- •Методика преподавания химии, 4-курс тексты лекций
- •«Методика преподавания химии»
- •Химический кабинет как специфическое средство обучения химии.
- •Http://maratakm.Narod.Ru/ Виртуальная химическая школа:
- •Формы обучения: лекция, семинарское занятие, практическая и лабораторная работа, самостоятельная работа, внеаудиторная (внеклассная) работа.
- •Учебного курса химии
- •Межпредметные и внутри курсовые связи в теме:
- •4. Методические рекомендации при изучении темы.
- •«Строение атома. Строение вещества»
- •Изучения органической химии в школе
Изучения органической химии в школе
План:
-
Место органической химии в школьном курсе химии.
-
Методика изучения основных положений теории А.М. Бутлерова.
-
Общие понятия темы
-
Место органической химии в школьном курсе химии. Курс органической химии вносит важный вклад в решение учебно-воспитательных задач. В органической химии вводятся представления о веществах, составляющих организмы растений, животных, человека, об образовании этих веществ из неорганических, о тех изменениях, которые происходят с веществами в организмах и лежат в основе их жизнедеятельности.
Дальнейшее углубление в природу веществу при изучении органической химии, рассмотрение электронного и пространственного строения позволяет учащимся лучше понять закономерности микромира и сущность химических превращений. Познавательное значение органической химии заключается и в том, что она дает возможность познать многообразие форм вещества в природе, материальное единство органического и неорганического мира.
Курс органической химии открывает широкие возможности и для умственного развития учащихся: это постоянное оперирование категориями микромира (рассмотрение электронных, стереохимических представлений), возрастание роли дедукции в обучении. Опираясь на изучаемые теории, учащиеся смогут высказывать гипотезы, проверять их экспериментом и приобретать новые знания. Возрастает роль различных логических операций: сравнения, абстрагирования, обобщения и др.
Для реализации воспитывающих, развивающих функций важно обеспечить преемственность между курсом неорганической и органической химии. Взаимосвязь этих курсов выражается в использовании в качестве опорных знаний о строении атома, о периодическом законе, о природе химических связей.
Однако в содержании курса органической химии следует учитывать и отличительные особенности. Органическая химия как наука рассматривает специфический круг веществ (это углеводороды и их производные). В органической химии, в отличие от неорганической нет такого разнообразия качественного состава, поэтому объектами особого внимания становится взаимное влияние атомов в молекулах, явление изомерии. В неорганической химии практически не рассматривались высокомолекулярные соединения; в органической химии их изучение позволяет перейти к изучению биологически важных веществ. Реакции с участием органических соединений в своём большинстве растянуты во времени, протекают в нескольких направлениях, в то время как многие реакции, изучаемые в курсе неорганической химии, протекают практически мгновенно. Общие закономерности возникновения и протекания реакций в неорганической и органической химии едины, однако, для органических реакций необходимо более точно учитывать и подбирать условия, чтобы добиться нужного направления.
Таким образом, понятия, сформированные в курсе неорганической химии, претерпевают значительные изменения при переходе к органической химии.
Особенности современной методики изучения органической химии заключаются в том, что теперь она преподается не единым целостным блоком в X—XI классах, как раньше, а в течение двух периодов. Во-первых, в IX классе, где дается минимум сведений для того, чтобы выпускники девятилетней школы получили представления об органических веществах. Кроме того, этот раздел явится своего рода пропедевтикой (принцип концентризма) для изучения органической химии в старших классах по углубленной программе. Включение раздела органической химии в курс IX классов придаст курсу логическую завершённость, усилит внутрипредметные связи с неорганической и общей химией, тем более, что блок содержания органической химии в основной школе может быть размещен как в конце курса (например, в учебнике Е. Е. Минченкова и др.), так и в середине его, при изучении подгруппы углерода, где органические вещества рассматриваются как соединения углерода (например, в учебнике Н. Е. Кузнецовой и др.).
Органическая химия в основной школе изучается на тех же теоретических основах, что и неорганическая. Такой подход позволит показать, что между неорганическими и органическими соединениями нет принципиальных различий. Из-за малого объёма учебного времени вводятся лишь отдельные понятия бутлеровской химической теории строения органических соединений.
В старших классах обучение органической химии включает элементы электронной и пространственной теории строения вещества.
Таким образом, обучение органической химии в настоящее время строится на основе современной теории строения, которая слагается из трех теорий: бутлеровской теории химического строения и двух дополняющих и развивающих ее теорий — электронной теории и теории пространственного строения (стереохимии).
Система понятий органической химии включает 5 групп: понятия химического строения, электронной теории и стереохимические, понятия высокомолекулярной химии, а также понятия о закономерностях химических реакций. Химическое строение и понятия стереохимии взаимосвязаны с электронным строением веществ. В неорганической химии учащиеся практически не встречались с проявлениями их влияния на свойства веществ. В органической же химии эти понятия играют решающую роль в изучении органических веществ. Если в неорганической химии рассматриваются только атомы в невозбужденном состоянии, то в органической химии — возбужденный атом углерода с его гибридными электронными облаками, направление которых в пространстве определяет конфигурацию углеродной цепи.
Рассмотрим, какие научные критерии лежат в основе отбора для изучения классов органических соединений. Решение этой проблемы усложняется тем, что количество известных органических соединений исчисляется миллионами и происходит стремительное возрастание их числа с одновременным усложнением структуры. В основу системы отбора и построения курса органической химии положен принцип усложнения строения вещества: от относительно простых соединений — углеводородов — до сложнейших биоорганических соединений — белков и нуклеиновых кислот, представляющих химическую основу жизни, понимание которой и составляет основную цель органической химии и её изучения. Последовательность изучения органических соединений с учётом их усложнения.
-
Методика изучения основных положений теории А.М. Бутлерова. При изучении строения органических веществ используются уже сформированные понятия о строении атомов и молекул. Однако материал органической химии вносит много нового в эти понятия: расширяются квантово-механические представления об атомах, вводится понятие о гибридизации орбиталей, рассматриваются идеи химического строения А. М. Бутлерова.
Условия успешного изучения теории строения вещества. Идеи строения вещества лежат в основе изучения веществ и их свойств на каждой ступени обучения. Преодолеть трудности усвоения этих понятий можно лишь при условии строгого соблюдения принципа систематичности, установления межпредметных связей, четких логических построений с использованием как можно большего числа опорных понятий и внутрипредметных связей.
Строение вещества может быть успешно усвоено лишь при использовании средств наглядности в виде таблиц, моделей, экранных пособий и т. п., так как даже при развитом мышлении для понимания ряда вопросов необходимы образные представления.
Проблемный подход способствует развитию активного мышления учащихся. В данном случае он легко реализуется при | установлении связи между строением атома элемента и его свойствами, между видом химической связи и свойствами вещества, между типом кристаллической решетки и свойствами вещества. Причинно-следственные связи, которые здесь очень четко прослеживаются, создают условия для создания проблемной ситуации и использования проблемного подхода.
Для усвоения понятий о строении вещества используются также приемы сравнения. Учащимся предлагается указать сходство и различие между ковалентной полярной и ионной, металлической и ионной, металлической и ковалентной связями. Очень действенным является и прием конкретизации — восхождения от абстрактного к конкретному, т. е. применение знаний о химической связи по отношению к какому-либо конкретному веществу, выявление причинной зависимости, а также использование приема обобщения.
Наконец, чтобы знания учащихся о строении вещества стали их убеждениями, полученные знания применяют в последующих темах курса химии. Необходимо пользоваться любыми примерами для подтверждения идей строения вещества, так как они имеют важное мировоззренческое значение.
-
Общие понятия темы. Курс для профильного обучения «Органическая химия» предназначен для учащихся 11-х классов средних общеобразовательных школ, имеющих базовую подготовку по теоретическим основам химии и желающих повысить уровень знаний в области строения и реакционных свойств природных и синтетических органических веществ. Для успешного освоения курса учащиеся должны знать теоретические основы неорганической химии – строение атома, атомных и молекулярных орбиталей, принципы образования химических связей – ионных, ковалентных, донорно-акцепторных и т.д.
Курс рассчитан на 90 часов обучения, в том числе 54 часа аудиторных занятий осуществляются с использованием технологий дистанционного обучения (из них: 34 часа отводится на лекции, 3 часа – семинарские занятия, 6 часов – практические занятия, 2 часа – лабораторные работы, 3 часа – консультации, 6 часов – контрольные работы). 36 часов составляет самостоятельная работа учащихся с учебно-методическими материалами и справочной литературой.
Обучение осуществляется с использованием учебно-методического комплекса (УМК), программа и содержание которого составлены с учетом требований государственного стандарта общего образования. Учебно-методический комплекс включает в себя:
• учебное пособие;
• материалы для семинарских (практических) занятий;
• тесты и задания для самоконтроля;
• глоссарий;
• а также настоящие методические рекомендации для учащихся.
Для успешного освоения курса необходимо начать обучение с темы 1 «Строение и реакционная способность органических соединений». Теория строения описывает особенности строения и реакционной способности органических веществ и принципиальные отличия от неорганических соединений.
Традиционно изучение органической химии начинается с теории строения органических соединений, усвоение которой совершенно необходимо для восприятия всего дальнейшего материала.
Разделение курса на подтемы выполнено в соответствии с наиболее широко применяемыми в органической химии принципами – по классам органических соединений. Первыми рассматриваются углеводороды. Порядок рассмотрения – в соответствии увеличением степени окисления атома углерода (или, что тоже самое, с увеличением степени ненасыщенности).
Отдельными разделами рассмотрены углеводы, поскольку их назначение и функции гораздо шире, нежели описание химических свойств полифункциональных органических соединений, к классу которых они относятся. В этих же разделах рассматриваются структура и свойства полимерных соединений углеводов.
В третьей теме рассматриваются кислородсодержащие соединения, построение материала также соответствует увеличению степени окисления – спирты, альдегиды и кетоны, карбоновые кислоты и их производные.
При рассмотрении каждого из классов соединений приводятся сведения по номенклатуре соединений, их физическим и химическим свойствам (реакции, характерные для соединений этого класса) и, наконец, способам их получения. Поскольку соединения одного класса часто получаются из соединений других классов, часть способов получения бывает описана в разделах «Химические свойства». В таких случаях даются соответствующие ссылки.
Поскольку все многообразие реакций органических соединений сводится, в большинстве случаев, к нескольким вполне определенным типам, в некоторых случаях приведены механизмы протекания наиболее важных реакций. Механизмы реакций приведены в разделах «Химические свойства» тех классов органических соединений, для которых эти реакции наиболее характерны. Так, о механизме электрофильного присоединения можно почерпнуть сведения в разделах, посвященных непредельным соединениям, а механизм электрофильного замещения, наиболее характерный для бензола и его гомологов, описан, соответственно, в разделе «Ароматические соединения».
Отдельно рассматриваются соединения, характерной особенностью которых является наличие гетероатомов, в частности, азота. Наиболее значимые представители гетероциклических азотистых соединений входят в состав соединений, обеспечивающих жизнедеятельность живых организмов. Другие важные в биологическом смысле органические соединения с азотом составляют полипептиды и белки.
Курс включает несколько подтем «Электронные эффекты в молекулах органических соединений», «Электрофильное присоединение», «Радикальное присоединение», «Концепция ароматичности Хюккеля», «Электрофильное замещение в бензольном кольце», «Электронные эффекты заместителей в бензольном кольце» с более глубоким освещением материала, чем это принято в общеобразовательной программе, используемой в средней школе. Освоение этих подтем не является обязательным при поступлении в высшие учебные заведения или сдаче экзамена (ЕГЭ) по химии, но их понимание помогает легче усваивать основной материал разделов органической химии. В таких подтемах описываются природа и последствия электронных эффектов в молекулах органических соединений, в деталях рассматриваются механизмы важнейших превращений органических молекул. По мере освоения материала разделов органической химии, у учащихся неизбежно возникают дополнительные вопросы, которые можно выяснять как раз в таких разделах.
Некоторые разделы имеют мультимедийное сопровождение, облегчающее усвоение материала. Например, процесс присоединения по двойной связи С=С электрофильных агентов, а также реакции, в которых такая связь образуется, имеют иллюстрации в виде flash-анимации, что позволяет наглядно проследить механизмы реакции электрофильного присоединения и элиминирования.
Одними из интересных форм учебной деятельности являются семинары, практические и лабораторные занятия. Подготовится к таким занятиям возможно самостоятельно на основе разработанных материалов, являющихся компонентами УМК. Используя рекомендуемую литературу, необходимо самостоятельно проработать предложенные темы и выполнить упражнения для самостоятельной работы.
Материалы для семинарских занятий помогут подготовиться к семинарам по темам «Ароматические углеводороды», «Альдегиды и кетоны» и «Углеводы».
Задания, представленные в материалах для практических занятий, позволят закрепить навыки написания формул, составления названий органических соединений, решения расчетных задач на вывод формул, теоретические представления о типах химических реакций, механизмах их протекания на примере химических свойств различных органических соединений.
В соответствии с рабочей программой курса предполагается проведение 6 практических занятий.
Сами задания представлены в традиционной форме, требующей самостоятельного оформления решения и формулирования ответа, а также в форме тестов (с набором ответов и с соотнесением терминов, формул). При выполнении практической работы учащийся к основным заданиям может выбрать по своему усмотрению задания из дополнительной части.
В соответствии с рабочей программой при изучении курса «Органическая химия» предполагается проведение 2 лабораторных работ.
Материалы для подготовки к лабораторным занятиям помогут ознакомиться содержанием лабораторных работ, включающим цель, перечень требуемых реактивов, материалов, лабораторной посуды и описание хода работы, а также с правилами оформления отчета по результатам выполнения лабораторной работы.
На мой взгляд, изучение материала рекомендуется начать с тестирования. Отвечая на вопросы тестов, можно выявить наиболее слабые места, на которые следует обратить особое внимание при работе с учебными материалами.
В качестве самоконтроля, после изучения каждой темы, также рекомендуется проверить свои знания при помощи заданий в письменном виде, предполагающих развернутый ответ, выявить неусвоенные разделы темы и проработать их еще раз.
Все возникающие вопросы можно обсудить с преподавателем во время консультации или по электронной почте.
Учебно-методический комплекс включает также глоссарий, содержащий определения терминов, встречающихся в материалах курса. Глоссарий предназначен для быстрого уточнения того или иного определения, более детальные сведения о котором можно будет найти в материалах учебного пособия. Глоссарий, таким образом, позволяет быстро ориентироваться в обширных материалах учебного пособия и к нему следует обращаться в случаях, когда непонятно, к какому из разделов пособия имеет отношение тот или иной термин.
Детальные сведения о биографии заинтересовавших Вас ученых можно почерпнуть из раздела «Биографии великих химиков».
Поскольку органических соединений в природе насчитывается в тысячи раз больше, чем неорганических, органическая химия считается одним из наиболее трудных разделов химии. Однако на самом деле трудности при ее изучении связаны не с многообразием реакций и большим числом самих соединений, а с непониманием основных принципов строения атомов, образования связей в молекулах органических соединений и теории их строения. Поэтому в качестве пожелания изучающим предмет органической химии хочется посоветовать не жалеть усилий для выяснения всех непонятных моментов. В этом поможет как самостоятельная работа с литературой, так и консультации с преподавателем. Очень скоро Вы убедитесь в том, как затраченные усилия принесут неожиданные и очень приятные результаты, а само обучение превратится в увлекательный процесс. А поскольку роль органической химии в обычной жизни очень велика, многие явления перестанут казаться загадочными и необъяснимыми.