Рабочая программа "Химия на проводе открываем тайны электролиза"

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Гимназия №1»

Дополнительная общеобразовательная

общеразвивающая программа

естественнонаучной направленности

«Химия на проводе: открываем тайны электролиза»

(стартовый)

Возраст учащихся: 16-17лет

Срок реализации: 6часов

Составитель программы:

Рябошапка Мария Андреевна,

учитель химии

Мончегорск 2025 г.

Пояснительнаязаписка

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программаразработана в соответствии со следующими законодательными документами:

- Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации» от29.12.2012 № 273.

- Приказ Министерства просвещения РФ от 27 июля 2022 г. N 629 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»

- Санитарные правила и нормы СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормы активы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредностидля человека факторов среды обитания» (утверждены постановлением. Главного государственного санитарного врача РФ от 28.01.2021 №2).

- СП 2.4.3648-20 «Санитарно-эпидемиологические требования корганизациям воспитания и обучения, отдыха и оздоровления детей имолодежи» (утверждены постановлением Главного государственногосанитарного врача РФ от 28.09.2020 №28).

- Методические рекомендации по проектированию дополнительныхобщеобразовательных программ (включая разно уровневые программы)(Письмо Министерства образования и науки РФ от 18 ноября 2015 г. N 09-3242).

- Концепция развития дополнительного образования детей (утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 мая 2022 г. № 678-р)

Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа«Химия на проводе: открываем тайны электролиза»реализуется в рамках естественнонаучной направленности. Уровень программы – стартовый.

Актуальность и педагогическая целесообразность:

Современное общество предъявляет высокие требования к уровню естественнонаучной подготовки выпускников школы. Электролиз — один из ключевых процессов в современной химии и промышленности: он лежит в основе получения металлов, водорода, хлора, используется для очистки веществ и нанесения покрытий. Знание принципов электролиза важно не только для дальнейшего профессионального образования, но и для формирования у учащихся целостного представления о взаимосвязи физических и химических явлений, технологических процессов, экологии и энергосбережения

Практическое освоение электролиза способствует развитию экспериментальных навыков, умению работать с оборудованием, анализировать результаты и делать выводы. Это важно для формирования исследовательской культуры и научного мышления, востребованных в современном мире компетенций.

Педагогическая целесообразность

Введение краткосрочного экспериментального курса по электролизу в 11 классе педагогически оправдано по нескольким причинам:

1. Связь с программой:

Электролиз включён в школьную программу по химии, но зачастую рассматривается преимущественно теоретически. Практические лабораторные работы позволяют глубже понять материал, осознать реальные механизмы прохождения процессов.

2. Развитие практических умений:

Работа с лабораторным оборудованием формирует навыки безопасного обращения с химическими веществами и электричеством, умение собирать простейшие электрические цепи, что важно для будущих инженеров, химиков, врачей и специалистов других технических направлений.

3. Мотивация к изучению химии:

Экспериментальная деятельность вызывает интерес, вовлекает учащихся, способствует развитию познавательного интереса и творческого подхода к изучению предмета.

4. Формирование метапредметных компетенций:

Курс способствует развитию критического мышления, навыков работы в команде, умений оформлять результаты эксперимента, проводить самооценку и рефлексию.

5. Подготовка к экзаменам и олимпиадам:

Практические навыки и понимание процессов электролиза необходимы для успешного выполнения заданий ЕГЭ, а также для участия в олимпиадах и конкурсах по химии.

Таким образом, реализация данного курса отвечает требованиям современного образования, способствует развитию ключевых компетенций и обеспечивает высокий уровень подготовки учащихся.

Практическая значимость: изучение электролиза на практике имеет большое значение для формирования у школьников устойчивых знаний и умений, которые востребованы как в повседневной жизни, так и в профессиональной деятельности. Практическая значимость курса проявляется в следующих аспектах:

1. Понимание промышленных и бытовых процессов: 

   Знание принципов электролиза позволяет осознанно относиться к таким явлениям, как коррозия металлов, очистка и обеззараживание воды, аккумуляция и хранение энергии (батареи, аккумуляторы), нанесение антикоррозийных и декоративных покрытий (гальваника).

2. Формирование навыков обращения с лабораторным оборудованием и электроприборами:

   Учащиеся учатся безопасно работать с электрическими цепями, химическими растворами, измерять и контролировать параметры эксперимента, что важно для дальнейшей учебы и будущей профессиональной деятельности.

3. Развитие исследовательских и аналитических умений:

   Выполнение лабораторных работ по электролизу способствует развитию умений ставить эксперимент, фиксировать и анализировать результаты, делать обоснованные выводы и применять знания для решения практических задач.

4. Связь с современными технологиями:

   Электролиз лежит в основе получения чистых металлов, производства водорода как экологически чистого топлива, создания топливных элементов, нанотехнологий и других передовых отраслей. Практические занятия позволяют учащимся понять актуальность и востребованность химических знаний в современной технологической сфере.

5. Подготовка к самостоятельной жизни:

   Практические навыки, полученные на занятиях, пригодятся в быту — например, для понимания принципа работы аккумуляторов, очистителей воды, а также для грамотного обращения с электроприборами и бытовой химией.

Вывод:

Практическая значимость курса заключается в том, что учащиеся не только получают фундаментальные знания и навыки, но и учатся применять их для решения конкретных жизненных и профессиональных задач, что способствует формированию самостоятельной, ответственной и компетентной личности

Адресат программы: учащиеся 16-17 лет

Форма реализации программы: очная.

Объем программы: 6часов

Срок освоения программы: 6 недель

Режим занятий: 1 раз в неделю, 1академический час (45 мин)

Виды занятий по программевключают лекции, лабораторные работы, практические занятия, групповую и индивидуальную работу, проектную деятельность, дискуссии, а также контрольные и итоговые занятия.

Цель программы - научить учащихся проводить опыты с электролизером, определять вещества, образующиеся на электродах, и объяснять практическое значение электролиза на примерах из жизни и промышленности.

Задачи программы:

Обучающие:

- Ознакомить учащихся с теоретическими основами электролиза и его ролью в химии и промышленности.

- Научить собирать установки для электролиза и проводить основные эксперименты.

- Сформировать умения записывать уравнения реакций, анализировать и объяснять наблюдаемые явления.

Развивающие:

- Развивать исследовательские и экспериментальные навыки.

- Способствовать формированию аналитического и критического мышления, умения делать выводы на основе наблюдений.

- Развивать навыки работы с лабораторным оборудованием и приборами.

- способствовать развитию интереса к химии.

Воспитательные:

- Воспитывать интерес к естественнонаучным дисциплинам и осознанное отношение к получаемым знаниям.

- Формировать ответственность и аккуратность при работе с химическими веществами и электрическим оборудованием.

- Способствовать развитию умения работать в коллективе, взаимопомощи и уважения к мнению других.

Перечисленные задачи охватывают широкий круг проблем воспитания и дополнительного образования школьника, решение и реализация которых необходимы для достижения поставленной цели.

Ожидаемые результаты

Занятия дают возможность достичь личностных результатов:

- Проявление интереса к изучению химии и научной деятельности;

- формирование ответственности, аккуратности и самостоятельности при выполнении лабораторных и практических работ;

- понимание значимости химических знаний для современной жизни и экологии.

Метапредметные:

- Умение работать в группе, договариваться и распределять обязанности;

- развитие навыков поиска, анализа и представления информации;

- формирование умений планировать эксперимент, фиксировать результаты, делать выводы, оформлять отчёты;

- критическое отношение к информации, умение обосновывать свою точку зрения.

Предметные:

- Знание основных понятий, законов и уравнений, связанных с электролизом;

- умение собирать установки и проводить опыты по электролизу различных растворов;

- навыки анализа и объяснения процессов, происходящих на электродах;

- применение полученных знаний для решения учебных и практических задач.

Формы организации образовательного процесса:групповая и индивидуальная работа.

В группе занимается от 8 до 10 человек.

Виды учебной деятельности:образовательная, творческая, исследовательская.

Виды занятий по программе:теоретические занятия, лабораторные работы, практические занятия, проектные занятия, групповые обсуждения.

Формы контроля

Аттестация и контроль успеваемости по программе осуществляются в различных формах. В ходе занятий проводится текущий контроль, который включает наблюдение за работой учащихся, устные опросы и обсуждение результатов экспериментов. Также оцениваются лабораторные отчеты, выполненные учащимися по итогам практических работ. Для проверки освоения теоретического материала и практических навыков используются практические и тестовые задания. В рамках проектной деятельности обучающиеся готовят и защищают мини-проекты по теме курса. По завершении программы проводится итоговое тестирование и итоговое собеседование с целью оценки усвоения основных понятий, умений и навыков, приобретенных в ходе обучения.

Учебныйплан

Содержаниеучебного плана

Вводное занятие. План работы и техника безопасности при выполнении лабораторных, практических работ. Ознакомление с оборудованием.

1. Теоретические основы электролиза – 1 час

— Введение в тему, основные понятия: электролит, электроды, анод, катод, ионы.

— Механизм протекания электролиза, условия его проведения.

— Значение электролиза в химии и промышленности.

— Правила техники безопасности при работе с электролитами и электрическим током.

2. Лабораторная работа: Электролиз воды – 1час

— Ознакомление с лабораторным оборудованием для электролиза.

— Подготовка раствора-электролита, сборка установки.

— Проведение эксперимента по электролизу воды, наблюдение за выделением газов.

— Определение и анализ продуктов реакции (водород и кислород), оформление результатов.

3. Лабораторная работа: Электролиз растворов солей (CuSO₄, NaClCH3COONa)– 1,5 часа

— Проведение электролиза раствора медного купороса: выделение меди на катоде, изменение цвета раствора.

— Электролиз раствора поваренной соли: выделение хлора и водорода, использование индикаторов для определения среды.

— Сравнение процессов, происходящих на разных электродах.

— Запись уравнений реакций, анализ и обсуждение результатов.

4. Лабораторная работа: Электролиз растворов кислот и щелочей – 1,5 часа

— Проведение электролиза раствора серной кислоты: выделение водорода и кислорода, определение их свойств.

— Электролиз раствора щёлочи (гидроксида натрия или калия): выделение водорода и кислорода, наблюдение за изменением среды и поведением индикаторов.

5. Итоговое занятие. Применение электролиза. Итоговое занятие, защита проектов - 1 час

— Обсуждение практического значения электролиза: получение металлов, производство водорода и хлора, гальванотехника, очистка веществ.

— Подготовка и защита мини-проектов по теме «Применение электролиза в науке, технике и быту».

— Итоговое тестирование или собеседование по курсу.

— Рефлексия: обсуждение приобретённых знаний и навыков, выводы по курсу.

Условия реализации программы

Материально-техническое обеспечение программы

Материально-техническая база:

— учебный кабинет химии, оборудованный рабочими местами для проведения лабораторных опытов;

— наличие источника постоянного тока (батарейки, лабораторный блок питания);

— электроды (угольные, медные), провода, пробирки, стаканы, держатели;

— основные реактивы: дистиллированная вода, пищевая сода, медный купорос, поваренная соль, серная кислота и гидроксид натрия/калия.

— индикаторная бумага, защитные очки, перчатки, аптечка первой помощи.

Дидактическое обеспечение

— Методические рекомендации и инструкции по проведению лабораторных и практических работ;

— раздаточные материалы: рабочие тетради, схемы установок, алгоритмы выполнения опытов;

— таблицы, плакаты и наглядные материалы по теме «Электролиз»;

— презентации и обучающие видеоролики по основам электролиза и его применению;

— тексты контрольных и тестовых заданий, шаблоны лабораторных отчетов и проектов;

— индикаторные карточки, карточки-задания для самостоятельной и групповой работы;

— инструкции по технике безопасности при работе с химическими реактивами и электрическим оборудованием.

Кадровое обеспечение программы

Для реализации программы требуется педагог, обладающий соответствующими профессиональными знаниями.

Календарный учебный график

Календарный учебный график реализации программы представлен в печатном варианте. Приложение1

Оценочные материалы

— Вопросы для устного и письменного опроса по теоретическим основам электролиза;

— тестовые задания с выбором ответа и задания на установление соответствия;

— практические задачи и задания на составление уравнений реакций электролиза;

— критерии оценки лабораторных работ (полнота выполнения, правильность наблюдений, оформление отчёта, самостоятельность, соблюдение техники безопасности);

— бланки лабораторных отчётов с перечнем обязательных пунктов для заполнения;

— вопросы для итогового собеседования (например: "какие продукты выделяются на электродах при электролизе различных растворов?", "где применяется электролиз в быту и промышленности?");

— критерии и шкала для оценки мини-проектов (актуальность темы, самостоятельность, глубина анализа, оформление и защита);

— итоговый тест по курсу с заданиями разного уровня сложности.

Список литературы и электронных ресурсов

1. Габриелян О.С. Химия. 11 класс: учебник для общеобразовательных организаций. — М.: Дрофа, 2022.

2. Еремин Г.М., Дроздов А.А. Химия. Базовый и углублённый уровень. 10–11 классы. — М.: Просвещение, 2021.

3. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия. 10–11 классы: учебник для общеобразовательных учреждений. — М.: Просвещение, 2023.

4. Методические рекомендации по организации и проведению лабораторных и практических работ по химии в средней школе.

5. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. Сборник задач по химии для поступающих в вузы. — М.: Дрофа, 2022.

Электронные ресурсы:

1. Федеральный образовательный портал «Российское образование» — [https://www.edu.ru](https://www.edu.ru)

2. Электронная библиотека учебников издательства «Дрофа» — [https://drofa.ru/ebooks](https://drofa.ru/ebooks)

3. Портал «Химия в школе» — [https://him.1sept.ru](https://him.1sept.ru)

4. Видеоуроки и практикумы по химии («Химия – Просто») — [https://www.youtube.com/c/ХимияПросто](https://www.youtube.com/c/ХимияПросто)

5. Образовательная платформа «Фоксфорд.Учебник» — [https://foxford.ru](https://foxford.ru)

6. Образовательный портал «Решу ЕГЭ. Химия» — [https://chem-ege.sdamgia.ru](https://chem-ege.sdamgia.ru)

Литература для педагога:

1. Методические рекомендации по организации и проведению лабораторных и практических работ по химии в средней школе.

2. Габриелян О.С. Преподавание химии в старших классах: современные подходы и технологии. — М.: Дрофа, 2022.

3. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия. 10–11 классы: книга для учителя. — М.: Просвещение, 2020.

4. Еремин Г.М. Методика преподавания химии: учебное пособие для вузов. — М.: Просвещение, 2021.

5. Федеральный образовательный портал «Российское образование» — [https://www.edu.ru](https://www.edu.ru)

6. Химия: электронная библиотека для педагогов — [https://metodist.lbz.ru](https://metodist.lbz.ru)

Литература для обучающихся и родителей:

1. Габриелян О.С. Химия. 11 класс: учебник для общеобразовательных организаций. — М.: Дрофа, 2022.

2. Еремин Г.М., Дроздов А.А. Химия. Базовый и углублённый уровень. 10–11 классы. — М.: Просвещение, 2021.

3. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия. 10–11 классы: учебник для общеобразовательных учреждений. — М.: Просвещение, 2020.

4. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В. Сборник задач по химии для поступающих в вузы. — М.: Дрофа, 2022.

5. Электронная библиотека учебников издательства «Дрофа» — [https://drofa.ru/ebooks](https://drofa.ru/ebooks)

6. Портал «Химия в школе» — [https://him.1sept.ru](https://him.1sept.ru)

7. Видеоуроки и практикумы по химии (YouTube-канал «Химия – Просто») — [https://www.youtube.com/c/ХимияПросто](https://www.youtube.com/c/ХимияПросто)

8. Образовательная платформа «Фоксфорд.Учебник» — [https://foxford.ru](https://foxford.ru)

9. Образовательный портал «Решу ЕГЭ. Химия» — [https://chem-ege.sdamgia.ru](https://chem-ege.sdamgia.ru)

Приложение 1

Календарный учебный график

Приложение 2. Диагностика

Диагностика по теме «Электролиз»

Цель диагностики:

Оценить уровень усвоения учащимися знаний и умений по теме «Электролиз», а также их способность применять полученные знания на практике.

1. Теоретическая часть (письменно или устно):

- Объясните, что такое электролиз.

- Назовите основные части электролизера и их назначение.

- Какие процессы происходят на катоде и аноде при электролизе водного раствора сульфата меди?

- Приведите примеры применения электролиза в быту или промышленности.

2. Практическая часть:

- Определите продукты, образовавшиеся на электродах после проведения опыта электролиза (по наблюдениям).

- Запишите уравнения реакций, происходящих на катоде и аноде.

- Сделайте вывод о влиянии состава раствора на продукты электролиза.

3. Контрольные задания:

- Решите задачу:

При электролизе раствора NaCl наблюдается выделение газа на аноде. Какой это газ?

- Подпишите части схемы электролизера и укажите, где происходит окисление, а где восстановление.

4. Рефлексия (самооценка):

- Оцените по шкале от 1 до 5, насколько вы уверенно можете пользоваться электролизером.

- Какие моменты показались наиболее сложными?

- Что вы хотели бы узнать дополнительно по теме электролиза?

Форма проведения:

- Тестовые задания

- Устный опрос

- Практическая работа

- Самооценка

Критерии оценки:

- Правильность и полнота ответов

- Умение проводить опыт

- Способность объяснять наблюдаемые явления

- Аккуратность и безопасность при работе с оборудованием

Контрольная работа

1. Установите соответствие между солью и продуктами электролиза водного раствора этой соли, которые выделяются на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

2. Установите соответствие между солью и продуктами электролиза водного раствора этой соли, которые выделяются на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

3. Установите соответствие между солью и продуктами электролиза водного раствора этой соли, которые выделяются на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Установите соответствие между солью и продуктами электролиза водного раствора этой соли, которые выделяются на инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

5. Установите соответствие между веществом и возможным способом его получения путём электролиза: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.