<<
>>

§ 3.2.1. МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ ПОНЯТИЙ О ВЕЩЕСТВЕ В КУРСЕ ХИМИИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ

Структура системы понятий о веществе и ее компоненты

257

9 Чернобельская Г. М.

Изучение вещества является важнейшей задачей химической науки и предмета химии. Само понятие о веществе по существу диалектично, поэтому в процессе его формирования происходит развитие диалектических взглядов у учащихся.

Система понятий о веществе состоит из следующих компонентов: 1) состав веществ; 2) строение; 3) свойства; 4) классификация; 5) получение; 6) химические методы исследования; 7) применение. Ограничиваться выделением лишь известного «треугольника»: состав — строение — свойства — для целей обучения недостаточно, несмотря на его ведущую роль. (см. схему 3.8.) Все элементы системы взаимно связаны и в процессе изучения химии рассматриваются в единстве.

Схема 3.8.

Понятия о получении веществ

Понятия о ? химических

методах исследования веществ

Понятия о классификации веществ Понятия О Понятия О составе строении веществ

ч веществ ч >

Понятия О свойствах веществ Понятия о применении веществ

Через блоки понятий о методах исследования, свойствах и получении веществ система понятий о веществе связана с системой понятий химической реакции, через блоки о составе, строении, классификации — с системой понятий о химическом элементе. Через блок понятий о получении и применении веществ осуществляется связь с системой понятий об основах химического производства. Понятия о применении веществ также привязаны к каждому отдельному конкретному веществу и рассматриваются на основании его свойств.

Сначала рассмотрим структуру каждого элемента системы так, как она должна быть сформирована в результате изучения учащимися курса химии, а затем — последовательность их формирования в системе по ступеням обучения.

Структура системы понятий о веществе

Структура системы понятий о классификации веществ

Классификацию веществ (схема 3.9.) нельзя дать только на основе какого-то одного критерия. Это сильно обеднит представления учащихся о веществе. Так, например, неорганические вещества учащиеся классифицируют вначале по составу. После изучения электронного строения вещества появляется новый принцип классификации веществ по строению вещества — по видам химической связи и по типам кристаллической решетки. Этот принцип классификации веществ получает свое развитие в темах «Теория электролитической диссоциации», где разбирается донорно-акцепторный механизм ковалентной связи, а также в теме «Металлы», где изучаются металлическая связь и металлическая кристаллическая решетка.

Схема 3.9.

Система понятий о классификации веществ по составу

Вещества Сложные

Простые I

Органические

Неорганические о о о а о а о с о

S

л

_ Q

а с;

с; га

с; ь

Л ш

<в ? 2 х

CD S

3 га X а. о

D т

с[ <

При рассмотрении теории электролитической диссоциации вещества классифицируют по свойствам в растворах. Далее при изучении поведения в окислительно-восстановительных реакциях вещества разделяют на окислители и восстановители. Обобщение знаний по неорганической химии следует подвести итог этой классификации.

В органической химии вначале классификация осуществляется по составу на три большие группы: углеводороды, кисло- родсодержание и азотсодержание, а внутри их — по строению.

Таким образом, главными критериями классификации веществ является их состав и строение. Деление веществ по свой-

9* 259 ствам на окислители и восстановители, а также на электролиты и неэлектролиты является, во-первых, относительным, а во-вторых, функцией состава и строения веществ.

Относительность и противоречивость любой классификации следует всякий раз подчеркивать, проводя идеи марксистско-ленинской диалектики.

Понятия о классификации веществ позволяют устанавливать связи между веществами разных групп, подчеркивают идею материального единства мира.

Характеристика свойств веществ в процессе изучения химии

Свойства веществ систематизируют исходя из их состава или строения. Связи эти причинно-следственные.

Среди физических свойств указывают такие, которые можно установить органолептически (цвет, запах, агрегатное состояние и пр.), определить расчетом (относительная плотность газов, относительная молекулярная масса и т. п.), измерить приборами (плотность, твердость, электрическая проводимость, температуры плавления и кипения и т. п.).

Химические свойства веществ проявляются в химических реакциях. Их классификация зависит от классификации самих веществ, от их состава и строения. Различают свойства веществ неорганических (металлы, неметаллы, оксиды, гидроксиды и пр.) и органических (предельные, непредельные, ароматические углеводороды, кислородсодержащие, азотсодержащие).

В основе понятий о химических методах исследования веществ также лежит изучение их состава и строения. Состав веществ устанавливают методами качественного и количественного анализа. Для выявления строения необходимы сложные физико-химические приборы, не применяющиеся в школе. Поэтому о строении веществ (главным образом органических) судят по проявлению ими свойств, обусловленных строением или наличием определенных функциональных групп, а иногда — на основании особенностей их получения (синтеза). Кроме того, существуют теоретические методы исследования веществ, например прогнозирование свойств на основе классификации веществ или периодической системы элементов Д. И. Менделеева, моделирование (в том числе и «мысленный эксперимент»), использование знаковых моделей (химической символики) и др.

Последовательность формирования и развития системы понятий о веществе

Развитие химического понятия в курсе химии средней школы подчиняется тем же законам диалектики, что и любое дру- roe явление: сначала идет период накопления фактов, количественных изменений, затем — период изучения разных сторон понятия, постепенного совершенствования, расширения и углубления знаний об объекте в процессе применения понятия, когда же появляется возможность обобщить полученные учащимися знания на основе новой теории, происходит качественный скачок в формировании понятия, знаменующий определенный этап в развитии мышления учащихся. Небольшие качественные изменения в отдельных блоках понятия о веществе наблюдаются в каждой теме, однако наиболее значительно это происходит в процессе изучения очередной теоретической концепции.

Формирование системы понятий о веществе начинается с самых первых уроков на основе межпредметных связей с физикой. Определение вещества не дают, разъясняют только смысл понятия о веществе в сопоставлении с уже известным учащимся из физики понятием о теле и говорят о том, что каждое вещество имеет свои свойства. Но поскольку тела могут состоять из разных веществ, дается понятие о смеси веществ и о чистом веществе и сразу же включается понятие о методах исследования, например, способах очистки веществ. Понятие о молекуле используется то, что было получено на уроках физики. Затем вводится первое понятие о классификации веществ на простые и сложные и их определение. Почти сразу дается понятие о количественной характеристике вещества — о их относительной молекулярной массе, о постоянстве их состава.

На практическом занятии у учащихся впервые начинают формироваться практические умения. Это работа с самыми распространенными лабораторными инструментами и устройствами — газовой горелкой (или спиртовкой), лабораторным штативом Бунзена и т. д. Здесь же учащихся необходимо ознакомить с правилами техники безопасности при пользовании горелкой и при других видах работы.

Далее авторы разных программ и учебников идут разными путями. Некоторые конкретизируют изученные понятия, вводя темы «Водород», «Кислород», «Вода», обогащая понятия о веществе фактами, подготавливая детей к восприятию в дальнейшем периодического закона. Иногда наряду с этим постепенно вводятся поочередно понятия о классах неорганических веществ с тем, чтобы в дальнейшем их обобщить и свести в единую систему. Такой подход определяется большими сложностями, с которыми встречается учитель при формировании знаний о классах неорганических веществ, осуществляя при этом индуктивный логический подход.

Другие авторы сразу дедуктивно переходят к обобщенному рассмотрению классов неорганических веществ, ориентируясь на то, что из курса естествознания учащимся многое известно о кислороде, водороде и воде. Но во всех случаях не забывают о химическом эксперименте, о практических занятиях, в ходе которых активно обогащаются фактами такие компоненты понятия, как состав, свойства веществ, их получение, применение и исследование. При этом вопросы строения вещества остаются на прежнем атомно-молекулярном уровне.

В блоке «Состав вещества» отражена и количественная сторона. Ее объем различен в разных учебниках. Кроме обязательного понятия об относительной атомной массе и относительной молекулярной массе многими авторами вводятся понятия о количестве вещества и о единице количества вещества — моле, о молярной массе и молярном объеме газов при нормальных условиях, о законе Авогадро, относительной плотности газов; понятия о тепловом эффекте химических реакций и расчеты как по формулам, так и по уравнениям реакций. Именно на этом этапе учащиеся знакомятся с принципами решения химических задач разных типов, что в дальнейшем явится базой для развития этих умений. Одновременно получает развитие и использование химической символики.

Очень важна тема «Обобщение сведений о важнейших классах неорганических соединений». Не во всех программах и учебниках она носит такое название, но суть ее именно в этом. Ее не обходит ни один из авторов. При этом раскрывается генетическая связь между классами неорганических веществ.

Эта тема очень важна для развития мыслительных приемов — сравнения, синтеза, обобщения. Здесь обобщаются знания по понятиям всех блоков и устанавливаются причинно-следственные связи между ними. При проведении уроков по этой теме повторяют и обобщают материал всего пройденного к этому времени курса.

В теме «Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева» понятие «вещество» получает новое развитие. Наряду с периодической зависимостью свойств элементов от заряда ядра атома выявляется такая же четкая зависимость и для их соединений. Знания учащихся возводятся на новый теоретический уровень: создаются условия для прогнозирования свойств соединений, познания научной картины мира, формируется база для дальней- шего обучения посредством дедуктивного подхода. Через понятие «вещество» устанавливается связь между атомно-моле- кулярным учением и учением о периодичности.

В теме «Химическая связь. Строение вещества» осуществляется скачок в системе понятий о строении вещества, которые почти не развивались в течение всего вводного курса химии.

Дальнейшее изучение неорганических веществ продолжается дедуктивно на новой теоретической основе. Благодаря возможностям прогнозирования, используется проблемный подход, повышается удельный вес самостоятельной работы учащихся, развивается их умение рассуждать, участвовать в дискуссии, подбирать нужные аргументы.

При дальнейшем систематическом изучении химии простых и сложных веществ по группам периодической системы принята единая последовательность: состав и строение простых веществ, аллотропия, физические и химические свойства, получение, применение. Некоторые пункты плана иногда опускаются, если, например, получение веществ требует рассмотрения сложных для понимания процессов или применение вещества ограничено. Однако в некоторых случаях авторами избирается другой подход. Вещества изучаются не по группам периодической системы, а по периодам. Изучение по подгруппам переносится в этом случае на старшую ступень обучения.

После изучения теории электролитической диссоциации вещества рассматриваются с позиции ионных представлений, развивается понятие о ионах. В разделе «Ионная связь» приводились как пример только простые ионы. Теперь уже говорится о сложных ионах, образованных разными элементами, например сульфат-ионе S042-, нитрат-ионе N03 и т. п. Вводятся новые принципы классификации веществ на электролиты и неэлектролиты, на сильные и слабые электролиты. Отмечается влияние типа химического строения на поведение веществ в растворе. С позиции теории электролитической диссоциации учащиеся изучают свойства электролитов в растворах, химические свойства кислот, оснований, амфотер- ных гидроксидов и солей, совершенствуя понятие об этих классах веществ. Их свойства рассматривают в процессе выполнения лабораторных опытов и при решении экспериментальных задач. Изучается также поведение веществ в окислительно-восстановительных реакциях. Дальнейшее рассмотрение веществ в последующих темах осуществляется уже с позиции теории электролитической диссоциации и учения об окислительно-восстановительных процессах. Система понятий о веществе дополняется новыми фактами по мере знакомства с новыми веществами, совершенствуется в процессе применения знаний.

Качественный скачок в развитии понятия о веществе наступает при изучении темы «Общие свойства металлов». При рассмотрении металлической связи новое содержание приобретает понятие о металле как простом веществе. Развиваются все стороны этого понятия, прежде всего структурные представления о металле и, как следствие, его свойствах. При изучении конкретных металлов весь комплекс понятий о веществе совершенствуется и углубляется в процессе их применения на основе учения об окислительно-восстановительных процессах и теории электролитической диссоциация.

Большой качественный скачок в развитии понятия о веществе осуществляется при изучении органической химии. Здесь система понятий о веществе с первых уроков приобретает совершенно новые характеристики по всем параметрам. В ее основу также кладется понятие о составе и строении органических веществ. Продолжают развиваться понятия о качественном (элементном) и количественном составе вещества. В органической химии особенно четко можно показать диалектическую закономерность зависимости качественного изменения свойств от количественного состава веществ. Важно показать практическую значимость этой зависимости при переходе от низкомолекулярных к высокомолекулярным соединениям — от мономеров к полимерам.

Формирование понятий о свойствах органических веществ базируется на представлениях об их составе и строении. Блок классификации веществ пополняется новым принципом деления веществ по составу на неорганические и органические (соединения углерода), тем самым подчеркивается особенность состава органических веществ. В дальнейшем классификация веществ по составу детализируется при делении органических веществ на углеводороды, кислородсодержащие и азотсодержащие органические вещества. Однако в органической химии характеристика веществ по составу является, как известно, совершенно недостаточной, и поэтому далее классификация органических веществ осуществляется по признаку сходства и различия в их строении. Последовательность изучения этих групп веществ определяется усложнением их строения.

В органической химии система понятий о строении вещества обогащается таким большим числом качественно новых знаний, что актуализация предшествующих опорных знаний становится обязательным условием усвоения учащимися содержания органической химии.

Понятия химического строения: химическое строение как порядок соединения и взаимного влияния атомов в молекулах, изомерия, гомология.

Понятия электронного строения: электронная природа химических связей в органических соединениях, понятия о гибридизации орбиталей атома углерода, п- и а-связях, об электронных влияниях атомов в молекулах органических веществ, длине связи.

Понятия пространственного строения — более высокий этап познания строения по отношению к химическому строению. Имеются в виду понятия о валентных углах и геометрии молекул органических веществ.

Особое внимание в органической химии уделяется энергетическим характеристикам веществ, в частности, энергии связи.

Вопросы химического, электронного, стереохимического строения органических веществ, энергетические представления получают такое мощное развитие, что обособляются в отдельную теорию.

Система понятий о химических методах исследования пополняется понятиями, специфическими для работы с органическими веществами. Учащиеся учатся собирать более сложные приборы, разделять жидкости, пользуясь воздушным холодильником, определять органические вещества на основе свойств и строения, находить молекулярную формулу газообразного органического вещества по его плотности и процентному составу, а также по массе продуктов сгорания и их плотности. Большую роль в развитии представлений учащихся о методах исследования органических веществ призваны сыграть экранные пособия, если сложность этих исследований не позволит использовать их в средней школе.

Методы обучения при формировании понятия о веществе претерпевают существенные изменения. На всех этапах изучения понятия широко используется химический эксперимент. Однако постепенно сложность опытов и их анализа возрастают. Если сначала химический эксперимент преследует чисто описательные цели — обнаружение свойств веществ, то в дальнейшем он используется как косвенное доказательство их внутреннего строения, как средство развития мышления учащихся. Чем сложнее и абстрактнее становится содержание понятия, тем больше уделяется внимания моделированию — объемному, плоскостному, знаковому.

<< | >>
Источник: Чернобельская Г.М.. Методика обучения химии в средней школе: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений. — М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС. — 336 с.. 2000

Еще по теме § 3.2.1. МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ ПОНЯТИЙ О ВЕЩЕСТВЕ В КУРСЕ ХИМИИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ:

  1. § 3.2.2. ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ СИСТЕМЫ ПОНЯТИЙ «ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ» В КУРСЕ ХИМИИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ Значение понятия «химический элемент» в курсе химии средней школы
  2. 12. Формирование и развитие систем важнейших химических понятий в курсе химии средней школы
  3. 9. Методика изучений строения вещества в курсе неорганической химии средней школы
  4. § 3.1.3. ИЗУЧЕНИЕ СТРОЕНИЯ ВЕЩЕСТВА В КУРСЕ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ
  5. Глава 3.2. Формирование и развитие основных химических понятий курса химии средней школы
  6. § 3.2.4. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ОСНОВ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ И ВОПРОСОВ ХИМИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА В КУРСЕ ХИМИИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ
  7. § 3.1.2. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА В КУРСЕ ХИМИИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ
  8. § 3.1.4. ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ДИССОЦИАЦИИ В КУРСЕ ХИМИИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ Место и значение темы «Теория электролитической диссоциации»
  9. § 3.2.3. МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ ПОНЯТИЙ О ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ Структура системы понятий о химической реакции
  10. § 3.1.1. МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНОГО УЧЕНИЯ В КУРСЕ ХИМИИ VIII КЛАССА
  11. Б. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ УЧАЩИХСЯ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ
  12. 3. Методика созданий воспитательной системы школы
  13. § 2. КРАТКИЕ ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЗВИТИИ МЕТОДИКИ ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ КАК НАУКИ
  14. Чернобельская Г.М.. Методика обучения химии в средней школе: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений. — М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС. — 336 с., 2000
  15. § 1.1.2. ФОРМИРОВАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ШКОЛЬНОГО КУРСА ХИМИИ И ТРЕБОВАНИЯ К НЕМУ Краткая история развития содержания школьного курса химии
  16. 2. Развитие воспитательной системы школы
  17. Ведущая роль в воспитывающем обучении отводится формированию у учащихся диалектико-материалистического мировоззрения. § 1.2.1. СИСТЕМА МИРОВОЗЗРЕНЧЕСКИХ ИДЕЙ ШКОЛЬНОГО КУРСА ХИМИИ
  18. ГЛАВА 1.1. Задачи учебного предмета химии. Система содержания и построения школьного курса химии в свете современных дидактических требований
- Коучинг - Методики преподавания - Андрагогика - Внеучебная деятельность - Военная психология - Воспитательный процесс - Деловое общение - Детский аутизм - Детско-родительские отношения - Дошкольная педагогика - Зоопсихология - История психологии - Клиническая психология - Коррекционная педагогика - Логопедия - Медиапсихология‎ - Методология современного образовательного процесса - Начальное образование - Нейро-лингвистическое программирование (НЛП) - Образование, воспитание и развитие детей - Олигофренопедагогика - Олигофренопсихология - Организационное поведение - Основы исследовательской деятельности - Основы педагогики - Основы педагогического мастерства - Основы психологии - Парапсихология - Педагогика - Педагогика высшей школы - Педагогическая психология - Политическая психология‎ - Практическая психология - Пренатальная и перинатальная педагогика - Психологическая диагностика - Психологическая коррекция - Психологические тренинги - Психологическое исследование личности - Психологическое консультирование - Психология влияния и манипулирования - Психология девиантного поведения - Психология общения - Психология труда - Психотерапия - Работа с родителями - Самосовершенствование - Системы образования - Современные образовательные технологии - Социальная психология - Социальная работа - Специальная педагогика - Специальная психология - Сравнительная педагогика - Теория и методика профессионального образования - Технология социальной работы - Трансперсональная психология - Экологическая психология - Экстремальная психология - Этническая психология -