§ 3.2.4. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ОСНОВ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ И ВОПРОСОВ ХИМИЗАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА В КУРСЕ ХИМИИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ

Изучение основ химических производств подверглось в последние годы особенно сильному сокращению по тем же причинам, что и остальной курс.

В условиях сокращения учебного времени, отведенного на химию, в названии основных разделов учебного предмета обозначены лишь неорганическая и органическая химии. Поэтому сведениями о химическом производстве чаще других пренебрегают.

Однако впоследствии, при переходе на 12-летнее обучение, ситуация может измениться, поэтому учитель должен быть в курсе серьезных наработок в области методики формирования системы понятий о химическом производстве и готов к преподаванию этих вопросов.

Цель изучения химических производств — показать учащимся, как достижения науки используются для практических нужд народного хозяйства, отразить роль науки как движущей силы производства и прогресса. Изучение химических производств позволяет существенно усилить экологическую сторону обучения химии, раскрыть возможность реализации и требований экологической безопасности при грамотной организации производства, что является важной воспитательной задачей курса химии средней школы.

На материале химических производств легко осуществляются межпредметные и внутрипредметные связи химии с физикой (при изучении аппаратов), химии с биологией (при изучении химизации сельского хозяйства), химии и черчения, химии и математики и т. д.

На материале химических производств можно привести много примеров, иллюстрирующих успехи химической промышленности, способствующие удовлетворению нужд народного хозяйства и потребностей людей.

Образовательные задачи сводятся к формированию конкретных понятий о химическом производстве по единой системе (схема 3.12.).

Схема 3.12.

Структура системы понятий об основах химического производства

Стрелки на схеме показывают связи между блоками понятий.

Компоненты системы не всегда могут быть выражены одинаково подробно. Например, есть блоки «Материалы и конструкция аппаратов» или «Понятия о рабочих профессиях», но связи между ними обозначить не менее важно, чем само содержание блоков. Благодаря им в обучении легко создать проблемные ситуации. Очень важно также раскрыть химизм, лежащий в основе химического производства.

Каждый из названных в схеме 3.12. блоков содержания представляет собой в свою очередь систему понятий, которая развивается и обогащается в процессе изучения химического производства.

Ж Вещества здесь рассматриваются под новым углом зрения — как сырье для производства и как продукт производства, а химические реакции — как процессы. Их закономерности изучаются как основа для разработки технологического режима, конструкции аппаратуры.

В системе появляются совершенно новые понятия: об оптимизации производства, энергетике производства, о проблемах сырья и его комплексного использования, о качестве продукта, о технике безопасности и охране окружающей среды, о рабочих профессиях и др. Все эти понятия лучше всего формировать на материале о химических производствах, изучение которых осуществляется с позиций единого методического подхода. Так, например, при рассмотрении проблемы сырья для любого производства подчеркиваются единые тенденции, определяемые научным подходом и требованиями общества: необходимость экономии и комплексного использования сырья (создание комбинированных производств, где используются все составные части сырья и где отходы одного производства служат сырьем для другого), обогащение сырья для повышения качества и увеличение количества производимого продукта, замена пищевого сырья непищевым и т.

Продукты производства и их свойства обычно рассматриваются значительно раньше, чем изучается их производство. Полученные знания при этом являются опорными. Такое же значение имеют знания о химических реакциях и их закономерностях — теоретической основой изучения химического производства.

Особенности химических реакций определяют так называемый технологический режим производства. Правда, в школе этот термин не применяется, однако при рассмотрении условий производства он подразумевается в неявной форме: совокупность факторов, влияющих на скорость процесса, выход и качество продукта, влияние разных факторов на режим процесса (температура, давление, катализатор, концентрации веществ и т. д.). Оптимальное сочетание названных факторов приводит к получению максимального количества требуемого продукта наивысшего качества.

Следует подчеркивать разницу между терминами «химическая реакция» и «химический процесс». Последнее понятие шире первого, так как рассматривает способ ввода исход- ных веществ в сферу реакции, саму химическую реакцию, условия ее оптимального проведения и способ отвода продуктов. В этом же блоке целесообразно рассмотреть проблему энергетики процесса — источника энергии, утилизации избыточной энергии, ее экономии и т. д.

Важным элементом технологии производства являются аппараты, в которых осуществляется процесс. С одной стороны, следует отметить специфику химических аппаратов, применяемых в ряде производств и имеющих ряд общих черт. Это дает возможность сравнивать их между собой и обобщать сведения о химическом производстве с целью формирования политехнических знаний учащихся. С другой стороны, необходимо помнить о межпредметных связях, чтобы правильно отобрать информацию об аппаратах.

Например, в производстве серной кислоты контактным способом дается устройство контактного аппарата, в котором осуществляется окисление на катализаторе оксида серы (IV) в оксид серы (VI); такого рода устройства находят применение в ряде химических производств.

При изучении материалов и конструкций аппаратов должны быть рассмотрены основные тенденции развития производства: повышение производительности и интенсивности работы аппаратов, обеспечение механизации трудоемких процессов, автоматизация и дистанционное управление с целью ограждения людей от работы во вредных цехах, замена периодических процессов непрерывными.

Изучение понятий блока о технике безопасности предоставляет большие возможности для воспитания учащихся. Говоря о технике безопасности на химических предприятиях, учитель должен указать конкретные меры, обеспечивающие безопасность работающих людей, например, герметичность аппаратуры, хорошая вентиляция, изоляция горячих поверхностей во избежание ожогов, устранение опасности механических повреждений, отравлений, выбор безопасного режима работы аппаратуры, тщательный медицинский контроль, организация отдыха в профилакториях и санаториях. Кроме того, отмечаются меры по охране окружающей среды: обеспечение производств системой очистных сооружений, контроль специального санитарного надзора, которому даны самые широкие полномочия, и т. п. Все это является частью широкого природоохранного образования.1 Особое внимание должно быть уделено проблеме организации безотходного производства как главному пути, обеспечивающему охрану окружающей среды.2

Говоря о химическом производстве, необходимо остановиться и на профессиях людей, работающих на предприятиях. Для изучения в средней школе отобраны немногочисленные производства, сгруппированные вокруг важнейших народнохозяйственных проблем: производство серной кислоты, чугуна и стали, этилового спирта, полимеров.

Подготовка учителя к урокам по химическому производству

В процессе подготовки к занятиям учитель должен проанализировать содержание каждого блока понятий применительно к конкретному производству и разработать последовательность его изучения, придерживаясь определенного плана (табл.

При изучении химических производств на разных ступенях обучения учитываются возрастные особенности учащихся, уровень их подготовки.

Наряду с изучением химических производств в курсе химии затрагиваются и вопросы химизации сельского хозяйства. Обе эти стороны тесно связаны друг с другом, так как химические удобрения, гербициды, инсектициды и т. д. сельскому хозяйству поставляет химическая промышленность.

Таблица 3.3.

План подготовки учителя к урокам о химическом производстве План анализа понятия Конкретное содержание и объем понятия 1. Характеристика продукта производства (состав, свойства, строение, применение в народном хозяйстве) 2.

Сырье (состав, свойства, месторождение, предварительная подготовка) 3.

Химические процессы, лежащие в основе производства и их закономерности (обратимость, необратимость, оптимальные условия протекания и т. д.) 4.

Главные стадии производства. Технологический режим каждой стадии 5.

Материалы и конструкция аппаратов 6.

Организация производства 1 Захлебный А. Н. Школа и проблемы охраны природы. — М., 1981; Экологическое образование школьников / Под ред. И. Д. Зверева, Т. И. Суравегиной. — М„ 1983. 2

Мишина Е. Ф. Экологический аспект изучения химических производств // Химия в школе, 1993, № 3. С. 22.

Кроме того, проблема химизации сельского хозяйства очень тесно связана с вопросами охраны окружающей среды и позволяет установить межпредметные связи с биологией, географией.

Специальным разделом химии, главная задача которого — изучение химизации сельского хозяйства, является тема «Минеральные удобрения». Эту тему нужно как можно теснее увязывать с сельскохозяйственной практикой. От учителя требуется знание биологии и вопросов сельского хозяйства, особенности действия удобрений на растения и на окружающую среду. Особо следует подчеркнуть мысль об опасности необдуманного сдвига экологического равновесия за счет неправильного применения удобрений и других веществ. Учитель химии совместно с учителем биологии может ставить опыты на пришкольном участке по изучению характера действия удобрений на сельскохозяйственные растения.

В других темах по возможности затрагиваются вопросы о применении тех или иных веществ в сельском хозяйстве, при изучении кислорода, воды, при изучении металлов (микро- и макроэлементы), в органической химии рассказывается об использовании ряда веществ для повышения продуктивности животноводства и т. д. Все это особенно уместно в условиях сельской школы.

Методы изучения химических производств

Среди методических подходов к изучению химических производств ведущая роль принадлежит проблемному подходу, оказывающему наибольшее развивающее воздействие на учащихся.

Как уже говорилось, при системно-структурном подходе предметом изучения содержания являются не только сами элементы системы, но и связи между ними, по которым легче всего строятся проблемные ситуации. Например, может быть предложена проблема: с помощью каких реакций из данного сырья может-быть получен продукт? Или, учитывая условия протекания реакции, технологический режим, предложить учащимся продумать конструкцию производственного аппарата. Или разработать примерные правила техники безопасности для рабочих изучаемого производства и т. д.

Усвоению материала о химическом производстве способствует решение задач с производственным содержанием. Особая роль в изучении химических производств принадлежит средствам наглядности: таблицам, макетам, фильмам, диафильмам, диапозитивам, транспарантам для кодоскопа. Более глубокому ознакомлению с производством способствуют также производственные экскурсии и участие в производительном труде на заводе.

Организационные формы изучения химических производств

Основной организационной формой изучения химического производства в школе является урок, на котором используются словесно-наглядные и словесно-наглядно-практические методы обучения.

На факультативных занятиях химические производства изучаются углубленно. К факультативу «Химия в промышленности» издано учебное пособие и методическое пособие для учителя (см. § 2.52.).

Знакомство с производством может быть осуществлено на внеклассных занятиях, в кружках по изучению местного производства, в которых учащиеся могут даже оказать помощь предприятию.

Особого внимания в процессе ознакомления учащихся с химическим производством заслуживают экскурсии.

В последнее время в силу ряда обстоятельств экскурсии на производство в городских школах не проводятся. В сельских школах сельскохозяйственное производство более доступно для экскурсий учащихся. Школьники могут посетить опытные участки, агрохимическую лабораторию. В крупных городах при наличии политехнических музеев или соответствующих отделов в краеведческом музее могут быть проведены экскурсии в музей. Имеется опыт такого сотрудничества с Политехническим музеем Москвы.87

Методика проведения экскурсий по химии детально разработана Н. Н. Буринской.88

§ 3.2.5. ОБОБЩЕНИЕ В ШКОЛЬНОМ КУРСЕ ХИМИИ Обобщению в обучении уделяется большое внимание не случайно, так как оно не только завершает этап формирования понятий, но и позволяет создать целостный взгляд на некоторую группу изучаемых объектов. Обобщение помогает устано- вить более или менее широкие связи между темами отдельных уроков, целыми разделами и между предметами, понять системный характер изучаемого предмета, поднять на новый уровень мышление учащихся.

Неудивительно поэтому, что обобщение проводится как на отдельных уроках, так и в конце каждой темы. Во многих случаях вводятся и специальные обобщающие темы. Результатом обобщения является создание условий для прогнозирования. Несомненно поэтому, что теоретические темы сами по себе тоже являются обобщением. Например, тема «Периодический закон и периодическая система элементов Д. И. Менделеева» — это высшее обобщение сведений о химических элементах.

Широко известны темы, завершающие определенные этапы обучения. Они сохраняются при разных построениях курса химии. Например, «Обобщение сведений об основных классах неорганических сочинений» завершает этап изучения химии на атомно-молекулярном уровне. Задача темы — подготовить учащихся к пониманию периодического закона Д. И. Менделеева. Для этого их прежде всего нужно научить классифицировать вещества, так как классификация обычно предшествует систематизации. Выделяют существенные свойства каждого класса веществ, характеризующие не только конкретные представители, но и каждый класс в целом. Учащиеся приводят примеры проявления свойств веществами, принадлежащими к определенному классу, а на основании свойств — класса веществ. Так устанавливается связь между классами, формируются обобщенные понятия о связи между составом вещества и его свойствами. Появляется возможность провести обобщение по ведущей проблеме курса химии: зависимость свойств веществ от их состава.

Наряду с этим учащиеся устанавливают генетическую связь между классами веществ. Важно показать, например, что элементы, которым соответствуют простые вещества — металлы, образуют основные оксиды и гидроксиды — основания, а неметаллам отвечают кислотные оксиды и гидроксиды — кислоты. Здесь же ставится и мировоззренческая задача, для решения которой необходимо раскрыть связь между разными классами неорганических веществ, показать их единую атомно-молекулярную природу, а также подчеркнуть, что вещества, противоположные по свойствам, принадлежащие к разным генетическим линиям — металлам и неметаллам, могут взаимодействовать друг с другом, образуя соли. Так разреша- ется противоречие между соединениями основного и кислотного характера и появляется возможность прогнозировать свойства веществ разных классов.

Методических вариантов изучения этой обобщающей темы может быть несколько, но в любом варианте учащиеся прежде всего должны повторить необходимый материал, размещенный в разных главах учебника.89 При этом можно интересно организовать работу с учебником дома.

Повторение осуществляется постепенно, начиная с оксидов как наименее сложных по составу веществ. Учащимся предлагают прочитать раздел об оксидах, а затем разным группам дают разные задания: например, отыскать в тексте формулы и названия всех оксидов, упоминающихся в разных главах, и т. д. Учащиеся записывают в тетрадь формулы и названия соединений. Такая работа поможет привести в систему знания химической терминологии и символики, позволит актуализировать знания учащихся о составе оксидов, умения отличать формулы оксидов от других соединений, напомнит порядок названий оксидов.

На уроке задания, выполненные разными группами учащихся, обсуждаются. Учащиеся составляют обобщающие схемы или таблицы, выявляют прямую и обратную связи между составом и свойствами оксидов, отвечают на вопрос: с каким из перечисленных веществ вступает в реакцию оксид кальция (следует перечень веществ)? Или они решают качественную задачу їакого характера: имеется вещество А белого цвета, которое бурно реагирует с водой, образуя новое белое вещество Б. Раствор последнего изменяет окраску раствора фенолфталеина в малиновый цвет. При обработке вещества А соляной кислотой образуется соль состава СаС12. Каков состав вещества А?

Для классификации оксидов необходимо выделить свойства, свидетельствующие об их принадлежности к группам основных или кислотных оксидов. Здесь уместен такой вопрос, поставленный в виде качественной задачи: как доказать, что оксид магния — основной, а оксид углерода (IV) — кислотный? Можно предложить решить задачу, записав на доске уравнения (мысленный эксперимент), используя эксперимент и т. д. Наконец, учащимся предлагают задание на перенос знаний об оксидах на новый объект, например: составьте формулу оксида мышьяка (V) или оксида марганца (II) и докажите, что первый — кислотный, а второй — основной, охарактеризуйте их свойства.

В зависимости от состояния подготовленности класса приводят в качестве примера оксиды хрома (II) и (VI) и объясняют, что один и тот же элемент может образовывать как основной, так и кислотный оксиды. Такие примеры учат учащихся диалектически мыслить, подтверждают необходимость знания не только качественного, но и количественного состава веществ, способствуют формированию разнообразных мыслительных приемов — анализа, сравнения, выделения главного, классификации, экстраполяции, умения обобщать и делать выводы и т. д.

Аналогично обобщаются знания и о других классах неорганических веществ. Кроме обобщения сведений о свойствах классов неорганических соединений, необходимо добиться, чтобы учащиеся представляли себе и другие их характеристики в соответствии с структурой содержания понятия о веществе: получение, применение и т. д. Этому молодые учителя часто не уделяют должного внимания. В теме «Обобщение сведений об основных классах неорганических соединений» полезны схемы, таблицы, которые учащиеся изготовляют под руководством учителя, кодотранспаранты, магнитные аппликации, а также другие экранные пособия.

Широко используются и химические опыты обобщающего характера, позволяющие установить генетические связи неорганических веществ. Например, сжигание фосфора в колбе над раствором щелочи или получение одной и той же соли (сульфата магния) разными способами: взаимодействием магния, оксида магния и гидроксида магния с серной кислотой.

Такая тема, как «Обобщение знаний учащихся по курсу неорганической химии подводит итог данному курсу. Она связана с системами важнейших химических понятий — о химическим элементе, веществе, химической реакции и химическом производстве. В установлении связей между ними заключается главная задача обобщения. Она решается на основе материала о строении вещества и закономерностей протекания химических реакций. На этом уровне после беседы о значении периодического закона возможен обзор сведений не только о первых четырех, но и об остальных периодах.

Учащиеся на основе изученного ранее материала приводят примеры в подтверждение действенности периодической системы, обнаруживают новые закономерности, которые они ра-

№

нее не могли выявить. Например, что простых веществ в природе значительно больше, чем химических элементов, благодаря аллотропии, что генетическая связь между неорганическими веществами проявляется в соответствии с положением образующих их химических элементов в периодической системе. Особенно важно подчеркнуть, что причина этого — строение веществ. Для объяснения этих фактов привлекаются сведения о строении атомов элементов, химической связи, кристаллических решетках.90 Через свойства веществ устанавливают связь со следующим блоком содержания темы — химической реакцией.

Обобщение сведений о химических реакциях сводится к выявлению среди изученного материала конкретных примеров, иллюстрирующих проявление общих закономерностей протекания химических реакций, а также их классификации. При этом частично можно воспользоваться таблицей.

Очень важным в воспитательном отношении является урок «Неорганические вещества в природе». В ходе его учащиеся устанавливают связи между положением химических элементов в периодической системе и формах их нахождения в природе, перспективные впутрипредметные связи с органической химией, доказывающие материальное единство неорганических и органических веществ, живой и неживой природы. Анализ круговоротов элементов в природе позволяет подчеркнуть идею о неисчезаемости материи, а также тесную связь понятий о веществе и химической реакции. Нельзя упускать в данной теме широкие возможности для природоохранного воспитания.

Завершается обобщение систематизацией понятия о химическом производстве. Сведения об основных принципах химического производства, раскрываемых на материале изученных к этому времени основ производства серной кислоты контактным способом, синтеза аммиака, производства алюминия, чугуна и стали, тесно увязываются с понятиями о закономерностях химических реакций. Но в данной теме не следует ограничиваться лишь химической стороной вопроса. В процессе обобщения ведущее место в обучении уделяется самостоятельной работе, которая организуется как в классе, так и дома. Здесь предусмотрено решение экспериментальных заданий обобщающего характера по теме генетической связи веществ исследованию их свойств и распознаванию веществ по их свойствам. Следует подчеркнуть различие содержания задач на разных этапах. Ранее также требовалось установление генетической связи между веществами, но только между классами неорганических веществ, а теперь между веществами, образованными элементами разных групп периодической системы.

Широко используется самостоятельная работа с учебником, по которому учащиеся повторяют необходимый материал для обобщения. По газетам, научно-популярным журналам и брошюрам, книге для чтения по химии учащиеся готовят доклады и сообщения на темы о географии химической промышленности нашей страны, о перспективах развития металлургии, ее связи с другими отраслями народного хозяйства, об охране атмосферного воздуха, водоемов, почв, зеленых насаждений и т. д.

Кроме того, практикуются семинары, обзорные лекции. Очень полезно предлагать учащимся для облегчения домашней подготовки план предстоящего урока.

«Обобщение знаний по курсу органической химии» приводит в систему сведения об органических веществах. Оно включает вопросы о химическом, электронном, пространственном строении и видах изомерии, анализ свойств органических веществ разных классов на основе строения, выявление генетической связи между органическими веществами и, наконец, обобщение сведений о промышленности органического синтеза, нефтехимии. Методика проведения этого обобщения приводится JI. А. Цветковым.91

Сначала прослеживают развитие положений теории химического строения А. М. Бутлерова с учетом теории пространственного и электронного строения органических веществ. К обобщению учащиеся повторяют материал о природе химической связи, основных положениях бутлеровской теории, порядке образования углеродных цепей, видах изомерии. Для того, чтобы облегчить учащимся эту работу, учитель разрабатывает план повторения и сообщает учащимся, где искать ответы на вопросы. В классе сведения о видах изомерии приводятся в систему (табл. 3.4.).

Таблица 3.4. Виды изомерии органических веществ Вид изомерии Примеры Изомерия 1.

Изомерия углеродного скелета 2.

Изомерия положения кратной связи 3.

Изомерия положения заместителей в углеродной цепи 4.

Изомерия веществ, принадлежащих к разным классам

Изомерия ве располс

цис-, транс-Изомерия , вызванная различной последовательностью соединения атомов

а) СН3—СН—СН3—СН3—СН2—СН2—СН2

СНз

б) СН3-СН2-СН2—СН2ОН СН3—СН-СН2ОН

СНз

СНз—СН=СН—СНз СН2=СН—СН2—СНз

а) Вг—СН2—СН2—СНз СН3—(j^H—СНз

Вг

б) СН3-СН2-СН2ОН СНз—СН—СНз

он

а) СНз—О—СНз СНз—СН2ОН

б) СНз-СНг-СНг-С^ СНэ-С-0-СН2-СНз

ОН

ществ, вызванная различным пространственным жжением атомов по отношению друг к другу

Cl^ уС\ Н^

/С = С\ /С=С\ н н сг Н

При анализе разных видов изомерии необходимо подчеркивать практическое значение изомеров.

Проблемы электронного строения — разных видов гибридизации, образования а- и я-связей и т. д. — рассматриваются в тесной связи с предыдущими. На этой основе раскрываются вопросы о взаимном влиянии атомов, геометрии молекул, даются основные характеристики ковалентной связи в молекулах органических веществ.

Для достаточно глубокого обоснования генетической связи между органическими веществами составляют вместе с учащимися схему.92 При формировании понятия о современной нефтехимической промышленности и народнохозяйственном значении органической химии следует показать широкие возможности органического синтеза на основе метана, этилена и ацетилена, его перспективы. Необходимо подчеркнуть, что при современных темпах развития индустрии природные ресурсы достаточно быстро исчерпываются, и это следует учитывать и искать дополнительные источники или создавать их искусственно. В частности, роль нефти в топливно-энергетическом балансе будет неуклонно снижаться.

При обобщении привлекаются сведения о состоянии и перспективах развития нефтехимической и газо'вой промышленности в нашей стране, а также органического синтеза, материалы периодической печати, диафильмы обобщающего характера93, рефераты учащихся и т. д.

Заключительное обобщение, которое проводится в конце XI класса после завершения курса неорганической и органической химии, решает задачи в основном мировоззренческого характера. Химические знания, полученные на предыдущих ступенях обучения, переосмысливаются на философском уровне. На этой основе устанавливаются внутрипредметные и межпредметные связи, знания приобретают значительно большую широту. Перед учащимися раскрываются перспективы развития химической науки и техники, обосновывается их место в системе народного хозяйства страны. В программе одиннадцатилетней школы этому разделу уделяется значительно больше внимания.

При заключительном обобщении осуществляется подготовка учащихся к выпускному экзамену на аттестат зрелости, так как эта тема позволяет актуализировать все имеющиеся у учащихся знания.

От одной ступени обучения к другой меняется широта и глубина обобщаемых знаний, но главное в них — установление связей между понятиями и приведение их в систему. Связи эти разного характера: причинно-следственные, генетические, взаимного влияния и др. Помощь учителю может оказать программа по химии, соответствующие пособия по этой теме и публикации в журнале «Химия в школе». Нельзя сводить обобщение к простому повторению. В этом случае цель изучения данного раздела нельзя считать достиг- нутой. Для того, чтобы этого избежать, учитель так организует работу учащихся, чтобы добиться установления возможно большего числа связей, формирования целостных понятий об изученном ими курсе химии.

При внимательном рассмотрении структуры содержания заключительного обобщения можно заметить, что обобщение построено по важнейшим системам понятий и развернуто в последовательности, обратной изучению. Если изучение курса начинается с вещества, а затем постепенно учащиеся приступают к изучению его строения, то при обобщении принят прямо противоположный подход. Абстрактные теоретические понятия учения о периодичности как обобщения сведении о химическом элементе служат тем связующим звеном, которое увязывает между собой вещества и происходящие между ними химические реакции.

Если при изучении курса химии центральным первичным понятием было вещество, то при обобщении на первый план выдвигается понятие о химическом элементе и его материальном носителе — атоме, так как именно оно позволяет в первую очередь и наиболее естественно связать воедино мир неорганических и органических веществ. Обобщая сведения о химическом элементе, нужно раскрыть структуру этого понятия и показать, какие свойства атомов меняются периодически, а какие — нет. Очень важно выявить связь между химическим элементом и веществом, так как при последующем обобщении нужно будет установить характер изменения свойств простых веществ и их соединений.

Поскольку важнейшей идеей всего курса химии с VIII по XI класс является раскрытие зависимости свойств веществ от их строения. Обобщение проводится на базе всего курса химии, и это позволяет под новым углом зрения осветить хорошо известные учащимся понятия, например, химическую связь, раскрыв ее единую природу у органических и неорганических веществ. При этом актуализируется весь багаж знаний учащихся, уделяется внимание вопросам энергии связи, а при рассмотрении строения твердых неорганических веществ вводится понятие о комплексных соединениях. При обобщении сведений о строении атома и химической связи полезно изготовить обобщающую таблицу и проанализировать ее, раскрыв отдельные понятия. При обобщении выделяют важнейшие характеристики ковалентной связи: энергию связи, ее направленность, полярность, длину, валентный угол. Особенно важно все теоретические положения под- крепить конкретными примерами из разных разделов. Другие виды химической связи рассматриваются в сравнении с ковалентной связью и сопоставляются друг с другом.

Однако приведенный перечень понятий применим к одиннадцатому классу. При обобщении в IX классе он будет выглядеть значительно скромнее.

Поскольку от строения веществ зависят их свойства, а химические свойства проявляются в химических реакциях, приводятся в систему знания учащихся о химических реакциях и закономерностях, которым они подчиняются.

Обобщение знаний о химических реакциях осуществляется на основе всех теоретических концепций, изученных в курсе химии. Особая роль здесь отводится теории электролитической диссоциации.94 Нельзя упускать из поля зрения понятия о скорости химической реакции и химическом равновесии, дополненном в данной теме понятием о константе равновесия. Это позволяет сделать обобщение более углубленным. Целесообразно на этом этапе раскрыть перед учащимися структуру понятия о химической реакции и проанализировать каждый блок, сопровождая этот анализ примерами, подчеркивая единую сущность химической реакции как в неорганической, так и в органической химии.

Особое значение для формирования диалектико-материали- стического мировоззрения имеет вопрос о классификации химических реакций. Это дает возможность рассмотреть одни и те же реакции с разных позиций и показать, что ни одна из имеющихся классификаций химических реакций не является универсальной: все зависит от того, какой признак в первую очередь принимается во внимание.

Обобщение знаний о веществе осуществляется на базе основных теоретических концепций, изученных к этому времени. Важнейшей из них является учение о периодичности. Поскольку целью изучения неорганической химии является конкретное усвоение периодического закона, то материал обобщают на основе периодической системы Д. И. Менделеева, объединяя неметаллы и металлы в две большие группы и сопоставляя свойства простых веществ и соединений элементов друг с другом. Здесь возможны два подхода. Первый предполагает обобщение свойств простых веществ — неметаллов и металлов и их соединений и последующее сопоставление, второй — параллельное рассмотрение и сопоставление металлов и неметаллов и их соединений в единстве. Учитель выбирает один из них в зависимости от уровня подготовленности учащихся к обобщению. Если эти умения выражены у учащихся слабее, выбирается первый подход, если сильнее — второй.

Сравнение проводится по ряду параметров. Главные задачи: 1)

показать периодическую зависимость свойств простых веществ от заряда ядер атомов элементов; 2)

раскрыть, как эта зависимость распространяется на свойства водородных и кислородных соединений; 3)

подчеркнуть различие в свойствах металлов и неметаллов и одновременно на конкретных примерах проиллюстрировать их единую природу, вскрывая причины этого единства.

Отдельно обобщают сведения об органических веществах. Сначала дают их классификацию, при которой указывают три признака: состав, строение и функциональные группы. После этого сравнивают их взаимодействие с одним и тем же реактивом. Например, отношение веществ, принадлежащих к разным классам органических веществ, к водороду, воде, галогенам, галогеноводородам, возможность полимеризации и т. д. Затем рассматривают материал о гомологии и разных видах изомерии.

Обобщение знаний об органических веществах базируется на современной теории строения органических веществ. На завершающем этапе обобщения знаний о веществе раскрывается общая структура этой сложной категории и единая природа неорганических и органических веществ.

На этапе заключительного обобщения учащиеся решают экспериментальные задачи обобщающего характера, требующие от учащихся анализа и сравнения. Например, им предлагают задачу: докажите экспериментальным путем, какое водородное соединение — хлороводород или сероводород — проявляет более сильные восстановительные свойства. В этой задаче сопоставляются свойства водородных соединений элементов разных групп периодической системы Д. И. Менделеева.

Иногда задача требует актуализации очень широкого круга знаний неорганической и органической химии, а также использование сложных сочетаний мыслительных приемов, например: проведите возможные для сульфата меди (И) реакции с неорганическими и органическими веществами, входящими в разные классы и гомологические ряды. Отметьте сходство и различие этих реакций. При обобщении вопросов о роли химии в народном хозяйстве рассматриваются компоненты системы понятий о химическом производстве, каждый из которых тесно связан с насущными проблемами современной жизни общества. Поэтому данный раздел в силу своей особенно четкой политехнической направленности, а также в связи с неуклонным возрастанием роли химии в народном хозяйстве, приобретает большое воспитательное значение. В этом разделе нужно показать роль химии в охране природы, возможности и перспективы научных прогнозов.

В заключительном обобщении учитель широко использует газетные публикации, практикуются доклады учащихся и проведение так называемых комплексных уроков, в которых принимают участие учителя других предметов. В заключительном обобщении используются экранные пособия с обобщающим содержанием, например, диафильмы «Современное химическое производство», «Строение и свойства органических веществ». «Промышленный органический синтез», «Изомерия», «Полимеры», диапозитивы «Генетическая связь органических веществ», «Пластмассы», «Применение важнейших химических продуктов в народном хозяйстве» и т. д.