«Система подготовки к олимпиадам по химии лекции 5–8 Москва Педагогический университет Первое сентября 2009 Игорь Александрович Тюльков, Ольга Валентиновна Архангельская, Мария Вячеславовна Павлова Материалы курса ...»

Поскольку по условию задачи это соединение – соль, то в качестве катиона может быть только ион NH4+, следовательно, на кислотный остаток приходится один атом водорода, два атома углерода и четыре атома кислорода. Молекулярная формула соединения – NH4HC2O4.

Методические принципы подготовки школьников к олимпиадам 2. гидрооксалат аммония.

в задачах на газовые смеси в большинстве случаев количественный состав компонентов задается в объемных долях. но можно задать его и в массовых долях!

Задача 2. (Олимпиада «Ломоносов-2005».) Массовые доли азота и оксида углерода(II) в трехкомпонентной газовой смеси равны соответственно 10,00 % и 15,00 %. Объемная доля третьего компонента равна 72,41%. Определите третий компонент газовой смеси и среднюю молярную массу смеси (Mср).

Примем, что масса смеси 100 г. тогда в ней содержится:

10 / 28 + 15 / 28 = (10+15) / 28 = 0,893 моль N2 и CO, (100–25) / Мх = 75 / Мх моль третьего компонента.

согласно закону авогадро нетрудно доказать, что объемные доли компонентов газовой смеси () равны мольным долям ().

внесем дополнительные обозначения: х – объемная доля третьего компонента, х – мольная доля третьего компонента, см – число моль газов в смеси, х – число моль третьего компонента в 100 г смеси.

решая это уравнение, получаем:

следовательно, третий компонент газовой смеси – кислород.

Ответ. третий компонент газовой смеси – кислород (о2), Другим возможным вариантом ответа является сн3он, т.к. не указаны условия (температура и давление). Подумайте, какие еще газообразные вещества имеют молярную массу 32 г / моль.

рассмотрим пример еще одной олимпиадной задачи, в которой сочетаются массовые и объемные доли.

Задача 3. (Региональный (III) этап 2006 г., 9-й класс.) В газовой смеси содержится метан (CH4) ( = 40%, = 48,5%), оксид азота(II) ( = 20%) и некий третий компонент.

Предложите название третьего компонента газовой смеси.

Для удобства расчетов составим таблицу.

Поскольку известна массовая доля метана в смеси, то можно составить следующее уравнение:

откуда х = 2.

Молярная масса 2 г / моль может быть только у водорода (н2).

Ответ. название третьего компонента газовой смеси – водород.

Мы привели несколько наиболее ярких примеров задач, при чтении условий которых возможны ошибки, связанные со стереотипным восприятием текста.

Методические принципы подготовки школьников к олимпиадам Другой тип невнимательности – некоторые участники олимпиад не анализируют собственное решение! ведь получение ответа – это всего лишь часть решения. необходимо проверить, насколько полученный ответ соответствует условию задачи и здравому смыслу.

например, в ответе школьника указано, что в стакане воды содержится 8,3ж10–24 (показатель степени минус 24!) молекул воды.

возможно, в ходе решения он ошибся в написании? хотя, проанализировав полученный ответ, участник олимпиады должен был бы тут же исправить оплошность.

Приведем еще пример олимпиадной задачи (фрагмент), иллюстрирующий еще один тип невнимательности участников олимпиады.

Задача 4. (Региональный (III) этап 2004 г., 10-й класс.) При полном сгорании 12,84 г вещества В образовалось 8,1 л СО2 (измеренного при температуре 25 °С и давлении 110 кПа), 2, г воды и 8,28 г карбоната калия.

Определите брутто-формулу вещества В.

вспомним уравнение Менделеева–клапейрона:

в молекуле со2 содержится один атом углерода, следовательно, 1(с) = 0,36 моль.

в 0,06 моль карбоната калия содержится 0,12 моль калия и 0, моль углерода (2(C) = 0,06 моль).

Проверим элементный состав:

Поскольку по условию задачи полностью сгорело 12,84 г, можно сделать вывод, что в навеске вещества содержался еще и кислород в количестве:

Брутто-формула вещества в: CxHyKzOi.

Брутто-формула: с7н4K2O3 – калийная соль полностью замещенной салициловой (2-гидроксибензойной) кислоты K2CO3.

Часть участников олимпиады, решающих эту задачу, допустили, казалось, небольшую ошибку: они «забыли», что углерод есть не только в CO2, но и в K2CO3. Из-за этого «пустячка» задача не была решена полностью.

Задача 5. (Региональный (III) этап 2004 г., 11-й класс, фрагмент.) Ниже приведены данные о процессах:

Образование 36 г H2O (г.) из простых ве- Выделяется Методические принципы подготовки школьников к олимпиадам Полное сгорание 18,4 г C2H5OH (ж.) до CO2 (г.) Выделяется Образование 52,8 г CH3COOC2H5 (ж.) в ходе Выделяется Рассчитайте тепловой эффект реакции этилового эфира уксусной кислоты с водородом на палладиевом катализаторе (в расчете на 1 моль эфира).

Уравнение реакции гидрирования этилового эфира уксусной кислоты:

CH3COOC2H5 (ж.) + H2 (г.) = CH3COOH (ж.) + C2н5он (ж.).

Для того чтобы рассчитать тепловой эффект этой реакции (по закону гесса), необходимо комбинировать термохимические уравнения, в которых присутствуют CH3COOC2H5 (ж.), C2н5он (ж.), CH3COOH (ж.) и н2 (г.).

Подробное решение этой задачи приведено в лекции № 5.

основная ошибка в ходе решения этой задачи была связана с тем, что школьники забыли о необходимости учета стандартной теплоты испарения воды, потому что в процессе синтеза из простых веществ вода получается в газообразном состоянии.

в предыдущей лекции мы рассказывали об экспериментальных турах и методике решения экспериментальных задач. существенной проблемой является отсутствие у учащихся навыков ведения лабораторного эксперимента. в этом заключается основная причина низкой результативности выступления школьников на экспериментальных турах. Мы знаем, что ситуация с лабораторным оборудованием и реактивами в школах удручающая. При этом мы знаем и то, что учителя-подвижники делают все для того, чтобы школьники могли «почувствовать вещество» в ходе химического эксперимента. если есть возможность, стоит привлекать вузовских преподавателей. Даже используя только оборудование и реактивы, имеющиеся в школьных кабинетах, можно научить школьника готовить растворы заданных концентраций, проводить простейшие синтезы органических и неорганических веществ, разделять смеси и проводить очистку веществ. неразрешимых ситуаций нет.

Организационно-методическая работа выше мы подробно осветили вопросы взаимодействия «ученик–учитель». кроме непосредственной работы со школьниками учитель также готовит задания первого (школьного) этапа всероссийской олимпиады школьников по химии. Эти задачи обсуждаются на школьных и муниципальных методических объединениях. о содержании олимпиадных задач мы писали в лекции № 3. У каждого учителя наверняка есть своя подборка олимпиадных задач за несколько лет. в рамках обмена опытом предлагаем вам на страницах периодических изданий поделиться наработанными материалами. У каждого учителя имеется также библиотека химической и методической литературы. ее пополнение также можно отнести к организационно-методической работе учителя. список рекомендуемой литературы был опубликован в лекции № 3.

Методические подходы к составлению олимпиадных задач в лекции № 3 были подробно обсуждены вопросы составления олимпиадных задач и формирования комплектов задач для разных классов. Повторим основные требования к задачам, предлагаемым на различных этапах всероссийской олимпиады:

1) содержание олимпиадных заданий должно быть максимально разнообразным, задания должны иметь сеть внутри- и межпредметных связей;

2) олимпиадные задачи должны быть ориентированы в основном на логическое мышление, на применение, а не воспроизведение фактологических знаний по химии;

Методические принципы подготовки школьников к олимпиадам 3) задачи, по возможности, должны быть такими, чтобы ошибка, допущенная участником олимпиады на начальной стадии решения, позволила бы ему добиться, хотя бы частично, положительных результатов;

4) задачи должны иметь дифференцирующие вопросы и задания: от «утешительных» до вопросов и заданий, с которыми могут в полной мере справиться только самые способные участники.

Задачи любого этапа воШ(х) требуют определенной системы оценивания. авторами данного курса лекций разработаны следующие критерии оценки качества составляемых химических задач:

1) понятность условия задачи;

2) дифференцированная система оценивания решения задачи, четко соответствующая условию;

3) наличие возможности применения фактологического материала в процессе решения задачи;

4) наличие возможности нелинейного решения задачи (модульность);

5) комбинированность задачи (наличие внутри- и межпредметных связей, качественных и расчетных заданий);

6) наличие «ключа»;

7) ограничение числа вопросов (заданий) в задаче;

8) наличие «утешительной» части задачи.

Понятность условия задачи.

Это один из основных критериев оценки. Четкие и понятные условия задачи необходимы для ознакомления с ее содержанием, уяснения фактов и явлений, в ней описанных. Записывая эти условия, учащиеся пытаются осмыслить суть задачи, понять ее идею. Чем доступнее для понимания условие задачи, тем участнику олимпиады проще составить опорную схему, план ее решения.

Дифференцированная система оценивания решения задачи, четко соответствующая условию.

в каждой задаче химической олимпиады содержатся вопросы и задания различной трудности. необходимо, чтобы система оценки была справедливой: задания, которые требуют больших усилий для их решения (предполагают проведение значительного числа логических операций), должны принести участнику большее число баллов.

Правильные ответы на вопросы, подкрепленные правильным объяснением, оцениваются большим количеством баллов.

Наличие возможности применения фактологического материала в процессе решения задачи.

Знания, необходимые для решения задач, можно условно подразделить на две группы: знания, которые ученик приобретает непосредственно при разборе задачи, построении логической цепочки решения, и знания, без привлечения которых сам процесс решения невозможен. Последняя группа относится к фактологическим знаниям. сюда входят различные определения, основные теории и законы, разнообразные химические понятия, физические и химические свойства веществ, формулы соединений, уравнения химических реакций. Проблемой при составлении задач является поиск «золотой середины» – чтобы при решении задач участники использовали как прочные и глубокие знания, так и развитое гибкое мышление.

Наличие возможности нелинейного решения задачи (модульность).

Это критерий, который определяет подход к решению задачи. одни задачи требуют решения «в лоб» (линейный подход). решение задач этого типа можно представить в виде определенной последовательности шагов или этапов. ошибка на каком-либо этапе решения не позволит правильно произвести решение следующих этапов.

Другие задачи предполагают наличие нелинейного подхода. Задачи этого типа имеют несколько «зацепок» для нахождения правильного решения. такой тип является более предпочтительным и соответствует требованиям к задачам химических олимпиад.

Комбинированность задачи (наличие внутри- и межпредметных связей, качественных и расчетных заданий).

Данный критерий показывает, насколько задача является разноплановой по содержанию. в идеальном случае в задаче должна быть как качественная, так и расчетная составляющая, задача должна охватывать разные области химии, иметь межпредметные связи.

Наличие «ключа».

«ключ» – это подсказка, которая должна помочь участнику олимпиады понять идею задачи, направить на правильный путь решения.

«ключ» может быть заложен в эпиграфе или в тексте условия. например, в форме данных элементного анализа.

Методические принципы подготовки школьников к олимпиадам Ограничение числа вопросов (заданий) в задаче.

Задачи химической олимпиады никогда не состоят из одного задания. в ходе решения участнику предлагается ответить на ряд вопросов различного характера. с одной стороны, задача должна охватить многие разделы химии, с другой стороны – школьники имеют строгие временные рамки для выполнения всего комплекта задач (не более пяти астрономических часов). Для оценки качества задачи данный критерий является весьма важным. на выполнение теоретического тура школьного и муниципального этапов отводится не более четырех астрономических часов. оптимальное число сложных задач (включающих 2–3 вопроса, которые требуют трудных вычислений или сложных логических построений) – 4. если задачи не очень сложные, то их число может быть увеличено до 5–6.

Наличие «утешительной» части задачи.

как было сказано выше, задача состоит из нескольких заданий (вопросов). некоторые задания (вопросы) составляются таким образом, что подавляющее большинство школьников решит их на максимальный балл. Правильное решение «утешительной» части благоприятно сказывается на психоэмоциональном состоянии школьников, которым не удалось пройти на следующий этап.

авторы надеются, что описанные критерии оценивания олимпиадных задач помогут в работе по составлению комплектов заданий школьного и муниципального этапов.

квалификации педагогов-наставников всероссийская олимпиада школьников по химии – уникальный творческий и интеллектуальный форум. на всех этапах, от школьного к заключительному, участниками являются и школьники, и их педагогинаставники. Мы настоятельно рекомендуем на всех этапах проводить круглые столы с участием педагогической и научной общественности, обсуждать актуальные проблемы химического образования, делиться опытом. При организации всех этапов олимпиады необходимо закладывать в программу их проведения лекции и семинары с методистами и учеными, мастер-классы наставников, чьи ученики регулярно показывают высокие результаты на различных олимпиадах.

Роль интернет-общения и средств массовой информации За последние несколько лет Интернет стал неотъемлемой частью нашей жизни. сейчас уже трудно себе представить, что компьютер не имеет выхода в сеть. Часть общения перешла в виртуальное пространство. Электронная почта, форумы, чаты – то, что подростки используют для общения между собой – должны быть открытыми формами общения и для учителей.

Центральная методическая комиссия (ЦМк) всероссийской олимпиады школьников по химии искренне озабочена тем, что непосредственного контакта между членами ЦМк и учителями, к сожалению, нет. а ведь этот контакт необходим не только вам, но и ЦМк. ваши отклики, предложения, советы, критика, несомненно, помогут поддержать химическое олимпиадное движение, сделать его более привлекательным и открытым. вопрос открытости, доступности весьма актуален. Мы предлагаем активно использовать возможности портала www.rusolymp. ru, обращаться по электронной почте с любыми волнующими вас вопросами. Мы очень надеемся на то, что кроме наболевших вопросов мы сможем обсуждать и пути дальнейшего развития химических олимпиад в россии.

реально ли подготовить призера всемирной олимпиады? Мы знаем, что реально. главное – любовь к своей работе и ученикам, окружающим, самому себе, терпение, внимание, неустанный труд.

И тогда ученики не только поверят в свои силы, но и будут понимать, что олимпийская высота – всего лишь ступень на их жизненном пути, и поднялись на эту ступень они вместе со своим Учителем.

Удачи вам и вашим ученикам!

 наши координаты: архангельская ольга валентиновна ([email protected]), тюльков Игорь александрович ([email protected], [email protected]).

все материалы необходимо выслать до 28 февраля 2009 г. по адресу:

ул. киевская, д. 24, г. Москва, 121165. Педагогический университет «Первое сентября». к выполненной работе необходимо приложить справку (акт о внедрении), заверенную в вашем образовательном учреждении.

Бланк справки высылается каждому слушателю по почте.

Итоговая работа предполагает систематизацию и обобщение знаний, полученных в результате изучения лекционного материала, а также применение их в своей деятельности при проведении школьного этапа всероссийской олимпиады школьников по химии.

Организационная часть итоговой работы.

в лекции № 2 упоминается, что лучше проводить олимпиаду для 8-го класса ближе к концу учебного года. Предлагаем вам разработать:

• комплекты задач для заочного и очного туров школьного этапа олимпиады для 8-го класса с системой оценивания этих задач;

• план основных мероприятий по подготовке олимпиады, в том числе и информационное обеспечение;

• регламент проведения олимпиады (сроки проведения, число участников, программа олимпиады (количество туров), состав жюри, как осуществить проверку и показ работ, разбор задач, подведение итогов и награждение).

Методическая часть итоговой работы.

• сформулируйте не менее 4–5 требований к олимпиадной задаче. Чем, по вашему мнению, она отличается от задачи повышенного уровня сложности?

• оцените уровень мотивации участия школьников в олимпиаде:

высокий, выше среднего, средний, ниже среднего, низкий.

• Проведите анализ содержания олимпиадных задач: к какому разделу химии относятся задачи, какого типа (расчетные или качественные) задачи. (Итоговая работа будет более содержательной, если провести анализ комплектов заданий для разных параллелей прошедшего в октябре–ноябре 2008 г. школьного этапа воШ(х).

в этом случае к работе необходимо приложить эти комплекты заданий.) Убедительная просьба заполнить следующую а н к е т у. Заполненная анкета не оценивается. ваши ответы помогут в работе ЦМк.

Заранее спасибо.

1. Проводится ли в вашем регионе экспериментальный тур на этапах, указанных ниже?

Муниципальном:

региональном:

2. Укажите основные слагаемые (один или несколько) успешного выступления школьников на олимпиаде различного уровня.

1)

2)

3)

4)

5)

3. необходима ли примерная программа содержания всероссийской химической олимпиады при подготовке к олимпиадам различного уровня?

4. Может ли выходить содержание олимпиадных заданий за пределы школьной программы?

5. какую литературу вы используете (или собираетесь использовать) при подготовке к олимпиадам различного уровня?

6. Используете ли вы интернет-ресурсы при подготовке к олимпиадам?

7. каких материалов, касающихся подготовки к олимпиадам различного уровня, не хватает на страницах периодических методических изданий?

8. По каким учебникам по химии вы работаете в:

8-м классе

9-м классе

10-м классе

11-м классе

Укажите, пожалуйста, ваши фамилию, имя, отчество

регион (республику, край, область рФ), где вы живете и работаете

координаты для связи (желательно электронный адрес).............

Лекция № Методика решения задач по физической химии (1)

Лекция № Методика решения задач по физической химии (2)

Лекция № Методические подходы к выполнению экспериментальных задач................. Лекция № Методические принципы подготовки школьников к олимпиадам............ Итоговая работа