1.case-tehnologyx - Всероссийский фестиваль

ВСЕРОССИЙСКИЙ ФЕСТИВАЛЬ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ТВОРЧЕСТВА
(2015-2016 учебный год)
Номинация:
образование
Педагогические
идеи
и
технологии:
среднее
Название работы: Кейс-технологии как метод активного обучения
химии
Автор: Дементьева Алла Петровна, учитель химии высшей
категории
Место выполнения: г. Краснодар, МБОУ гимназия №44
Кейс-технологии как метод активного обучения химии
Формирование опыта самостоятельной творческой деятельности учащихся в
настоящее время является одной из самых актуальных задач образования. В
условиях технологизации и информатизации образования возрастает
необходимость создания условий для развития творчески активных
учащихся, способных после школы адаптироваться и самореализоваться в
обществе 21 века. Один из подходов к организации самостоятельной
творческой деятельности – это применение в обучении новых
педагогических технологий и материала, способствующего развитию
мотивов обучения.
Среди них наиболее эффективными, по моему мнению, являются так
называемые кейс-технологии.
Изначально кейс-технологии разрабатывались для обучения юристов и
менеджеров, когда студенты активно обсуждали конкретную экономическую
или юридическую ситуацию, что и служило основой дляих дальнейшей
профессиональной деятельности. На сегодняшний день данные технологи
широко используются в средних школах. Название произошло от латинского
термина «casus» — запутанный или необычный случай.
Кейс-технологии объединяют в себе одновременно и ролевые игры, и
метод проектов, и ситуативный анализ.
Кейс технологии
противопоставлены таким видам работы, как
повторение за учителем, ответы на вопросы учителя, пересказ текста и т.п.
Кейсы отличаются от обычных образовательных задач (задачи имеют, как
правило, одно решение и один правильный путь, приводящий к этому
решению, кейсы имеют несколько решений и множество альтернативных
путей, приводящих к нему).
В кейс-технологии производится анализ реальной ситуации (каких-то
вводных данных) описание которой одновременно отражает не только
какую-либо практическую проблему, но и актуализирует определенный
комплекс знаний, который необходимо усвоить при разрешении данной
проблемы
Кейс-технологии – это не повторение за учителем, не пересказ параграфа
или статьи, не ответ на вопрос преподавателя, это анализ конкретной
ситуации, который заставляет поднять пласт полученных знаний и
применить их на практике.
Метод имеет ряд технологических особенностей:
- представляет собой специфическую разновидность исследовательской
аналитической
технологии,
т.е.
включает
в
себя
операции
исследовательского процесса, аналитической процедуры;
- является технологией коллективного обучения, важнейшие составляющие
которой – работа в группе (или подгруппах) и взаимный обмен информацией;
- интегрирует в себе технологии развивающего обучения, включая
процедуры индивидуального, группового и коллективного развития,
формирования многообразных личностных качеств обучаемых;
- выступает в обучении как синергетическая технология, суть которой
заключается в подготовке процедур погружения группы в ситуацию,
формировании эффектов умножения знания, инсайтного озарения, обмена
открытиями;
- интегрирует в себе значительные достижения технологии «создания
успеха», т.е. предусматривает деятельность по активизации обучающихся и
стимулировании их успеха;
-относится к специфической разновидности проектной технологии.
Выбор проблемы и путей её решения, который школьники осуществляют во
время работы над кейсом, состоит из шести этапов, преследующих
определённые цели:
Этапы работы над кейсом и их цели
этапы
цели
Знакомство с конкретным случаем
Понять проблемную ситуацию и пути
принятия решения
Поиск и анализ информации для Научиться добывать и оценивать
принятия решения
информацию,
необходимую
для
решения проблемы
Обсуждение
возможностей Развивать альтернативное мышление
альтернативных решений
Резолюция – принятие решения в Сопоставить
и
оценить
группах
предложенные варианты решения
Диспут – защита своих решений Аргументированно
защищать
отдельными группами
решения
Сопоставление итогов – сравнение Оценить взаимосвязь интересов, в
решений, принятых в группах, с которых
находятся
отдельные
решением,
принятым
в решения
действительности
Классификация кейсов:
Кейсы отличаются от задач, предлагаемых для решения на семинарских и
практических занятиях, поскольку цели их использования в обучении
различны. Задачи сопровождают материал, дающий школьникам
возможность изучения и применения отдельных теорий, методов, принципов.
Обучение с помощью кейсов помогает ученикам приобрести широкий набор
разнообразных навыков. Задачи имеют, как правило, одно решение и один














путь, приводящий к этому решению. Кейсы имеют несколько решений и
множество альтернативных путей, приводящих к нему.
Кейсы делятся на:
- иллюстративные учебные ситуации – кейсы, цель которых на конкретном
практическом примере обучить учащихся алгоритму принятия правильного
решения в определённой ситуации;
- учебные ситуации с формированием проблемы - кейсы, в которых
описывается ситуация в конкретный период времени, выявляются и чётко
формулируются проблемы; цель такого кейса – диагностирование ситуации и
самостоятельное принятие решения по указанной проблеме;
-учебные ситуации без формирования проблемы – кейсы, в которых
описывается более сложная, чем в предыдущем варианте, ситуация, где
проблема чётко не выявлена, а представлена в статистических данных,
оценках общественного мнения, органов власти; цель такого кейса –
самостоятельно выявить проблему, указать альтернативные пути её решения
с анализом наличных ресурсов;
-прикладные упражнения – кейсы, в которых описывается конкретная
сложившаяся ситуация и ищется выход из неё; цель такого кейса – поиск
путей решения проблемы.
Данные технологии помогают повысить интерес учащихся к изучаемому
предмету, развивает у школьников такие качества, как социальная
активность, коммуникабельность, умение слушать и грамотно излагать свои
мысли.
При использовании кейс –технологий у обучающихся происходит
развитие навыков анализа и критического мышления
соединение теории и практики
представление примеров принимаемых решений
демонстрация различных позиций и точек зрения
формирование навыков оценки альтернативных вариантов в условиях
неопределенности.
Перед учителем стоит задача – научить обучающихся как индивидуально,
так и в составе группы:
анализировать информацию,
сортировать ее для решения заданной задачи,
выявлять ключевые проблемы,
генерировать альтернативные пути решения и оценивать их,
выбирать оптимальное решение и формировать программы действий и т.п.
Кроме того, обучающиеся:
получают коммуникативные навыки
развивают презентационные умения
формируют
интерактивные
умения,
позволяющие
эффективно
взаимодействовать и принимать коллективные решения
приобретают экспертные умения и навыки
 учатся учиться, самостоятельно отыскивая необходимые знания для решения
ситуационной проблемы
 изменяют мотивацию к обучению
При активном ситуационном обучении участникам анализа предъявляются
факты (события), связанные с некоторой ситуацией по ее состоянию на
определенный момент времени . Задачей обучающихся является принятие
рационального решения, действуя в рамках коллективного обсуждения
возможных решений, т.е. игрового взаимодействия.
К методам кейс-технологий, активизирующим учебный процесс, относятся:
 метод ситуационного анализа (метод анализа конкретных ситуаций ,
ситуационные задачи и упражнения; кейс-стадии)
 метод инцидента;
 метод ситуационно-ролевых игр;
 метод разбора деловой корреспонденции;
 игровое проектирование;
 метод дискуссии.
Приведу примеры использования метода кейс- технологий на уроках химии.
Урок по химии по теме «Периодический закон и периодическая система
химических элементов Д.И. Менделеева в свете современных
представлений».
9 класс
Раздаточный материал: кейс «Эврика», правила работы с кейсом.
Кейс «Эврика»
1.Подготовительный этап. Конкретизация преподавателем цели урока.
2.Ознакомительный этап. Вовлечение учащихся в живое обсуждение
конкретной ситуации.
2.1.Введение в ситуацию.
Действие разворачивается на одной из исследовательских космических
станций. Ученые с Земли сумели уловить радиосигналы с одной из
удаленных планет с созвездия Персей. Лингвисты расшифровали послание и
между двумя цивилизациями наладился обмен информацией.
2.2.Описание ситуации. Неизвестная планета состояла из тех же элементов,
что и Земля, но по странному стечению обстоятельств на ней отсутствовали
элементы побочных подгрупп. Конечно, обитатели далекой планеты дали
элементам свои названия. После того, как инопланетяне прислали описание
свойств и строения атомов элементов. Ученые составили из них
периодическую таблицу и определили их земные аналоги. Сумеете ли вы
сделать тоже самое?
Задание: 1. Разберите данную ситуацию, проведите анализ.
2.Используя данные о физических и химических свойствах, а также об
особенностях строения атомов неизвестных элементов, составьте
Периодическую систему, записав в клетки выданной вам таблицы названия
элементов. В верхнем правом углу впишите символы соответствующих
земных элементов.
2.3.Информационный материал.
1.Бомбал, Вомбал, Домбал, Ломбал, Зомбал-инертные газы. У Бомбала число
валентных электронов не 8, как у всех остальных, а всего 2. У Ломбала 2
знергетических уровня. Из всех благородных газов Зомбал имеет
наибольшую атомную массу, Радиус атома Домбала больше, чем у Зомбала.
2.Самый легкий газ планеты- Пух. Самый активный металл- Мекс, а самый
активный неметалл-Жутий, что в переводе означает «разрушающий все».
3.Судя по описанию свойств, элементы Мекс, Крекс Пекс И фекс относятся к
щелочным металлам. При этом известно, что у Крекса самая маленькая
атомная масса. А Фекс находится в том же периоде, что и Домбал.
4.Жутий, Дутий, Нутий, Футий -элементы одной группы, общее их название
«Утий» означает в переводе «рождающий соли» или «солероды». Атомы
этих элементов имеют по 7 валентных электронов, Нутий расположен в том
же периоде, что и Пекс и является газом. Футий- жидкость с отвратительным
запахом, а Дутий -твердое кристаллическое вещество.
5.Химический состав океана планеты приблизительно соответствует морской
воде на Земле, судя по свойствам. Если провести дистилляцию океанской
жидкости, то получится вещество, молекулы которого состоят из двух атомов
Пуха и одного атома Юния. Твердый остаток после дистилляции
представляет собой белое вещество, состоит из молекул, образованных
элементами Пексом и Путием.
6.Элемент под названием Дигель имеет всего 4 протона в ядре атома.
7. Атомы Флоксида имеют 4 валентных электрона на втором энергетическом
уровне. Простое вещество черного цвета, образованное атомами этого
элемента, используется как топливо, но встречается и в виде прозрачных
кристаллов. На Земле эти кристаллы очень ценятся, ими украшают короны
императоров, дорогие ювелирные изделия.
8.Урр, Озз, Юзз и Ирр-элементы 5 группы. Валентные электроны атома Ирра
расположены на 2 энергетическом уровне, а атомная масса элемента Юзз
самая большая в этой группе.
9.Атомы элементов Юний, Иний, Аний и Эний могут принимать по 2
электрона. Эний принимает их на 4 электронный уровень. Аний -более
активный неметалл, чем Иний.
10.Атомы элементов Дигель, Зигель, Вигель, Нигель обычно отдают 2
электрона. Вигель отдает их с третьего электронного уровня, а Нигель- с
пятого электронного уровня.
11.Хек-очень слабый неметалл, расположен в одном периоде с Флоксидом.
Шек-элемент, расположен в той же группе, что и Хек. В этой же группе
находятся амфотерные элементы Жек и Чек. Атомный радиус Чека больше,
чем атомный радиус Жека.
12.Глоксид, Озз и Аний – соседи по периоду. Все они неметаллы. Озз более
активен, чем Глоксид, но менее,чем Аний.
13.Плоксид и Блоксид- амфотерные элементы, металлические свойства
Плоксида выражены ярче, чем у Блоксида.
Вопросы:
1.Сколько валентных электронов у атома Глоксида?
2.Какова высшая степень окисления у атома Фекса и Футия?
3.Какой неметалл более активен:
а)Ирр или Юний?
б)Ирр или Озз?
4.Какой металл более активен:
а)Пекс или Фекс?
б)Мекс или Нигель?
Урок по химии по теме : «ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ»
8 класс.





Тип кейса:обучающий
Содержание кейса
В одном из пособий для трудовой школы по химии (1927 год) было дано
задание: «Проследите со всею внимательностью все явления, которые
происходят в то время, когда «ставится» самовар. Запишите, какие из этих
явлений вы отнесете к физическим и какие — к химическим, начиная от
наливания в самовар воды и закладки углей, не забыв зажигания спички и
явлений, происходящих при этом, и кончая заваркой чая, наливанием его в
стакан и растворением сахара. Обратите внимание, во что превратится
уголь, не получилось ли радужных полос на медной крышке самовара около
кувшина (внутренней трубы самовара)».
Дайте ответ и вы.
Разберите данную ситуацию, проведите ее анализ.
Какие явления называются физическими?
Какие явлениями называются химическими?
Составьте список последовательных действий при чаепитии.
Какие из перечисленных вами действий при чаепитии относятся к
физическим, а какие – к химическим явлениям?
Информационный материал
Всё, что нас окружает: и живая, и неживая природа, находится в
постоянном движении и непрерывно изменяется: движутся планеты и
звёзды, идут дожди, растут деревья. И человек, как известно из биологии,
постоянно проходит какие-либо стадии развития. Перемалывание зёрен в
муку, падение камня, кипение воды, молния, свечение лампочки, растворение
сахара в чае, движение транспортных средств, молнии, радуги – это
примеры физических явлений.
И с веществами (железо, вода, воздух, соль и др.) происходят разнообразные
изменения, или явления. Вещество может быть кристаллизировано,
расплавлено, измельчено, растворено и вновь выделено из раствора. При
этом его состав останется тем же.
Так, сахарный песок можно измельчить в порошок настолько мелкий, что
от малейшего дуновения он будет подниматься в воздух, как пыль. Сахарные
пылинки можно разглядеть лишь под микроскопом. Сахар можно разделить
ещё на более мелкие части, растворив его в воде. Если же выпарить из
раствора сахара воду, молекулы сахара снова соединяться друг с другом в
кристаллы. Но и при растворении в воде, и при измельчении сахар остаётся
сахаром.
В природе вода образует реки и моря, облака и ледники. При испарении вода
переходит в пар. Водяной пар – это вода в газообразном состоянии. При
воздействии низких температур (ниже 0˚С) вода переходит в твёрдое
состояние – превращается в лёд. Мельчайшая частичка воды – это молекула
воды. Молекула воды является и мельчайшей частичкой пара или льда.
Вода, лёд и пар не разные вещества, а одно и то же вещество (вода) в
разных агрегатных состояниях.
Подобно воде, и другие вещества можно переводить из одного агрегатного
состояния в другое.
Характеризуя то или другое вещество как газ, жидкость или твёрдое
вещество, имеют в виду состояние вещества в обычных условиях. Любой
металл можно не только расплавить (перевести в жидкое состояние), но и
превратить в газ. Но для этого необходимы очень высокие температуры.
Во внешней оболочке Солнца металлы находятся в газообразном состоянии,
потому что температура там составляет 6000˚С. А, например, углекислый
газ путём охлаждения можно превратить в «сухой лёд».
Явления, при которых не происходит превращений одних веществ в другие,
относят к физическим явлениям.
Физические явления могут привести к изменению, например, агрегатного
состояния или температуры, но состав веществ останется тем же.
Со всеми предметами, которые нас окружают, происходят различные
изменения.
Если нагреть медную пластину на воздухе, она потеряет свой блеск и
покроется налётом черного цвета, который можно легко соскоблить.
Повторяя этот процесс много раз, можно всю медь превратить в чёрный
порошок, этот порошок называется оксид меди. Оксид меди – это новое
вещество, которое обладает новыми свойствами. И при охлаждении чёрный
порошок снова не станет медью.
Лента металла магния, если её поджечь, горит с ярким, ослепительным
светом. Получается новое вещество – оксид магния.
Возьмём стеклянную трубку и будем продувать воздух через раствор
извести – известковую воду. Жидкость станет мутной, потому что в ней
образуется белый порошок, похожий на мел. Постепенно этот порошок
осядет на дно сосуда. Этот осадок является новым веществом, которое
образовалось из растворённой в воде извести и углекислого газа.
Если нагреть сахар в пробирке, мы увидим, как он плавится и постепенно
приобретает коричнево-бурый цвет с выделением едкого запаха. На стенках
пробирке появятся капельки воды, несмотря на то, что сахар был
совершенно сухим. В конце опыта сахар превратится в вещество чёрного
цвёта, безвкусное и нерастворимое в воде – это уголь.
При горении древесины происходит выделение воды и углекислого газа. Мы
не можем этого видеть, но если провести ряд экспериментов это станет
очевидным. Если поднести горящую спичку к перевёрнутому стакану, на
стенках стакана изнутри осядут капельки воды.
Что же общего в описанных явлениях? Во всех случаях из одних веществ
получаются другие вещества. Все рассмотренные нами явления – это
примеры химических явлений.
Химическими явлениями называются такие явления, при которых из одних
веществ образуются другие вещества. Химические явления называют
химическими реакциями.
Урок по химии по теме: «ПОЛУЧЕНИЕ КИСЛОРОДА»9 класс
Тип кейса:обучающий
Содержание кейса
Та история простая…
Джозеф Пристли, как- то раз
окись ртути нагревая,
обнаружил странный газ.
Газ без цвета, без названья.
Ярче в нем горит свеча.
А не вреден для дыханья?
(Не узнаешь у врача!)
Новый газ из колбы вышел –
никому он не знаком.
Этим газом дышат мыши
под стеклянным колпаком.
Человек им тоже дышит.
Джозеф Пристли быстро пишет:
«Воздух делится на части».
(Эта мысль весьма нова).
Здесь у химика от счастья
и от воздуха отчасти
(от его важнейшей части)
закружилась голова…
Кошка греется на крыше.
Солнца луч в окошко бьет.
Джозеф Пристли с ним две мыши
Открывают КИСЛОРОД.
Задания:
Проанализируйте стихотворение и ответьте на вопросы.
1. Какой газ обнаружил Д. Пристли, нагревая оксид ртути?
2. Опишите его физические свойства.
3. Почему способ получения кислорода методом Д. Пристли в данное время
потерял актуальность?
4. Назовите способы получения кислорода в настоящее время.
5.Назовите составные части воздуха.
6. Заполните таблицу.
Информационный материал
Открытие кислорода.
В конце XVIII в. английский ученый Д. Пристли занимался нагреванием
разных веществ, собирая солнечные луч при помощи увеличительного
стекла. Когда он накаливал таким образом оксид ртути (II) HgO — в
приборе, изображенном на рисунке, выделилось много газа. Сначала Д.
Пристли подумал, что это воздух. Но когда он опустил в сосуд с собранным
газом горящую свечу, то увидел нечто необычное. «Меня поразило,- писал Д.
Пристли, — больше, чем я мог выразить, что свеча в этом газе горела
замечательно блестящим пламенем».
Д. Пристли поместил одну мышь в сосуд с обыкновенным воздухом, а другую
в такой же сосуд с полученным им газом. Первая мышь быстро задохнулась,
а вторая в это время еще чувствовала себя хорошо и оживленно двигалась.
Д. Пристли и сам пробовал дышать полученным газом и нашел, что им
дышится легко и приятно.
Характеристика элемента.
Химический знак элемента — О, относительная атомная масса равна 16.
Кислород — самый распространенный химический элемент на поверхности
земного шара. В свободном состоянии (в виде простого вещества)
содержится в воздухе, в связанном — в воде Н2О, а также входит в состав
горных пород и минералов. На кислород приходится почти половина массы
земной коры, гидросферы и атмосферы.
Характеристика простого вещества кислород.
Кислород О2 — бесцветный газ, не имеет запаха и вкуса, малорастворим в
воде. Немного тяжелее воздуха: (относительная плотность по воздуху
вычисляется отношение молекулярной массы газа к молекулярной массе
воздуха, которая равна 29. Для кислорода получаем :32:29 = 1,1.Значит, он
тяжелее воздуха в 1,1раз.). При давлении 101,3 кПа и температуре -1830 С
кислород переходит в жидкое состояние. Жидкий кислород — подвижная
жидкость голубого цвета.
Получение кислорода в лаборатории.
Дж. Пристли получал этот газ из соединения, название которого —
меркурий (II) оксид. Ученый использовал стеклянную линзу, с помощью
которой фокусировал на веществе солнечный свет. При нагревании
меркурий(II) оксид (порошок желтого цвета) превращается в ртуть и
кислород. Ртуть выделяется в газообразном состоянии и конденсируется на
стенках пробирки в виде серебристых капель. Кислород собирается над
водой во второй пробирке.
Соответствующее химическое уравнение:
2HgO = 2Hg + O2↑
Сейчас метод Пристли не используют, поскольку пары ртути токсичны.
Кислород получают с помощью других реакций, подобных рассмотренной.
Они, как правило, происходят при нагревании.
Для получения кислорода в лаборатории используют:
-калий перманганат KMnO4 (бытовое название марганцовка; вещество
является распространенным дезинфицирующим средством)
- калий хлорат KClO3 (тривиальное название — бертолетова соль, в честь
французского химика конца XVIII — начала XIX в. К.-Л. Бертолле)
Небольшое количество катализатора — оксида MnO2 — добавляют к
хлорату калия для того, чтобы разложение соединения происходило с
выделением кислорода.
Кислород может находиться в атмосфере
(21% по объему), в земной коре (47% по массе), в живых организмах (65% по
массе), в гидросфере (89% по массе). В целом 99,99% кислорода «связано» в
виде соединений, 0,01% — свободное простое вещество-газ кислород.
Кажется, это очень небольшое количество, но на самом деле на 0.01%
приходится 1,5*1015 тонн! Весь свободный кислород образуется на планете
благодаря зеленым растениям. «Связывание» кислорода происходит в
результате дыхания (живая природа) и горения (неживая природа).
Заполните таблицу:
«Характеристика кислорода».
1.
Открытие кислорода
2.
Характеристика кислорода как химического
элемента
3.
Характеристика кислорода как простого
вещества
4.
Получение кислорода
5.
Содержание кислорода в воздухе
Урок по химии по теме :«КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ» 9 класс
Тип кейса:обучающий
Содержание кейса
В начале XX века из Нью-Йоркского порта вышли в открытый океан
красавица-яхта. Её владелец, американский миллионер, не пожалел денег,
чтобы удивить свет. Корпус был сделан из очень дорогого в то время
алюминия, листы которого скреплялись медными заклепками. Это было
красиво-сверкающий серебристым блеском корабль, усеянный золотистыми
головками заклепок! Однако через несколько дней обшивка корпуса начала
расходиться, и яхта пошла быстро ко дну.
Задания.
1. Что же случилось с яхтой? Предложите свой способ спасения яхты.
2.Исследуйте свою квартиру, дом и установите, где использованы
антикоррозионные покрытия. Постройте классификацию антикоррозионных
покрытий на основании областей их применения.
3. Найдите дополнительную информацию о коррозии и способах борьбы с
ней.
4. Отчет о проделанной работе предоставить в произвольной форме.
Информационный материал
Коррозией металлов называется их разрушение вследствие химического или
электрохимического взаимодействия с внешней средой.
Химической коррозией называется процесс разрушения металлов без
электрического тока, происходящий в среде сухих газов или в жидкостях, не
проводящих электрический ток. Химической коррозии подвергаются
поверхности корпусных конструкций при соприкосновении с перевозимыми
нефтепродуктами, солью, углем и другими минералами.
Наибольшие коррозионные разрушения наблюдаются на танках, вмещающих
светлые сорта нефтепродуктов — бензины, керосины и т. п.,— от
воздействия на металл корпуса сернистых соединений и различных
кислотных остатков, входящих в их состав.
Электрохимической коррозией является процесс разрушения металла при
соприкосновении его с жидкостями, проводящими электрический ток
(электролитами). Это разрушение происходит на границе между металлом
и жидкостью и вызвано электрохимической реакцией, возникающей между
ними, аналогично явлению, протекающему в гальваническом элементе. Таким
электролитом по своему химическому составу является морская вода.
Металлический же корпус судна, представляющий собой неоднородный по
структуре материал, образует большое количество микрогальванических
пар, являющихся анодами, с участков которых металл, корродируя,
переходит в раствор.
В судостроении наибольшие потери металлов от корродирования
происходят вследствие электрохимической коррозии, влияние на которую
оказывает состав морской воды (наличие в ней солей и содержание
кислорода).
Известно, что введение, например, в сталь легирующих элементов
повышает ее антикоррозионную стойкость.
Рассматривая коррозионные разрушения корпуса, можно обнаружить
следующую закономерность: наибольшему разрушению подвергается
наружная обшивка корпуса в районах грузовой ватерлинии и действия
гребных винтов, верхняя палуба у бортов, концевые поперечные переборки,
палубы трюмов в районе льял, сварные швы и головки заклепок.
Методами борьбы с коррозией корпуса судна являются: выбор металла,
обладающего наибольшей коррозионной стойкостью в определенных
условиях эксплуатации судна; применение легированных сталей; нанесение
на поверхность металла различных покрытий — гальванизация,
металлизация и плакирование металлом (цинком, никелем, хромом и др.),
лакокрасочные покрытия и установка электрохимической (катодной и
протекторной) защиты, а также исключение контактов стальных
конструкций с деталями из других сплавов, в первую очередь с цветными
металлами.
Наиболее эффективным способом борьбы с коррозией судового корпуса
является электрохимический способ, заключающийся в установке в районе
предполагаемого коррозионного разрушения проекторов — металлических
накладок из магниево-алюминиевого сплава или цинка, электрический
потенциал которого ниже потенциала защищаемого металла. Этот способ
основан на разнице электрических потенциалов металла (катода),
подвергающегося коррозии, и протектора (анода).
Кроме коррозионного разрушения, на наружной обшивке в районе гребных
винтов наблюдаются внешне схожие разрушения металла в виде скопления
на поверхности углублений и язвочек. Такое разрушение называется эрозией
металла.
Эрозия металла происходит от механического воздействия на поверхность
металла быстродвижущихся частиц жидкостей, песчинок твердых тел,
взвесей, газовых пузырьков и т. п. Интенсивность эрозионного разрушения
зависит от однородности структуры и твердости металла. Для увеличения
эрозионной стойкости в металл корпуса вводят легирующие компоненты,
повышающие его прочность и антикоррозионную стойкость, производят
поверхностное упрочение, закалку и проводят другие мероприятия.
Коррозия приводит к большим объемам корпусных ремонтных работ.
Обрастание корпуса и коррозия требуют периодических работ для
уменьшения шероховатости наружной обшивки. Химическая коррозия
(окисление) характерна для незащищенных надводных стальных
конструкций.
Более опасна электрохимическая коррозия, сущность которой состоит в
следующем: при размещении в электролите двух элементов с разными
электрическими потенциалами между ними начинает протекать
электрический ток от элемента с более низким потенциалом (анода) к
элементу с более высоким потенциалом (катоду). Процесс сопровождается
разрушением анода. Морская вода является электролитом, стальная
наружная обшивка корпуса — анодом, а ее окалина, разнородные шлаковые и
газовые включения, бронзовые гребные винты, втулки дейдвудных
подшипников и др. катодом.
Наиболее интенсивно распространяется электрохимическая коррозия по
наружной обшивке в районе переменной ватерлинии, у кормового подзора, в
местах установки донной арматуры, в районе сварных швов. Усиленно
коррозируют якорные цепные ящики, льяла, двойное дно, ватервейс, настилы
под деревянными покрытиями и у комингсов люков, прачечные, душевые и т.
п. Для защиты наружной обшивки от коррозии и обрастания применяют
противообрастающие покрытия, которые можно разделить на четыре
группы: обычные, долгосрочные, самовосстанавливающиеся и само
полирующиеся.
Обычные покрытия типа ХВ-53 работоспособны в течение 12-14 мес,
долгосрочные — 16-24 мес, самовосстанавливающиеся — 2,5-5 лет, само
полирующиеся покрытия (СПК), основанные на медленно растворяющихся в
воде органических акриловых сополимерах (выделяющих при этом токсичные
вещества) и образующие пленку повышенной гладкости, до 30 мес. К само
полирующимся относится покрытие «Хидрон», которое набухает, поглощая
до 70-80 % воды от своей массы, и сглаживает поверхность.
В последние годы разработано много устройств ультразвуковой защиты от
обрастания, заставляющих обшивку корпуса слабо вибрировать, что не
позволяет морским организмам и водорослям прикрепляться к ее
поверхности. Для уменьшения коррозии цистерн в балластную воду и
некоторые нефтепродукты добавляют специальные ингибиторы
(замедлители), отдельные конструкции и узлы, трубопроводы выполняют из
нержавеющей стали, поверхности определенных деталей оксидируют для
образования прочной и плотной пленки окислов (обычно применяют
фосфатирование).
При протекторной защите к наружной обшивке корпуса на приварных
шпильках крепят изготовленные из сплавов на алюминиевой основе
протекторы, являющиеся по отношению к обшивке анодом. Радиус
действия протекторов ограничен. Более эффективна катодная защита, при
которой в определенных районах наружной обшивки на изолированном
стеклопластиком участке крепят железокремниевые или
платинотитановые экраны.
Положительный полюс судового источника постоянного тока подводят к
экрану (анод), отрицательный — к корпусу судна (катод). Защиту многих
деталей, трубопроводов от коррозии обеспечивают цинкованием,
хромированием и т. п. В последнее время получила распространение
профилактическая и преддоковая очистка корпусов судов под водой. В
первом случае удаляется только обрастание, а во втором — вместе с
обрастанием снимается и старая краска.
Сущность очистки с помощью механического очистного органа
заключается в воздействии на очищаемую поверхность пучков стальных
проволок, шарошек, пластинок, скребков, ударников, которые подвергают
наслоения удару, срезанию, царапанию, рыхлению и частичному
заглаживанию. Наиболее распространенными средствами механизации
очистки на отечественных заводах являются агрегаты с механическим
рабочим органом в виде щеточных и шарошечных барабанов.
Создание эффективных и надежных дробеструйных и дробеметных
агрегатов с замкнутым циклом регенерации дроби требует серьезной
конструкторско-технологической проработки. Получил распространение
гидродинамический способ, использующий подаваемую под давлением воду в
качестве средства очистки и повышающий качество очистки.
Эффективность очистки повышается за счет совместного использования
динамического и кавитационного воздействия высоконапорной затопленной
струи воды на обрабатываемую поверхность. При истечении
высоконапорной затопленной (при подводной очистке) струи из насадки со
скоростью 32 м/с и более при давлении 0,6 МПа и более образуется
кавитационная зона, заполненная выделившимися из жидкости в процессе ее
расширения газами и парами.
Практическое использование ряда напряжений
Ряд напряжений используется на практике для сравнительной
оценки химической активности металлов в реакциях с водными растворами
солей и кислот и для оценки катодных и анодных процессов при электролизе:
Металлы, стоящие левее, являются более сильными восстановителями, чем
металлы, расположенные правее: они вытесняют последние из растворов
солей. Например, взаимодействие Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu возможно только в
прямом направлении.
Металлы, стоящие в ряду левее водорода, вытесняют водород при
взаимодействии с водными растворами кислот — неокислителей; наиболее
активные металлы (до алюминия включительно) — и при взаимодействии с
водой.
Металлы, стоящие в ряду правее водорода, с водными растворами кислот —
неокислителей при обычных условиях не взаимодействуют.
При электролизе металлы, стоящие правее водорода, выделяются на
катоде; восстановление металлов умеренной активности сопровождается
выделением водорода; наиболее активные металлы (до алюминия)
невозможно при обычных условиях выделить из водных растворов солей.
Естественно, более простой кейс – обучающий. Мне как учителю химии, на
уроках необходимо применять практические и исследовательские кейс методы. Исследовательские кейсы выступают моделью для получения нового
знания о ситуации и поведения в ней. Также они предполагают работу по
данной исследовательской проблеме, но обучающиеся должны найти свой
собственный подход или метод исследования. Доминирование
исследовательской функции в данном кейсе позволяет довольно эффективно
использовать его в научно – исследовательской деятельности. В химии это
темы «Химия и экология».
Плюсом данных кейсов является гарантия более качественного усвоения
знаний за счет их углубления и обнаружения пробелов знаний. Минусами –
время, которого у учителя может не быть на уроке или при прохождении
программы в течение года, а также большая работа по подготовке кейса к
уроку.
Вместо традиционных практических работ по химии можно использовать
практические кейсы и тогда, вместо простого сливания веществ в пробирках,
обучающиеся получают хороший тренинг по закреплению знаний, умений,
навыков, принятия решений в данной ситуации. Практические кейсы должны
быть максимально наглядными и детальными, и это как нельзя лучше может
быть отражено при выполнении практического кейса.Думаю, что
практические кейсы можно также использовать при изучении темы «Химия
и производство». Например,при изучении производства метанола в 11 классе.
Метод проигрывания ролей.
Письмо в проектный институт: «Хозяин нашего завода поручил нам
организовать производство метанола, мы никогда его не выпускали и не
знаем, как нам это сделать. Помогите получить метанол промышленным
способом!».
Кейс №1 . Задание логистам:какое сырье необходимо для производства
метанола, как использовать конечный продукт. (Можно воспользоваться
интернет ресурсами).
«Кейс №2. Задание экономистам: проанализировать затраты на
производство метанола.
Информационный материал
синтетический способ из монооксида углерода и водорода при температуре
300—400 °C и давления 300—500 атм. в присутствии катализатора —
смеси оксидов цинка, хрома и др. Сырьем для синтеза метанола
служит синтез-газ (CO + H2), обогащенный водородом: : CO + 2 H2 → CH3OH
Из 100м3 водорода получается 250 кг спирта.
Щелочной гидролиз галогеналканов: CH3Cl + NaOH
кг хлорметана получается 20кг метанола
CH3OH + NaCl. Из 50
Окисление метана под действием катализаторов СН4+О2= 2CH3OH . Из 100
кг метана можно получить 200 кг метанола
Примечание: эффективность реакции оценивается по массовой доле выхода
продукта.
наименования
Ед. измерения
Стоимость (сентябрь 2012г)
метан
1л
11 руб
кислород
5м3
200 руб
Синтез газ
1л
8 руб
хлорметан
1 л (плотность 2,31г/ л)
80 руб
Гидроксид натрия
1 кг
2 руб
Кейс №3. Задание технологам: проанализировав способы получения аммиака
и серной кислоты,предложить технологическую схему получения метанола
из СО и Н2. Источники -технологические схемы и описание производств
серной кислоты и аммиака.
Кейс №4. Задание экологам: проанализировать возможности угрозы
окружающей среде при производстве метанола, предложить методы
предотвращения этого. Как наиболее эффективно использовать природные
ресурсы и энергию в этом производстве. (Можно воспользоваться интернет
ресурсами).
Список используемой литературы
Барнс Л.Б., Кристенсен Р.К., ХансенЭ.Дж. Преподавание и метод конкретных
ситуаций: учебник, ситуации и дополнительная литература. – М.: Гардарики,
2000. – 502 стр.
Бринкенкохофф Р.О. Метод успешного случая. Быстрый способ узнать, что
работает, а что нет. М.: Hippo, 2005.-224 стр.
Михайлова Е.А. Кейс и кейс – метод: процесс написания кейса// Маркетинг. 1999.
№5.С.113-120; №6.С.117-223