Жиры, их строение, свойства и применение. Урок с использованием ЭОР и технологии развития критического мышления.

Тема урока: Жиры, их строение, свойства и применение (слайд 1)

Цели урока:

Создать условия для первичного усвоения и применения новых предметных знаний в условиях решения учебных задач.

Тип урока: урок формирования первоначальных предметных навыков, овладения предметными умениями

Задачи урока:

Образовательные: обеспечить осознание и усвоение понятий по теме «Жиры», сформировать умения применять теоретические положения в условиях решения учебных и практических задач.

Развивающие: показать практическую направленность изучаемой темы, развивать навыки самостоятельной работы с источниками информации.

Воспитательные: формировать умения договариваться, распределять работу, оценивать свой вклад в результат общей деятельности.

Планируемые результаты обучения:

• Предметные:

• умение устанавливать внутри- и межпредметные связи; знать определение понятия жиры, характеризовать состав жиров, уметь составлять формулы жиров как сложных эфиров глицерина и высших карбоновых кислот, указывать их биологическую роль, физические и химические свойства, уметь составлять реакции гидрирования, гидролиза жиров, способы получения и применение.

• Метапредметные:

• Познавательные УУД – умения анализировать прочитанный текст, систематизация информации, преобразование информации ( перенесение текстовой информации в схему), осуществлять познавательную деятельность различных видов (наблюдение, работа с ЭОР).

• Личностные УУД – умения выявлять и формулировать проблемы собственной деятельности, осуществлять деятельность по самоорганизации.

• Регулятивные УУД – умения определять цели и задачи деятельности и выполнять их на практике.

• Коммуникативные УУД – умение сотрудничать с одноклассниками в ходе поиска информации и проведении исследования.

• Личностные:

• понимание цели изучения химии, формировать ответственное отношение к учебе, коммуникативную компетентность.

Основные понятия: жиры, липиды, сложные эфиры, высшие карбоновые кислоты, гидрирование (гидрогенизация), гидролиз.

Межпредметные связи: химия, биология, медицина

Оборудование: презентация (приложение), видеоматериалы, учебники

Ход урока

I Организационный момент

Учитель начинает урок с эпиграфа к уроку: «Во времена перемен для прилежного ученика открыт целый мир. Тот же, кто считает, что уже всему научился, оказывается прекрасно подготовленный для жизни в мире, которого уже не существует».

Эрик Хоффер

II стадия урока – вызов

Пробуждение интереса к получению новой информации (слайд 3)

Деятельность учителя направлена на активизацию деятельности учащихся, мотивацию их к дальнейшей работе. Прием обучения – словесная и наглядная передача учебной информации одновременно всем учащимся. Учащиеся слушают учителя.

Слово учителя

Сегодня мы будем говорить о химических соединениях, очень важных для жизнедеятельности живых организмов. Ежедневный рацион должен включать продукты, содержащие необходимые организму питательные вещества. Некоторые из нас хотят избавиться от наличия в своем организме избыточного содержания этих веществ, другие не могут «накопить» их. Маленьким детям для укрепления иммунитета, нормального роста организма дают эти вещества как лекарства. Эти вещества связаны с так называемыми омега-3 кислотами. Организм человека не способен синтезировать эти кислоты из более простых веществ и поэтому должен получать их готовыми из пищи, например из морской рыбы, морепродуктов, мяса животных. Биологи называют эти вещества фосфолипидами. Из них построены клеточные мембраны-оболочки всех живых клеток. Давайте определим, о каких веществах идет речь.

Учащиеся называют тему урока

Актуализация имеющихся знаний (слайд 4)

Деятельность учителя направлена на вызов у учащихся уже имеющихся знаний по жирам, учитель задает вопросы

Что вам известно о жирах из уроков биологии?

Какова роль жиров в жизнедеятельности живых организмов?

Какие виды жиров вы знаете? Каковы их функции? Состав жиров?

К какому классу органических веществ они относятся?

Учащиеся вспоминают, что им известно по жирам, делают предположения, систематизируют информацию до изучения нового материала.

Использование приема активного обучения «Бортовой журнал»

Что мне известно по данной теме?	Что нового я узнал из лекции?

Информация, полученная на стадии вызова выслушивается, обсуждается, записывается учащимися с использованием метода активного обучения в левую колонку бортового журнала. Работа ведется индивидуально и в парах.

Постановка учеником собственных целей обучения (слайд5)

Учащиеся задают вопросы, на которые хотели бы получить ответы.

• Определить, к какому классу соединений относятся жиры?

• Выяснить состав жиров

• Рассмотреть классификацию жиров

• Химические свойства жиров

• Выяснить что такое транс-жиры и насколько они опасны?

III стадия – осмысление содержания (слайд 6)

• Получение новой информации (Деятельность учащихся- осуществляется непосредственный контакт с новой информацией, 10-15 минут учащиеся читают текст, используя предложенные учителем активные методы чтения - по мере осмысления новой информации, ведут записи в «бортовом журнале», работа ведется в группах [9])

• Деятельность учителя направлена на сохранение интереса учащихся к теме при непосредственной работе с новой информацией, постепенное продвижение от знания «старого» к «новому»

Тексты новой информации для учащихся

Текст №1

Древние врачи, осознав чудесные целебные и омолаживающие свойства масел, часто использовали их для экстракций целебных растений, а также как самостоятельное лечебное и косметологическое средство.

Жиры – сложные эфиры высших карбоновых кислот и трехатомного спирта глицерина [1]

(слайд 7)

• Общее название жиров- триглицериды или триацилглицериды, где ацил - остаток карбоновой кислоты – C(O)R

• Формулы высших предельных и непредельных кислот, входящих в состав природных жиров:

предельные кислоты:

пальмитиновая - CH3(CH2)14COOH

стеариновая - CH₃(CH₂)16COOH.

непредельные кислоты:

олеиновая - СН3(СН2)7СН=СН(СН2)7СООН

линолевая -CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

линоленовая – CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2 CH=CH(CH2)7COOH

Текст№2

Классификация жиров (слайд 8)

• Животные жиры – твердые вещества с невысокими температурами плавления (исключение рыбий жир). В твердых жирах преобладают остатки насыщенных карбоновых кислот. Эти кислоты не содержат двойных и тройных связей и в их составе не менее трех атомов углерода. Животные жиры поступают в наш организм из животных источников, таких как красное мясо, домашняя птица, молочные продукты. Твердые жиры связаны с высоким уровнем холестерина и риском развития

сердечно-сосудистых заболеваний.

• Растительные масла-жидкости (исключение кокосовое масло, масло какао - бобов)при комнатной температуре. Масла содержат остатки ненасыщенных карбоновых кислот. Масла поступают в организм из жидких масел, авокадо, семечек и некоторых рыб. Растительные масла способны снизить уровень холестерина в крови и привести к естественному снижению риска заболеваний сердца и сосудов.

Видеоопыт «Определение непредельности растительных масел» [3]

Текст №3

Физические свойства (слайд 10)

• Жиры – смеси полных сложных эфиров глицерина, поэтому не имеют полной четко выраженной температуры плавления.

• Жиры легче воды, плотность от 0,9 г/см³ до 0,98г/см³ при 15ºC.

• Жиры не растворяются в воде, но при добавлении мыла или других ПАВ образуют стойкие водные эмульсии; ограничено растворимы в спирте, но хорошо растворяются во многих неполярных и малополярных растворителях – эфире, бензоле, хлороформе, бензине; нелетучие[5]

• Животные жиры имеют относительно высокие температуры плавления; растительные масла - низкие температуры плавления.

• Причины снижения температуры плавления масел по сравнению с твердыми жирами – наличие в жидких жирах двойных связей с цис -конфигурацией. Олеиновая кислота (приложение 2), входящая в состав природных растительных масел (оливкового, подсолнечного, кукурузного и др – представляет собой цис-изомер и ее молекула имеет изогнутую форму. В цис-форме атомы водорода при двойной связи расположены по одну сторону от углеродного скелета, поэтому молекула в этом месте изгибается. Изогнутая формула молекулы препятствует кристаллизации вещества, в результате жидкие жиры имеют более низкую температуру плавления и хорошую текучесть [1]

(слайд 11)

Текст №4

Незаменимые жирные кислоты (слайд 12)

При правильном питании треть потребляемых человеком жиров должны составлять- жидкие растительные, содержащие остатки ненасыщенных кислот. Особенно важны полиненасыщенные кислоты с несколькими двойными связями:

• линолевая - CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

• линоленовая - CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

• арахидоновая- CH3(CH2)4CH=CHCH2СH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3COOH

Именно они обладают наибольшей биологической активностью. Организм человека синтезировать такие кислоты не может и должен получать их готовыми с пищей. Поэтому полиненасыщенные жирные кислоты получили название незаменимых[4] .

Текст №5

Химические свойства (слайд 13)

Гидролиз жиров

• Жиры и масла служат важным источником энергии в нашем пищевом рационе. В организме они гидролизуются на глицерин и карбоновые кислоты. Гидролиз жиров катализируется ферментами, называемыми липазами.

• Гидролиз жиров, сам по себе медленный, катализируется сильными кислотами. Щелочи также способствуют гидролизу жиров.

• Реакция гидролиза протекает в водном растворе. Но так как жиры и масла практически нерастворимы в воде, она идет с большим трудом. Поэтому в желудке гидролиз жиров почти не происходит. Для того чтобы облегчить гидролиз жиров, желчный пузырь выделяет в тонкий кишечник соединения, называемые желчными солями.

• Желчные соли разбивают большие капли жиров на мелкие, превращая их в эмульсию (взвесь, состоящую из очень мелких капель), что значительно ускоряет гидролиз. 

Гидролизом жиров получают природный глицерин и жирные кислоты[2]

Текст№6

Гидролиз жиров в водном растворе, катализируемый минеральными кислотами (слайд 14)

Данная реакция является обратимой. Для получения глицерина и жирных кислот реакцию проводят в кислой среде при кипячении или под давлением.

В незначительной степени гидролиз протекает и при хранении жира под действием влаги, света и тепла. Жир становится прогорклым - т.е. приобретает неприятный вкус и запах, обусловленный образованием масляной кислоты C3H7COOH

Текст№7

Щелочной гидролиз (омыление)

(слайд 15)

Среди реакций жиров особое значение имеет гидролиз, идущий в присутствии оснований. Щелочной гидролиз называют омылением. Он в отличии от кислотного необратим, и в результате его получаются соли высших карбоновых кислот и щелочных металлов – мыла.

Жидкое мыло образовано солями калия, а твердое мыло – солями натрия.

Высшие карбоновые кислоты можно выделить из мыла, действием более сильных кислот.

Видеоопыт «Выделение жирных кислот из мыла» [3]

Текст№8

Гидрогенизация
(каталитическое гидрирование жиров)

(слайд 16)

Реакция гидрирования лежит в основе получения маргарина. 

Двойные связи непредельных кислот, входящих в состав жира, могут быть прогидрированы в присутствии никелевых катализаторов. Продукты гидрирования известны под названием салолин, саломас. Гидрогенизацией некоторых распространенных растительных масел (арахисовое, соевое, хлопковое) получают пищевые жиры, например маргарины.

Текст№9

Правда о транс-жирах (слайд 18)

Растительные масла в основном образованы остатками ненасыщенных (непредельных) высших карбоновых кислот, содержащих цис-связи С=С

Цис-олеиновая кислота (цис-октадецен-9-овая кислота)

При гидрогенизации масел (высокая температура, металлический катализатор) происходит изомеризация части кислотных остатков, содержащих цис-связи в более устойчивые транс-изомеры. Транс-изомеры-форма, в молекуле которой атомы водорода при двойной связи расположены по разные стороны углеродного скелета. При такой конфигурации молекула жирной кислоты имеет не изогнутую, а прямую форму. Из-за неправильной конфигурации жирные кислоты в транс-форме не способны должным образом выполнять свои функции в составе белковой молекулы. Повышенное содержание в маргарине остатков транс-ненасыщенных кислот увеличивает опасность атеросклероза, сердечно-сосудистых и других заболеваний[3].

Физкультминутка

Упражнения для снятия утомления с плечевого пояса и рук «Сжимание кисти в кулак», «Рывки руками»

III стадия урока – Рефлексия (слайд 19)

• Размышление, рождение нового знания

Учитель возвращает учащихся к первоначальным предположениям, вносит изменения. Организует экспресс-диагностику результатов на уроке, чтобы учителю и каждому ученику было очевидно, чему они научились на уроке и над чем еще предстоит работать. Учитель для организации взаимоопроса использует прием «толстые» и «тонкие» вопросы. «Тонкий вопрос» предполагает однозначный краткий ответ.

• Учащиеся соотносят «новую» информацию со «старой», используя знания, полученные на стадии осмысления содержания, выполняют практические задания на основе изученной информации. Работа ведется в парах.

Тонкие вопросы:

1) К какому классу соединений относятся жиры?

2) Какой многоатомный спирт можно выделить из жиров?

3) По происхождению жиры делятся на животные и ….

4) По составу жиры делятся на ….

«Толстые» вопросы (предполагают развернутый ответ):

1) Охарактеризуйте состав твердых жиров

2) Охарактеризуйте состав жидких жиров

3) Какие жиры и с какой целью гидрируют?

4) Что представляют собой трансжиры с точки зрения состава?

5) Что такое омыление жиров?

6) К какому классу соединений относят мыла? [8]

Учитель учит переводить информацию из одного вида в другой (текст в блок-схему) Применение приема заполнения кластеров, установление причинно-следственных связей между блоками-информации

Задание по классификации жиров

Дополните схему классификации жиров, переместив в нее признаки отличия в составе и происхождении твердых и жидких жиров и их характерные примеры. [3]

Твердые

• Содержат остатки преимущественно _________ высших карбоновых кислот

• имеют ________ происхождение

(исключение кокосовое масло, масло какао бобов, пальмовое масло)

• примеры: __________

___________

___________

___________

Жидкие

- Содержит остатки преимущественно _________ высших карбоновых кислот

- имеют происхождение (исключение-рыбий жир)

- примеры: _____________

_____________

_____________

_____________

Слова-помошники:

Непредельных, предельных, животное, растительное, подсолнечное масло, свиной жир, кукурузное масло, говяжий жир, куриный жир, оливковое масло, льняное масло, бараний жир

Учитель дает практические задания на основе изученной информации. Учащиеся выполняют практические задания на основе изученной информации. Работа ведется в парах.

• Задание №1

Общая формула:

отражает состав:

жиров
простых эфиров
глицерина
высших карбоновых кислот [3]

Задание №2 «Строение жиров» (слайд 20) [3]

Из имеющихся фрагментов составьте формулы двух жиров: триглицерида стеариновой кислоты и триглицерида олеиновой кислоты:

СН2 - О - О

||

| С - С17Н33

СН – О -

О

| ||

СН2- О - С – С17Н35

О

||

С - С17Н33

Задание № 3,4 (слайд 21)

Маргарин получают путем:

-дегидрирования алканов

-дегидратации спиртов

-реакции этерификации

-гидрирования жидких жиров

При гидролизе жиров могут быть получены:

-глицерин и пальмитиновая кислота
- глицерин и уксусная кислота

-муравьиная кислота и одноатомный спирт

-пальмитиновая кислота и одноатомный спирт

[3]

Постановка учащимися новых целей обучения

Единица содержания образования (схема) не дается учащимся в готовом виде, а проектируется на уроке вместе с детьми: обсуждается и моделируется в ходе рефлексии. Установление причинно-следственных связей между блоками информации, заполнение кластера «Жиры». Учитель учит составлять схемы, добывать информацию из текста, переводить информацию из одного вида в другой (текст в схему).

Жиры

гидролиз H⁺ омыление

мыла

Высших карбоновых кислот

Глицерина

непредельных

жидкие

цис изомер +форма

твердые

+H2

исключение

исключения

Транс изомер

IV стадия

Домашнее задание

Деятельность учащихся - написание творческой работы «Придумать правила для уменьшения потребления транс-жиров», провести исследование по отдельным вопросам темы: «Состав транс-жиров», «Транс-жиры в организме», «Плюсы и минусы гидрогенизированных жиров»

Использованные ресурсы:

1) http://orgchem.ru Органическая химия: электронный учебник для средней школы

2) "Справочник химика 21 века" http://chem21.info/info/53637/

3) http://school-collection.edu.ru/collection/chemistry Естественно-научные эксперименты: химия. Коллекция Российского общеобразовательного портала

4) http://him.1september.ru Единая коллекция ЦОР: Предметная коллекция «Химия»

5) Занимательная химия http://www.kristallikov.net/

6) Химуля: https://sites.google.com/site/himulacom

7) « К изучению биологических функций жиров» / «Химия в школе» №8, 2004 г.

8) Й. Нентвиг, М. Кройдер, К. Моргенштерн «Химический тренажер-II», Москва «Мир» 1986

9) Учебно-методическое пособие Технология развития критического мышления на уроке и в системе подготовки учителя/И.В. Муштавинская – 2-е изд., - СПб.: КАРО, 2013

Приложение 1

«Немного из истории маргарина»

В середине 60-х годов ХIX века во Франции был объявлен конкурс на создание заменителя сливочного масла. Премия и патент были вручены химику Мерс – Мурье. В 1870 г. он построил первый маргариновый завод. Первый маргарин был получен из говяжьего жира.

После разработки промышленного способа гидрирования непредельных соединений (1912 г. П. Сабатье) маргарин стали получать из растительных масел.

Поль Сабатье Мерс – Мурье

Приложение 2

2.3 Формы и методы диагностики предметных, метапредметных результатов учащихся на уроке

Предметные и диагностические работы составлены из конкретных заданий по предмету для отслеживания уровня познавательных действий обучающихся.

Методы оценочной деятельности – наблюдение, работа со схемами. Также оценивалась сформированность умения работать в группе, слушать и слышать собеседника. Формы оценивания: индивидуальная, групповая, фронтальный, устный и письменный опрос.

Использовалась работа с кластерами как форма и метод диагностики формирования основных компетенций в рамках ФГОСа.

Диагностическая работа «Жиры» как средство диагностики метапредметных результатов обучения химии.

Задание 1. Прочитай текст №1. Выбери высказывание, которое содержит главную мысль текста №1.

1. Жиры – это сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот.

2. Жиры – основной компонент пищи.

3 Жиры обладают различными свойствами.

4. В природе много разных жиров.

Задание 2. Запиши резюме (краткий вывод) о гидролизе жиров (2-3 предложения) (тексты №5-7)

Задание 3. Какие виды жиров описаны в тексте № 2 и 3?

В соответствии с содержанием текстов, классифицируй их.

Классификация	Жиры
по происхождению
по агрегатному состоянию
по остаткам высших карбоновых кислот
по конфигурации природных ненасыщенных кислот в составе жиров

Задание 4.

Представь себе, что твой дедушка очень любит сдобные булочки. Основной компонент теста для булочек – маргарин. Считаешь ли ты что это вредно для здоровья дедушки? Подтверди свое мнение аргументами.

Да/Нет	Аргументы

Задание№5

Прочитайте текст №9. Запишите к каким нарушениям в организме приводит содержание транс-ненасыщенных кислот в жирах; предложите пути уменьшения вредного воздействия транс-жиров.

Возможные нарушения в организме	Пути уменьшения вредного воздействия транс-жиров
1	1
2	2
3	3
4	4

Задание 6.

Ученик 10 класса получил домашнее задание по химии, исследовать растворимость жиров. Cаша взял пять стаканов, налил в них: 1) 2 мл бензина 2)10 мл горячей воды 3) 20 мл этанола 4) 5 мл бензола 5) 10 мл холодной воды. Затем во все стаканы он поместил по кусочку жира и встряхнул. Затем написал, в каком стакане кусочек жира растворился, а в каком нет. Укажите номер правильного ответа на каждый вопрос:

1) Какую цель ставил Саша при проведении опыта?

А) проверить в каком растворителе жир растворяется

Б) проверить, как зависит масса растворяемого жира от количества растворителя

В) проверить, как зависит скорость растворения от массы жира

Г) проверить, как зависит растворение жира от температуры воды

2) Саша при проведении опыта допустил ошибки. Что надо было сделать, чтобы избежать их?

А) в стаканы налить одинаковое количество растворителя

Б) заметить время растворения жира, используя часы

В) в разные стаканы поместить разные кусочки жира

Г) во все стаканы налить одинаковое количество растворителя

Задание 7.

Составь план проведения эксперимента для доказательства непредельного характера жиров. Предскажи результат такого эксперимента, используя жизненный опыт и запиши возможные выводы.

1) План проведения эксперимента

2) Предполагаемый результат

3) Вывод

Задание 8.

Составь план проведения эксперимента по омылению жиров (на примере сливочного масла)

1) План проведения эксперимента

Продумай оборудование и какие вещества ты будешь использовать.

2) Предполагаемый результат

3) Вывод:

А) Какое вещество появилось на поверхности воды в результате опыта?

Б) Напиши уравнения происходящих реакций.

В) Для каких практических целей используется процесс омыления жира?