I.A.tyulkov, O.V. Arkhangelskaya M.V. Pavlova

Chemistry Olympiad Preparation System

Mga Lektura 5–8

Pedagogical University "Una ng Setyembre"

Igor Alexandrovich Tyulkov, Olga Valentinovna Arkhangelskaya, Maria Vyacheslavovna Pavlova

Mga materyales ng kursong "System of preparation for Olympiads in Chemistry": lektura 5–8. - M .: Pedagogical University "Una ng Setyembre", 2009. - 96 p.

Tulong sa pagtuturo

Editor O.G. Blokhin

Layout ng computer D.V. Kardanovsky

Nilagdaan para sa publikasyon noong 17.06.2009.

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

Offset printing. Sinabi ni Pech. l. 6.0 Sirkulasyon 200 kopya. Order No.

Pedagogical University "Una ng Setyembre", st. Kievskaya, 24, Moscow, 121165 http://edu.1september.ru

I.A. Tyulkov, 2008 O.V. Arkhangelskaya, 2008M.V. Pavlova, 2008

Pedagogical University "Una ng Setyembre", 2008

Lecture No. 1. Ang mga pangunahing layunin at layunin ng kilusang Olympiad sa konteksto ng modernong edukasyon sa Russia. Kasaysayan ng kemikal

1 kanino ang kilusang Olympiad sa Russia. Ang sistema ng mga chemical olympiad at malikhaing kumpetisyon sa Russia. Ang papel ng mga chemical Olympiad sa edukasyon at agham.

Lecture No. 2. Paraan ng paghahanda at pagdaraos ng mga Olympiad sa iba't ibang antas. Organisasyon ng Chemistry Olympiad: mula sa pro-

1 stogo sa complex. Paghahanda, pangunahin at huling yugto ng pag-aayos ng mga Olympiad. Ang sistema ng mga aktor ng Olympiad, ang kanilang papel.(Tyulkov I.A., Arkhangelskaya O.V.)

Lecture No. 3. Ang konseptwal na batayan ng nilalaman ng mga gawain sa Olympiad

dachas. Tinatayang programa ng nilalaman ng iba't ibang yugto ng Chemistry Olympiads: mahigpit na mga hangganan o mga patnubay para sa paghahanda?

1 Pag-uuri ng mga problema sa Olympiad. Mga Gawain ng Chemistry Olympiad: mula sa entablado hanggang sa entablado, mula sa turismo.(Tyulkov I.A., Arkhangelskaya O.V.)

Pagsusulit Blg. 1

Lektura Blg. 4

1 conversion. Pag-uuri ng mga problema sa mga scheme ng pagbabago. Mga taktika at diskarte para sa paglutas ng mga problema sa Olympiad gamit ang "chain-

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

Lektura Blg. 5. Paraan sa paglutas ng mga suliranin sa pisikal na kimika (1) Mga Gawain

2 sa thermochemistry.Mga gawain gamit ang konsepto ng "entropy" at "energy

gia Gibbs". (Tyulkov I.A., Arkhangelskaya O.V., Pavlova M.V.)

Lektura Blg. 6. Mga pamamaraan para sa paglutas ng mga problema sa pisikal na kimika (2).

Mga gawain sa chemical equilibrium. Mga gawain sa kinetics. (Tyulkov

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

Pagsusulit Blg. 2

Lecture No. 7. Mga pamamaraang pamamaraan sa pagpapatupad ng mga eksperimento

2 gawain. Pag-uuri ng mga gawain ng experimental round. Ang mga praktikal na kasanayan na kinakailangan para sa matagumpay na pagpapatupad ng eksperimento

mga gawaing pangkaisipan.(Tyulkov I.A., Arkhangelskaya O.V., Pavlova M.V.)

Lektura Blg. 8. Mga prinsipyo ng pamamaraan ng paghahanda ng mga mag-aaral para sa mga kolympiad. Ang paggamit ng mga makabagong teknolohiyang pedagogical sa paghahanda ng mga kolympiad ng iba't ibang antas.Mga taktika at diskarte sa paghahanda at paglahok sa olympiads. Pang-organisasyon

2 gawaing pamamaraan gurong tagapayo. Mga pamamaraang pamamaraan sa pagsasama-sama ng mga gawain sa olympiad. Ang mga Olympiad bilang isang paraan ng pagpapabuti ng mga kwalipikasyon ng mga guro-tagapagturo. Ang papel ng komunikasyon sa Internet at mass media sa pagpapalitan ng karanasan sa pedagogical. (Tyulkov I.A., Arkhangelskaya O.V., Pavlova M.V.)

Pangwakas na gawain

Lektura #5

Mga pamamaraan para sa paglutas ng mga problema sa pisikal na kimika(1)

Mga problema sa thermochemistry

Ang anumang kemikal na reaksyon ay sinamahan ng pagsipsip o pagpapalabas ng enerhiya (ΔЕ), ang enerhiya na ito ay karaniwang tinatawag na "epekto ng init ng reaksyon." Sa isang pinasimpleng anyo, maiisip na ang pagbabago sa enerhiya ay nangyayari dahil sa katotohanan na sa panahon ng ang kemikal na reaksyon, ang mga kemikal na bono sa mga panimulang sangkap ay nasira (habang ang enerhiya ay hinihigop) at ang mga bagong kemikal na bono ay nabuo sa mga produkto ng reaksyon (habang ang enerhiya ay inilabas sa panlabas na kapaligiran). Kung ang enerhiya na ginugol sa pagsira ng mga bono ng kemikal ay mas malaki kaysa sa enerhiya na inilabas sa panahon ng pagbuo ng mga bagong bono ng kemikal, ang reaksyon ay nagpapatuloy sa pagsipsip ng enerhiya. Sa kabaligtaran na kaso, sa pagpapalabas ng enerhiya.

Ang enerhiya na kasama ng mga reaksiyong kemikal ay maaaring magkaroon ng iba't ibang anyo.

	Talahanayan 1
Mga uri ng inilabas na enerhiya
equation ng kemikal	Uri ng enerhiya
NaOH (solusyon) + HCl (solusyon) =	thermal
NaCl (solusyon) + H2 O (l.)
Mg (solid) + 1 / 2O2 (g) \u003d MgO (solid)	Thermal at liwanag
	Thermal at mekanikal (produk-
	mayroong pagbaba sa dami ng reaksyon
NH3 (g) + HCl (g) = NH4 Cl (solid)	onnoysystem: mula sa dalawang gas -
	Ang mga sangkap ay lumalabas na solid
	sangkap), kapaligiran
	paggawa ng trabaho sa system

	equation ng kemikal		Uri ng enerhiya
			Thermal at mekanikal (pinagmulan-
	Zn (solid) + 2HCl (solusyon) =		mayroong pagtaas sa dami ng system
			kami, kasi puno ng gas
	ZnCl2 (solusyon) + H2 (g)
			substance), gumaganap ang system
			magtrabaho sa kapaligiran
	Zn (solid) + Cu (solusyon) =		Electrical at thermal
	Zn (solusyon) + Cu(solid)

Ang isang reaksyon na sinamahan ng paglabas ng init sa kapaligiran ay tinatawag exothermic reaksyon. Ang isang reaksyon na sinamahan ng pagsipsip ng init mula sa kapaligiran ay tinatawag endothermic reaksyon.

Ang joule (J) ay ang pangunahing yunit para sa pagsukat ng init sa International System of Units (SI). Sa mga lumang gawa, ang calorie na katumbas ng 4.184 J ay matatagpuan din bilang isang yunit ng pagsukat. Sa kasalukuyan, ito ay pinapanatili bilang isang off-system unit para sa paghahambing ng mga resulta ng mga modernong gawa sa eksperimental at reference na data na naipon sa daan-daang taon.

Ang equation ng isang kemikal na reaksyon, kung saan ang enerhiya (karaniwan ay thermal) na epekto ng isang reaksyon sa isang tiyak na halaga ng isang sangkap (pati na rin ang iba pang mga kadahilanan kung saan nakasalalay ang epekto na ito) ay ipinahiwatig, ay tinatawag na equation ng thermochemical reaction.

Ang agham na nag-aaral ng mga thermal effect ng mga reaksiyong kemikal ay tinatawag na thermochemistry. Ang thermal effect ng isang kemikal na reaksyon ay ang enerhiya na inilabas o hinihigop sa panahon ng isang kemikal na reaksyon.

sa ang anyo ng init (o gawaing mekanikal, na binago din

sa sa huli sa thermal energy).

Ang thermal effect ng reaksyon, na sinusukat sa pare-parehong presyon, ay tinutukoy bilang Q p , ( thermochemical pagtatalaga) o H p-tion (ang enthalpy ng reaksyon - thermodynamic pagtatalaga).

Q p \u003d - H p-tion.

	Lektura #5
Ang init ng reaksyon ay katumbas ng enthalpy ng reaksyong ito, na kinuha sa kabaligtaran
Sa mga sumusunod, gagamitin namin ang notasyong Q sa halip na
tapos Q p , kasi mga reaksyon lamang na nagaganap sa
	patuloy na presyon
	Exothermic
	mga reaksyon na nangyayari
	pagpapalabas ng init mula sa
	mga sistema sa kapaligiran
	kapaligiran (Larawan 1):
	Q > 0, H p-tion< 0.
	Halimbawa, kalungkutan-
	pagmimina ng karbon:
kanin. 1. Bumababa ang enthalpy ng system,	C + O2 = CO2.
ang enerhiya ay inilabas mula sa sistema patungo sa kapaligiran	Endothermic
ΔH p-tion< 0
	mga reaksyon na nangyayari
	pagsipsip ng init
	system iso-environment
	kapaligiran (Larawan 2):
	Q< 0, H р-ции > 0.

Ang mga endothermic na reaksyon ay kinabibilangan ng ilang mga reaksyon ng agnas, halimbawa:

kanin. 2. Tumataas ang enthalpy ng system, kumukuha ang system ng enerhiya mula sa panlabas na kapaligiran, ΔH p-tion > 0

CaCO3 = CaO + CO2,

lahat ng mga reaksyon ng pakikipag-ugnayan ng nitrogen sa oxygen, atbp.

Mga pamamaraan para sa paglutas ng mga problema sa pisikal na kimika (1)

Mga salik na nakakaapekto sa thermal effect ng isang kemikal na reaksyon:

1) ang likas na katangian ng mga reactant;

2) ang dami ng mga reactant;

3) pinagsama-samang estado ng mga sangkap;

4) allotropic o polymorphic modification ng mga substance. Ang unang dalawang kadahilanan, sa aming opinyon, ay halata.

states at allotropic modifications ay inilalarawan ng mga sumusunod na halimbawa.

1) Pagkuha ng mga compound na may formula H mula sa mga simpleng substance 2 O

sa iba't ibang pinagsama-samang estado (Larawan 3).

kanin. 3. Energy diagram para sa pagkuha ng tubig mula sa mga simpleng substance:

Ang ∆H1 ay ang enthalpy ng reaksyon ng pagbuo ng tubig sa gas na estado; Ang ∆H2 ay ang enthalpy ng reaksyon ng pagbuo ng likidong tubig; Ang ∆H3 ay ang enthalpy ng reaksyon ng pagbuo ng tubig sa mala-kristal na estado; Ang ∆H4 ay ang enthalpy ng evaporation (condensation) ng tubig; ∆H5 ay ang enthalpy ng pagtunaw (crystallization)

tion) tubig; ∆Н6 – enthalpy ng ice sublimation

			Lektura #5
Thermochemical equation:
	(g) + 1/2O2	(g) = H2 O (g) + 242 kJ;
	(g) + 1/2O2	(g.) = H2 O (l.) + 286 kJ;
	(g) + 1/2O2	(g.) \u003d H2 O (tv.) + 292 kJ.

Ang ibinigay na data ay malinaw na nagpapakita ng impluwensya ng estado ng pagsasama-sama sa thermal effect ng reaksyon:

Q1< Q 2 < Q 3.

2) Ang pagkasunog ng grapayt at brilyante, bilang isang resulta ng kung alin

at ang parehong sangkap ay carbon dioxide (Larawan 4).

kanin. 4. Energy diagram ng pagkasunog ng grapayt at brilyante:

Ang ∆H1 ay ang enthalpy ng pagbuo ng CO 2 (g), ayon sa bilang na katumbas ng enthalpy ng combustion ng graphite; ∆H2 ay ang enthalpy ng pagkasunog ng brilyante (hindi katumbas ng enthalpy ng pagbuo ng CO 2 (g), dahil ang ang karaniwang estado ng carbon ay hindi brilyante, ngunit grapayt); ∆H3 ay ang enthalpy

phase transitiongraphite-brilyante

Thermochemical equation:

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

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

Mga pamamaraan para sa paglutas ng mga problema sa pisikal na kimika (1)

tandaan muli na –∆ H p-tions = Q.

Ang karaniwang enthalpy ng pagbuo ng isang sangkap (∆H arr) ay ang enthalpy ng reaksyon ng pagbuo ng 1 mol ng isang sangkap mula sa mga simpleng sangkap sa karaniwang estado sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon (presyon 101 325 Pa, temperatura 298 K). Lahat ng mga sangkap ay nasa pinaka-matatag na estado sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon. Halimbawa, para sa oxygen, hydrogen, nitrogen tulad ng isang matatag na estado ay gas, para sa carbon ito ay grapayt, para sa asupre ito ay isang rhombic modification, para sa tubig ito ay isang likidong estado, para sa karamihan ng mga asing-gamot ito ay isang solidong mala-kristal na estado, atbp.

Ang enthalpy ng pagbuo ng isang simpleng sangkap sa karaniwang estado sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon ay zero.

Kung ang ∆ H arr ng isang substance ay mas mababa sa zero, nangangahulugan ito na ang enerhiya ay inilabas sa panahon ng pagbuo ng substance na ito. Samakatuwid, ang enerhiya ay dapat na gastusin upang sirain ang tambalang ito. Ang mas maraming enerhiya na inilabas sa panahon ng pagbuo ng isang sangkap, mas thermodynamically matatag ito, bilang isang panuntunan.

Ang mga enthalpies ng pagbuo ng maraming mga sangkap ay ibinibigay sa mga espesyal na sangguniang libro.

Standard enthalpy ng combustion ng isang substance ay ang enthalpy ng combustion reaction (∆H paso ) 1 mol ng substance sa gaseous oxygen at p (O 2 ) = 1 bar. Ang calorific value ng isang hydrocarbon, maliban kung binanggit, ay tumutugma sa oksihenasyon ng carbon sa CO 2 (g.), hydrogen hanggang H 2 Oh (f.). Para sa iba pang mga sangkap, kaugalian na ipahiwatig ang mga nagresultang produkto sa bawat kaso. Halimbawa, ang mga sumusunod na thermochemical equation ay maaaring isulat:

CH3 OH (l.) + 1.5O2 (g.) \u003d CO2 (g.) + 2H2 O (l.) + 726 kJ;

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

2H2 O (l.) + 685 kJ;

FeS(solid) + 1.75O2 (g) = 0.5Fe2 O3 (solid) + SO2 (g) + 828 kJ;

CH3 NH2 (g.) + 2.25O2 (g.) = CO2 (g.) + 2.5H2 O (l.) + + 0.5N2 (g.) + 1768.5 kJ.

	Lektura #5

Muli naming binibigyang-diin na ang mga enthalpies ng pagkasunog ng methanol, chloroethane, iron(II) sulfide at methylamine ay –726, –685, –828, –1768.5 kJ, ayon sa pagkakabanggit.

Karaniwan, ang mga mag-aaral at maging ang mga mag-aaral ay natututo nang may malaking kahirapan sa mga kahulugan ng mga enthalpi ng pagbuo at pagkasunog ng mga sangkap. Upang alisin ang hadlang na ito, kapaki-pakinabang na sumangguni sa algorithm para sa pagbuo ng a

Leniya.Halimbawa, kapag tinutukoy karaniwang enthalpy ng pagbuo ng isang substance sagutin ang mga sumusunod na nangungunang tanong.

1) Enthalpy ng anong reaksyon?

(Reaksyon ng pagbuo ng kemikal.)

2) Gaano karami ng substance ang dapat mabuo sa panahon ng reaksyong ito?

3) Saan gawa ang sangkap na ito?

(Mula sa mga simpleng sangkap.)

4) Sa anong estado dapat kunin ang mga panimulang materyales?

(Sa karaniwang mga estado.)

5) Sa ilalim ng anong mga kondisyon dapat magpatuloy ang reaksyon?

(Sa ilalim ng karaniwang mga kondisyon.)

Ang mga pare-parehong sagot sa mga tanong na ibinibigay ay nagdaragdag sa isang kahulugan. Ang karaniwang enthalpy ng pagbuo ng isang substance (∆ H arr) ay ang enthalpy ng kemikal na reaksyon ng pagbuo ng 1 mol ng isang substance mula sa mga simpleng substance na kinuha sa mga standard na estado sa ilalim ng mga karaniwang kondisyon. Katulad nito, ang mga kahulugan ng enthalpy ng mga reaksyon ng pagkasunog ng isang sangkap, phase o allotropic transition, pagbuo ng isang kemikal na bono, atbp., ay "itinayo".

Piliin ang equation ng reaksyon, ang enthalpy nito ay magiging katumbas ng karaniwang enthalpy ng pagbuo ng copper(II) sulfite (CuSO3):

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

c) Cu (solid) + S (rhombus) + 1.5O2 (g) = CuSO3 (solid); d) 2Cu (solid) + 2S (rhombus) + 3O2 (g) \u003d 2CuSO3 (solid).

• Lunin Valery Vasilievich(Chairman) - Propesor, Dean ng Faculty of Chemistry, Moscow State University. M.V. Lomonosov, Academician ng Russian Academy of Sciences
• Arkhangelskaya Olga Valentinovna ( Deputy Chairman) - Associate Professor ng Faculty of Chemistry, Moscow State University. M.V. Lomonosov, kandidato ng agham kemikal
• Eremin Vadim Vladimirovich
• Tyulkov Igor Alexandrovich- Associate Professor ng Faculty of Chemistry, Moscow State University. M.V. Lomonosov, kandidato ng pedagogical science
• Terenin Vladimir Ilyich- Propesor ng Faculty of Chemistry, Moscow State University. M.V. Lomonosov, Doktor ng Chemical Sciences
• Zhirov Alexander Ivanovich
• Lebedeva Olga Konstantinovna- Associate Professor ng Faculty of Chemistry, Moscow State University. M.V. Lomonosov, kandidato ng agham kemikal
• Reshetova Marina Dmitrievna- Senior Researcher, Faculty of Chemistry, Moscow State University. M.V. Lomonosov, kandidato ng agham kemikal
• Trushkov Igor Viktorovich- Associate Professor ng Faculty of Chemistry, Moscow State University. M.V. Lomonosov, kandidato ng agham kemikal
• Bacheva Anna Vladimirovna- Associate Professor ng Faculty of Chemistry, Moscow State University. M.V. Lomonosov, kandidato ng agham kemikal
• Gladilin Alexander Kirillovich- Propesor ng Faculty of Chemistry, Moscow State University. M.V. Lomonosov, Doktor ng Chemical Sciences
• Emelyanov Vyacheslav Alekseevich- Senior Researcher, Deputy Dean ng Faculty of Chemistry, Novosibirsk State University, Kandidato ng Chemical Sciences
• Zlotnikov Eduard Grigorievich- Associate Professor ng Faculty of Chemistry ng Russian State Pedagogical University. A.I. Herzen, Kandidato ng Chemical Sciences
• Kosmynin Vasily Vasilievich- Associate Professor ng Faculty of Chemistry, Belgorod State University, Kandidato ng Chemical Sciences
• Leenson Ilya Abramovich- Associate Professor ng Faculty of Chemistry, Moscow State University. M.V. Lomonosov, kandidato ng agham kemikal
• Medvedev Yury Nikolaevich- Associate Professor, Deputy Dean ng Faculty of Chemistry, Moscow Pedagogical State University, Kandidato ng Chemical Sciences
• Reutov Vladimir Alekseevich- Propesor, Pinuno ng Department of Chemical Technology, Faculty of Chemistry, Far Eastern State University, Doctor of Chemical Sciences
• Samorukova Olga Leonidovna- Associate Professor ng Russian Chemical-Technological University. DI. Mendeleev, kandidato ng agham ng kemikal (tulad ng napagkasunduan)

480 kuskusin. | 150 UAH | $7.5 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Thesis - 480 rubles, pagpapadala 10 minuto 24 na oras sa isang araw, pitong araw sa isang linggo at mga pista opisyal

240 kuskusin. | 75 UAH | $3.75 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Abstract - 240 rubles, paghahatid ng 1-3 oras, mula 10-19 (oras ng Moscow), maliban sa Linggo

Tyulkov Igor Alexandrovich. Pag-aaral ng kurso ng pangkalahatang kimika batay sa kemikal na thermodynamics bilang isang salik na bumubuo ng sistema: Dis. ... cand. ped. Mga Agham: 13.00.02: Moscow, 2001 177 p. RSL OD, 61:02-13/833-6

Panimula

Kabanata 1. Ang kurso ng pangkalahatang kimika sa sistema ng kemikal na edukasyon ng mas mataas at sekondaryang paaralan.

1.1 Pagsusuri ng nilalaman ng mga pangkalahatang kurso sa kimika na pinag-aralan sa mga unibersidad at sekondaryang paaralan 8

1.2. Kemikal na thermodynamics sa kurso ng pangkalahatang kimika 19

1.3. Mga paraan ng pagtuturo ng pangkalahatang kimika sa mga unibersidad 24

1.4. Seminar sa sistema ng pagtuturo sa mga mag-aaral ng pangkalahatang kimika. Mga pamamaraang pamamaraan sa pagsasagawa ng mga seminar sa pangkalahatang kimika sa unibersidad at ang kanilang katwiran 29

1.5. Ang papel ng computer sa proseso ng edukasyon sa seminar sa pagtuturo ng pangkalahatang kimika 34

1.6. Kontrol at diagnostic ng mga resulta ng pagkatuto ng mga mag-aaral sa mga seminar...39 Kabanata 2. Pagbuo ng konsepto ng pagtuturo sa mga mag-aaral ng pangkalahatang kimika sa mga seminar batay sa chemical thermodynamics bilang isang system-forming factor 46

2.1. 46

2.2. Pagtatayo ng mga seminar sa pangkalahatang kimika batay sa kemikal na thermodynamics bilang isang kadahilanan na bumubuo ng sistema 49

Kabanata 3

3.1 Pagsasagawa ng seminar tungkol sa chemical thermodynamics gamit ang iba't ibang pamamaraan 57

3.2 Pamamaraan para sa pagsusuri ng pagiging epektibo ng isang seminar sa chemical thermodynamics

3.3 Paghahambing ng mga resulta ng tatlong opsyon sa pagsasanay 65

3.5. Pag-aaral ng pamamaraan para sa pagsasagawa ng mga seminar sa pangkalahatang kimika batay sa kemikal na thermodynamics bilang isang salik na bumubuo ng sistema 69

3.6. Ang mga resulta ng pag-aaral ng pagiging epektibo ng pagsasagawa ng mga seminar sa pangkalahatang kimika batay sa chemical thermodynamics bilang isang salik na bumubuo ng sistema at talakayan ng mga resulta 73

Panitikan 94

Mga aplikasyon 108

Appendix 1. Ang nilalaman ng chemical thermodynamics sa mga programa sa pangkalahatang chemistry Appendix 2. Interdisciplinary na relasyon na natukoy sa pagsusuri ng mga programa sa pangkalahatang chemistry 111

Appendix 3. Pagsubok sa thermodynamics ng kemikal 112

Appendix 4. Mga Plano sa Seminar 144

Annex 5. Mga resulta ng pagtupad sa mga gawain ng pagtiyak ng pananaliksik noong 1998/1999

at 1999/2000 akademikong taon 148

Annex 6. Mga halimbawa ng colloquium assignment at resulta ng colloquia assignment ng mga mag-aaral ng Faculty of Geography, Faculty of Geology at the Faculty of Fundamental Medicine ng Moscow State University 153

Appendix 7. Ang mga resulta ng mga takdang-aralin ng pangwakas na gawain ng mga mag-aaral ng geographical, geological faculties at ang faculty ng pangunahing medisina ng Moscow State University 170

Panimula sa trabaho

Ang mas mataas na edukasyon ay naglalayong sanayin ang mga espesyalista ng isang malawak na profile, na may kakayahang patuloy na malikhaing paghahanap at pagkuha ng bagong kaalaman. Ang mga pangunahing layunin ng pagtuturo ng pangkalahatang kimika ay:

Paglikha ng isang matatag na pundasyon ng teoretikal na kaalaman sa pangkalahatang kimika na kinakailangan para sa matagumpay na pag-aaral ng iba pang mga disiplina ng kemikal na ibinigay ng kurikulum ng mga kaugnay na espesyalisasyon (pisikal, analytical, koloidal, organikong kimika, atbp.), pati na rin ang isang bilang ng akademiko mga disiplinang nauugnay sa kimika (hydrology, meteorology, crystallography, ecology, biochemistry, biophysics, atbp.)

Pagbubuo ng mga pamamaraan ng siyentipikong pag-iisip para sa mga mag-aaral upang mapunan at magamit ang kaalaman sa paglutas ng mga problema sa pananaliksik.

Sa kasalukuyang pagsasanay ng pagtuturo, ang kurso ng mga seminar sa pangkalahatang kimika ay binuo nang linearly. Sa isang katulad na nakabalangkas na kurso, ang mga indibidwal na paksa ay bumubuo ng tuluy-tuloy na pagkakasunud-sunod ng mga paksa (chemical thermodynamics, kinetics, equilibria sa mga solusyon ng non-electrolytes at electrolytes, atbp.), na ginagawa nang isang beses sa panahon ng pagsasanay. Sa ganitong istraktura ng presentasyon, ang kaalamang hindi maayos na nakuha ng mga mag-aaral sa mga nakaraang seminar ay hindi maaaring ganap na magamit sa pag-aaral ng mga susunod na paksa, na nangangahulugan na ang pagiging epektibo ng pagsasanay ay bumababa. Sa pag-aaral ng bawat kasunod na paksa, ang mga mag-aaral ay dapat aktibong gumuhit sa dating nakuhang kaalaman. Gayunpaman, hindi ito nangyayari para sa kadahilanang inilarawan sa itaas, at dahil din sa mababang motibasyon ng mga mag-aaral na pag-aralan ang kurso ng pangkalahatang kimika. Ang isang negatibong papel ay ginagampanan din ng mababang pagkakaugnay ng mga paksa ng mga seminar. Kadalasan ang pagkakasunud-sunod ng mga paksa ay itinatag sa kasaysayan o arbitraryong pinili ng unibersidad. Madalas na hindi ipinapaliwanag ng mga guro sa mga mag-aaral ang mga layunin ng pag-aaral ng kimika sa mga departamento ng natural na agham at hindi nagpapakita ng mga prospect para sa pag-aaral ng kimika. Ang mga interdisciplinary na koneksyon sa pagitan ng chemistry at mga paksang pinag-aaralan ng mga mag-aaral sa kanilang mga faculties o stream ay hindi ipinahayag. Bilang resulta, ang kaalaman ng mga mag-aaral sa kimika ay nakakakuha ng isang pormal na karakter. Ito ay ipinahayag sa katotohanan na:

Ang kaalaman ay nabuo sa pamamagitan ng pagsasaulo ng materyal nang hindi nauunawaan ang aplikasyon nito.
niya.

Walang ugnayan ang nakuhang kaalaman sa mga naunang ideya at
mga konsepto (ang tinatawag na paghihiwalay ng kaalaman ay sinusunod).

Kaya, ang pangunahing problema ang pananaliksik ay nakasalalay sa pormalidad ng kaalaman sa pangkalahatang kimika sa mga mag-aaral ng mga non-chemical natural science specialty ng mga unibersidad. Ang tradisyunal na pagtatayo ng isang kurso ng mga seminar sa pangkalahatang kimika at ang mga pamamaraan na ginagamit sa pagtuturo ay hindi nakakatulong sa pagbuo ng mulat at sistematikong kaalaman sa pangkalahatang kimika para sa karagdagang pag-aaral ng kimika sa isang unibersidad.

4 Ang solusyon sa problemang ito ay nakasalalay sa pagbuo ng isang diskarte sa pagtuturo ng kimika, batay

na kung saan ay upang palakasin ang mga relasyon sa pagitan ng iba't ibang mga seksyon ng kurso. Posible ito kapag ginagamit ang pangunahing seksyon ng kurso ng pangkalahatang kimika bilang backbone factor. Sa ilalim salik na bumubuo ng sistema naiintindihan namin ang sistema ng mga teorya, batas at konsepto na nag-uugnay sa mga seksyon sa isang kurso.

Ang Thermodynamics ay isa sa mga pangunahing seksyon ng pangkalahatang kurso sa kimika sa unibersidad. Kadalasan ang pagsasanay ng mga mag-aaral ng natural science non-chemical specialties ay nagsisimula sa seksyong ito. Ang mga pagbabago sa enerhiya ay ang panloob na kakanyahan ng mga prosesong kemikal, na nagbibigay-daan sa mas malalim na pag-unawa sa pattern ng kanilang kurso.

Tungkol sa kaugnay Iminungkahi na bumuo ng isang pamamaraan para sa pagsasagawa ng mga seminar sa pangkalahatang kimika batay sa kemikal na thermodynamics bilang isang kadahilanan na bumubuo ng sistema.

Ang kaugnayan ay dahil sa:

ang pangangailangan na alisin ang pormalismo ng kaalaman sa pangkalahatang kimika sa mga mag-aaral ng natural science specialties ng mga unibersidad;

mga kondisyon na matured sa mas mataas na edukasyon para sa pagbuo ng isang kurso ng pangkalahatang kimika batay sa isang system-forming factor;

mahinang pag-unlad sa pamamaraan ng pagtuturo ng kimika ng gawain ng pagbuo ng isang kurso ng mga seminar sa pangkalahatang kimika batay sa isang kadahilanan na bumubuo ng system.

Pangunahing ideya ng trabaho ay muling pag-isipan ang nilalaman ng kurso ng mga seminar sa pangkalahatang kimika at bumuo ng isang bagong metodolohikal na diskarte sa pagtuturo ng pangkalahatang kimika batay sa kemikal na thermodynamics bilang isang salik na bumubuo ng sistema.

Layunin ng pag-aaral: ang proseso ng pagtuturo ng pangkalahatang kimika sa natural science faculties ng mga unibersidad.

Paksa ng pag-aaral: ang istraktura ng kurso ng mga seminar sa pangkalahatang kimika batay sa thermodynamics bilang isang kadahilanan na bumubuo ng sistema.

Target ng pag-aaral na ito ay ang pagbuo ng pagbuo ng nilalaman at organisasyon ng pagtuturo ng pangkalahatang kimika sa mga mag-aaral ng natural science non-chemical specialties ng mga unibersidad batay sa chemical thermodynamics, bilang isang system-forming factor.

Sa gawaing ito, iniharap ito hypothesis, na ang pagbuo ng isang matatag na pundasyon ng kaalaman sa chemical thermodynamics, ang pagbuo ng isang sistema ng mga seminar sa pangkalahatang chemistry batay sa chemical thermodynamics bilang isang system-forming factor, ang pagkakakilanlan ng relasyon ng seksyon ng chemical thermodynamics sa natitirang bahagi ng mga seksyon ng kursong ito at kasama ng iba pang mga disiplina ng natural na agham, ay magbibigay-daan sa mga mag-aaral na matanto ang pangkalahatang kimika bilang isang integral na sistema na nakadirekta sa:

* pagkuha ng sistematiko at mulat na kaalaman sa pangkalahatang kimika;

pagbuo ng mga pundasyon ng siyentipikong pag-iisip.

Tinukoy ng layunin at hypothesis ang mga sumusunod layunin ng pananaliksik:

I. Magsagawa ng tiyak na pag-aaral:

a) pag-aralan ang pedagogical, methodological at siyentipikong panitikan sa paksa ng
sumusunod;

b) pag-aralan ang mga kurikulum at kurikulum na ginamit sa iba't ibang
faculties;

c) tukuyin ang paunang antas ng kaalaman ng mga mag-aaral.

II. Bumuo ng isang makatuwirang konsepto para sa pagbuo ng kurso ng mga seminar
mga klase sa pangkalahatang kimika batay sa chemical thermodynamics bilang isang backbone faculty
Torah.

III. Bumuo ng isang metodolohikal na diskarte sa pagsasagawa ng mga seminar sa kurso ng
kimika ng repolyo:

a) upang bumuo ng isang sistema ng mga seminar sa pangkalahatang kimika, na binuo batay sa kemikal
thermodynamics bilang isang kadahilanan na bumubuo ng system;

b) bumuo ng isang pamamaraan para sa pagdaraos ng isang seminar sa chemical thermodynamics.

IV. Suriin ang pagiging epektibo ng iminungkahing pamamaraang pamamaraan.
Pagiging maaasahan at pagkabisa mga probisyon at konklusyong pang-agham na ibinigay:

pag-asa sa mga konklusyon ng sikolohikal na agham, pangkalahatan at partikular na didactics;

gamit ang iba't ibang paraan ng pananaliksik na sapat sa mga gawain.

Ang mga sumusunod na pamamaraan ng pananaliksik ay ginamit sa gawain: pagsusuri ng sikolohikal at pedagogical na literatura sa problema sa pananaliksik, mga pamamaraan ng pagtiyak ng pananaliksik at formative na eksperimento, sistematikong diskarte, mga pamamaraan ng pedagogical na pananaliksik gamit ang mga espesyal na idinisenyong gawain para sa pag-diagnose ng nabuong kaalaman, pagsubok, kwalitatibo at quantitative pagsusuri ng mga sagot ng mga mag-aaral, mga resulta ng pananaliksik sa pagpoproseso ng matematika at kanilang metodolohikal na interpretasyon.

Ang pag-aaral ay isinagawa sa maraming yugto (1996 - 2000):

Isang tiyak na pag-aaral, na naging posible na pag-aralan ang teoretikal na kalagayan ng problemang pinag-aaralan, matukoy ang mga layunin, paksa, gawain, hypothesis ng pananaliksik.

Teoretikal na yugto para sa pagbuo ng konsepto ng pagbuo ng isang kurso ng mga seminar sa pangkalahatang kimika batay sa chemical thermodynamics bilang isang backbone factor.

Isang pang-eksperimentong yugto para sa pag-aayos at pagsasagawa ng isang eksperimentong pedagogical upang masubukan ang pagiging epektibo ng isang seminar sa chemical thermodynamics. Pagsusuri at interpretasyon ng mga resulta ng yugtong ito ng pag-aaral.

Isang pang-eksperimentong yugto para sa pag-aayos at pagsasagawa ng pedagogical na eksperimento upang masubukan ang iniharap na working hypothesis.

Ang huling yugto ay ang pagsusuri at interpretasyon ng mga resulta ng eksperimentong pedagogical, ang pangkalahatan ng mga resulta ng buong pag-aaral, ang pagbuo ng mga konklusyong pang-agham.

Bagong-bagong siyentipiko:

Isang bagong sistema ng pagtuturo sa mga mag-aaral sa mga seminar sa pangkalahatang kimika ay nilikha, na batay sa kemikal na thermodynamics bilang isang kadahilanan na bumubuo ng sistema.

Ang isang hanay ng mga didactic na materyales ay nilikha para sa metodolohikal na suporta ng iminungkahing kurso (mga plano ng mga seminar, isang pagsubok sa computer program sa chemical thermodynamics, isang hanay ng mga gawain para sa panimula, midterm at panghuling kontrol).

Teoretikal na kahalagahan ng gawain ay binubuo sa paglikha ng mga metodolohikal na pundasyon ng isang kurso ng mga seminar sa pangkalahatang kimika, na binuo batay sa kemikal na thermodynamics bilang isang kadahilanan na bumubuo ng sistema. Ang pangangailangan ng pagbuo ng isang kurso batay sa pamamaraang ito ay napatunayan.

Praktikal na kahalagahan ng gawain: Ang iminungkahing pamamaraang pamamaraan sa paglikha at paggamit ng isang sistema ng mga seminar sa pangkalahatang kimika ay ginagawang posible na ilapat ito kapag nagtuturo ng pangkalahatang kimika sa isang unibersidad.

Pagiging maaasahan ng mga resulta dahil sa pagpili ng sapat na modernong pamamaraan ng pananaliksik, ang mga positibong halaga ng mga tagapagpahiwatig ng pagganap ng binuo na diskarte sa pagtuturo ng pangkalahatang kimika.

Pag-apruba at pagpapatupad ng mga resulta.

Ang mga resulta ng pag-aaral ay tinalakay sa:

VIII International conference-exhibition "Mga teknolohiya ng impormasyon sa edukasyon", Moscow, 1998;

All-Russian scientific at methodological seminar sa Moscow State Pedagogical University. V. I. Lenin, 1998

pang-agham na kumperensya "Lomonosov Readings-99", Seksyon "Mga problema sa pamamaraan ng patuloy na edukasyon", subsection na "Chemistry and Ecology", Moscow, 1999;

Internasyonal na pang-agham-praktikal na kumperensya "Pagpapabuti ng pagtuturo ng kimika sa paaralan at unibersidad", Irkutsk, 1999

International Congress "Science and Education on the Threshold of the III Millennium". Minsk, 2000

7 XLVIII Herzen readings (All-Russian scientific-practical conference na may internasyunal na partisipasyon "Actual problems of modern chemical-pedagogical and chemical education"), St. Petersburg, 2001 meeting ng laboratoryo ng chemistry IOSO RAO, 2001

pulong ng Kagawaran ng Inorganic Chemistry at Paraan ng Pagtuturo ng Chemistry, Moscow State Pedagogical University. V. I. Lenin, 2001

Ang mga resulta ng pag-aaral ay ginagamit sa pagsasanay ng Department of General Chemistry, Faculty of Chemistry, Lomonosov Moscow State University. M. V. Lomonosov.

Ang istraktura at saklaw ng disertasyon. Ang gawain ay binubuo ng isang panimula, tatlong kabanata, mga konklusyon, isang listahan ng mga sanggunian at mga aplikasyon. Ang nilalaman nito ay itinakda sa 107 mga pahina. Ang buong teksto ng disertasyon ay binubuo ng 177 mga pahina. Kasama sa gawain ang 55 na mga numero, 17 mga talahanayan, 3 mga diagram. Ang listahan ng mga ginamit na panitikan ay naglalaman ng 229 na pamagat, 23 sa mga ito ay nasa wikang banyaga. Ang mga apendise ay naglalaman ng nilalaman ng seksyong "Chemical thermodynamics" sa iba't ibang mga programa sa pangkalahatang kimika; mga interdisciplinary na koneksyon na inihayag sa pagsusuri ng mga programa sa pangkalahatang kimika; buong teksto ng pagsubok sa chemical thermodynamics, na binuo ng may-akda; ang mga resulta ng pagtupad ng mga mag-aaral sa mga gawain ng seksyon ng kontrol ng kaalaman ng mga mag-aaral; mga opsyon para sa mga gawain ng colloquia at ang mga resulta ng kanilang pagpapatupad; ang mga resulta ng pagkumpleto ng mga takdang-aralin ng pangwakas na gawain.

Ang mga sumusunod na probisyon ay iniharap para sa pagtatanggol:

Ang paggamit ng chemical thermodynamics bilang isang system-forming factor ay nangangailangan ng restructuring ng nilalaman ng mga seminar at ang kanilang sequence sa kurso ng pangkalahatang kimika.

Ang pagtatayo ng mga seminar batay sa kemikal na thermodynamics bilang isang backbone factor ay nag-aambag sa pagbuo ng mga pangunahing kaalaman ng siyentipikong pag-iisip sa mga mag-aaral, pati na rin ang systemic at may malay na kaalaman sa pangkalahatang kimika.

Pagsusuri ng nilalaman ng mga pangkalahatang kurso sa kimika na pinag-aralan sa mga unibersidad at sekondaryang paaralan

Karamihan sa mga aklat-aralin sa unibersidad ay nakatuon sa sistema ng mga konsepto tungkol sa bagay. Sa mga aklat-aralin na ito, ang mga seksyon na "istraktura ng atom", "bonong kemikal", "pana-panahong batas ng D. I. Mendeleev" ay kinuha sa simula.

Dapat pansinin na ang pagkakasunud-sunod ng pagtatanghal ng kahit na ang tatlong mga seksyon ng pangkalahatang kimika ay iba para sa iba't ibang mga may-akda. Kaya sa mga aklat-aralin, ang pagkakasunud-sunod ng pagtatanghal ay ang mga sumusunod: ang istruktura ng atom ay ang periodic law at ang periodic system ng mga elemento ay ang chemical bond. Sa ilang iba pang mga manwal, ang pagkakasunud-sunod na ito ay naiiba: ang periodic law at ang periodic system ng mga elemento - ang istraktura ng atom - ang kemikal na bono.

Ang pagsusuri sa pagtatayo ng mga kursong nakatuon sa sistema ng mga konsepto ng bagay ay nagpapakita na ang isang makabuluhang bilang ng mga kurso ay may pagkakatulad sa pagbuo sa sumusunod na pagkakasunud-sunod: ang istraktura ng atom - ang kemikal na bono - ang paglalarawan ng mga katangian ng mga elemento ng kemikal at ang kanilang mga compound. Ang ganitong konstruksiyon, tila, ay pinagsama ng isang ideya na malinaw na ipinahayag ni Ya. A. Ugai: "Ang ideya ng ugnayan sa pagitan ng kemikal na istraktura ng isang sangkap ... at ang mga katangian nito ay tumatakbo tulad ng isang pulang sinulid sa pamamagitan ng buong kurso ng inorganikong kimika. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang espesyal na atensyon ay iginuhit sa teorya ng kemikal na istraktura ng A. M. Butlerov sa modernong interpretasyon nito, na mahalagang isang pangkalahatang teorya ng kemikal... Sa huli, ang pinakamahalagang gawain ng kimika... ay at nananatiling kilalanin ang relasyon sa pagitan ng kemikal na istraktura ng isang sangkap, sa isang banda at mga katangian nito sa kabilang banda.

Dapat pansinin na ang O. M. Poltorak at Yu. A. Pentin sa kanilang mga gawa ay makatwirang nagpapakita na ang paghahanap para sa isang hindi malabo na relasyon sa pagitan ng istraktura ng mga molekula at ng mga kemikal na katangian ng isang sangkap ay tiyak na mapapahamak sa kabiguan nang maaga. Nang walang kaalaman sa mga pangunahing kaalaman ng kemikal na thermodynamics at kinetics, imposibleng gumawa ng mga konklusyon tungkol sa posibilidad ng isang proseso ng kemikal, ang lalim at bilis nito. Kinumpirma din ni G.P. Luchinsky ang ideyang ito: "Ang kasalukuyang antas ng pag-unlad ng kimika ay nangangailangan ng isang pagtatanghal ng kurso ng agham mula sa pananaw ng doktrina ng istraktura ng bagay at thermodynamics."

Ang pangalawang uri ng mga aklat-aralin ay nakatuon sa sistema ng mga konsepto ng isang kemikal na reaksyon, at mayroong mas kaunti sa mga ito kaysa sa mga aklat-aralin ng unang uri. Sa mga aklat-aralin na ito, ang pag-aaral ng mga batas ng kurso ng mga reaksiyong kemikal ay dinadala sa unahan, i.e. thermodynamic at kinetic na aspeto.

Sa iba't ibang mga aklat-aralin, ang pagkakasunud-sunod ng pagtatanghal ng mga batayan ng kemikal na thermodynamics at kinetics ay iba. Sa mga aklat-aralin, inilagay ng mga may-akda ang chemical thermodynamics una at kinetics pangalawa. Ang iba pang mga manwal at aklat-aralin [11, 49, 183, 184, 222, 229] ay nagmumungkahi ng pagkakasunud-sunod: kinetics - thermodynamics.

Bilang karagdagan, tulad ng nabanggit sa itaas, ang mismong posisyon ng mga paksang ito sa kurso ay malaki rin ang pagkakaiba. Halimbawa, sa mga manwal, ang mga paksang nabanggit ay ipinakita pagkatapos ng istruktura ng atom, ang periodic system, at ang konsepto ng isang kemikal na bono. Sa mga aklat-aralin, ang thermodynamics at kinetics ay isinasaalang-alang sa ibang pagkakataon; sila talaga ang nauuna sa paglalarawan ng mga kemikal na katangian ng mga elemento at compound.

Ang pagkakasunud-sunod ng pagtatanghal ng mga paksa ay halos wala sa mga may-akda, maliban sa OS. Zaitsev, B.V. Nekrasov, G.I. Novikov at marami pang iba, ay hindi napatunayan, at sa umiiral na mga aklat-aralin mayroong isang malawak na pagkakaiba-iba ng pagkakasunud-sunod ng kanilang pagpapakilala.

Iminumungkahi ni G. I. Novikov ang pagtatayo ng isang aklat-aralin batay sa "pagkakasunod-sunod ng mga hakbang ng mga teoretikal na prinsipyo ng kimika: stoichiometry, thermochemistry,

ergochemistry (chemical equilibrium at ang mga pundasyon ng chemical thermodynamics), chronochemistry (ang mga pundasyon ng kinetics), ang simula ng pag-aaral ng istruktura ng matter (ang istraktura ng atom, molekula, likido, kristal at mga compound na may non-valent bonds) .

Binuo ni B.V. Nekrasov ang nilalaman ng aklat-aralin batay sa Periodic Law ng D. I. Mendeleev, Sinabi ng may-akda na "... kailangan mong gawin ang lahat na posible hindi lamang upang "ipahayag" ang kurso, ngunit upang bumuo ng lohikal na paraan, na kung saan ay lalo na mahalaga ... kapag isinasaalang-alang ang mga teoretikal na tanong ... Ang konstruksiyon mismo ay dapat una sa lahat tiyakin ang posibilidad ng lohikal na pag-deploy nito.

Ang isang espesyal na lugar ay inookupahan ng aklat-aralin na "Chemistry. Isang modernong maikling kurso" ni O. S. Zaitsev. Ang aklat ay higit na idinisenyo para sa independiyenteng pag-aaral ng paksa, "ang layunin ng aklat ay upang bumuo ng kemikal na pag-iisip ng mga mag-aaral upang ang hinaharap na espesyalista ay hindi lamang nakapag-iisa na malutas ang iba't ibang mga problema sa kemikal, ngunit ilipat din ang mga pangkalahatang pamamaraan ng gawaing pang-agham sa trabaho. sa kanilang espesyalidad." Itinuturo ng may-akda na ang pagsasaalang-alang sa estado ng bagay at mga reaksiyong kemikal ay ibinibigay batay sa mga pangunahing teorya ng modernong agham kemikal at ang kanilang mga ugnayan. Ang lohikal na batayan ng nabanggit na kurso ay isang sistema ng kaalaman tungkol sa apat na pangunahing mga doktrina: tungkol sa direksyon ng mga proseso ng kemikal (chemical thermodynamics) at ang kanilang bilis (kinetics), ang teorya ng istraktura ng bagay at ang periodicity ng mga pagbabago sa mga katangian ng mga elemento at ang kanilang mga compound

Pagpili ng materyal sa chemical thermodynamics para sa mga seminar sa kurso ng pangkalahatang chemistry, na binuo batay sa chemical thermodynamics bilang isang system-forming factor

Pagpili ng materyal sa chemical thermodynamics para sa mga seminar sa kurso ng pangkalahatang chemistry, na binuo batay sa chemical thermodynamics bilang isang system-forming factor

Tulad ng ipinakita sa itaas (1.1), kapag nagtatayo ng isang kurso sa pangkalahatang kimika, ang pinaka-katanggap-tanggap na pagkakasunud-sunod ng pagtatanghal ng materyal ay ang mga sumusunod: chemical thermodynamics (walang kemikal na equilibrium) - "chemical kinetics + chemical equilibrium - # solutions, equilibrium in solutions - atomic structure - chemical bond - periodic law ng D. I. Mendeleev. Ang kemikal na thermodynamics ay isang pangunahing seksyon ng pangkalahatang kurso sa kimika, kaya ang seminar sa chemical thermodynamics ay isa sa mga una sa iba't ibang pangkalahatang kurso sa kimika. Ang kaalamang nabuo sa seminar na ito ay dapat ituring na basic. Sila ang batayan para sa karagdagang pag-aaral ng kurso ng pangkalahatang kimika. Samakatuwid, ang isang kagyat na problema ay ang pagpili ng nilalaman ng chemical thermodynamics, na isang backbone factor para sa eksperimentong kurso ng mga seminar sa pangkalahatang kimika.

Ang pagpili ng materyal sa chemical thermodynamics para sa mga seminar sa pangkalahatang kimika ay isinagawa ayon sa mga sumusunod na prinsipyo:

Pagsunod ng materyal sa modernong antas ng agham;

Ang posibilidad ng paggamit ng materyal ng mga mag-aaral sa mga aktibidad na pang-agham sa hinaharap;

Ang kaugnayan sa pagitan ng materyal ng seminar at ng materyal na ipinakita sa mga aklat-aralin at mga manwal na inirerekomenda sa mga mag-aaral;

Paggamit ng kaalaman mula sa iba pang mga disiplina sa loob ng saklaw na pinag-aralan sa ngayon;

Limitasyon ng materyal sa pamamagitan ng kurikulum at ang oras ng pag-aaral ng kurso ng pangkalahatang kimika;

Ang pagkakaroon ng koneksyon sa pagitan ng materyal ng mga seminar at iba pang mga seksyon ng kurso ng pangkalahatang kimika;

Ang pagkakaroon ng mga interdisciplinary link sa iba pang mga disiplina.

Batay sa pagsusuri ng nilalaman ng seksyon ng thermodynamics ng kemikal sa mga programa sa pangkalahatang kimika at panitikan (sa 1.1 at 1.2), ang seksyon ng thermodynamics ng kemikal ay kinakatawan ng isang sistema na binubuo ng limang bahagi na nakaayos sa sumusunod na pagkakasunud-sunod (tingnan ang Scheme I ).

Gaya ng nabanggit sa 1.2, ang seksyong "Chemical thermodynamics" ay may mga koneksyon sa halos lahat ng mga seksyon ng pangkalahatang kurso sa kimika, tulad ng:

Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon. Mga mekanismo ng mga reaksiyong kemikal. Catalysis;

Mga solusyon. Equilibria sa mga solusyon;

Mga proseso ng redox;

Mga Batayan ng electrochemistry;

Kemikal na dumidikit;

Mga kumplikadong compound;

Mga sistemang nakakalat;

Pana-panahong batas at ang pana-panahong sistema ng mga elemento ng kemikal. Ang pagsusuri ng mga programa sa pangkalahatang kimika at iba pang mga disiplina sa natural na agham ay nagsiwalat na ang seksyong "Chemical Thermodynamics" ay may maraming interdisiplinaryong koneksyon (sa biology, heolohiya, medisina, ekolohiya at iba pang mga disiplina na pinag-aralan ng mga mag-aaral ng natural na agham) (tingnan ang Appendix 2, Talahanayan 12 ). Dapat pansinin na sa mga programa sa pangkalahatang kimika, ang interdisciplinary integration ay hindi ganap na ipinahayag.

Sa pagbuo ng sistematikong pang-agham na kaalaman, isang mahalagang papel ang ginagampanan hindi lamang ng isang makatwirang napiling materyal ng paksa, kundi pati na rin ng pagkakasunud-sunod ng pag-aaral nito, na pangunahing tinutukoy ng sumusunod na tatlong didaktikong mga prinsipyo: pagkakapare-pareho, pagiging naa-access at pang-agham na karakter.

Pagsasagawa ng seminar sa chemical thermodynamics gamit ang iba't ibang pamamaraan

Upang magamit ng mga mag-aaral ang kaalaman sa chemical thermodynamics, kinakailangang maglatag ng kumpleto at malalim na kaalaman sa mga pangunahing kaalaman sa chemical thermodynamics sa mga unang seminar. Samakatuwid, ang pagiging epektibo ng pagdaraos ng isang seminar sa chemical thermodynamics ay unang sinisiyasat.

Noong 1996/97 akademikong taon, isang pag-aaral ang ginawa sa pagiging epektibo ng pagdaraos ng seminar sa chemical thermodynamics.

Inihambing namin ang mga paraan ng pagsasagawa ng seminar sa thermodynamics. Ang eksperimento ay binubuo sa katotohanan na ang tatlong grupo ng mga mag-aaral (13 katao bawat isa) ay ginanap sa tatlong uri ng mga seminar: isang kumbensyonal na seminar (ang seminar ay isinasagawa habang ito ay ipinapatupad sa stream) isang seminar sa kompyuter (indibidwal na gawain ng mga mag-aaral na may kompyuter. programa ng pagsasanay) isang pinagsamang seminar (pagsasama-sama ng mga indibidwal na mag-aaral sa trabaho na may isang computer-based na tutorial, tinatalakay ang pinakamahahalagang isyu at pagpapaliwanag ng mahihirap na konsepto)

Sinubok ang paunang antas ng kaalaman ng mga mag-aaral sa unang seminar (nagsasaad ng pananaliksik). Hiniling sa kanila na kumpletuhin ang sumusunod na gawain: Ang equation ng reaksyon para sa pagkasunog ng graphite sa oxygen ay ibinigay

1) Ano ang reaksyon; exo o endothermic?

2) Kalkulahin ang masa ng grapayt na kinakailangan upang makakuha ng 1179.3 kJ ng init. Ang dami ng data sa pagpapatupad ng iminungkahing gawain ay ipinapakita sa fig. 3. Ang porsyento ng tagumpay sa pagkumpleto ng mga gawain ay naka-plot sa kahabaan ng y-axis, i.e. % ng mga tama na nakumpletong gawain mula sa kabuuang bilang ng mga gawain, kasama ang abscissa - ang bilang ng tanong ng gawain, na sumusuri sa paunang antas ng kaalaman ng mga mag-aaral. Batay sa datos sa Fig. 4, maaari nating sabihin na 15% lamang ng mga mag-aaral sa lahat ng mga grupo ang maaaring makilala ang reaksyon sa pamamagitan ng thermal effect at maaaring gumawa ng mga kalkulasyon ng thermochemical.

Mahihinuha na ang antas ng kaalaman ng mga mag-aaral sa chemical thermodynamics bago ang pagsasanay ay halos pareho. Dapat pansinin na sa oras na magsimula silang mag-aral ng pangkalahatang kimika, karamihan sa mga mag-aaral ay hindi alam kung paano magsagawa ng elementarya na mga kalkulasyon ng thermochemical at makilala ang mga reaksyon sa mga tuntunin ng mga epekto ng enerhiya.

Sa mga programa at curricula sa pangkalahatang kimika, ang seminar na "Mga Pundamental ng Chemical Thermodynamics" ay isa sa mga una. Naglalatag ito ng kaalaman sa thermodynamic, batay sa kung saan maaaring kalkulahin ng mga mag-aaral ang mga halaga ng AH, AS, AG ng mga proseso ng kemikal at suriin ang pangunahing posibilidad ng mga prosesong kemikal na nagaganap sa ilalim ng mga ibinigay na kondisyon.

Ang pangunahing layunin ng seminar na ito ay maglatag ng matibay na pundasyon ng kaalaman sa chemical thermodynamics, dahil imposible ang matagumpay na pag-aaral ng pangkalahatang kurso sa chemistry nang hindi nareresolba ang mga pangunahing isyu ng chemical thermodynamics:

Ano ang thermal effect ng proseso?

Posible bang kusang magpatuloy ang proseso, at sa ilalim ng anong mga kondisyon?

Ano ang lalim ng proseso ng kemikal?

Ang parehong materyal na pang-edukasyon ay pinili para sa mga seminar, kabilang ang mga pangunahing batas at konsepto ng chemical thermodynamics.

Ang seminar sa pangkalahatang tinatanggap na bersyon ay ginanap ayon sa pamamaraang ginamit ng karamihan sa mga propesor sa unibersidad upang ipaliwanag ang mga pangunahing konsepto ng thermodynamics. Sa pamamaraang ito, karamihan sa mga oras ay nakatuon sa pagpapaliwanag ng materyal na pang-edukasyon ng guro at pagtuturo sa mga mag-aaral ng mga kasanayan upang malutas ang mga karaniwang problema. Sa simula ng aralin, ang gawaing pangharap ay isinasagawa, ngunit ina-update ang kaalaman na nakuha ng mga mag-aaral sa nakaraang lecture sa chemical thermodynamics. Pagkatapos ay ipinakilala ng guro sa mga mag-aaral ang mga konsepto: mga sistema ng kemikal, ang thermal effect ng reaksyon, mga proseso na may paglabas at pagsipsip ng init, pamantayan at normal na mga kondisyon, ang enthalpy ng iba't ibang mga proseso: ang pagbuo ng mga sangkap, ang pagbuo ng mga bono ng kemikal, phase transition at combustion ng mga substance. Ang partikular na atensyon ay binabayaran sa paglutas ng mga problema sa batas ng Hess at mga kahihinatnan nito. Dagdag pa, nakikilala ng mga mag-aaral ang konsepto ng entropy, ang pangalawa at pangatlong batas ng thermodynamics, libreng enerhiya at enerhiya ng Gibbs, isang pamantayan para sa kusang paglitaw ng mga proseso ng kemikal. Nilulutas ng mga mag-aaral ang mga problema upang mahanap ang halaga ng entropy at libreng enerhiya ng Gibbs at gumawa ng mga konklusyon tungkol sa pangunahing posibilidad ng mga kusang proseso ng kemikal.

Ang mga programa sa pagsasanay sa computer na binuo ng pangkat ng Kagawaran ng Pangkalahatang Chemistry ng Faculty of Chemistry ng Moscow State University ay ginamit upang magsagawa ng isang seminar sa mga pamamaraan ng computer. Ang mga ito ay isang unibersal na invariant na tool na pinagsasama ang posibilidad ng paggamit ng isang dialogue, isang data bank, textual na impormasyon, mga kalkulasyon at kontrol sa pagsubok. Ang mga programa ay kahalili ng materyal na sheet na may dahan-dahang kontrol sa kaalaman ng mag-aaral. Ang mga ito ay binuo sa isang dialogue mode, na nagbibigay-daan para sa epektibong feedback sa pagsasanay at napapanahong pagwawasto ng kaalaman sa kemikal ng mga mag-aaral. Ang mag-aaral ay nakapag-iisa na gumagana sa mga programa, samakatuwid, kinokontrol niya ang proseso ng kanyang sariling pag-aaral at tinutukoy ang bilis ng pag-master ng materyal na maginhawa para sa kanya.