पाठ योजना | सक्रिय अधिगम | इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री: इलेक्ट्रोलिसिस

मान्यताएँ: यह सक्रिय पाठ योजना मानती है: 100 मिनट की कक्षा, परियोजना विकास की शुरुआत के साथ पुस्तक का पूर्व-अध्ययन, और यह कि केवल एक गतिविधि (तीन में से प्रस्तावित) कक्षा के दौरान संचालित की जाएगी, क्योंकि प्रत्येक गतिविधि उपलब्ध समय का एक महत्वपूर्ण हिस्सा लेती है।

उद्देश्य

अवधि: (5 - 10 मिनट)

उद्देश्य का चरण शिक्षक और छात्रों को पाठ के सीखने के लक्ष्यों के बारे में मार्गदर्शन करने के लिए महत्वपूर्ण है। स्पष्ट रूप से परिभाषित करने से कि क्या हासिल करने की अपेक्षा की जाती है, छात्र अपनी पूर्व पढ़ाई और कक्षा में भागीदारी को बेहतर तरीके से निर्देशित कर सकते हैं, जबकि शिक्षक इन लक्ष्यों को प्रभावी ढंग से प्राप्त करने के लिए गतिविधियों को संरचित कर सकते हैं। यह अनुभाग सभी संबंधित व्यक्तियों को इलेक्ट्रोलिसिस के विषय के महत्वपूर्ण पहलुओं पर केंद्रित करने के लिए अपेक्षाओं को संरेखित करने के लिए भी कार्य करता है।

मुख्य उद्देश्य:

1. छात्रों को इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया और इसके व्यावहारिक अनुप्रयोगों को समझने के लिए सक्षम करना।

2. इलेक्ट्रोलिसिस को विभिन्न माध्यमों में शामिल समस्याओं को हल करने के लिए कौशल विकसित करना, विशेष रूप से पानी की इलेक्ट्रोलिसिस पर ध्यान केंद्रित करना।

सहायक उद्देश्य:

1. इलेक्ट्रोलिसिस में शामिल विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं का आलोचनात्मक विश्लेषण बढ़ावा देना।

परिचय

अवधि: (20 - 25 मिनट)

परिचय का चरण छात्रों को इलेक्ट्रोलिसिस के विषय पर एक प्रारंभिक विचार-विमर्श में संलग्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, समस्या स्थितियों का उपयोग करते हुए जो आलोचनात्मक सोच और पूर्व ज्ञान के व्यावहारिक अनुप्रयोग को प्रोत्साहित करते हैं। इसके अलावा, संदर्भकरण अध्ययन की सामग्री को वास्तविक दुनिया से जोड़ने का प्रयास करता है, इस प्रकार विषय की प्रासंगिकता को बढ़ाता है और छात्रों को विषय की गहराई में जाने के लिए प्रेरित करता है।

समस्या-आधारित स्थितियाँ

1. कल्पना करें कि आप एक प्रयोगशाला में हैं और आपको कॉपर(II) सल्फेट के घोल के घटकों को अलग करना है। क्या आदर्श इलेक्ट्रोड होंगे और इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया कैसी होगी?

2. अर्धचालक उद्योग इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग धातुओं के सतहों पर जमा करने के लिए करता है ताकि इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का निर्माण हो सके। इलेक्ट्रोलिसिस के बारे में ज्ञान इस प्रक्रिया को सुधारने में कैसे मदद कर सकता है?

संदर्भिकरण

इलेक्ट्रोलिसिस केवल रसायन विज्ञान में ही नहीं, बल्कि कई औद्योगिक और तकनीकी अनुप्रयोगों में एक मौलिक प्रक्रिया है। उदाहरण के लिए, ऐल्युमिनियम के निर्माण में, हॉल-हेराल्ट प्रक्रिया, जो इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग करते हुए ऑक्सीकृत रूप से ऐल्युमिनियम निकालती है, सबसे अधिक उपयोग में लाए जाने वाले तरीकों में से एक है। इसके अलावा, पानी की इलेक्ट्रोलिसिस को समझना स्वच्छ ऊर्जा प्रौद्योगिकियों को विकसित करने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण हो सकता है, जैसे ईंधन सेल के लिए हाइड्रोजन का उत्पादन। ये वास्तविक अनुप्रयोग इलेक्ट्रोलिसिस के सैद्धांतिक अध्ययन के महत्व को उजागर करते हैं।

विकास

अवधि: (65 - 75 मिनट)

विकास अनुभाग को छात्रों के लिए इलेक्ट्रोलिसिस पर अर्जित ज्ञान को व्यावहारिक और संदर्भ में लागू करना डिज़ाइन किया गया है। प्रस्तावित गतिविधियाँ वास्तविक परिस्थितियों का अनुकरण करते हुए सैद्धांतिक समझ को मजबूत करने के लिए चुनौती देती हैं, आलोचनात्मक सोच, समस्या समाधान और समूह सहयोग को उत्तेजित करती हैं। यह चरण सीखने को गहराने और यह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है कि छात्र सैद्धांतिक ज्ञान को व्यावहारिक और दैनिक अनुप्रयोगों में स्थानांतरित कर सकें।

गतिविधि सुझाव

केवल एक सुझाई गई गतिविधि को करने की सिफारिश की जाती है

गतिविधि 1 - मिशन H2O: महान इलेक्ट्रोलिसिस

> अवधि: (60 - 70 मिनट)

- उद्देश्य: इलेक्ट्रोलिसिस के ज्ञान को लागू करना ताकि इंजीनियरिंग की व्यावहारिक समस्या को हल किया जा सके, टीमवर्क और आलोचनात्मक सोच के कौशल को विकसित करना।

- विवरण: इस गतिविधि में, छात्रों को एक हाइड्रोजन उत्पादन संयंत्र में इंजीनियर के रूप में नियुक्त किया जाएगा, जहाँ उन्हें पानी की इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया को अनुकूलित करना होगा। उन्हें एक प्रणाली डिजाइन करनी होगी जो कुशलता से हाइड्रोजन और ऑक्सीजन उत्पन्न करने के लिए बिजली का उपयोग करती हो, लागत को कम करते हुए और उत्पादन को अधिकतम करते हुए।

- निर्देश:

• कक्षा को 5 छात्रों के तक के समूहों में विभाजित करें।

• प्रत्येक समूह को सामान्य सामग्री की एक सूची और एक काल्पनिक बजट दिया जाएगा।

• छात्रों को पानी की इलेक्ट्रोलिसिस की एक प्रणाली डिजाइन करनी होगी, इलेक्ट्रोड, समाधान और ऊर्जा स्रोत के प्रकार के बारे में निर्णय लेना होगा।

• परियोजना के बाद, समूह अपनी प्रणाली प्रस्तुत करेंगे, किए गए चुनावों और शामिल रासायनिक प्रतिक्रियाओं को समझाएंगे।

• मूल्यांकन प्रस्तावित प्रणाली की दक्षता और वैज्ञानिक व्याख्या के आधार पर किया जाएगा।

गतिविधि 2 - इलेक्ट्रोलिसिस के जासूस

> अवधि: (60 - 70 मिनट)

- उद्देश्य: विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं के संबंध में अवलोकन और आलोचनात्मक विश्लेषण कौशल विकसित करना, साथ ही तार्किक विचार और परिकल्पनाएँ बनाने की क्षमता को बढ़ावा देना।

- विवरण: छात्र रासायनिक जासूस बनेंगे और उन्हें यह पता लगाना होगा कि इलेक्ट्रोलिसिस के प्रयोग के दौरान किसने 'आयन चुराए'। वे रंग परिवर्तन और गैसों के गठन जैसे अवलोकनों का विश्लेषण करेंगे ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि प्रत्येक इलेक्ट्रोड में कौन से आयन जमा हुए।

- निर्देश:

• छात्रों को समूहों में व्यवस्थित करें और प्रत्येक समूह को एक इलेक्ट्रोलिसिस प्रयोग के अवलोकनों का एक सेट दें।

• अवलोकनों में रंग परिवर्तन, बुलबुले बनाना और धारा के माप शामिल होंगे।

• छात्रों को प्रत्येक इलेक्ट्रोड में जमा हुई प्रजाति का निर्धारण करने के लिए अपने विश्लेषण कौशल का उपयोग करना होगा।

• प्रत्येक समूह अपनी खोजों और उपयोग किए गए तर्क प्रक्रिया का एक विस्तृत रिपोर्ट तैयार करेगा।

• अंतिम प्रस्तुतियाँ प्रत्येक समूह को उनके निष्कर्षों को स्पष्ट करने और यह तर्क करने की अनुमति देंगी कि वे क्यों मानते हैं कि विशिष्ट आयन प्रत्येक इलेक्ट्रोड में जमा हुए।

गतिविधि 3 - धातुओं की चुनौती

> अवधि: (60 - 70 मिनट)

- उद्देश्य: इलेक्ट्रोलिसिस के परिदृश्य में इलेक्ट्रोडों का चयन करने के लिए प्रतिक्रियाशीलता और थर्मोडायनामिक्स के ज्ञान को लागू करना, मौलिक रासायनिक सिद्धांतों की समझ को बढ़ावा देना।

- विवरण: इस गतिविधि में, छात्रों को विभिन्न धातु घोल की इलेक्ट्रोलिसिस के लिए इलेक्ट्रोड का चयन करने की समस्या को हल करना होगा। उन्हें धातुओं की प्रतिक्रियाशीलता, इलेक्ट्रोड के प्रकार और प्रक्रिया में प्राप्त धातु के अंतिम उपयोग पर विचार करना चाहिए।

- निर्देश:

• समूह बनाएँ और प्रत्येक समूह को धातुओं और उनके आयनिक घोलों की एक सूची वितरित करें।

• समूहों को प्रत्येक इलेक्ट्रोड में किस धातु का उपयोग करना है, यह तय करते समय प्रतिक्रियाशीलता और स्थिर यौगिकों के निर्माण पर विचार करना चाहिए।

• प्रत्येक समूह अपनी चयन को प्रस्तुत करेगा और प्रतिक्रियाशीलता और थर्मोडायनामिक्स के सिद्धांतों के आधार पर इसे उचित ठहराएगा।

• प्रस्तुतियों के बाद, विभिन्न दृष्टिकोणों और उनके व्यावहारिक निहितार्थों पर चर्चा करें।

• देखें कि कौन सा समूह इलेक्ट्रोडों के चयन में सबसे अधिक दक्षता प्राप्त करता है, एक छोटे से प्रतियोगिता का आयोजन करें।

प्रतिक्रिया

अवधि: (15 - 20 मिनट)

इस वापसी चरण का उद्देश्य सीखने को मजबूत करना है, जिससे छात्रों को जो सीखा है उसे व्यक्त करने और अपने सहपाठियों के साथ अंतर्दृष्टियाँ साझा करने का अवसर मिलता है। यह चर्चा इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया, उसके अनुप्रयोगों और चुनौतियों की समझ को फिर से मजबूत करने में मदद करती है, साथ ही संचार और तर्कशीलता के कौशल को विकसित करती है। इसके अलावा, जब छात्र दूसरों के समूहों के अनुभवों को सुनते हैं, तो वे विषय की एक व्यापक और आलोचनात्मक दृष्टि प्राप्त कर सकते हैं।

समूह चर्चा

गतिविधियों की समाप्ति के बाद, सभी छात्रों को एक समूह चर्चा के लिए इकट्ठा करें। चर्चा की शुरुआत एक संक्षिप्त परिचय से करें, जो खोजों और सामना किए गए चुनौतियों को साझा करने के महत्व पर जोर देती है। प्रत्येक समूह को अपने परियोजना या खोजों का सारांश प्रस्तुत करने के लिए प्रोत्साहित करें, इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रियाओं और गतिविधि के दौरान किए गए चुनावों पर ध्यान केंद्रित करते हुए। समूहों के बीच विचारों के आदान-प्रदान को सुविधाजनक बनाने और विषय की एक व्यापक समझ को बढ़ावा देने के लिए खुली प्रश्नों का उपयोग करें।

मुख्य प्रश्न

1. पानी की इलेक्ट्रोलिसिस के अपने सिस्टम को डिज़ाइन करते समय सबसे बड़े चुनौती क्या थे और आप उन्हें कैसे पार किया?

2. इलेक्ट्रोलिसिस का सिद्धांत आपकी व्यावहारिक गतिविधियों में देखे गए परिणामों को समझाने में कैसे मदद करता है?

3. इलेक्ट्रोलिसिस के औद्योगिक अनुप्रयोगों को आज उपलब्ध ज्ञान के साथ कैसे सुधार किया जा सकता है?

निष्कर्ष

अवधि: (10 - 15 मिनट)

इस निष्कर्ष चरण का उद्देश्य यह सुनिश्चित करना है कि छात्र वर्ग के दौरान अर्जित ज्ञान को मजबूत कर चुके हैं, अध्ययन किए गए सिद्धांत और चर्चा किए गए व्यावहारिक अनुप्रयोगों के बीच स्पष्ट रूप से संबंध समझते हैं। इसके अलावा, विषय की प्रासंगिकता को दैनिक जीवन और छात्रों के भविष्य के करियर के लिए मजबूत करना, उन्हें इलेक्ट्रोलिसिस और इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री के अवधारणाओं को मूल्यवान और अन्वेषण करना जारी रखने के लिए प्रेरित करना।

सारांश

इस समय, शिक्षक को इलेक्ट्रोलिसिस पर चर्चा किए गए मुख्य अवधारणाओं का संक्षेप में पुनरावलोकन करना चाहिए, जिसमें इलेक्ट्रोलिसिस के प्रकार (फ्यूज़ और पानी की) शामिल हैं और विशेष रूप से पानी की इलेक्ट्रोलिसिस पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए। इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान होने वाली ऑक्सीडेशन और रिडक्शन की प्रक्रियाओं को फिर से याद करना उचित है, साथ ही उन व्यावहारिक अनुप्रयोगों पर चर्चा करना जो हाइड्रोजन का उत्पादन करना और ईंधन सेल में उपयोग करना हो सकते हैं।

सिद्धांत कनेक्शन

आज का पाठ स्पष्ट रूप से सिद्धांत और अभ्यास के बीच की पुल बनाने के लिए संरचित था, जिससे छात्रों को सैद्धांतिक अवधारणाओं को व्यावहारिक और चुनौतीपूर्ण परिस्थितियों में सीधे लागू करने की अनुमति मिलती है। अनुकरण और समस्या समाधान की गतिविधियाँ वास्तविक परिदृश्यों की नकल करने के लिए डिज़ाइन की गई थीं, जहाँ सैद्धांतिक ज्ञान व्यावहारिक अनुप्रयोगों में सफलता के लिए महत्वपूर्ण है, जैसे उद्योग या अनुसंधान प्रयोगशालाओं में।

समापन

आखिरकार, यह महत्वपूर्ण है कि दैनिक जीवन और उद्योग में इलेक्ट्रोलिसिस के महत्व पर प्रकाश डालना। इन प्रक्रियाओं को समझना और लागू करना न केवल अकादमिक ज्ञान को समृद्ध करता है, बल्कि छात्रों को वास्तविक चुनौतियों का सामना करने के लिए तैयार भी करता है और तकनीकी और टिकाऊ समाधान विकसित करने में योगदान देता है। इलेक्ट्रोलिसिस एक जीवंत उदाहरण है कि कैसे रसायन विज्ञान नवाचार और प्रगति के लिए एक शक्तिशाली उपकरण हो सकता है।