Интегрированный урок "Химия истории и история химии"

Интегрированный урок «Химия – История – Обществознание»

На тему: «Химия истории и история химии»

9 класс

Тип урока: интегрированный урок-повторение  по химии, истории и обществознанию

Продолжительность урока: 90 мин с перерывом после первых 45 минут.

Цели урока:

•Образовательные:

- достижение метапредметных результатов, осознанности и гибкости межпредметных связей у учащихся;

- установление взаимосвязи между естественнонаучными  и химическими понятиями;

- объяснить влияние химических открытий на развитие общества;

- умение работать с литературными и другими информационными источниками, имея правильную установку на поиск достоверной информации, соответствующей заданной теме.

•Развивающие:

- развивать творческое мышление учащихся, активизировать процесс познавательной деятельности, направленный на изучение природы и общества;

- формирование целостной картины представлений об окружающем мире и месте науки в жизни общества;

- помочь в преодолении инертности и шаблонности мышления, расширить кругозор;

- развивать способности к публичному представлению полученных данных, ораторского искусства, чёткости и правильности речи.

•Воспитательные:

- работа над комплексным подходом к воспитанию;

- способствовать становлению активной жизненной позиции;

- умение работать в малых группах, координировать деятельность участников малой группы и взаимодействовать с ними  для достижения поставленной цели;

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, презентация, образцы веществ и материалов (коллекции «Каменный уголь», «Топливо», «Металлы», «Минералы и руды»), периодическая таблица химических элементов, Приложение № 1.

Подготовка к уроку предполагает заблаговременное (не менее, чем за неделю до планируемого мероприятия) распределение ролей среди учащихся: 4 Химика и 4 Историка.

Все 8 учащихся участвуют в создании презентации, подбирая иллюстрации и изображения, работают с литературными и медиаисточниками, готовят сообщения, согласовывают тексты и формулировки с учителями.

Химики занимаются исследованиями эпох палеолита, неолита, энеолита, бронзового и железного веков с точки зрения химии, т.е. знаний о веществах и их превращениях.

Историки изучают те же периоды, но с точки зрения изменений в развитии человеческого общества.

Химикам и историкам предоставляется слово в порядке, соответствующем хронологии их тем.

Учителя истории и химии уточняют и комментируют их выступления, координируют работу остальных учащихся, способствуют активному вовлечению в обсуждение, участию в возможных дискуссиях, направляют ход рассуждений, оценивают работу, помогают сделать вывод.

Остальные учащиеся делятся на 4 группы, каждая из которых будет в течение урока набирать баллы после короткого обсуждения задаваемых вопросов.

ХОД  УРОКА

Слайд 1: Интегрированный урок «Химия – История – Обществознание»

На тему: «Развитие знаний о веществах и их влияние на становление древних цивилизаций»

Учитель химии: Здравствуйте, дорогие ребята! Сегодня у нас урок неординарный. Это интегрированный урок химии и истории, позволяющий показать целостность наших знаний о мире и понять, что история развития человеческого общества неотделима от развития наук.

Учитель истории: Помогать нам сегодня будут ваши товарищи, одни из которых взяли на себя роль исследователей истории цивилизации, а вторые – истории химических знаний…

Учитель химии:… и химических формул!

Учитель истории:  История мира представлена нам великими датами и свершениями, но начиналось все с малого. И только после всех сложных ступеней развития первобытного общества, мог наступить следующий этап развития, называемый «Цивилизация». Для этого этапа развития были характерны локальные войны и междоусобицы. Не обходилось и без более интересных событий: развития архитектуры, религии и классов общества. Одна цивилизация всегда приходит на смену другой!

Учитель химии: развитие цивилизации невозможно представить без развития знаний о веществах. Проблема получения (веществ) с заданными свойствами в практическом плане возникла, видимо, одновременно с человеком, который на протяжении достаточно длительного с точки зрения эволюции времени не столько приспосабливается к окружающей среде, сколько приспосабливает окружающую среду к себе.

Слайд 2: Мы не можем ждать милостей от природы, взять их у нее — наша задача ( В.И.Мичурин 1855-1935)
Природа не храм, а мастерская, и человек в ней - работник. (И.С. Тургенев)

Химия – это область чудес, в ней скрыто счастье человечества, величайшие завоевания разума будут сделаны именно в этой области. (М.Горький)

Учитель истории:

Как правило, большинство историков химии выделяют следующие основные этапы её развития:

Слайд 3:

1.  Предалхимический период: до III в. н.э.

2.  Алхимический период: III – XVII вв.

3.  Период становления (объединения): XVII – XVIII вв.

4.  Период количественных законов (атомно-молекулярной теории): 1789 – 1860 гг.

5.  Период классической химии: 1860 г. – конец XIX в.*

6.  Современный период: с начала XX века по настоящее время

Наша задача – рассмотреть становление цивилизаций в период до III в. н.э. , то есть развитие древних цивилизаций в связи с развитием технологий и знаний о веществах.

Учитель химии:

- Как вы думаете, к какому времени можно отнести зарождение представлений человека о веществе?

(Предполагаемые Ответы: Примерно 250 тыс. лет назад, с появлением неандертальцев, хотя первые каменные орудия появляются около 1 млн лет назад)

Историк 1:

Вопрос: Какой период времени мы относим к палеолиту? (Ответ: более 150 тыс. лет до н.э.)

В древнем палеолите человек научился создавать орудия труда, охоты Слайд 4, а главное – добывать огонь! Слайд 5 

Вопрос: Какое значение в истории человечества имеет получение огня? (Ответы: приготовление пищи, защита от зверей, подготовка участков для пашни, защита от холодов и др.)
Историк 1: Огонь как очаг способствовал консолидации членов группы первобытных людей (что часто приобретало религиозную окраску) и зарождению у них представления о собственности (фольклорные сюжеты с «похищением огня»). В этот же период  человек создаёт наскальные рисунки Слайд 6 при свете факелов (проявляет стремление к творчеству). Слайд 7 Не менее интересны древние статуэтки. Слайд 8 Зарождающиеся древние  ритуалы требуют создания предметов культа. Слайд 9

Химик 1: А сейчас командам нужно записать, а после  и назвать формулы веществ, которые будут упоминаться мной в следующем тексте. (Пауза). Орудия труда создавались в основном из кремня. С его же помощью добывали огонь. Для художественного творчества использовались красители разного происхождения: минерального происхождения (гематит, глина, окись марганца, древесный уголь, охра, мел), животного (кровь животных   и даже гуано летучих мышей) и растительного происхождения. Красители при необходимости смешивались с вяжущими веществами, такими как древесная смола или животный жир, и наносились на поверхность непосредственно пальцами или инструментами.

Вопросы: Каковы химические формулы перечисленных веществ?

Ответы:
кремень – оксид кремния (IV) SiO2,
мел – CaCO3,  
гематит – Fe2O3 тёмно-красный ,  
глина – Al2O3•2SiO2•2H2O ,
оксиды марганца – MnO зелёный,  
Mn3O4 коричневый,  
Mn2O3 тёмно-коричневый,
охра – гидрат окиси железа FeO•H2O, может состоять из смеси Fe2O3 и Fe(OH)3 ,ярко-жёлтый,
железный сурик – окись железа Fe2O3 ,красно-коричневый .

Историк 1: Кому известно,  что такое неолит?

Предполагаемый Ответ: Примерно 9,5 тыс. лет до нашей эры, новокаменный век, появление земледелия и скотоводства, появление городов и разделение труда, и т.д.

Историк 1:

Эпоха неолита характеризуется переходом к оседлому образу жизни, появлению керамики Слайд 10. Некоторые города были хорошо укреплены, что говорит о существовании в то время организованных войн. Стали появляться армии и профессиональные воины, вооружённые копьями и луками. Слайд 11 К концу эпохи неолита началось социальное расслоение, разделение труда, формирование технологий, переход от присваивающего хозяйства к производящему, т.е. неолитическая революция. Можно сказать, что с эпохой неолита связано начало формирования древних цивилизаций. Слайд 12  Человек активно осваивает ресурсы и приспосабливается к среде обитания Слайд 13, что позволяет заселять новые территории.

Химик 1: Вопрос: Что такое керамика?

(Ответ: изделия из глины разных сортов, получаемые в результате обжига)

Вопрос: А каким образом, по-вашему, человек раскрыл загадку создания керамических изделий?

(Ответ: наверное, заметили, что обожженная в костре глина становится гораздо крепче, чем просто высушенная на солнце, и догадались, что если обжечь в костре глиняные плошки, то они становятся красивее и долговечнее)
Верно! В эпоху неолита человек перешёл от использования готовых материалов к обработке и  усовершенствованию их. Огонь стал широко использоваться для обжига глины, плавки металлов и очищения места под пашню (подсечно-огневое земледелие). Бытовое применение химии, по-видимому, началось с производства керамической посуды более трех тысяч лет до новой эры. В это же время начинаются поиски строительных материалов для постройки жилья. В строительстве жилищ стали использовать обмазку глиной.

Вопрос: Как в эпоху неолита человеку удавалось добывать металл?

(Ответ: иногда попадались метеоритные металлы, а  также самородная медь. Возможно, кусочки руды в костре углём восстанавливались до металла.)

Вопрос: Какие реакции могли приводить к восстановлению металлов? Запишите реакции в виде схем.

Ответ:

MeO + C = Me + CO

2MeO + C = 2Me + CO2

MeO + CO = Me + CO2

CO2 + C = 2CO

Историк 2: В истории Древнего мира традиционно выделяются Медный, Бронзовый и Железный века, в которых основным материалом для изготовления орудий труда и оружия являлись соответственно медь, бронза и железо.

Химик 2: Окончание неолита датируется временем появления металлических орудий труда и оружия. Однако начало зарождения ремесленной химии следует в первую очередь связывать, видимо, с появлением и развитием металлургии.

Древнейшие находки медных изделий датируются VII тыс. до н. э. Слайд 14 Это были украшения, выкованные из самородной меди (бусины, трубочки свернутые из расплющенных листков). Затем появляется металлургическая медь и сплавы меди с другими металлами (независимо от состава, историками именуются бронзы). Именно сплавы (мышьяковистая, оловянная и другие бронзы), благодаря большей твердости и износоустойчивости, заняли первое место как технологический металл (материал орудий). Они же стали основой зарождающейся металлургии сплавов.

Химик 2: Вопрос: какие руды  мог использовать человек для получения меди и сплавов на основе меди? Приведите примеры соединений.

Ответ:  окись меди – CuO, сульфид меди CuO

Вопрос: какие реакции позволяли восстановить медь из сульфида или оксида?

Ответ: CuS + O2 = CuO + SO2

CuO + C = Cu + CO

2CuO + C = 2Cu + CO2

CuO + CO = Cu + CO2

CO2 + C = 2CO

Историк 2:

Медный век приблизительно охватывает период IV-III тысячелетия до н. э

Несмотря на свою мягкость, медь имела важное преимущество — медное орудие можно было починить, а каменное приходилось делать заново. Медный век положил начало новому витку расслоения в первобытном обществе по признаку благосостояния: чем больше меди было у человека, тем более высокий статус в обществе он имел. Слайд 15 Именно медный век положил начало возникновению таких ремёсел, как добыча руды, металлообработка и металлургия. В это же время распространилось такое явление, как специализированное земледелие и животноводство. Гончарное производство в этот период также приобрело новые черты. Активно развивалась в этот период и торговля. При этом добывавшие медь и производившие из неё различные изделия племена могли вести обмен с теми, кто находится далеко за пределами их поселения. Об этом говорит тот факт, что на территории Европы найдены изделия из меди, добытой в переднеазиатском регионе и на Ближнем Востоке. Большим достижением является изобретение колёсного транспорта и письменности. Слайд 16

Химик 2: смешивать медь с другими металлами тогда ещё не пытались. А тем временем запасы самородной меди постепенно истощались…

Историк 3: Вопросы: Какие характерные черты Медного века вы можете перечислить? Что именно стало движущей силой в развитии человеческого общества?

Историк 3: Население эпохи энеолита было уже знакомо не только с медью, но и с золотом, серебром, оловом и свинцом, горным хрусталём и пемзой. Слайд 17В этот период были изобретены гончарная печь, Слайд 18  колесо, парус, а некоторые племена в конце энеолита стали использовать и гончарный круг. Значительного расцвета достигли ремесла - керамическое производство и ткачество.

Химик 3: Почему в энеолите (Медном веке) не происходило открытия новых веществ и технологий, а лишь усовершенствование старых?

Историк 4:

Вопрос: Как называется период, сменивший энеолит?  Ответ: Бронзовый век.

С началом бронзового века оформились и начали активно взаимодействовать два блока человеческих сообществ Евразии. Южнее центрального складчатого горного пояса (Саяно-Алтай — Памир и Тянь-шань — Кавказ — Карпаты — Альпы) сформировались общества со сложной социальной структурой, хозяйством, основанном на земледелии в комплексе с животноводством, здесь появились города, письменность, государства. Севернее, в Евразийской степи сформировались воинственные общества подвижных скотоводов

Химик 4: Вопрос: что такое бронза? Какие химические реакции использовались для изготовления бронзы?

Ответ: Сейчас бронзой обычно называют сплав меди с оловом. Есть бронзы с алюминием, кремнием, свинцом.

Вопрос: Чем бронза отличается от меди и олова?

Ответ: Бронзы прочнее меди, олова и кремния, хотя  температура плавления обычно ниже. Бронза не подвергается коррозии, в отличие от меди и железа.

Слово «бронза» произошло, по-видимому, от греческого «бронтезион», что означает «сплав».

Вопрос: какие ещё сплавы на основе меди вам известны?

Ответ: латунь – сплав меди с цинком, мельхиор – сплав меди с никелем.

Историк 4: Бронзовый век отмечен крупными миграциями народов, расцветом мореходства, Слайд19 скотоводства, земледелия, Слайд 20  архитектуры, торговли, письменности. Слайд 21  В этот период происходит образование многочисленных государств, воинственно настроенных по отношению к соседям. Развиваются ремёсла Слайды 22, 23 Особенного расцвета достигает металлургия.

Химик 4: Какие вещества, содержащие медь могли использоваться для получения бронзы? (Выдаёт учащимся карточки Приложение № 1), Воспользуйтесь приведёнными данными, попробуйте дать названия указанным веществам и предложите способ получения бронзы различных видов из них. Какие из них требовали минимальной обработки. Какие ещё из известных в то время веществ могли добавляться к полученным соединениям меди?

Историк 4:

Катастрофа бронзового века или бронзовый коллапс — термин, которым археологи и историки обозначают переход от бронзового к железному веку на древнем Ближнем Востоке и в Восточном Средиземноморье. В этом регионе смена эпох была связана с катастрофическими изменениями в общественном укладе, утратой многих традиций, в том числе письменности, разрушением всех крупных государств и многих городов того времени. На большой территории наступает период «тёмных веков» (в Греции период известен как Греческие тёмные века). В период 1206—1150 гг. до н. э. нашествие «народов моря», крушение микенских царств, Хеттского царства в Анатолии и Сирии и конец доминирования Египетской империи в Сирии и Ханаане привели к угасанию торговых путей и снижению грамотности (в связи с чем исчезли микенская линейная и лувийская письменности). На первом этапе данного периода почти каждый город между Троей и Газой был разрушен и зачастую после этого больше не был населён: так, были заброшены Хаттуса, Микены, Угарит.

Вопрос: С чем, возможно, был связан бронзовый коллапс?

Ответ: Извержения вулканов, засухи, войны, истощение запасов руды, миграции народов… и др.
Вопрос: Постройте логическую цепочку, подтверждающую влияние технологий получения металлов на развитие цивилизаций и их упадок.

(Команды обсуждают поставленный вопрос. Затем обсуждаются результаты).

Историк4 Бронзовые орудия труда более долговечны, чем железные, и для их производства не требуется такая высокая температура, как для плавки железа. Поэтому большинство специалистов считает, что переход от бронзы к железу был связан не с преимуществами изготовленных из железа орудий, а прежде всего с тем, что массовое изготовление бронзовых орудий в конце эпохи бронзы быстро привело к истощению месторождений олова, необходимого для изготовления бронзы и распространённого в природе заметно меньше, чем медь.

Химик 4: какие вы знаете железные руды? Как из них можно получить железо? Какие вам известны сплавы на основе железа?

Ответы: FeO·TiO2 железо-титановые руды, FeO·Fe2O3 магнитный железняк, Fe2O3 красный железняк, FeCO3 сидерит, FeS – железный (серный) колчедан, FeS2 пирит
Получают сначала обжигом руды, а затем восстановлением с помощью углерода, водорода и угарного газа.

Сплавы на основе железа – сталь, чугун.

Химик  4: Самородное железо в природе встречается редко. Его выплавка из руды — достаточно трудоёмкое занятие, поскольку железо имеет более высокую температуру плавления, чем у бронзы, хуже и его литьевые качества. Кроме того, железо уступает бронзе в твёрдости и коррозионной стойкости. Это привело к тому, что достаточно долго железо использовалось очень мало.

Историк 4: Железный век, пришедший на смену бронзовому, знаменовался появлением новых технологий и новых веществ, распространением металлических денег, усовершенствовалось крашение тканей, дубление кож, письменность находит новые материалы (пергамент, бумага) Слайд 24

Химик 4: что такое пергамент и как его изготавливали? (Заслушиваются варианты ответов команд)

Вне зависимости от того, какие шкуры использовались, мастера-пергаменщики начинали с промывки шкуры и удаления наиболее грубого и жёсткого волоса. После этого шкуры подвергали золению, то есть длительному вымачиванию в известковом растворе. В извести шкуры выдерживали от трёх до десяти дней в зависимости от температуры окружающего воздуха, а затем промывали в воде. После выпадения волосяного покрова шкуры натягивали на деревянные рамы и отделяли от дермы нижний слой шкуры — подкожную клетчатку. Затем шкуры шлифовали и выглаживали пемзой.

При последней операции в пергамент втирался меловой порошок, впитывающий жиры, не удалённые при предыдущих обработках. Помимо этого, меловой порошок делал пергамент более светлым и однородным по цвету, и предотвращал растекание туши. Для отбеливания пергамента в него втирали муку, белки или молоко.

Историк 4.  Развитие производства и распространение железа вполне логично привели к модернизации культуры и всей общественной жизни. Появились экономические предпосылки для рабочих взаимоотношений и распада племенного уклада. Древняя история отмечает накопление ценностей, рост имущественного неравенства и взаимовыгодный обмен сторон. Широко распространялись укрепления, началось становление классового общества и государства. Больше средств перешло в частную собственность избранного меньшинства, возникло рабовладение и прогрессировало расслоение общества.

Химик 4. Металлурги и ремесленники железного века достигли небывалых до этого высот. Получение железа из его соединений привело к расцвету государств. Слайды 24,25  Метеоритное железо встречается крайне редко, поэтому в разных государствах были разработаны разные технологии получения железа и сплавов на его основе, а также чугун и сталь. Слайды 26,27,28,29

Учитель истории: Удалось ли нам с вами выявить взаимосвязь между уровнем развития знаний о веществах, уровнем развития технологий обработки материалов и основными тенденциями развития древних цивилизаций?(Заслушиваются варианты ответов)

Учитель химии: Можем ли мы утверждать, что развитие знаний о веществах, а также развитие технологий их получения и обработки является одной из движущих сил развития человеческого общества? (Заслушиваются варианты ответов)

Учитель истории и учитель химии: Домашнее задание – написать небольшое сочинение на тему о том, что нового вы узнали во время сегодняшнего необычного урока, а также о тесной взаимосвязи истории и химии на тему «Химия истории и история химии»

Учитель химии: Благодарим вас за активное участие и хорошую подготовку к сегодняшнему уроку!

Приложение № 1

Соотнесите названия веществ и их формулы:

Использовались источники информации:

1. С. И. ЛЕВЧЕНКОВ. КРАТКИЙ ОЧЕРК ИСТОРИИ ХИМИИ. Учебное пособие для студентов химфака РГУ
   http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/Source/History/Sketch_1.html 

2. Тайная история древних цивилизаций мира http://www.historie.ru 

3. Железный век. Древняя история. http://fb.ru/article/146111/jeleznyiy-vek-drevnyaya-istoriya 

4. Железный век https://ru.wikipedia.org/wiki/Железный_век  и другие статьи

5. Стадии освоения железа http://arheologija.ru/obshhaya-harakteristika-epohi-zheleza/

6. История архитектуры http://archisto.ru/железный%20век.html 

7. Медный век http://zadocs.ru/istoriya/7187/index.html?page=6 

8. Катастрофа бронзового века http://forum.giga.ua/viewtopic.php?t=261032 

и др.