<<
>>

§ 3.2.2. ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ СИСТЕМЫ ПОНЯТИЙ «ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ» В КУРСЕ ХИМИИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ Значение понятия «химический элемент» в курсе химии средней школы

Понятие о химическом элементе — важнейшее, очень сложное, абстрактное понятие курса химии. Учащиеся работают с веществами, наблюдают химические процессы, но химический элемент они не видят.
Нужны сложные умозаключения и убедительные доказательства того, что химические элементы действительно существуют и что они определяют качественный и количественный состав и, следовательно, свойства веществ. На основе понятия «химический элемент» формируется представление о материальном единстве мира, о едином происхождении живой и неживой природы, развивается абстрактное мышление учащихся. Без этого понятия невозможно изучить периодический закон Д. И. Менделеева. Вместе с тем при изучении курса химии постоянно наблюдалась путаница понятий «химический элемент» и «простое вещество». Нередко между ними незаметно ставился знак равенства. Понятие «химический элемент» находится неизменно в центре внимания методистов, ему уделяют особое внимание. Различают четыре стадии формирования понятия «химический элемент»: эмпирическая (до атомно-молекулярного учения), теоретическая (на основе атомно-молекулярного учения), развитие понятия на основе периодического закона и, наконец, на базе теории строения атома. Лишь после того как учащиеся получат первые представления о химических элементах, становится возможным пользоваться химической символикой, моделировать вещества и процессы. Поэтому формирование понятия «химический элемент» имеет большое образовательное, воспитательное и развивающее значение. То, что химический элемент является центральным понятием курса химии, отмечается в большинстве методических работ.

Структура содержания понятия «химический элемент»

Как и всякое сложное понятие, система понятий «химический элемент» имеет свою структуру содержания. В состав ее входят понятия: 1) об атомах химических элементов; 2) о распространенности и круговороте элементов в природе; 3) о классификации и систематизации химических элементов.

Все три блока тесно связаны между собой, а кроме того, и с понятием «вещество».

Схема 3.10.

Структура системы понятий о химическом элементе

Каждый из указанных блоков содержания имеет свою структуру. Например, понятия об атомах можно сгруппировать так: строение атомов, свойства атомов. Они связаны между собой причинно-следственной связью.

Вполне понятно, что формирование системы понятий о химическом элементе происходит не сразу, а постепенно, последовательно, обогащаясь за счет изучаемых в процессе обучения теорий. Начинается оно с формирования понятий об атоме.

Последовательность формирования и развития понятий об атоме

Рассмотрим последовательность формирования понятий об атоме как структурной единице химического элемента, химически неделимой частице вещества.

Сначала дается первое представление об относительной атомной массе и о сущности понятия «химические элементы» как видах атомов, отличающихся друг от друга атомной массой. (Нельзя говорить об элементе как о виде атомов, сходных по атомной массе, чтобы не вступить впоследствии в противоречие с определением изотопов.) С самого начала курса химии может произойти смешение понятий «химический элемент» и «простое вещество», потому что по большей части названия элементов и простых веществ одинаковы. Если их не разграничить, то в дальнейшем эта путаница закрепится, и устранить возникшие ошибки будет значительно труднее. Учитель должен это постоянно иметь в виду и при изучении всех последующих тем все время обращать на это внимание. Опасность возникновения ошибки возрастает еще и потому, что здесь же даются первые понятия о классификации на металлы и неметаллы.

Понятие «химический элемент» является для учащихся очень абстрактным и сложным. Чтобы облегчить его понимание, можно использовать эксперимент, который доказывает присутствие атомов меди в разных ее соединениях:81

Обработка соляной

Прокаливание ,. кислотой Медные стружки ? Налет оксида меди

Погружение железного

Хлорид меди —предмета ? Медный налет на железе

Здесь же включается и понятие о валентности, в том числе и о ее количественной стороне как свойстве атомов одного элемента присоединять к себе определенное число атомов другого элемента.

Это определение адаптировано. В дальнейшем оно совершенствуется и наполняется новым содержанием. Учащиеся обучаются определять валентность одного элемента, если известна валентность другого, а также составлять формулы бинарных соединений по валентности. Здесь не говорится о валентности атомов, входящих в состав простых веществ, так как это еще недоступно пониманию учащихся. Но обязательно надо проводить идею о том, что атом проявляет валентность только в соединении с другими атомами.

Формирование понятия о распространенности элементов в природе тесно связано с экологическими проблемами. Поэтому при всей кажущейся простоте этого вопроса он, как и понятие о круговороте элементов в природе, имеет важное мировоззренческое значение, доказательством материального единства мира, неисчезаемости материи. Через систему понятий о распространенности и круговороте элементов в природе осуществляется межпредметная связь химии с биологией и географией. В дальнейшем понятие о формах соединений, в виде которых элемент встречается в природе, увязывается с понятием об устойчивых степенях окисления его атома.

В последующих темах система понятий о химическом элементе не претерпевает изменений. Качественный скачок в ее развитии происходит при изучении периодического закона и периодической системы элементов Д. И. Менделеева, которые являются высшим обобщением знаний о химических элементах. Вносится уточнение в классификацию, дается представ- ление об относительности деления элементов на металлы и неметаллы, об амфотерности.

Формирование понятий о естественных группах сходных элементов

Знакомя учащихся с понятием об естественных группах сходных химических элементов, вначале употребляют термин «естественное семейство», чтобы не путать его с группами периодической системы. Формируют это понятие индуктивным путем на трех семействах — благородных газах, щелочных металлах и галогенах. Подход к ним единый: составление сводной таблицы по каждому семейству с соотнесением свойств с относительной атомной массой. Используют разные приемы, например таблицы, отражающие сравнительную характеристику галогенов, щелочных металлов и др.:

Зависимость физических свойств простых веществ от атомной массы элементов Элемент Химический знак Относительная атомная масса Формула простого вещества Физическое состояние Окраска Плотность Температура кипения Растворимость в воде

Зависимость химических свойств простых веществ от атомной массы элементов

Зависимость свойств соединений элементов от их атомной массы со сt СО

ч о о ? СО X

со со СО Ч ^ о ф к СО СО о 4 5

о о. ^ о т > IS X л о га 2 о S

о Ч s Q.

ч н

ф о i_ к S с; о ^ S ^ о S 1- 1

щ 2

Ф о ф ф 1- к со со >? о ф

3 о О. ф

н о

ш н га

с > о |_

ф

3

о о. ф

н 1_

ш н со > X

Ч о X ф

X т 5 О О

X 1 2

о 5 а.

о *

СО

о. о >s о 5 а. ^

со о. о

JS

о 2 о.

о о. о Ч ч ф m s X н О н

СО в А Ш СО X о о Q л ш СО X ш о 0 о о о о

В процессе сравнения используют химический эксперимент и другие средства наглядности. В результате делают выводы по следующим параметрам: 1)

сходство свойств между элементами изучаемого семейства; 2)

различие свойств изучаемого семейства; 3)

взаимосвязь между свойствами и значениями атомной массы; 4)

сходство и различие свойств семейств и их зависимость от значения атомной массы.

Последний пункт особенно важен для понимания периодического закона. Все это необходимый фактический материал, не получающий пока теоретического объяснения, так как учащиеся пока еще не знакомы со строением атомов. Естественно, возникает проблемная ситуация, которая будет решаться на последующих уроках. Она состоит в противоречии между необходимостью объяснения фактов и нехваткой имеющихся знаний. Учитель должен эту проблему вскрыть и четко ее сформулировать: почему наблюдается такая закономерность в изменениях свойств в зависимости от атомных масс элементов?

Затем при изучении периодического закона и периодической системы элементов Д. И. Менделеева происходит качественный скачок в развитии понятий об атомах. Атом предстает как сложная система, состоящая из ядра и электронной оболочки. Здесь дается понятие об изотопах.

Значительно пополняются представления учащихся о свойствах атомов. Вводятся представления об атомном радиусе, о степени окисления, электроотрицательности. Понятие «степень окисления» при всей его условности методически очень важно, так как помогает раскрыть сущность периодичности, облегчает пользование периодической системой. На этой стадии следует разграничить понятия «степень окисления» и «валентность», чтобы в дальнейшем учащиеся их четко различали.82 Валентность определяют как свойство атомов образовывать химическую связь. Электроны, участвующие в образовании химической связи, называются валентными электронами, а значение валентности отражает число связей, образованных атомами, или числом электронов атома, участвующих в образовании связи. В дальнейшем при изучении органической химии будет широко использоваться понятие о валентности.

После такого обобщения большого числа абстрактных теоретических понятий переходят к изучению конкретных групп элементов. Таким образом, понятие о классификации элементов претерпевает изменение. Теперь элементы классифицируются по группам периодической системы.

В IX классе после изучения теории электролитической диссоциации особых качественных изменений в понятии «химический элемент» не происходит. Оно дополняется только сведениями о том, что атомы могут образовывать в растворе сложные ионы. Круговорот элементов в природе подтверждается конкретными примерами — круговоротом азота и углерода; это позволяет укрепить убеждение учащихся в неисчезаемос- ти материи.

Особое внимание при формировании системы понятий о химическом элементе следует обратить на тему «Обобщение знаний по курсу неорганической химии». Здесь устанавливаются внутрипредметные связи между важнейшими химическими понятиями — о химическом элементе, веществе, химической реакции и химическом производстве. Эта тема очень важна для формирования у учащихся правильных теоретических представлений о соотношении этих понятий. Она является отправной точкой, подготавливающей переход от неорганической к органической химии. После нее значительно легче сопоставлять и сравнивать свойства органических веществ с неорганическими, выявлять особенности органических реакций по сравнению с неорганическими. Формирование системы понятий о химическом элементе завершается в основном именно в этой теме.

Таким образом, развитие понятия «химический элемент» осуществляется в несколько этапов: 1)

подготовительный — до формулирования определения химического элемента; 2)

экспериментальный — до изучения атомно-молекуляр- ного учения; 3)

изучение элементов на базе атомно-молекулярного учения; 4)

формирование понятия о естественной группе элементов; 5)

изучение периодической системы Д. И. Менделеева и теории строения атома; 6)

изучение элементов по группам периодической системы; 7)

обобщение знаний учащихся, установление связей понятия о химическом элементе с другими понятиями курса химии.

В курсе органической химии прежде всего отмечают, что молекулы органических веществ состоят из атомов тех же элементов, что и неорганических, снова подчеркивая положение о материальном единстве мира.

Далее рассматривается понятие о гибридизации орбиталей атома углерода, а также о том, что атомы элемента в составе соединения не просто суммируются в разных комбинациях, а испытывают влияние других атомов, т. е. атомы одного и того же элемента в разных соединениях несколько отличаются друг от друга по свойствам. Эту мысль можно провести и в неорганической химии, но в органической она звучит более убедительно.

В курсе органической химии дается понятие о возможности соединения в одном и том же веществе большого числа одноименных атомов, что редко наблюдается в неорганических веществах.

В обобщающей теме понятие об элементе должно прозвучать как важнейшее связующее звено между неорганической и органической химией. Поэтому заключительное обобщение начинается именно с него. Особое внимание обращают на философский смысл и воспитательное значение учения о химических элементах.

<< | >>
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 § 3.2.2. ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ СИСТЕМЫ ПОНЯТИЙ «ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ» В КУРСЕ ХИМИИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ Значение понятия «химический элемент» в курсе химии средней школы:

  1. Систематические курсы с ориентацией на понятие о веществе
  2. Построение курса химии, ориентированного на систему понятий о химической реакции
  3. Глава 3.2. Формирование и развитие основных химических понятий курса химии средней школы
  4. § 3.2.1. МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ ПОНЯТИЙ О ВЕЩЕСТВЕ В КУРСЕ ХИМИИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ
  5. § 3.2.2. ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ СИСТЕМЫ ПОНЯТИЙ «ХИМИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ» В КУРСЕ ХИМИИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ Значение понятия «химический элемент» в курсе химии средней школы
  6. § 3.2.3. МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ ПОНЯТИЙ О ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ Структура системы понятий о химической реакции
  7. 12. Формирование и развитие систем важнейших химических понятий в курсе химии средней школы
  8. РАЗДЕЛ II ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ ПРОСВЕТИТЕЛЬСКОЙ МЫСЛИ В КАЗАХСТАНЕ (ВТОРАЯ ПОЛОВИНА XIX В.)
  9. 2.7 Связь системы понятий и системы терминов
  10. § 1. Развитие системы конституционного контроля в Российской Федерации
  11. Глава 3. Исторические корни судебного правотворчества. формирование и развитие идей судебного права в Древнем Риме
  12. § 3. Влияние римского права и других факторов на процесс формирования и развития романо-германского и судейского права
  13. ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ
  14. Этапы развития системы .мотивации
  15. § 3. Тенденции развития системы права и системы законодательства
  16. Условия развития системы дополнительного образования в школе
  17. § 1. Проблема подготовки кадров как основание развития системы здравоохранения Российской Федерации
  18. ГЛАВА II. СИСТЕМА ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СПОСОБНОСТЕЙ СТУДЕНТОВ МЕДИ- ЦИНСКОГО КОЛЛЕДЖА
  19. § 2. Модель и условия формирования и развития интеллектуальных способностей студентов
- 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 - Философия образования - Экологическая психология - Экстремальная психология - Этническая психология -