I.A.tyulkov, O.V. Archangelskaja M.V. Pawlowa

Chemie-Olympiade-Vorbereitungssystem

Vorlesungen 5–8

Pädagogische Hochschule "Erster September"

Igor Alexandrovich Tyulkov, Olga Valentinovna Archangelskaya, Maria Vyacheslavovna Pavlova

Materialien der Lehrveranstaltung "System zur Vorbereitung auf Chemie-Olympiaden": Vorlesungen 5–8. - M .: Pädagogische Hochschule "Erster September", 2009. - 96 p.

Lehrhilfe

Herausgeber O.G. Blochin

Computerlayout DV Kardanowski

Zur Veröffentlichung unterzeichnet am 17.06.2009.

Format 60×90/16. Schriftart "Times New Roman".

Offsetdruck. Pech. l. 6,0 Auflage 200 Exemplare. Best.-Nr.

Pädagogische Hochschule „Erster September“, St. Kiew, 24, Moskau, 121165 http://edu.1september.ru

I.A. Tyulkov, 2008 O.V. Archangelskaja, 2008M.V. Pawlowa, 2008

Pädagogische Hochschule „Erster September“, 2008

Vortrag Nr. 1. Die Hauptziele und Ziele der Olympiade-Bewegung im Kontext der modernen Bildung in Russland. Geschichte der Chemie

1 wen die Olympiade-Bewegung in Russland. Das System der Chemieolympiaden und Kreativwettbewerbe in Russland. Die Rolle der Chemieolympiaden in Bildung und Wissenschaft.

Vortrag Nr. 2. Methoden zur Vorbereitung und Durchführung von Olympiaden auf verschiedenen Ebenen. Organisation von Chemie-Olympiaden: von Pro-

1 stogo zu komplex. Vorbereitungs-, Haupt- und Endphase der Organisation von Olympiaden. Das System der Akteure der Olympiade, ihre Rolle.(Tyulkov I.A., Archangelskaya O.V.)

Vortrag Nr. 3. Die konzeptionelle Grundlage des Inhalts der Olympiade-Aufgaben

Datschen. Ungefähres Programm der Inhalte verschiedener Stationen der Chemie-Olympiaden: starre Grenzen oder Richtlinien für die Vorbereitung?

1 Klassifizierung von Olympiade-Problemen. Aufgaben der Chemie-Olympiade: von Etappe zu Etappe, vom Tourismus.(Tyulkov I.A., Archangelskaya O.V.)

Prüfung Nr. 1

Vortrag Nr. 4

1 Konvertierungen. Klassifikation von Problemen mit Transformationsschemata. Taktik und Strategie zur Lösung olympischer Probleme mit „Ketten-

kami." (Tyulkov I.A., Archangelskaya O.V., Pavlova M.V.)

Vorlesung Nr. 5. Methoden zur Lösung von Problemen in der physikalischen Chemie (1).

2 in der Thermochemie Aufgaben zu den Begriffen „Entropie“ und „Energie“.

Gia Gibbs“. (Tyulkov I.A., Archangelskaya O.V., Pavlova M.V.)

Vorlesung Nr. 6. Methoden zur Lösung von Problemen in der physikalischen Chemie (2).

Aufgaben zum chemischen Gleichgewicht Aufgaben zur Kinetik (Tyulkov

2 I.A., Arkhangelskaya O.V., Pavlova M.V.)

Prüfung Nr. 2

Vorlesung Nr. 7. Methodische Ansätze zur Durchführung von Experimenten

2 Aufgaben. Einteilung der Aufgaben der Versuchsrunde. Die praktischen Fähigkeiten, die für die erfolgreiche Durchführung des Experiments erforderlich sind

geistige Aufgaben.(Tyulkov I.A., Archangelskaya O.V., Pavlova M.V.)

Vortrag Nr. 8. Methodische Grundsätze zur Vorbereitung von Schulkindern auf Kolympiaden. Der Einsatz moderner pädagogischer Technologien bei der Vorbereitung von Kolympiaden verschiedener Niveaus Taktiken und Strategien für die Vorbereitung und Teilnahme an Olympiaden. Organisatorisch

2 methodisches Arbeiten Mentor Lehrer. Methodische Ansätze zur Erstellung von Olympiadenaufgaben Olympiaden als Mittel zur Verbesserung der Qualifikation von Lehrern und Mentoren Die Rolle der Internetkommunikation und der Massenmedien beim Austausch pädagogischer Erfahrungen. (Tyulkov I.A., Archangelskaya O.V., Pavlova M.V.)

Abschlussarbeit

Vortrag Nr. 5

Methoden zur Lösung von Problemen in der physikalischen Chemie(1)

Probleme der Thermochemie

Jede chemische Reaktion geht mit der Aufnahme oder Abgabe von Energie (ΔЕ) einher, diese Energie wird gemeinhin als „Wärmewirkung der Reaktion“ bezeichnet. Vereinfacht kann man sich vorstellen, dass die Energieänderung dadurch zustande kommt, dass während Bei der chemischen Reaktion werden chemische Bindungen in den Ausgangsstoffen aufgebrochen (während Energie aufgenommen wird) und neue chemische Bindungen in den Reaktionsprodukten gebildet (während Energie an die äußere Umgebung abgegeben wird). Ist die Energie, die beim Aufbrechen chemischer Bindungen aufgewendet wird, größer als die Energie, die bei der Bildung neuer chemischer Bindungen freigesetzt wird, läuft die Reaktion unter Energieaufnahme ab, im umgekehrten Fall unter Energieabgabe.

Die Energie, die chemische Reaktionen begleitet, kann verschiedene Formen annehmen.

	Tabelle 1
Arten von freigesetzter Energie
chemische Gleichung	Art der Energie
NaOH (Lösung) + HCl (Lösung) =	Thermal
NaCl (Lösung) + H2 O (l.)
Mg (fest) + 1 / 2O2 (g) \u003d MgO (fest)	Thermik und Licht
	Thermisch und mechanisch (Produktions-
	es kommt zu einer Abnahme des Reaktionsvolumens
NH3 (g) + HCl (g) = NH4 Cl (fest)	Onnoysystem: aus zwei Gasen -
	ny Substanzen es erweist sich als fest
	Substanz), Umwelt
	am System arbeiten

	chemische Gleichung		Art der Energie
			Thermisch und mechanisch (Herkunfts-
	Zn (fest) + 2HCl (Lösung) =		Das Volumen des Systems nimmt zu
			wir, weil gasförmig
	ZnCl2 (Lösung) + H2 (g)
			Substanz), führt das System aus
			Arbeit an der Umwelt
	Zn (Feststoff) + Cu (Lösung) =		Elektrisch und thermisch
	Zn (Lösung) + Cu (fest)

Eine Reaktion, die mit der Abgabe von Wärme an die Umgebung einhergeht, wird genannt exotherm Reaktion. Eine Reaktion, die mit der Aufnahme von Wärme aus der Umgebung einhergeht, wird genannt endothermisch Reaktion.

Das Joule (J) ist die Grundeinheit zur Messung von Wärme im Internationalen Einheitensystem (SI). In alten Werken findet sich auch die Kalorie gleich 4,184 J als Maßeinheit, heute wird sie als Off-System-Einheit für den Vergleich der Ergebnisse moderner Werke mit über Jahrhunderte angesammelten Versuchs- und Referenzdaten aufbewahrt.

Die Gleichung einer chemischen Reaktion, in der die energetische (meist thermische) Wirkung einer Reaktion auf eine bestimmte Menge eines Stoffes (sowie andere Faktoren, von denen diese Wirkung abhängt) angegeben wird Thermochemische Reaktionsgleichung.

Die Wissenschaft, die die thermischen Auswirkungen chemischer Reaktionen untersucht, wird Thermochemie genannt. Der thermische Effekt einer chemischen Reaktion ist die Energie, die während einer chemischen Reaktion freigesetzt oder absorbiert wird.

in in Form von Wärme (oder mechanischer Arbeit, die ebenfalls umgewandelt wird

in letztlich in thermische Energie).

Der thermische Effekt der Reaktion, gemessen bei konstantem Druck, wird als Q p bezeichnet, ( thermochemisch Bezeichnung) oder H p-tion (die Reaktionsenthalpie - thermodynamisch Bezeichnung).

Q p \u003d - H p-tion.

	Vortrag Nr. 5
Die Reaktionswärme ist gleich der Enthalpie dieser Reaktion, umgekehrt genommen
Im Folgenden verwenden wir anstelle von die Schreibweise Q
dann Q p , weil nur auftretende Reaktionen bei
	konstanter Druck
	Exotherm
	Reaktionen laufen
	Wärmeabgabe aus
	Systeme in der Umwelt
	Umgebung (Abb. 1):
	Q > 0, H p-tion< 0.
	Zum Beispiel Trauer-
	Kohle abbauen:
Reis. 1. Die Enthalpie des Systems sinkt,	C + O2 = CO2.
Energie wird aus dem System in die Umgebung freigesetzt	Endothermisch
ΔH p-tion< 0
	Reaktionen laufen
	Wärmeaufnahme
	System-Iso-Umgebung
	Umgebung (Abb. 2):
	Q< 0, H р-ции > 0.

Endotherme Reaktionen umfassen einige Zersetzungsreaktionen, zum Beispiel:

Reis. 2. Die Enthalpie des Systems steigt, das System nimmt Energie aus der äußeren Umgebung auf, ΔH p-tion > 0

CaCO3 = CaO + CO2,

alle Reaktionen der Wechselwirkung von Stickstoff mit Sauerstoff usw.

Methoden zur Lösung von Problemen in der physikalischen Chemie (1)

Faktoren, die den thermischen Effekt einer chemischen Reaktion beeinflussen:

1) die Art der Reaktanten;

2) die Menge an Reaktanten;

3) Aggregatzustände von Stoffen;

4) allotrope oder polymorphe Modifikationen von Stoffen. Die ersten beiden Faktoren liegen unserer Meinung nach auf der Hand.

Zustände und allotrope Modifikationen werden durch die folgenden Beispiele veranschaulicht.

1) Gewinnung von Verbindungen der Formel H aus einfachen Stoffen 2 Ö

in unterschiedlichen Aggregatzuständen (Abb. 3).

Reis. 3. Energiediagramm zur Gewinnung von Wasser aus einfachen Stoffen:

∆H1 ist die Reaktionsenthalpie der Wasserbildung im gasförmigen Zustand, ∆H2 ist die Reaktionsenthalpie der Wasserbildung in flüssigem Zustand, ∆H3 ist die Reaktionsenthalpie der Wasserbildung im kristallinen Zustand, ∆H4 ist die Verdampfungsenthalpie (Kondensation) von Wasser ∆H5 die Schmelzenthalpie (Kristallisation)

) Wasser; ∆Н6 – Enthalpie der Eissublimation

			Vortrag Nr. 5
Thermochemische Gleichungen:
	(g) + 1/2O2	(g) = H&sub2;O (g) + 242 kJ;
	(g) + 1/2O2	(g.) = H2O (l.) + 286 kJ;
	(g) + 1/2O2	(g.) \u003d H2 O (Fernseher) + 292 kJ.

Die angegebenen Daten zeigen deutlich den Einfluss des Aggregatzustands auf die thermische Wirkung der Reaktion:

Q1< Q 2 < Q 3.

2) Die Verbrennung von Graphit und Diamant, in deren Folge man

und die gleiche Substanz ist Kohlendioxid (Abb. 4).

Reis. 4. Energiediagramm der Verbrennung von Graphit und Diamant:

∆H1 ist die Bildungsenthalpie von CO 2 (g), numerisch gleich der Verbrennungsenthalpie von Graphit; ∆H2 ist die Verbrennungsenthalpie von Diamant (ungleich der Bildungsenthalpie von CO 2 (g), da die Standardzustand von Kohlenstoff ist nicht Diamant, sondern Graphit); ∆H3 ist die Enthalpie

PhasenübergangGraphit-Diamant

Thermochemische Gleichungen:

C (alm.) + O2 (g.) = CO2 (g.) + 395 kJ;

C (gr.) + O2 (g.) = СO2 (g.) + 393 kJ.

Methoden zur Lösung von Problemen in der physikalischen Chemie (1)

erinnern Sie sich noch einmal, dass –∆ H p-tions = Q.

Die Standardbildungsenthalpie eines Stoffes (∆H arr) ist die Reaktionsenthalpie der Bildung von 1 Mol eines Stoffes aus einfachen Stoffen im Standardzustand unter Standardbedingungen (Druck 101 325 Pa, Temperatur 298 K) Alle Stoffe sind unter Normbedingungen im stabilsten Zustand. Zum Beispiel ist ein solcher stabiler Zustand für Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff gasförmig, für Kohlenstoff ist es Graphit, für Schwefel ist es eine rhombische Modifikation, für Wasser ist es ein flüssiger Zustand, für die meisten Salze ist es ein fester kristalliner Zustand usw.

Die Bildungsenthalpie eines einfachen Stoffes im Standardzustand unter Standardbedingungen ist Null.

Ist ∆ H arr eines Stoffes kleiner als Null, bedeutet dies, dass bei der Bildung dieses Stoffes Energie freigesetzt wurde. Daher muss Energie aufgewendet werden, um diese Verbindung zu zerstören. Je mehr Energie bei der Bildung eines Stoffes freigesetzt wird, desto thermodynamisch stabiler ist er in der Regel.

Die Bildungsenthalpien vieler Stoffe sind in speziellen Nachschlagewerken angegeben.

Standard-Verbrennungsenthalpie eines Stoffes ist die Enthalpie der Verbrennungsreaktion (∆H brennen ) 1 Mol Substanz in gasförmigem Sauerstoff bei p (O 2 ) = 1 bar. Der Heizwert eines Kohlenwasserstoffs entspricht, sofern nicht anders angegeben, der Oxidation von Kohlenstoff zu CO 2 (g.), Wasserstoff zu H 2 Ach (w.). Bei anderen Stoffen ist es üblich, die jeweils entstehenden Produkte anzugeben. Beispielsweise können die folgenden thermochemischen Gleichungen geschrieben werden:

CH3 OH (l.) + 1,5 O2 (g.) \u003d CO2 (g.) + 2H2 O (l.) + 726 kJ;

C2 H5 Cl (g.) + 3O2 (g.) = 2CO2 (g.) + HCl (g.) +

2H2O (l.) + 685 kJ;

FeS(fest) + 1,75O2 (g) = 0,5Fe2O3 (fest) + SO2 (g) + 828 kJ;

CH3 NH2 (g.) + 2,25O2 (g.) = CO2 (g.) + 2,5H2 O (l.) + + 0,5N2 (g.) + 1768,5 kJ.

	Vortrag Nr. 5

Wir betonen noch einmal, dass die Verbrennungsenthalpien von Methanol, Chlorethan, Eisen(II)-sulfid und Methylamin jeweils –726, –685, –828, –1768,5 kJ betragen.

Üblicherweise lernen Schüler und sogar Studenten nur mit Mühe die Definitionen der Bildungs- und Verbrennungsenthalpien von Stoffen. Um diese Barriere zu beseitigen, ist es nützlich, sich auf den Algorithmus zum Konstruieren von a zu beziehen

leniya Zum Beispiel beim Definieren Standardbildungsenthalpie eines Stoffes Beantworten Sie die folgenden Leitfragen.

1) Enthalpie welcher Reaktion?

(Chemische Bildungsreaktion.)

2) Wie viel Substanz soll bei dieser Reaktion gebildet werden?

3) Woraus besteht diese Substanz?

(Aus einfachen Substanzen.)

4) In welchem ​​Zustand sollten die Ausgangsstoffe genommen werden?

(In Standardzuständen.)

5) Unter welchen Bedingungen soll die Reaktion ablaufen?

(Unter Standardbedingungen.)

Konsistente Antworten auf die gestellten Fragen ergeben eine Definition. Die Standardbildungsenthalpie eines Stoffes (∆ H arr) ist die Enthalpie der chemischen Bildungsreaktion von 1 Mol eines Stoffes aus einfachen Stoffen, aufgenommen in Standardzuständen unter Standardbedingungen. In ähnlicher Weise sind die Definitionen der Enthalpie der Reaktionen der Verbrennung eines Stoffes, des Phasen- oder allotropen Übergangs, der Bildung einer chemischen Bindung usw. „gebaut“.

Wählen Sie die Reaktionsgleichung, deren Enthalpie gleich der Standardbildungsenthalpie von Kupfer(II)-sulfit (CuSO3) ist:

a) Cu (at.) + S (at.) + 3O (at.) \u003d CuSO3 (fest); b) CuO (fest) + SO2 (g) = CuSO3 (fest);

c) Cu (fest) + S (Raute) + 1,5O2 (g) = CuSO3 (fest); d) 2Cu (fest) + 2S (Raute) + 3O2 (g) \u003d 2CuSO3 (fest).

• Lunin Waleri Wassiljewitsch(Vorsitzender) - Professor, Dekan der Fakultät für Chemie, Staatliche Universität Moskau. MV Lomonossow, Akademiemitglied der Russischen Akademie der Wissenschaften
• Archangelskaja Olga Walentinowna ( Stellvertretender Vorsitzender) - Außerordentlicher Professor der Fakultät für Chemie der Staatlichen Universität Moskau. MV Lomonosov, Kandidat der chemischen Wissenschaften
• Eremin Wadim Wladimirowitsch
• Tjulkow Igor Alexandrowitsch- Außerordentlicher Professor der Fakultät für Chemie der Staatlichen Universität Moskau. MV Lomonosov, Kandidat der pädagogischen Wissenschaften
• Terenin Wladimir Iljitsch- Professor der Fakultät für Chemie, Staatliche Universität Moskau. MV Lomonosov, Doktor der chemischen Wissenschaften
• Schirow Alexander Iwanowitsch
• Lebedeva Olga Konstantinowna- Außerordentlicher Professor der Fakultät für Chemie der Staatlichen Universität Moskau. M. V. Lomonosov, Kandidat der chemischen Wissenschaften
• Reshetova Marina Dmitrijewna- Senior Researcher, Fakultät für Chemie, Staatliche Universität Moskau. MV Lomonosov, Kandidat der chemischen Wissenschaften
• Truschkow Igor Viktorowitsch- Außerordentlicher Professor der Fakultät für Chemie der Staatlichen Universität Moskau. MV Lomonosov, Kandidat der chemischen Wissenschaften
• Bacheva Anna Wladimirowna- Außerordentlicher Professor der Fakultät für Chemie der Staatlichen Universität Moskau. MV Lomonosov, Kandidat der chemischen Wissenschaften
• Gladilin Alexander Kirillowitsch- Professor der Fakultät für Chemie, Staatliche Universität Moskau. MV Lomonosov, Doktor der chemischen Wissenschaften
• Emeljanow Wjatscheslaw Alexejewitsch- Senior Researcher, stellvertretender Dekan der Fakultät für Chemie, Staatliche Universität Nowosibirsk, Kandidat für chemische Wissenschaften
• Zlotnikov Eduard Grigorjewitsch- Außerordentlicher Professor der Fakultät für Chemie der Russischen Staatlichen Pädagogischen Universität. KI Herzen, Kandidat der Chemischen Wissenschaften
• Kosmynin Wassilij Wassiljewitsch- Außerordentlicher Professor der Fakultät für Chemie, Staatliche Universität Belgorod, Kandidat für chemische Wissenschaften
• Leenson Ilja Abramowitsch- Außerordentlicher Professor der Fakultät für Chemie der Staatlichen Universität Moskau. MV Lomonosov, Kandidat der chemischen Wissenschaften
• Medwedew Juri Nikolajewitsch- Außerordentlicher Professor, stellvertretender Dekan der Fakultät für Chemie, Pädagogische Staatliche Universität Moskau, Kandidat für chemische Wissenschaften
• Reutov Wladimir Alekseevich- Professor, Leiter der Abteilung für chemische Technologie, Fakultät für Chemie, Far Eastern State University, Doktor der chemischen Wissenschaften
• Samorukova Olga Leonidovna- Assoziierter Professor der Russischen Chemisch-Technologischen Universität. DI. Mendeleev, Kandidat der chemischen Wissenschaften (wie vereinbart)

480 reiben. | 150 UAH | $7,5", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> These - 480 Rubel, Versand 10 Minuten 24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche und an Feiertagen

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Tjulkow Igor Alexandrowitsch. Studium eines Studiengangs Allgemeine Chemie auf Basis der Chemischen Thermodynamik als systembildender Faktor: Dis. ... cand. päd. Wissenschaften: 13.00.02: Moskau, 2001 177 p. RSL OD, 61:02-13/833-6

Einführung

Kapitel 1. Der Kurs der allgemeinen Chemie im System des chemischen Unterrichts der höheren und sekundären Schulen.

1.1 Inhaltliche Analyse allgemeiner Chemiestudiengänge an Universitäten und Gymnasien 8

1.2. Chemische Thermodynamik im Rahmen der Allgemeinen Chemie 19

1.3. Lehrformen der Allgemeinen Chemie an Universitäten 24

1.4. Seminar im System der Lehre für Studierende der Allgemeinen Chemie. Methodische Ansätze zur Durchführung von Seminaren in allgemeiner Chemie an der Universität und deren Begründung 29

1.5. Die Rolle des Computers im Bildungsprozess am Seminar zur Vermittlung allgemeiner Chemie 34

1.6. Kontrolle und Diagnostik studentischer Lernerfolge in Seminaren ...39 Kapitel 2. Bildung des Konzepts der Lehre von Studenten der Allgemeinen Chemie in Seminaren auf der Grundlage der chemischen Thermodynamik als systembildender Faktor 46

2.1. 46

2.2. Aufbau von Seminaren in der Allgemeinen Chemie auf der Grundlage der Chemischen Thermodynamik als systembildender Faktor 49

Kapitel 3

3.1 Durchführung eines Seminars zur Chemischen Thermodynamik mit verschiedenen Methoden 57

3.2 Methodik zur Bewertung der Wirksamkeit eines Seminars zur chemischen Thermodynamik

3.3 Vergleich der Ergebnisse der drei Trainingsoptionen 65

3.5. Studium der Methodik zur Durchführung von Seminaren in der allgemeinen Chemie auf der Grundlage der chemischen Thermodynamik als systembildender Faktor 69

3.6. Die Ergebnisse der Studie zur Wirksamkeit der Durchführung von Seminaren in der Allgemeinen Chemie anhand der Chemischen Thermodynamik als systembildender Faktor und Diskussion der Ergebnisse 73

Literatur 94

Bewerbungen 108

Anhang 1. Die Inhalte der Chemischen Thermodynamik in Studiengängen der Allgemeinen Chemie Anhang 2. Interdisziplinäre Zusammenhänge, die bei der Analyse von Studiengängen der Allgemeinen Chemie identifiziert wurden 111

Anhang 3. Chemischer thermodynamischer Test 112

Anhang 4. Seminarpläne 144

Anhang 5. Ergebnisse der Erfüllung der Aufgaben der Ermittlungsforschung 1998/1999

und Studienjahr 1999/2000 148

Anhang 6. Beispiele für Kolloquiumsaufgaben und Ergebnisse von Kolloquiumsaufgaben von Studenten der Fakultät für Geographie, der Fakultät für Geologie und der Fakultät für Grundlagenmedizin der Staatlichen Universität Moskau 153

Anhang 7. Die Ergebnisse der Aufgaben der Abschlussarbeit von Studenten der geographischen, geologischen Fakultäten und der Fakultät für grundlegende Medizin der Staatlichen Universität Moskau 170

Einführung in die Arbeit

Die Hochschulbildung zielt darauf ab, Spezialisten mit einem breiten Profil auszubilden, die in der Lage sind, ständig kreativ zu suchen und neues Wissen zu erwerben. Die Hauptziele des Unterrichts allgemeiner Chemie sind:

Schaffung einer soliden Grundlage theoretischer Kenntnisse in allgemeiner Chemie, die für das erfolgreiche Studium anderer chemischer Disziplinen erforderlich sind, die im Lehrplan der entsprechenden Spezialisierungen (physikalische, analytische, kolloidale, organische Chemie usw.) sowie in einer Reihe von akademischen Fächern vorgesehen sind chemieverwandte Disziplinen (Hydrologie, Meteorologie, Kristallographie, Ökologie, Biochemie, Biophysik etc.)

Bildung von studentischen Methoden des wissenschaftlichen Denkens zur Ergänzung und Anwendung von Wissen bei der Lösung von Forschungsproblemen.

In der aktuellen Lehrpraxis ist der Ablauf von Seminaren in der Allgemeinen Chemie linear aufgebaut. In einem ähnlich aufgebauten Kurs bilden einzelne Themen eine fortlaufende Themenfolge (Chemische Thermodynamik, Kinetik, Gleichgewichte in Lösungen von Nichtelektrolyten und Elektrolyten etc.), die einmalig während der Ausbildung erarbeitet werden. Bei einer solchen Präsentationsstruktur kann das von den Studierenden in früheren Seminaren nicht richtig erworbene Wissen nicht vollständig für das Studium nachfolgender Themen verwendet werden, was bedeutet, dass die Effektivität des Trainings abnimmt. Bei der Beschäftigung mit jedem weiteren Thema sollen die Studierenden aktiv auf bereits erworbenes Wissen zurückgreifen. Dies geschieht jedoch aus den oben beschriebenen Gründen und auch wegen der geringen Motivation der Studierenden, den Studiengang Allgemeine Chemie zu studieren, nicht. Eine negative Rolle spielt auch die geringe Verbundenheit der Themen der Seminare. Oft ist die Reihenfolge der Themen historisch festgelegt oder von der Hochschule willkürlich gewählt, die Lehrenden erklären den Studierenden in den naturwissenschaftlichen Fachbereichen oft nicht die Ziele des Chemiestudiums und zeigen nicht die Perspektiven des Chemiestudiums auf. Interdisziplinäre Verbindungen zwischen Chemie und Fächern, die von Studenten in ihren Fakultäten oder Studiengängen studiert werden, werden nicht offenbart. Dadurch erhält das chemische Wissen der Studierenden einen formalen Charakter. Dies äußert sich darin, dass:

Wissen entsteht durch das Auswendiglernen von Material, ohne dessen Anwendung zu verstehen.
nija.

Es gibt keine Korrelation des erworbenen Wissens mit früheren Ideen und
Konzepte (die sogenannte Isolierung des Wissens wird beobachtet).

Also die Hauptsache Problem Forschung liegt in der Formalität von Kenntnissen in allgemeiner Chemie bei Studierenden nicht-chemischer naturwissenschaftlicher Fachrichtungen an Universitäten. Der traditionelle Aufbau eines Seminars in allgemeiner Chemie und die in der Lehre angewandten Methoden tragen nicht dazu bei, ein bewusstes und systematisches Wissen der allgemeinen Chemie für ein weiterführendes Studium der Chemie an einer Universität zu bilden.

4 Die Lösung dieses Problems liegt in der Entwicklung eines Ansatzes für den Chemieunterricht, basierend auf

die die Beziehungen zwischen den verschiedenen Abschnitten des Studiengangs stärken soll. Dies ist möglich, wenn der grundlegende Teil des Studiengangs Allgemeine Chemie als Rückgrat genutzt wird. Unter systembildender Faktor Wir verstehen das System von Theorien, Gesetzen und Konzepten, die die Abschnitte zu einem einzigen Kurs verbinden.

Die Thermodynamik ist einer der grundlegenden Bereiche des Studiums der Allgemeinen Chemie an der Universität. Häufig beginnt die Ausbildung von Studierenden naturwissenschaftlicher nicht-chemischer Fachrichtungen mit diesem Abschnitt. Energieveränderungen sind die innere Essenz chemischer Prozesse, die ein tieferes Verständnis der Muster ihres Ablaufs ermöglichen.

Betreffend relevant Es wird vorgeschlagen, eine Methodik zur Durchführung von Seminaren in der allgemeinen Chemie basierend auf der chemischen Thermodynamik als systembildendem Faktor zu entwickeln.

Die Relevanz ergibt sich aus:

die Notwendigkeit, den Formalismus des Wissens in der allgemeinen Chemie bei Studenten naturwissenschaftlicher Fachrichtungen von Universitäten zu beseitigen;

hochschulreife Bedingungen für den systembildenden Aufbau eines Studiums der Allgemeinen Chemie;

schlechte Entwicklung in der Methodik des Chemieunterrichts bei der Aufgabe, einen Seminarkurs der allgemeinen Chemie auf der Grundlage eines systembildenden Faktors zu konstruieren.

Hauptidee der Arbeit ist es, das Seminarangebot der Allgemeinen Chemie inhaltlich zu überdenken und einen neuen methodischen Ansatz für die Lehre der Allgemeinen Chemie auf der Grundlage der chemischen Thermodynamik als systembildender Größe zu entwickeln.

Studiengegenstand: Der Lehrprozess der Allgemeinen Chemie an den naturwissenschaftlichen Fakultäten der Universitäten.

Gegenstand der Studie: Aufbau des Lehrgangs allgemeiner Chemie anhand der Thermodynamik als systembildender Faktor.

Ziel Ziel dieser Studie ist es, den Aufbau der inhaltlichen und organisatorischen Lehre der allgemeinen Chemie für Studierende naturwissenschaftlicher nicht-chemischer Fachrichtungen an Universitäten auf der Grundlage der chemischen Thermodynamik als systembildenden Faktor zu entwickeln.

In dieser Arbeit wurde es vorgebracht Hypothese, dass die Bildung einer soliden Wissensgrundlage in der chemischen Thermodynamik, der Aufbau eines Seminarsystems in der allgemeinen Chemie auf der Grundlage der chemischen Thermodynamik als systembildender Faktor, die Identifizierung der Beziehung des Abschnitts der chemischen Thermodynamik mit dem Rest der Abschnitten dieses Studiengangs und mit anderen naturwissenschaftlichen Disziplinen ermöglichen es den Studierenden, die allgemeine Chemie als ein integrales System zu verstehen, das ausgerichtet ist auf:

* Erwerb systematischer und bewusster Kenntnisse der allgemeinen Chemie;

Bildung der Grundlagen des wissenschaftlichen Denkens.

Der Zweck und die Hypothese bestimmten das Folgende Forschungsschwerpunkte:

I. Durchführung einer Feststellungsstudie:

a) die pädagogische, methodologische und wissenschaftliche Literatur zum Thema analysieren
folgende;

b) Analysieren Sie die Lehrpläne und Lehrpläne, die in verschiedenen verwendet werden
Fakultäten;

c) den anfänglichen Wissensstand der Schüler ermitteln.

II. Entwickeln Sie ein methodisch fundiertes Konzept für den Aufbau einer Seminarreihe
Klassen an Allgemeine Chemie auf Basis der Chemischen Thermodynamik als Rückgratfakultät
Thora.

III. Entwicklung eines methodischen Ansatzes zur Durchführung von Seminaren im Laufe von
Kohl Chemie:

a) ein System von Seminaren in allgemeiner Chemie zu entwickeln, das auf der Basis von Chemie aufgebaut ist
Thermodynamik als systembildender Faktor;

b) Entwicklung einer Methodik zur Abhaltung eines Seminars zur chemischen Thermodynamik.

IV. Überprüfen Sie die Wirksamkeit des vorgeschlagenen methodischen Ansatzes.
Zuverlässigkeit und Gültigkeit wissenschaftliche Bestimmungen und Schlussfolgerungen bereitgestellt:

Vertrauen auf die Erkenntnisse der psychologischen Wissenschaft, allgemeinen und speziellen Didaktik;

mit einer Vielzahl von Forschungsmethoden, die den Aufgaben angemessen sind.

In der Arbeit wurden folgende Forschungsmethoden verwendet: Analyse der psychologischen und pädagogischen Literatur zum Forschungsproblem, Methoden zur Feststellung von Forschung und formativen Experimenten, systematischer Ansatz, Methoden der pädagogischen Forschung unter Verwendung speziell entwickelter Aufgaben zur Diagnose des gebildeten Wissens, qualitative und quantitative Tests Analyse von Schülerantworten, mathematische Aufbereitung von Forschungsergebnissen und deren methodische Interpretation.

Die Studie wurde in mehreren Stufen durchgeführt (1996 - 2000):

Eine feststellende Studie, die es ermöglicht, den Stand des untersuchten Problems theoretisch zu untersuchen, die Ziele, das Thema, die Aufgaben und die Forschungshypothese zu bestimmen.

Theoretische Phase zur Entwicklung des Konzeptes zum Aufbau eines Seminarkurses der Allgemeinen Chemie auf Basis der Chemischen Thermodynamik als Rückgrat.

Eine Experimentierbühne zur Organisation und Durchführung eines pädagogischen Experiments, um die Wirksamkeit eines Seminars zur Chemischen Thermodynamik zu testen. Analyse und Interpretation der Ergebnisse dieser Phase der Studie.

Eine Experimentierbühne zur Organisation und Durchführung eines pädagogischen Experiments zur Überprüfung der aufgestellten Arbeitshypothese.

Die letzte Phase ist die Analyse und Interpretation der Ergebnisse des pädagogischen Experiments, die Verallgemeinerung der Ergebnisse der gesamten Studie, die Bildung wissenschaftlicher Schlussfolgerungen.

Wissenschaftliche Neuheit:

Es wurde ein neues System der Lehre in Seminaren der Allgemeinen Chemie geschaffen, das auf der chemischen Thermodynamik als systembildender Größe aufbaut.

Zur methodischen Unterstützung des vorgeschlagenen Kurses wurde eine Reihe von didaktischen Materialien erstellt (Seminarpläne, ein Testcomputerprogramm zur chemischen Thermodynamik, eine Reihe von Aufgaben für die Einführungs-, Zwischen- und Abschlusskontrolle).

Theoretische Bedeutung der Arbeit besteht darin, die methodischen Grundlagen für ein Seminar der allgemeinen Chemie zu schaffen, das auf der Basis der chemischen Thermodynamik als systembildender Größe aufbaut. Die Notwendigkeit, einen Kurs auf der Grundlage dieses Ansatzes aufzubauen, wird begründet.

Praktische Bedeutung der Arbeit: Der vorgeschlagene methodische Ansatz zur Erstellung und Nutzung eines Seminarsystems der Allgemeinen Chemie ermöglicht dessen Anwendung in der Lehre der Allgemeinen Chemie an einer Universität.

Zuverlässigkeit der Ergebnisse aufgrund der Wahl angemessener moderner Forschungsmethoden die positiven Werte der Leistungsindikatoren des entwickelten Ansatzes zur Vermittlung allgemeiner Chemie.

Approbation und Umsetzung der Ergebnisse.

Die Ergebnisse der Studie wurden diskutiert unter:

VIII Internationale Konferenz-Ausstellung "Informationstechnologien in der Bildung", Moskau, 1998;

Allrussisches wissenschaftlich-methodisches Seminar an der Moskauer Staatlichen Pädagogischen Universität. W. I. Lenin, 1998

wissenschaftliche Konferenz "Lomonosov Readings-99", Abschnitt "Methodische Probleme der Weiterbildung", Unterabschnitt "Chemie und Ökologie", Moskau, 1999;

Internationale wissenschaftlich-praktische Konferenz „Verbesserung des Chemieunterrichts in Schule und Universität“, Irkutsk, 1999

Internationaler Kongress "Wissenschaft und Bildung an der Schwelle zum III. Jahrtausend". Minsk, 2000

7 XLVIII Herzenslesungen (Gesamtrussische wissenschaftlich-praktische Konferenz mit internationaler Beteiligung „Aktuelle Probleme der modernen chemisch-pädagogischen und chemischen Bildung“), St. Petersburg, 2001 Treffen des Laboratoriums für Chemie IOSO RAO, 2001

Tagung der Abteilung für Anorganische Chemie und Methoden des Chemieunterrichts der Staatlichen Pädagogischen Universität Moskau. W. I. Lenin, 2001

Die Ergebnisse der Studie werden in der Praxis der Abteilung für Allgemeine Chemie der Fakultät für Chemie der Staatlichen Lomonossow-Universität Moskau verwendet. M. W. Lomonossow.

Aufbau und Umfang der Dissertation. Die Arbeit besteht aus einer Einleitung, drei Kapiteln, Schlussfolgerungen, einer Literaturliste und Anwendungen. Sein Inhalt ist auf 107 Seiten dargestellt. Der vollständige Text der Dissertation umfasst 177 Seiten. Die Arbeit umfasst 55 Abbildungen, 17 Tabellen, 3 Schemata. Die Liste der verwendeten Literatur enthält 229 Titel, davon 23 in Fremdsprachen. Die Anhänge enthalten die Inhalte des Abschnitts "Chemische Thermodynamik" in verschiedenen Studiengängen der Allgemeinen Chemie; Interdisziplinäre Zusammenhänge, die bei der Analyse von Studiengängen der Allgemeinen Chemie aufgedeckt wurden; Volltext des vom Autor entwickelten Tests zur chemischen Thermodynamik; die Ergebnisse der Aufgabenerfüllung der Schüler im Kontrollbereich des Schülerwissens; Optionen für Kolloquiumsaufgaben und die Ergebnisse ihrer Durchführung; die Ergebnisse der Erledigung der Aufgaben der Abschlussarbeit.

Zur Verteidigung werden folgende Bestimmungen vorgebracht:

Die Nutzung der Chemischen Thermodynamik als systembildender Faktor erfordert eine inhaltliche Neuordnung der Seminarinhalte und deren Abfolge im Studium der Allgemeinen Chemie.

Der Aufbau von Seminaren auf der Grundlage der Chemischen Thermodynamik als Rückgratfaktor trägt zur Ausbildung der Grundlagen des naturwissenschaftlichen Denkens bei den Studierenden sowie systemischer und bewusster Kenntnisse der allgemeinen Chemie bei.

Inhaltliche Analyse allgemeiner Chemiestudiengänge an Universitäten und Gymnasien

Die meisten Universitätslehrbücher konzentrieren sich auf das Begriffssystem der Materie. In diesen Lehrbüchern werden die Abschnitte „Struktur des Atoms“, „chemische Bindung“, „Periodengesetz von D. I. Mendeleev“ am Anfang herausgenommen.

Es sollte beachtet werden, dass die Reihenfolge der Präsentation selbst dieser drei Abschnitte der allgemeinen Chemie für verschiedene Autoren unterschiedlich ist. In Lehrbüchern ist die Reihenfolge der Darstellung also wie folgt: Die Struktur des Atoms ist das Periodengesetz und das Periodensystem der Elemente ist die chemische Bindung. In einigen anderen Handbüchern ist diese Reihenfolge anders: das Periodengesetz und das Periodensystem der Elemente - der Aufbau des Atoms - die chemische Bindung.

Eine Analyse des Aufbaus von Kursen, die sich auf ein System von Begriffen über Materie konzentriert, zeigt, dass eine beträchtliche Anzahl von Kursen den Aufbau in der folgenden Reihenfolge gemeinsam haben: die Struktur des Atoms - die chemische Bindung - die Beschreibung der Eigenschaften chemischer Elemente und ihre Verbindungen. Eine solche Konstruktion ist offenbar durch eine Idee verbunden, die von Ya. A. Ugai klar zum Ausdruck gebracht wurde: „Die Idee der Beziehung zwischen der chemischen Struktur einer Substanz ... und ihren Eigenschaften zieht sich wie ein roter Faden durch die gesamten Studiengang Anorganische Chemie. In diesem Zusammenhang wird besonderes Augenmerk auf die Theorie der chemischen Struktur von A. M. Butlerov in ihrer modernen Interpretation gelenkt, die im Wesentlichen eine allgemeine chemische Theorie ist ... Letztendlich war und bleibt die wichtigste Aufgabe der Chemie ... den Zusammenhang zwischen der chemischen Struktur eines Stoffes einerseits und seinen Eigenschaften andererseits erkennen.

Es sei darauf hingewiesen, dass O. M. Poltorak und Yu. A. Pentin in ihren Arbeiten vernünftigerweise zeigen, dass die Suche nach einer eindeutigen Beziehung zwischen der Struktur von Molekülen und den chemischen Eigenschaften einer Substanz von vornherein zum Scheitern verurteilt ist. Ohne Kenntnis der Grundlagen der chemischen Thermodynamik und Kinetik ist es unmöglich, Rückschlüsse auf die Möglichkeit eines chemischen Prozesses, seine Tiefe und Geschwindigkeit zu ziehen. Auch G. P. Luchinsky bestätigt diesen Gedanken: „Der gegenwärtige Entwicklungsstand der Chemie erfordert eine Darstellung des Wissenschaftsgangs vom Standpunkt der Lehre vom Bau der Materie und der Thermodynamik.“

Die zweite Art von Lehrbüchern konzentriert sich auf das Konzeptsystem einer chemischen Reaktion, und es gibt viel weniger davon als Lehrbücher der ersten Art. In diesen Lehrbüchern steht das Studium der Gesetzmäßigkeiten des Ablaufs chemischer Reaktionen im Vordergrund, d.h. thermodynamische und kinetische Aspekte.

In verschiedenen Lehrbüchern ist die Reihenfolge der Darstellung der Grundlagen der chemischen Thermodynamik und Kinetik unterschiedlich. In den Lehrbüchern stellen die Autoren die chemische Thermodynamik an die erste und die Kinetik an die zweite Stelle. Andere Handbücher und Lehrbücher [11, 49, 183, 184, 222, 229] schlagen die Reihenfolge vor: Kinetik - Thermodynamik.

Darüber hinaus unterscheidet sich, wie oben erwähnt, auch die eigentliche Position dieser Themen im Kurs erheblich. Beispielsweise werden in Handbüchern die genannten Themen nach dem Aufbau des Atoms, dem Periodensystem und dem Begriff der chemischen Bindung dargestellt. In Lehrbüchern werden Thermodynamik und Kinetik viel später betrachtet; sie gehen eigentlich der Beschreibung der chemischen Eigenschaften von Elementen und Verbindungen voraus.

Die Reihenfolge der Präsentation der Themen ist praktisch keiner der Autoren, mit Ausnahme des Betriebssystems. Zaitsev, B. V. Nekrasov, G. I. Novikov und eine Reihe anderer, ist nicht begründet, und in bestehenden Lehrbüchern gibt es eine große Vielfalt an Reihenfolgen ihrer Einführung.

G. I. Novikov schlägt den Aufbau eines Lehrbuchs vor, das auf "der Schrittfolge der theoretischen Grundlagen der Chemie: Stöchiometrie, Thermochemie,

Ergochemie (chemisches Gleichgewicht und Grundlagen der chemischen Thermodynamik), Chronochemie (Grundlagen der Kinetik), Beginn des Studiums der Struktur der Materie (Struktur von Atomen, Molekülen, Flüssigkeiten, Kristallen und Verbindungen mit nichtvalenten Bindungen) .

B. V. Nekrasov baut den Inhalt des Lehrbuchs auf der Grundlage des Periodengesetzes von D. I. Mendeleev auf. Der Autor stellt fest, dass „... Sie alles tun müssen, um den Kurs nicht nur zu „beschreiben“, sondern ihn logisch zu entwickeln besonders wichtig ... bei theoretischen Fragestellungen ... Die Konstruktion selbst muss zunächst die Möglichkeit ihres logischen Einsatzes gewährleisten.

Einen besonderen Platz nimmt das Lehrbuch "Chemie. Ein moderner Kurzkurs" von O. S. Zaitsev ein. Das Buch ist weitgehend für das eigenständige Studium des Faches konzipiert, „Ziel des Buches ist es, das chemische Denken der Schüler so zu entwickeln, dass der zukünftige Spezialist nicht nur verschiedene chemische Probleme selbstständig lösen kann, sondern auch die allgemeinen Methoden des wissenschaftlichen Arbeitens auf die Arbeit übertragen kann in ihrem Spezialgebiet“. Der Autor weist darauf hin, dass die Betrachtung des Aggregatzustands und der chemischen Reaktionen auf der Grundlage der grundlegenden Theorien der modernen chemischen Wissenschaft und ihrer Zusammenhänge erfolgt. Die logische Grundlage des genannten Kurses ist ein Wissenssystem über vier grundlegende Lehren: über die Richtung chemischer Prozesse (chemische Thermodynamik) und ihre Geschwindigkeit (Kinetik), die Theorie der Struktur der Materie und die Periodizität von Änderungen der Eigenschaften von Elemente und ihre Verbindungen

Stoffauswahl zur Chemischen Thermodynamik für Seminare des Studiengangs Allgemeine Chemie, aufgebaut auf der Grundlage der Chemischen Thermodynamik als systembildender Faktor

Stoffauswahl zur Chemischen Thermodynamik für Seminare des Studiengangs Allgemeine Chemie, aufgebaut auf der Grundlage der Chemischen Thermodynamik als systembildender Faktor

Wie oben (1.1) gezeigt, ist beim Aufbau eines Kurses in allgemeiner Chemie die akzeptabelste Reihenfolge der Präsentation des Materials die folgende: Chemische Thermodynamik (ohne chemisches Gleichgewicht) - "Chemische Kinetik + Chemisches Gleichgewicht - # Lösungen, Gleichgewicht in Lösungen - Atomstruktur - chemische Bindung - Periodengesetz von D. I. Mendeleev. Die Chemische Thermodynamik ist ein grundlegender Teil des Studiums der Allgemeinen Chemie, daher ist das Seminar zur Chemischen Thermodynamik eines der ersten in verschiedenen Studiengängen der Allgemeinen Chemie. Das in diesem Seminar vermittelte Wissen ist als Basiswissen zu betrachten. Sie bilden die Grundlage für das weiterführende Studium des Studiengangs Allgemeine Chemie. Ein drängendes Problem ist daher die inhaltliche Auswahl der Chemischen Thermodynamik, die ein Rückgrat für den experimentellen Ablauf von Seminaren der Allgemeinen Chemie darstellt.

Die Stoffauswahl zur Chemischen Thermodynamik für Seminare der Allgemeinen Chemie erfolgte nach folgenden Grundsätzen:

Übereinstimmung des Materials mit dem modernen Stand der Wissenschaft;

Die Möglichkeit, das Material durch die Studierenden in zukünftigen wissenschaftlichen Aktivitäten zu verwenden;

Die Beziehung zwischen dem Material des Seminars und dem Material, das in Lehrbüchern und Handbüchern präsentiert wird, die den Studenten empfohlen werden;

Nutzung von Wissen aus anderen Disziplinen im bisher untersuchten Rahmen;

Beschränkung des Stoffes durch das Curriculum und die Studienzeit des Studiengangs Allgemeine Chemie;

Das Vorhandensein einer Verbindung zwischen dem Stoff der Seminare und anderen Abschnitten des Studiums der Allgemeinen Chemie;

Das Vorhandensein interdisziplinärer Verbindungen zu anderen Disziplinen.

Basierend auf der inhaltlichen Analyse des Abschnitts Chemische Thermodynamik in Studiengängen der Allgemeinen Chemie und Literatur (in 1.1 und 1.2) wird der Abschnitt Chemische Thermodynamik durch ein System repräsentiert, das aus fünf Komponenten besteht, die in der folgenden Reihenfolge angeordnet sind (siehe Schema I ).

Wie in 1.2 erwähnt, hat der Abschnitt "Chemische Thermodynamik" Verbindungen zu fast allen Abschnitten des allgemeinen Chemiekurses, wie zum Beispiel:

Die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion. Mechanismen chemischer Reaktionen. Katalyse;

Lösungen. Gleichgewichte in Lösungen;

Redox-Prozesse;

Grundlagen der Elektrochemie;

Chemische Bindung;

Komplexe Verbindungen;

Verteilte Systeme;

Periodengesetz und Periodensystem der chemischen Elemente. Eine Analyse von Studiengängen der Allgemeinen Chemie und anderer naturwissenschaftlicher Disziplinen ergab, dass der Bereich „Chemische Thermodynamik“ viele interdisziplinäre Verbindungen (mit Biologie, Geologie, Medizin, Ökologie und anderen von Studierenden der Naturwissenschaften belegten Disziplinen) aufweist (siehe Anhang 2, Tabelle 12 ). Zu beachten ist, dass in Studiengängen der Allgemeinen Chemie die interdisziplinäre Integration nicht vollständig zum Tragen kommt.

Bei der systematischen wissenschaftlichen Erkenntnisbildung spielt nicht nur ein sinnvoll ausgewählter Stoff eine wichtige Rolle, sondern auch die Reihenfolge seines Studiums, die maßgeblich von den folgenden drei didaktischen Prinzipien bestimmt wird: Konsistenz, Zugänglichkeit und Wissenschaftlichkeit.

Durchführung eines Seminars zur Chemischen Thermodynamik mit verschiedenen Methoden

Damit die Studierenden Kenntnisse der Chemischen Thermodynamik anwenden können, ist es notwendig, in den ersten Seminaren ein vollständiges und tiefes Wissen über die Grundlagen der Chemischen Thermodynamik zu vermitteln. Daher wurde zunächst die Effektivität der Abhaltung eines Seminars zur Chemischen Thermodynamik untersucht.

Im Studienjahr 1996/97 wurde die Wirksamkeit der Abhaltung eines Seminars zur Chemischen Thermodynamik untersucht.

Wir haben die Methoden zur Durchführung eines Seminars zur Thermodynamik verglichen. Das Experiment bestand darin, dass drei Gruppen von Studierenden (jeweils 13 Personen) drei Arten von Seminaren abhielten: ein herkömmliches Seminar (das Seminar wird so durchgeführt, wie es am Strom umgesetzt wird) ein Computerseminar (individuelle Arbeit von Studierenden mit einem Computer Trainingsprogramm) ein kombiniertes Seminar (Kombination einzelner Werkstudenten mit einem computergestützten Tutorium, in dem die wichtigsten Themen besprochen und schwierige Konzepte erklärt werden)

Im ersten Seminar wurde der anfängliche Wissensstand der Studierenden geprüft (Recherchearbeit). Sie wurden gebeten, die folgende Aufgabe zu lösen: Die Reaktionsgleichung für die Verbrennung von Graphit in Sauerstoff wurde angegeben

1) Wie ist die Reaktion; exo oder endotherm?

2) Berechnen Sie die Graphitmasse, die erforderlich ist, um 1179,3 kJ Wärme zu erhalten. Quantitative Daten zur Umsetzung der vorgeschlagenen Aufgabe sind in Abb. 1 dargestellt. 3. Der Prozentsatz der erfolgreichen Erledigung von Aufgaben wird entlang der y-Achse aufgetragen, d. h. % der korrekt erledigten Aufgaben aus der Gesamtzahl der Aufgaben, entlang der Abszisse - die Nummer der Frage der Aufgabe, die den anfänglichen Wissensstand der Schüler überprüft. Basierend auf den Daten in Abb. 4 können wir sagen, dass nur 15% der Schüler in allen Gruppen die Reaktion durch den thermischen Effekt charakterisieren und thermochemische Berechnungen anstellen können.

Daraus lässt sich schließen, dass der Wissensstand der Studierenden in Chemischer Thermodynamik vor der Ausbildung nahezu gleich ist. Zu beachten ist, dass die meisten Studierenden zu Beginn des Studiums der Allgemeinen Chemie nicht wissen, wie man elementare thermochemische Berechnungen durchführt und Reaktionen energetisch charakterisiert.

In den Studiengängen und Curricula der Allgemeinen Chemie ist das Seminar „Grundlagen der Chemischen Thermodynamik“ eines der ersten. Es legt thermodynamisches Wissen fest, auf dessen Grundlage die Schüler die Werte von AH, AS, AG chemischer Prozesse berechnen und die grundsätzliche Möglichkeit des Auftretens chemischer Prozesse unter bestimmten Bedingungen bewerten können.

Das Hauptziel dieses Seminars ist es, eine solide Wissensgrundlage in der chemischen Thermodynamik zu schaffen, da ein erfolgreiches Studium eines allgemeinen Chemiekurses ohne die Lösung der grundlegenden Probleme der chemischen Thermodynamik unmöglich ist:

Was ist die thermische Wirkung des Prozesses?

Kann der Prozess spontan ablaufen und unter welchen Bedingungen?

Wie tief ist der chemische Prozess?

Für die Seminare wurde das gleiche Lehrmaterial ausgewählt, einschließlich der grundlegenden Gesetze und Konzepte der chemischen Thermodynamik.

Das Seminar in der allgemein akzeptierten Version wurde nach der Methodik abgehalten, die von den meisten Universitätsprofessoren verwendet wird, um die Grundbegriffe der Thermodynamik zu erklären. Bei dieser Methode wurde die meiste Zeit darauf verwendet, das Unterrichtsmaterial durch den Lehrer zu erklären und den Schülern die Fähigkeiten beizubringen, typische Probleme zu lösen. Zu Beginn der Unterrichtsstunde wird frontal gearbeitet, aber das Wissen aktualisiert, das die Studierenden in der vorangegangenen Vorlesung zur Chemischen Thermodynamik erworben haben. Dann führt der Lehrer die Schüler in die Konzepte ein: chemische Systeme, die thermische Wirkung der Reaktion, Prozesse mit Wärmeabgabe und -aufnahme, Standard- und Normalbedingungen, die Enthalpie verschiedener Prozesse: die Bildung von Stoffen, die Bildung chemischer Bindungen, Phasenübergang und Verbrennung von Stoffen. Besonderes Augenmerk wird auf die Lösung von Problemen zum Hessischen Recht und seinen Folgen gelegt. Darüber hinaus lernen die Studierenden den Begriff der Entropie, den zweiten und dritten Hauptsatz der Thermodynamik, die freie Energie und die Gibbs-Energie, ein Kriterium für das spontane Auftreten chemischer Prozesse, kennen. Die Schüler lösen Aufgaben, um den Wert der Entropie und der freien Gibbs-Energie zu finden und ziehen Rückschlüsse auf die grundsätzliche Möglichkeit spontaner chemischer Prozesse.

Zur Durchführung eines Seminars über Computermethoden wurden Computerschulungsprogramme verwendet, die vom Team der Abteilung für Allgemeine Chemie der Fakultät für Chemie der Staatlichen Universität Moskau entwickelt wurden. Sie sind ein universelles invariantes Werkzeug, das die Möglichkeiten der Nutzung eines Dialogs, einer Datenbank, textueller Informationen, Berechnungen und Teststeuerung kombiniert. Die Programme wechseln Blattmaterial mit einer schrittweisen Kontrolle des Wissens des Schülers ab. Sie sind in einem Dialogmodus aufgebaut, der ein effektives Feedback in der Ausbildung und eine zeitnahe Korrektur des chemischen Wissens der Schüler ermöglicht. Der Student arbeitet selbstständig mit den Programmen, daher kontrolliert er den Prozess seines eigenen Lernens und bestimmt das Tempo der Beherrschung des für ihn geeigneten Materials.