Применение химии в быту
Всем известен великий талант китайского народа к копированию. Благодаря их тяге к копированию появляются имитации продуктов питания, такие как светящаяся свинина, булочки из картона, а также поддельные куриные…
Два совершенно одинаковых поля были вспаханы одной и той же бригадой и засеяны одной и той же пшеницей, одно и то же время. Казалось, что и урожай будет…
Сейчас практически нет продукта, не содержащего Е-добавки. К ним относятся все возможные консерванты, усилители вкуса, красители и ароматизаторы. Классификация Е-добавок Очевидно, что набор цифр после буквы «Е» не…
Яд — это вещество, которое даже в малых дозировках приводит к зловредному влиянию на человека: заболеваниям и летальному исходу. Как правило, яды изображают знаком черепа и костями, выложенными…
Различные опасные для здоровья, а порой и жизни, вещества применяются человеком в быту практически постоянно. Люди сталкиваются с ними, работая на различных предприятиях, приготовляя пищу и даже просто…
Пангамовая кислота была открыта сравнительно недавно — в 1951 г. Ее строение близко к глюкозе. В молекуле природной пангамовой кислоты присутствует аминогруппа, в которой 2 атома водорода замещены…
С необходимостью приема фолиевой кислоты чаще всего сталкиваются женщины: витамин назначает специалист, когда будущая мать встает на учет по беременности. Фолиевая кислота (фолат) рекомендуется к употреблению с целью…
Не все витамины наш организм может синтезировать сам, поэтому многие из них люди получают вместе с употребляемой пищей. В данной статье разберемся, что такое фолат и фолиевая кислота,…
Каждому родителю приходится задумываться об обустройстве учебного пространства, где ребенок мог бы делать домашние задания и уделять время другим своим увлечениям. Задача это непростая, ведь необходимо чтобы это…
Лучшим подарком для женщины, как известно, является прекрасный букет цветов. К великому сожалению, срезанные цветы в домашних условиях достаточно быстро вянут. Но ваши любимые розы или тюльпаны смогут…
Принцип функционирования септических очистителей состоит в том, что органика, присутствующая в канализации, подвергается воздействию особых бактерий. После их «работы» канализационные стоки становятся чистыми. Такой способ очистки является самым…
Зачем нужно обезжелезивание воды? Дело в том, что в природной воде содержится множество растворённых элементов, включая железо. В поверхностных источниках присутствие железа незаметно, но в грунтовых водах может обнаружиться…
Последний энергетический кризис прокатился по миру в далеком 2008 году, и может показаться, что проблем с количеством нефти уже не возникает: нормы выработки становятся больше, а цена –…
Вы можете представить свою жизнь без мыла? Вряд ли, потому что в повседневной жизни мыло является ежедневным средством гигиены, а ведь были времена, когда оно считалось роскошью и…
Нержавеющая сталь — это сплав железа с углеродом к которому добавлен некий химический элемент, повышающий устойчивость стали к самопроизвольному разрушению, т.е. к разным видам коррозии. Нержавейка бывает трёх…
Фреон или иными слова хладон – это самый распространенный хладогент для любого холодильного оборудование. Его особенность в том, что он является производным от насыщенных углеродов, поэтому полностью безопасен…
Капролон – русское наименование поликапроамида. В данной статье будет подробно описаны параметры, виды и использование данного материала. Капролон по сравнению с другими материалами считается одним из новейших. Им…
Строительная отрасль применяет пеностекло давно, доказав годами практики его физические, практические и экологические преимущества. Особенно ценны для массового строительства такие качества как пожаробезопасность, высокая степень теплоизоляции, экологическая чистота….
Одними из самых сложных представителей органических веществ являются белки. Они относятся к высокомолекулярным соединениям, так называемым биополимерам, которые состоят из аминокислот. Состав белков сложен, что и обуславливает их…
Человек – удивительное создание природы! Но самое уникальное его качество – это желание всегда и везде находиться в окружении красивых вещей. Долгий путь полный разочарований и великих минут…
Сначала спички делали из белого фосфора (головки), ядовитого вещества. С открытием красного фосфора сразу приняли его для изготовления спичек. Это произошло в середине 19 века. Из чего только…
Чтобы качественно окрасить металлическую поверхность ее необходимо подготовить. Краска будет хорошо наносится и адгезия будет выше если при подготовке металла произвести обезжиривание. Всевозможные чистящие средства помогают избавляться от…
Основным продуктом для изготовления взрывчатых веществ и пороха — этого узкого места вообще всей военной индустрии и снарядной особенно — является связанный азот, необходимый также и для производства…
Базальтовое волокно производится из соответствующего сырья – базальтового щебня. Это дробленная вулканическая порода, сплав кремнеземов и оксидов преимущественно цветных металлов с незначительной долей щелочей. Удельный вес кремнеземов составляет…
Другое название никотиновой кислоты – ниацин, витамин РР. Основные свойства этого соединения – большая растворимость в воде, высокая устойчивость к действию ультрафиолетовых лучей, пищеварительных соков желудочно-кишечного тракта, возможность…
На протяжении многих лет ремень безопасности защищал пассажиров и водителя при ДТП. Но современные технологии и автомобилестроение развиваются, появляется необходимость в более эффективной защите. С появлением подушек безопасности…
В местах добычи латекс может применяться непосредственно для производства резиновых изделий. Такому применению латекса в других местах, отдаленных от плантаций, мешают его склонность к коагуляции (свертыванию) и дороговизна…
В ряду ультрасовременных материалов для строительства поликарбонат занимает ведущую позицию. Несмотря на кажущуюся новизну, его история начинается в далеком прошлом. В 90-х годах позапрошлого века известный химик Альфред…
Аспартам входит в состав более чем 6000 продуктов питания – диетические газированные напитки, освежители дыхания и жвачки, десерты, витаминизированные добавки, пакетированный кофе, йогурт, хлопья. У него множество имен….
При переходе от младенчества к раннему детству каждый ребенок берет в свои ручки карандаш и начинает творить, творить по-своему. Изначально, это непонятные каракули с множеством кривых линий, спиралек,…
Каждой хозяйке стоит разобраться в том, что же такое реставрация ткани, какие этапы включает в себя этот процесс и из чего состоит. Специалисты-химики под действиями по реставрации и…
Начнем с определения термина вынесенного в заголовок статьи. Демеркуризация — методы защиты от вредных испарений ртути. Как известно, ртуть — это высокотоксичный металл, испарениями которого легко отравиться, поэтому…
Если задать вопрос любому человеку «какое вещество самое сладкое», наверняка вы получите ответ — сахар. Несомненно, это почти правильный ответ. Принято, что пищевой сахар, или по другому, сахароза…
Вспомните вкус недозрелого яблока. Он очень кислый и вяжущий, а сам плод твёрже, чем в созревшем виде. Но, чем дольше яблоко висит на дереве, тем вкуснее и ароматнее…
Воздействие грибов на организм и их химический состав довольно подробно изучены. Всем известно, что из грибов можно получить и яд и лекарство. Все эти аспекты подробно описаны в…
Каждый из нас с детства привык к мази, носящей название «вазелин». А кто-то задумывался, что это такое? В уже далеком 1859 году наблюдается начало нефтяного бума. И почти…
Многие люди регулярно употребляют кофе. Большинство из них просто не могут представить начало своего дня без чашечки этого ароматного напитка. Однако не все знают, какое влияние оказывает кофеин…
Витамин E является представителем класса жирорастворимых витаминов. Значение его для нашего организма сложно переоценить, роль его многогранна, многие биохимические реакции, необходимые для жизнедеятельности нуждаются в его участии. Две…
Тот, кому повезло поучаствовать в настоящей чайной церемонии, и отведать качественный зеленый чай, запомнит его вкус надолго. Стоит задуматься, почему в странах Востока так трепетно относятся к чаям….
В канун Нового Года и других праздников повышается спрос на петарды, то есть на компактные пиротехнические приспособления, способные производить шумовой эффект в виде свиста либо негромкого взрыва-хлопка. Первые…
Когда-то за то, чтобы иметь соль в своем владении совершались убийства и войны. Земля и территории, обладающие солевыми отложениями, всегда была предлогом для войн. Из-за горсти соли могли…
Большинство конструкций и профилей производится из металла. Но существуют условия, в которых стекло зарекомендовало себя на несколько порядков лучше. За примером можно обратиться к средневековым алхимикам. При всей…
Химический ожог считается одним из самых опасных, так как при его воздействии на кожу может повредиться не только внешняя оболочка кожи, но и внутренние ткани. Процесс поражения кожи…
В продаже невозможно найти средство для мытья кухонной посуды без агрессивной химии, которое бы не старило кожу наших рук и не вредило здоровью (поскольку часть состава обязательно попадает…
Предметы, светящиеся в темноте никогда не остаются не замеченными, а у детей они вызывают восторг и ассоциируются со сказкой. Так почему бы не попробовать себя в роли волшебника?…
Современные средства бытовой химии поражают своими возможностями, они очищают твердые поверхности, отстирывают и выводят пятна, отмывают посуду, но подчас скрывают за красивой упаковкой очень агрессивные вещества. Большинство средств…
Колбасы, чипсы, вафли, сладкая газировка — некоторые едят эти продукты каждый день и совсем не подозревают о том, какой вред они наносят своему здоровью. Копчёности Колбасы и сосиски……
Жидкое стекло – это так называемый силикатный клей, который состоит из водного щёлочного раствора разных силикатных солей. Он может быть бесцветным, зеленым или желтым. Впервые его получили около…
Витамин F. Строго говоря, такого наименования больше не существует. Вещества, которые объединялись этим названием, лишены права именоваться витамином. В большинстве монографий и руководств по витаминологии теперь не упоминают о предмете…
Все, чем мы привыкли пользоваться каждый день, содержит в своем составе химические вещества. Мы пьем кефир, молоко и воду из пластиковых бутылок, моем руки мылом, в котором есть…
Парфюмерия своими руками — это совершенно не сложно. Нужно лишь знать основные секреты создания парфюма. В нашей статье мы и расскажем о них. До конца 19 в. вся…
Уже довольно долгое время популярным средством для осветления волос является перекись водорода. Это средство актуально потому, что доступно и очень дёшево. Как это работает? Весь механизм заключается в…
В моющих средствах, шампунях, зубной пасте есть особая линейка для детей. Нужно выяснить, какие особенности имеет детская бытовая химия. Нужна или нет детям бытовая химия, отличная от взрослой….
Щавелевая кислота – что это такое? Давайте обратимся к великим ученым химикам, для лучшего понимания, что же это за вещество. Обнаружил и синтезировал щавелевую кислоту химик Фридрих Вёлер…
Как-то раз, решив перебрать свою аптечку с целью наведения порядка, вы вдруг обнаруживаете старый пузырек. Присмотревшись к затертой этикетке, читаете: Глицерин. Не торопитесь выбрасывать бутылочку, она еще послужит…
Поваренная соль — продукт, который имеется на каждой кухне, только на первый взгляд кажется простым. Чего только стоит историческая судьба этого продукта. Она ценилась также сильно как и…
Если суперклей может мгновенно склеить нужные вам детали, то почему он не склеивает оборудование, с которым соприкасается при производстве? Почему суперклей не приклеивается к тюбику? Попробуем разобраться. Основным…
Пищевые красители – это пищевые добавки, которые способны изменять цвет блюда. Одни растворимы в воде, поэтому их можно использовать только в жидких продуктах. Другие лучше разводятся в масле…
Занимательная химия для детей и взрослых
Предисловие
«Наука начинается с удивления», – сказал более двух тысяч лет назад древнегреческий философ Аристотель. Любопытство, способность удивляться непонятному, задавать множество вопросов свойственны детям. И задают они бесчисленные вопросы «что, как и почему» своим родителям. С возрастом эта способность удивляться обычно проходит. А может быть, подростки, а тем более взрослые, просто стесняются задавать разнообразные «глупые» вопросы. Да и кому их задавать, когда вокруг все заняты своими делами. Зачем задумываться над непонятным, когда кругом так много развлечений! Можно целый день смотреть телевизор и через час забыть о том, что показывали. Можно прочитать параграф в школьном (или вузовском) учебнике, ответить на уроке (или сдать зачет либо экзамен) и затем забыть о прочитанном – причем навсегда! К чему приводит такое отношение к окружающему нас миру? К распространению суеверий, например. Когда Нильса Бора спросили, неужели он верит тому, что прибитая над дверями его дома подкова приносит удачу, знаменитый физик ответил: «Конечно, не верю. Но, говорят, подкова приносит удачу даже тем, кто в это не верит». Бор, конечно, пошутил. Но сколько людей действительно верят знахарям и шаманам, верят бесчисленным рекламным объявлениям, обещающим излечение за пять минут от всех возможных и невозможных болезней, верят многим другим сказкам про инопланетян, «барабашек» и другую «современную» нечистую силу, которая пришла на смену лешему да Бабе-яге. А все потому, что с детства не выработан критический и «вопрошающий» взгляд на мир, не выработана привычка находить ответ (или хотя бы попытаться его найти) на возникающие вопросы, находить объяснение непонятному. Цель этой книжки – показать, что, даже не обладая специальными знаниями, можно правильно воспринимать явления, которые нас окружают, пытаться хотя бы в общих чертах узнать, как устроены различные машины и механизмы, почему происходят те или иные процессы, в том числе химические и физические. А главное – постараться самому понять, как устроен окружающий нас мир. Ведь это очень интересно!
Глава 1
Вещи и вещества
Нас окружает множество веществ – в основном это не чистые химические соединения (с таковыми мы встречаемся очень редко, примером могут служить поваренная соль и сахар), а смеси, сплавы, композиты. Еще чаще мы сталкиваемся с тысячами различных вещей – от детских игрушек до автомобилей. И при изготовлении всех этих вещей не обойтись без химии. В этой главе будет рассказано о некоторых малоизвестных применениях химических веществ, облегчающих нам жизнь или даже спасающих ее. Об этом – первый рассказ.
Азид в мешке
Известно, что скорость химической реакции пропорциональна концентрации реагентов: чем она выше, тем чаще сталкиваются молекулы и тем быстрее идет реакция. Аналогично частота дорожно-транспортных происшествий при прочих равных условиях пропорциональна концентрации автомобилей на дорогах, которая неуклонно увеличивается. Соответственно растет и число аварий. Самые опасные происходят при лобовом столкновении. Даже если скорость каждого автомобиля не превышает 60 км/ч, суммарная скорость получается такой, что почти не оставляет шансов для находящихся в автомобиле. Можно ли в таких случаях защитить водителя и пассажиров или хотя бы спасти их жизни (о судьбе автомобиля говорить в таких случаях не приходится)? Одно из самых простых и надежных изобретений – ремни безопасности, которые спасли множество жизней. Но если скорость машины при лобовом столкновении велика, не спасают и они – ремень задерживает туловище, а голова по инерции продолжает движение вперед, что приводит к повреждению, нередко смертельному, шейного отдела позвоночника. И тут на помощь автомобилистам пришла химия. В 80-х гг. ХХ века химики ведущих автомобильных корпораций разработали новый способ защиты автомобилистов – подушку безопасности.
Она изготовлена из прочного полиамидного волокна и в сложенном виде занимает так мало места, что ее можно упрятать в стойку рулевого колеса. В случае лобового столкновения мешок почти мгновенно надувается и мягко принимает на себя поступательное движение как корпуса, так и головы водителя, спасая тем самым ему жизнь. И если к концу 80-х годов лишь один из 15 выпускавшихся в США автомобилей снабжался подушкой безопасности, то к 1995 г. их доля превысила 70 %, а еще через несколько лет ими снабжались практически все автомобили, причем каждый имел по два таких устройства – для водителя и для пассажира. Появились также подушки, расположенные сбоку, причем и для пассажиров, сидящих на заднем сиденье. Как же работает такая подушка? Поскольку счет при аварии идет на тысячные доли секунды (при скорости 108 км/ч машина проходит 10 см всего за 3 миллисекунды), никакие механические компрессоры или баллоны с сжатым газом не успеют надуть мешок за нужное время. Остается лишь одна возможность – взрывное разложение химического соединения с выделением большого объема газа. Химикам нужно было найти такое соединение, а остальное было уже делом техники. Вариантов оказалось немного. Остановились на распаде азида натрия – соли очень взрывчатой и очень ядовитой азотистоводородной кислоты HN 3. Хотя эта кислота слабая (как уксусная), ее водные растворы обладают настолько сильным окислительным действием, что смесь HN3 и HCl растворяет золото и даже платину. Азиды тяжелых металлов (меди, серебра, ртути, свинца и др.) – весьма неустойчивые кристаллические соединения, которые взрываются при трении, ударе, нагревании, действии света. Взрыв может произойти даже под слоем воды! Азид свинца Pb(N3)2 используется как инициирующее взрывчатое вещество, с помощью которого подрывают основную массу взрывчатки. Для этого достаточно всего двух десятков миллиграммов этого вещества. Это соединение более взрывчато, чем нитроглицерин, а скорость распространения взрывной волны (детонации) при взрыве в 10 раз больше, чем у тротила, и достигает 45 км/с! Азид натрия, к счастью, не взрывается, хотя тоже сильно ядовит (его сильно разбавленные водные растворы иногда используют в качестве консерванта биохимических препаратов). При нагревании до 300 °С он очень быстро разлагается с выделением азота и мельчайших частиц натрия: 2NaN
На этот раз подушка безопасности защитила манекен
Однако не все так просто. Подушки безопасности, хотя и доказали свою эффективность, создают новые экологические проблемы. Ведь большинство автомобилей заканчивает свой век, ни разу не испытав серьезного столкновения. Поэтому на свалках вместо сравнительно безопасных груд ржавеющего металла могут образоваться очаги отравляющих веществ. Один из способов борьбы с этим – использование в подушках безопасности вместо порошка таблеток, которые можно было бы при необходимости извлекать и утилизировать. Другой путь – поиск менее опасных химических соединений, которые могли бы заменить азид натрия. Говоря об азиде натрия, нельзя не вспомнить еще одну историю, связанную с этим веществом. Как отмечалось, его разбавленные водные растворы обладают бактерицидным действием и могут служить консервантом биохимических препаратов. И вот в начале 70-х годов ХХ в. в некоторых американских и английских клиниках наблюдались странные явления. Время от времени из сливной раковины раздавались звуки, напоминающие пистолетные выстрелы, а в одном случае неожиданно взорвалась сливная трубка. К счастью, никто при этом не пострадал. Расследование показало, что виновником всех взрывов был очень слабый (0,01 %) раствор азида натрия, который использовали в качестве консерванта физиологических растворов. Излишки раствора азида в течение многих месяцев, а то и лет сливали в раковину – иногда до двух литров в день. Оказалось, во всех упомянутых случаях сливные трубки под раковинами были изготовлены из меди или латуни (такие трубки очень прочные, легко гнутся, особенно после предварительного прокаливания, поэтому их удобно устанавливать в сливной системе). Выливаемый в раковину раствор азида натрия, протекая по таким трубкам, постепенно реагировал с их поверхностью, образуя азид меди, а это вещество уже способно взрываться. Пришлось менять медные трубки на пластмассовые. Когда в одной из клиник проводили такую замену, оказалось, что снятые медные трубки сильно забиты твердым веществом. Специалисты, которые проводили «разминирование» сливной системы, чтобы не рисковать, подорвали эти трубки на месте, поместив их в металлический бак массой 1 т. Взрыв был настолько силен, что сдвинул бак с места на несколько сантиметров! Медиков не очень интересовала сущность химических реакций, приводящих к образованию взрывчатки. Можно предположить, исходя из сильных окислительных свойств азотистоводородной кислоты, что имела место такая реакция: анион N
Пигменты и красители
По определению, пигменты (от лат. pigmentum – «краска») – это тонкоизмельченные порошкообразные красящие вещества, которые, в отличие от красителей, не растворяются ни в воде, ни в органических растворителях. Пигменты бывают природные (как правило, неорганические) и синтетические. Первым пигментом, который использовал человек, была сажа. Сажа в большем или меньшем количестве появляется везде, где горит огонь, поэтому неудивительно, что сажу начали использовать в декоративных целях примерно 20 тысяч лет назад, вскоре после изобретения способов добывать огонь. Сажу и теперь производят в огромных количествах и используют как наполнитель резины, пластмассы, для изготовления типографских красок. Сажа исключительно устойчива к внешним воздействиям; до сих пор сохранились рисунки человека каменного века, выполненные сажей на стенах пещер. Вероятно, самая знаменитая из них – пещера Ласко во Франции. Ее случайно обнаружили в 1940 г. мальчики под упавшим после бури деревом. На стенах пещеры с помощью сажи, а также красновато-коричневых природных пигментов изображено множество животных: быки, лошади, олени, бараны, медведи, зубры. Теперь в этой пещере – прекрасно оборудованный музей.
Рисунки древнего человека, выполненные природными пигментами
Самыми труднодоступными в течение многих тысячелетий были пигменты синего цвета. Вероятно, первое использование синей природной краски произошло примерно 5 тысяч лет назад. Во время раскопок шумерского города Ура Халдейского были найдены золотые и серебряные фигурки животных, украшенные ляпис-лазурью – полудрагоценным камнем, содержащим пигмент ультрамарин. Сравнительно недавно было показано, что синий цвет этого пигмента связан с присутствием в нем анион-радикала [·S 3]–, в котором имеется неспаренный электрон (он изображен точкой). В Европе синие пигменты были настолько дорогими (их продавали буквально на вес золота), что порой специальные комиссии решали, какие именно участки росписи должны быть синего цвета. В античные времена использовали пигмент египетский синий, это был алюмосиликат меди (медное стекло). С VI–VII веков художники начали использовать природный ультрамарин, который готовили из ляпис-лазури, привозимой из Афганистана. По составу ляпис-лазурь – сложная смесь нескольких минералов, синий цвет которой придает гаюин – алюмосиликат, содержащий хлор и серу. Из килограмма лазури получали после длительной обработки всего 30 г синего пигмента. И лишь в 1704 г. был получен первый искусственный синий пигмент. Это была берлинская лазурь – гексацианоферрат железа-калия, содержащий атомы железа в разных степенях окисления: KFe
В начале XIX века Наполеон обратился к французским ученым с предложением найти способ получения индиго из отечественного сырья и предложил за решение этой задачи баснословную по тем временам сумму – 1 млн франков. Но в те времена химики еще не были готовы взяться за эту проблему: органическая химия находилась в зачаточном состоянии. Химическое строение индиго было установлено в 1883 г. немецким химиком Адольфом фон Байером – через 18 лет после того, как он начал исследовать этот краситель и спустя 5000 лет после его открытия человеком. Как заявил Байер, он может доказать экспериментально место каждого атома в молекуле индиго! Байеру удалось также синтезировать индиго, исходя из фенилуксусной кислоты С6Н5СН2СООН, однако этот синтез не нашел практического применения. Промышленный синтез индиго начался спустя несколько лет на баденской анилино-содовой фабрике (БАСФ), которая использовала метод, разработанный Карлом Хейманом. К началу ХХ века индиго синтезировали уже тысячами тонн, что соответствует сотням тысяч гектаров индиговых плантаций. Производству индиго сильно способствовало правительственное распоряжение, по которому синее сукно германской армии обязательно красилось синтетическим индиго. Выпуск индиго достиг максимума к концу 70-х гг. ХХ века – около 20 000 тонн в год. В конце XIX века БАСФ на разработку промышленного экономически выгодного синтеза индиго затратила 3 млн марок. А фирма «Людвигсхафен» ассигновала на исследования сумму, намного превосходившую стоимость самой фирмы! Этот рекорд, вероятно, никогда не будет превзойден. Потраченные деньги вернулись сторицей. Достаточно вспомнить гималаи джинсов, выпущенных за прошедшие годы и окрашенных синтетическим индиго.
А какой был первый синтетический краситель, для которого не существует природных аналогов? В книгах по истории химии пишут, что это был мовеин. В 1856 г. английский химик Уильям Генри Перкин, которому было тогда всего 18 лет, окисляя дихроматом калия неочищенный анилин (он содержал толуидины – метилпроизводные анилина), получил вещество красивого фиолетового цвета, пригодное для окрашивания тканей. Он назвал его мовеином (от англ. mauve – «мальва», травянистое растение с крупными яркими цветами). Перкин работал в домашней лаборатории, и его цель была совершенно иной – он надеялся получить из каменноугольного дегтя хинин – средство от малярии. Вместо лекарства он получил краситель, в результате чего бросил учебу и на деньги своей семьи построил фабрику, работа которой сделала ее хозяина очень богатым человеком.
Мовеин (смесь красителей)
Следует, однако, сказать, что честь открытия первого синтетического красителя из продуктов перегонки каменного угля принадлежит польскому химику Якубу Натансону. Работая в Тарту (в то время – Дерпт, а после 1893 г. – Юрьев) он почти одновременно с Перкином, но все же чуть раньше, получил нагреванием смеси анилина и дихлорэтана в запаянной трубке вещество кроваво-красного цвета, способное окрашивать ткани. Это был краситель фуксин. Последующие исследования показали, что Натансон получил, вероятно, смесь парарозанилина с его моно– и диметилзамещенными. Сейчас фуксин применяют в основном для окрашивания нетекстильных материалов – бумаги, кожи, дерева; для приготовления чернил, цветных карандашей, типографских красок.
Паранитрозанилин
В заключение – сведения о красителях, которые к концу ХХ века производились в наибольшем количестве. Первые два места делят индиго (его используют для окраски тканей) и так называемый дисперсный синий 79 (им красят полиэфирные волокна) – по 15 000 тонн в год. За ними следуют сернистый черный 1 (краситель для хлопка) – 10 000 т/год, активный черный 5 (краситель для хлопка) – 8000 т/год и кислотный черный 194 (краситель для полиамидных волокон, шерсти и кожи) – 7000 т/год.
Магнитом – по опилкам
Казалось бы, все, что касается игрушек для маленьких детей, уже изобретено и ничего принципиально нового создать невозможно. Однако это не так. Возьмем, например, игры, развивающие способность писать, а также создавать простые рисунки. Техническое задание таково: рисунок должен быть четким, легко стираться, а сама игрушка должна быть безопасной, причем – что немаловажно – безопасной именно для детей. В продаже можно встретить такую конструкцию. В герметичной коробке под пластмассовым прозрачным экраном помещен тонкий алюминиевый порошок (алюминиевая пудра). При встряхивании экран электризуется, и на него налипает слой порошка. С помощью помещенного в коробку штифта и двухкоординатного механизма, управляемого двумя ручками, можно нарисовать довольно сложные фигуры, «процарапывая» слой алюминия, то есть удаляя порошок острием штифта. Встряхивание коробки приводит игрушку в исходное состояние. К ее очевидным недостаткам относится невозможность оторвать штифт от экрана, то есть прервать линию (поэтому буквы и цифры нарисовать практически нельзя), а также сложность создания кривых: каждая ручка по отдельности позволяет проводить линию либо вправо-влево, либо вверх-вниз. Правда, последнее обстоятельство в какой-то мере может служить и достоинством игрушки, которая хорошо развивает координацию движения. Другой вариант подобной «рисовалки» еще проще. твердый темный лист покрыт гибкой матовой полимерной пленкой. Если с помощью заостренной палочки – стила – провести на пленке черту, то она прилипнет к подложке, и черта станет видна – останется темный след. Так можно нарисовать на пленке все, что угодно. Если же с помощью тонкого стержня, расположенного между пленкой и подложкой, отделить их друг от друга, все изображения исчезнут, и можно начинать с начала.
Игрушка
И вот новая остроумная игрушка (см. рисунок). Под прозрачным экраном – светло-серый порошок, сбоку в специальном углублении – «карандаш». Если его тонким металлическим кончиком провести по экрану, слегка его касаясь, под ним останется черный след. Передвинув расположенную снизу рукоятку из одного крайнего положения в Игрушка другое, можно стереть написанное или нарисованное и вернуть игрушку в исходное положение. Как же она устроена? Даже не ломая изделие, легко установить, что в его основе – магнитное действие: внутри – тонкий железный порошок, а наконечник «карандаша» – магнитик. В исходном положении более тяжелый железный порошок «тонет», и его не видно под слоем чего-то белого. Когда же магнитик подносят к экрану, он вытягивает железные опилки на поверхность, и они оставляют темный след. Длительное сохранение рисунка доказывает, что железному порошку непросто снова «утонуть» в вязкой массе. Нижняя ручка прикреплена к намагниченному стержню, расположенному за экраном. Проводя этим магнитом вдоль экрана, мы перемещаем все опилки к задней стенке, так что передняя светлеет. Это же можно сделать иначе, просто сильно встряхнув коробку, когда она находится в горизонтальном положении: более тяжелые железные опилки осядут вниз. (Если при этом коробку перевернуть, то опилки осядут на лицевую сторону, так что почернеет эта рабочая сторона.) Если вскрыть герметичный экран, обнаружится вот что. Верхняя и нижняя (она тоже прозрачная) поверхности разделены очень тонкими пластмассовыми перегородками, образующими сетку с ячейками около 1 мм (ее можно заметить на фотографии). Эта сетка разделяет рабочее поле на множество мелких ячеек, и в каждой ячейке перемещается своя небольшая порция магнитного порошка. Попасть из одной ячейки в другую он не может. Порошок смешан вовсе не с мелом или чем-то подобным, как могло показаться вначале; на самом деле он плавает в густой белой жидкости. Жидкость эта негорючая и испаряется очень медленно. Следовательно, это не органический растворитель, а скорее всего, вода. После ее испарения остается немного органического вещества, которое можно сжечь, и негорючий белый порошок, похожий на мел. Но мел можно исключить, потому что белый порошок не растворяется в соляной кислоте. Возможный вариант – диоксид титана, TiO2 – белый пигмент, который широко используется для изготовления белил. Что же представляет собой эта густая жидкость? Вероятный ответ таков. Один из способов промышленного производства поливинилхлорида – эмульсионная полимеризация. По этому способу инициатор радикальной полимеризации (например, перекись водорода) растворен в водной фазе, а полимеризация органического мономера идет в мицеллах – крошечных капельках, образованных эмульгатором – каким-либо поверхностно-активным веществом наподобие мыла. В результате получается латекс с размерами частиц полимера 0,03–0,5 мкм. Латекс сушат в распыленном виде, получая мелкий порошок полимера. Добавляя к нему растворитель, изготавливают пасты, вязкие коллоидные растворы. Такие растворы, которые называются пластизолем, можно перерабатывать в самые разнообразные изделия. Методом макания из пластизоля можно получить перчатки, которыми пользуются электрики (поливинилхлорид – прекрасный изолятор), изоляционный слой на ручках инструментов, покрытия на стеклянных флаконах с аэрозольной упаковкой медикаментов (например, ингалипта). Заливкой пластизоля в формы изготовляют воздушные и масляные фильтры для автомобилей, обувь, уплотнительные прокладки для крышек банок и бутылок, используемых для пищевых продуктов. Напылением пластизоля можно получить защитное покрытие для днищ и сварных швов автомобилей. А искусственную кожу или моющиеся обои можно получить методом шпредирования. Что означает это странное слово? По-английски to spread – «распределять по поверхности», «промазывать», в том числе и резиной. Но написание термина показывает, что он пришел в русский язык из немецкого, в котором сочетание sp чаще всего читается как «шп» (кстати, по-немецки Spreadingmaschine – «машина для прорезинивания тканей»). Наконец, из пластизоля можно делать мячи, детские игрушки и т. п. В пластизоль часто вводят значительные количества (до 50 % по массе) минеральных наполнителей – мел, каолин, аэросил (мелкодисперсный диоксид кремния SiO2), бентонит, диоксид титана и др. Значит, для изготовления нашей игрушки можно было использовать производимый промышленностью, а потому сравнительно недорогой поливинилхлоридный пластизоль. Остается восхититься изобретательностью тех, кто эту игрушку придумал.
«Занимательная химия» читать онлайн книгу 📙 автора Владимира Рюмина на MyBook.ru
Вода – в молоко, молоко – в воду (Обратимость химических реакций) Мы уже видели, что можно превратить воду в молоко, получая при сливании бесцветных растворов двух солей белый взвешенный в воде осадок. Теперь могу показать и другой способ получения такого «химического молока», но в отличие от ранее полученного оно может превращаться снова в воду. Вы уже настолько посвящены мною в секреты превращения различных жидкостей друг в друга, что нет надобности показывать вам этот опыт; достаточно будет, если я расскажу вам, как его надо проделать. Возьмите два совершенно одинаковых графина. Налейте наполовину один из них прозрачным бесцветным раствором соды. Другой графин, со слабым раствором соляной кислоты, спрячьте на полке нашего «магического» стола. Не забудьте, что уровень жидкости в нем должен быть существенно ниже, чем в первом, так как из первого вам придется часть раствора отлить. На стол поставьте стакан, наполовину наполненный раствором хлористого кальция. Все названные жидкости бесцветны, прозрачны и по внешнему виду ничем не отличимы от чистой воды. Сказав, что вы умеете превращать воду в молоко, долейте из первого графина стакан, что стоит на столе. Сода (двууглекислый натрий) даст с хлористым кальцием нерастворимый в воде углекислый кальций и остающийся в растворе хлористый натрий (поваренную соль). Жидкость в стакане замутится и издали будет вполне похожа на молоко. Поднесите стакан ко рту (но ни в коем случае не пейте!), как будто пробуя на вкус, сняв одновременно графин со стола и поставив его на полку. Сделав вид, что вкус молока вам не понравился, незаметно подмените графин, взяв с полки тот, в котором у вас раствор соляной кислоты, и вылейте в него «молоко» обратно. Взболтайте жидкость и покажите зрителям, что она вновь обратилась в воду. В этом случае действительно будет обратное превращение – только, конечно, не молока в воду, а углекислого кальция снова в растворимый хлористый кальций. Но смотрите не перепутайте второпях графины!
ПЛАН работы кружка «Познавательная химия»
Ф-02-ОСН-28
Министерство образования и науки РТ
ГАПОУ «Бугульминский машиностроительный техникум»
СогласованоЗам.директора по УР
________________О.В.Жакупова
«____»__________2017г.
Рассмотрено
на заседании ПЦК общеобразовательных дисциплин
протокол №___
от «__»_______2017г.
ПЛАН
работы кружка «Познавательная химия»
на 2017/2018 учебный год
Преподаватель: Фазылянова А.Н.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Образовательная программа кружка «Познавательная химия» представляет содержание, организационные условия, этапы образовательной деятельности системы основного общего и дополнительного образования для успешной реализации индивидуальных способностей каждого ребенка. Многообразие форм и способов такого соединения предоставляет учащимся более широкий спектр возможностей реализации образовательных потребностей, педагогам — новые возможности для реализации своего творческого потенциала. В программе последовательно выстроены занятия в определённую методическую последовательность с учётом знаний, умений и навыков учащихся.
Программа «Познавательная химия» предназначена для студентов 1 курса и направлена на обеспечение дополнительной теоретической и практической подготовки по химии.
Для работы по программе предполагается использование учебно-методического комплекта (далее УМК): учебник, методическое пособие для преподавателя, методическая и вспомогательная литература (пособия для преподавателя, видеофильмы, учебно-наглядные пособия).
Химия помогает сформировать представлений о месте химии в современной научной, картине мира; понимание роли химии в формировании кругозора и функциональной грамотности человека для решения практических задач; владение основополагающими химическими понятиями, теориями, законами и закономерностями; уверенное пользование химической терминологией и символикой; владение основными методами научного познания, используемыми в химии: наблюдением, описанием, измерением, экспериментом; умение обрабатывать, объяснять результаты проведенных опытов и делать выводы; готовность и способность применять методы познания при решении практических задач; сформировать умения давать количественные оценки и производить расчеты по химическим формулам и уравнениям;
Тематическим планом предусматривается широкое использование наглядных пособий, материалов и инструментария информационно-технологической и методической поддержки. В соответствие с концепцией учебного плана, принятой в ОУ, программа курса рассчитана на 68 часов в год, 2 часа в неделю. Периодичность занятий 1 раз в неделю.
Целью данной программы является: развитие индивидуальности каждого студента средствами взаимодействия различных форм основного и дополнительного образования в условиях обогащенной образовательной среды с многовариантным выбором. Формирование у студентов способности умение использовать достижения современной химической науки и химических технологий для повышения собственного интеллектуального развития в выбранной профессиональной деятельности.
Основными задачами являются:
1. Обучение учащихся теоретическим и практическим знаниям; сформировать собственной позиции по отношению к химической информации, получаемой из разных источников.
2. Развитие стремления к углублению знаний.
3. Формирование интереса к эстетической деятельности.
4. Развитие образного мышления и творческой активности учащихся.
5. Формирование чувства коллективизма.
6. Создание комфортной обстановки на занятиях.
7. Развитие аккуратности, опрятности.
8. Использование различных видов познавательной деятельности и основных интеллектуальных операций (постановки задачи, формулирования гипотез, анализа и синтеза, сравнения, обобщения, систематизации, выявления причинно-следственных связей, поиска аналогов, формулирования выводов).
Структура программы состоит из 8 образовательных блоков (теория, практика). Все образовательные блоки предусматривают не только усвоение теоретических знаний, но и формирование деятельностно — практического опыта. Содержание образовательной программы кружка проектируется с учетом приоритетных принципов:
1. Многообразия: разнообразие форм и содержания дополнительного образования; разнообразие видов деятельности; разнообразие участников образовательного процесса с их ценностями, целями, взглядами, предпочтениями.
Многообразие необходимо для создания условий выбора учащимися вида деятельности и отношения к этой деятельности, как источника их развития.
2. Открытости. Образовательная программа является открытой системой, т.е. воспринимает воздействия внешней среды и отвечает на них своими изменениями, постоянно включая в свою структуру новые элементы: новых учащихся, новые виды деятельности, новые отношения, новое содержание образования, взаимодействуя с другими образовательными программами. Именно открытость позволяет образовательной программе развиваться, усложняться, обмениваться информацией.
3. Природосообразности, процесс творчества должен основываться на научном понимании взаимосвязи социальных и естественных процессов, воспитывать студента в соответствии с полом и возрастом, формировать ответственность за развитие самого себя.
4. Культуросообразности — творчество студентов должно основываться на общечеловеческих ценностях культуры и в соответствии с особенностями тех или иных национальных культур, традиций регионов, не противоречащих общечеловеческим ценностям.
5. Принцип патриотической направленности.
6. Принцип проектности — предполагает последовательную направленность деятельности педагога на подготовку подростка к самостоятельному проекту (реализация-рефлексия)
7. Принцип поддержки самоопределения воспитанника.
Использование этих принципов в проектировании образовательной программы создает условия для:
1. Свободного выбора студентом видов и сфер деятельности.
2. Ориентации учителя на личностные интересы, потребности, способности ребенка.
3. Возможности свободного самоопределения и самореализации в образовательном процессе как ребенка, так и учителя.
4. Единство обучения, воспитания, развития в процессе реализации программы.
Функции рабочей программы:
— нормативная, то есть рабочая программа является обязательным документом для выполнения в полном объёме; целеполагания, то есть определяет ценности и цели, ради достижения которых она введена в образовательную область; определения содержания образования, то есть фиксирует состав элементов содержания, подлежащих усвоению обучающимися (требования к федеральному компоненту государственного стандарта среднего общего образования), а также степень их трудности; процессуальная, то есть определяет логическую последовательность усвоения элементов содержания, организационные формы и методы, средства и условия обучения; оценочная, то есть выявляет уровни усвоения элементов содержания, объекты контроля и критерии оценки уровня обученности учащихся.
Формы занятий: беседы; практические занятия; создание проектов; индивидуальные и групповые занятия; коллективная работа;
В результате работы по программе «Познавательная химия» обучающиеся должны:
уметь анализировать; проводить вычисления
владеть навыками простых химических реакции;
анализировать стилизации натуральных форм живой и неживой природы и на этой основе развитие аналитических способностей, зрительной памяти, пространственных представлений
Ожидаемые результаты:
1. Раскрытие творческого потенциала студентов
2. Ценить свой труд, уважать чужой.
3. Уметь применять теоретические знания на практике
Механизм оценки результатов по программе:
В процессе деятельности выработалась определенная система контроля успехов и достижений студентов, используя классические методы и приемы, разрабатывая авторские методики.
В качестве форм подведения итогов применяются зачеты, открытые занятия, конкурсы, защиты творческих работ.
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
Вводное занятие. Цели, задачи, планирование работы кружка.Инструктаж по ТБ.
Введение в программу
2
Правила техники безопасности в дизайн-студии
2
2
Основы дизайна, принципы композиции, зонирование
Основы организации пространства. Основы перспективы. Дизайн — проект интерьера «Комната моей мечты»
12
Выставка дизайн — проектов интерьера «Комната моей мечты»
6
3
Основы организации пространства
Основы перспективы. Дизайн- проект интерьера «Комната моей мечты»
6
Выставка дизайн- проектов интерьера «Комната моей мечты»
8
4
Разработка и оформление фасадов
Разработка дизайн-проектов фасада жилого здания
6
Конкурс дизайн-проектов фасада общественного здания
6
4
Основы ландшафтного дизайна. Декоративная дендрология
Разработка и осуществление дизайнерского проекта «Клумба техникума» (ландшафтный дизайн)
8
Презентация дизайн-проекта «Клумба техникума»
12
68
ЛИТЕРАТУРА И ДРУГИЕ ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
Еременко Н.И. Дополнительное образование в образовательном учреждении. – Волгоград: ИТД «Корифей», 2016.
Комарова Т. С., Савенков А. И. Коллективное творчество детей. – М.: Российское педагогическое агентство, 2016. – 98 с.
Беда т Г.А. Живопись и ее изобразительные средства. – М., 2015
Копцев В.П. Учим детей чувствовать и создавать прекрасное: Основы объемного конструирования/ Ярославль: Академия Развития: Академия Холдинг, 2015.
Игра «Занимательная химия»
Методические рекомендации: познавательная игра под таким названием проводится для учащихся 8 классов. Число участников – 2 команды по 6 человек в каждой команде.
Игра включает 6 конкурсов: 1 конкурс «Разминка», 2 конкурс «Угадай слово», 3 конкурс «Простое — сложное», 4 конкурс – «Агент 007», 5 конкурс – «Ребусы», 6 конкурс капитанов – « На шаг – слово».
В каждом конкурсе команде нужно выполнить задание и получить соответствующее количество баллов. Выигрывает та команда, у которой баллов окажется больше.
Цели:
развитие познавательного интереса учащихся к предмету химия;
обобщение, закрепление и систематизация знаний о химических элементах, понятиях, о соединениях, явлениях;
развитие навыков и умений при работе с периодической системой;
умение работать в команде;
создание ситуации успеха для учащихся;
вызывание у учащихся положительных эмоциональных переживаний в ходе мероприятия;
расширение кругозора учащихся;
развитие творческих способностей учащихся.
Оборудование: компьютер, экран, мультимедиа проектор, таблица химических элементов Д.И. Менделеева.
Ход игры
Ведущий: Добрый день, дорогие ребята!
Цель нашей игры — расширить кругозор знаний, полученных на начальном этапе изучения химии, повысить эрудицию, в увлекательной форме провести конкурсы и викторины по предмету.
При выступлении команд будет учитываться не только глубина знаний, но и остроумие, находчивость, оригинальность ответов, активность и сплоченность. Сегодня в путешествие отправляются следующие команды: команда 8 «А», команда 8 «Б».
Конкурс № 1. «Разминка» (слайд № 2)
Ведущий: (разминка проводится в виде загадок о химических элементах) каждой команде задается загадка, в случае отсутствия ответа возможность ответа переходит к команде, поднявшей первой руку. За правильно выполненное задание – два балла, за выполненное задание на половину – один балл, за не выполненное задание – команда баллов не получает. Дополнительно команда может получить полбалла, если правильно ответила на вопросы команд – соперниц.
(слайд № 3-8)
1. Нахожусь, друзья, везде:
В минералах и в воле.
Без меня вы как без рук:
Нет меня — огонь потух. (Кислород)
2. Давно известно человеку:
Она тягуча и красна,
Еще по бронзовому веку
Знакома в сплавах всем она. (Медь)
3. Я светоносный элемент.
Я спички вам зажгу в момент.
Сожгут меня — и под водой
Оксид мой станет кислотой. (Фосфор)
4. Предупреждаю вас заранее:
Я непригоден для дыхания!
Но все как будто бы не слышат
И постоянно мной дышат. (Азот)
5. У меня дурная слава:
Я — известная отрава.
Даже имя говорит,
Что я страшно ядовит. (Мышьяк)
6. Был металл серебристо-белым,
В соединении стал мелом. (Кальций)
После конкурса подводятся первые итоги.
Конкурс № 2. «Угадай слово» (слайд № 9)
Ведущий: Заполните пустые клетки русскими названиями следующих элементов:
- Cl; 2) Zn; 3) Br; 4) K; 5) Ni.
Ключевым словом является профессия, связанная с химией. Время работы — 1 минута.
(слайд № 10)
После конкурса подводятся предварительные итоги.
Конкурс № 3. «Простое — сложное» (слайд № 12)
Ведущий: Каждая команда получает карточки. В них нужно в первой колонке подчеркнуть синим маркером простые вещества, во второй колонке красным маркером – сложные вещества. Время работы — 3 минуты.
(слайды № 13,14)
|
ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА |
СЛОЖНЫЕ ВЕЩЕСТВА |
|
1. Хром, сера, вода. |
1. Алюминий, сера, хлорид натрия. |
|
2. Оксид цинка, цинк, иод. |
2. Хлороводород, фтор, кислород. |
|
3. Железо, сероводород, медь. |
3. Оксид цинка, сульфид цинка, вода. |
|
4. Хлорид натрия, углекислый газ, водород. |
4. Фтороводород, хлорид магния, медь. |
|
5. Железо, серная кислота, углекислый газ. |
5. Поваренная соль, железо, сероуглерод. |
|
6. Хлор, сульфид цинка, цинк. |
6. Бром, хлорид натрия, оксид натрия. |
(слайды № 15,16)
|
ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА |
СЛОЖНЫЕ ВЕЩЕСТВА |
|
1. Сахар, медь, кислород. |
1. Малахит, золото, серебро. |
|
2. Сера, хлороводород, магний. |
2. Графит, оксид натрия, цинк. |
|
3. Сульфид цинка, вода, водород. |
3. Железо, поваренная соль, оксид магния. |
|
4. Натрий, иод, железо. |
4. Углекислый газ, бромоводород, алюминий. |
|
5. Сульфид натрия, углерод, ртуть. |
5. Азот, сульфид кальция, фосфор. |
|
6. Марганец, хлор, оксид лития. |
6. Оксид магния, бром, сероуглерод. |
После конкурса подводятся предварительные итоги .
Конкурс № 4. «Агент 007» (слайд № 17)
Ведущий: Вызываются по одному участнику от каждой команды. Им выдаются карточки. За 1 минуту участник команды должен подсчитать, сколько раз повторно записаны знаки тех химических элементов, которые указаны в задании. Побеждает тот участник, который правильно и быстрее остальных справился с заданием.
(слайды № 18,19)
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
1 |
N |
B |
Br |
Na |
K |
P |
Mg |
Hg |
C |
Au |
|
2 |
Zn |
Na |
O |
H |
O |
Hg |
C |
Ag |
Na |
Fe |
|
3 |
F |
Cl |
S |
C |
Au |
P |
Hg |
Ba |
H |
P |
|
4 |
Al |
B |
P |
Br |
Hg |
I |
C |
K |
Na |
Ca |
|
5 |
O |
Si |
C |
Mg |
Mn |
Na |
Cu |
Hg |
P |
Pb |
|
6 |
S |
Na |
F |
Zn |
Hg |
Fe |
Al |
C |
P |
Ba |
|
Сколько раз повторно записаны знаки элементов Na______, C ______?
|
||||||||||
(слайды № 20,21)
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
1 |
N |
B |
Br |
Na |
K |
P |
Mg |
Hg |
C |
Au |
|
2 |
Zn |
Na |
O |
H |
O |
Hg |
C |
Ag |
Na |
Fe |
|
3 |
F |
Cl |
S |
C |
Au |
P |
Hg |
Ba |
H |
P |
|
4 |
Al |
B |
P |
Br |
Hg |
I |
C |
K |
Na |
Ca |
|
5 |
O |
Si |
C |
Mg |
Mn |
Na |
Cu |
Hg |
P |
Pb |
|
6 |
S |
Na |
F |
Zn |
Hg |
Fe |
Al |
C |
P |
Ba |
|
Сколько раз повторно записаны знаки элементов P______, Hg ______?
|
||||||||||
Ответ: Na — 6, C — 6, P — 6, Hg – 6.
После конкурса подводятся предварительные итоги.
Конкурс № 5. «Ребусы» (слайд № 22)
Ведущий: Каждая команда получает ребусы. В течение двух минут вам необходимо их решить. (слайды № 23,24)
Ответы: Никель, Бор, Цирконий, Азот, Мышьяк, Медь.
Подводятся итоги конкурса «Ребус».
Конкурс капитанов «На шаг — слово».
Ведущий: Капитан каждой команды должен на каждый шаг назвать химический элемент. Повторяться нельзя, останавливаться нельзя. За каждое название он получает балл. Кто прошагает дальше, получит больше баллов.
Подводятся итоги игры и называются победители.
Ведущий: Знаем мы, что встреча ваша — лишь игра,
И расставаться нам пришла пора.
Будете с улыбкой вспоминать
Как пытались баллы добывать.
Но не важен в баллах результат,
Дружба побеждает — это факт.
А находчивость по жизни вас ведет,
Знатокам всегда, везде везет!
(слайд № 25) Спасибо за внимание!
Предметной неделя биологии, химии и экологии
С 09.11 по 13.11.20 г. в МОУ «Воробьёвицкая СОШ» проходила предметная неделя биологии, химии и экологии «В мире интересных фактов».Принцип проведения недели: каждый учащийся является активным участником всех событий недели. Он может попробовать себя в разных ролях и видах деятельности.
Предметная неделя прошла в указанные сроки, согласно утвержденному плану. При подготовке мероприятий и творческих заданий учитывались возрастные особенности детей. Мероприятия проводились малыми группами. Все они были направлены на воспитание экологически грамотного, социально — активного школьника, ответственного за состояние окружающей среды, а также на развитие у учащихся интереса к экологическим проблемам современности и предметам биологии, химии и экологии.В начале недели был объявлен конкурс экологических знаков (рисунков) «Природа в опасности». Ребята из 1 — 8 классов с удовольствием приняли участие в этом актуальном мероприятии. Некоторые ученики нарисовали несколько рисунков.
В течение всей недели с целью профилактики гриппа и вирусных заболеваний проводились для учащихся 1-11 классов пятиминутки «Что мы знаем о гриппе и вирусах?».
9 ноября были проведены классные часы, которые прошли с большим интересом и активностью ребят «Красная книга Костромской области и Вохомского района» для учащихся 1-4 классов, » Красная книга Костромской области» 5-7 классы, учащиеся 11 класса провели увлекательное путешествие для учащихся 9-11 классов «Красная книга – редкие и исчезающие виды животных». 10 ноября для ГПД было проведено мероприятие «Занимательная химия», на котором ребята увидели разные химические опыты. Опыты вызвали огромный интерес у учащихся, в том числе и к предмету химия. Интерес, удивление и восхищение читалось в глазах ребят. Дети пришли к выводу что, химия даёт возможность понять и правильно объяснить многие загадочные явления.11 ноября прошли открытые уроки. Это урок химии в 9 классе был проведён в форме урока-практикума. Практическое занятие вызвало интерес у учащихся. Дети на уроке были активны.
Урок окружающего мира в 1 классе был посвящён группам животных. Ребята работали активно с большим интересом в группах, парами, разгадывали загадки, выполняли разные творческие задания.
Также 11 ноября для развития творческих способностей учащихся для 6 — 8 классов было проведено мероприятие «Интеллектуально познавательная игра «Природоград», а для учащихся 1-5 классов «Звездный час» — познавательная игра о природе нашего края.
День 12 ноября также был насыщен мероприятиями. В 8 классе прошёл открытый урок по биологии, который был проведён в форме практического занятия. Ребята вспомнили, активизировали и закрепили имеющиеся знания, осуществляя поисковые действия, получили новые.После уроков с учащимися 8 — 11 классов прошёл интеллектуальный конкурс «Кто хочет стать отличником по химии? «. Две разновозрастные команды соревновались в правильности ответов на вопросы и в знании практических навыков.
Цели конкурса (развитие мышления, скорости реакции, познавательной активности, интеллекта и взаимовыручки) были достигнуты.
Для 5 — 7 классов проведён интеллектуальный конкурс «В мире животных». Учащиеся узнали много нового и интересного, расширили свой кругозор.
А начальные классы попробовали свои силы в КВН «В царстве природы». Две команды соревновались в правильности ответов на вопросы. Много положительных эмоций принесло детям участие в этом мероприятии. Ребята сделали вывод, что «кто много читает — тот много знает».В начале недели объявлена была акция «Кормушка». Зная, как тяжело приходится птицам зимой, ребята изготовили и развесили кормушки для птиц. Эта акция длительная. В течение зимы дети будут наполнять кормушки свежим кормом.
В пятницу, 13 ноября прошла квест — игра «Экологическая кругосветка». Получив маршрутные листы, ребята совершили ещё одно увлекательное путешествие.
Такие внеклассные формы работы надолго остаются в памяти детей, расширяют их кругозор и формируют экологическую культуру.
Во время закрытия предметной недели были отмечены самые активные учащиеся.
Важно, что в эти дни учащиеся ещё раз убедились, сколько всего интересного, необычного, значимого в этих предметах, как они все взаимосвязаны и необходимы в будущем для каждого из них.
Неделя прошла успешно.
педагогический и методический аспекты – тема научной статьи по наукам об образовании читайте бесплатно текст научно-исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка
1УДК 372.854 ББК 74.26
ПОЗНАВАТЕЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ ПО ХИМИИ: ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ И МЕТОДИЧЕСКИЙ АСПЕКТЫ
М. Д. Трухина
В статье рассматривается понятие познавательной задачи с точек зрения философии, педагогики, психологии. Приведены дидактические требования к содержанию, необходимые для применения познавательных задач на занятиях по химии в школе. С точки зрения философии познавательную задачу определяют и как результат логико-познавательной деятельности, и как контролирующую систему, объединяющую средства, предмет и результат познания. Психологи смотрят на решение познавательных задач как на средство, инициирующее вну-триличностный конфликт. Учебно-познавательная задача предназначена не только для достижения целей обучения, предъявляемых извне, но и для развития гуманитарных качеств человека, определяющих содержания внутренних процессов познания себя, необходимых для становления социального интеллекта. В школьном процессе обучения химии познавательные задачи должны носить творческий характер. Успешность применения познавательных задач в обучении химии в школе зависит от полноты соответствия их ряду дидактических требований и систематичности использования.
Ключевые слова: познавательная задача; познавательная задача по химии; интеллектуальные умения; дидактические требования к содержанию познавательных задач по химии.
COGNITIVE TASKS IN CHEMISTRY: PEDAGOGICAL AND METHODOLOGICAL ASPECTS
M. D. Trukhina
The article discusses the concept of cognitive tasks from the point of view of philosophy, pedagogy and psychology. Didactic requirements for the content necessary for the application of cognitive tasks in chemistry lessons at school are presented. From the point of view of philosophy the cognitive task is defined both as a result of logical and cognitive activity, and as a control system, comprising the means, subject and result of cognition. Psychologists look at solving cognitive tasks as a means of initiating intrapersonal conflict. Educational and cognitive task is intended not only for the achievement of learning objectives imposed from outside, but also for the development of the human qualities of the person determining the content of the internal processes of knowledge required for the formation of social intelligence. In the school course of chemistry cognitive tasks should be of creative nature. The success of the use of cognitive problems in the teaching of chemistry at school depends on the completeness of their compliance with a number of didactic requirements and system use.
Keywords: cognitive task; cognitive task in chemistry; intellectual skills; didactic requirements for the content of the cognitive problems in chemistry.
Обучение любому предмету в школе должно быть организовано таким образом, чтобы ученикам было интересно на уроках, чтобы они стремились получать новые знания. Неотъемлемым компонентом химического образования является умение решать задачи различных типов.
Решение задач в процессе обучения выполняет многогранные функции. Это средство
осознания и усвоения изученных понятий, явлений и закономерностей, метод совершенствования знаний и способ формирования логико-аналитических умений, средство повторения пройденного материала, способ связи учебного курса с жизненными явлениями и производственными процессами во всех их разновидностях, средство создания проблемных ситуаций на уроке, а также способ введе-
ния нового материала. Процесс решения задач развивает умение трудиться, способствует формированию таких качеств характера, как настойчивость в достижении цели и самостоятельность в суждениях, целеполагание, логические способности, творческое мышление и т. д. Таким образом, задача (и расчетная, и качественная, и экспериментальная, и любого другого вида) — это средство для формирования большого числа общеучебных умений наряду с углублением полученных теоретических знаний [1].
Анализ учебных программ по химии обнаруживает, что уровень сложности задач, методикой решения которых необходимо овладеть школьникам, год от года снижается. И тем не менее далеко не каждый учащийся может справиться с задачами, предусмотренными школьной программой. Школьники испытывают затруднения при установлении взаимосвязей между аналогичными заданиями; они не владеют различными способами мышления, не могут самостоятельно сопоставлять условия типовых задач, анализировать нестандартно сформулированные задачи.
Характеризуя познавательные задачи, философы, психологи и педагоги подходят к этому вопросу с различных позиций. В настоящее время существует более двадцати определений познавательной задачи.
Так, с позиций философии наибольший интерес представляет содержательная сторона познания и ее внутренняя структура. Механизм ее работы выражается задержкой мысли ученого на достигнутой логической ступени. Полезная вначале задержка позднее превращается в тормоз — «барьер», который необходимо преодолеть. То есть ученый должен перескочить через познавательно-психологическое препятствие — с одной парадигмы на другую, с одного алгоритма на другой. Это препятствие связано не с индивидуальностью ученого, но со специфической природой изучаемого объекта. Конкретная форма барьера, сила интуиции — это характеристики индивидуальной психологии. Но в то же время интуиция есть общепсихологическая способность. В целом всякое научное открытие (решение познавательной задачи) есть продукт логико-психологический [2].
Таким образом, познавательную задачу с позиций философии можно определить как результат логико-психологической деятельности, завершением которой является решение теоретической или практической проблемы. С другой стороны, познавательная задача -это контролируемая система: «средства познания — предмет познания — результат познания», необходимым элементом которой является научный эксперимент, проведение которого позволяет фиксировать изменения предмета познания.
Современная психология в качестве основного критерия творчества рассматривает возникновение глубокого внутриличностного переживания, связанного с острым желанием решить проблему и осознанием отсутствия в собственном опыте готовых средств для ее решения. В результате учащийся вынужден осуществлять поиск интуитивно, в условиях сложного переплетения логических действий и образных построений [3]. Такой творческий поиск осуществляется при возникновении проблемно-конфликтной ситуации, в которой учащийся понимает суть проблемы, очень хочет ее решить и осознает отсутствие готовых средств решения. В результате возникает внутрилич-ностный конфликт.
Возможны два выхода из этого состояния: отказ от задачи или предложение оригинального решения. Какой выбор сделает ученик, зависит от его индивидуального опыта творческой деятельности.
Определить, может ли конкретная задача способствовать возникновению проблемно-конфликтной ситуации, возможно лишь с учетом психолого-педагогических требований к познавательной задаче.
По результатам обобщения опыта использования задач для изучения творческого процесса П. А. Оржековским выделены следующие основные требования к познавательной задаче [4]:
1. Латентность.
2. Неопределенность условия.
3. Полипредметность.
4. Многовариантность решения.
Под латентностью понимают не только противоречие между содержанием задачи и имеющимся у испытуемого опытом, но и многоплановость условия: условие задачи состав-
ляется таким образом, чтобы испытуемый не сразу обратил внимание на все содержащиеся в нем данные, то есть в условии выделяется ближний план (те данные, которые испытуемый осознает сразу) и дальний план (данные, обнаруживаемые в ходе работы над задачей).
Требование неопределенности условия задачи означает отсутствие критериев правильности действий или правильности выбранного направления решения, а также глубины и полноты решения. Эти критерии испытуемый должен устанавливать сам в ходе решения задачи.
Полипредметность задачи определяет связь ее содержания с различными отраслями науки и производства, с искусством и бытом, она расширяет возможности составления задач, вызывающих интерес у учащихся.
Естественнонаучные познавательные задачи больше соответствуют реальным проблемам, которые решают ученые, так как зачастую имеют несколько вариантов решения. Как и в реальной жизни, учащиеся должны предпочесть какой-либо вариант решения или представить их все как равноценные, что существенно увеличивает долю неопределенности в работе. В связи с этим психологическое требование многовариантности решения представляется особенно значимым для учебных задач.
Выполнение перечисленных требований обеспечивает поиск решения в обстановке неопределенности (необходимое условие творческой деятельности), поэтому их можно рассматривать в качестве общих психологических требований к познавательным задачам.
Учебно-познавательная задача предназначена не только для достижения целей обучения, предъявляемых извне, но и для развития гуманитарных качеств человека, определяющих содержания внутренних процессов познания себя, необходимых для становления социального интеллекта. К таким качествам относятся: готовность действовать с позиции другого человека; способность выработать в процессе решения задачи общий взгляд на проблему, возникающие противоречия; стремление скорректировать свои интересы и взгляды, учитывая мнение другого человека и собственные психологические особенности [5].
В современной дидактике существует большое число подходов к определению познавательной задачи. Например, говоря о познавательных задачах в обучении истории, педагог И. Я. Лернер пишет: «Прежде чем вводить в практику обучения познавательные задачи, надо было выяснить, как учащиеся справляются с такого вида заданиями» [6]. Проводя далее анализ заданий в учебниках истории, и группируя их с точки зрения уровня познавательной деятельности учащихся, И. Я. Лернер выделяет задания на воспроизведение и закрепление готовых знаний и задания на развитие самостоятельности и творчества, к числу которых относит познавательные задачи.
Другие авторы выделяют особый тип задач -интегрированные познавательные [7]. В таких задачах интеграция знаний осуществляется за счет комплексного использования материала различных областей знаний и активного поиска новой информации. Задачи интеграции — не только вооружение учащихся целостной совокупностью знаний об окружающем мире, но и воспитание адекватного и грамотного отношения к действительности; развитие умений самостоятельно решать возникающие проблемы и научно объяснять происходящие явления. При использовании познавательных задач в ряде случаев обучение осуществляется через опору на уже имеющиеся знания и жизненный опыт обучаемых. На начальном этапе интегрированные задачи используются в большей степени с целью привлечения внимания и стимулирования любопытства или развития любознательности. В этот период задачи имеют преимущественно иллюстрированный характер. На последующих этапах обучения используются интегрированные познавательные задачи проблемного характера.
Еще один вариант обозначения познавательных задач — интегративные [8]. Под инте-гративной задачей понимается нестандартная, творческая задача, которая содержит явно не обозначенные пути ее решения. Ядром инте-гративной задачи является ситуация. По содержанию интегративная задача — межпредметная. Текст интегративной задачи расширяет информационное поле, что позволяет получать учащимся новые знания.
Анализ опыта зарубежных педагогов показывает, что познавательные задачи не выделя-
ются в отдельный класс заданий, а зачастую используются в качестве средства для создания проблемных ситуаций или как средство контроля знаний учащихся [9].
Учебно-познавательная задача позволяет школьнику делать для себя открытия, оказывать преобразующее воздействие на окружающих. При этом происходит не только обогащение опыта познания окружающей действительности, но и расширение представлений о своих индивидуальных возможностях, что предопределяет изменения самого действующего субъекта, развитие его личностных качеств.
Применение познавательных задач должно способствовать развитию мышления и интеллектуальных умений. В этом случае представляется интересным вопрос определения понятия интеллектуальных умений (ИУ).
Понятие интеллектуальных умений разрабатывалось на протяжении многих лет в работах отечественных психологов. Несмотря на имеющиеся различия в трактовках этого понятия, большинство авторов рассматривают ИУ в связи с теоретической и практической деятельностью.
Решающая роль в раскрытии их содержания и структуры принадлежит Н. А. Менчин-ской и сотрудникам лаборатории умственного развития. Психологи этого направления рассматривают в качестве основных операции анализа и синтеза, которые включаются в обобщение и дифференциацию, близко связаны с классификацией и систематизацией, сравнением и аналогией [5]. Кроме того, они выделяют такие сложные умственные операции, как установление причинно-следственных зависимостей и актиципация (предвидение).
Определяя ИУ, Н. А. Менчинская подчеркивает их обусловленность успешным выполнением умственных операций. Раскрывая психологическую природу этих умений, автор указывает, что ИУ вырабатываются в процессе упражнений. Однако, в отличие от навыков, они не проходят стадию автоматизации и каждый раз, когда приходится приводить в действие то или иное умение, это осуществляется при полном осознании как самой задачи, так и тех способов, с помощью которых она решается.
Для интеллектуальных умений характерно также и то, что они имеют обобщенный харак-
тер, поскольку в этом случае имеет место овладение способами (или приемами), применяемыми в различных областях деятельности и по отношению к разному содержанию.
И. Я. Лернер, в свою очередь, определяет интеллектуальные умения как овладение приемами умственной деятельности [6].
Таким образом, интеллектуальные умения можно определить как умение применять приемы мышления.
ИУ усваиваются учащимися в процессе овладения и специальными умениями, и умениями рациональной учебной деятельности. При изучении учебного предмета они приобретают содержательную направленность на конкретный материал обучения и специфический источник знаний. В специальных, предметных умениях они наиболее самостоятельно проявляются при овладении методами теоретического исследования, требующими анализа, сравнения и обобщения накопленных данных, установления между ними зависимости, теоретического их объяснения. Но в любых ситуациях интеллектуальные умения, проявляясь как во внешних, так и во внутренних планах, как в практических, так и в теоретических действиях, являются «регуляторами» всей учебной деятельности.
Среди группы учебно-интеллектуальных умений, представляющих собой ядро учебной деятельности, можно выделить несколько основных, ведущих умений — это:
1) владение операциями анализа и синтеза;
2) абстрагирование и конкретизация;
3) сравнение и аналогия;
4) обобщение и дифференциация;
5) выделение главного;
6) определение понятий;
7) доказательство и опровержение.
Для того, чтобы задачу можно было использовать для развития интеллектуальных умений и мышления, она, не сводясь к алгоритму, должна быть построена (в отличие от нестандартной задачи) на некотором приеме мышления, который можно описать и объяснить. Это требует выделения дидактических требований к познавательной задаче, которые были соблюдены при их отборе, составлении и применении на занятиях по химии.
1. Доступность
Для психологов часто не важно, решит испытуемый предложенную задачу или нет, главное, чтобы сам процесс решения позволил сделать определенные выводы. При обучении принципиальное значение имеет возможность решения задачи, ведь главная цель решения познавательной задачи — перевод формальных знаний в знания активные, которыми учащийся владеет в совершенстве. Рассмотрим конкретный пример:
Как объяснить изменение константы кислотности в ряду галогенводородных кислот? [10]
Решение этой задачи не вызовет трудностей у студентов 1-2-го курса химического факультета или у школьников, обучающихся в профильных химико-биологических классах, знакомых с понятием константы кислотности. Данную задачу можно переформулировать, сделав ее доступной для учеников общеобразовательной школы:
Как объяснить изменение силы кислот в ряду HF — HCl — HBr — HI?
На такой вопрос школьники, знакомые с периодическим изменением свойств химических элементов, вполне в состоянии ответить, что, во-первых, в ряду галогенов от фтора к йоду атомный радиус возрастает, что связано с увеличением числа энергетических уровней в атоме, следовательно, взаимодействие между ядрами элементов, образующих кислоту, в этом ряду ослабевает. Во-вторых, разность электро-отрицательностей атомов водорода и фтора в этом ряду максимальна, а вниз по группе постепенно уменьшается, следовательно, связь H-F наиболее прочная из всех предложенных к рассмотрению веществ. Кислотные свойства определяются легкостью диссоциации кислоты, то есть легкостью разрыва элемент-водородной связи. Таким образом, сила галогенво-дородных кислот уменьшается от йодоводо-родной к фтороводородной.
2. Субъективная значимость
Проблема — сложный вопрос, задача, требующие разрешения. Проблемы возникают тогда, когда сложившееся положение дел противоречит потребностям общества или человека. Эти противоречия объективны. Некоторые из этих
проблем, отобранные из современного знания, включаются в содержание обучения и превращаются в учебные проблемы. Общее между проблемой и учебной проблемой — наличие в них объективных противоречий. Различает проблему и учебную проблему то обстоятельство, что в проблеме поставленная ею задача, как правило, еще не решена, тогда как в учебной проблеме задача решена, известны способ ее решения и результат решения. Эти «способы» и «результаты» и должны узнать учащиеся.
Конечная цель обучения — научить школьников видеть проблемы и решать их. Это возможно только в процессе мыслительной деятельности. Мыслительная деятельность учащихся выступает таковою прежде всего в процессе познавательной деятельности.
Возникает следующая логика: обществу и человеку нужно, чтобы личность стала творческой, самостоятельной, мыслящей. Мыслящая личность «начинается» с проблемной ситуации. Проблемная ситуация — ситуация психического затруднения, противоречия. Учебная проблема содержит в себе объективные противоречия. Естественным становится вопрос: есть ли способ так предлагать школьникам учебные проблемы, чтобы они включали учащихся в состояние проблемной ситуации? Иначе говоря, есть ли способ «превращать» объективные противоречия в субъективные? Можно ли намеренно, запланированно создавать проблемные ситуации?
Такой способ и представляет собой познавательная (проблемная, поисковая, исследовательская) задача, проблемный вопрос. В них объективные противоречия учебной проблемы представлены таким образом, чтобы обнажить эти противоречия для субъекта. В момент предъявления задачи и происходит сопряжение объективных противоречий изучаемого материала с субъективными познавательными противоречиями, переживаемыми личностью. Личность оказывается в состоянии проблемной ситуации, выйти из которой она в состоянии, только решив или отказавшись от решения предложенной задачи.
Для иллюстрации вышесказанного можно привести пример такой задачи:
Какие действия можно предпринять, чтобы помочь человеку, выпившему й стакана
столового уксуса (9%). Опишите ваши действия и приведите расчеты. (Объем стакана примите равным 250 мл, плотность раствора 9% столового уксуса — равной единице.)
3. Сочетание научности, проблемности и занимательности
Познавательная задача должна оптимально сочетать в себе перечисленные качества, так как при преобладании одного из них над другими задача станет либо недоступной для решения учащимися, либо превратится в развлекательный материал, в то время как основная цель применения познавательных задач по химии — развитие интеллектуальных умений школьников.
4. Возможность организации творческого процесса
Под творческим процессом в данном случае понимается стремление учащихся глубже ознакомиться с предметом, выйти за пределы видимого и слышимого, расширить свои познания, производить активный поиск необходимого материала. В центре внимания учащихся находится не получение готового материала, готовой информации и не сама по себе деятельность по подражанию или образцу, а проблема или познавательная задача, которую следует решить, так как в силу субъективной значимости она вызывает непреодолимое желание разрешить возникший внутриличностный конфликт. Организованная таким образом деятельность мотивирует учащихся на выявление фактов, событий, явлений, их обдумывание, анализ ситуаций, раскрытие связей и отношений, определение сущности явлений и формирование выводов, что, в конечном счете, приводит к разностороннему развитию личности в условиях творческого процесса. Например: Как можно отличить ядерную реакцию от химической? Приведите все известные вам различия [10].
Глубина решения данной задачи определяется лишь уровнем подготовленности школьников. Ответ может ограничиваться и перечислением внешних признаков этих превращений: интенсивностью излучаемого света, количеством выделяющейся теплоты и т. д. А можно привести различия в движущих силах реакций этих двух типов.
Задача должна быть такой, чтобы учащиеся смогли самостоятельно устанавливать критерии правильности решения и при этом ситуация поиска оставалась бы неопределенной. Таким критерием правильности решения может служить химический эксперимент. Если задача предполагает выполнение химического эксперимента, то любые свои идеи учащиеся могут проверить самостоятельно. Экспериментальные задачи, таким образом, имеют большие возможности для организации творческого процесса, чем задачи, не предполагающие использование химического эксперимента.
Например: Два юных химика исследовали взаимодействие раствора сульфида калия с раствором бихромата калия. Один из них получил осадок, нерастворимый в разбавленной серной кислоте, но растворяющийся при нагревании в концентрированной азотной кислоте. Второй — осадок, частично растворимый в разбавленной серной кислоте. Проверьте данные наблюдения экспериментально и убедитесь, что они правильны. Чем можно объяснить такие результаты?
Для решения данной задачи необходимо правильно составить уравнение окислительно-восстановительной реакции:
K2Cr2+6O7 + 3K2S»2 + 7h3O =
= 2Cr+3(OH)3 + 3S0| + 8KOH.
(1)
При избытке сульфида калия, который имеет щелочную реакцию, в растворе образующийся гидроксид хрома (III) растворяется в другом продукте:
2Cr(OH)3 + 8KOH = 2K3[Cr(OH)6] + 3S| + 2KOH.
В осадке будет только сера, растворяющаяся в концентрированной азотной кислоте:
S + 6HNO3 = 6NO2 + h3SO4+ 2h3O.
Раствор дихромата калия имеет кислую реакцию вследствие равновесия:
Cr2O72- + 3h3O = 2 CrO42- + 2h40+.
Поэтому при избытке дихромата калия равновесие (1) будет выглядеть по-другому:
5K2Cr2O7 + 3K2S + 3h3O =
= 2Cr(OH)J + 3Sj + 8 K2CrO4.
Гидроксид хрома (III) в этом случае выпадает в осадок вместе с серой и легко растворяется затем в разбавленной серной кислоте:
2Cr(OH)3| + 3h3SO4 = Cr2(SO4)3 + 6h3O.
Эта задача, примененная на уроке, — яркое доказательство того, что письменная речь в виде решения задач и устная речь во время дискуссий — один из самых мощных приемов усвоения знаний и развития творческих способностей. Соответственно, задача должна обеспечивать возможность сотрудничества школьников с тем, чтобы они могли выдвинуть несколько идей и в ходе их обсуждения найти решение.
5. Соответствие возрастным интересам учащихся
Интерес к решению творческих задач, используемых психологами, во многом обусловлен их занимательностью и парадоксальностью. Для их решения не нужны какие-либо специальные знания. Задачи, используемые для формирования у учащихся опыта химического творчества, требуют знания предмета. Не исключено, что в процессе решения учащиеся должны будут узнать что-то новое, в связи с этим необходимо, чтобы содержание задачи соответствовало возрастным интересам учащихся.
Например: Кристаллы льда в виде морозных узоров на окнах напоминают листья папоротника. Приведите в порядке значимости главнейшие отличия льда и листьев папоротника [10].
Или: Кислые растворы имеют кислый вкус, щелочные — вкус мыла. Сливаются равные объемы растворов NaOH и HCl одинаковой концентрации. Каков будет вкус раствора? [10].
6. Связь с курсом химии
При составлении познавательных задач по химии следует ориентироваться на используемую программу, иначе задача может оказаться недоступной для учащихся.
Только при соблюдении всех перечисленных требований к познавательной задаче у учащихся может возникнуть познавательная активность. В противном случае парадокс, на котором построено условие задачи, может
оказаться непонятным и неинтересным для школьников. Желания решать эту задачу у них не возникнет.
Таким образом, познавательные задачи по химии являются особым видом задач, к которым предъявляется целый ряд специфических требований. При соответствии познавательной задачи всем необходимым критериям она становится доступным и эффективным средством развития учебно-интеллектуальных умений школьников. Применение задач такого типа способствует не только обучению школьников отдельным приемам мышления, но и позволяет научить их эффективно применять усвоенные знания и приемы мышления на практике.
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
1. Талызина, Н. Ф. Педагогическая психология [Текст] / Н. Ф. Талызина. — М.: АСАДЕМ1А, 2001.
2. Сорокин, Б. Ф. Творчество и креативность в философии [Текст] / Б. Ф. Сорокин. — М.: АСТ-Пресс, 1998.
3. Пономарев, Я. А. Психология творчества [Текст] / Я. А. Пономарев. — М.: Наука, 1976.
4. Оржековский, П. А. О психолого-педагогических требованиях к творческой задаче по химии [Текст] / П. А. Оржековский // Химия в школе. — 1997. — № 6.
5. Менчинская, Н. А. Проблемы учения и умственного развития. — М.: Педагогика, 1989.
6. Познавательные задачи в обучении гуманитарным наукам [Текст] / под ред. И. Я. Лер-нера. — М.: Педагогика, 1972.
7. Кендиван, О. Д. Нетрадиционные задачи по органической химии [Текст] / О. Д. Кендиван // Химия в школе. — 2004. — № 1.
8. Кубышкина, С. А. Астрономические задачи интегративного содержания как средство развития творческой познавательной деятельности учащихся [Текст]: пособие для учителей и учащихся / С. А. Кубышкина. -СПб.: Учеба, 1997.
9. Pickering, M. The Puzzle-Oriented Organic Laboratory [Text] / M. Pickering // Journal of Chemistry Education. — 1991. — Vol. 68. — No. 3.
10. Зайцев, О. С. Познавательные задачи по общей химии [Текст] / О. С. Зайцев. — М.: Изд-во МГУ, 1982.
REFERENCES
1. Talyzina N. F. Pedagogicheskaya psikhologiya. Moscow: ASADEMIA, 2001.
2. Sorokin B. F. Tvorchestvo i kreativnost v filoso-fi. Moscow: AST-Press, 1998.
3. Ponomarev Ya. A. Psikhologiya tvorchestva. Moscow: Nauka, 1976.
4. Orzhekovskiy P. A. O psikhologo-peda-gogicheskikh trebovaniyakh k tvorcheskoy za-dache po khimii. Khimiya v shkole. 1997, No. 6.
5. Menchinskaya N. A. Problemy ucheniya i umst-vennogo razvitiya. Moscow: Pedagogika, 1989.
6. Poznavatelnye zadachi v obuchenii gumanitar-nym naukam (Ed. I. Ya. Lerner). Moscow: Ped-agogika, 1972.
7. Kendivan O. D. Netraditsionnye zadachi po or-ganicheskoy khimii. Khimiya v shkole. 2004,-No. 1.
8. Kubyshkina S. A. Astronomicheskie zadachi in-tegrativnogo soderzhaniya kak sredstvo razvitiya tvorcheskoy poznavatelnoy deyatelnosti uchashchikhsya: posobie dlya uchiteley i uchashchikhsya. St. Petersburg: Ucheba, 1997.
9. Pickering M. The Puzzle-Oriented Organic Laboratory. Journal of Chemistry Education. 1991. Vol. 68, No. 3.
10. Zaytsev O. S. Poznavatelnye zadachi po obsh-chey khimii. Moscow: Izd-vo MGU, 1982.
Трухина Мария Дмитриевна, кандидат педагогических наук, доцент кафедры естественнонаучного образования и коммуникативных технологий Института биологии и химии Московского педагогического государственного университета e-mail: [email protected]
Trukhina Mariya D., PhD in Education, Associate Professor, Science education and communication technologies Department, Institute of Biology and Chemistry, Moscow State Pedagogical University e-mail: [email protected]
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
- Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.
Настройка вашего браузера для приема файлов cookie
Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:
- В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
- Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
- Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
- Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
- Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?
Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.
Что сохраняется в файле cookie?
Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.
Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.
Эволюция познания может быть связана с химией мозга
Энди Коглан
Молекулы, питающие мышление и память, эволюционировали в человеческом мозгу гораздо больше, чем у других приматов.
Филипп Хаитович из Партнерского института вычислительной биологии в Шанхае, Китай, и его коллеги проанализировали ткань мозга умерших людей, шимпанзе и макак-резус, чтобы изучить концентрацию 100 химических веществ, связанных с метаболизмом.
В префронтальной коре человека уровни 24 из них резко отличались от уровней в соответствующих областях мозга других приматов. В мозжечке, однако, было гораздо меньше различий между людьми и другими животными: всего шесть химических веществ имели разные концентрации.
Это говорит о том, что с тех пор, как наша линия отделилась от других приматов, эволюция метаболизма в думающих и обучающихся частях нашего мозга пошла намного дальше, чем в нашем «примитивном» мозжечке.
Человеческая мысль
Хаитович говорит, что это сравнение подтверждает ключевую роль в человеческом мышлении глутамата, химического вещества, которое заряжает клетки мозга энергией и передает сообщения между ними. Он присутствует в относительно низких количествах у людей, что, по его словам, связано с тем, что он быстрее используется в голодных до энергии человеческих мозгах.
«Метаболизм мозга, вероятно, сыграл важную роль в эволюции познания человека, — говорит Хайтович, — и одно из потенциально наиболее важных изменений было в метаболизме глутамата.”
По его словам,Глутамат является «основным энергетическим метаболитом мозга». «И как главный возбуждающий нейротрансмиттер он отвечает практически за все возможные когнитивные задачи, включая обучение и память».
Дэвид Кингсли из Стэнфордского университета в Калифорнии не участвовал в исследовании, но его команда недавно обнаружила генетические различия, объясняющие более крупный мозг человека. «Ясно, что у людей накопились некоторые интересные различия в областях мышления мозга», — говорит он.«Будет интересно увидеть, как такие различия возникают из-за изменений в наших геномах и геномах наших ближайших родственников».
Ссылка на журнал & двоеточие; Слушания Национальной академии наук , DOI & col; 10.1073 / pnas.1019164108
Подробнее по этим темам:
Тема ковалентной и ионной связи
APA
Temel, S., & Özcan, Ö. (2016). Анализ когнитивной структуры будущих учителей химии: предмет ковалентной и ионной связи. Евразийский журнал математики, науки и технического образования, 12 (8), 1953-1969. https://doi.org/10.12973/eurasia.2016.1273a
Ванкувер
Temel S, Özcan Ö. Анализ когнитивной структуры будущих учителей химии: предмет ковалентной и ионной связи. ЕВРАЗИЯ J Math Sci Tech Ed. 2016; 12 (8): 1953-69. https://doi.org/10.12973/eurasia.2016.1273a
AMA
Temel S, Özcan Ö.Анализ когнитивной структуры будущих учителей химии: предмет ковалентной и ионной связи. EURASIA J Math Sci Tech Ed . 2016; 12 (8), 1953-1969. https://doi.org/10.12973/eurasia.2016.1273a
Чикаго
Темель, Сенар и Озгюр Озджан. «Анализ когнитивной структуры будущих учителей химии: предмет ковалентной и ионной связи». Евразийский журнал математики, науки и технологий Образование 2016 12 вып.8 (2016): 1953-1969. https://doi.org/10.12973/eurasia.2016.1273a
Гарвард
Темель, С., и Озджан, О. (2016). Анализ когнитивной структуры будущих учителей химии: предмет ковалентной и ионной связи. Евразийский журнал математики, науки и технологий образования , 12 (8), стр. 1953-1969. https://doi.org/10.12973/eurasia.2016.1273a
MLA
Temel, Senar et al.»Анализ когнитивной структуры будущих учителей химии: предмет ковалентной и ионной связи». Евразийский журнал математики, науки и технологий образования , vol. 12, вып. 8, 2016, с. 1953-1969. https://doi.org/10.12973/eurasia.2016.1273a
Hartree Когнитивное химическое производство
Challenge
Как ведущая фармацевтическая компания, AstraZeneca всегда стремится удовлетворить значительный рыночный спрос на свою продукцию.Для этого им необходимо убедиться, что они используют наиболее эффективные химические производственные процессы для оптимизации выхода ингредиентов, составляющих продукты. Однако это сложная проблема, поскольку каждый компонент состоит из уникальной комбинации химикатов, и каждая уникальная комбинация имеет определенный набор оптимальных параметров реактора для максимизации выхода. Для определения параметров требуется большое количество экспериментов со значительными финансовыми и ресурсными последствиями.
Подход
Команда разработала решение, использующее байесовскую оптимизацию для быстрого нахождения наиболее оптимального набора параметров реактора в минимальном количестве экспериментов.Байесовская оптимизация — это высокоэкономичный алгоритм оптимизации, который использует байесовскую статистику, чтобы определить, следует ли «исследовать» — искать новые наборы параметров реактора или «использовать» — уточнять известный набор параметров, которые хорошо работают. Благодаря разумному уравновешиванию разведки и эксплуатации, байесовская оптимизация может выбрать оптимальный набор параметров реактора в гораздо меньшем количестве экспериментов, чем традиционные методы.
Beneits
Использование байесовской оптимизации позволило AstraZeneca быстро определить оптимальные параметры реакторов для своих химических производственных процессов.Этот проект, завершенный в рамках программы Innovation Return on Research (IROR), сотрудничества между STFC и IBM Research, оказывает значительное влияние, поскольку сокращает время и деньги, инвестируемые в поиск желаемой конфигурации реактора, что снижает затраты до компании, и сокращение времени, необходимого для масштабирования производственного процесса для коммерческого производства.
«Сотрудничество с Hartree Center и IBM было взаимовыгодным мероприятием, которое дало ценную информацию за счет внедрения решения байесовской оптимизации. Эта работа позволила обеим сторонам лучше понять потенциальное влияние байесовской оптимизации в условиях химической разработки «
Брайан ТейлорAstraZeneca
Кратко
- Используемое передовое статистическое решение — байесовская оптимизация — для определения оптимальных параметров реактора за наименьшее количество экспериментов
- Ускоряет производственный процесс для коммерческого производства
- Способен уравновешивать разведку и разработку для достижения экономичных результатов по сравнению с более традиционными лабораторными методами
- Сокращает время и деньги, затрачиваемые на поиск желаемых конфигураций.
(PDF) Роль когнитивных факторов в достижении химии
146
CHANDRAN, TREAGUST, AND TOBIN
сетчатые каркасы; выполнять химические расчеты с использованием мольконцепция; и
демонстрируют компетентность в процессах (The Board of Secondary Education,
1981,
p.
65).
Можно ожидать, что овладение этими навыками требует
диапазона
когнитивных
навыков
в дополнение к
хороших знаний химии младших классов.
‘
Существует адекватное обоснование
для
, исследующее взаимосвязь между исходными факторами cog-
и успеваемостью учащихся в естественных науках. В то время как большинство исследований
было сосредоточено на
как на единственном когнитивном факторе
, в двух недавних исследованиях Лоусона
(1983)
и Ниаза и Лоусона
(1985)
учитывалась степень, в которой такие факторы
как
уровень развития, способность извлечения, предварительные знания и память
емкость может
быть
использоваться для прогнозирования успеваемости в бакалавриате по биологии
и
уроков химии соответственно.Подход, использованный Лоусоном
(1983)
, дал
импульс для
этого исследования
, которое проводилось с участием
студентов-химиков старших классов средней школы. Следовательно, переменные, выбранные для включения в это исследование
, были формальными способностями к рассуждению, предварительными знаниями, полевой зависимостью, hdepen-
dence, объемом памяти md. Включенные переменные были основаны на исследованиях
свидетельств, цитируемых
в
литературе.
Положительные линейные отношения между способностью к мышлению и химикатами. &
Хейни, *). Более общие исследования, проведенные Канту и Херроном
(1978)
и Каваннаушем и Мумау
(1981)
, также подтверждают эту взаимосвязь.
Ausubel’s
(1967)
Концепция осмысленного вербального обучения, получившая широкое распространение
, подчеркивает важность
из
предварительных знаний
как
наиболее важных ,
1978, 1980).
Особое внимание уделяется пониманию концепций и взаимосвязям между концепциями;
как
связывает
между предыдущими знаниями и новыми знаниями
установлено, значимое
обучение происходит.Подразумевается, что учащиеся с соответствующими предшествующими знаниями
смогут понять больше и добиться лучших результатов. Таким образом,
Соотношение между предшествующими знаниями и достижениями в области химии составляет
и заслуживает исследования.
Исследования Саарни
(1973)
и Виткина, Мура, Гуденаф и
Cos
(1977)
показали эту полевую независимость, способность извлекать
релевантной информации из нерелевантного фона, вносит значительный вклад с
в
достижений в области естественных наук, математики, инженерии и архитектуры.Виткин
(1954)
обнаружил, что когнитивный стиль стабилен даже
в
, несмотря на преднамеренные попытки
сделать
изменением
.
Поскольку
химия требует способности
—
быть аналитической, путем определения местоположения
и извлечения данных из решения проблем
задач,
таблиц, графиков и т. Д., Вполне естественно ожидать полевая независимость, чтобы повлиять на достижения в химии.
Вариация объема кратковременной памяти также, вероятно, будет
связана с вариацией
в достижении химии
. Ранняя работа Миллера
(1956)
показала, что диапазон памяти был
— фиксированное число
из
«фрагментов», но что информация хранится в памяти
для немедленного вызова
. может быть увеличен за счет построения
иблоков большего и большего размера.Следовательно, способ организации материала по фрагментам
в значительной степени определяет объем непосредственной памяти. Миллера
(1956)
work
*
Krajcik,
J.
K.,
&
Haney,
R.
E.
(1984).
Взаимосвязь между развитием познания
старшеклассников и их достижениями
по химии
.
Доклад, представленный на
ежегодном
собрании
Национальная ассоциация
для
Research
m
Science Teaching, New Orleans.
Нейропсихофармакология психоза: взаимосвязь сигналов мозга, познания и химии
Предыдущие исследования последних десятилетий выявили различные нейробиологические основы психоза.В частности, путем комбинирования различных методов нейровизуализации было показано, что психотические состояния и фактическая фаза перехода от клинического состояния высокого риска к установленному …
Предыдущие исследования последних десятилетий выявили различные нейробиологические основы психоза. В частности, путем комбинирования различных методов нейровизуализации было показано, что психотические состояния и фактическая фаза перехода от клинического состояния высокого риска к установленному психозу характеризуются структурными, функциональными и нейрохимическими изменениями в различных областях мозга.
Дополнительные данные показали, что, возможно, для психоза характерны не только очаговые аномалии мозга, но, в частности, аномальная функциональная интеграция между различными областями мозга. Некоторые данные также предполагают, что дисфункциональная связь мозга происходит во время развития психоза, когда субъекты выполняют когнитивную задачу. Примечательно, что изменение связности мозга во время когнитивных проблем часто было связано с психопатологическими показателями, предполагая механистическую связь между функциональной целостностью сети и клиническим выражением психоза.
В нескольких работах было высказано предположение, что нарушение связности мозга при психозе является результатом аномальной синаптической пластичности, зависящей от N-метил-D-аспартатного рецептора (NMDAR), которая может опосредоваться другими системами нейротрансмиттеров, такими как дофамин или серотонин. Специфические химически опосредованные изменения синаптической пластичности могут способствовать ненормальной функциональной интеграции между областями мозга и, как следствие, ухудшению успеваемости и умственных способностей. Исследования связности синаптических сигналов на основе моделей продемонстрировали, например, что манипуляции с системой рецепторов NMDA или α-амино-3-гидрокси-5-метил-4-изоксазолепропионовой кислоты (AMPA) изменяли синаптическую пластичность у здоровых добровольцев, что было предсказуемым для субъектов. когнитивные способности и психопатология.У пациентов с психозами активность префронтальной коры во время обработки ошибок предсказания, особая форма обучения, которая передается через синаптические связи, была связана с формированием у людей иллюзий. Эти результаты хорошо согласуются со многими работами, предполагающими, что психотические симптомы или психозоподобные переживания, вызванные наркотиками, могут быть объяснены нарушениями в иерархически организованной нейронной сети, что приводит к неадаптивной интеграции новых поступающих доказательств и, следовательно, к ложным формированиям ошибок предсказания и ложных данных. верования.
В этой теме исследования мы хотели бы охватить самые последние нейробиологические корреляты для ранней стадии психоза и, в частности, для прогнозирования психоза с помощью различных нейрофизиологических показателей (например, структурной и функциональной МРТ, ЭЭГ, DTI или ПЭТ). Высоко ценятся исследования, изучающие эффективную связь или сложные мозговые сети, такие как свойства небольшого мира, с помощью таких методов, как динамическое причинное моделирование, моделирование структурных уравнений или анализ теории графов.Очень приветствуются исследования, доказывающие связь между клиническими особенностями, такими как психопатология и когнитивные функции, сигналы мозга и химия (также в отношении антипсихотического лечения или психотических состояний, вызванных употреблением психоактивных веществ). Более того, факторы окружающей среды, которые могут повлиять на возникновение психоза или процессы его развития, будут объединены с помощью множества различных методов исследования. Мы также собираем критические обзоры, мини-обзоры или теоретические размышления ведущих международных исследователей и клиницистов в этой области.Цель нашего исследования состоит в том, чтобы представить современную когнитивную перспективу для рассмотрения развивающегося психоза, что может пролить больше света на патофизиологические и нейробиологические механизмы психоза.
Важное примечание : Все материалы по данной теме исследования должны находиться в рамках того раздела и журнала, в который они были отправлены, как это определено в их заявлениях о миссии.