Рисунок 4 отражает начальное и конечное состояния системы, тогда как на экране монитора учащиеся наблюдают весь процесс в динамике, что значительно облегчает восприятие изучаемого материала.

И, наконец, посмотрим, как влияет изменение температуры. Как и в случае с давлением, после команды учителя с клавиатуры компьютера на повышение температуры, учащиеся наблюдают на экране монитора динамику построения гистограммы (рис.5) в процессе установления равновесия при каждом последующем повышении температуры и рисунка 6 после достижения состояния равновесия.

Как видно из рисунков 5 и 6, при повышении температуры молярная доля аммиака уменьшается, а водорода и азота - увеличивается, т.е. равновесие смещается в сторону разложения аммиака.

Здесь следует обратить внимание учеников на то, что реакция синтеза аммиака является экзотермической, т.е. сопровождается выделением тепла (рис.7б). Таким образом, по аналогии с предыдущими случаями, для самопроизвольного восстановления равновесия в системе, с повышением температуры должна протекать эндотермическая реакция, при которой этот избыток тепла (Q* - теплота, излучаемая горелкой или другим нагревательным прибором) компенсируется, т.е. поглощается в ходе реакции разложения аммиака (рис.7в). Снова мы приходим к выводу, что при внешнем воздействии в равновесной системе будет протекать такой процесс, который ослабляет это воздействие.

Рис. 7. Модельная демонстрация влияния температуры на смещение равновесия в системе N2 + 3H2 2NH3 + Q.

Как и в предыдущих случаях на рисунке 7 представлена система в исходном и в конечном состояниях, тогда как учащиеся наблюдают весь процесс на экране монитора в динамике.

После того, как учащиеся рассмотрели все примеры внешнего воздействия на химическую реакцию получения аммиака (химическую систему), они могут самостоятельно сформулировать принцип смещения равновесия Ле Шателье.

Для закрепления изученного материала целесообразно предложить учащимся, воспользовавшись тем же программным продуктом [4-6], применить полученные знания к другим обратимым химическим реакциям. Кроме того, для обоснования практического значения принципа Ле Шателье, можно предоставить учащимся возможность с помощью компьютера подобрать оптимальные условия для синтеза аммиака в условиях производства.

Известно, что одной из главных задач, которая решается при организации химического производства, является подбор и создание оптимальных условий (давление, концентрация и температура), обеспечивающих максимальный выход продукта. Учащимся предлагается выступить в роли технолога предприятия и самостоятельно подобрать такие условия для синтеза аммиака из азота и водорода.

Пользователь (учащийся) вводит в компьютер необходимые значения переменных параметров (концентрацию, температуру и давление) и нажатием клавиши клавиатуры компьютера подает команду для определения выхода продукта реакции. На экране монитора он наблюдает за построением трехмерного графика, на котором в виде точки высвечивается значение максимального выхода продукта реакции для конкретно заданных параметров (температуры и давления). Один из фрагментов таких графиков приведен на рис.8:

Рис. 8. Зависимость выхода аммиака от температуры и давления.

Как видно из этого рисунка, оптимальный режим, обеспечивающий максимальный выход продукта, не совпадает с режимом, используемым в промышленности. Для получения более точных результатов необходимо учитывать не только концентрацию, температуру и давление, но и целый ряд различных кинетических и технико-экономических и экологических характеристик, которые могут оказаться определяющими при практической реализации процесса. Приближенность полученного результата не снижает его ценности, т.к. позволяет учащемуся оценить не только теоретическую, но и практическую значимость принципа Ле Шателье, а так же реализовать свои творческие способности.

При таком подходе к изучению нового материала и его закреплению, принцип Ле Шателье, а также его практическое применение становятся более доступными для понимания.

Использование компьютерной технологии при изучении химии в средней школе открывает широкие возможности для создания и использования сложного наглядно-демонстрационного сопровождения на уроке или при выполнении лабораторной работы. Кроме того, при повторении пройденного материала ученик самостоятельно воспроизводит все демонстрационные эксперименты, которые учитель показывал на уроке. При этом он может прервать эксперимент, остановить его или повторить ту часть, которая плохо усвоилась. Такой подход развивает инициативу и способствует повышению интереса учащихся к изучаемому предмету.

Литература:

1. Борк А. Компьютеры в обучении: чему учит история // Информатика и образование.- 1990.- № 5.- с.110 - 118.

2. Демушкин А.С., Кириллов А.И., Сливина Н.А., Чубров Е.В., Кривошеев Л.О., Фомин С.С. Компьютерные обучающие программы.// Информатика и образование.- 1995.- № 3.- с. 15-22.

3. Зуева М.В., Иванова Р.Г., Каверина А.А., Минченков Е.Е. Обучение химии в 9 классе. -М.: Просвещение, 1990.

4. Недошивин В.П. Программа для обработки и моделирования результатов лабораторных работ (по естественно-научным дисциплинам). // Информатика и образование.- 1994.- № 5.- с. 31-37.

5. Раткевич Е.Ю. Повышение эффективности формирования химических знаний школьников при использовании информационной технологии обучения: Дисс. канд. пед. наук:13.00.02 .- М.- 1998.

6. Г.Н.Мансуров, В.П.Недошивин, Е.Ю.Раткевич. MV на уроках химии. Информатика и образование, 1997 г., №4, с.52-54

[1] Рисунки 2-8 представляют собой статическую картинку той или иной стадии динамического процесса, который наблюдают ученики на мониторе компьютера в среде (оболочке) MultiVision (MV) [6].