МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА бинарного занятия на тему: «Охлаждающие жидкости. Жесткость воды и методы ее устранения»

ОБЛАСТНОЕ Государственное АВТОНОМНОЕ профессиональное образовательное учреждение

«ВАЛУЙСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ»

МЕТОДИЧЕСКАЯ разработка

бинарного занятия

по общеобразовательной дисциплине «Химия»

и МДК.01.01 «Устройство автомобилей»

на тему: «Охлаждающие жидкости. Жесткость воды и методы ее устранения»

Специальность 23.02.03 Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта.

Преподаватель:

Веретенникова О.М.

г.Валуйки 2018

Аннотация: Содержание по общеобразовательной дисциплине «Химия»

и МДК.01.01 «Устройство автомобилей» на тему: «Охлаждающие жидкости. Жесткость воды и методы ее устранения» основано на межпредметной связи общеобразовательной дисциплины и профессионального модуля. Применение такой формы нетрадиционного урока способствует решению проблемы повышения познавательной и практической активности обучающихся, а также качества профессиональных знаний, умений и навыков. Данная методическая разработка может быть рекомендована к использованию в профессиональных образовательных учреждениях при наличии соответствующих дисциплин в учебном плане.

Введение: Сформировать конкурентно-способную личность в современных социально-экономических условиях возможно только через компетентность. А компетентность достигается в интеграции всех дисциплин. На сегодняшний день в преподавании планируется отход от излишней теоретизации в изучении и переход к практико – ориентированному подходу.  Каждый преподаватель строит свою педагогическую деятельность таким образом, чтобы привлечь внимание со стороны обучающихся к своему предмету, вызвать у них интерес. Методическое мастерство сегодня определяется соответствием следующих элементов:

1) вариативность подходов к преподаванию предмета

2) сочетание различных стратегий преподавания

3) индивидуальность подходов

4) умение ориентироваться на ожидаемые результаты и понимать цели.

Решению этих задач в профессиональном образовании способствуют технологии интерактивного, интегрированного, проектного, проблемного, модульного обучения. Составной частью современных педагогических технологий является форма организации обучения.

Очень часто в своей практике мы сталкиваемся с вопросами студентов: «Пришел учиться на техника-механика, а тут….. химия и биология. А зачем она мне?». Так родилась идея проведения бинарных уроков.

Как вид учебного занятия, бинарный урок предполагает совмещение теории и практики или двух предметов. Это нетрадиционный вид урока. Цель бинарного урока – создать условия мотивированного практического применения знаний, навыков и умений, дать студентам возможность увидеть результаты своего труда и получить от него радость и удовлетворение.

Такие уроки позволяют интегрировать знания из разных областей для решения одной проблемы, дают возможность применить полученные знания на практике. Чаще всего такие уроки ведут два преподавателя. Важную роль в подготовке и проведении бинарного урока играет психологическая и методическая совместимость педагогов.

У бинарного урока особая последовательность подготовки. Прежде всего, это анализ фактического материала, который может служить темой  бинарного урока. Затем необходимо рассмотреть, в какой степени этот материал поможет повысить мотивацию деятельности студентов. Следующим шаг - поиск наиболее рациональной формы проведения урока. Это может быть урок-театр, урок-пресс-конференция, урок-концерт, урок-путешествие, урок-исследование и т.д.

Важным этапом подготовки бинарного урока является совместное, тщательное планирование. Урок делится на дополняющие друг друга части, при этом необходимо избегать дублирования.

Тема: Охлаждающие жидкости. Жесткость воды и методы ее устранения.

Тип занятие: бинарный урок-исследование

Цели:

• Образовательные:
организовать деятельность обучающихся по изучению и первичному закреплению знаний об охлаждающих жидкостях.
• Развивающие:
Создать содержательные и организационные условия для развития у обучающихся:
- умений проводить анализ, синтез и на их основе обобщение и выводы;
- навыков безопасной работы с лабораторным оборудованием и реактивами;
- умения ставить цель и планировать свою деятельность;
• Воспитательные:

- Содействовать осознанию обучающимися ценности изучаемых предметов в профессиональной деятельности.
- Обеспечить развитие умения работать группой, выслушать мнение одногруппников, доказывать свое мнение;

Оборудование: компьютер, проектор, слайды презентации, различные марки антифризов, химическая посуда, индикаторная бумага универсальная, карбонат натрия, образец накипи, дистиллированная вода, этиленгликоль, сульфат меди, гидроксид натрия, фильтровальная бумага, двигатель ЗИЛ-130 в разрезе.

Ход занятия:

I. Организационный момент

- Добрый день, ребята!

- Сегодня у нас с вами пройдет немного необычный урок по устройству автомобиля

-В прошлом учебном году я вам часто повторяла слова М.В. Ломоносова «Широко простирает химия руки свои в дела человеческие»

-И вот сегодня мы с вами будем проводить исследования, опираясь на химические знания.

II. Повторение изученного материала

1. - А давайте, ребята, вы сами попытаетесь определить, о чем пойдет сегодня речь прослушав отрывок из одной истории…

- Отпуск закончился и мы повернули в сторону дома. Погода стояла жаркая, солнечная, что не удивительно для Крыма в начале августа. Мы ехали по дороге любуясь видами из окон машины. И вдруг...
Бу-бух!!! Пш-ш-ш-ш...
Было такое ощущение, что что-то взорвалось и из под капота нашей Ласточки повалил белый пар. Машинка встала, а в салоне случилась минута молчания.
- Что это было? ( обучающиеся предлагают варианты причин происшедшего: проводка загорелась, скорее всего вышла из строя система охлаждения)
2. - Верно, речь сегодня пойдет об системе охлаждения двигателя и охлаждающих жидкостях.

Как вы считаете, чтобы стать хорошим специалистам, что необходимо вам сегодня узнать, какие цели и задачи мы перед собой поставим?

Предполагаемый ответ:

Цель: Изучить охлаждающие жидкости

Задачи: - Изучить историю создания охлаждающих жидкостей

-Изучить виды охлаждающих жидкостей

- Состав и свойства с точки зрения химии

-Возможные поломки, причиной которых могут быть охлаждающие жидкости

-Предупреждение поломок в системе охлаждения автомобиля

Вопрос:

- перед вами разрез двигателя автомобиля Зил. Какие элементы и детали системы охлаждения двигателя здесь можно увидеть и каковы их функции?

III. Изучение нового материала:

- Какие жидкости используют для охлаждения? (ответы обуч-ся: вода, тосол, антифриз)

1. Давайте разбираться: итак вода

Для обеспечения нормальной работы системы охлаждения жидкость должна соответствовать определенным требованиям.
Мы попросим вас ознакомиться с этими требованиями и выяснить по каким параметрам оказывается вода в «+»и «-»: (работа с литературными источниками)

(Студенты выполняют поисковую работу группой)
1. Высокая теплоемкость и теплопроводность.
2. Низкая температура замерзания (безопасная эксплуатация автомобиля практически при любых отрицательных температурах охлаждающего воздуха).
3. Высокая температура кипения (нормальная работа двигателя в летнее время).
4. Высокая температура воспламенения (обеспечивает безопасность при использовании).
5. Малая вязкость, особенно при низких температурах (высокая затрудняет циркуляцию и снижает теплопередачу).
6. Малая вспениваемость (при большой снижается теплопередача, возможет перегрев двигателя и образование паровых пробок).
7. Низкая коррозионная активность.
8. Инертность к резиновым шлангам и уплотнителям.
9. Отсутствие примесей способных образовать накипь.

(обсуждение результатов)

-Как называется вода, способная образовывать накипь? (жесткая)

- Как характеризуется вода нашей местности? ( жесткая)

3. Давайте попробуем создать собственные исследовательские группы по устранению недостатков воды, как охлаждающей жидкости и выяснить последствия применения жесткой воды:

2группа: Виды жесткости Последствия использования жесткой воды: работа с текстом учебника,

- составление кластера на ватмане.

Ответ: общая жесткость

∕ \

карбонатная (временная) некарбонатная (постоянная)

Ремонт

3 группа: Кипячение как умягчение воды- выводы на основе сравнительных наблюдений ( Выданы 4 образца: дистиллированная вода, вода водопроводная до кипячения, та же после, образцы накипи)

Проанализируйте образцы. Сделайте выводы на основании наблюдений. Запишите уравнения реакций, произошедших в воде в процессе кипячения. Профильтруйте часть воды, полученной после кипячения. Что вы видите?

Ответ предполагаемый:

Анализируя образцы, мы видим, что вода дистиллированная и водопроводная не отличаются друг от друга по внешнему виду. Но после кипячения видно, что на дне посуды появился осадок солей.

Ca(HCO₃)₂ =↓ CaCO₃ + ↑CO₂ + H₂O

Mg (HCO₃)₂ =↓ Mg CO₃ + ↑CO₂ + H₂O

После фильтрации данной воды видно, что соли остались на фильтре, фильтрат - прозрачный. Также мы рассмотрели образцы накипи и убедились что не раз такие видели в быту, например в чайниках. На основании своих наблюдений делаем вывод: кипячение является доступным и достаточно эффективным способом устранения жесткости воды.

1 группа: Химическое умягчение воды (карбонат натрия+вода=фильтрование) Применение антинакипинов.

1. Добавьте в образец водопроводной воды карбонат натрия. Что наблюдаете? Запишите уравнения реакции. Профильтруйте получившийся раствор, сделайте вывод.

2. Что такое антинакипины? Найдите в тексте учебника данную информацию, приведите примеры.

Предполагаемый ответ:

1. После добавления наблюдаем выпадение осадка, после фильтрования соли остались на фильтре, фильтрат прозрачный. Мы произвели в ходе эксперимента химическое умягчение воды.

Ca(HCO₃)₂ + Na₂CO₃=↓ CaCO₃ + NaHCO₃

2. В полевых условиях, когда нет мягкой воды можно добавлять непосредственно прямо в систему охлаждения препараты –антинакипины. Они предотвращают образование твердой накипи. Часто применяют хромпик и ортофосфат натрия.

Вывод: Мы проводили в ходе исследования химическое умягчение воды.

4 группа: Удаление накипи. Способы.

Прочитайте материал учебника и познакомьтесь со способами удаления образовавшейся накипи.

Предполагаемый ответ: Образовавшийся слой накипи удаляют специальными растворами по мере загрязнения и при сезонном обслуживании. Для этих целей используют технический Трилон Б и другие препараты не оказывающие вредного воздействия на металлические детали, сальники, прокладки.

-: соли, находящиеся в накипи хорошо растворяются в растворах кислот. Можно ли применять их в качестве очистителей?

-: Почему слитую на зиму воду из системы охлаждения рекомендуют не выливать, а сохранять для дальнейшего использования?

4. А теперь поговорим еще об одном ограничении воды- зимнее время. Тут нам помогают антифризы.

Антифриз это- универсальное название низкозамерзающих охлаждающих жидкостей.

Основной компонент антифризов- этиленгликоль.Что это за вещество? В чем его сходство с водой?

Интересным является то, что он застывает при температуре всего лишь -11,5С и имеет низкую температуру вспышки, т.е. пожароопасен. Поэтому в качестве антифризов используют его водные растворы.

Проблема по температуре: заметим, что вода замерзает при -0С, а этиленгликоль-11,5С. А если мороз-40С

-? Как такое возможно?

-? Чем различаются антифризы друг от друга?

Антифриз не менее важен для мотора, чем масло. Он сохраняет идеальный для работы двигателя температурный режим, защищая от чрезмерного изнашивания деталей, коксования масла и отложения нагара. А вот некачественный антифриз может не просто привести к «закипанию» масла, а натурально «съесть» двигатель, не хуже чем червяк вкусное яблоко – коррозия способна разрушить его так, что останется только ставить новый. 

-? А как отличить качественный антифриз?

5. А теперь давайте попробуем провести еще ряд исследований и ответить на возникшие вопросы:

3группа: Проблема по температуре: заметим, что вода-0С, а этиленгликоль-11,5С. А если мороз-40С

-? Как такое возможно?

Предполагаемый ответ: Оказывается смешивая этиленгликоль с водой в разных соотношениях, получают жидкости с температурой замерзания от нуля до минус 75 градусов.

1 группа: Чем различаются антифризы друг от друга?

Предполагаемый ответ: соотношением воды и этиленгликоля , разнообразием присадок (антикоррозионных, антипенных, ) и цветом

4 группа: А как отличить качественный антифриз? Измерить индикаторной универсальной бумагой реакцию среды антифриза.

Предполагаемый ответ:     Водородный показатель (pH) согласно ГОСТу должен быть в пределах 7,5—11,0. Он позволяет судить об агрессивности препарата к металлам и определяется пакетом присадок. Измеряется pН-метром. 
Исследовали 3 образца, результаты показали, что у всех антифризов водородный показатель в пределах нормы. Среда щелочная.

2 группа: Провести качественную реакцию на этиленгликоль. Приготовьте гидроксид меди (II): в 3 пробирки налейте раствор сульфата меди и по каплям прилейте гидроксид натрия до выпадения осадка. Прилейте к осадку образцы антифризов. Появление ярко-синего окрашивания и растворение осадка свидетельствует о наличие в составе многоатомных спиртов.

Предполагаемый ответ: Что делали? Что получили?

- Можно ли добавлять в антифриз воду и почему?

- Можно ли смешивать различные марки антифризов и почему?

- О чем говорит цвет антифриза?

IV. Закрепление.

О чем расскажут этикетки на емкости с антифризом?

Страничка истории: (сообщение обучающегося) Разработчиками рецептуры были Борис Владимирович Кирьян и Евгений Борисович Чижов, они же предложили название. Слово «ТОСОЛ» образовано из аббревиатуры «ТОС» — «Технология органического синтеза», отдела НИИ Органической Химии и Технологии, где работали создатели, и окончания «-ол», применяемого для обозначения спиртов

V. Рефлексия:

А)Синквейн

1 – антифриз

2 – два прилагательных,

3 – три глагола,

4 - короткое предложение
5- синоним ключевого слова

Б) Старший техник, которым вы собираетесь стать обладать многими компетенциями:

Посмотрите еще раз на них и скажите: В чем стать более компетентными вам помог сегодняшний урок?

VI. Подведение итогов.

Заключение: Опыт проведения бинарных уроков показывает, что подготовка и проведение бинарных уроков способствует совершенствованию профессиональных компетенций как преподавателей, так и самих студентов. Даёт стимул обучающимся для формирования адекватной оценки в значимости изучаемых дисциплин для будущей профессиональной деятельности и позволяет сформировать ряд профессионально значимых качеств. Следовательно, интеграция учебных дисциплин через бинарные уроки является способом эффективности и совершенствования образовательного процесса в техникуме.

Литература:

1. Г.И. Гладов, А.М. Петренко Устройство автомобилей: учебник для студ.уч-ний сред. проф. образования М.: Изд.центр «Академия»,2017-352с.

2. Габриелян О.С. Химия для профессий и специальностей технического профиля : учебник 7-е издание м.: «Академия» 2013. – 191 с.: ил.

3. Габриелян О.С. Химия 10-11 класс. Базовый уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений. – М.: Дрофа, 2013. – 223 с.: ил.

Приложение

Групповые задания:1блок

2группа: Изучите теоретический материал учебника (стр.222) по теме:Виды жесткости. Последствия использования жесткой воды. Составьте кластер на ватмане.

3 группа: Кипячение как умягчение воды

Выданы 4 образца: дистиллированная вода, вода водопроводная до кипячения, та же после, образцы накипи

Проанализируйте образцы. Сделайте выводы на основании наблюдений. Запишите уравнения реакций, произошедших в воде в процессе кипячения. Профильтруйте часть воды, полученной после кипячения. Что вы видите?

1 группа: Химическое умягчение воды (карбонат натрия+вода=фильтрование) Применение антинакипинов.

1. Добавьте в образец водопроводной воды карбонат натрия. Что наблюдаете? Запишите уравнения реакции. Профильтруйте получившийся раствор, сделайте вывод.

2. Что такое антинакипины? Найдите в тексте учебника (стр. 225) данную информацию, приведите примеры.

4 группа: Удаление накипи. Способы.

Прочитайте материал учебника стр 225-226 и познакомьтесь со способами удаления образовавшейся накипи.

Групповые задания:2 блок

1 группа:

Чем различаются антифризы друг от друга? Изучите материал учебник стр. 227-230

4 группа: А как отличить качественный антифриз? Измерить индикаторной универсальной бумагой реакцию среды антифриза.

: Водородный показатель (pH) согласно ГОСТу должен быть в пределах 7,5—11,0. Он позволяет судить об агрессивности препарата к металлам и определяется пакетом присадок. Измеряется pН-метром.

2 группа: Провести качественную реакцию на этиленгликоль.

Приготовьте гидроксид меди (II): в 2 пробирки налейте раствор сульфата меди и по каплям прилейте гидроксид натрия до выпадения осадка. Прилейте к осадку образцы антифризов. Появление ярко-синего окрашивания и растворение осадка свидетельствует о наличие в составе многоатомных спиртов.

3группа: Проблема по температуре: заметим, что вода-0С, а этиленгликоль-11,5С. А если мороз-40С

-? Как такое возможно?

Используйте материал учебника на стр 227-229.

Опорный конспект по теме:_____________________________________

Жидкости для охлаждения:_____________________________________

_______________________________________________________________

1.Вода как охлаждающая жидкость:

«+» ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

«- « ____________________________________________________________________________________________________________________________________

Смягчить воду можно_______________________________________________________________________________________________________________________________

2. Антифриз это__________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Состав антифриза:_______________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Свойства антифриза______________________________________________

__________________________________________________________________

5. Антифризы отличаются друг от друга________________________________________________________________________________________________________________________________

«ТОСОЛ» был создан_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________