Урок–расследование по теме «Фосфор» (9 класс; из опыта использования виртуальной лаборатории)

Автор: Андрюшина Юлия Викторовна

Организация: МБОУ СОШ№4

Населенный пункт: Липецкая область город Грязи

Тип урока: урок изучения нового материала с элементами игры (урок-расследование).

Цель урока: обеспечить освоение учащимися знаний о химическом элементе и простом веществе фосфоре. 

Задачи урока:

1. создание условий для восприятия, осмысления и первичного закрепления знаний о фосфоре, для совершенствования навыков в написании ОВР, схем, работы с учебником, развития умений у учащихся сравнивать, делать выводы;

2. развитие у учащихся познавательного интереса при изучении данной темы, мотивации к дальнейшей учебной деятель­ности;

3. создание адаптивной среды для воспитания активной жизненной позиции учащихся.

Формируемые УУД

Коммуникативные.  Формируются речевые умения: учатся высказывать суждения с использованием физических терминов и понятий, формулировать вопросы и ответы в ходе выполнения задания, обмениваться знаниями между членами группы для принятия эффективных совместных решений.  

Личностные. Формируются ответственное отношение к учению, готовность и способность к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию; коммуникативная компетентность в общении и сотрудничестве со сверстниками в процессе образовательной деятельности. 

Познавательные.  Выделяют и формулируют познавательную цель. Строят логические цепи рассуждений. Производят анализ и преобразование информации.

Регулятивные.  Учатся определять цель своей деятельности, на основе соотнесения того, что уже усвоено, и того, что еще неизвестно, самостоятельно двигаться по заданному плану, оценивать и корректировать полученный результат.

Виды работы учащихся:

• Групповая и индивидуальная.

• Самостоятельный поиск информации в таблицах, схемах, учебной литературе.

• Актуализация знаний и опыта, на основе которых делаются самостоятельные выводы и обобщения.

Контроль знаний:

1. Ведение «журнала расследования».

2. Ответы на вопросы в течение урока.

3. Итоговое обобщающее задание (тест).

4. Домашнее задание.

Оборудование: учебный фильм «Фосфор», компьютер, медиапроектор, презентация, электронные ресурсы – видеоопыты, демонстрационная таблица «Аллотропные модификации фосфора», Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева.

 

Содержание урока:

 

  «Понять что-либо значит открыть вновь»

                        Жан Пиаже

    (швейцарский психолог и философ, автор

                                «Психологии интеллекта») 

 

Этап I. Мотивация к учебной деятельности

Цель: организовать включение детей в учебную деятельность на личностно - значимом уровне на основе механизма: «надо» - «хочу» - «могу».

Формируемые УУД 

Регулятивные: волевая саморегуляция

Личностные: действие смыслообразования

Коммуникативные: планирование учебного сотрудничества с учителем и со сверстниками

Организационный момент и приветствие учащихся. 

-Здравствуйте. Начать сегодняшний урок мне хотелось бы с риторического вопроса: 

-Кто из вас не любит детективы? Нет таких, конечно.

-Кому из вас не знакомо ощущение находки, неожиданного открытия, когда случайно услышанные, прочитанные слова, обрывок фразы или рисунок (пусть даже и не имеющие никакого отношения к химии) вдруг воз­буждают работу ума, вызывая к жизни какую-то увлекательную идею.

- Я предлагаю решить вам «открытую» задачу, т.е. задачу без условия и определить фигурантов очень громкого когда-то дела по иллюстрации.

-Правильно, это знаменитый знакомый всем нам с раннего детства сыщик Шерлок Холмс!

Давайте проверим ваше предположение (ролик).

-А знаете ли вы, какую науку он любил больше всего? Химию!

-А верите ли вы в то, что и сыщики могут ошибаться? Почему так быстро был готов ответ у Холмса? 

 - Ребята, я предлагаю вам сегодня почувствовать себя сыщиком (или детективом, как кому нравится) и провести не обыч­ный урок, а независимое химическое расследование. А кабинет химии станет виртуальной криминалистической лабораторией.

 

Этап II. Актуализация знаний и фиксирование индивидуального затруднения в пробном учебном действии

Цель: подготовить учащихся к построению нового знания (понятия, свойства, способа действия и пр.)

Формируемые УУД 

Познавательные: общеучебные: умение структурировать знания, контроль и оценка процесса и результатов деятельности; логические: анализ, синтез, выбор оснований для сравнения.

Регулятивные: контроль, коррекция; прогнозирование (при анализе пробного действия перед его выполнением).

-Итак, догадайтесь, какова тема нашего урока? (отвечают «Фосфор»).  

- Конечно, вы правы. Мы назовём наше расследование «Дело №15-31». Почему №15-31, я думаю, вы поймёте.

-Для того, чтобы распутать это интереснейшее «дело» мы должны определить задачи или цель.

Какие? 

-Цель любого расследования: докопаться до правды. Для этого обычно проводят установление личности «фигуранта дела» (паспорт элемента), составляют фоторобот (описание вещества) и проводят следственный эксперимент (химические свойства открывает виртуальная криминалистическая лаборатория).

 

- Иными словами, мы должны составить досье на фосфор, сопоставить факты и провести следственные эксперименты. Во время урока вы будете заполнять протокол дела - «Журнал расследования». 

- Итак, мы открываем 1-ую страницу нашего досье.

 

  Установление личности (паспорт элемента)

- Дайте полную характеристику фосфору как х.э. по положению в П.С. (1 уч-ся у таблицы)

  

 

- Чтобы продолжить расследование нужно описать простое вещество фосфор. 

- Фосфор часто называют многоликим. Почему?

- В чём причина затруднения?

 

Этап III. Выявление места и причины затруднения

Цель: организовать осознание учащимися того, каких именно знаний им не хватает.

Формируемые УУД

Познавательные: умение структурировать знания; постановка и формулирование проблемы; умение осознанно и произвольно строить речевое высказывание.

- Сначала проанализируйте имеющиеся в вещественные доказательства. В «деле» имеется записка следующего содержания:

 

То я камень философский,

То огонь холодный я,

То цвет белый, красный, черный

Представляю я.

А в России появился, светоносцем объявился.

- У кого-то уже есть версии?

-Каких знаний вам не хватает? (отвечают, что не знают физические и химические свойства простого вещества фосфора)

 

Этап IV. Построение проекта выхода из затруднения.

Цель: организовать проектирование учащимися процесса построения нового знания

Формируемые УУД

Регулятивные: целеполагание как постановка учебной задачи, планирование, прогнозирование.

Познавательные: общеучебные: знаково-символические – моделирование; выбор наиболее эффективных способов решение задач в зависимости от конкретных условий.

- Предположите, какие черты фосфора зашифрованы здесь и давайте составим его «портрет».

Гипотеза уч-ся:                                                                                                                

1.Если фосфор бывает белый, красный, чёрный, то, вероятно, образует разные аллотропные модификации.                   

2. Свое название фосфор получил, благодаря свойству светится в темноте 

- Cформулируйте цель: 

«Что бы я хотел узнать и понять на сегодняшнем уроке?»

(уч-ся сами формулируют) цель урока -  расследования: выяснить, действительно ли собака могла быть покрыта именно фосфором, или это художественный вымысел автора.

 

- Предложите конкретный план действий для реализации поставленной цели 

Обсуждают шаги плана открытия новых знаний.

 

• Охарактеризовать фосфор как химический элемент
• Изучить особенности строения и свойства простого вещества фосфора
• Рассмотреть влияние фосфора на организм (биологическая роль) и области применения фосфора. 
• Проанализировать факты и домыслы. «А был ли фосфор?»   

 

Этап V. Реализация построения проекта (составление конспекта и заполнение «Журнала расследования»)

Цель: организовать построение учащимися нового знания 

(индивидуальные проекты + групповая работа    с учебником и рабочим листом, происходит фиксация обобщённого эталона нового знания).

Формируемые УУД

Коммуникативные: планирование учебного сотрудничества со сверстниками, инициативное сотрудничество в поиске и сборе информации; управление поведением партнера; умение выражать свои мысли.                                                                                              

Познавательные: общеучебные: поиск и выделение необходимой информации, применение методов информационного поиска; смысловое чтение и выбор чтения в зависимости от цели; умение осознанно и произвольно строить речевое высказывание; логические: построение логической цепи рассуждений, анализ, синтез.

УУД постановки и решения проблем: самостоятельное создание способов решения проблем поискового характера.

- Давайте проверим ваши предположения. 

Составление фоторобота (физические свойства простого вещества)

Ваши предположения сверьте с информацией в учебнике и «запротоколируйте» в «Журнале расследования».  Для этого составьте сравнительную характеристику для -2-х аллотропных модификаций - белого и красного фосфора - по предложенным признакам и результаты занесите в таблицу (проверяется в парах).      

- Молодцы! 

-Действительно фосфор – один из самых богатых аллотропными модификациями элементов: белый, красный, чёрный, бывает розовый, фиолетовый, алый и другие (всего около 11 модификаций). Свое название фосфор получил благодаря свойству светиться в темноте (от греческих слов «фос» – свет и «ферро» – несу (фосфор – значит «светоносец»).

-Что такое аллотропия? (ответ уч-ся: аллотропия – существование одного и того же элемента в виде нескольких простых веществ, различных по строению и форме) 

 

- Какая информация вас настораживает? (сведения о ядовитом белом фосфоре)

- Но может быть в определённых условиях белый фосфор может превращаться в безвредный красный? Надо всё проверить и потому настало время криминалистического следственного эксперимента. Учитывая вредоносные качества фосфора, мы посетим виртуальную лабораторию и посмотрим эксперименты, проведённые специалистами.

 

Следственный эксперимент (химические свойства открывает виртуальная криминалистическая лаборатория)

- Фосфор часто называют многоликим элементом, не только из-за аллотропных видоизменений, но и благодаря химическим свойствам. Этот элемент может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Какие из рассмотренных реакций являются окислительными, а какие – восстановительными? Почему? Внесите информацию на страницу «журнала» (просматривают видеоролики). 

Учащиеся: при взаимодействии с неметаллами фосфор является восстановителем, проявляет степень окисления +5, с металлами реагирует с образованием фосфидов и  является окислителем. (Фронтальная запись уравнений с комментированием уч-ся, а с бертолетовой солью – на доске).

 

  

 

  - При каких условиях возможно превращение белого фосфора в красный и наоборот. Может в этом и есть разгадка тайны собаки-убийцы?

 - Итак, для того, чтобы ядовитый белый фосфор смог превратиться в безвредный красный нужно нагревать его в безвоздушной среде, а это не так просто, да и пары белого фосфора чрезвычайно ядовиты (!!!). 

Динамическая пауза.                                                    

  Учитель: Давайте немного отдохнём и пройдём «по следам» запутанной «Истории на болотах» (разминка для глаз с музыкой из кинофильма)

Этап VI. Первичное закрепление с проговариванием во внешней речи 

Цель: организовать усвоение учащимися нового знания.

Формируемые УУД

Коммуникативные: управление поведением партнера; умение выражать свои мысли.

(индивидуальный проект + работа    с учебником и рабочим листом в парах с последующим обсуждением).

-  А теперь мы можем вернуться к вещдоку-записке. 

- Фосфор имеет богатую историю. О получении фосфора в прошлом и настоящем пойдёт речь на следующем уроке. Сегодня нам важно разгадать начало в вышеназванной записке. Подсказка на странице учебника 163. 

Получение фосфора: в прошлом и настоящем

 (Открытие фосфора приписывается гамбургскому алхимику Геннингу Бранду, когда он в поисках «философского камня» якобы способного превратить неблагородные металлы в золото, получил в 1669 году вещество, испускавшее голубоватый свет).

 - Как видим, чем больше мы узнаём о фосфоре, тем сложнее ответить на главный вопрос нашего расследования однозначно. Тем более парадоксально звучит имеющееся в деле заявление академика  А.Е.Ферсмана, что «Фосфор – элемент жизни и мысли». Именно так называется научный проект, который Дёгтева Катя защищала в прошлом году. Предлагаю вам проанализировать выводы из её работы о биологической роли фосфора.                                                                                                       

Значение фосфора (сообщение уч-ся).  

 

        

В природе в основном находится в виде соединений: минералов (фосфоритов и апатитов), в почве в виде сложных ионов, входит в состав живых и растительных организмов.                                                                                       

       Организм человека содержит около 1,5 кг фосфора: 1,4 кг – в костях, 130 г – в мышцах и 13 г в нервной ткани. Содержание фосфора в организме человека составляет приблизительно 1% от массы тела.

Ежесуточная потребность взрослого человека в фосфоре от 1 до 1,2 г. С каждым куском хлеба весом 100 г человек съедает до 1022 атомов фосфора. 1 кг фосфора содержится в 100 кг пшеницы или 200 кг сена. Фосфором богаты яйца, мясо, молоко, хлеб.

Почти все важнейшие физиологические процессы, происходящие в организме человека, связаны с превращениями соединений фосфора.

• Однако не стоит забывать, что доза фосфора в 0,05–0,15 г для человека смертельна. Профессиональным заболеванием рабочих первых спичечных фабрик был фосфорный некроз – поражение челюстей. 
• Белый фосфор не только является сильным ядом, при попадании на кожу вызывает долго не заживающие ожоги

Этап VII. Самостоятельная работа с самопроверкой по эталону

Цель: организовать самопроверку учащимися умения применять новое знание в типовых ситуациях и коррекцию допущенных ошибок.

Формируемые УУД

Регулятивные: контроль в форме сличения способа действия и его результата с заданным эталоном, коррекция; оценка – оценивание качества и уровня усвоения; коррекция.

Познавательные: общеучебные - умение осознанно и произвольно строить речевое высказывание.

 - Вы хорошо работаете в команде. Настало время проверить самого себя. 

-  Фосфор - один из исторических неметаллов. Мы сегодня попытались создать «портрет фосфора» из тех фактов, которые были известны, и из новых сведений об этом химическом элементе и простом веществе и я предлагаю вам выполнить несложный тест. (после выполнения – самопроверка с помощью «ключа»).

  

 

Этап VIII. Включение в систему знаний и повторение

Цель: 

1) выявить границы применимости нового знания и научить использовать его в системе изученных ранее знаний;

2) повторить учебное содержание, необходимое для обеспечения содержательной непрерывности.

Формируемые УУД

Регулятивные: прогнозирование

- Интересно, как человек использует это вещество? Области применения фосфора представлены на схеме. Определите их и заполните последнюю страницу нашего «журнала расследования».

• Ежегодное производство фосфора велико. Большая часть его расходуется на получение термической фосфорной кислоты, из которой производят фосфорные удобрения. 
• Довольно много фосфора перерабатывается в полифосфаты, применяемые в синтетических моющих средствах в качестве смягчителей воды. 
• Фосфорорганические производные применяются как инсектициды (вещества, применяемые для борьбы с насекомыми) – хлорофос, тиофос, карбофос. 
• Ещё один важный потребитель фосфора – спичечное производство. 
• Во время первой и второй мировых войн белым фосфором снаряжали зажигательные бомбы и артиллерийские снаряды; кроме того, он использовался в специальных бомбах для образования дымовых завес. 
• В металлургии фосфор применяется как компонент некоторых сплавов (оловянные бронзы). 

Этап IX. Рефлексия учебной деятельности

Цель: организовать самооценку учащимися своей учебной деятельности.

Формируемые УУД

Познавательные: общенаучные - умение структурировать знания; оценка процесса и результатов деятельности.

Коммуникативные: умение выражать свои мысли.

Регулятивные: волевая саморегуляция; оценка – выделение и осознание учащимися того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению, прогнозирование.

- Собрав полное досье на фосфор, настало время вернуться к проблеме урока и ответить на вопрос: «А мог ли в действительности фосфор быть причиной устрашающего вида собаки? И не мог ли ошибиться Шерлок Холмс в своей догадке? 

Учащиеся (отвечают): 

- Да этого просто не могло случиться, т.к. белый фосфор самовозгорается на воздухе, и иначе собака погибла бы значительно раньше от ожогов!!! (Кроме того, процесс окисления катализируется органическими веществами, в частности, шерстью. Поэтому собака Баскервилей не могла быть раскрашена белым фосфором. Иначе, если следовать логике собака должна быть призраком - дополнение учителя) 

- Но неужели фосфор совсем не причастен к «Истории на болоте»? 

- Оказывается, как говориться, «нет дыма без огня». Много мрачных суеверий и легенд порождали “блуждающие огни” на кладбищах и болотах. Между тем они обязаны своим происхождением естественным биохимическим и химическим процессам. Растительные и животные останки содержат фосфор. Попадая в почву, они, под влиянием влаги, тепла, микроорганизмов, разлагаются. В результате образуются газы метан и фосфин, способный самовозгораться на воздухе. Реакция сопровождается выделением тепла, под влиянием которого воспламеняется фосфин и поджигает метан. Это является причиной редкого природного явления «блуждающих огней». 

Следовательно, «светящимся чудовищем» на болотах теоретически могло быть только давно умершее животное. А это… мистика.

Заключение. 

- Вот в какой скверной истории оказался замешан элемент № 15, но благодаря нашему расследованию фосфор полностью оправдан. Кроме этого мы открыли для себя его важность для всего живого. 

Мечтая раздобыть свой философский камень,

Способный приоткрыть златые ворота,

Алхимик Бранд увидел синий пламень

И фосфором нарек его тогда.

Он “элементом мысли” будет назван,

Плодоношенье трав определит.

И даст начало удобреньям разным:

Природный фосфорит и апатит.

Двуликий фосфор: миф о нем развеян.

Он даст завесы дым – лишь только тронь.

Или в компании со стеклом и клеем

На спичке в коробке смирит огонь.

Этап X. Подведение итогов. Домашнее задание

§32 с.159-160 (до соединений фосфора), с.225-227 упр. 2, 3, составить синквейн к слову «фосфор», приготовить мини-проект «История спички».

Творческое задание: изготовление моделей кристаллических решеток (по желанию)

Литература и электронные ресурсы

• Учебник О.С.Габриеляна «Химия- 9», изд.» Дрофа», 2015 год.
• Виртуальная лаборатория.  Открытая химия. 8-11 класс. [Электронный носитель]. – М.:
• Габриелян О.С. Настольная книга учителя. Химия. 9 класс. – М.: Дрофа, 2002.
• Уроки химии Кирилла и Мефодия. 8-9 класс. [Электронный носитель]. – М.: «Кирилл и Мефодий», 2002.
• Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов
• http://www.alhimik.ru
• http://him.1september.ru.

 

Полный текст статьи см. приложение

1. file0.doc.. 7,7 МБ

Опубликовано: 13.12.2021