Решение задачи по химии онлайн: Помощь по химии: решение задач, химия онлайн

Рост: 6,8 %

Заработная плата: $66 120

Показать больше

Заработайте основу в области химии от известного факультета

От стипендиатов Королевского общества и Американской академии до стипендиатов Маршалла и Барри Голдуотера, Школа молекулярных наук является домом для престижных студентов и преподавателей.

• 7 регентских профессоров и 2 президентских профессора, больше всех академических единиц Колледжа свободных искусств и наук
• 14 лауреатов карьеры Национального научного фонда / Министерства энергетики
• 2 победителя стипендии Альфреда П. Слоана
• 3 лауреата премии молодых исследователей ВВС
• 3 стула с наделом

Требования к специальности химия

Я будущий

первокурсник

Вы считаетесь первокурсником при подаче заявления, если вы вообще не посещали колледж или имеете менее 12 переносимых кредитных часов (при минимальном совокупном среднем балле 2,50).

1. Просмотрите требования к компетенции

2. Просмотрите другие требования к приеме

3. Полная онлайн -заявка

4. Файл FAFSA

5. Запрос Закон или SAT Scores

3

444444444444444444444444444444444.

5. Запрос Закон или SAT Scores

3

444444449 3

4 40004 40004

5.

4

40004 40004

5. Запрос. Показать больше

Не соответствуете вступительным требованиям?

Вы по-прежнему можете поступить в ASU через Earned Admission. Благодаря этому пути вы можете продемонстрировать свою способность добиться успеха в ASU, пройдя онлайн-курсы со средним баллом 2,75 или выше.

Для начала подайте заявку в АГУ. Коуч по зачислению свяжется с вами и предоставит дополнительную информацию о том, подходит ли вам программа Earned Admission Pathway.

Присоединяйтесь к аккредитованной школе в ASU

Колледж свободных искусств и наук использует междисциплинарный подход к образованию с широким спектром степеней в области социальных, естественных и гуманитарных наук. Мы вдохновляем студентов быть социально осведомленными, критически мыслящими и гражданами мира.

25 500+

зачисленных в настоящее время студентов.

140 $

млн расходов на исследования в 2018 году.

23

междисциплинарные школы и факультеты.

95+

степень бакалавра.

Показать больше

Калькулятор обучения

Калькулятор стоимости обучения ASU Online в настоящее время обновляется. Для наиболее точной оценки, пожалуйста, посетите калькулятор стоимости обучения ASU.

Наш калькулятор стоимости обучения поможет вам рассчитать стоимость обучения на дневном отделении по этой программе без финансовой помощи. Имейте в виду: более 80% наших студентов получают финансовую помощь.

Финансовая помощь может снизить наличные расходы, что приведет к меньшему финансовому стрессу и повышению академической уверенности. Учить больше.

Ориентировочная стоимость обучения

Вас также может заинтересовать

Бакалавриат

Биохимия (бакалавр)

Бакалавриат

Биохимия – медицинская химия (BS)

Бакалавриат

Физика (бакалавр)

Бакалавриат

Биохимия (бакалавр)

Посмотреть все степени

Эксперимент по решению проблем | НСТА

функция

Использование закона Бера для определения концентрации тартразина

Учитель естественных наук — январь/февраль 2022 г. (Том 89, Выпуск 3)

Кевин Мейсон, Стив Шиффер, Тара Роуз и Грег Матиас

Эксперимент по решению проблем — это учебная деятельность, в которой используется план эксперимента для решения подлинной проблемы. Он сочетает в себе две стратегии обучения, основанные на фактических данных: обучение, основанное на проблемах, и обучение, основанное на запросах. Использование проблемного обучения и научного исследования в качестве эффективного педагогического инструмента в классе естественных наук хорошо зарекомендовало себя и активно поддерживается исследованиями (Акиноглу и Тандоган, 2007; Арепаттаманнил, 2012; Фуртак, Зайдель и Иверсон, 2012; Инел и Балим, 2010; Мерритт и др., 2017 г., Панасан и Нуангчалерм, 2010 г., Уилсон, Тейлор и Ковальски, 2010 г.).

Флойд Джеймс Резерфорд, основатель проекта 2061 Американской ассоциации содействия развитию науки (AAAS), однажды заявил: «Отделить концептуально-научное содержание от научного исследования, — подчеркнул он, — значит сделать весьма вероятным, что студент правильно ни один не понимает» (1964, с. 84). Более недавнее исследование с использованием рандомизированных контрольных испытаний показало, что учителя, которые в течение семи месяцев применяли метод исследования и проблемную педагогику, улучшили успеваемость учащихся по математике и естественным наукам (Bando, Nashlund-Hadley, and Gertler, 2019).). Эксперимент по решению проблем использует проблемно-ориентированное обучение, ставя учащимся достоверную или значимую проблему для решения, и основанное на запросах обучение, требуя, чтобы учащиеся разработали эксперимент для сбора и анализа данных для решения проблемы.

В эксперименте по решению задач, описанном в этой статье, учащиеся использовали закон Бера для сбора и анализа данных, чтобы определить, потреблял ли человек опасное количество тартразина (желтый краситель № 5) для своего веса. Студенты использовали свои знания о растворах, молярности, разбавлениях и законе Бера, чтобы разработать собственный эксперимент и рассчитать количество тартразина в желтом спортивном напитке (или содовой со вкусом цитрусовых).

Закон Бера

В соответствии с научными стандартами нового поколения энергия определяется как «количественное свойство системы, которое зависит от движения и взаимодействия материи и излучения с этой системой» (NGSS Lead States 2013). Взаимодействия материи и излучения могут быть одними из самых сложных для наблюдения, исследования и концептуального понимания учащимися. В результате учащиеся нуждаются в возможности наблюдать и исследовать взаимодействие материи и излучения. Свет является одним из примеров излучения, взаимодействующего с материей.

Свет — это электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом и проявляющее свойства как волны, так и частицы. Когда свет взаимодействует с веществом, свет может отражаться на поверхности, поглощаться веществом или проходить сквозь вещество (рис. 1). Когда единственный пучок света попадает в вещество перпендикулярно (под углом 90° к поверхности), степень отражения минимальна. Следовательно, свет будет либо поглощаться веществом, либо проходить через вещество. Когда в раствор попадает свет с заданной длиной волны, количество поглощаемого света будет зависеть от идентичности вещества, толщины сосуда и концентрации раствора.

Взаимодействие света с материей.

(получено с https://etorgerson.files.wordpress.com/2011/05/light-reflect-refract-absorb-label.jpg ).

Закон Бера гласит, что количество поглощенного света прямо пропорционально толщине и концентрации раствора. Закон Бера также иногда называют законом Бера-Ламберта. Раствор более высокой концентрации будет поглощать больше света и пропускать меньше света (рис. 2). Точно так же, если раствор поместить в более толстый контейнер, который требует прохождения света на большее расстояние, тогда раствор будет поглощать больше света и пропускать меньше света.

Свет, проходящий через раствор.

(Получено с https://media.springernature.com/original/springer-static/image/chp%3A10. 1007%2F978-3-319-57330-4_13/MediaObjects/432946_1_En_13_Fig4_HTML.jpg ).

Определения ключевых терминов.

Поглощение (А) – процесс захвата световой энергии веществом

Закон Бера (Закон Бера-Ламберта) – поглощение (A) света прямо пропорционально молярному поглощению (ε), толщине (b) и концентрации (C) раствора (A = εbC)

Концентрация (C) – количество растворенного вещества на количество раствора

Кювета – контейнер, используемый для хранения образца, подлежащего анализу в спектрофотометре

Energy (E) – количественное свойство системы, зависящее от движения и взаимодействия материи и излучения с этой системой (NGSS Lead States 2013).

Интенсивность (I) – количество или яркость света

Свет – электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом и проявляющее свойства как волны, так и частицы

Молярная абсорбция (ε) – свойство, которое представляет собой количество света, поглощаемого данным веществом на молярность раствора и на сантиметр толщины (М-1 см-1)

Молярность (M) – количество молей растворенного вещества на литр раствора (моль/л)

Отражение – процесс отражения световой энергии от поверхности вещества

Спектрофотометр – устройство, используемое для измерения поглощения света веществом

Тартразин – широко используемый пищевой и жидкий краситель

Коэффициент пропускания (T) – процесс прохождения световой энергии через вещество

Количество света, поглощенного раствором, можно измерить с помощью спектрофотометра. Раствор заданной концентрации помещают в небольшую емкость, называемую кюветой. Кювета имеет известную толщину, которую можно поддерживать постоянной в ходе эксперимента. Также можно получить кюветы различной толщины для изучения влияния толщины на поглощение света. Ключевые определения терминов, связанных с законом Бера и учебной деятельностью, представленные в этой статье, представлены на рис. 3.

Обзор эксперимента по решению проблем

В задаче, представленной студентам, спортсмен весом 140 фунтов ежедневно выпивает две бутылки желтого спортивного напитка (рис. 4; см. «Онлайн-подключения»). Когда она начинает замечать сыпь на коже, она читает этикетку спортивного напитка и замечает, что он содержит желтый краситель, известный как тартразин. Хотя тартразин безопасно пить, в больших количествах он может вызывать некоторые потенциальные побочные эффекты, включая сыпь, крапивницу или отек. Студенты должны разработать эксперимент, чтобы определить концентрацию тартразина в желтом спортивном напитке и количество миллиграммов тартразина в двух бутылках спортивного напитка.

Хотя спортивный напиток может состоять из многих ингредиентов, подавляющее большинство ингредиентов, таких как сахар или электролиты, бесцветны при растворении в водном растворе. Красители, добавляемые в спортивный напиток, отвечают за цвет спортивного напитка. Производители продуктов питания могут использовать различные красители для окрашивания спортивных напитков в желаемый цвет. Красный краситель № 40 (очаровательно-красный), синий краситель № 1 (ярко-синий), желтый краситель № 5 (тартразин) и желтый краситель № 6 (желтый закат) являются четырьмя наиболее распространенными красителями или красителями в спортивных напитках и многих других коммерческих продуктах. продукты питания (Stevens et al. 2015). Концентрация красителя в спортивном напитке влияет на количество поглощаемого света.

В этом эксперименте по решению задач учащиеся использовали ранее изученную концепцию закона Бера — используя серийные разведения и абсорбцию — для определения концентрации (молярности) тартразина в спортивном напитке. Основываясь на доказательствах, студенты затем определили, превысил ли человек максимально рекомендуемую суточную норму тартразина, указанную в мг/кг массы тела. Цели обучения для этого эксперимента по решению проблем показаны на рисунке 5 (см. Онлайн-соединения).

Предлабораторный опыт

Эксперимент по решению проблем — это форма управляемого исследования, которое обычно требует определенных предварительных знаний и опыта. В этом упражнении учащимся требовались предварительные знания и опыт работы с законом Бера и методами использования закона Бера для определения неизвестной концентрации. Перед выполнением задания учащиеся узнали, как используется закон Бера для связи поглощения с концентрацией, а также как использовать уравнение M ₁ V ₁ = M ₂ V ₂ для определения концентрации разведений. Студенты имели общее представление о молярности и использовании размерного анализа для изменения единиц измерения.

Методы использования закона Бера были частично введены в ходе лабораторного эксперимента с использованием различных концентраций сульфата меди. Была предоставлена ​​известная концентрация сульфата меди, и студенты следовали процедуре приготовления растворов. Учащиеся изучили технику выбора длины волны, обеспечивающей максимальное поглощение испытуемого раствора (λ _max ), что важно для закона Бера, чтобы создать линейную зависимость между поглощением и концентрацией раствора. Студенты построили график поглощения каждой концентрации в электронной таблице в виде диаграммы рассеяния и добавили линейную линию тренда. Обсуждая в классе, учитель проверял, правильно ли он использует уравнение прямой для определения концентрации неизвестного раствора сульфата меди.

После того, как учащиеся построили график данных, они обсудили, как значение R2 связано с набором данных, использованным для построения графика. После завершения этого эксперимента учащимся было удобно делать разведения из исходного раствора, рассчитывать концентрации и использовать спектрофотометр для применения закона Бера для определения неизвестной концентрации.

Знакомство с проблемой

После первоначального эксперимента по закону Бера был введен эксперимент по решению задач. Проблема, представленная учащимся, показана на рисунке 4 (см. Онлайн-соединения). Эксперимент по решению проблем предоставляет учащимся ценную возможность сотрудничать с другими учащимися в разработке эксперимента и решении проблемы. Для этой деятельности студенты были распределены в лабораторные группы разнородных или смешанных способностей. Группы должны быть диверсифицированы по половому признаку; исследования показали, что гендерное разнообразие среди групп улучшает академическую успеваемость, в то время как расовое разнообразие не оказывает существенного влияния (Hansen, Owan, and Pan, 2015). Также важно поддерживать учащихся с особыми потребностями при распределении групп. Группы со смешанными способностями были созданы намеренно для того, чтобы поместить учащихся с особыми потребностями к сверстникам, обладающим академическими способностями и склонностью оказывать поддержку. Кроме того, некоторым учащимся могут потребоваться дополнительные приспособления или модификации для этой учебной деятельности, такие как структурированный лабораторный отчет, сокращенный формат лабораторного отчета или увеличенное время для выполнения анализа. Все студенты должны были носить защитные очки и перчатки от брызг химикатов и соблюдать осторожность при обращении с растворами и стеклянными приборами.

Разработка эксперимента

Во время этого задания учащиеся работали в лабораторных группах над разработкой собственного эксперимента для решения задачи. Учитель использовал обсуждения в малых группах и всем классом, чтобы помочь учащимся понять проблему. Студенты обсудили, какая информация была предоставлена ​​и что им нужно знать и делать, чтобы решить проблему. При планировании эксперимента учитель не предусмотрел процедуру и намеренно оказывал лишь минимальную поддержку студентам по мере необходимости. Студенты разработали собственную экспериментальную процедуру, которая поощряла критическое мышление и решение проблем. Учащимся нужно было позволить бороться в какой-то степени. Учитель давал некоторые указания и рекомендации, задавая вопросы, которые ученики должны были обдумать и ответить сами. Студентам также часто напоминали просмотреть свои записи и предыдущий эксперимент с законом Бера, чтобы помочь им лучше использовать свои ресурсы для решения проблемы. Использование разнородных или смешанных групп также помогло каждой группе стать более самодостаточной и успешной в разработке и проведении эксперимента.

Учащиеся разработали процедуру эксперимента, а учитель вносил предложения или задавал вопросы, чтобы улучшить план эксперимента, если это необходимо. Безопасность была рассмотрена во время этой консультации, чтобы исправить проблемы безопасности в экспериментальном плане или обеспечить меры предосторожности для эксперимента. Студенты должны были носить брызгозащитные очки и перчатки на протяжении всего эксперимента. В нескольких случаях студенты реализовали некоторые возможности улучшить свой экспериментальный план во время эксперимента. Это было разрешено с одобрения учителя, и изменения в процедуре были задокументированы для окончательного лабораторного отчета.

Проведение эксперимента

Студентам был предоставлен образец спортивного напитка и маточный раствор 0,01 М маточного раствора тартразина. Есть много вариантов спортивных напитков, но рекомендуется проверять ингредиенты, чтобы убедиться, что тартразин (желтый краситель № 5) является единственным добавленным красителем. Это предотвратит влияние других красителей на результаты спектроскопии в эксперименте. В качестве альтернативы можно также использовать газированную воду со вкусом цитрусовых, потому что во многие газированные напитки также добавлен тартразин. Важно отметить, что тартразин считается безопасным для питья, но он может вызывать некоторые потенциальные побочные эффекты в больших количествах, включая сыпь, крапивницу или отек. Список материалов, необходимых для этого эксперимента по решению проблем, показан на рисунке 6 (см. Онлайн-соединения).

В этом эксперименте по решению задач учащиеся должны были создать растворы тартразина с известной концентрацией в качестве эталона для определения неизвестной концентрации тартразина в спортивном напитке. Для приготовления разведений студентам давали 0,01 М маточный раствор тартразина. Учитель купил порошкообразный тартразин, доступный у многих продавцов, для приготовления маточного раствора. 0,01 М исходный раствор готовили, взвешивая 0,534 г тартразина и растворяя его в дистиллированной воде, достаточном для получения раствора объемом 100 мл. В качестве альтернативы можно использовать желтый пищевой краситель, но для определения его концентрации потребуются некоторые исследования. Поскольку учащиеся ранее изучали экспериментальные методы, они должны уметь готовить растворы, которые будут несколько темнее и несколько светлее по цвету, чем образец желтого спортивного напитка. Студенты должны использовать пять разведений для достижения наилучших результатов.

Как правило, хорошим диапазоном для желтого спортивного напитка являются стандартные разведения от 1×10-3 М до 1×10-5 М. Преподавателю может потребоваться предупредить учащихся, что, если разведение слишком темное, оно не даст желаемого результата. хорошие результаты и снизить значение R2. Студенты, которые использовали очень темные разведения, часто понимали, что удаление этой точки данных создает лучшую линейную линию тренда, если это не уменьшает количество точек данных до менее чем четырех точек данных. Некоторые студенты даже пытались использовать 0,01 М исходный раствор без какого-либо разбавления. Это было слишком темно. Студентам нужно было сделать существенные разведения, чтобы получить растворы в ассортименте спортивного напитка.

После приготовления разведений измеряли оптическую плотность каждого разведения с помощью спектрофотометра. Спектрофотометр Vernier SpectroVis (~400 долларов США) использовали для измерения оптической плотности приготовленных разведений с известными концентрациями. Студенты настроили спектрофотометр на использование различных длин волн света и выбрали длину волны с самым высоким показателем поглощения. Затем для каждого измерения поглощения использовали одну и ту же длину волны. Длина волны 650 нанометров (нм) обеспечивала точное измерение и хорошую линейную зависимость. После измерения оптической плотности растворов известных концентраций студенты измерили оптическую плотность спортивного напитка с неизвестной концентрацией тартразина с помощью спектрофотометра при той же длине волны. Если спектрофотометр недоступен, можно использовать сравнение цветов в качестве недорогой альтернативы для завершения этого эксперимента по решению проблем (рис. 7; см. Онлайн-подключения).

Анализ результатов

После завершения эксперимента учащиеся построили график поглощения и известных концентраций тартразина в разведениях на диаграмме рассеяния, чтобы создать линейную линию тренда. В этом эксперименте поглощение было зависимой переменной, которую следует отобразить на оси у . Некоторые студенты по ошибке поменяли местами оси на точечной диаграмме. Затем учащиеся использовали график, чтобы найти уравнение для прямой. Затем учащиеся определяют неизвестную концентрацию (молярность) тартразина в спортивном напитке с учетом линейного уравнения и экспериментально измеренной абсорбции спортивного напитка.

Чтобы ответить на вопрос, поставленный в задаче, учащиеся также рассчитали максимальное количество тартразина, которое может безопасно употребить человек весом 140 фунтов, используя информацию, приведенную в задаче. Распространенной ошибкой при решении задачи было отсутствие перевода единиц объема, данных в задаче, из унций в литры. Используя молярность и объем в литрах, студенты рассчитали массу тартразина, потребляемого в день, в миллиграммах. Образец графика и расчеты одной группы студентов показаны на рисунке 8. Наконец, на основе своих расчетов студенты ответили на вопрос, поставленный в исходной задаче, и определили, превышает ли ежедневное потребление тартразина человеком порог безопасного потребления. В этом случае студенты пришли к выводу, что человек НЕ потреблял тартразина больше допустимой дневной нормы.

Пример графика и расчетов группы студентов.

Сообщение результатов

После проведения эксперимента студенты сообщали о своих результатах в письменном лабораторном отчете, который включал следующие разделы: название, цель, введение, гипотеза, материалы и методы, данные и расчеты, заключение и обсуждение. Лабораторный отчет оценивался с использованием шкалы баллов, показанной на рисунке 9 (см. Онлайн-подключения). В целом, учащиеся очень хорошо справились с этим экспериментом по решению задач. Студенты обычно набирали три балла или выше по каждому критерию рубрики. На протяжении всего занятия учащиеся успешно продемонстрировали свою способность планировать эксперимент, собирать данные, выполнять расчеты, решать задачи и эффективно сообщать об этих результатах.

Это упражнение представляет собой подлинное проблемное обучение науке, поскольку истинная концентрация тартразина в спортивном напитке не была указана учителем и не была известна учащимся. Студенты, как правило, были несколько предвзяты, поскольку предполагали, что эксперимент приведет к превышению рекомендуемого максимального потребления тартразина. Некоторым студентам было трудно сообщить, что рекомендуемый лимит был намного выше, чем два спортивных напитка, потребляемых человеком каждый день. Это позволяет провести обширную дискуссию об использовании научных методов и доказательств для получения непредвзятых ответов на важные вопросы и проблемы.

Наиболее распространенными ошибками в этом эксперименте по решению задач были ошибки вычислений, причем наиболее распространенными были расчеты концентраций разведений (возможно, из-за использования очень малых концентраций). Также было допущено несколько распространенных ошибок при представлении результатов в лабораторном отчете. В некоторых случаях студенты не предоставили достаточно исходной информации во введении к отчету. Когда учащиеся сообщали о результатах, некоторые учащиеся также не ссылались на конкретные данные эксперимента. Наконец, в разделе обсуждения некоторые студенты выразили обеспокоенность или сомнения в результатах не потому, что была очевидная ошибка, а потому, что они не верили, что потребляемый уровень может быть намного меньше, чем рекомендуемый предел потребления тартразина.

Заключение

Научные исследования и исследования энергии и материи являются важными темами, рассматриваемыми в Научных стандартах нового поколения (рис. 10; см. Сетевые подключения). На уроках химии учащиеся должны иметь множество возможностей наблюдать и исследовать взаимодействие энергии и материи. В этом эксперименте по решению проблем студенты использовали закон Бера для сбора и анализа данных, чтобы определить, потреблял ли человек количество тартразина, превышающее максимально рекомендуемую суточную норму. Студенты правильно пришли к выводу, что человек с проблемой не потреблял больше тартразина, чем рекомендуемая суточная норма для его массы тела.

В этом упражнении учащиеся научились работать совместно над планированием эксперимента, сбором и анализом данных и решением проблемы. Эти навыки выходят за рамки любого предмета науки или класса. Благодаря этой деятельности у студентов была возможность заняться наукой из реального мира, чтобы решить проблему без ранее известного результата. Процесс разработки эксперимента может быть трудным для некоторых студентов, которые часто привыкли к экспериментальной процедуре в своем предыдущем опыте в классе естественных наук. Однако, поскольку учащимся иногда было трудно разработать собственный эксперимент и выполнить расчеты, они также научились настойчиво собирать и анализировать данные для решения проблемы, что является ценным жизненным уроком для всех учащихся. ■

Онлайн-соединения

Закон Бера-Ламберта в химии LibreTexts: https://bit.ly/3lNpPEi

Закон Бера – Теоретические принципы: https://teaching.shu.ac.uk/hwb/chemistry/tutorials/molspec/beers1.htm

Закон Бера в Иллюстрированном глоссарии органической химии: http://www.chem.ucla.edu/~harding/IGOC/B/beers_law. html

Beer Lambert Law at Edinburgh Instruments: https://www.edinst.com/blog/the-beer-lambert-law/

Лаборатория права пива в интерактивном симуляторе PhET: https://phet.colorado.edu/en/simulation/beers-law-lab

Рисунок 4. Постановка задачи эксперимента по решению проблем: https://bit.ly/3pAYHtj

Рисунок 5. Цели обучения: https://bit.ly/307BHtb

Рисунок 6. Список материалов: https://bit.ly/308a57h

Рисунок 7. Использование сравнения цветов в качестве недорогой альтернативы: https://bit.ly/3du1uyO

Рисунок 9. Рубрика итоговой оценки на основе результатов: https://bit.ly/31KoZRj

Рисунок 10. Подключение к научным стандартам нового поколения : https://bit.ly/3GlJnY0

Кевин Мейсон ([email protected]) — профессор педагогики Университета Висконсин-Стаут, Меномони, Висконсин; Стив Шиффер — учитель химии в средней школе Эмери, Эмери, Висконсин; Тара Роуз — учитель химии в средней школе Эмери, Эмери, Висконсин; и Грег Матиас — доцент педагогики Университета Висконсин-Стаут, Меномони, Висконсин.

Ссылки

Акиноглу О. и Р. Тандоган. 2007. Влияние проблемно-ориентированного активного обучения в естественнонаучном образовании на академическую успеваемость учащихся, их отношение и концептуальное обучение. Евразийский журнал математики, науки и технического образования 3 (1): 77–81.

Арепаттаманнил, С. 2012. Влияние научно-исследовательского обучения на научные достижения и интерес к науке: данные из Катара. Журнал образовательных исследований 105 (2): 134–146.

Бандо Р., Э. Нэшлунд-Хэдли и П. Гертлер. 2019. Влияние исследований и проблемной педагогики на обучение: данные 10 полевых экспериментов в четырех странах. Национальное бюро экономических исследований 26280.

Фуртак Э., Т. Зайдель и Х. Айверсон. 2012. Экспериментальные и квазиэкспериментальные исследования преподавания наук, основанных на запросах: метаанализ. Обзор исследований в области образования 82 (3): 300–329.

Хансен З., Х. Оуэн и Дж. Пэн. 2015. Влияние группового разнообразия на успеваемость в классе. Экономика образования 23 (2): 238–258.

Инель Д. и А. Балим. 2010. Влияние использования проблемного обучения в обучении науке и технологиям на академическую успеваемость учащихся и уровни структурирования понятий. Тихоокеанский форум по изучению и преподаванию естественных наук 11 (2): 1–23.

Мерритт, Дж., М. Ли, П. Риллеро и Б. Кинач. 2017. Проблемное обучение в математике и естественных науках K – 8: обзор литературы. Междисциплинарный журнал проблемного обучения 11 (2).

Ведущие штаты NGSS. 2013. Научные стандарты следующего поколения: по штатам, по штатам. Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий.

Панасан М. и П. Нуангчалерм. 2010. Результаты обучения проектной и исследовательской учебной деятельности. Журнал социальных наук 6 (2): 252–255.

Резерфорд, Ф. Дж. 1964. Роль исследования в преподавании естественных наук. Журнал исследований в области преподавания естественных наук 2 (2): 80–84.

Стивенс, Л.Дж., Дж.Р. Берджесс, М.А. Стохельски и Т. Кучек. 2015. Количество искусственных пищевых красителей и добавленных сахаров в пищевых продуктах и ​​сладостях, обычно потребляемых детьми. Клиническая педиатрия 54 (4): 309–321.

Уилсон К., Дж. Тейлор и С. Ковальски. 2010. Относительное влияние и справедливость основанного на исследованиях и общепринятого преподавания естественных наук на знания, рассуждения и аргументацию учащихся. Журнал исследований в области преподавания естественных наук 47 (3): 276–301.

Химия Сквозные концепции Учебный план Ключевые дисциплинарные идеи Общая наука Расследование Учебные материалы Лаборатории Планы урока Математика НГСС Педагогика Научная и инженерная практика КОРЕНЬ Стратегии обучения Технологии Трехмерное обучение Средняя школа

Химия-Сквозные концепции-Учебная программа-Основные идеи дисциплины-Общая наука-Исследование-Учебные материалы-Лаборатории-Планы уроков-Математика-NGSS-Педагогика-Наука и инженерные практики-STEM-Стратегии обучения-Технологии-Трехмерное обучение-Высокий Школа

Вам также может понравиться

Веб-семинар

Трансформация обучения естественным наукам: Часть 2: Интеграция науки и языка с многоязычными учащимися: построение, ориентированное на активы, 15 декабря 2022 г.

Присоединяйтесь к нам в четверг, 15 декабря 2022 г., с 19:00 до 20:30 по восточноевропейскому времени, чтобы увидеть еще один выпуск журнала NSTA «Трансформация научного обучения»….

Веб-семинар

Трансформация обучения естественным наукам: Часть 1: Интеграция науки и языка с многоязычными учащимися: построение, ориентированное на активы, 14 декабря 2022 г.

Присоединяйтесь к нам в среду, 14 декабря 2022 г., с 19:00 до 20:30 по восточному времени, чтобы увидеть еще один выпуск журнала NSTA «Трансформация научного обучения»….

Веб-семинар

Трансформация обучения естественным наукам: руководство внедрением высококачественных учебных материалов для принятия стандартов: практические рекомендации на местах, 7 ноября 2022 г.

Присоединяйтесь к нам в понедельник, 7 ноября 2022 г., с 19:00 до 20:30 по восточноевропейскому времени, чтобы увидеть еще один выпуск журнала NSTA «Трансформация научного обучения»….

Отчеты Статья

Бесплатные подарки и возможности для учителей естественных наук и STEM, 11 октября 2022 г.

Химия | Learning CTR Online

Обычный и с отличием Химия

Обычный
275 $/семестр
490 $/год

Honors
330 $/семестр
$550/год

Разве ты не знаешь, что пора на уроки? (Введение) [4:02]

отрывки из типичного урока класса (6:17)

Пирсон Химия Текст

Copyright @ 2017

Wilbraham, Staley, Matta, Waterman

Wilbraham, Staley, Matta, Waterman

. ​

ISBN-13: 

978-1-32-320591

Требования к курсу

​

1. Предварительная оценка учащихся в рамках регистрации/зачисления (нажмите здесь).

2. Соглашение о зачислении

   (опрос родителей) в рамках регистрации/зачисления (нажмите здесь).

3. Учебник (печатный или электронный).

4. Бесплатная учетная запись Zoom с возможностью аудио/видео для занятий.

5. Настоятельно рекомендуется использовать планшет

   со стилусом для письма (например, Wacom).

6. Пользователи

   MAC получают совместимое программное обеспечение (Word, Powerpoint, Excel), если это возможно.

Обычная химия

1. Учащиеся будут уделять этому курсу 8–10 часов в неделю.

2. Четыре (4) официальных лабораторных отчета, основанных на практических экспериментах.

3. Пятьдесят (50) лабораторных и/или практических занятий.

Химия с отличием

1. Студенты будут тратить на этот курс 9-11 часов в неделю.

2. Учащиеся будут делать процентную ошибку для формальных лабораторных отчетов.

3. Пять (5) официальных лабораторных отчетов, основанных на практических экспериментах.

4. Пятьдесят (50) лабораторных и/или практических занятий, фотографирование основных процедур/результатов.

5. Учащиеся должны выполнить ДОПОЛНИТЕЛЬНУЮ лабораторную работу по большинству разделов (сфотографировать реагенты и/или продукты и объяснить их актуальность).

6. Студенты будут включать органическую химию во 2-й семестр.

7. Учащиеся должны выполнить несколько дополнительных заданий помимо курса общей химии.

Honors

$330 / Semester

$590 / Year

Pearson Chemistry Text

Copyright @ 2017

​

Wilbraham, Staley, Matta, Waterman 

​

ISBN-13: 

978-1-32-3205907

​

Версия 2012 годится, но есть некоторые отличия (номера вопросов могут отличаться).

Необходимые лабораторные принадлежности

[Нажмите здесь, чтобы перейти по ссылке]

Описание курса

Для многих учащихся химия является одним из самых сложных предметов в старшей школе. Этот высокоинтерактивный курс подготовки к колледжу преодолевает это препятствие для мотивированных учащихся, даже если они не сильны в естественных науках. Учебная программа включает качественное и количественное изучение научных измерений и процессов, материи, атомной теории, периодической таблицы, связи, стехиометрии, газовых законов и химических реакций (включая растворы, термохимию, скорость реакции, равновесие, кислотно-основную химию и окисление). -восстановительные реакции). Особое внимание уделяется решению научных проблем и использованию научных данных для поддержки выводов.

​

Ресурсы курса включают в себя подробные инструкции для всех заданий, исчерпывающие / структурированные заметки о занятиях, а также учебные / дополнительные материалы, включая более 150 видео, которые моделируют и улучшают обучение.

​

Химия предназначена для лиц, не связанных с естественными науками, И для лиц, специализирующихся в области естественных наук, желающих получить дополнительные учебные навыки и математическую поддержку, закладывая при этом прочную основу для изучения химии AP и/или других наук. Педагогика уделяет особое внимание обучению на основе запросов, навыкам критического мышления, навыкам обучения и стратегиям решения проблем. Механическая память и базовое понимание преуменьшаются, в то время как обработка информации посредством синтеза (сборки), анализа (разбиения) и оценки (расстановки приоритетов) подчеркивается.

​

Еженедельный лабораторный компонент включает в себя лабораторные эксперименты на основе видео и физические, практические лабораторные работы, выполняемые дома с использованием обычных бытовых химикатов. Студенты научатся писать ЧЕТЫРЕ (4) технических (официальных) лабораторных отчета в течение года (предоставляются подробные инструкции и модели), а также возможность пересматривать лабораторный отчет.

​

Для размышлений, повторного обучения и усвоения материала учащимся будет предложено исправить некоторые тесты и пересмотреть свои лабораторные отчеты. Это поможет им научиться мыслить критически и даст бонусные баллы.

Примечание:

Химия может быть сложной (даже для прилежных учеников), особенно ее математические аспекты. Если вашему студенту, изучающему химию, будет полезно больше инструкций, больше времени для вопросов и больше возможностей обсудить проблемные области с учителем, подумайте о том, чтобы добавить Химическое чтение в свой курс по химии. Рецитация по химии — это дополнительный недорогой курс семинара для вопросов и ответов, повторения, размышления и повторного преподавания сложных понятий. Цели контента, домашние задания, лабораторные работы и тесты также являются основными темами обсуждения. Занятия по химическому чтению улучшают учебные навыки, развивают критическое мышление и дают дополнительную практику в решении задач.

​

Темы и задачи:

​

• Введение в химию

  • Хорошего начала изучения химии!

  • Переход от практических и технических вопросов к навигации по GP6, Учебному месту и другим вопросам, не связанным с курсом.

  • Покажите, что многие великие ученые верили в Иисуса. Наука и Библия совместимы.

  • Приведите примеры обучения на основе запросов на протяжении всего урока.

  • Дайте определение химии и поймите ее место в науке.

  • Представить этапы научного метода и уметь различать каждый.

  • Понимать основные протоколы построения графиков (независимые и зависимые переменные) как часть экспериментов и сбора данных.

  • Изучите стратегии решения проблем: «AGES» для использования на протяжении всего курса.

• Состояние вещества

  • Опишите три допущения кинетической теории применительно к газам.

  • Определение, измерение и расчет давления по атмосферному, газовому и нормальному (стандартному) давлению.

  • Сравните физические свойства твердых тел, жидкостей и газов с точки зрения формы, объема, движения (текучести), плотности, расширяемости и сжимаемости.

  • Различать свойства жидкостей: среднюю кинетическую энергию (температуру), динамическое равновесие, давление пара в зависимости от температуры, кипение в зависимости от испарения.

  • Различать свойства твердых тел и связанные с ними фазовые превращения.

  • Расшифровка фазовых диаграмм, определение давления, температуры, фазовых переходов и тройной точки.

  • Понимать взаимосвязь между межмолекулярными силами и кинетической энергией для каждого состояния вещества и фазового перехода.

​

• Научное измерение

  • Используйте метрическую систему вместо английской

  • Записывайте числа и выполняйте вычисления в экспоненциальном представлении.

  • Оценка точности и прецизионности измерений (значащие цифры)

  • Расчет процентной ошибки как меры точности

  • Понимание и использование единиц массы, объема, расстояния (подчеркните метрические единицы)

  • Определите единицы измерения температуры, которые обычно используют ученые

  • Понимание и расчет плотности

  • Научитесь решать задачи с помощью размерного анализа (факторная маркировка)

• Современная атомная теория: электроны в атомах

  • Опишите вклад в пересмотренную теорию атома (Бор, ДеБройль, Шрёдингер, Гейзенберг, корпускулярно-волновой дуализм, фотоэлектрический эффект, спектры поглощения и излучения)

  • Объясните и рассчитайте зависимость длины волны, частоты и энергии излучаемого света от изменения энергии электронов.

  • Понимание квантово-механической модели атома и запись электронных конфигураций элементов. Назовите 4 квантовых числа элементов от 1 до 11.

• Ионные и металлические соединения

  • Понять условия стабильности атомов, связанные с образованием связи.

  • Объясните и покажите, как элементы превращаются в ионы (катионы и анионы).

  • Объясните ионные соединения с точки зрения образования, электрического заряда, структуры и разницы в электроотрицательности.

  • Изучите свойства ионных соединений.

  • Понимание металлических связей и свойств, включая сплавы.

​

• Ковалентная связь

  • Объясните ковалентную связь с точки зрения связей (неполярных, полярных и координатно-ковалентных) и молекул (неполярных и полярных).

  • Определение и распознавание многоатомных ионов.

  • Понимание того, как представлять молекулы, соединения и типы ковалентных связей (простые, двойные, тройные) различными способами (молекулярные и структурные формулы, структуры Льюиса).

  • Дайте определение диссоциации связи по отношению к прочности связи.

  • Распознавать молекулярные орбитали (сигма- и пи-связи), относящиеся к одинарным, двойным и тройным связям.

  • Поймите и нарисуйте молекулы, которые имеют исключения из правила октета и демонстрируют резонанс (когда связи имеют промежуточную длину).

  • Понимание теории молекулярных геометрических форм (линейных, изогнутых, треугольных, плоских, пирамидальных и тетраэдрических).

  • Объясните теорию гибридных орбиталей с точки зрения молекулярной геометрии.

  • Определите и определите межмолекулярные притяжения (ван-дер-ваальсовые, водородные связи, сетчатые твердые тела) и то, как они влияют на химические свойства молекул.

​

​

​

1-й

Семестр

• Химические реакции

  • Напишите и составьте химические уравнения, основанные на химических реакциях.

  • Определите и охарактеризуйте типы реакций, включая синтез, разложение, одиночную замену, двойную замену
    и горение.

  • Распознавать и писать сбалансированные химические уравнения для реакций синтеза, разложения, одинарного замещения, двойного замещения или реакций горения.

  • Используйте ряд активности, чтобы определить, будет ли происходить одна реакция замещения.

  • Напишите ионные уравнения, суммарные ионные уравнения и распознайте ионы-спектаторы на основе реакций с водными растворами.

• Поведение газов

  • Сформулируйте закон Бойля, закон Шарля, закон Гей-Люссака и закон Авогадро и примените эти законы для расчета взаимосвязей между объемом, температурой и давлением.

  • Выведите объединенный газовый закон из закона Бойля, закона Шарля и закона Гей-Люссака и рассчитайте давление, объем или температуру.

  • Дайте определение парциальному давлению и примените закон парциального давления Дальтона для описания состава газов.

  • Сформулируйте закон идеального газа (PV = nRT) и рассчитайте количество молей газа, поняв разницу между идеальным и реальным газом.

  • Поймите закон Грэма, который гласит, что газы с более низкой молекулярной массой диффундируют и выделяются быстрее, чем газы с более высокой молекулярной массой.

• Термохимия

  • Различать аспекты теплового потока (эндотермический, экзотермический, потенциальная энергия, кинетическая энергия, теплота и температура).

  • Определите тепловой поток, потенциальную и кинетическую энергию, фазовые переходы, а также нагрев или охлаждение для фазовых диаграмм вещества.

  • Расчет теплового потока для нагревания и охлаждения веществ с использованием массы, удельной теплоемкости и изменения температуры или теплоты плавления или теплоты парообразования.

  • Определение и расчет удельной теплоемкости вещества и теплового потока, связанного с калориметрией.

  • Определите реагенты, продукты, теплоту реакции и тепловой поток на диаграммах потенциальной энергии.

  • Расчет теплового потока в термохимических уравнениях с использованием теплоты реакции, стандартной теплоты образования и закона Гесса

​

• Скорости реакций и равновесие

  • Объясните понятие скорости реакции.

  • Описать теорию столкновений и объяснить, как различные факторы, включая концентрацию, температуру и давление, влияют на скорость химической реакции.

  • Интерпретация путей реакции (PE-диаграммы) для идентификации экзотермических и эндотермических реакций, а также для определения и объяснения роли энергии активации в химической реакции.

  • Объясните, что такое механизм реакции, и поймите концепцию стадии, определяющей скорость реакции.

  • Напишите выражения равновесия, различая молярные концентрации реагентов и продуктов реакции.

• Кислоты, основания и соли

  • Объясните кислотность и основание по Аррениусу на основе диссоциации воды.

  • Определение pH и pOH. Используйте шкалу pH для характеристики кислотности и щелочности растворов и свойств кислот и оснований.

  • Преобразование между pH, pOH, концентрацией ионов водорода и концентрацией ионов гидроксида.

  • Опишите кислоты и основания Бренстеда-Лоури.

  • Определите сопряженные кислоты и сопряженные основания, а также сопряженные пары в кислотно-основной реакции Бренстеда-Лоури.

  • Опишите кислоты и основания Льюиса. [Обогащение]

  • Различать сильные и слабые кислоты и основания на основе диссоциации и ионизации.

  • Объясните, как константа кислотной диссоциации Ka и константа диссоциации основания Kb связаны с силой кислоты и основания.

  • Различать концентрацию и крепость растворов.

  • Предсказать продукты кислотно-основных реакций нейтрализации и рассчитать необходимые молярные концентрации кислоты или основания.

  • Объясните использование титрования в химии и опишите этапы процесса титрования. Распознавать и описывать графики титрования сильных и слабых кислот и оснований.

  • Объясните гидролиз (обратная реакция нейтрализации). Покажите, как растворы солей могут быть кислыми, нейтральными или щелочными.

  • Объясните буферы и напишите полученные химические уравнения, когда в систему добавляют кислоту или основание.

​

​

2-й

Семестр

Органическая химия только для HONORS

Цели:

• Понять тенденции связывания атома углерода.

• Дайте определение углеводородам и определите/отличите ненасыщенные углеводороды от насыщенных углеводородов.

• Нарисуйте и определите алканы, алкены и алкины.

• Описать особенности и структурные характеристики алканов, алкенов и алкинов.

• Объясните органические изомеры и проиллюстрируйте их различными соединениями.

• Различают два типа стереоизомеров.

• Определите и опишите общую структуру циклических углеводородов с примерами.

• Определите углеводороды, встречающиеся в природе, и объясните их происхождение и переработку.

• Классифицируйте органические соединения по их функциональной группе.

• Опишите, как используются реакции замещения.

• Определите, нарисуйте и объясните общую формулу спиртов, простых эфиров, аминов, карбоновых кислот, альдегидов, кетонов и сложных эфиров.

• Опишите, как образуются полимеры.