CC BY
20
УДК 544.6
М.А. Шпынева, Е.В.Крылова
Российский химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева, Москва, Россия
РАЗРАБОТКА ЗАДАНИЙ ДЛЯ УСВОЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ РАЗДЕЛА «ТЕРМОДИНАМИКА ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ» В КУРСЕ ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ НА ОСНОВЕ ПОЛОЖЕНИЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТНОЙ ТЕОРИИ УЧЕНИЯ
Построение материализованного этапа в цикле обучения в виде заданий, специально составленных по составу признаков изучаемых понятий, способствует более эффективному усвоению учебного материала. Разработаны задания для изучения гальванических элементов в курсе физической химии.
Качественная подготовка высококвалифицированных специалистов с высшим образованием, несомненно, приоритетная задача в развитии современного образования. Получения более эффективного результата образования можно достигнуть при построении обучающих программ. Усвоение знаний в деятельностной теории учения рассматривается как процесс усвоения действий по применению усваиваемых знаний. Усвоение действий по использованию признаков понятий приводит к усвоению понятий.
В процессе усвоения действие, на основе которого формируется научное понятие, претерпевает ряд преобразований (по форме, по мере обобщенности, по мере сокращенности и т.д.) и, как результат, становится умственным с определенными качественными показателями. Однако, чтобы усвоение новых видов познавательной деятельности и входящих в нее знаний стало возможным, обучаемый должен последовательно пройти все этапы усвоения.
Одним из основных является материализованный этап (этап формирования действия в материализованном виде), который включает в себя выполнение учащимися усваиваемого действия в материальной (материализованной) форме, причем все операции, которые должен проделать учащийся даются в развернутой форме. На этом этапе усваивается содержание действия, причем в пределах основных типовых случаев и на небольшом количестве однотипных задач.
Дело в том, что особенность овладения химическими знаниями заключается в том, что до конца формирования сохраняется частичная материализация - в виде опоры на символику или прописывания формул и реакций при решении химических задач.
Выделение и обеспечение материализованной формы действия необходимо потому, что отдельные его виды вызывают значительные трудности у учащихся. Если учащийся в свое время не освоил написание химических реакций, то у него будут трудности в освоении любой дисциплины.
Материализация может осуществляться различными средствами, среди которых выделяются две основные группы: реальные предметы и знаково-символические средства. Знаково-символические средства представляют собой абстрактные объекты, которые замещают реальные предметы и явления с их многосторонними характеристиками.
Для составления заданий были выделены основные признаки изучаемых понятий раздела: электрод, гальванический элемент, скачок потенциала. Электроды характеризуются обратимостью, протекающей на них реакцией, классифицируются по химической природе веществ, участвующих в электродном процессе. Потенциал рассматривается трех типов: гальвани-потенциал, контактный, диффузионный. Все электрохимические элементы разделяют по двум признакам:
1. По характеру суммарного процесса, лежащего в основе действия гальванического элемента. Таким процессом может быть химический процесс или процесс выравнивания концентраций двух электролитов - растворов одного и того же вещества. По этому признаку все элементы делятся на химические и концентрационные.
2. По наличию или отсутствию диффузионных потенциалов (границы раздела жидкостных фаз). При наличии диффузионных потенциалов гальванический элемент или цепь называется цепью с переносом; цепь, в которой диффузионные потенциалы отсутствуют, называется цепью без переноса.
Были разработаны задания, где материализован выделенный набор признаков формируемых научных понятий, представленных в разделе физической химии «Гальванические элементы».
В результате работы учащихся с обобщенной схемой распознавания признаков понятия, которая представляется системой задач, пройдя ряд этапов преобразования, формируется соответствующее научное понятие.
Примеры разработанных заданий
Задание №1.
Пользуясь справочником (Равдель, 1983г., табл. 79), составьте гальванический элемент из двух электродов первого рода: медного (№30) и
а) кадмиевого г) серебряного
б) цинкового д) золотого
в) никелевого е) ртутного (№34)
Запишите для каждого варианта схему правильно и неправильно разомкнутого гальванического элемента.
Задание №2.
Пользуясь справочным материалом (Равдель, 1983г., табл. 79), составьте гальванический элемент из двух электродов различных типов: № 95 и
а) №16 г) №30
б) №42 д) №54
в) №115 е) №150
Запишите для каждого варианта схему правильно и неправильно разомкнутого гальванического элемента.
Задание №3.
Среди указанных гальванических элементов найдите те схемы, в которых:
а) диффузионный потенциал есть
б) диффузионный потенциал устранен посредством солевого мостика или добавлением индифферентного электролита
в) диффузионный потенциал отсутствует
1. Zn|ZnCl2|AgCl|Ag|Zn
2. Zn|znCl2||HCl|H2|Pt
3. Ag|AgCl|KCl|Hg2Cl2|Hg|Ag
4. Zn|ZnSO4||CuSÜ4|Cu|Zn
5. Zn|ZnSÜ4|Ag2SÜ4|Ag
Задание №4.
Для каждой приведенной схемы гальванического элемента укажите, какой это элемент: химический или концентрационный, с переносом или без переноса.
1. Zn|ZnCl2||Cu(NÜ3)2|Cu
a=1 a=0,6
2. Pt|H2|HCl|H2|Pt
p=1 p=2
3. Pt|Zn|ZnCl2||HCl|H2|Pt
a=1 p=2
Задание №5.
Пользуясь справочными данными (Равдель, 1983г., табл. 79), составьте несколько химических гальванических элементов без переноса.
Библиографические ссылки
1. Талызина Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний. - М.; Изд-во Моск.Ун-та, 1984
2. Салмина Н.Г. Знак и символ в обучении. - М.; Изд-во Моск.Ун-та, 1988
3. Салмина Н.Г., Крылова Е.В. Семиотическая логика при построении содержания учебного курса. - М.; Вест.Моск.Ун-та. Сер. 14. Психология, №2, 1998.- с.52-58
4. Герасимов Я.И. Курс физической химии, Т.2 - М.: издательство «Химия», 1973
5. Мерецкий А.М., Белик В.В. Основы электрохимической термодинамики: учебное пособие - М.: РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2011
6. Вишняков А.В., Гребенник А.В, Федорова Т.Б. Физическая химия в формате основных понятий, определений и уравнений - М.; РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2007
