Химия - Учебно-методические комплексы

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»:
Проректор по учебной работе
_______________________ /Волосникова Л.М./
_________ _____________ ____
ХИМИЯ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления 050100.62 "Педагогическое образование"
профиль подготовки "Физическое образование" очной формы обучения
Форма обучения очная
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Автор работы ______________/Можаев Г.М./
«___» _____________ ____ г.
Рассмотрено на заседании кафедры неорганической и физической химии ____________.
Протокол № 12
Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:
Объем 17 стр.
Зав. кафедрой ____________________/Андреев О.В./
«___» ____________ ______ г.
Рассмотрено на заседании УМК химического отделения ИМЕНИТ 27 мая 2011года.
Протокол № 3
Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК _________________/Глухих И.Н./
«____»_____________ _____ г.
«СОГЛАСОВАНО»:
Зав. методическим отделом УМУ_____________/Федорова С.А./
«____»_____________ _____ г.
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Химическое отделение ИМЕНИТ
Кафедра неорганической и физической химии
Можаев Г.М.
ХИМИЯ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов направления 050100.62 "Педагогическое образование"
профиль подготовки "Физическое образование"
Форма обучения очная
Тюменский государственный университет
2013
Можаев Георгий Михайлович. Химия. Учебно-методический комплекс.
Рабочая программа для студентов направления 050100.62 "Педагогическое
образование" профиль подготовки "Физическое образование", очная форма
обучения, Тюмень, 2013, 20 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС
ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю
подготовки.
Рабочая программа дисциплины «Химия» опубликована на сайте ТюмГУ:
http://www.utmn.ru
[электронный
ресурс]
/
Режим
доступа:
http://www.umk3.utmn.ru , свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой неорганической и физической
химии. Утверждено проректором по учебной работе Тюменского
государственного университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий кафедрой неорганической и
физической химии Андреев О.В.
© Тюменский государственный университет, 2013.
© Можаев Г.М., 2013.
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
1.1. Цели и задачи дисциплины
Целью обучения является формирование у студентов современных представлений о
строении и свойствах химических веществ, закономерностях протекания химических
процессов, усвоение на этой основе определенных экологических знаний и систем понятий,
развитие химического и экологического мышления.
Задачи обучения: формирование у студентов:
- навыков определения свойств веществ на основе их строения;
-умения анализировать химические превращения;
-общего представления о современных методах анализа химических систем;
-навыков экспериментальной работы в химической лаборатории;
-умения находить необходимую информацию в химической учебной и справочной
литературе.
1.2. Место дисциплины в структуре ОП бакалавриата.
Дисциплина «Химия» предназначена для студентов Физико-технического института,
дневной формы обучения и входит в цикл профессиональных дисциплин (курс по выбору)
(Б3) рабочего учебного плана направления 050100.62 "Педагогическое образование",
профиль подготовки "Физическое образование". Содержание курса базируется на знаниях,
приобретённых при изучении химии в общеобразовательной школе.
Материал, излагаемый в данном курсе, может быть полезен для изучения таких
дисциплин как «Научные основы школьного курса физики», «Основы экологии»,
«Безопасность жизнедеятельности».
Таблица 1.
Разделы дисциплины и междисциплинарные связи
с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№
Наименование
Темы дисциплины необходимые для изучения
п/п обеспечиваемых
обеспечиваемых (последующих) дисциплин
(последующих) дисциплин
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
2.3
3.1
3.2
Научные основы школьного
1.
+
+
+
+
курса физики
2.
Основы экологии
3.
Безопасность
жизнедеятельности
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения данной
образовательной программы.
Студент, изучивший курс «Химии», должен обладать следующими общекультурными
компетенциями (ОК):
способностью использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в
образовательной и профессиональной деятельности, применять методы математической
обработки информации, теоретического и экспериментального исследования (ОК-4);
и профессиональными компетенциями (ПК):
способностью использовать возможности образовательной среды, в том числе
информационной, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса (ПК-4).
1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю):
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать: место химии в естествознании, закономерности протекания химических
превращений, классификацию и номенклатуру химических веществ, основные
понятия общей методики химии, формы и методы формирования химических знаний
и умений учащихся.
Уметь: прогнозировать свойства веществ на основе знания их строения и принципов
химических превращений, работать с учебной и справочной литературой по химии,
определять цели и задачи конкретных этапов обучения химии.
Владеть: основными понятиями химии, современным научным подходом к изучению
наиболее трудных тем школьного курса химии
2. Структура и трудоемкость дисциплины
Дисциплина «Химия» преподается в течение пятого семестра. Учебный материал курса
излагается в цикле лекций (34 часа, 1 ЗЕ), раскрывающем содержание основных законов,
теоретических и практических понятий химии, методы решения конкретных задач и
самостоятельной работы студента (38 часов). Итоговый контроль осуществляется
посредством балльной системы оценок текущей успеваемости студентов и зачета. Общая
трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 часа.
3. Тематический план
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
2.3
3.1
Модуль 2
Закономерности протекания
химических процессов.
Растворы. Способы выражения
состава и общие свойства. Теория
электролитической диссоциации
Окислительно-восстановительные
процессы в химии.
Всего по модулю 2
Модуль 3
Химия важнейших химических
элементов, основные химические
Итого количество
баллов
из них в интерактивной
форме
Итого часов по теме
2
Модуль 1
Строение атома и периодическая
система химических элементов.
Периодический закон
Химическая связь и строение
вещества. Кристаллические
решетки и физические свойства
веществ
Основные классы неорганических
соединений, химические формулы и
уравнения реакций
Всего по модулю 1
Самостоят.
работа
1
семинары
Тема
Виды учебной
работы и
самостоятельная
работа, в час.
Лекции
№
Недели семестра
Таблица 2.
3
4
5
6
7
1-2
4
-
4
8
2
0-6
3-4
4
-
4
8
2
0-6
5-6
4
-
4
8
2
0-6
12
-
12
24
6
0-18
7-9
6
-
6
12
3
0-9
10-12
6
-
6
12
4
0-9
13
2
-
4
6
1
0-6
14
-
16
32
8
0-24
4
-
5
9
2
0-6
15-16
8
3.2
свойства металлов, неметаллов и их
соединений.
Органическая химия. Теория
химического строения и важнейшие 17-18
классы органических соединений
Всего по модулю 2
Итого за семестр (часов, баллов):
Из них в интерактивной форме
часов
4
-
5
9
2
0-6
8
34
-
10
38
18
72
4
18
0-12
0-54
18
-
18
4. Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля
Таблица 3.
контрольная
работа по теме
Задания по
самост. работе
Итого количество
баллов
Модуль 1
Тема 1.1
Тема 1.2
Тема 1.3
Всего по модулю 1
Модуль 1
Тема 2.1
Тема 2.2
Тема 2.3
Всего по модулю 2
Модуль 1
Тема 3.1
Тема 3.2
Всего по модулю 3
Итого за семестр баллов:
Сообщение с
презентацией
на лекции
№ темы
Письменные работы
Интерактивный
диалог в ходе
лекции
Устные методы
0-2
0-2
0-2
0-6
-
0-2
0-2
0-2
0-6
0-2
0-2
0-2
0-6
0-6
0-6
0-6
0-18
0-3
0-3
0-2
0-8
-
0-3
0-3
0-2
0-8
0-3
0-3
0-2
0-8
0-9
0-9
0-6
0-24
0-2
0-2
0-4
0-18
-
0-2
0-2
0-4
0-24
0-2
0-2
0-4
0-18
0-6
0-6
0-12
0-54
5. Содержание дисциплины.
Модуль 1.
Тема 1.1 Строение атома и периодическая система химических элементов.
Периодический закон
Модели строения атома. Корпускулярно волновой дуализм электрона. s-, p-, d-, fатомные орбитали. Квантовые числа. Электронное строение атома. Заполнение атомных
орбиталей электронами: принцип наименьшей энергии, принцип Паули, правило Хунда,
правила Клечковского. Ядерная модель атома. Строение ядра. Изотопы.
Периодический закон и периодическая система элементов Д.И. Менделеева как основа
для изучения закономерностей в изменении свойств простых веществ и химических
соединений. Характеристики взаимодействующих атомов: орбитальный и эффективный
радиусы, потенциал ионизации, сродство к электрону; их зависимость от положения
элемента в периодической системе.
Строение атома и Периодический закон Д.И. Менделеева в школьных курсах физики и
химии.
Тема 1.2. Химическая связь и строение вещества. Кристаллические решетки и
физические свойства веществ
Основные характеристики химической связи: длина связи, энергия связи, валентные
углы. Типы, химической связи: ионная, ковалентная, координационная, водородная,
металлическая. Метод валентных связей. Гибридизация. Типы кристаллических решеток:
атомная, молекулярная, ионная, металлическая. Взаимосвязь природы химической связи,
типа кристаллической решетки и основных физических свойств веществ. Рассмотрение
строения вещества и его свойств в школьных курсах физики и химии.
Тема 1.3. Основные классы неорганических соединений, химические формулы и
уравнения реакций.
Атомно-молекулярное учение в школьных курсах физики и химии. Понятия
«химический элемент» и «вещество». Классификация веществ. Простое и сложное вещество.
Основные классы
неорганических соединений. Количество
вещества.
Моль.
Стехиометрические законы, условия их применимости. Химическая реакция. Химические
формулы и уравнения реакций.
Модуль 2.
Тема 2.1 Закономерности протекания химических процессов.
Внутренняя энергия веществ. Энтальпия. Тепловой эффект химических реакций. Закон
Гесса и следствия из него. Энтропия. Изменение энтропии в реакциях. Энергия Гиббса.
Химическая кинетика и катализ. Понятие о скорости и механизме химической реакции.
Закон действующих масс. Факторы, влияющие на скорость химической реакции.
Зависимость скорости химической реакции от температуры. Энергия активации. Уравнение
Аррениуса. Гомогенный и гетерогенный катализ.
Химическое равновесие. Обратимость химической реакции. Гомогенные и гетерогенные
равновесия. Константа равновесия. Правило Ле-Шателье.
Тема 2.2 Растворы. Способы выражения состава и общие свойства. Теория
электролитической диссоциации.
Растворы. Способы выражения состава растворов. Растворимость. Сольватация.
Коллигативные свойства растворов неэлектролитов: осмос, понижение давления
насыщенного пара растворителя над раствором, повышение температуры кипения и
понижение температуры замерзания растворов.
Электролитическая диссоциация. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты.
Ионные реакции и равновесия в растворах. Диссоциация воды и слабых электролитов,
Константа диссоциации. Ионное произведение воды. рН. Закон разбавления Оствальда.
Гидролиз солей. Условия образования и растворения осадков. Произведение
растворимости.
Тема 2.3 Окислительно-восстановительные процессы в химии.
Окислительно-восстановительные реакции. Важнейшие окислители и восстановители.
Методы составления уравнений окислительно-восстановительных реакций.
Электродный потенциал. Ряд напряжений металлов. Стандартные окислительновосстановительные потенциалы. Направление протекания окислительно-восстановительных
реакций. Уравнение Нернста. Химические источники тока. Электролиз.
Электрические явления в школьных курсах химии и физики.
Модуль 3.
Тема 3.1. Химия важнейших химических элементов, основные химические свойства
металлов, неметаллов и их соединений.
Щелочные и щелочноземельные металлы. Алюминий. d-Элементы. Общая
характеристика свойств металлов по положению в Периодической системе и строению
атомов. Общие закономерности в изменении свойств простых веществ и соединений.
Общая характеристика важнейших неметаллов (галогены, кислород, сера, азот и
фосфор, углерод и кремний) и их важнейших соединений. Общие закономерности в
изменении свойств простых веществ и соединений в связи с их положением в
Периодической системе и строением атомов.
Тема 3.2. Органическая химия. Теория химического строения и важнейшие классы
органических соединений
Теория строения органических соединений А. М. Бутлерова. Углеродный скелет.
Радикалы. Функциональные группы. Гомологический ряд. Гомологи.
Структурная изомерия. Электронная природа химических связей в органических
соединениях. Классификация органических соединений. Углеводороды, кислород- и
азотсодержащие соединения. Свойства важнейших представителей различных классов,
генетическая связь между ними.
6. Планы семинарских занятий. Учебным планом не предусмотрены.
7. Темы работ лабораторного практикума. Учебным планом не предусмотрены.
8. Примерная тематика курсовых работ Учебным планом не предусмотрены.
9. Учебно-методическое обеспечение и планирование самостоятельной работы
студентов.
Таблица4
№ Модули и темы
Виды СРС
Неделя Объем Колобязательные
дополнител семест часов* во
ра
бал
ьные
лов
Модуль 1
1.1 Строение атома и
1-3
4
0-2
периодическая система
химических элементов.
Периодический закон
1.2 Химическая связь и
Работа с
Подготовка 4-6
4
0-2
строение вещества.
лекционным
коротких
Кристаллические
материалом,
сообщений
решетки и физические
выполнение
свойства веществ
индивидуальных
заданий.
1.3 Основные классы
неорганических
соединений, химические
формулы и уравнения
реакций
Всего по модулю 1:
8
0-4
Модуль 2
2.1 Закономерности
Работа с
1-3
4
0-2
протекания химических
лекционным
процессов.
материалом,
Растворы. Способы
выполнение
Подготовка 4-6
выражения состава и
индивидуальных коротких
общие свойства. Теория
заданий.
сообщений
электролитической
диссоциации
2.3 Окислительновосстановительные
процессы в химии.
Всего по модулю 2:
Модуль 3
3.1 Химия важнейших
Работа с
1-3
химических элементов,
лекционным
основные химические
материалом.
свойства металлов,
неметаллов и их
соединений.
3.2 Органическая химия.
Работа с
Подготовка 4-6
Теория химического
лекционным
коротких
строения и важнейшие
материалом.
сообщений
классы органических
соединений
Всего по модулю 3:
Итого за семестр (часов, баллов):
*Самостоятельная работа (включая иные виды контактной работы).
2.2
4
0-2
16
0-18
4
0-2
4
0-2
12
36
0-36
0-58
Промежуточная аттестация. Студенты, выполнившие учебный план получают оценку
«зачтено».
Текущая успеваемость оценивается в соответствии с «Положением о рейтинговой
системе оценки успеваемости студентов ФГБОУ ВПО ТюмГУ».
В течение семестра проводятся несколько от 3 до 6 письменных контрольных работы
продолжительностью 5-10 минут. Ответы оцениваются в баллах в соответствии с
рейтинговой системой.
10.Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по итогам
освоения дисциплины (модуля).
В соответствии с приказом от 19 декабря 2013 г. №1367 фонд оценочных средств для
проведения промежуточной аттестации по дисциплине (модулю) или практике включает в
себя
10.1 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения
образовательной программы (выдержка из матрицы компетенций):
В процессе изучения дисциплины формируются следующие компетенции:
общекультурные:
способностью использовать знания о современной естественнонаучной картине мира в
образовательной и профессиональной деятельности, применять методы математической
обработки информации, теоретического и экспериментального исследования (ОК-4);
профессиональные:
способностью использовать возможности образовательной среды, в том числе
информационной, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса (ПК-4)
10.3 Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки
знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы
формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы.
10.4 Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний, умений,
навыков и (или) опыта деятельности характеризующих этапы формирования
компетенций.
Промежуточная аттестация. Студенты, выполнившие учебный план получают оценку
«зачтено». Студенты, набравшие 35 баллов, являются допущенными к сдаче зачета.
Студенты, набравшие от 35 до 60 баллов, получают «не зачтено». Студенты, набравшие от
61 до 100 баллов, получают оценку «зачтено».
Зачёт проходит в виде собеседования по не менее трём вопросам из различных
разделов курса. На подготовку ответов (письменной или устной форме) отводится не менее
30 минут. По вопросам проводится собеседование, в ходе которого могут быть заданы
дополнительные вопросы.
Примерный перечень вопросов для зачета
1. Основные законы химии. Законы сохранения массы, постоянства состава.
2. Периодический закон и периодическая система элементов. Физический смысл
номера периода и группы. Металлы и неметаллы.
3. Современные представления о строении атома. Ядро атома, заряд ядра, изотопы.
Электронное состояние атома в нормальном и возбужденном состояниях и
валентные возможности химических элементов.
4. Виды химической связи. Ионная связь. Ковалентная связь, характеристики
ковалентной связи. Водородная связь и межмолекулярное взаимодействие.
5. Первое начало термодинамики. Энтальпия. Тепловой эффект химической реакции.
Закон Гесса и следствия из него.
6. Второе начало термодинамики. Энтропия как функция состояния системы,
определяющая направление протекания реакции.
7. Скорость химических реакций. Основной закон химической кинетики.
Молекулярность и порядок реакции. Физический смысл константы скорости
реакции.
8. Зависимость скорости реакции от температуры. Понятие энергии активации.
Уравнение Аррениуса. Катализ.
9. Обратимые реакции и химическое равновесие. Константа равновесия. Смещение
равновесия, принцип Ле-Шателье.
10. Растворы. Способы характеристики состава растворов, их общие свойства.
11. Растворы неэлектролитов и электролитов. Степень диссоциации. Cильные и
слабые электролиты. Ионное произведение воды. Водородный показатель рН.
11. Образовательные технологии
 лекции с использованием мультимедийных презентаций;
 самостоятельная работа студентов, в которую входит освоение теоретического
материала, подготовка коротких сообщений по выбранной теме.
 консультации преподавателей.
12. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).
12.1 Основная литература:
1. Глинка Н.Л. Общая химия. / Под ред. В.А. Попкова, А.В. Бабкова. – М.: Юрайт, 2010.
– 886 с.
2. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии.//М.:Интеграл-Пресс.2004.–240 с.
3. Коровин И.В. Общая химия. – М.: Высш. школа. 2008. – 557 с.
12.2 Дополнительная литература:
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. / М.: Высшая школа, 2003. – 743 с.
2. Общая химия./Под редакцией Е.М. Соколовской, Л.С. Гузея. – М.: МГУ, 1989 – 640 с.
3. Некрасов Б.Б. Основы общей химии. // М.: Химия. 1973. Т.1. 656 с.
4. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. // М.: Высш. школа. 2007. 527 с.
12.3 Интернет-ресурсы:
Интернет ресурсы:
1. Электронная библиотека. http://e-library.su;
2. Единая коллекция Цифровых Образовательных Ресурсов [электронный ресурс] /
Режим доступа: свободный, http://school-collection.edu.ru/
3. Можаев Г.М. Информационно-образовательный сайт «Контрен – Химия,
Образование, Информационные технологии». [электронный ресурс] / Режим
доступа: свободный, - http://kontren.narod.ru.
13. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении
образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень программного
обеспечения и информационных справочных систем (при необходимости).
Мультимедийное сопровождение лекционных занятий.
14. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины
(модуля).
Лекционные аудитории с мультимедийным оборудованием.
15. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля).