Химия пәні бойынша элективті курстар арқылы оқушыларды бейімін, бағдарын таңдауға дайындаудың теориялық негіздері және оқыту
КІРІСПЕ
5
1 ӘДЕБИ ШОЛУ 7
1.1 Химия пәні бойынша элективті курстар арқылы оқушыларды бейімін, бағдарын таңдауға дайындаудың теориялық негіздері және оқытудың қазіргі кездегі күй.жайы 7
2 НЕГІЗГІ БӨЛІМ 13
2.1 “Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста” элективті курсының бағдарламасы 13
2.2 “Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста” элективті курсының тақырыптық жоспары 13
2.3 “Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста” элективті курсының мазмұны 14
2.4 Ұсыныстар 59
2.5 Ұсынылатын әдебиеттер тізімі 60
ҚОРЫТЫНДЫ 61
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 62
5
1 ӘДЕБИ ШОЛУ 7
1.1 Химия пәні бойынша элективті курстар арқылы оқушыларды бейімін, бағдарын таңдауға дайындаудың теориялық негіздері және оқытудың қазіргі кездегі күй.жайы 7
2 НЕГІЗГІ БӨЛІМ 13
2.1 “Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста” элективті курсының бағдарламасы 13
2.2 “Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста” элективті курсының тақырыптық жоспары 13
2.3 “Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста” элективті курсының мазмұны 14
2.4 Ұсыныстар 59
2.5 Ұсынылатын әдебиеттер тізімі 60
ҚОРЫТЫНДЫ 61
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 62
Қазақстандағы білім берудің негізгі мақсаты мемлекеттегі әлеуметтік-экономикалық жағдайларының қазіргі заман талаптарына және оның дамуының негізгі бағыттарына сәйкес келетін жаңа сапаға жету болып табылады. «Білім берудің мазмұнын білім үстемдігі деңгейінен нәтижеге бағдарланған «құзіретті» білімге өзгертуді» міндеттеп отырған бүгінгі күннің талабы өмірге бағдарлы оқытуды әкелді. Ал бағдарлы оқытудың оқушылардың қызығушылығын неғұрлым толық ескере отырып, олардың қабілетін дамытуға бағытталған арнайы дайындық үдерісі екендігі, бұл оқыту үрдісін саралау мен даралау арқылы орындалатыны анық. Экономика мен қоғамдық өмірдегі өзгерістердің дамуы - білім беру жүйесінің мәнісі мен негізі болып табылатын тұлғаға жаңа талаптар қойылады.
1. Назарбаев Н.А. Казахстан на пороге нового рывка вперед в своем развитии. Стратегия вхождения Казахстана в число пятидесяти наиболее конкурентноспособных стран мира // Казахстанская правда, 2006.- № 3. - С. 45-46.
2. Кусаинов А.К., Абенова Т.К., Башар Р.Б. Национальные системы образования: общая характеристика, структура. – А.: Ронд. -2004. - С. 76-79, 86-90, 99-104.
3. Концепция предпрофильной подготовки учащихся и профильного обучения старшеклассников. Астана: Республиканский научно-практический центр проблем 12-летнего образования, 2006. - 44 с.
4. Словарь иностранных слов. - 7-е изд., перераб. - М.: Русский язык.- 1980. – 624 с.
5. Сарыбеков М.Н. Структура и содержание предпрофильной подготовки в основной школе, профильного обучения в средней школе в свете формирования ключевых предметных и базовых компетенций в составе полирпофильной средней школы как модели с личностно-ориентированной парадигмой: Отчет о НИР (промежут.) ТарГПИ 10.12.2007. – 308 с.
6. Большой толковый словарь русского языка // Сост. и гл. ред. Рос. акад. наук, ин-т лингвист, исслед. Кузнецов С.А. - СПб.: Норинт, 2004. -1536 с.
7. Сариева К.Н. Кластерное решение взаимодействия учреждений образования и науки. Білім - Образование. - 2005. - № 3 (21). - С. 61- 63.
8. Профильное обучение в школе: опыт, проблемы, перспективы // Открытая школа. - 2005.-№ 5.- 8- 10 с.
9. Бейсембаева Л.К. Профильное обучение: опыт России и Казахстана. Элективті курстардың теориясы мен практикасы // Хабаршы Вестник, химия сериясы, Алматы: - 2008.-№ 3(51). –С. 224-229.
10. Абылкасымова А. Е. Состояние, тенденции развития педагогической науки Казахстана, прорывные направления, приоритеты // Білім - Образование. - 2006. - № 2. - С. 64 - 67.
11. Қазақбаева Д.М. Бағдарлы оқытуды ұйымдастыру үлгілері // Открытая школа. - 2006. - № 9. - С. 33-38.
2. Кусаинов А.К., Абенова Т.К., Башар Р.Б. Национальные системы образования: общая характеристика, структура. – А.: Ронд. -2004. - С. 76-79, 86-90, 99-104.
3. Концепция предпрофильной подготовки учащихся и профильного обучения старшеклассников. Астана: Республиканский научно-практический центр проблем 12-летнего образования, 2006. - 44 с.
4. Словарь иностранных слов. - 7-е изд., перераб. - М.: Русский язык.- 1980. – 624 с.
5. Сарыбеков М.Н. Структура и содержание предпрофильной подготовки в основной школе, профильного обучения в средней школе в свете формирования ключевых предметных и базовых компетенций в составе полирпофильной средней школы как модели с личностно-ориентированной парадигмой: Отчет о НИР (промежут.) ТарГПИ 10.12.2007. – 308 с.
6. Большой толковый словарь русского языка // Сост. и гл. ред. Рос. акад. наук, ин-т лингвист, исслед. Кузнецов С.А. - СПб.: Норинт, 2004. -1536 с.
7. Сариева К.Н. Кластерное решение взаимодействия учреждений образования и науки. Білім - Образование. - 2005. - № 3 (21). - С. 61- 63.
8. Профильное обучение в школе: опыт, проблемы, перспективы // Открытая школа. - 2005.-№ 5.- 8- 10 с.
9. Бейсембаева Л.К. Профильное обучение: опыт России и Казахстана. Элективті курстардың теориясы мен практикасы // Хабаршы Вестник, химия сериясы, Алматы: - 2008.-№ 3(51). –С. 224-229.
10. Абылкасымова А. Е. Состояние, тенденции развития педагогической науки Казахстана, прорывные направления, приоритеты // Білім - Образование. - 2006. - № 2. - С. 64 - 67.
11. Қазақбаева Д.М. Бағдарлы оқытуды ұйымдастыру үлгілері // Открытая школа. - 2006. - № 9. - С. 33-38.
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ
5
1
ӘДЕБИ ШОЛУ
7
1.1
Химия пәні бойынша элективті курстар арқылы оқушыларды бейімін, бағдарын таңдауға дайындаудың теориялық негіздері және оқытудың қазіргі кездегі күй-жайы
7
2
НЕГІЗГІ БӨЛІМ
13
2.1
"Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста" элективті курсының бағдарламасы
13
2.2
"Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста" элективті курсының тақырыптық жоспары
13
2.3
"Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста" элективті курсының мазмұны
14
2.4
Ұсыныстар
59
2.5
Ұсынылатын әдебиеттер тізімі
60
ҚОРЫТЫНДЫ
61
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
62
КІРІСПЕ
Қазақстандағы білім берудің негізгі мақсаты мемлекеттегі әлеуметтік-экономикалық жағдайларының қазіргі заман талаптарына және оның дамуының негізгі бағыттарына сәйкес келетін жаңа сапаға жету болып табылады. Білім берудің мазмұнын білім үстемдігі деңгейінен нәтижеге бағдарланған құзіретті білімге өзгертуді міндеттеп отырған бүгінгі күннің талабы өмірге бағдарлы оқытуды әкелді. Ал бағдарлы оқытудың оқушылардың қызығушылығын неғұрлым толық ескере отырып, олардың қабілетін дамытуға бағытталған арнайы дайындық үдерісі екендігі, бұл оқыту үрдісін саралау мен даралау арқылы орындалатыны анық. Экономика мен қоғамдық өмірдегі өзгерістердің дамуы - білім беру жүйесінің мәнісі мен негізі болып табылатын тұлғаға жаңа талаптар қойылады. Сол талаптардың ішінде негізгілері: талапкерлік, жауапкершілік, қоғамдағы өзгерістерге бейімделушілік, болашақ мамандықты түсінушілікпен таңдау қабілетінің болуы және оған дайын болу.
Елбасымыз Н.Назарбаевтың балалардың мектепке баруын толық қамтамасыз ету, "Қазақстан - 2030" жылға дейінгі стратегиясын айқындаған жолдауында елдің дамуының негізгі бағыттары көрсетілді, міне соған байланысты білімді ұрпақ тəрбиелеп өсіру əрбір ұстаздың борышы [1]. Сондықтан да болашағымыздың жарқын болуы осы білімді де, салиқалы мектеп қабырғасында жүргізген оқыту үрдісі мен тəрбиеге байланысты болмақ. Бүгінгі жас ұрпаққа жан-жақты білім беру, оқушылардың заман талабына сай өмір сүруіне үлкен ықпал жасамақ. Əрбір мұғалім оқушылардың білімін тереңдетіп, ой - өрісін, шығармашылық қабілетін арттыруды көздеп, пəнге деген қызығушылығын тудыру нысанасын таңдайды. Ендеше, Қазақстанның болашақ білімді мамандарын дайындауда алатын білімнің ұшқырлығы мен нəтижелігінің желісі əлеуметтік - экономикалық дамуындағы өзгерістерге жол ашу болып табылады. Заман талабына сай жалпы орта білім бейінді оқытуға көшу үстінде.
Ал бүгінгі қүндегі орта білім берудің негізгі қозғаушы күштері - жалпы білім беретін мектептерде бағдарлы оқытуды жаппай енгізу, бағдарлы мектептер мен ресурсты орталықтардың дамуы және 12 жылдық орта білім беру жүйесіне көшу болып табылады, олар Қазақстан Республикасындағы білім беруді дамыту концепциясында (2004-2015 ж.ж.), Қазақстан Республикасындағы 2005-2010 жылдарға арналған білім беруді дамытудың мемелекеттік бағдарламасына, Білім беру саласындағы мемелекеттік саясат концепциясында бекітілген.
Бітіру жұмысындағы ғылыми аппарат
Бітіру жұмысының өзектілігі: Бүгінгі таңда еліміздің білім жүйесінде оқыту үдерісін тың идеяларға негізделген жаңа мазмұнмен қамтамасыз ету міндеті тұр. Орта білім берудің басты мақсаты - әлеуметтік, экономикалық, қоғамдық - саяси өмірге белсенді араласуға дайын, құзыретті тұлғаны қалыптастыруға ықпал ету болып отыр. Өткенге қарап басымызды иеміз, ертеңге қарап білек сыбанамыз демекші, бүгінгі бала-ертеңгі азамат. Оқытушының педагогикалық шеберлігінің негізгі өлшемдерінің бірі - оқушының өзіндік танымдық жұмысын ұйымдастыру, ал екіншісі оқушының қызығушылығын арттырып, ғылыми ізденіске жетелеу. Қазіргі кездегі орта мектеп оқулықтарындағы "Металдар" тарауында металдарға берілген мәліметтер аз болғандықтан, "Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста" элективті курсының бағдарламасын 10 сыныптағы жаратылыстану-математика бағытына арнап ұсыну өзекті проблема болып отыр.
Бітіру жұмысының мақсаты: Орта мектептің жаратылыстану-математика бағытының 10-сыныбына арналған "Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста" атты элективті курсын дайындау.
Бітіру жұмысының міндеттері:
1) Орта мектепке сай "Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста" атты элективті курсының бағдарламасын құрастыру.
2) Мұғалімдерге қажетті мәліметтің үлгісін ұсыну.
3) Оқушылардың қызығушылығын арттыратындай элективті сабақтардың мазмұнын беру.
Зерттеу нысаны: Мектепте химия пәнін ұйымдастыру үрдісі
Күтілетін нәтиже:
1) "Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста" атты элективті курсының бағдарламасы дайындалады.
2) Мұғалімдер ұсынылған мәліметтердің үлгісін пайдалана отырып элективті курстарды тиімді ұйымдастырады.
3) Оқушылардың қызығушылығын арттыратындай элективті сабақтардың мазмұны қалыптасады.
Жұмыстың жаңашылдығы:
1) "Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста" атты элективті курсының бағдарламасы құрастырылады.
2) Мұғалімдерге қажетті мәліметтің үлгісі ұсынылады.
3) Оқушылардың қызығушылығы артатын элективті сабақ мазмұны беріледі.
Жұмыстың практикалық құндылығы: Оқушылардың металдар туралы білімін толықтырып, практикалық білігі мен дағдысын қалыптастыру.
Жұмыстың сынақтан өткізілуі: 2012 жылдың 30 қаңтары мен 10 наурыз аралығында №143 Сүйінбай атындағы жалпы орта білім беретін мектепте педагогикалық практикада сынақтан өткізілді.
Оқыту әдісі: Кіріктірілген оқыту әдісі
Сабақты ұйымдастыру формасы: жеке, топтық жұмыс
ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ
1.1 Химия пәні бойынша элективті курстар арқылы оқушыларды бейімін, бағдарын таңдауға дайындаудың теориялық негіздері және оқытудың қазіргі кездегі күй-жайы
Даму жолындағы қоғамда ең алдымен білім дамуға тиісті. Ал білімді дамытатын сол үрдістің субъектілерінің принципті түрдегі жаңа әрекеттері мен жаңа қарым- қатынас нормаларын меңгеруі болып табылады [2].
Оқушылардың бағдаралды дайындығы және жоғары сынып оқушыларының бағдарлы оқыту концепциясына сәйкес, бағдарлы оқыту-оқушылардың тұлғалық және өмірлік орнын анықтауды қамтамасыз ететін оқытудың индивидуализациясы және дифференциациясы іске асырылатын орта жалпы білім берудің соңғы кезеңі. Бұл жоғары сынып оқушыларының қабілеттері, қызығушылықтары мен қажеттіліктері ескерілетін, оқушылардың танымдық және кәсіптік ниеттеріне сәйкес оқушылардың максималды дамуы үшін жағдайлар жасалатын оқу іс-әрекетін ұйымдастыру жүйесі.
Дифференциация - біртұтасты бірнеше бөліктерге, формалар және сатыларға бөлу, бөлшектеу деген мағынаны білдіреді [3].
Білім беру жүйесі дамуының өткен кезеңінде соңғы білім беру типі қалыптасты, сол кезде білім, білік, дағдылар бүкіл кәсіби іс-әрекет пен өмір жолында өз құнын жоймай сақталып қалатын. Бұл қоғамдық өндірістің салыстырмалы түрде баяу эволюциясының және соған байланысты білім беру мазмұны құрылымының тұрақтылығы салдарынан болатын. Бүгінгі күні техника, технология, ақпараттық технологиялар даму қарқыны адамзат ұрпағының ауысуынан жедел жүріп жатыр. Жаңа білім беру саясаты нәтижеге бағытталған құзыретті білім беру деп аталды. Мұндай білім берудің мәні - ерекше зейінді дайындық деңгейіне қойылатын талаптарға сонымен қатар, жеке бөлшектелген білім беру салаларының білім, білік, дағдыларына емес, мектеп бітірушілерінің жылдам өзгеріп жатқан әлемге бейімделуіне дайын болуға мүмкіндік беретін базалық білім, білік, дағды түріндегі біртұтас сапалы соңғы нәтиженің қалыптасуына қойылатын талаптарға аударады. Маманның пәндік-білімдік үлгісіне балама ретінде маманның құзыретті үлгісі болады. Жиі пайда болып және өзгеріп отыратын мәселелерге іс-әрекеті мен мінез құлқы пара-пар болатын адам құзырлы деп саналады [4].
Оқушылардың 12 жылдық мектептегі элективті мәселелерін зерттеу Қазақстанның педагогикалық ғылымының приоритетті бағыттарының бірі болып табылады [5].
Орта мектептің жоғары сыныптарындағы элективті курсты оқытудың педагогикалық орындылығы былайша түсіндіріледі:
- жоғары сынып оқушыларында нақты бір іс-әрекет түрлеріне тұрақты қызығушылығының болуымен;
- оқушылардың тұрақты қызығушылықтарын оқыту және тәрбиелеу мақсаттары үшін қолдану қажеттілігімен;
- дарынды оқушылардың өскіндерін және қабілеттерін максималды дамыту үшін қолайлы жағдайлар жасау;
- оқушылардың шамадан тыс жүктемесін жоюға ұмтылумен;
- оқушылардың кәсіби бейімделу қажеттігімен түсіндіріледі [6].
Бағдарлы оқытудың негізгі мақсаттары оқушылардың мектеп бітірушілерінің моделіне сәйкес келетін және олардың еңбек нарығының шарттарына бейімделуіне, сондай-ақ бітірушілерге кең орта білімді әр болашақ маманға қажет қысаң мамандандырумен сәйкес келетін түлектің тұлғалық қасиеттерінің қалыптасу қажеттілігінен туындайды.
Бағдарлы оқытуға көшіру келесі мақсаттарды көздейді:
- жеке жалпы білім беретін пәндерді тереңдетуді қамтамасыз ету;
- оқытудың дифференциациясы үшін, қабілеттері, икемдері мен қажеттіліктеріне сәйкес оқушыларға жеке білім беру траекториясын таңдауына, дифференциацияға жағдай жасау;
- әртүрлі деңгейдегі оқушыларға, олардың қабілеттеріне жеке бас икемдеріне және қажеттіліктеріне сәйкес толық білім алуына бірдей мүмкіндік орнатуға ықпал жасау;
- жалпы және кәсіби білім беру арасындағы байланысты қамтамасыз ету, мектеп бітірушілерін жоғары кәсіби білім бағдарламаларын игеруіне неғұрлым тиімді дайындау [7].
Элективті курстар - оқушылар таңдап алған міндетті оқу курстары, олардың мазмұны оқушылардың жеке білімге деген қызығушылықтарына сәйкес танымдық қызығушылықтарын қанағаттандыруға мүмкіндік беріп, пәндер бойынша білімдерін кеңейтіп, тереңдетуге ықпал етеді. Элективті курстары оқыту таңдалған бағарлы пән қолданылатын тіршіліктің нақты аумақтарына қажетті қолданбалы білім, білік және іс-әрекет түрлерін алу жағына бағытталған [8].
Оқушылардың жеке сұраныстарын зерттеу негізінде оларға оқу бағдарынан өзгеше болатын, бірақ тұлғалық бейімделуді және оқушының білім қажеттіктерін қамтамасыз ететін курстар ұсынылуы мүмкін.
Элективті курстар қысқа мерзімді болады және әртүрлі бағыттағы қосымша білім беру бағдарламаларына негізделеді. Мектеп немесе басқа білім беру ұйымдары ұсынатын элективті курстардың мөлшері оқушы таңдауға міндетті курстардың санымен салыстырғанда артық болуы тиіс [9].
Элективті диффренциацияны ұйымдастыру түрлері ретінде оқушылардың таңдау бойынша курстарын (соның ішінде факультативтер, үйірмелер, элективті курстар), зерттеушілік, шығармашылық, жобалық іс -әрекеттерін көрсетуге болады. Сөйтіп, элективті дифференциация ұғымы оны ұйымдастырудың бір түрі болып табылатын және бірқатар пәндерді таңдаумен шектелмейтін элективті курстар ұғымынан едәуір кең мағынада болады [10].
Элективті курс - (латынша electus - таңдаулы [] ) бұл оқушылар таңдауы бойынша іске асырылатын міндетті курс. Мұндай курстар біздің еліміздің қазіргі заман білім беру тәжірибесінде орта мектептерді 8-9 сыныптарындағы бағдарлы дайындыққа дайындау кезінде және 10-11 (11-жылдық мектептерді мысалға алғанда) сыныптардағы бағдарлы оқыту негізінде енгізілуде [11].
1-кесте. Дифференциацияның екі түрінің ұқсастықтары мен айырмашылықтары
Факультативті курстар
Элективті курстар
Ұқсастықтары
Мақсаты: оқушылардың білімін тереңдету, қызығушылықтарын, қабілеттерін және икемдерін дамыту, өздігінен кәсіби анықталуы
Оқушылықтар өз қызығушылықтарына сай таңдайды
Стандарттар мен БМЕ -ның болмауы
Айырмашылықтары
Оқушылардың бір бөлігі ғана таңдайды
Әр оқушы таңдайды
Сабақтар оқу кестесіндегі сабақтар торының сыртына шығарылған (7-8 сабақтар)
Сабақ кестесінде басқа сабақтар сияқты көрсетілген
Қатысуға міндетті емес
Қатысуға міндетті
Ұзақтығы кем дегенде 34 сағат. Сабақтар түгел оқу жылына жоспарланады
Ұзақтығы 6-8 -ден 72 сағатқа дейін, 1-2 айға, тоқсанға, жарты жылдыққа жоспарлануы мүмкін
Бір пән бойынша бір курс ұсынуға болады
Курстар әр пән бойынша мүмкін болатын таңдауға қарағанда артық мөлшерде ұсынылуы қажет
Бағдарлы оқытуды ұйымдастырудың қазіргі күйі мен болашағын анализдеу үшін ең алдымен бағдарлы сыныптар пәнді тереңдетіп оқытатын сыныптардан қалай ерекшеленетіндігін анықтау керек [12].
Оның айырмашылығы мамандану деңгейінде жатыр, сонымен қатар сәйкес оқу пәндерін оқыту тереңдігіне және қаншалықты оқушылар қауымын камтып жатқандығына байланысты. Тереңдетіп оқыту оқушылар дайындығының неғұрлым жоғары деңгейін білдіреді, сонымен қатар олардың санын азайтады. Бағдарлы оқытуды мектептің жоғары сатысындағы неғұрлым демократиялық және кең фуркациясы деп түсінуге болады. Әр бағдарда негізгі зейін жалпы жүктеменің қомақты үлесі берілетін бағдарланушы пәндер тобына бөлінеді. [13].
Элективті курс сабақтарын ұйымдастыру кезінде оқытудың тек дәстүрлі әдістерін қолдану жеткіліксіз, қазіргі заман білім беру жүйелері мен оқыту технологиялары қажет екендігі бүгінгі күні баршаға мәлім.[14]
Бейіналды элективті курс әдістемесін жасау кезінде, оқушылардың қабілеттері мен мүмкіндіктерінің ашылуына, олардың өздігінен жұмыс істеуіне көп көңіл бөлінді. Сабақта оқушыларға базалық курстан таныс сұрақтар қолданылып, оларды толықтырып, тереңдету арқылы білімдерін кеңейту мәселесіне баса көңіл аударылды [15].
Оқушылардың оқуға деген жағымды мотивациясын тудыру үшін терең ой толғаныстарын қажет етпейтін материалдарды қолданып, логикалық ойларын дамытып, салыстырмалы түрде жауап беруге итермелейтін материалдарды пайдаланудың тиімділігі педагогикалық-психологиялық тұрғыдан дәлелденді. Көздеген нәтижеге жетуді қамтамасыз ету үшін күрделілігі әртүрлі материалдар мен тапсырмалар қолданылып отырды. Бейіналды элективті курс құрамында тек қана қызығушылық тудыратын материал болып қоймай, курс мазмұнында химия жайлы толық ғылыми түсінікті қалыптастыратын күрделі материалдардың қамтылуы керек [16].
Кез келген басқа жалпы білім беретін курстар сияқты бейіналды элективті курстары да, білім берудің жалпы дидактикалық принциптеріне сәйкес құрылады. Оқылатын пәннің жүйесіне сәйкестік; мазмұнның ғылымилығы; осы кезде дейін қолданылып келген курстардың шектерін кеңейту, оларды тереңдету; іс-әрекеттің практикалық бағыттылығы; пәнаралық сипатта болуы; дамытытушылық тұрғыда құрылуы; оқушылардың жастық және психологиялық ерекшеліктерінің ескерілуі; республикалық, аймақтық ерекшеліктерді ескеру; кәсіби бағытта болуы [17].
Элективті курс мазмұнын таңдау кезінде міндетті түрде бейіналды дайындық мақсаттары мен міндеттерін негізге алып, химияны оқуға деген қабілетін дамытудың көзделуі негізгі мақсатқа айналады [18].
Курс мазмұнын меңгерту барысында оқушыларға үнемі проблемалық сұрақтар қою және өзіндік жұмыстар орындату жағына баса көңіл бөлінді. Проблемалық жағдаяттарда сұрақтарға жауап іздеу арқылы оқушылардың осы саладағы қазіргі заманның басты мәселелерімен танысып, көзқарастары кеңейію негізінде оқытудың тәрбиелеуші потенциалы жоғарылады. Оқу мотивациясы күшейіп, химия саласынан өз қабілеттерін тексеру мүмкіндігі артты [19].
Курстың негізгі мақсаттары мен міндеттерін жүзеге асыру барысында оқушылардың құзырлығы дамып, іс-әрекетке дайындығы күшейтілді.
Оқушылардың бейіналды даярлығының негізгі формасы ретінде таңдау бойынша курстары - элективті курстарды атауа болады. Бейіналды оқыту жүйесіндегі элективті курстар негізгі мектеп оқушыларының мектептің жоғары сатысында болашақ бейін бағытын саналы түрде таңдап алуға көмек көрсетуші және жеке білім беру траекториясын құруға мүмкіндік беретін құрал болып табылады [20].
Қазіргі кезде бейіналды курстардың нақты белгіленген типологиялары жоқ, көбінесе ғалымдар оларды үш типке (пән бойынша (сынаушы), пәнаралық және бейімдеуші) бөліп көрсетеді.
Пән бойынша, мұндай элективті курстарын іске асыру барысында келесі міндеттер шешіледі:
oo пәндік сынақтарды өткізу; оқушының бұл бағдарға қатысты мүмкіндіктеріне баға беру, таңдалған пәнді тереңдетілген деңгейде игеруге дайындығын анықтау;
oo бағдар іс-әрекетттерінің құрам бөліктерімен танысу;
oo базалық пәндік білімді кеңейтіп, толықтыру, таңдау бойынша емтиханға дайындалуына жағдай жасау;
oo оқушыларды берілген бағдарға сәйкес келетін іс-әрекет түрлерімен таныстыру.
Жоғарыда аталған курстарға қойылатын негізгі талаптардың бірі - олардың қысқа уақытта өткізілуі, ең тиімді ұзақтығы - бір тоқсан (8-18 сағ.).
Пәнаралық элективті курстар дәстүрлі оқу пәндерінің бір-бірімен байланысын қамтамасыз етеді. Олар мектеп оқушыларын бірқатар пәндер бойынша білімдерінің синтезін талап ететін кешенді мәселелер және міндеттермен, сонымен қатар оларды әртүрлі кәсіби салаларда шешу әдістерімен таныстырады. Мұндай курстардың міндеттері:
oo оқушылардың білімін жаратылыстану математикалық бағытта жалғастыруына бейімдеу;
oo оқушылардың икемдерін, қабілеттері мен қызығушылықтарын дамыту;
oo әлемнің интегративті бейнесін қалыптастыру.
Бейімдеуші элективті курстар - оқу бағдарын таңдауға және оқушылардың кәсіби бейімделуі бойынша психологиялық-педагогикалық көмек көрсетуді қамтамасыз етеді. Олардың алдына келесі міндеттер қойылады:
oo оқушылардың қазіргі заман мамандықтар әлеміне бейімделуі үшін негіз болуы;
oo типтік іс-әрекет түрлерімен іс-жүзінде танысу;
oo кәсіби сынақтарды ұйымдастыру.
Бұл курстар таныстырушы сипатқа ие болғандықтан, қысқа уақытта өткізіледі және жиі ауыстырылып отырылады. Бір курстың ең тиімді ұзақтығы - бір тоқсан [21].
Бейіналды дайындық мақсаттарына, бейіналды элективті курстардың міндеттері мен атқаратын қызметтеріне орай, оларды пән бойынша (сынаушы), пәнаралық және бейімдеуші деп үш жеке топқа бөлмей, бір-бірімен тығыз байланысты тұйық тізбек ретінде қарастыру жөн деп санаймыз. Пәндік элективті курстарды 8-ші сыныпта (бейіналды дайындықты ұйымдастырудың бастапқы кезеңінде) пәнге деген қызығушылықты ояту үшін ұйымдастырған абзал. Ал 9-шы сыныпта - бейіналды дайындықтың соңғы сатысында - пәндік- бейімдеуші, яғни пәнге қатысты белгілі бір іс-әрекет түріне жаттықтырушы, біліктер қалыптастырушы практикалық бағытты курстар жүзеге асырылуы тиіс. Бұл курстарды пәнаралық байланыс арқылы жүзеге асыру тиімді [22].
Білім беру жүйесінде Қазақстан Республикасының білім және ғылым Министрлігі бекіткен типтік оқу бағдарламалары қолданылады. Бірақ, Қазақстандық білім беру жүйесін жаңашылдандыру тұжырымдамасын іске асыру, бейіналды дайындық жүйесін енгізу көптеген әртүрлі бағдарламалар бойынша құрастыруды талап етеді. Типтік оқу бағдарламаларын негізге ала отырып, мұғалімдер бейіналды элективті курс бағдарламаларын өздігінен жасайды. Кез келген оқу бағдарламасы сияқты элективті курс бағдарламасы да - белгілі бір технология бойынша жасалатын және белгілі талаптарға жауап беретін нормативті құжат [23].
Сөйтіп, бағдарлы оқытудың негізгі мәселелерін бөліп көрсетейік:
- жеке білім беретін пәндерді тереңдетіп оқыту;
- оқытудың дифференцияциясы, оқушылардың өз қабілеттері, икемдері мен қажеттіліктеріне сәйкес жеке білім траекторияларын таңдап алуы;
- жеке икемдері мен қажеттіліктеріне сәйкес оқушылардың әр санаттары
оқушылардың қоғамдануы, оларды кәсіби тұрғыдан өзіндік орын табуына дайындау;
- жалпы және кәсіби білім беру арасындағы байланыстың болуы, мектеп бітірушілерді жоғары кәсіби оқу орындарының бағдарламаларын игеруге дайындау;
- оқушыларға келешек оқу бағдарын таңдауға көмек беретін кәсіби сынақтарды енгізу арқылы бағдаралды дайындықты іске асыру [24-25].
Қазіргі таңда металдардың адам өмірінде маңызының ерекшеліктерін білсек те, орта мектеп оқушыларына арнап жазылған элективті курстар жоқтың қасы. Оқушыларға өздеріне белгілі металдар туралы толық мәліметтер беретін қазақ тіліндегі оқу құралдары да тапшы.Орта мектепте металдар тарауына әрдайым уақыт жете бермейді. Осыған орай "Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста" элективті курсының бағдарламасын орта мектеп мұғалімдеріне көмекші оқу құралы ретінде ұсынбақпын.
2 НЕГІЗГІ БӨЛІМ
2.1. Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста атты элективті курсының бағдарламасы
Түсініктеме хат
Өркениетті қоғамда ең алдымен білім дамуға тиіс. Ал сол білімді дамытатын осы үрдістің субъектілерінің нақты іс әрекеттері мен пәнге қызығушылықтарының артуы және білім нәтижесі болып табылады. Жаңашылдыққа бет бұрған қоғам соған сай тұлғаларды талап етеді. Бұл жолда ең алдымен ғылымның дамуы, білім шыңына ұмтылған қызығушылығы мол жастардың ғылыми және практикалық қызметтері маңызды болмақ.
Мектептің жоғарғы сатыларында білім беру оқушылардың болашақ мамандықтарын таңдауда алдын ала дайындықты талап етеді.
Мектеп оқушыларының білімдеріне білім қоса отырып, табиғатта кездесетін металдарды жаза, айта білу, металдардың қолданылуы, қасиеттері туралы білім қалыптастыру.
Мақсаты:
Оқушыларға металдардың ғылымдағы, техникадағы, тұрмыстағы рөлі туралы толық ақпарат бере отырып, химия пәніне деген қызығушылықтарын арттыру.
Міндеттері
1) Оқушылардың химиялық білімін тереңдете отырып, металдары тани білу қабілеттерін арттыру;
2) Металдардың химиялық қасиеттеріне байланысты туындайтын мәселелердің туу себептерін және оның шешімін табуда белсенділіктерін арттыру;
3) Химиялық өзгерістер әсерінен туындаған мәселелерге жауапкершілікті күшейту;
2.2. Тақырыптық жоспар (10 сынып)
Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста элективті курсы(16 сағат)
2-кесте. Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста элективті курсының тақырыптық жоспары.
апта
Сабақтың мазмұны
Сағат саны
1
Металдардың периодтық жүйеде орналасуы, физикалық қасиеттері
1
2
Металдардың химиялық қасиеттері
1
3
Гальваникалық элементтер
1
4
Металдардың коррозиясы
1
5
№1 Практикалық жұмыс
1
6
Темір. Шойын мен болат
1
7
Есептер
1
1
2
3
8
Металлургия
1
9
№2 Практикалық жұмыс
1
10
Алюминий
1
11
Асыл металдар
1
12
Хром. Мыс
1
13
№3 Практикалық жұмыс
1
14
Есептер
1
15
№4 Практикалық жұмыс
1
16
Қорытынды бақылау жұмысы
1
2.3. Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста атты элективті курсының мазмұны
№1 сабақ. Металдардың периодтық жүйедегі орны. Физикалық қасиеті.
Д.И.Менделеевтің периодтық кестесіндегі элементтердің 80- нен астамы металдар. Металдар периодтық жүйенің сол жағына және төменде (І,ІІ,ІІІ топтарда) орналасқан.
Металл атомдарының сыртқы энергетикалық деңгейінде көбінесе 1-ден 3-ке дейін электрондар орналасқан. Металл атомдары сыртқы электрондарын оңай береді, күшті тотықсыздандырғыш болып табылады. Сондықтан металл атомы оң зарядты иондарға айналады. Кристалл тор түйіндерінде болатын оң зарядты иондар мен бейтарап атомдардың кейбір санының арасында қозғалатын біршама бос электрондар металдың кристалл торы деп аталады.
Бос электрондар мен металл иондарының арасында түзілетін кристалдық тор металдық байланыс деп аталады. Жер қыртысында ең көп тараған металл-алюминий, одан кейін темір, кальций, натрий, калий, магний, титан. Хром жер қыртысында массасы бойынша -0,3%, никель-0,2%, мыс-0,01%.
Бұрынғы кездегі адамдар күнге алтынды, айға күмісті, марсқа темірді, юпитерге қалайыны, меркуриді сынапқа, сатурнға қорғасынды, шолпанға мысты теңеген.
Металдарға тән қасиеттер: металдық жылтыры болады, бойынан электр тогын өткізеді (Аg,Au,Cu,Al)
Металдың және оның қорытпаларының құрылымы мен құрамының физикалық, химиялық, технологиялық және механикалық қасиеттермен байланысын зерттейтін ғылым металтану деп аталады. Металтану саласының негізін қалаушылардың бірі - орыс инженері Аносов Павел Петрович (1799-1851). Ол металдың құрылысы мен қасиетінің бір-біріне байланыстылығын анықтады.
Соңғы жылдарда жаңа ғылыми-техникалық даму дәуірі - атом энергиясы, электроника, ғарышты игеру, радио, автоматтандыру жүйесінің және т.б. салаларының талабына сай жаңа металдарға мұқтаждық өсуде.
Металдардың физикалық қасиеттері - жылу сыйымдылық, жылу өткізгіштік, термоэлектрлік, тығыздық, термиялық, магниттік, электрлік және оптикалық ұлғаю болып табылады.
Металдардың физикалық қасиетіне жататындыр:
1) Түсі - металдардың белгілі толқын ұзындығында жарық шашу қабілеттілігі.
2) Металдың тығыздығы - көлем бірлігіндегі масса қорытындысы.
3) Балқыту температурасы - металдың қатты жағдайдан сұйық жағдайға өту барысындағы температура.
4) Жылу өткізгіштігі - металдың неғұрлым жақсы қыздырылған бөліктерден аз қыздырылған бөліктерге жылуды беру қабілеттілігі.
5) Жылулық ұлғаю - металдардың қыздыру барысында үлкейіп және салқындату барысында кішірею қабілеттілігі.
6) Жылу сыйымдылық - металдың қыздыру барысында белгілі мөлшерде жылуды сіңіру қабілеттілігі.
7) Магниттік қасиеттер - абсолютті магнитті немесе тұрақты магнитті, яғни, металдардың магниттелу қабілеттілігімен сипатталады
Материалдың физикалық қасиеті механикалық қасиет сияқты объектілердің құрылымы мен құрамына байланысты. Физикалық қасиеттерге әсер ететін құрылымның белгілері:
кристалдық тордың дефектілері (ваканция-бос орын, дислокация, қоспа атомдары жатады).
макро және микро құрылымның дефектілері (кристализация дефектілері-ликвация, түйіршіктер шекарасы, поры-кеміктер, текстура-бағыты бір).Физикалық қасиеттердің көбі құрылымның өзгерістеріне сезімтал болады.
фазалық құрамына әсер ету.
Электролиттік жылтырату кезінде анодты ерітіндідегі микрорельфті выступтан металл үлгінің жұмсақ және жылтыр беті пайда болады. Шлифті электрлиттік жылтырату жасау үшін арнайы құрылғыны пайдаланады,оның схемасы 1-суретте көрсетілген.Тегістеген үлгіні 2 (анод) тұрақты ток тізбегіне қосады,создаваемого выпримителем 6,оны эектролиз толтырылған ваннаға салады 3, Катод 1- металл пластинка. Жылтырату процесінің біркелкі жүруіне электролитті механикалық немесе электрлік араластырғышпен араластырды.
Электролизді ваннаны қышқылға төзімді материалдан жасайды. Қыздырылмайтын ваннаны әйнектен, фарфордан, фторопластан жасайды, ал қыздырылатын ваннаны тоттанбайтын болаттан жасайды. Катодты метал беттен кесіп алады: мыстан, қорғасын, тоттанбайтын болаттан және т.б. металлдар мен қорытпаларды электролитті жылтырату үшін үлкен көлемде электролиттер алады. Көп жағдайларда электролиттің бір құрамына әр түрлі металлдарды жылтыратуға болады (жылтыратудың жеке режимін пайдалана отырып).
Электр - және жылуөткізгіштік. Электр өрісінде байланыспаған электрондар бағытталған қозғалысқа ие болады, яғни электр тогы пайда болады.Күміс және мыстың электр өткізгіштігі ең жоғары, содан кейін алтын, алюминий және темір келеді.Сынаптың электр өткізгіштігі төмен.Көптеген металдарда жылуөткізгіштік олардың электрөткізгіштігі сияқты ретпен өзгереді.Жылуөткізгіштік электрондардың қозғалғыштығымен және кристалдағы бөлшектердің тербелмелі қозғалысымен байланысты болады.Осындай құбылыстың әсерінен металл кесегінде температура жылдам теңеседі.Шыны стаканға қарағанда күміс қасық 500 есе жылдам қызады.
Металдық жылтыр. Барлық металдар жылтырайды, мөлдір емес көбінесе сұр түсті болады, өйткені олардың кристалдарының ішіндегі кеңістікте электрондар бар. Электрондар жарық сіңіргенде тербеле бастайды және адманың көзіне көрінетін өзінің сәуле толқындарын шығарады. Металдар радиотолқындары үшін де мөлдір емес: олар оны шағылдырады. Радиолакация металдық денелерді табу осыған негізделген.
Иілгіштік (пластикалық). Металдар соққанда бөлшектерге бөлініп ұсақталмайды, олар пішінін өзгертіп жұқарады, яғни соғылғыш болады. Бұл металл кристалында жекелеген атомдар мен иондардың қабаттары металдық байланысты бұзбай бір-біріне салыстырмалы ығысатындықтан болады. Электрондар металдың бүкіл кесегінде қозғалады және ығысқан қабаттарды байланыстырады. Металдардың иілгіштігі мынадай қатарда кемиді: Au, Ag, Cu, Sn,Pb, Zn, Fe .
Тығыздық. Металдар жеңіл (тығыздығы 5гсм3-тен аз) және ауыр болып бөлінеді.
Ең жеңіл металдар - сілтілік металдар. Мысалы, литий судан екі есе жеңіл, ең ауыр металл - осмий, оның тығыздығы судың тығыздығынан 22 есе артық.
Тығыздығы аз металдар, мысалы, магний, алюминий және титан зымыран, ұшақ, автомобиль жасауда қолданылады.
Қаттылық. Сілтілік металдар өте жұмсақ, олар пышақпен оңай кесіледі, ал осмий, тантал, вольфрам қиын өңделеді. Металдардан ең қаттысы - хром, оны кескіш құрал-жабдықтар дайындауда қолданады. Қазіргі кезде адам өмірінде металдардың орны орасан зор. Металдар техникада маңызды конструкциялық материалдар болып табылады. Мысалы, алюминий электр тогын жақсы өткізеді, жеңіл, бірақ өте жұмсақ. Сондықтан таза металдар сирек қолданылады. Көп жағдайларда қазіргі машиналарды, аспаптарды және конструкцияларды жасау үшін олардың құймалары қолданылады.
№2 сабақ. Металдардың химиялық қасиеттері
Металдардың көпшілігі химиялық активті элементтер болғандықтан жай және күрделі заттармен әрекеттеседі:
Жай заттармен:
1) 2Mg + 02 = 2MgO + Q жану реакциясы
2) Fe + S = FeS темір (II) сульфиді
3) Са + Сl2 = СаСl2 кальций хлориді
Металл гидридтері тұз сияқты қатты заттар. Металл гидридтерінде ғана сутегінің тотығу дәрежесі - 1 болады, себебі металдар электрондарын сутектің атомдык радиусы кіші болғандықтан оңай береді.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Күрделі заттармен:
Сілтілік және сілтілік жер металдар сумен куатты әрекеттесіп, судағы сутекті ығыстырып шығарады.
2Na + 2Н20 = 2NaOH + Н2↑
Металдар қышқылдармен әрекеттеседі. Реакция нәтижесінде түзілетін өнімнің табиғаты металдың белсенділігіне жөне қышқылдардың концентрациясына тәуелді
Zn + H2S04 (сұйык) = ZnS04 + Н2
Zn + 2H2S04(конц.) = ZnS04 + S02↑ + 2H20
4Mg + 10HN03 (сұйық) = 4Mg(N03)2+ NH4N03 + 3H20
Ag + 2HN03 (конц.) = AgN03 + N02↑ + H20
Металдар тұздармен әрекеттеседі. Белсендірек металдар (химиялық белсенді металл) белсенділігі темен металды оның қосылыстарынан ығыстырып шығарады.
Cu + Hg (N03)2 = Cu (NO3)2+Hg
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
2Mg + TiCl4 = 2MgCl2 + Ti
Металдар оксидтермен әрекеттеседі:
2Al + Fe203 = Al203 + 2Fe
Mg + C02=Mg0 + C0
Металдар органикалық қосылыстармен де әрекеттеседі.
ІІ негізгі топша металдарының химиялық қасиеттері.
Екінші негізгі топша элементтері оттегімен әрекеттесіп-МО; сутегімен әрекеттесіп - МН2 гидрид; азотпен әрекеттесіп - М3N2 нитрид; галогендермен әрекеттесіп - МГ2 галогенидін; күкіртпен әрекеттесіп - МS сульфид және т.б. түзеді.
Берилиий мен магний сумен суық су қатысында әрекеттеспейді, себебі сырты оксидтік қабықпен қапталған. Берилийдің химиялық қасиеті диагональды түрде алюминийдің қасиетін қайталайды
Бериллийді бериллий фториді мен натрий фториді қоспасын электролиздеу арқылы алады.
2Be + 3H2O = BeO+ Be(OH)2 +2H2
Be + HCl = BeCl2 +H2
3Be + 8HNO3 = 3Be(NO3)2 (c)+ 2NO +4H2O
Be + 2NaOH(k) +2H2O = Na2[Be(OH)4]+ H2
3Be +2NH3 = Be3N2 + 3H2
3Mg + N2 = Mg3N2
Mg + H2S = MgS +H2
4Mg + SiO2 = Mg2Si + 2MgO
Магнийдің және сілтілік жер металдарының карбонаттары суда аз ериді, оның есесіне гидрокарбонаттары суда жақсы ериді. Судың уақытша кермектілігін осы гидрокарбонаттар тудырады. Оны жою үшін суды қайнатамыз немесе бейтараптандырамыз.
Сілтілік металдар сияқты сілтілік жер металдары оксидтер түзіп қана қоймай пероксидтер, асқын пероксидтер түзеді.
Химиялық қасиеті:
2Ca +H2O(пар) = CaO + CaH2
4Ca + 10HNO3 (c) = 4Ca(NO3)2 +N2O + 5H2O
4Ca + 10HNO3 (өте сұйық) = 4Ca(NO3)2 +NH4NO3 + 3H2O
Ca + 6NH3 = [Ca (NH3)6](e-) (сары) [бөлме темп.]
6Ca + 2NH3 = Ca3N2 +3CaH2 (600-650 C)
Кальцийдің бейметалдармен әректтесуінде валенттілігі бойынша, бинарлы қосылыстар түзіледі.
Кальций қосылыстары. Кальций гидриді. Ақ түсті, сутегі атмосферасында ажырамай балқиды, әрі қарай қыздырғанда айырылады.
Күшті тотықсыздандырғыш, сумен, қышқылдармен әрекеттеседі. Ауада тотығады.
1. CaH2 = Ca + H2
2. CaH2 + H2O = Ca(OH)2 +2H2
3. CaH2 + 2HCl = CaCl2 +2H2
4. CaH2 +O2 = CaO + H2O
5. 3CaH2 +2KClO3 = 2KCl +3CaO +3H2O
Кальций оксиді.
Ақ түсті, су тартқыш зат. Қиын балқиды, термиялық тұрақты, тек жоғары температурада ғана ұшады. Сумен шабыт әрекеттесіп, сілтілік реакция береді. Негіздік қасиет көрсетеді. Ауадан көмір қышқыл газын сіңіреді.
Кальций пероксиді. Ақ түсті, қыздырғанда балқымастан айырылады. Суық сумен әрекеттеспейді. Ыстық су әсерінен, күшті қышқылдар әсерінен толық ажырайды. Қақтаған кезде күшті тотықтырғыш.
Кальций гидроксидіне сутегі пероксидімен әсер еткенде алынады.
1. 2CaO2 = 2CaO +O2
2. CaO2 +2H2O(ыст.) =Ca(OH)2 +H2O2
3. 4CaO2 +2Cr2O3 + O2 = 4CaCrO4 (500 C)
Кальций тұздары.
Кальций тұздарының ішіндегі маңыздылары: кальций нитраты, кальций сульфаты, кальций фториді, кальций хлориді, кальций сульфиді, кальций карбиді.
Стронций, барий қасиеттері жағынан, алу әдісі жағынан кальцийге ұқсас.
№3-сабақ. Гальваникалық элементтер
Гальваникалық элементтер дегеніміз - химиялық тотығу - тотықсыздану реакцияларының энергиясын электр энергиясына айналдыратын қондырғы. Қарапайым гальваникалық элемент электролит ерітінділеріне (1 текті өткізгіштер) батырылған кез келген екі металл электродтан тұрады. Көбінде металл өз тұзының ерітіндісіне батырылады. Ерітінділер бір - бірінен кеуекті қалқа арқылы немесе электролиттік көпірше арқылы бөлінеді. Сызба нұсқа түрінде электродты электрохимиялық сызба нұсқа жазады, онда электрод - ерітінді фазалар бөлімінің шекарасы тік сызықпен бөлінген. Мысалы, мырыш және мыс электродтарының (жартылай элемент) электрохимиялық сызба нұсқа:
Zn ZnSO4 және Cu CuSO4
Екі жартылай элементтерден гальваникалық элемент құрауға болады, мысалы мыс және мырыш. Бұл өткен ғасырдың ортасында орыс физигі Б.С.Якоби мен француз оқымыстысы Даниэль ұсынған алғашқы гальваникалық элементтердің бірі.
Егер мыс купоросының ерітіндісіне металл мырышты батыратын болсақ, онда өздігінен тотығу - тотықсыздану реакциясы жүреді. Электрондар тікелей мырыштан мыс катионына ауысады:
Zn + CuSO4 --ZnSO4 + Cu + Q
Бұл кезде реакцияның химиялық энергиясы жылу энергиясына айналады. Егер реакцияны Якоби - Даниэль элементінде жүргізсек, ол үшін электродтарды металл өткізгіштермен тұйықтап, онда мырыш электродында тотығу процесі жүреді:
Zn - 2-- Zn2+
ал мыс электродында - тотықсыздану процесі жүреді:
Cu2+ + 2 --Cu
Бұл электрохимиялыќ реакциялар өткізгіш арқылы ток жүруін туғызады, яғни гальваникалық элементте химиялық энергия электр энергиясына айналады.
Сөйтіп гальваникалық элементте тотығу-тотықсыздану процестері электродтарда бөлек жүреді, бұл химиялық энергияны электр тогына айналдырып, оны пайдалы жұмысқа пайдалануға (қолдануға) мүмкіндік береді. Электродтарды жалғастыратын өткізгіштің кедергісі неғұрлым көп болса, соғұрлым электродтарда тотығу-тотықсыздану реакциялары баяу жүреді. Реакция өте баяу жүруі үшін және әрбір мезетте электрод және ерітінді арасында тепе-теңдік, яғни реакция қайтымды болуы үшін өте үлкен кедергілі өткізгіш таңдап алынады.
Гальваникалық элементтерді қолдану
1) Гальваникалық элементтер тұрақты электр тогының көзі болып табылады. Олар бір ретті қолданбалы (техникалық гальваникалық элементтер), көп ретті қолданбалы аккумуляторлар болады.
Барлық шығарылатын гальваникалық элементтерде бір ғана электролит және барлығында теріс электрод ретінде мырыш қолданылады. Ол активті химиялық тұрақты және арзанға түседі. Оң электрод ретінде орташа активті металдардың тотықтары қолданылады. (MnO2, CuО) электролит ретінде қышқыл, сілті немесе хлорлы аммоний ерітінділері қолданылады.
Қазіргі кезде марганец-мырыш гальваникалық элементі кең қолданылады. Бұл элементтің бірнеше түрі бар, бірі Локланштың "құрғақ" элементі, қысқартылған түрде МЦ. Оның бір электроды мырыш, екіншісі маргенец (VI) оксидінен тұрады. Оған электр тогының өткізгіші болатын графит электроды тығыздалған. Екі электродта 20% -тік хлорлы аммоний ерітіндісіне батырылған.
Zn │NH4Cl │ MnO2, C; ЭҚК = 1,55В
Жұмыс кезінде электродтарда төмендегідей процестер жүреді: теріс электродта тотығу, 2Zn -4ē -- 2Zn2+ түзілген Zn2+ иондарының бір бөлігі аммиак молекулаларымен комплексті ионда бірігеді.
2Zn2+ +4NH3 -- Zn2+ + [Zn(NH3)4]2+
аммиак хлорлы аммоний гидролизінің нәтижесінде түзіледі.
4NH4Cl + 4H2O -- 4HCl+ 4NH4OH
4HCl-- 4H++4Cl-
NH4OH-- NH3 + H2O
оң электродта - тотығу-тотықсыздану
4MnO2 +4 ē + H2O -- 2Mn2O3 + 4OH-
Жалпы процесс қайтымсыз
2Zn + 4MnO2 +4NH4Cl-- ZnСІ2 + [Zn(NH3)4]СІә +2Mn2O3+ 2H2O
Көп ретті қолданбалы химиялық ток көздерін - аккумуляторлар деп атайды. Аккумуляторлар - электролиз кезінде электродтартың химиялық поляризациясы нәтижесінде пайда болатын қайтымды гальваникалық элемент. Кез-келген қайтымды гальваникалық элемент аккумуляторлар бола алады. Практикада аккумулятор ретінде қолданылып жүрген элементтер төмендегідей қасиеттермен сипатталады.
а) Электрод материалдары электрод процестерінің қайтымдылығы максимал болуы үшін таңдап алынған. Бұл қайта зарядтауды басқа заттарды қоспай-ақ жүргізуге мүмкіндік береді.
ә) Мұндай элементтердің ЭҚК-і үлкен мәнді және жұмыс уақытында тұрақты болу керек.
б) Аккумулятордың электр сыйымдылығы үлкен болу керек.
Практикада кең қолданылатын аккумуляторлар:
Қышқылды немесе қорғасынды Pb│H2SO4│ PbO2, Pb
Негіздік: темір-никельді Fe│KOH │Ni(OH)3,Ni
кадмий-никельді Cd │KOH│ Ni(OH)3,Ni
мырыш-күмісті Zn │KOH│Ag2O,Аg
Көп қолданылатындары қорғасын мен темір - никельді аккумуляторлар.
Қорғасын аккумуляторының электрохимиялық схемасы:
Pb, PbSO4│H2SO4 (25-30%) │ PbSO4, Pb
Электрод ретінде қорғасын оксидімен PbO қапталған қорғасын пластинкасы қолданылады. Химиялық реакция нәтижесінде PbO + H2SO4 -- PbSO4 ↓+Н2О. Электродтар қиын еритін қорғасын сульфатымен қапталады. Электролиз кезінде жүретін процестер:
катодта (сол электрод) - тотықсыздану - PbSO4+2 ē -- Pb + SO4[2-]
анодта (оң электродта) тотығу - PbSO4 -2 ē +2Н2О -- PbО2 + 4Н+ + SO42-
Жалпы реакция қайтымды:
зарядтану
PbSO4 +2Н2О Pb + PbО2 +2 H2SO4
зарядсыздану
Зарядталған аккумуляторда әртүрлі валенттілік күйдегі қорғасын болады да электродтар арасында потенциалдар айырымы пайда болады. Зарядталған аккумулятордың электрохимиялық схемасы:
(-) Pb│H2SO4│ PbO2, Pb (+)
Аккумулятордың жұмысы кезіндегі электродтық процестер электролиз процесіне кері. Сол теріс электрод - тотығу Pb + SO42--2 ē -- Pb SO4, оң электрод - тотықсыздану PbО2 + 2ē + 4Н+ + SO42-- Pb SO4 +2Н2О. Қорғасын аккумуляторының ЭҚК-і 2В.
Зарядталмаған темір-никельді аккумулятордың электрохимиялық схемасы:
Fe(ОН)2│KOH(2ОХ) │Ni(OH)2
Зарядталған кезде электродтарда жүретін процестер :
катодта - тотықсыздану Fe(ОН)2+2 ē -- Fe + 2ОН[-]
анодта-тотығу 2Ni(OH)2- 2 ē + 2ОН[-]-- 2 Ni(OH)3
Жалпы реакция қайтымды:
[зарядталу]
Fe(ОН)2+2Ni(OH)2 Fe +2 Ni(OH)3
зарядсыздану
Темір-никельді аккумулятордың қорғасын аккумуляторынан артықшылығы жеңіл және қарапайым, кемшілігі төмен ПӘК-(пайдалы әсер коэффициенті) және аз ЭҚК (1,36В)
2) Гальваникалық элементтің ЭҚК-н мәнінен изобара-изотермиялық өзгерісін және химиялық реакцияның максимал жұмысын есептеуге болады. Гальваникалық элементте жүретін реакция нәтижесінде изобара-изотермиялық потенциалдардың өзгеруі (7) және (7a) теңдеулерімен анықталады.
G = -EZF
Мысалы гальваникалық элементте жүретін реакцияның изобара-изотермиялық потенциалдарының өзгерісін есептеу (t=250C)
(-) Pt, H2 (=1 атм) │HCl││KCl│Hg2Cl2, Hg (+)
бұл элементтің ЭҚК-і 0,4196В тең. Элемент жұмыс кезінде сол электродта тотығу, оң-электродта - тотықсыздану процесі жүреді:
Н2 -2 ē -- 2Н[+]
Hg2Cl2 -2 ē -- 2Hg + 2Cl-
жалпы реакция: Н2 + Hg2Cl2 2Н[+]+ 2Hg + 2Cl[-]
Бұл теңдеуде ауысқан электрондар саны 2-ге тең.Изобара- изотермиялық потенциалдардың өзгерісі мынаған тең:
G = -EZF = 0,4196 [.] 2 [.] 96487 = 80,99 кДж.
Гальваникалық элементтің стандартты ЭҚК-і стандартты потенциалдар мәнімен анықталады. Е0 =
Сутек және каломель элементінің стандартты ЭҚК-ң t=250C-да мынаған тең: +0,268 -0= 0,268 В
Бұдан lgKa =
бұдан тепе-теңдік константасы Ka = = 1,135 [.]10[9]
25[0]C - де Якоби-Даниэль элементінде жүретін реакция тепе-теңдік константасы 1,5 [.] 10[37] тең Zn +Cu[2+] -- Zn[2+] +Cu (Е0 = 1,1 В)
lgKa = және Ka = = 1,5 [.]10[37]
яғни мырыш мыс иондарын толығымен ығыстырады ()
Рeдокс элементті қарастырайық (-) Pt │ Cu[2+] ,Cu[+] ││ Fe [3+], Fe [2+]│ Pt (+)
стандартты ЭҚК Е[0] = +0,77 - 0,153 = 0,617 В тең, бұдан
lgKa = және Ка = 1,6 [.]1010
Мұндай константаның жоғары мәні тепе-теңдіктің түгелдей темірдің тотықсыздануы жағына ығысқанын көрсетеді.
СuCl +FeCl3 CuCl2 + FeCl2
Ка = = 1,6 [.]1010 болғандықтан Cu+ пен Fe 3+ иондарының концентрациясы өте төмен.
№4-сабақ. Металдардың коррозиясы
Коррозия (көне лат. corrosіo - жемірілу, лат. corrodo - кеміремін), 1) металл Коррозиясы - металдардың сыртқы (коррозиялық) ортамен химиялық немесе электрхимиялық реакцияға түсуі салдарынан олардың бүліну процесі. Коррозия салдарынан металл бірте-бірте желініп (қараңыз Тоттану), өзінің бастапқы қасиетін жоғалтып, бұзылады. Металдардағы Коррозияны болдырмау мақсатында металл құрамына коррозияға ұшырамайтын құраушылар енгізіледі (осындай әдіспен тоттанбайтын болаттар алынады): металл бетін бояу, лактау, оған эмаль жалату, сақтандырғыш май жағу; металл бұйымды мырыштау, никельдеу, кадмийлеу, хромдау, күміс және алтынмен аптау арқылы Коррозияға қарсы қорғаныс жасау әдісін қолдану; 2) бетон және темір-бетон Коррозиясы - сыртқы жебір ортаның әсерінен бетонның және темір-бетонның босап бұзылуы (мүжілуі, жемірілуі). Су және су ерітінділері бетон арқылы өткенде, бетон құраушылары мен арматуралар өзара әсерлесуінен, бетон мен темір-бетон коррозияға ұшырайды.
Қорғану тәсілі: Коррозияға төзімді материалдар (цементтер, толтырғыштар), тығыздығы жоғары бетон қолдану, бетонның төзімділігін, су өткізбейтін құрамын, арматуралардың қорғаныс қабатының қалыңдығын арттыру, сыртын сырлап немесе үлпек (пленка) жапсырып бетонның сіңіргіштік қабілетін әлсірету, т.б.
Коррозиялық құрылым
Тау жыныста бүрынғы минералдың кейінгі минералмен ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
КІРІСПЕ
5
1
ӘДЕБИ ШОЛУ
7
1.1
Химия пәні бойынша элективті курстар арқылы оқушыларды бейімін, бағдарын таңдауға дайындаудың теориялық негіздері және оқытудың қазіргі кездегі күй-жайы
7
2
НЕГІЗГІ БӨЛІМ
13
2.1
"Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста" элективті курсының бағдарламасы
13
2.2
"Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста" элективті курсының тақырыптық жоспары
13
2.3
"Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста" элективті курсының мазмұны
14
2.4
Ұсыныстар
59
2.5
Ұсынылатын әдебиеттер тізімі
60
ҚОРЫТЫНДЫ
61
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
62
КІРІСПЕ
Қазақстандағы білім берудің негізгі мақсаты мемлекеттегі әлеуметтік-экономикалық жағдайларының қазіргі заман талаптарына және оның дамуының негізгі бағыттарына сәйкес келетін жаңа сапаға жету болып табылады. Білім берудің мазмұнын білім үстемдігі деңгейінен нәтижеге бағдарланған құзіретті білімге өзгертуді міндеттеп отырған бүгінгі күннің талабы өмірге бағдарлы оқытуды әкелді. Ал бағдарлы оқытудың оқушылардың қызығушылығын неғұрлым толық ескере отырып, олардың қабілетін дамытуға бағытталған арнайы дайындық үдерісі екендігі, бұл оқыту үрдісін саралау мен даралау арқылы орындалатыны анық. Экономика мен қоғамдық өмірдегі өзгерістердің дамуы - білім беру жүйесінің мәнісі мен негізі болып табылатын тұлғаға жаңа талаптар қойылады. Сол талаптардың ішінде негізгілері: талапкерлік, жауапкершілік, қоғамдағы өзгерістерге бейімделушілік, болашақ мамандықты түсінушілікпен таңдау қабілетінің болуы және оған дайын болу.
Елбасымыз Н.Назарбаевтың балалардың мектепке баруын толық қамтамасыз ету, "Қазақстан - 2030" жылға дейінгі стратегиясын айқындаған жолдауында елдің дамуының негізгі бағыттары көрсетілді, міне соған байланысты білімді ұрпақ тəрбиелеп өсіру əрбір ұстаздың борышы [1]. Сондықтан да болашағымыздың жарқын болуы осы білімді де, салиқалы мектеп қабырғасында жүргізген оқыту үрдісі мен тəрбиеге байланысты болмақ. Бүгінгі жас ұрпаққа жан-жақты білім беру, оқушылардың заман талабына сай өмір сүруіне үлкен ықпал жасамақ. Əрбір мұғалім оқушылардың білімін тереңдетіп, ой - өрісін, шығармашылық қабілетін арттыруды көздеп, пəнге деген қызығушылығын тудыру нысанасын таңдайды. Ендеше, Қазақстанның болашақ білімді мамандарын дайындауда алатын білімнің ұшқырлығы мен нəтижелігінің желісі əлеуметтік - экономикалық дамуындағы өзгерістерге жол ашу болып табылады. Заман талабына сай жалпы орта білім бейінді оқытуға көшу үстінде.
Ал бүгінгі қүндегі орта білім берудің негізгі қозғаушы күштері - жалпы білім беретін мектептерде бағдарлы оқытуды жаппай енгізу, бағдарлы мектептер мен ресурсты орталықтардың дамуы және 12 жылдық орта білім беру жүйесіне көшу болып табылады, олар Қазақстан Республикасындағы білім беруді дамыту концепциясында (2004-2015 ж.ж.), Қазақстан Республикасындағы 2005-2010 жылдарға арналған білім беруді дамытудың мемелекеттік бағдарламасына, Білім беру саласындағы мемелекеттік саясат концепциясында бекітілген.
Бітіру жұмысындағы ғылыми аппарат
Бітіру жұмысының өзектілігі: Бүгінгі таңда еліміздің білім жүйесінде оқыту үдерісін тың идеяларға негізделген жаңа мазмұнмен қамтамасыз ету міндеті тұр. Орта білім берудің басты мақсаты - әлеуметтік, экономикалық, қоғамдық - саяси өмірге белсенді араласуға дайын, құзыретті тұлғаны қалыптастыруға ықпал ету болып отыр. Өткенге қарап басымызды иеміз, ертеңге қарап білек сыбанамыз демекші, бүгінгі бала-ертеңгі азамат. Оқытушының педагогикалық шеберлігінің негізгі өлшемдерінің бірі - оқушының өзіндік танымдық жұмысын ұйымдастыру, ал екіншісі оқушының қызығушылығын арттырып, ғылыми ізденіске жетелеу. Қазіргі кездегі орта мектеп оқулықтарындағы "Металдар" тарауында металдарға берілген мәліметтер аз болғандықтан, "Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста" элективті курсының бағдарламасын 10 сыныптағы жаратылыстану-математика бағытына арнап ұсыну өзекті проблема болып отыр.
Бітіру жұмысының мақсаты: Орта мектептің жаратылыстану-математика бағытының 10-сыныбына арналған "Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста" атты элективті курсын дайындау.
Бітіру жұмысының міндеттері:
1) Орта мектепке сай "Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста" атты элективті курсының бағдарламасын құрастыру.
2) Мұғалімдерге қажетті мәліметтің үлгісін ұсыну.
3) Оқушылардың қызығушылығын арттыратындай элективті сабақтардың мазмұнын беру.
Зерттеу нысаны: Мектепте химия пәнін ұйымдастыру үрдісі
Күтілетін нәтиже:
1) "Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста" атты элективті курсының бағдарламасы дайындалады.
2) Мұғалімдер ұсынылған мәліметтердің үлгісін пайдалана отырып элективті курстарды тиімді ұйымдастырады.
3) Оқушылардың қызығушылығын арттыратындай элективті сабақтардың мазмұны қалыптасады.
Жұмыстың жаңашылдығы:
1) "Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста" атты элективті курсының бағдарламасы құрастырылады.
2) Мұғалімдерге қажетті мәліметтің үлгісі ұсынылады.
3) Оқушылардың қызығушылығы артатын элективті сабақ мазмұны беріледі.
Жұмыстың практикалық құндылығы: Оқушылардың металдар туралы білімін толықтырып, практикалық білігі мен дағдысын қалыптастыру.
Жұмыстың сынақтан өткізілуі: 2012 жылдың 30 қаңтары мен 10 наурыз аралығында №143 Сүйінбай атындағы жалпы орта білім беретін мектепте педагогикалық практикада сынақтан өткізілді.
Оқыту әдісі: Кіріктірілген оқыту әдісі
Сабақты ұйымдастыру формасы: жеке, топтық жұмыс
ӘДЕБИЕТТЕРГЕ ШОЛУ
1.1 Химия пәні бойынша элективті курстар арқылы оқушыларды бейімін, бағдарын таңдауға дайындаудың теориялық негіздері және оқытудың қазіргі кездегі күй-жайы
Даму жолындағы қоғамда ең алдымен білім дамуға тиісті. Ал білімді дамытатын сол үрдістің субъектілерінің принципті түрдегі жаңа әрекеттері мен жаңа қарым- қатынас нормаларын меңгеруі болып табылады [2].
Оқушылардың бағдаралды дайындығы және жоғары сынып оқушыларының бағдарлы оқыту концепциясына сәйкес, бағдарлы оқыту-оқушылардың тұлғалық және өмірлік орнын анықтауды қамтамасыз ететін оқытудың индивидуализациясы және дифференциациясы іске асырылатын орта жалпы білім берудің соңғы кезеңі. Бұл жоғары сынып оқушыларының қабілеттері, қызығушылықтары мен қажеттіліктері ескерілетін, оқушылардың танымдық және кәсіптік ниеттеріне сәйкес оқушылардың максималды дамуы үшін жағдайлар жасалатын оқу іс-әрекетін ұйымдастыру жүйесі.
Дифференциация - біртұтасты бірнеше бөліктерге, формалар және сатыларға бөлу, бөлшектеу деген мағынаны білдіреді [3].
Білім беру жүйесі дамуының өткен кезеңінде соңғы білім беру типі қалыптасты, сол кезде білім, білік, дағдылар бүкіл кәсіби іс-әрекет пен өмір жолында өз құнын жоймай сақталып қалатын. Бұл қоғамдық өндірістің салыстырмалы түрде баяу эволюциясының және соған байланысты білім беру мазмұны құрылымының тұрақтылығы салдарынан болатын. Бүгінгі күні техника, технология, ақпараттық технологиялар даму қарқыны адамзат ұрпағының ауысуынан жедел жүріп жатыр. Жаңа білім беру саясаты нәтижеге бағытталған құзыретті білім беру деп аталды. Мұндай білім берудің мәні - ерекше зейінді дайындық деңгейіне қойылатын талаптарға сонымен қатар, жеке бөлшектелген білім беру салаларының білім, білік, дағдыларына емес, мектеп бітірушілерінің жылдам өзгеріп жатқан әлемге бейімделуіне дайын болуға мүмкіндік беретін базалық білім, білік, дағды түріндегі біртұтас сапалы соңғы нәтиженің қалыптасуына қойылатын талаптарға аударады. Маманның пәндік-білімдік үлгісіне балама ретінде маманның құзыретті үлгісі болады. Жиі пайда болып және өзгеріп отыратын мәселелерге іс-әрекеті мен мінез құлқы пара-пар болатын адам құзырлы деп саналады [4].
Оқушылардың 12 жылдық мектептегі элективті мәселелерін зерттеу Қазақстанның педагогикалық ғылымының приоритетті бағыттарының бірі болып табылады [5].
Орта мектептің жоғары сыныптарындағы элективті курсты оқытудың педагогикалық орындылығы былайша түсіндіріледі:
- жоғары сынып оқушыларында нақты бір іс-әрекет түрлеріне тұрақты қызығушылығының болуымен;
- оқушылардың тұрақты қызығушылықтарын оқыту және тәрбиелеу мақсаттары үшін қолдану қажеттілігімен;
- дарынды оқушылардың өскіндерін және қабілеттерін максималды дамыту үшін қолайлы жағдайлар жасау;
- оқушылардың шамадан тыс жүктемесін жоюға ұмтылумен;
- оқушылардың кәсіби бейімделу қажеттігімен түсіндіріледі [6].
Бағдарлы оқытудың негізгі мақсаттары оқушылардың мектеп бітірушілерінің моделіне сәйкес келетін және олардың еңбек нарығының шарттарына бейімделуіне, сондай-ақ бітірушілерге кең орта білімді әр болашақ маманға қажет қысаң мамандандырумен сәйкес келетін түлектің тұлғалық қасиеттерінің қалыптасу қажеттілігінен туындайды.
Бағдарлы оқытуға көшіру келесі мақсаттарды көздейді:
- жеке жалпы білім беретін пәндерді тереңдетуді қамтамасыз ету;
- оқытудың дифференциациясы үшін, қабілеттері, икемдері мен қажеттіліктеріне сәйкес оқушыларға жеке білім беру траекториясын таңдауына, дифференциацияға жағдай жасау;
- әртүрлі деңгейдегі оқушыларға, олардың қабілеттеріне жеке бас икемдеріне және қажеттіліктеріне сәйкес толық білім алуына бірдей мүмкіндік орнатуға ықпал жасау;
- жалпы және кәсіби білім беру арасындағы байланысты қамтамасыз ету, мектеп бітірушілерін жоғары кәсіби білім бағдарламаларын игеруіне неғұрлым тиімді дайындау [7].
Элективті курстар - оқушылар таңдап алған міндетті оқу курстары, олардың мазмұны оқушылардың жеке білімге деген қызығушылықтарына сәйкес танымдық қызығушылықтарын қанағаттандыруға мүмкіндік беріп, пәндер бойынша білімдерін кеңейтіп, тереңдетуге ықпал етеді. Элективті курстары оқыту таңдалған бағарлы пән қолданылатын тіршіліктің нақты аумақтарына қажетті қолданбалы білім, білік және іс-әрекет түрлерін алу жағына бағытталған [8].
Оқушылардың жеке сұраныстарын зерттеу негізінде оларға оқу бағдарынан өзгеше болатын, бірақ тұлғалық бейімделуді және оқушының білім қажеттіктерін қамтамасыз ететін курстар ұсынылуы мүмкін.
Элективті курстар қысқа мерзімді болады және әртүрлі бағыттағы қосымша білім беру бағдарламаларына негізделеді. Мектеп немесе басқа білім беру ұйымдары ұсынатын элективті курстардың мөлшері оқушы таңдауға міндетті курстардың санымен салыстырғанда артық болуы тиіс [9].
Элективті диффренциацияны ұйымдастыру түрлері ретінде оқушылардың таңдау бойынша курстарын (соның ішінде факультативтер, үйірмелер, элективті курстар), зерттеушілік, шығармашылық, жобалық іс -әрекеттерін көрсетуге болады. Сөйтіп, элективті дифференциация ұғымы оны ұйымдастырудың бір түрі болып табылатын және бірқатар пәндерді таңдаумен шектелмейтін элективті курстар ұғымынан едәуір кең мағынада болады [10].
Элективті курс - (латынша electus - таңдаулы [] ) бұл оқушылар таңдауы бойынша іске асырылатын міндетті курс. Мұндай курстар біздің еліміздің қазіргі заман білім беру тәжірибесінде орта мектептерді 8-9 сыныптарындағы бағдарлы дайындыққа дайындау кезінде және 10-11 (11-жылдық мектептерді мысалға алғанда) сыныптардағы бағдарлы оқыту негізінде енгізілуде [11].
1-кесте. Дифференциацияның екі түрінің ұқсастықтары мен айырмашылықтары
Факультативті курстар
Элективті курстар
Ұқсастықтары
Мақсаты: оқушылардың білімін тереңдету, қызығушылықтарын, қабілеттерін және икемдерін дамыту, өздігінен кәсіби анықталуы
Оқушылықтар өз қызығушылықтарына сай таңдайды
Стандарттар мен БМЕ -ның болмауы
Айырмашылықтары
Оқушылардың бір бөлігі ғана таңдайды
Әр оқушы таңдайды
Сабақтар оқу кестесіндегі сабақтар торының сыртына шығарылған (7-8 сабақтар)
Сабақ кестесінде басқа сабақтар сияқты көрсетілген
Қатысуға міндетті емес
Қатысуға міндетті
Ұзақтығы кем дегенде 34 сағат. Сабақтар түгел оқу жылына жоспарланады
Ұзақтығы 6-8 -ден 72 сағатқа дейін, 1-2 айға, тоқсанға, жарты жылдыққа жоспарлануы мүмкін
Бір пән бойынша бір курс ұсынуға болады
Курстар әр пән бойынша мүмкін болатын таңдауға қарағанда артық мөлшерде ұсынылуы қажет
Бағдарлы оқытуды ұйымдастырудың қазіргі күйі мен болашағын анализдеу үшін ең алдымен бағдарлы сыныптар пәнді тереңдетіп оқытатын сыныптардан қалай ерекшеленетіндігін анықтау керек [12].
Оның айырмашылығы мамандану деңгейінде жатыр, сонымен қатар сәйкес оқу пәндерін оқыту тереңдігіне және қаншалықты оқушылар қауымын камтып жатқандығына байланысты. Тереңдетіп оқыту оқушылар дайындығының неғұрлым жоғары деңгейін білдіреді, сонымен қатар олардың санын азайтады. Бағдарлы оқытуды мектептің жоғары сатысындағы неғұрлым демократиялық және кең фуркациясы деп түсінуге болады. Әр бағдарда негізгі зейін жалпы жүктеменің қомақты үлесі берілетін бағдарланушы пәндер тобына бөлінеді. [13].
Элективті курс сабақтарын ұйымдастыру кезінде оқытудың тек дәстүрлі әдістерін қолдану жеткіліксіз, қазіргі заман білім беру жүйелері мен оқыту технологиялары қажет екендігі бүгінгі күні баршаға мәлім.[14]
Бейіналды элективті курс әдістемесін жасау кезінде, оқушылардың қабілеттері мен мүмкіндіктерінің ашылуына, олардың өздігінен жұмыс істеуіне көп көңіл бөлінді. Сабақта оқушыларға базалық курстан таныс сұрақтар қолданылып, оларды толықтырып, тереңдету арқылы білімдерін кеңейту мәселесіне баса көңіл аударылды [15].
Оқушылардың оқуға деген жағымды мотивациясын тудыру үшін терең ой толғаныстарын қажет етпейтін материалдарды қолданып, логикалық ойларын дамытып, салыстырмалы түрде жауап беруге итермелейтін материалдарды пайдаланудың тиімділігі педагогикалық-психологиялық тұрғыдан дәлелденді. Көздеген нәтижеге жетуді қамтамасыз ету үшін күрделілігі әртүрлі материалдар мен тапсырмалар қолданылып отырды. Бейіналды элективті курс құрамында тек қана қызығушылық тудыратын материал болып қоймай, курс мазмұнында химия жайлы толық ғылыми түсінікті қалыптастыратын күрделі материалдардың қамтылуы керек [16].
Кез келген басқа жалпы білім беретін курстар сияқты бейіналды элективті курстары да, білім берудің жалпы дидактикалық принциптеріне сәйкес құрылады. Оқылатын пәннің жүйесіне сәйкестік; мазмұнның ғылымилығы; осы кезде дейін қолданылып келген курстардың шектерін кеңейту, оларды тереңдету; іс-әрекеттің практикалық бағыттылығы; пәнаралық сипатта болуы; дамытытушылық тұрғыда құрылуы; оқушылардың жастық және психологиялық ерекшеліктерінің ескерілуі; республикалық, аймақтық ерекшеліктерді ескеру; кәсіби бағытта болуы [17].
Элективті курс мазмұнын таңдау кезінде міндетті түрде бейіналды дайындық мақсаттары мен міндеттерін негізге алып, химияны оқуға деген қабілетін дамытудың көзделуі негізгі мақсатқа айналады [18].
Курс мазмұнын меңгерту барысында оқушыларға үнемі проблемалық сұрақтар қою және өзіндік жұмыстар орындату жағына баса көңіл бөлінді. Проблемалық жағдаяттарда сұрақтарға жауап іздеу арқылы оқушылардың осы саладағы қазіргі заманның басты мәселелерімен танысып, көзқарастары кеңейію негізінде оқытудың тәрбиелеуші потенциалы жоғарылады. Оқу мотивациясы күшейіп, химия саласынан өз қабілеттерін тексеру мүмкіндігі артты [19].
Курстың негізгі мақсаттары мен міндеттерін жүзеге асыру барысында оқушылардың құзырлығы дамып, іс-әрекетке дайындығы күшейтілді.
Оқушылардың бейіналды даярлығының негізгі формасы ретінде таңдау бойынша курстары - элективті курстарды атауа болады. Бейіналды оқыту жүйесіндегі элективті курстар негізгі мектеп оқушыларының мектептің жоғары сатысында болашақ бейін бағытын саналы түрде таңдап алуға көмек көрсетуші және жеке білім беру траекториясын құруға мүмкіндік беретін құрал болып табылады [20].
Қазіргі кезде бейіналды курстардың нақты белгіленген типологиялары жоқ, көбінесе ғалымдар оларды үш типке (пән бойынша (сынаушы), пәнаралық және бейімдеуші) бөліп көрсетеді.
Пән бойынша, мұндай элективті курстарын іске асыру барысында келесі міндеттер шешіледі:
oo пәндік сынақтарды өткізу; оқушының бұл бағдарға қатысты мүмкіндіктеріне баға беру, таңдалған пәнді тереңдетілген деңгейде игеруге дайындығын анықтау;
oo бағдар іс-әрекетттерінің құрам бөліктерімен танысу;
oo базалық пәндік білімді кеңейтіп, толықтыру, таңдау бойынша емтиханға дайындалуына жағдай жасау;
oo оқушыларды берілген бағдарға сәйкес келетін іс-әрекет түрлерімен таныстыру.
Жоғарыда аталған курстарға қойылатын негізгі талаптардың бірі - олардың қысқа уақытта өткізілуі, ең тиімді ұзақтығы - бір тоқсан (8-18 сағ.).
Пәнаралық элективті курстар дәстүрлі оқу пәндерінің бір-бірімен байланысын қамтамасыз етеді. Олар мектеп оқушыларын бірқатар пәндер бойынша білімдерінің синтезін талап ететін кешенді мәселелер және міндеттермен, сонымен қатар оларды әртүрлі кәсіби салаларда шешу әдістерімен таныстырады. Мұндай курстардың міндеттері:
oo оқушылардың білімін жаратылыстану математикалық бағытта жалғастыруына бейімдеу;
oo оқушылардың икемдерін, қабілеттері мен қызығушылықтарын дамыту;
oo әлемнің интегративті бейнесін қалыптастыру.
Бейімдеуші элективті курстар - оқу бағдарын таңдауға және оқушылардың кәсіби бейімделуі бойынша психологиялық-педагогикалық көмек көрсетуді қамтамасыз етеді. Олардың алдына келесі міндеттер қойылады:
oo оқушылардың қазіргі заман мамандықтар әлеміне бейімделуі үшін негіз болуы;
oo типтік іс-әрекет түрлерімен іс-жүзінде танысу;
oo кәсіби сынақтарды ұйымдастыру.
Бұл курстар таныстырушы сипатқа ие болғандықтан, қысқа уақытта өткізіледі және жиі ауыстырылып отырылады. Бір курстың ең тиімді ұзақтығы - бір тоқсан [21].
Бейіналды дайындық мақсаттарына, бейіналды элективті курстардың міндеттері мен атқаратын қызметтеріне орай, оларды пән бойынша (сынаушы), пәнаралық және бейімдеуші деп үш жеке топқа бөлмей, бір-бірімен тығыз байланысты тұйық тізбек ретінде қарастыру жөн деп санаймыз. Пәндік элективті курстарды 8-ші сыныпта (бейіналды дайындықты ұйымдастырудың бастапқы кезеңінде) пәнге деген қызығушылықты ояту үшін ұйымдастырған абзал. Ал 9-шы сыныпта - бейіналды дайындықтың соңғы сатысында - пәндік- бейімдеуші, яғни пәнге қатысты белгілі бір іс-әрекет түріне жаттықтырушы, біліктер қалыптастырушы практикалық бағытты курстар жүзеге асырылуы тиіс. Бұл курстарды пәнаралық байланыс арқылы жүзеге асыру тиімді [22].
Білім беру жүйесінде Қазақстан Республикасының білім және ғылым Министрлігі бекіткен типтік оқу бағдарламалары қолданылады. Бірақ, Қазақстандық білім беру жүйесін жаңашылдандыру тұжырымдамасын іске асыру, бейіналды дайындық жүйесін енгізу көптеген әртүрлі бағдарламалар бойынша құрастыруды талап етеді. Типтік оқу бағдарламаларын негізге ала отырып, мұғалімдер бейіналды элективті курс бағдарламаларын өздігінен жасайды. Кез келген оқу бағдарламасы сияқты элективті курс бағдарламасы да - белгілі бір технология бойынша жасалатын және белгілі талаптарға жауап беретін нормативті құжат [23].
Сөйтіп, бағдарлы оқытудың негізгі мәселелерін бөліп көрсетейік:
- жеке білім беретін пәндерді тереңдетіп оқыту;
- оқытудың дифференцияциясы, оқушылардың өз қабілеттері, икемдері мен қажеттіліктеріне сәйкес жеке білім траекторияларын таңдап алуы;
- жеке икемдері мен қажеттіліктеріне сәйкес оқушылардың әр санаттары
оқушылардың қоғамдануы, оларды кәсіби тұрғыдан өзіндік орын табуына дайындау;
- жалпы және кәсіби білім беру арасындағы байланыстың болуы, мектеп бітірушілерді жоғары кәсіби оқу орындарының бағдарламаларын игеруге дайындау;
- оқушыларға келешек оқу бағдарын таңдауға көмек беретін кәсіби сынақтарды енгізу арқылы бағдаралды дайындықты іске асыру [24-25].
Қазіргі таңда металдардың адам өмірінде маңызының ерекшеліктерін білсек те, орта мектеп оқушыларына арнап жазылған элективті курстар жоқтың қасы. Оқушыларға өздеріне белгілі металдар туралы толық мәліметтер беретін қазақ тіліндегі оқу құралдары да тапшы.Орта мектепте металдар тарауына әрдайым уақыт жете бермейді. Осыған орай "Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста" элективті курсының бағдарламасын орта мектеп мұғалімдеріне көмекші оқу құралы ретінде ұсынбақпын.
2 НЕГІЗГІ БӨЛІМ
2.1. Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста атты элективті курсының бағдарламасы
Түсініктеме хат
Өркениетті қоғамда ең алдымен білім дамуға тиіс. Ал сол білімді дамытатын осы үрдістің субъектілерінің нақты іс әрекеттері мен пәнге қызығушылықтарының артуы және білім нәтижесі болып табылады. Жаңашылдыққа бет бұрған қоғам соған сай тұлғаларды талап етеді. Бұл жолда ең алдымен ғылымның дамуы, білім шыңына ұмтылған қызығушылығы мол жастардың ғылыми және практикалық қызметтері маңызды болмақ.
Мектептің жоғарғы сатыларында білім беру оқушылардың болашақ мамандықтарын таңдауда алдын ала дайындықты талап етеді.
Мектеп оқушыларының білімдеріне білім қоса отырып, табиғатта кездесетін металдарды жаза, айта білу, металдардың қолданылуы, қасиеттері туралы білім қалыптастыру.
Мақсаты:
Оқушыларға металдардың ғылымдағы, техникадағы, тұрмыстағы рөлі туралы толық ақпарат бере отырып, химия пәніне деген қызығушылықтарын арттыру.
Міндеттері
1) Оқушылардың химиялық білімін тереңдете отырып, металдары тани білу қабілеттерін арттыру;
2) Металдардың химиялық қасиеттеріне байланысты туындайтын мәселелердің туу себептерін және оның шешімін табуда белсенділіктерін арттыру;
3) Химиялық өзгерістер әсерінен туындаған мәселелерге жауапкершілікті күшейту;
2.2. Тақырыптық жоспар (10 сынып)
Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста элективті курсы(16 сағат)
2-кесте. Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста элективті курсының тақырыптық жоспары.
апта
Сабақтың мазмұны
Сағат саны
1
Металдардың периодтық жүйеде орналасуы, физикалық қасиеттері
1
2
Металдардың химиялық қасиеттері
1
3
Гальваникалық элементтер
1
4
Металдардың коррозиясы
1
5
№1 Практикалық жұмыс
1
6
Темір. Шойын мен болат
1
7
Есептер
1
1
2
3
8
Металлургия
1
9
№2 Практикалық жұмыс
1
10
Алюминий
1
11
Асыл металдар
1
12
Хром. Мыс
1
13
№3 Практикалық жұмыс
1
14
Есептер
1
15
№4 Практикалық жұмыс
1
16
Қорытынды бақылау жұмысы
1
2.3. Металдар ғылымда, техникада және тұрмыста атты элективті курсының мазмұны
№1 сабақ. Металдардың периодтық жүйедегі орны. Физикалық қасиеті.
Д.И.Менделеевтің периодтық кестесіндегі элементтердің 80- нен астамы металдар. Металдар периодтық жүйенің сол жағына және төменде (І,ІІ,ІІІ топтарда) орналасқан.
Металл атомдарының сыртқы энергетикалық деңгейінде көбінесе 1-ден 3-ке дейін электрондар орналасқан. Металл атомдары сыртқы электрондарын оңай береді, күшті тотықсыздандырғыш болып табылады. Сондықтан металл атомы оң зарядты иондарға айналады. Кристалл тор түйіндерінде болатын оң зарядты иондар мен бейтарап атомдардың кейбір санының арасында қозғалатын біршама бос электрондар металдың кристалл торы деп аталады.
Бос электрондар мен металл иондарының арасында түзілетін кристалдық тор металдық байланыс деп аталады. Жер қыртысында ең көп тараған металл-алюминий, одан кейін темір, кальций, натрий, калий, магний, титан. Хром жер қыртысында массасы бойынша -0,3%, никель-0,2%, мыс-0,01%.
Бұрынғы кездегі адамдар күнге алтынды, айға күмісті, марсқа темірді, юпитерге қалайыны, меркуриді сынапқа, сатурнға қорғасынды, шолпанға мысты теңеген.
Металдарға тән қасиеттер: металдық жылтыры болады, бойынан электр тогын өткізеді (Аg,Au,Cu,Al)
Металдың және оның қорытпаларының құрылымы мен құрамының физикалық, химиялық, технологиялық және механикалық қасиеттермен байланысын зерттейтін ғылым металтану деп аталады. Металтану саласының негізін қалаушылардың бірі - орыс инженері Аносов Павел Петрович (1799-1851). Ол металдың құрылысы мен қасиетінің бір-біріне байланыстылығын анықтады.
Соңғы жылдарда жаңа ғылыми-техникалық даму дәуірі - атом энергиясы, электроника, ғарышты игеру, радио, автоматтандыру жүйесінің және т.б. салаларының талабына сай жаңа металдарға мұқтаждық өсуде.
Металдардың физикалық қасиеттері - жылу сыйымдылық, жылу өткізгіштік, термоэлектрлік, тығыздық, термиялық, магниттік, электрлік және оптикалық ұлғаю болып табылады.
Металдардың физикалық қасиетіне жататындыр:
1) Түсі - металдардың белгілі толқын ұзындығында жарық шашу қабілеттілігі.
2) Металдың тығыздығы - көлем бірлігіндегі масса қорытындысы.
3) Балқыту температурасы - металдың қатты жағдайдан сұйық жағдайға өту барысындағы температура.
4) Жылу өткізгіштігі - металдың неғұрлым жақсы қыздырылған бөліктерден аз қыздырылған бөліктерге жылуды беру қабілеттілігі.
5) Жылулық ұлғаю - металдардың қыздыру барысында үлкейіп және салқындату барысында кішірею қабілеттілігі.
6) Жылу сыйымдылық - металдың қыздыру барысында белгілі мөлшерде жылуды сіңіру қабілеттілігі.
7) Магниттік қасиеттер - абсолютті магнитті немесе тұрақты магнитті, яғни, металдардың магниттелу қабілеттілігімен сипатталады
Материалдың физикалық қасиеті механикалық қасиет сияқты объектілердің құрылымы мен құрамына байланысты. Физикалық қасиеттерге әсер ететін құрылымның белгілері:
кристалдық тордың дефектілері (ваканция-бос орын, дислокация, қоспа атомдары жатады).
макро және микро құрылымның дефектілері (кристализация дефектілері-ликвация, түйіршіктер шекарасы, поры-кеміктер, текстура-бағыты бір).Физикалық қасиеттердің көбі құрылымның өзгерістеріне сезімтал болады.
фазалық құрамына әсер ету.
Электролиттік жылтырату кезінде анодты ерітіндідегі микрорельфті выступтан металл үлгінің жұмсақ және жылтыр беті пайда болады. Шлифті электрлиттік жылтырату жасау үшін арнайы құрылғыны пайдаланады,оның схемасы 1-суретте көрсетілген.Тегістеген үлгіні 2 (анод) тұрақты ток тізбегіне қосады,создаваемого выпримителем 6,оны эектролиз толтырылған ваннаға салады 3, Катод 1- металл пластинка. Жылтырату процесінің біркелкі жүруіне электролитті механикалық немесе электрлік араластырғышпен араластырды.
Электролизді ваннаны қышқылға төзімді материалдан жасайды. Қыздырылмайтын ваннаны әйнектен, фарфордан, фторопластан жасайды, ал қыздырылатын ваннаны тоттанбайтын болаттан жасайды. Катодты метал беттен кесіп алады: мыстан, қорғасын, тоттанбайтын болаттан және т.б. металлдар мен қорытпаларды электролитті жылтырату үшін үлкен көлемде электролиттер алады. Көп жағдайларда электролиттің бір құрамына әр түрлі металлдарды жылтыратуға болады (жылтыратудың жеке режимін пайдалана отырып).
Электр - және жылуөткізгіштік. Электр өрісінде байланыспаған электрондар бағытталған қозғалысқа ие болады, яғни электр тогы пайда болады.Күміс және мыстың электр өткізгіштігі ең жоғары, содан кейін алтын, алюминий және темір келеді.Сынаптың электр өткізгіштігі төмен.Көптеген металдарда жылуөткізгіштік олардың электрөткізгіштігі сияқты ретпен өзгереді.Жылуөткізгіштік электрондардың қозғалғыштығымен және кристалдағы бөлшектердің тербелмелі қозғалысымен байланысты болады.Осындай құбылыстың әсерінен металл кесегінде температура жылдам теңеседі.Шыны стаканға қарағанда күміс қасық 500 есе жылдам қызады.
Металдық жылтыр. Барлық металдар жылтырайды, мөлдір емес көбінесе сұр түсті болады, өйткені олардың кристалдарының ішіндегі кеңістікте электрондар бар. Электрондар жарық сіңіргенде тербеле бастайды және адманың көзіне көрінетін өзінің сәуле толқындарын шығарады. Металдар радиотолқындары үшін де мөлдір емес: олар оны шағылдырады. Радиолакация металдық денелерді табу осыған негізделген.
Иілгіштік (пластикалық). Металдар соққанда бөлшектерге бөлініп ұсақталмайды, олар пішінін өзгертіп жұқарады, яғни соғылғыш болады. Бұл металл кристалында жекелеген атомдар мен иондардың қабаттары металдық байланысты бұзбай бір-біріне салыстырмалы ығысатындықтан болады. Электрондар металдың бүкіл кесегінде қозғалады және ығысқан қабаттарды байланыстырады. Металдардың иілгіштігі мынадай қатарда кемиді: Au, Ag, Cu, Sn,Pb, Zn, Fe .
Тығыздық. Металдар жеңіл (тығыздығы 5гсм3-тен аз) және ауыр болып бөлінеді.
Ең жеңіл металдар - сілтілік металдар. Мысалы, литий судан екі есе жеңіл, ең ауыр металл - осмий, оның тығыздығы судың тығыздығынан 22 есе артық.
Тығыздығы аз металдар, мысалы, магний, алюминий және титан зымыран, ұшақ, автомобиль жасауда қолданылады.
Қаттылық. Сілтілік металдар өте жұмсақ, олар пышақпен оңай кесіледі, ал осмий, тантал, вольфрам қиын өңделеді. Металдардан ең қаттысы - хром, оны кескіш құрал-жабдықтар дайындауда қолданады. Қазіргі кезде адам өмірінде металдардың орны орасан зор. Металдар техникада маңызды конструкциялық материалдар болып табылады. Мысалы, алюминий электр тогын жақсы өткізеді, жеңіл, бірақ өте жұмсақ. Сондықтан таза металдар сирек қолданылады. Көп жағдайларда қазіргі машиналарды, аспаптарды және конструкцияларды жасау үшін олардың құймалары қолданылады.
№2 сабақ. Металдардың химиялық қасиеттері
Металдардың көпшілігі химиялық активті элементтер болғандықтан жай және күрделі заттармен әрекеттеседі:
Жай заттармен:
1) 2Mg + 02 = 2MgO + Q жану реакциясы
2) Fe + S = FeS темір (II) сульфиді
3) Са + Сl2 = СаСl2 кальций хлориді
Металл гидридтері тұз сияқты қатты заттар. Металл гидридтерінде ғана сутегінің тотығу дәрежесі - 1 болады, себебі металдар электрондарын сутектің атомдык радиусы кіші болғандықтан оңай береді.
----------------------------------- ----------------------------------- ----------
Күрделі заттармен:
Сілтілік және сілтілік жер металдар сумен куатты әрекеттесіп, судағы сутекті ығыстырып шығарады.
2Na + 2Н20 = 2NaOH + Н2↑
Металдар қышқылдармен әрекеттеседі. Реакция нәтижесінде түзілетін өнімнің табиғаты металдың белсенділігіне жөне қышқылдардың концентрациясына тәуелді
Zn + H2S04 (сұйык) = ZnS04 + Н2
Zn + 2H2S04(конц.) = ZnS04 + S02↑ + 2H20
4Mg + 10HN03 (сұйық) = 4Mg(N03)2+ NH4N03 + 3H20
Ag + 2HN03 (конц.) = AgN03 + N02↑ + H20
Металдар тұздармен әрекеттеседі. Белсендірек металдар (химиялық белсенді металл) белсенділігі темен металды оның қосылыстарынан ығыстырып шығарады.
Cu + Hg (N03)2 = Cu (NO3)2+Hg
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
2Mg + TiCl4 = 2MgCl2 + Ti
Металдар оксидтермен әрекеттеседі:
2Al + Fe203 = Al203 + 2Fe
Mg + C02=Mg0 + C0
Металдар органикалық қосылыстармен де әрекеттеседі.
ІІ негізгі топша металдарының химиялық қасиеттері.
Екінші негізгі топша элементтері оттегімен әрекеттесіп-МО; сутегімен әрекеттесіп - МН2 гидрид; азотпен әрекеттесіп - М3N2 нитрид; галогендермен әрекеттесіп - МГ2 галогенидін; күкіртпен әрекеттесіп - МS сульфид және т.б. түзеді.
Берилиий мен магний сумен суық су қатысында әрекеттеспейді, себебі сырты оксидтік қабықпен қапталған. Берилийдің химиялық қасиеті диагональды түрде алюминийдің қасиетін қайталайды
Бериллийді бериллий фториді мен натрий фториді қоспасын электролиздеу арқылы алады.
2Be + 3H2O = BeO+ Be(OH)2 +2H2
Be + HCl = BeCl2 +H2
3Be + 8HNO3 = 3Be(NO3)2 (c)+ 2NO +4H2O
Be + 2NaOH(k) +2H2O = Na2[Be(OH)4]+ H2
3Be +2NH3 = Be3N2 + 3H2
3Mg + N2 = Mg3N2
Mg + H2S = MgS +H2
4Mg + SiO2 = Mg2Si + 2MgO
Магнийдің және сілтілік жер металдарының карбонаттары суда аз ериді, оның есесіне гидрокарбонаттары суда жақсы ериді. Судың уақытша кермектілігін осы гидрокарбонаттар тудырады. Оны жою үшін суды қайнатамыз немесе бейтараптандырамыз.
Сілтілік металдар сияқты сілтілік жер металдары оксидтер түзіп қана қоймай пероксидтер, асқын пероксидтер түзеді.
Химиялық қасиеті:
2Ca +H2O(пар) = CaO + CaH2
4Ca + 10HNO3 (c) = 4Ca(NO3)2 +N2O + 5H2O
4Ca + 10HNO3 (өте сұйық) = 4Ca(NO3)2 +NH4NO3 + 3H2O
Ca + 6NH3 = [Ca (NH3)6](e-) (сары) [бөлме темп.]
6Ca + 2NH3 = Ca3N2 +3CaH2 (600-650 C)
Кальцийдің бейметалдармен әректтесуінде валенттілігі бойынша, бинарлы қосылыстар түзіледі.
Кальций қосылыстары. Кальций гидриді. Ақ түсті, сутегі атмосферасында ажырамай балқиды, әрі қарай қыздырғанда айырылады.
Күшті тотықсыздандырғыш, сумен, қышқылдармен әрекеттеседі. Ауада тотығады.
1. CaH2 = Ca + H2
2. CaH2 + H2O = Ca(OH)2 +2H2
3. CaH2 + 2HCl = CaCl2 +2H2
4. CaH2 +O2 = CaO + H2O
5. 3CaH2 +2KClO3 = 2KCl +3CaO +3H2O
Кальций оксиді.
Ақ түсті, су тартқыш зат. Қиын балқиды, термиялық тұрақты, тек жоғары температурада ғана ұшады. Сумен шабыт әрекеттесіп, сілтілік реакция береді. Негіздік қасиет көрсетеді. Ауадан көмір қышқыл газын сіңіреді.
Кальций пероксиді. Ақ түсті, қыздырғанда балқымастан айырылады. Суық сумен әрекеттеспейді. Ыстық су әсерінен, күшті қышқылдар әсерінен толық ажырайды. Қақтаған кезде күшті тотықтырғыш.
Кальций гидроксидіне сутегі пероксидімен әсер еткенде алынады.
1. 2CaO2 = 2CaO +O2
2. CaO2 +2H2O(ыст.) =Ca(OH)2 +H2O2
3. 4CaO2 +2Cr2O3 + O2 = 4CaCrO4 (500 C)
Кальций тұздары.
Кальций тұздарының ішіндегі маңыздылары: кальций нитраты, кальций сульфаты, кальций фториді, кальций хлориді, кальций сульфиді, кальций карбиді.
Стронций, барий қасиеттері жағынан, алу әдісі жағынан кальцийге ұқсас.
№3-сабақ. Гальваникалық элементтер
Гальваникалық элементтер дегеніміз - химиялық тотығу - тотықсыздану реакцияларының энергиясын электр энергиясына айналдыратын қондырғы. Қарапайым гальваникалық элемент электролит ерітінділеріне (1 текті өткізгіштер) батырылған кез келген екі металл электродтан тұрады. Көбінде металл өз тұзының ерітіндісіне батырылады. Ерітінділер бір - бірінен кеуекті қалқа арқылы немесе электролиттік көпірше арқылы бөлінеді. Сызба нұсқа түрінде электродты электрохимиялық сызба нұсқа жазады, онда электрод - ерітінді фазалар бөлімінің шекарасы тік сызықпен бөлінген. Мысалы, мырыш және мыс электродтарының (жартылай элемент) электрохимиялық сызба нұсқа:
Zn ZnSO4 және Cu CuSO4
Екі жартылай элементтерден гальваникалық элемент құрауға болады, мысалы мыс және мырыш. Бұл өткен ғасырдың ортасында орыс физигі Б.С.Якоби мен француз оқымыстысы Даниэль ұсынған алғашқы гальваникалық элементтердің бірі.
Егер мыс купоросының ерітіндісіне металл мырышты батыратын болсақ, онда өздігінен тотығу - тотықсыздану реакциясы жүреді. Электрондар тікелей мырыштан мыс катионына ауысады:
Zn + CuSO4 --ZnSO4 + Cu + Q
Бұл кезде реакцияның химиялық энергиясы жылу энергиясына айналады. Егер реакцияны Якоби - Даниэль элементінде жүргізсек, ол үшін электродтарды металл өткізгіштермен тұйықтап, онда мырыш электродында тотығу процесі жүреді:
Zn - 2-- Zn2+
ал мыс электродында - тотықсыздану процесі жүреді:
Cu2+ + 2 --Cu
Бұл электрохимиялыќ реакциялар өткізгіш арқылы ток жүруін туғызады, яғни гальваникалық элементте химиялық энергия электр энергиясына айналады.
Сөйтіп гальваникалық элементте тотығу-тотықсыздану процестері электродтарда бөлек жүреді, бұл химиялық энергияны электр тогына айналдырып, оны пайдалы жұмысқа пайдалануға (қолдануға) мүмкіндік береді. Электродтарды жалғастыратын өткізгіштің кедергісі неғұрлым көп болса, соғұрлым электродтарда тотығу-тотықсыздану реакциялары баяу жүреді. Реакция өте баяу жүруі үшін және әрбір мезетте электрод және ерітінді арасында тепе-теңдік, яғни реакция қайтымды болуы үшін өте үлкен кедергілі өткізгіш таңдап алынады.
Гальваникалық элементтерді қолдану
1) Гальваникалық элементтер тұрақты электр тогының көзі болып табылады. Олар бір ретті қолданбалы (техникалық гальваникалық элементтер), көп ретті қолданбалы аккумуляторлар болады.
Барлық шығарылатын гальваникалық элементтерде бір ғана электролит және барлығында теріс электрод ретінде мырыш қолданылады. Ол активті химиялық тұрақты және арзанға түседі. Оң электрод ретінде орташа активті металдардың тотықтары қолданылады. (MnO2, CuО) электролит ретінде қышқыл, сілті немесе хлорлы аммоний ерітінділері қолданылады.
Қазіргі кезде марганец-мырыш гальваникалық элементі кең қолданылады. Бұл элементтің бірнеше түрі бар, бірі Локланштың "құрғақ" элементі, қысқартылған түрде МЦ. Оның бір электроды мырыш, екіншісі маргенец (VI) оксидінен тұрады. Оған электр тогының өткізгіші болатын графит электроды тығыздалған. Екі электродта 20% -тік хлорлы аммоний ерітіндісіне батырылған.
Zn │NH4Cl │ MnO2, C; ЭҚК = 1,55В
Жұмыс кезінде электродтарда төмендегідей процестер жүреді: теріс электродта тотығу, 2Zn -4ē -- 2Zn2+ түзілген Zn2+ иондарының бір бөлігі аммиак молекулаларымен комплексті ионда бірігеді.
2Zn2+ +4NH3 -- Zn2+ + [Zn(NH3)4]2+
аммиак хлорлы аммоний гидролизінің нәтижесінде түзіледі.
4NH4Cl + 4H2O -- 4HCl+ 4NH4OH
4HCl-- 4H++4Cl-
NH4OH-- NH3 + H2O
оң электродта - тотығу-тотықсыздану
4MnO2 +4 ē + H2O -- 2Mn2O3 + 4OH-
Жалпы процесс қайтымсыз
2Zn + 4MnO2 +4NH4Cl-- ZnСІ2 + [Zn(NH3)4]СІә +2Mn2O3+ 2H2O
Көп ретті қолданбалы химиялық ток көздерін - аккумуляторлар деп атайды. Аккумуляторлар - электролиз кезінде электродтартың химиялық поляризациясы нәтижесінде пайда болатын қайтымды гальваникалық элемент. Кез-келген қайтымды гальваникалық элемент аккумуляторлар бола алады. Практикада аккумулятор ретінде қолданылып жүрген элементтер төмендегідей қасиеттермен сипатталады.
а) Электрод материалдары электрод процестерінің қайтымдылығы максимал болуы үшін таңдап алынған. Бұл қайта зарядтауды басқа заттарды қоспай-ақ жүргізуге мүмкіндік береді.
ә) Мұндай элементтердің ЭҚК-і үлкен мәнді және жұмыс уақытында тұрақты болу керек.
б) Аккумулятордың электр сыйымдылығы үлкен болу керек.
Практикада кең қолданылатын аккумуляторлар:
Қышқылды немесе қорғасынды Pb│H2SO4│ PbO2, Pb
Негіздік: темір-никельді Fe│KOH │Ni(OH)3,Ni
кадмий-никельді Cd │KOH│ Ni(OH)3,Ni
мырыш-күмісті Zn │KOH│Ag2O,Аg
Көп қолданылатындары қорғасын мен темір - никельді аккумуляторлар.
Қорғасын аккумуляторының электрохимиялық схемасы:
Pb, PbSO4│H2SO4 (25-30%) │ PbSO4, Pb
Электрод ретінде қорғасын оксидімен PbO қапталған қорғасын пластинкасы қолданылады. Химиялық реакция нәтижесінде PbO + H2SO4 -- PbSO4 ↓+Н2О. Электродтар қиын еритін қорғасын сульфатымен қапталады. Электролиз кезінде жүретін процестер:
катодта (сол электрод) - тотықсыздану - PbSO4+2 ē -- Pb + SO4[2-]
анодта (оң электродта) тотығу - PbSO4 -2 ē +2Н2О -- PbО2 + 4Н+ + SO42-
Жалпы реакция қайтымды:
зарядтану
PbSO4 +2Н2О Pb + PbО2 +2 H2SO4
зарядсыздану
Зарядталған аккумуляторда әртүрлі валенттілік күйдегі қорғасын болады да электродтар арасында потенциалдар айырымы пайда болады. Зарядталған аккумулятордың электрохимиялық схемасы:
(-) Pb│H2SO4│ PbO2, Pb (+)
Аккумулятордың жұмысы кезіндегі электродтық процестер электролиз процесіне кері. Сол теріс электрод - тотығу Pb + SO42--2 ē -- Pb SO4, оң электрод - тотықсыздану PbО2 + 2ē + 4Н+ + SO42-- Pb SO4 +2Н2О. Қорғасын аккумуляторының ЭҚК-і 2В.
Зарядталмаған темір-никельді аккумулятордың электрохимиялық схемасы:
Fe(ОН)2│KOH(2ОХ) │Ni(OH)2
Зарядталған кезде электродтарда жүретін процестер :
катодта - тотықсыздану Fe(ОН)2+2 ē -- Fe + 2ОН[-]
анодта-тотығу 2Ni(OH)2- 2 ē + 2ОН[-]-- 2 Ni(OH)3
Жалпы реакция қайтымды:
[зарядталу]
Fe(ОН)2+2Ni(OH)2 Fe +2 Ni(OH)3
зарядсыздану
Темір-никельді аккумулятордың қорғасын аккумуляторынан артықшылығы жеңіл және қарапайым, кемшілігі төмен ПӘК-(пайдалы әсер коэффициенті) және аз ЭҚК (1,36В)
2) Гальваникалық элементтің ЭҚК-н мәнінен изобара-изотермиялық өзгерісін және химиялық реакцияның максимал жұмысын есептеуге болады. Гальваникалық элементте жүретін реакция нәтижесінде изобара-изотермиялық потенциалдардың өзгеруі (7) және (7a) теңдеулерімен анықталады.
G = -EZF
Мысалы гальваникалық элементте жүретін реакцияның изобара-изотермиялық потенциалдарының өзгерісін есептеу (t=250C)
(-) Pt, H2 (=1 атм) │HCl││KCl│Hg2Cl2, Hg (+)
бұл элементтің ЭҚК-і 0,4196В тең. Элемент жұмыс кезінде сол электродта тотығу, оң-электродта - тотықсыздану процесі жүреді:
Н2 -2 ē -- 2Н[+]
Hg2Cl2 -2 ē -- 2Hg + 2Cl-
жалпы реакция: Н2 + Hg2Cl2 2Н[+]+ 2Hg + 2Cl[-]
Бұл теңдеуде ауысқан электрондар саны 2-ге тең.Изобара- изотермиялық потенциалдардың өзгерісі мынаған тең:
G = -EZF = 0,4196 [.] 2 [.] 96487 = 80,99 кДж.
Гальваникалық элементтің стандартты ЭҚК-і стандартты потенциалдар мәнімен анықталады. Е0 =
Сутек және каломель элементінің стандартты ЭҚК-ң t=250C-да мынаған тең: +0,268 -0= 0,268 В
Бұдан lgKa =
бұдан тепе-теңдік константасы Ka = = 1,135 [.]10[9]
25[0]C - де Якоби-Даниэль элементінде жүретін реакция тепе-теңдік константасы 1,5 [.] 10[37] тең Zn +Cu[2+] -- Zn[2+] +Cu (Е0 = 1,1 В)
lgKa = және Ka = = 1,5 [.]10[37]
яғни мырыш мыс иондарын толығымен ығыстырады ()
Рeдокс элементті қарастырайық (-) Pt │ Cu[2+] ,Cu[+] ││ Fe [3+], Fe [2+]│ Pt (+)
стандартты ЭҚК Е[0] = +0,77 - 0,153 = 0,617 В тең, бұдан
lgKa = және Ка = 1,6 [.]1010
Мұндай константаның жоғары мәні тепе-теңдіктің түгелдей темірдің тотықсыздануы жағына ығысқанын көрсетеді.
СuCl +FeCl3 CuCl2 + FeCl2
Ка = = 1,6 [.]1010 болғандықтан Cu+ пен Fe 3+ иондарының концентрациясы өте төмен.
№4-сабақ. Металдардың коррозиясы
Коррозия (көне лат. corrosіo - жемірілу, лат. corrodo - кеміремін), 1) металл Коррозиясы - металдардың сыртқы (коррозиялық) ортамен химиялық немесе электрхимиялық реакцияға түсуі салдарынан олардың бүліну процесі. Коррозия салдарынан металл бірте-бірте желініп (қараңыз Тоттану), өзінің бастапқы қасиетін жоғалтып, бұзылады. Металдардағы Коррозияны болдырмау мақсатында металл құрамына коррозияға ұшырамайтын құраушылар енгізіледі (осындай әдіспен тоттанбайтын болаттар алынады): металл бетін бояу, лактау, оған эмаль жалату, сақтандырғыш май жағу; металл бұйымды мырыштау, никельдеу, кадмийлеу, хромдау, күміс және алтынмен аптау арқылы Коррозияға қарсы қорғаныс жасау әдісін қолдану; 2) бетон және темір-бетон Коррозиясы - сыртқы жебір ортаның әсерінен бетонның және темір-бетонның босап бұзылуы (мүжілуі, жемірілуі). Су және су ерітінділері бетон арқылы өткенде, бетон құраушылары мен арматуралар өзара әсерлесуінен, бетон мен темір-бетон коррозияға ұшырайды.
Қорғану тәсілі: Коррозияға төзімді материалдар (цементтер, толтырғыштар), тығыздығы жоғары бетон қолдану, бетонның төзімділігін, су өткізбейтін құрамын, арматуралардың қорғаныс қабатының қалыңдығын арттыру, сыртын сырлап немесе үлпек (пленка) жапсырып бетонның сіңіргіштік қабілетін әлсірету, т.б.
Коррозиялық құрылым
Тау жыныста бүрынғы минералдың кейінгі минералмен ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz