Учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения Бийск

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Алтайский государственный технический университет

им. И.И. Ползунова»

Бийский технологический институт (филиал)

Т.И. Макрушина

ХИМИЯ

Модуль 1

СТРОЕНИЕ АТОМА И ВЕЩЕСТВА

Учебное пособие

для модульно-рейтинговой технологии обучения

Бийск

2007

УДК 546 (075.5)

Макрушина, Т.И. ХИМИЯ. Модуль 1. Строение атома и вещества: учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения / Т.И. Макрушина.

Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. – Бийск.

Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2007. – 198 с.

В данном учебном пособии представлена система методической документации для модульно-рейтинговой технологии изучения раздела «Строение атома и вещества» курса «Химии», а также для изучения дисциплин, рабочие программы которых предусматривают изучение разделов, рассмотренных в данном пособии.

Учебное пособие разработано в соответствии с Государственным образовательным стандартом УМО высшего профессионального образования по направлениям подготовки дипломированных специалистов специальностей 151001, 160302, 190603, 080401, 170104, 230201, 080502, 260204, 240901, 240701, 240702, 240706, 260601, 200106всех форм обучения.

Учебное пособие предназначено для преподавателей и студентов технических и химико-технологических вузов.

Рассмотрено и одобрено на заседании

кафедры общей химии и экспертизы товаров.

Протокол № 44 от 03 ноября 2006 г.

Рецензенты: доцент кафедры ХТОСА к.х.н. Орлова З.В.

© Макрушина Т. И., 2007

© БТИ АлтГТУ, 2007

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

5

МОДУЛЬ 1. СТРОЕНИЕ АТОМА И ВЕЩЕСТВА

11

Глава первая. Общие положения

11

1.1 Цели обучения

12

1.2 Программа модуля «Строение атома и вещества»

12

1.3 Тематический план модуля

15

1.4 Перечень необходимых средств для выполнения программы модуля

15

1.5 План-график изучения модуля «Строение атома и вещества»

15

1.6 Планы лабораторных занятий

18

1.7 Индивидуальное расчетное задание

20

1.8 Самостоятельная работа студентов

23

1.9 Модульный экзамен

23

Глава вторая. Наука химия

25

2.1 Цели изучения главы

25

2.2 Методические рекомендации по изучению материала

25

2.3 Предмет и задачи химии

26

2.4 История возникновения и развития химии

30

2.5 Значение химии в изучении природы и развитии техники

43

2.6 Вопросы для самоконтроля

47

Глава третья. Основные понятия и законы химии

48

3.1 Цели изучения главы

48

3.2 Методические рекомендации по изучению материала

48

3.3 Основные понятия химии

49

3.4 Основные стехиометрические законы химии

55

3.5 Вопросы для самоконтроля

69

Глава четвертая. Строение атома

71

4.1 Цели изучения главы

71

4.2 Методические рекомендации по изучению материала

71

4.3 Представление о строении материи в древности

72

4.4 Открытие субатомных частиц. Первые модели строения

атома

74

4.5 Теория строения атома по Н. Бору

79

4.6 Представления о корпускулярно-волновом дуализме

лектрона

81

4.7 Принцип неопределенности Гейзенберга

82

4.8 Уравнение Э. Шредингера. Квантовые числа

84

4.9 Энергетические уровни и подуровни

87

4.10 Принципы заполнения атомных орбиталей

89

4.11 Современные представления о строении атома

91

4.12 Вопросы для самоконтроля

97

Глава пятая. Периодический закон Д.И. Менделеева

98

5.1 Цели изучения главы

98

5.2 Методические рекомендации по изучению материала

98

5.3 История открытия периодического закона

99

5.4 Периодический закон Д.И. Менделеева

101

5.5 Структура периодической системы химических элементов и ее связь с электронной структурой атомов

102

5.6 Основные понятия, необходимые для изучения реакционной способности химических соединений

105

5.7 Периодичность атомных характеристик

109

5.8 Естественные границы периодической системы

112

5.9 Вопросы для самопроверки

113

Глава шестая. Химическая связь

115

6.1 Цели изучения главы

115

6.2 Методические рекомендации по изучению материала

115

6.3 Понятие химической связи

118

6.4 Классификация химических связей

118

6.5 Основные виды химической связи

120

6.6 Метод валентных связей

126

6.7 Метод молекулярных орбиталей

132

6.8 Вандерваальсовы силы

136

6.9 Водородная связь

140

6.10 Комплексные соединения

143

6.11 Вопросы для самоконтроля

150

Глава седьмая. Агрегатные состояния вещества

152

7.1 Цели изучения темы

152

7.2 Методические рекомендации по изучению материала

152

7.3 Характерные особенности веществ в различных агрегатных состояниях

153

7.4 Газообразное состояние вещества

154

7.5 Плазма

155

7.6 Жидкое состояние вещества

156

7.7 Твердое состояние вещества

157

7.8 Вопросы для самоконтроля

164

Заключение по первому модулю «Строение атома и вещества»

165

Литература

168

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Модульно-рейтинговая технология изучения курса «Химия»

169

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Основные термины и понятия

172

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Тестовые задания

179

ВВЕДЕНИЕ

Химия является не только общетехнической, но и общеобразовательной наукой. Поэтому инженер любой специальности должен обладать достаточными знаниями в области химии.

Цель учебного процесса заключается в передаче знаний и умений от преподавателя к студенту. Средствами достижения этой цели являются, во-первых, регулярная работа студента в течение всего семестра и, во-вторых, систематический контроль полученных знаний. Задача курсане в том, чтобы дать студентам подробные знания из тех или иных разделов химии, а в том, чтобы студенты усвоили общие подходы и приемы описания любого химического явления и проведения его анализа-синтеза.

Для реализации поставленной цели в качестве основного методологического принципа выбран процессный подход. Все виды действий, совершаемых в процессе изучения, рассматриваются как процессы – логически упорядоченные последовательности этапов, преобразующих входы в выходы.

Такой подход открывает широкие возможности для вовлечения обучающихся в образовательный процесс. Применение его принципа предполагает определение такого процесса, с помощью которого достигается желаемый результат [1].

Переход на многоуровневую систему высшего образования и, как следствие, усложнение учебного материала в связи с изменениями принципов построения учебных планов и курсов потребовало в последние годы интенсификации обучения и существенного развития самостоятельной учебной деятельности студентов.

Определенный вклад в решение этих задач должна внести разработка и внедрение в учебный процесс научно обоснованных, современных образовательных технологий, среди которых особое место занимает модульно-рейтинговая технология обучения (МРТО).

Изучение курса «Химия» строится на базе интеграции принципа процессного подхода и модульно-рейтинговой технологии обучения, основанной на образовательном стандарте высшего профессионального образования АлтГТУ им. И.И. Ползунова «Положение о модульно-рейтинговой системе квалиметрии учебной деятельности студентов. СМК ОПД 01-19-2005».

В соответствии с процессным анализом курса первым этапом его изучения является рассмотрение всей дисциплины как единой системы знаний и выявление ее роли в общеинженерной подготовке специалистов.

Химия относится к естественным наукам, которые изучают окружающий нас мир. Химия, физика, биология только на первый взгляд могут показаться далекими друг от друга науками. Хотя лаборатории физика, химика и биолога очень непохожи, все эти исследователи имеют дело с природными (естественными) объектами. Это отличает естественные науки от гуманитарных наук: истории, психологии, обществоведения и многих других наук, изучающих то, что создано не природой, а, прежде всего, самим человеком.

Многие разделы современной науки возникли на стыке наук: физическая химия, геохимия, биохимия. Химия тесно связана также с другими отраслями науки и техники. В ней широко применяются математические методы, используются расчеты и моделирование процессов на электронно-вычислительных машинах. В современной химии выделилось много самостоятельных разделов, наиболее важные из которых, кроме отмеченных выше, неорганическая химия, органическая химия, химия полимеров, аналитическая химия, электрохимия, коллоидная химия и другие.

Нет совершенно точной границы между превращениями физическими и химическими. Природа едина, поэтому мы всегда должны помнить о том, что невозможно разобраться в устройстве окружающего нас мира, углубившись только в одну из областей человеческого знания (рисунок 1).

Рисунок 1 – Место химии в среде других наук

  1. Учебное пособие для модульно-рейтинговой технологии обучения Бийск (1)

    Учебное пособие
    В данном учебном пособии представлена система методической документации для модульно-рейтинговой технологии изучения раздела «Растворы. Дисперсные системы» курса «Химия», а также для изучения дисциплин, рабочие программы которых предусматривают
  2. Методические рекомендации к изучению дисциплины и к организации самостоятельной работы студентов для модульно-рейтинговой технологии обучения Бийск

    Методические рекомендации
    Основные процессы и аппараты химической технологии. В 2-х ч.: Часть 1. Теоретические основы процессов химической технологии: методические рекомендации к изучению дисциплины и к организации самостоятельной работы студентов для модульно-рейтинговой
  3. Методические рекомендации к курсовому проекту по процессам и аппаратам химических и пищевых технологий для студентов специальностей 240706, 260601, 240701, 240702, 260204, 240901 дневной, вечерней и заочной форм обучения

    Методические рекомендации
    Резанов К.Р. Общие требования к содержанию, организации выполнения и оформлению курсового проекта (работы) по курсам процессов и аппаратов химических и пищевых технологий: методические рекомендации к курсовому проекту по процессам
  4. Процессы и аппараты пищевых производств Бийск Издательство Алтайского государственного технического университета им. И. И. Ползунова 2010

    Документ
    Рекомендовано Сибирским региональным учебно-методическим центром высшего профессионального образования для межвузовского использования в качестве учебного пособия для студентов специальностей 240701 «Химическая технология органических соединений азота»,
  5. Самостоятельная работа студентов методические рекомендации по изучению дисциплины «Химия» для студентов, обучающихся по направлению подготовки 260106 всех форм обучения

    Самостоятельная работа
    Разработано в соответствии с Государственным образовательным стандартом ВПО для направления подготовки 260106 на основе рабочей программы дисциплины «Химия»
  6. Учебное пособие Для студентов высших педагогических учебных заведений Рекомендовано

    Учебное пособие
    В учебном пособии представлены современные теоретические подходы к процессу обучения, в том числе концепции развивающего и личностно-ориентированного обучения.
  7. Самостоятельная работа студентов методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы и изучению дисциплины «Общая биология и микробиология» для студентов очной формы обучения специальности 240901 «Биотехнология»

    Самостоятельная работа
    Разработаны в соответствии с Государственными образовательными стандартами ВПО для направлений подготовки специальности 240901 «Биотехнология» на основе образовательного стандарта учебной дисциплины «Общая биология и микробиология».
  8. Методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы и изучению дисциплины «Технология отрасли (пиво)» для студентов специальности 260204 «Технология бродильных производств и виноделие» очной формы обучения Бийск

    Методические рекомендации
    работы и изучению дисциплины «Технология отрасли (пиво)» для студентов специальности 260204 «Технология бродильных производств и виноделие» очной формы обучения
  9. Методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы и изучению дисциплины «Безопасность жизнедеятельности» для студентов всех специальностей дневной формы обучения Бийск

    Методические рекомендации
    Безопасность жизнедеятельности: методические рекомендации по выполнению самостоятельной работы и изучению дисциплины «Безопасность жизнедеятельности» для студентов всех специальностей дневной формы обучения / А.

Другие похожие документы..