Конспект урока элективного курса «Химия в повседневной жизни человека» для 9 класса по теме «Стекло»

МБОУ «Благодарновская средняя общеобразовательная школа»

Методическая разработка урока элективного курса

«Химия в повседневной жизни человека» для 9 класса по теме

«СТЕКЛО»

Автор: Сидорова Татьяна Александровна,

учитель химии и биологии 1 категории

МБОУ «Благодарновская СОШ»

Тюльганского района Оренбургской области

2009-2010 г.

Технологическая карта урока:

Тема урока

Стекло

Место урока в теме

Раздел «Химия в повседневной жизни человека», урок 8

Цели урока

образовательные

Расширить знания учащихся о стекле как о химическом веществе и как о предмете быта, физических и химических свойствах стекла, его роли в повседневной жизни человека.

развивающие

• Развивать учебно-информационные навыки учащихся: умение работать с информацией (устные сообщения учащихся, схемы, таблицы, презентации)

• Учебно-логические: умение анализировать данные, выявлять сущность наблюдаемых процессов, обобщать и делать выводы;

• Учебно-организационные: самостоятельная деятельность учащихся через выполнение мини-проектов, сообщений, презентаций, буклетов по теме урока.

воспитательные

• Совершенствование коммуникативных умений в ходе коллективных обсуждений.

• Формирование естественнонаучной картины мира

• Формирование убеждения учащихся необходимости химических знаний для понимания свойств веществ и их обоснованного и безопасного использования.

Содержание урока

1. История стекла и стеклоделия

2. Виды стекол

3. Физические свойства и химический состав стекла

4. Современные способы обработки стекла

5. Производство стекла и стеклянных изделий

6. Закрепление (тестирование)

7. Итог урока

8. Рефлексия

Требования к знаниям и умениям учащихся

Должны знать: что представляет собой стекло как химическое вещество, основные физические и химические свойства стекла, разновидности стекол и области их применения.

Должны уметь: писать уравнения реакций, используемых для производства стекла, различать разновидности стекол, подтверждать изученные свойства и закономерности уравнениями реакций, выполнять задания химического содержания, работать с информацией.

Этапы урока

Организационный момент - 1 мин

Мобилизирующее начало урока: мотивация, тема, целеполагание - 8 мин

Изучение нового материала - 24 мин

Физминутка - 1 мин

Закрепление - 6 мин

Подведение итогов -1 мин

Рефлексия - 1 мин

Домашнее задание - 1 мин

Средства обучения

Мультимедиа презентация, видеосюжет «Симфония стекла», периодическая система химических элементов, тесты, информационные карты, коллекции видов стекла и материалов для производства стекла

Методы и приемы

Частично-поисковый

Проектный

Тестирование

Формы организации учебной деятельности

Коллективная, индивидуальная, самостоятельная

Виды познавательной деятельности

Беседа, сообщения, выполнение заданий практического содержания, тестирование

Способы управления познавательной деятельностью

Совместное целеполагание, сообщения учащихся по теме урока, тестирование, оценивание работы учащихся учителем, самооценка.

Домашнее задание

Дифференцированное, творческое

Конспект урока.

Учитель: здравствуйте, ребята! Прозвенел звонок и пора начинать начинать наш урок, в ходе которого мы совершим увлекательное и незабываемое путешествие в мир стекла, которое я хочу начать с небольшой зарисовки одной молодой журналистки в популярном женском журнале. Она пишет: «Мой папа очень любит смотреть телевизор. И если я не дай Бог, заслоню экран хотя бы на одну минуту, он нервно выкрикивает: «Ты что, стеклянная?» папа мой вовсе никакой не стекольщик, зато наш сосед… Сосед - самый настоящий стеклянных дел мастер. Человек он душевный и честный, влюбленный в свое дело. Можно сказать - патриот Стекла. О чем бы мы с ним не беседовали, он обязательно разговор переведет на любимую тему. Может говорить об этом часами. Недавно я даже вспылила: «Сан Саныч, я тебя про жизнь спрашиваю, а ты мне все о стекле да о стекле». На что Сан Саныч обиделся и попенял мне: «Ты, красавица, еще дитя неразумное. Подумай сама, что была бы за жизнь, не будь в ней стекла?»

Давайте и мы с вами немного пофантазируем и представим современный мир без стекла. Что же вы видите в своем воображении? (ответы учащихся)

Учитель: А я продолжу рассказ журналистки: «Да уж, картина получилась несколько мрачноватой. Вокруг дома с окнами, затянутыми слюдой или бычьими пузырями (это где же столько быков взять?). просыпаясь по утрам, мы наводили бы красоту, глядя в полированный оловянный или медный таз. Современных фонарей не было бы, а ночные улицы освещали бы парафиновые свечки. Да что говорить, если бы не изобрели стекло - до сих пор не было бы телескопа, а мы жили бы с мыслью, что земля плоская. Жуткое дело! Ужасная картина жизни без стекла ширилась и росла в моем воображении. Секундочку, а как бы я жила без очков? «Да здравствует тот чудак, которому пришла в голову идея варить из песка стекло» - завопила я, прервав свои мысленные фантазии».

Итак, ребята, назовите тему нашего урока. (Стекло. Слайд 1).

Учитель: А что бы нового, чего о стекле вы еще не знаете, вы хотели бы узнать на сегодняшнем уроке? (ответы учащихся). Я прошу вас запомнить интересующие вас вопросы, мы вернемся к ним в конце урока. Какую цель вы бы поставили перед собой? (предположения учащихся). Давайте вместе сформулируем и уточним цель урока (слайд 2) - расширить ваши знания о стекле как о химическом веществе и как о предмете быта, поговорить о физических и химических свойствах стекла, его роли в повседневной жизни человека. План нашего урока лежит у вас на партах, ознакомьтесь с ним. А чтобы нам было полезно, интересно и приятно работать, я предлагаю вам посмотреть небольшой видеосюжет, который называется «Симфония стекла». Обратите внимание на красоту и яркость красок стекла, на его разнообразие, простые, а порой и замысловатые формы. И представьте себе людей, которые работали с этим стеклом и, создавая из него произведения искусства, вложили в него не только мастерство, но и душу.

(демонстрация видеосюжета).

Учитель: Cейчас мы привыкли к стеклу как к солнцу в ясную погоду или лужам после дождя. Невозможно представить человека без стеклянной посуды, стеклянных окон и зеркал, без фотокамер, телескопов, микроскопов, световолоконных видов связи и многих других оптических систем и приборов (слайд 4). Трудно себе представить, что стекла когда-то не было. Но в XX веке такого наизобретали, что диву даешься, до чего дошел научно-технический прогресс. Но откуда же пошло летоисчисление истории стекла, мы узнаем из небольшого исследования, которое провела одна из ваших одноклассниц.

(ученица представляет свои результаты по проведенному исследованию об истории изобретения стекла, сопровождая рассказ своей презентацией).

Некоторые сведения о стекле даются в учебной программе по химии. Давайте вспомним, что же мы уже знаем об этом удивительном веществе, а если и не знаем, то можем узнать.

(ответы учащихся).

Учитель: стекло можно сварить из обычного кварцевого песка. Вспомните химическую формулу песка (SiO2). Однако для этого процесса нужна очень высокая температура (выше 1700 С). Для этого процесса нужно составить определенные условия: электрические печи или горелки, в которых сжигаю водород в токе кислорода. Расплавленный песок представляет собой очень густую и вязкую массу, из нее очень трудно удалить пузырьки воздуха придать нужную форму.

В стекловарении используют только самые чистые разновидности кварцевого песка, в которых общее количество загрязнений не превышает 2-3%.

Особенно нежелательно присутствие железа, которое даже в ничтожных количествах (десятые доли процента) окрашивает стекло в зеленоватый цвет. Если к песку добавить соду (вспомните химическую формулу), то удается сварить стекло при более низкой температуре (меньше на 200-300 С). Такой расплав будет иметь менее вязкую текстуру , а значит и легче из него удалить пузырьки воздуха при варку. Такому изделию легче придать нужную форму. Но! Удивительное дело - такое стекло растворимо в воде, а изделия из него подвергаются разрушению при влиянии атмосферных воздействий. (слайд 6). Для придания стеклу нерастворимости в него вводят третий компонент - известь, мел, известняк (вспомните химическую формулу).

Смешав эти три компонента (как минимум) получают смесь, которая называется шихтой. Как бы вы назвали стекло такого состава?

(предположения учеников)

Учитель: стекло, исходными компонентами которого являются песок, сода и известь, называют натрий-кальциевым. Оно составляет 90% получаемого в мире стекла. Приварке карбонаты кальция и натрия разлагаются. Давайте напишем эти уравнения реакций:

(работа учащихся у доски и на месте.) Na2CO3=Na2O+CO2

CaCO3 = CaO + CO2

Для самопроверки - слайд 7

Учитель: Назовите оксиды, полученные в результате разложения. Определите, какие из них являются основными? (ответы учащихся)

Именно эти оксиды образуют сложные соединения - силикаты. Вспомните, какие соединения называют силикатами? (ответ учащихся)

Запишите уравнения реакций (работа учащихся у доски и на месте. Для самопроверки - слайд 8,9): SiO2 + CaCO3 = CaSiO3 + CO2

SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2

Учитель: Итак, состав обычного стела можно выразить общей формулой: Na2O*СаO*6 SiO2 (слайд 10). Стекло не так уж и неразрушимо под действием природных сил, как может показаться на первый взгляд. Посмотрите, как выглядит старое витражное стекло под микроскопом (слайд 11). А так выглядят пространственные молекулы различных видов стекол (слайд 12). Давайте попробуем дать определение, отвечающее на вопрос - какое вещество с точки зрения физических свойств можно назвать стеклом.

Ответы учащихся (это прозрачный, бесцветный или окрашенный хрупкий материал. Слайд 13) .

Учитель: В стекло вместе с оксидом натрия можно вплавлять и другие оксиды. Перед вами таблица «Состав некоторых типичных промышленных стекол (в %)». (информационная карта, слайд 14 )

стекло

SiO2

В2О3

Al2O3

Na2O

K2O

CaO

MgO

Pb3O4

BaO

ZnO

Оконное

72

2

14

9

3

Бутылочное

70

3

17

8

2

Хрустальное

56

11

33

Лабораторное

85

9

2

4

Оптическое

34

13

3

46

4

Задание: проанализировав данные таблицы, ответьте на вопрос: какие оксиды (в виде добавок) на какие физические свойства стекла влияют?

(ответы учащихся)

Учитель: Согласны ли вы с утверждением, что производство стекла - это сложный химический процесс? Почему? (сопряжен с высокими температурами, нужно учитывать много тонкостей, относится к промышленности).

Еще раз посмотрите в таблицу и скажите, а по каким свойствами могут различаться все представленные там виды стекол? (ответы учащихся).

Учитель: Делаем обобщение сказанного вами: к важнейшим свойствам стекол относятся (слайды 15,16,17):

• Плотность

• Прочность

• Твердость

• Хрупкость

• Теплопроводность

• Термическая устойчивость

• Оптические свойства

Дайте краткую характеристику каждому из этих свойств (ответы учащихся, дополнения, коррекция предположений учащихся учителем):

• Плотность - это отношение массы тела к его объему. От плотности стекла зависит его прочность

• Прочность - способность стекла выдерживать нагрузку на сжатие, растяжение и т.д.

• Твердость, хрупкость - способность стекла оказывать сопротивление проникновению в него более твердого материала

• Теплопроводность - способность материала, в данном случае стекла, проводить тепло без перемещения этого материала.

• Термическая устойчивость - способность стекла выдерживать резкое изменение температуры, не разрушаясь. Следует сказать, что кварцевое стекло способно выдерживать перепад температур до 1000 С.

• Оптические свойства - это светопрозрачность, светопоглощение, отражение и преломление света.

Вывод: благодаря своим уникальным физическим свойствам и химической устойчивости к активным химическим реагентам стекло является самым широко применяемым материалом в быту, промышленности, на транспорте и т.д.

А теперь немного отдохнем: пришло время активных физических действий - физминутки: (проводит один из учеников):

Куда бы нас не занесло,

Повсюду видим мы стекло.

Глазки влево, взгляд в окно -

Разглядим мы там стекло.

Взгляд ведем наверх, и он

Стеклянный видим там плафон.

Глазки вправо - монитор,

Взгляд вперед - и снова он.

Мы как будто бы во сне

К стеклянной подошли стене.

Руками трогаем стекло -

Очень гладкое оно.

Руки в стороны разводим,

По стеклу руками водим.

Спинку выгнул, прыжок,

И вновь вернемся на урок.

Учитель: немножко отдохнули, отвлеклись, и продолжаем наше занятие. Сейчас стекло превратилось в прочный и надежный строительный и оригинальный отделочный материал. При желании даже полы и стены можно сделать из стекла: красиво и оригинальнее железобетона. О некоторых разновидностях стекол нам расскажут ваши одноклассники.

Сообщения учащихся с сопровождением презентаций «Промышленные стекла», «Хрусталь».

Учитель: одним из важнейших свойств стекла является его прозрачность. Однако, в ряде некоторых случаев стеклу специально придают непрозрачность путем добавления в него различных веществ. Для этого в шихту добавляют оксиды некоторых металлов или коллоидные частицы некоторых элементов. Так получается цветное стекло. Обратите внимание на образцы цветного стекла, которые лежат у вас на столах и на таблицу №2 в информационных картах «Оксиды некоторых металлов и коллоидные частицы некоторых элементов, используемых для получения цветного стекла». (слайд 18).

Химический элемент или вещество

Цвет стекла

медь

Красный

золото

Красный

серебро

Желтый

селен

Розовый

Соединения селена

Красный

Оксид кобальта (II)

От голубого до фиолетово-синего. Калиево-цинковое стекло - зеленый

Оксид меди (II)

Натрий-кальциевое стекло - голубой,

калиево-цинковое -зеленый

Оксид марганца (II)

Натрий-кальциевое стекло - красно-фиолетовый, калиево-цинковое - сине-фиолетовое

Оксид свинца (II)

Усиливает цвет стекла, придает цвету яркие оттенки

Соединения железа (II, III)

Зеленый

Нитраты щелочных металлов, диоксид церия (CeO2), оксид мышьяка (II) (As2O3), оксид сурьмы (III) Sb2O3

Обесцвечивают стекло

Криолит, плавиковый шпат, фторидные соединения

Молочный оттенок

(слайд 19) Задание: по предложенным образцам стекол из коллекции и данным таблицы 2 определите, какие химические элементы или соединения дают ту или иную окраску образцам стекол.

(работа учащихся, ответы).

Учитель: фотографии старого витражного стекла под микроскопом мы уже сегодня видели, а вот что это за разновидность стекла и как оно применяется? На этот вопрос на поможет ответить сообщение «Витражи»

Сообщение учащегося с презентацией «Витражи».

Учитель: сегодня мы с вами уже не раз говорили о том, как много усилий стоило человечеству получение прозрачного и цветного стекла, но в некоторых деталях промышленного и бытового интерьера требуется, чтобы стекло было непрозрачным, матовым, но пропускали свет. Для этого существуют современные способы обработки стекла, которые делают его неповторимо красивым, приятным для глаз. Существует множество способов: (слайд 20):

• Пескоструйная обработка стекла

• Грубая шлифовка

• Прокат стекла на столах или между вальцами на которые нанесен рисунок.

• (слайд 21) травление: обработка фтороводородной (плавиковой) кислотой, под действием которой оксид кремния, входящий в состав стекла, начинает плавится. Давайте вместе с вами напишем уравнение происходящей реакции:

SiO2 + 4HF = (учащиеся дописывают уравнение реакции)

Для самопроверки - уравнение на слайде 22 SiO2 + 4HF = SiF4 (газ) + 2H2O

• Фотофромирование (слайд 23)

• Матирование (слайд 24)

• Гравирование

Учитель: вряд ли современный человек может оценить комфорт и удобство, который дают ему различные виды стекол. При рождении человек сразу попадает в светлое и тёплое помещение и принимает этот факт как должное. Как мы уже с вами выяснили, изготовление стела - это процесс химический и производство. И кто же те люди, которые помогают нам видеть наш мир через стекло, с помощью стекла.

Сообщение ученика с презентацией «Современные заводы- стеклопроизводители»

Учитель: Любое производство, в том числе и химическое, как бы оно не было современно автоматизированное и усовершенствовано, не может обойтись без людей- профессионалов своего дела, которые любят свою работу и посвящают ей всю свою жизнь, становясь настоящими стекольных дел мастерами, такими, как герой Сан Саныч из зарисовки, которую я прочитала вам вначале урока. Как же профессии можно получить, для того, чтобы работать на стекольном производстве?

Представление учащимися буклетов «Профессии, связанные с производством стекла» «Профессии, связанные со стеклоделием».

Наш урок подходит к концу. Для того, чтобы вы сами смогли проверить, полезна ли для вас была эта тема, внимательны ли вы были сегодня на уроке, все ли усвоили, я предлагаю пройти вам небольшое компьютерное тестирование.

Работа учеников. Подведение итога работы учащихся. Выступление оценок.

Итого урока: Несомненным является тот факт, что человек научился вырабатывать стекло - этот замечательный материал, сыгравший выдающуюся роль в развитии нашей культуры. Может быть, после сегодняшнего занятия кто-то из вас и захочет связать свою будущую профессию производством стекла или стеклоделия. А если и нет, то вы, приходя каждый день домой, будете смотреть на окружающие вас стеклянные предметы другими глазами, понимая, какое важное место они занимают в нашем мире и по достоинству оцените труд людей, которые помогают нам жить в уюте, комфорте, тепле. В заключении я хочу у вас спросить, получили ли вы сегодня ответы на вопросы, которыми вы задавали вначале занятия? (ответы учеников). Что нового для себя вы узнали сегодня на уроке? А что бы вы хотели узнать еще, о чем не было сказано на уроке? (ответы учеников).

Домашнее задание - дифференцированное на карточках.

Спасибо за урок.