильно раздражает кожу, оказывает судорожное действие, а также обуславливает изменения в крови и кроветворных органах.
Но производные этого вещества широко применяются в качестве лекарственных препаратов и входят в состав салициловой и ацетилсалициловой кислоты (аспирин), входят в состав взрывчатых веществ – тротила, красящих веществ.
Определим состав этого вещества, решив задачу:
Плотность паров этого вещества по воздуху 2,69. Массовая доля углерода 92,3%, водорода 7,7%. Ответ С6Н6.


HYPER13 EMBED PBrush HYPER14HYPER15

В 1825г. М.Фарадей выделил бензол из отстоев светильного газа и определил его элементный состав.
К 1860 г. уже было известно довольно много соединений, содержащих 6-7- атомов углерода в молекуле. Однако попытки установить их строение вызывали затруднения. Оставалось неясным, каким именно образом шесть атомов углерода соединены друг с другом и с шестью атомами водорода.
Только в 1865 г. немецкий ученый Фридрих Август Кекуле предложил для бензола формулу.
Давайте посмотри, как это было!

Сценка «Сон Августа Кекуле»


Это вещество многие ученые пытались назвать по-разному. Но до сегодняшнего дня за ним закрепилось название бензол. (Ю.Либих).
Бензол является первым членом гомологического ряда ароматических УВ.
Термин «ароматические» соединения сформировался исторически. Некоторые производные бензола обладали приятным запахом, позднее оказалось, что большинство веществ, которые по строению и свойствам принадлежат к аренам, не очень ароматные вещества. Однако это название сохранилось ко всем родственным бензолу соединениям, а для химиков этот термин ассоциируется не с запахом веществ, а с особым строением его молекул. Ароматическими соединениями называются соединения, углерода и водорода в молекулах которых имеется бензольное кольцо.
Общая формула ароматических углеводородов - СnН2n-6.
HYPER13 EMBED PowerPoint.Slide.8 HYPER14HYPER15

Особенности строения молекулы бензола

Мы выяснили, что в 1825г. М.Фарадей выделил бензол из светильного газа и определил его элементный состав.
К 1860г. уже было известно довольно много соединений, содержащих 6-7 атомов углерода в молекуле. Однако попытки установить их строение вызывали затруднения. Оставалось неясным, каким именно образом 6 атомов углерода соединены друг с другом и с шестью атомами водорода.





Только в 1865г. немецкий ученый Фридрих Август Кекуле предложил для бензола формулу, в которой чередуются одинарные и двойные связи.





HYPER13 EMBED PowerPoint.Slide.8 HYPER14HYPER15

Строение бензола долгое время оставалось невыясненным.
Объяснить строение молекулы бензола химики смогли только с появлением современной электронной теории строения вещества.
Все шесть атомов углерода в молекуле бензола находятся в состоянии sp2 гибридизации.
Вспомним, каким набором орбиталей обладает такой атом углерода и как они расположены в пространстве.(три гибридные орбитали имеют форму нессиметричной восьмерки, расположены под углом 1200)
Негибридизованные p-орбитали соседних атомов углерода перекрываются над и под плоскостью кольца, образуя единое (-электронное облако, что обусловливает высокую устойчивость бензольного кольца и предопределяет протекание преимущественно реакций замещения и реакций присоединения в более жестких условиях:
Т.о. нельзя говорить о чередовании простых и двойных связей в цикле, р-электронные облака делокализованы по всему кольцу и обеспечивает равноценность всех С-С связей.
Обычно структурную формулу бензола и его гомологов изображают следующим образом.
Цикл из 6 атомов углерода, связанных ароматической связью, называется бензольным кольцом (бензольным ядром).
Но и формулу Кекуле применяют довольно часто. Независимо от формы записи нужно помнить, что все углерод-углеродные связи в молекуле бензола равноценны и обладают свойствами, не похожими ни на свойства двойных, ни на свойства одинарных связей.



HYPER13 EMBED PowerPoint.Slide.8 HYPER14HYPER15

HYPER13 EMBED PowerPoint.Slide.8 HYPER14HYPER15



HYPER13 EMBED PowerPoint.Slide.8 HYPER14HYPER15


Сценка «Сон Августа Кекуле»

Рассказчик:
Комната ученого: на столе много тетрадей, книг, лабораторная посуда, реактивы.
Кекуле что-то пишет, размышляя
Стук в дверь.
Кекуле: Ну наконец-то, я тебя уже заждался, друг мой!
Ученый: Что случилось? Я получил твою записку и как только смог сразу же приехал.
Кекуле: Садись и слушай. Я расскажу тебе все по порядку.
Я сидел и писал учебник, но работа не двигалась, мои мысли витали где-то далеко. Я повернул мой стул к огню и задремал. Атомы снова запрыгали перед моими глазами. На этот раз небольшие группы скромно держались на заднем плане. Мой умственный взгляд мог теперь различить длинные ряды, извивающиеся подобно змеям. Но смотрите! Одна из змей схватила свой собственный хвост и в таком виде, как бы дразня, завертелась перед моими глазами. Как будто вспышка молнии разбудила меня, и я провел остаток ночи, думая о ней.
Ученый: О ком? О змеях?
Кекуле: Да нет, вот же она!
Ученый: Кто?
Кекуле: Формула молекулы бензола!
На слайде проецируется формула молекулы бензола.
Кекуле: Она представляет собой шестичленный цикл с чередующимися одинарными и двойными связями. Ну как? По-моему я гений!
Ученый: Позвольте друг мой, высказать Вам свои сомнения.
Нам известно, что длина одинарной и двойной связи отличается, а в формуле все связи одинаковой длины.
И потом, наличие двойных связей можно проверить реакцией с бромной водой.
(смотрят видеоопыт).
Кекуле: Да, вы совершенно правы. Здесь следует еще поразмышлять


Методическое обоснование проблемной лекции

История научного открытия, как источник проблемного обучения

Проблемное обучение сегодня – одна из основных технологий обучения, претворяющая в жизнь гуманистическое направление педагогической науки и практики.
Технология проблемного обучения возникла из исследований закономерностей мышления человека. Психолого-педагогические исследования в области творческого и проблемного обучения позволили разработать общую теорию проблемного обучения. На их основе развивались предметные методики технологии проблемного обучения (В.П.Гаркунов, Л.А.Цветков, Н.Е.Кузнецова, М.А.Шаталов и др.).
Основным инструментом проблемного обучения является создание и разрешение проблемных ситуаций.
Проблемной ситуацией называется состояние интеллектуального затруднения, когда студент не знает, как объяснить явление или факт, и не может получить решение известными ему способами.
Проблема формулируется таким образом, чтобы вызвать интерес к ее решению.
На этом занятии я использовала историю научного открытия, как источник проблемного обучения.
Определенная последовательность изложения материала, которая соответствует этапам открытия формулы бензола позволяет студентам проследить логику развивающегося исследования, придать информации структуру последовательно развертывающегося решения поставленной научной проблемы. И вызывает у студентов желание следить за логикой, контролировать правомерность каждого суждения.
Давайте проследим вместе с Вами этапы осуществления проблемного подхода на этом лекционном занятии:
1 этап. Подготовка к восприятию.
На этом этапе дается мотивация и производится восприятие имеющихся у студентов знаний из предыдущих этапов обучения в форме решения расчетной задачи (а также это могут быть знания из других предметов, из повседневной жизни).
2 этап. Создание проблемной ситуации и формулировка проблемы.
Это самый ответственный этап проблемного подхода. Одним из условий создания проблемной ситуации является наличие определенного минимума знаний у студентов. Проблемная ситуация формулируется так, что студент не может выполнить поставленную перед ним задачу, используя свои знания и способы действия, он должен дополнить их новыми.
Проблемная ситуация была обозначена через постановку сценки «Сон Августа Кекуле», когда ученым Кекуле была предложена формула бензола, однако экспериментально было установлено ее несоответствие экспериментальным данным. Видео-сюжет при этом помогает такие абстрактным понятиям как атом, молекула, химическая связь визуализировать, т.е. сделать понятной для учащихся. А сценка создает благоприятную эмоциональную атмосферу на занятии и устремляет студентов к дальнейшему познанию.
3 этап. Решение проблемы.
Обозначив ситуацию, показав противоречия и источники их возникновения, учитель раскрывает логику решения, аргументируя каждый шаг к решению проблемы.
Учитывая, что студенты только начали изучать органическую химию, они еще не владеют понятийным аппаратом и не в силах самостоятельно решать проблемные задачи, и потому мною был выбран метод монологического изложения материала с использованием мультимедийных технологий. И хотя студенты при этом не участвуют в решении проблемы, а всего лишь наблюдают ход размышлений, они получают хороший урок разрешения познавательных затруднений.
4 этап. Доказательства правильности решения, подтверждение его, если возможно на практике.
Этот этап реализуется при рассмотрении химический свойств бензола.



Вопросы обсуждения

- Почему реакцию бензола с бромной водой не провели демонстрационно, а показали на видео фрагменте?
О: Бензол является токсичным веществом, работать с которым необходимо только в вытяжном шкафу.

- Почему не был проведен организационный момент?
О: Целью проведения мастер-класса было показать методику организации и постановки проблемы на одном из этапов теоретического занятия – изучение нового материала.

- Какова цель использования на этом занятии видеофрагмента «Сон Августа Кекуле»?
О: Многие химические понятия в химии, такие как атом, молекула, химическая связь являются абстрактными и сложны для понимания студентами. Для понимания этих понятий и создания новых образов, для развития воображения студентов атомы углерода были визуализированы через самих же студентов.

В ходе беседы преподаватели с большим опытом работы поделились своими подходами в области проблемного обучения и использования на занятиях истории научных открытий.








Root Entry

Приложенные файлы

  • doc file1
    Методическая разработка мастер-класса для преподавателей «Использование методики проблемного содержания в преподавании органической химии»
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 6