Применение заданий на цепочки химических превращений для определения уровня обученности учащихся по химии
статья по химии (9, 10, 11 класс)

Применение заданий на цепочки химических превращений для определения уровня обученности учащихся по химии

Контроль уровня знаний и умений учащихся как составляющая диагностики образовательного процесса, позволяет получать объективную и достоверную информацию о результатах обучения, которые в педагогической литературе описывают, используя понятие обученность. Маркова А.К. пишет, что обученность — это определенный итог предыдущего обучения (организованного или стихийного), прошлого опыта, все то, на что можно и нужно опереться в работе с учеником. [1]

Н.Н. Самылкина говорит о том, что обученность — это достижение обучаемым определенного уровня владения знаниями, умениями и навыками на момент проверки и оценки. [2]

В процессе обучения формируются определенные виды познавательной деятельности и оценка знания возможна по степени достижения некоторого заданного уровня сформированной деятельности. Такой подход плодотворно развит В.П. Беспалько. [3]

Им выделено 4 уровня учебной деятельности, соответственно, 4 уровня обученности:

I        уровень — уровень знакомства. На этом уровне обучаемый приобретает умения узнавать, опознавать и распознавать объекты без какого либо проникновения в их сущность. Знания поверхностны, не глубоки.

II        уровень — уровень воспроизведения (репродукции). Ему соответствует воспроизводящая (репродуктивная) деятельность, что выражается в том, что учащийся может более или менее правильно воспроизвести текст учебника или повторить рассуждения преподавателя. Обсуждение изучаемых объектов происходит без опоры на их сущность. Сформировано умение воспроизводить информацию.

III        уровень — уровень умений, в основном — это уровень умений применять усвоенную информацию. На этом уровне возможно решение задач по заранее усвоенному образцу. Познавательная деятельность проходит в привычных условиях.

IV        уровень — уровень переноса знаний (или трансформации). На этом уровне учащийся приобретает умение ориентироваться вне знакомой познавательной обстановке, принимать решения в новых, проблемных ситуациях. На этом уровне обнаруживается проявление творчества, перенос знаний из одной предметной области в другую, из одной науки в другие, объединение нескольких элементов знания, усвоенных в разное время, в единую систему.

Определение с помощью специально составленных заданий способности учащегося выполнять учебную деятельность на том или ином уровне позволяет оценивать результаты обучения.

В качестве таких заданий могут быть использованы задания на «цепочки химических превращений», позволяющие проверить усвоение учащимися генетических связей неорганических веществ.

Основные признаки генетической связи между веществами:

-        химические вещества представляют собой различные формы существования разных химических элементов;

-        эти вещества связаны взаимопревращениями;

Частным случаем генетической связи является генетический ряд. Основные признаки генетического ряда:

-        все вещества образованы одним химическим элементом;

-        все вещества данного ряда относятся к разным классам, то есть они представляют собой различные формы существования одного и того же химического элемента;

- все вещества данного ряда связаны между собой взаимопревращениями. [4]

Химические превращения предполагают практику расстановки коэффициентов в окислительно-восстановительных реакциях, что необходимо для выполнения задания ЕГЭ №36. Знание химических свойств элемента и его соединений является предметом проверки в задании №37.

При изучении d-элементов учащиеся работают с цепочками превращений d-элементов: пишут уравнения, указывают условия и признаки химических реакций.

Нами составлены цепочки превращений по таким d-элементам, как железо, хром, марганец, медь, цинк. [5,6]

Предлагаем рассмотреть одну из них на примере железа и его соединений.

Задание предполагает написание 47 уравнений химических реакций, характеризующих свойства следующих классов веществ:

1. Общие свойства основных классов неорганических веществ в свете ТЭД и ОВР

1.1. Свойства простого вещества железа как восстановителя в ОВР

1) Fe + S = FeS

11) 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3

14) 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2↓

10) 2Fe + 6H2SO4(к)  = Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O

13) Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑

36) Fe + 4HNO3(p) = Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O

1.2. Свойства основных и амфотерных оксидов в свете ТЭД

35) FeO + H2 = Fe + H2O

34) FeO + 2HCl = FeCl2 + H2O

9) Fe2O3 + 2Аl = 2Fe+ Аl2O3

41) Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O

19) Fe2O3 + 3H2SO4= Fe2(SO4)3 + 3H2O

21) Fe2O3 + 2NaOH = 2NaFeO2 + 2H2O

39) Fe2O3 + Na2CO3 = 2NaFeO2 + CO2↑

1.3. Свойства основных и амфотерных гидроксидов в свете ТЭД

15) Fe(OH)2 + H2SO4 = FeSO4 + 2Н2O

29) Fe(OH)2 = FeO + H2O

46) Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O

47) Fe(OH)3 + 3KOH = K3[Fe(OH)6]

31) 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

1.4. Свойства солей в свете ТЭД и ОВР

26) FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S↑

28) FeCl2 + 2NaOH = Fe(OH)2↓ + 2NaCl

27) FeCl2 + 6KCN = K4[Fe(CN)6] + 2KCl

44) Fe(NO3)2 + 2NH3 + 2H2O = Fe(OH)2↓ + 2NH4NO3

12) FeCl3 + Al = AlCl3 + Fe

17) Fe2(SO4)3 + Cu = CuSO4 + 2FeSO4

6) Fe2(SO4)3 + 6NaOH = 2Fe(OH)3↓ + 3Na2SO4

24) FeCl3 + 3NH3 + 3H2O = Fe(OH)3↓ + 3NH4Cl

2. Особые свойства соединений Fe2+ и Fe3+

2.1. Восстановительные свойства соединений Fе2+

2) 4FeS + 7O2 = 2Fe2O3 + SO2↑

3) 4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3+ 8SO2↑

5) 2Fe3O4 + 10H2SO4(к) = 3Fe2(SO4)3 + SO2↑ + 1OH2O

33) Fe3O4 + 10HNO3(к) = 3Fe(NO3)3 + NO2↑ + 5H2O

16) 10FeSO4 + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O

22) 2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3

30) 2Fe(OH)2 + H2O2 = 2Fe(OH)3↓

45) 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3↓

2.2.        Окислительно-восстановительные свойства соединений Fe3+

38) Fe2O3 + Fe = 3FeO

4) 6Fe2O3 = 4Fe3O4+ О2↑

26) 2FeCl3 + Fe = 3FeCl2

25) 2FeCl3 + 3Na2S = 2FeS + S↓ + 6NaCl

42) 2Fe(NO3)3 + Fe = 3Fe(NO3)2

40) 2NaFeO2 + 3NaNO3 + 2NaOH = 2Na2FeO4 + 3NaNO2 + H2O

32) 12Fe(OH)3 = 4Fe3O4 + O2↑ + 18H2O

7) 2Fe(OH)3 + 3Br2 + 10NaOH = 2Na2FeO4 + 6NaBr + 8H2O

2.3. Окислительные свойства соединений Fe6+

8) 2Na2FeO4 + 2NH4OH = Fe2O3 + 4NaOH + N2↑ + 3H2O

2.4.        Разложение солей железа

20) 4FeSO4 = 2Fe2O3 + 4SO2↑ + O2↑

18) 4Fe2(SO4)3 = 2Fe2O3 + 6SO2↑ + 3O2↑

37) 4Fe(NO3)3 = 2Fe2O3 + 12NO2↑ + 3O2↑

43) 4Fe(NO3)2 = 2Fe2O3 + 8NO2↑ + O2↑

    Ученик, написавший уравнения 1, 6, 9, 12, 13, 15, 19, 28,  29, 31, 34, 35, 41, 46 получает  14 баллов, решаемость задания составляет 30%. Такой ученик находится на первом уровне обученности – уровне знакомства. Ученик знает общие свойства металлов, основных и амфотерных оксидов, основных и амфотерных  гидроксидов, может их проиллюстрировать на примере железа, его оксидов и гидроксидов. Он может написать знакомые по тексту учебника 8 и 9 классов уравнения реакций, воспроизвести известные примеры.

     Если ученик  дополнительно напишет  еще уравнения 2, 3, 11, 14, 22, 24, 26, 30, 36, 44, 45, всего 25 уравнений, то он получит 25 баллов, что соответствует  второму уровню обученности – уровню воспроизведения.  Учащийся  знает не только общие свойства классов из генетического ряда металла, но и некоторые особенности железа и его соединений: способы получения оксидов железа, способы получения железа из оксидов, взаимодействие железа и концентрированными и разбавленными кислотами. У такого ученика сформировано умение воспроизводить информацию.

     Третий уровень –  уровень умений применять усвоенную информацию в знакомых условиях. На этом уровне обученности учащийся сможет написать дополнительно уравнения 5, 10, 16, 17, 18, 21, 26, 33, 37, 38, 42, 47, получив при этом  максимально 37 баллов (решаемость задания 79%). Такой ученик  знает общие и особые свойства соединений железа, условия проявления особых свойств, умеет написать уравнения реакций, иллюстрирующие  основные и амфотерные свойства соединений железа, окислительно-восстановительную двойственность соединений железа.

     Написавший более 37 уравнений ученик находится на четвертом уровне усвоения знаний – переноса знаний. Такой ученик знает больше того, что  имеется в школьном учебнике, может применять известные химические закономерности в незнакомых ситуациях, проявляет творчество при выполнении задания, умеет прогнозировать свойства веществ на основе анализа состава соединений и имеющейся в задании информации о составе исходного вещества и продукта реакции, способен  моделировать химические процессы, в частности, разные виды окислительно-восстановительных реакций с участием  соединений

Fe2+,   Fe3+ , Fe6+ .

Полученные за задание баллы могут быть переведены в оценки по пятибалльной системе на основании следующей матрицы:

Таблица 1 — Распределение учащихся по уровням обученности и

оценивание результатов работы

Задания базового уровня оцениваются в 1 балл, задания повышенного уровня (особые свойства соединений железа) могут быть оценены в 2 балла.

При репродуктивном уровне схема является источником и средством обучения.Продуктивный уровень предполагает самостоятельную работу школьника с дополнительными источниками информации и дополнение схемы превращений.

Таким образом, распространенные в курсе химии задания на генетические связи неорганических веществ могут быть использованы для выявления уровня обученности учащихся по неорганической химии и подготовке к сдаче ЕГЭ по химии. Такие цепочки применимы  на уроке закрепления и совершенствования знаний и уроке контроля ЗУН. При  выполнении подобных заданий учащиеся  осуществляют логические операции ограничения  понятий и обобщения понятий (переход от понятия с большим объемом к понятию с меньшим объемом и наоборот); преобразуют  текстовую информацию в символическую (записывают уравнения химических реакций  в процессе чтения текста учебника). Таким образом, в процессе написания «цепочек превращений» формируются УУД, а именно умения ставить учебные цели, искать и использовать необходимые средства и способы их достижения,   работать по плану, сверять свои действия с целью,  контролировать и оценивать процесс  и результат деятельности и при необходимости исправлять ошибки самостоятельно.

Литература:

1. Маркова, А.К. Психология Труда Учителя: Кн. Для Учителя. — М.: Просвещение, 1993. — 192 с.

2. Самылкина, Н.Н. Современные средства оценивания результатов обучения [Текст]. - М.: Педагогика, 2007. -.289 с.

3. Беспалько, В.П. Программированное обучение. Дидактические основы. - М.: Высшая школа, 1970. - 300 с.

4. Габриелян О. С. и др. Общая химия: учеб, для 11 кл. общеобразоват. учреждений с углубл. изучением химии // О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, С.Н. Соловьев, Ф.Н. Маскаев-М.: Просвещение - 2007. -384 с.

5. Новошинский И.И. , Новошинская Н.С. Железо и его соединения / Химия в школе. - 2006 - №3 с.35-40.

6. Дерябина Н.Е. Способы классификации цепочек превращений / Химия в школе. - 2009. -№1 - с.31-40.