методика / 4
.docxСодержание школьного курса — важнейший компонент процесса обучения химии. Знание принципов отбора содержания идей и основ построения учебного предмета помогает учителю правильно отобрать и раскрыть на уроках учебный материал, определить соответствующие ему средства и методы обучения, формы организации учебной деятельности учащихся
При построении курса химии учитель химии должен хорошо знать историю химии, ориентироваться в современных вопросах и включать сведения о достижениях и перспективах развития науки и производства в излагаемое им содержание обучения.
Содержание знаний в соответствии с задачами обучения определяется уровнем развития науки. В них в первую очередь выделяются основные объекты химии. Предметом познания химии являются вещества как вид материи со всем многообразием их превращений, связанных с особенностями химической формы движения. Школьный курс химии образуется двумя основными системами знаний – системой знаний о веществах и системой знаний о химических реакциях. Эти знания отбираются в соответствии с принципами построения школьного курса химии и целями обучения.
Вопрос о выборе концепции построения школьных курсов химии в разных странах решается по-разному. В большинстве стран, в том числе в СССР, за основу взята структурная концепция, выделяющая в качестве главной систему знаний о веществе, зависимости свойств веществ от их строения. Она стала ведущей идеей раскрытия учебного материала в курсах неорганической и органической химии в средней школе.
Временные рамки и познавательные возможности учащихся заставляют из необозримого многообразия веществ выбрать для изучения немногие. Основой для их выделения будет познавательная и практическая значимость. По этому признаку отбираются следующие вещества:
1) имеющие большое познавательное значение. На их основе формируется система понятий, создается фактологическая база для изучения теорий (водород, кислород, вода, некоторые металлы и неметаллы, типичные оксиды, кислоты, основания, соли);
2) имеющие большое практическое значение (минеральные удобрения, иониты, мыла, синтетические моющие вещества и др.);
3) играющие важную роль в неживой и живой природе (соединения кремния и кальция, жиры, белки, углеводы и др.);
4) на примере которых можно дать представление о технологических процессах и химических производствах (аммиак, серная и азотная кислоты, этилен, альдегиды и др.);
5) отражающие достижения современной науки и производства (катализаторы, синтетические каучуки и волокна, пластмассы, искусственные алмазы, синтетические аминокислоты, белки и др.).
Круг этих веществ ограничен, но позволяет на примере типичных представителей раскрыть закономерности состава, строения, свойств, общие для данного класса веществ, показать прикладную сторону химии.
Как на примере небольшого числа веществ показать их многообразие в природе и свойственные им закономерности бытия?
Решить эту сложную задачу помогает учение о химических элементах. Из сравнительно небольшого числа известных в настоящее время химических элементов образованы миллионы простых и сложных веществ.
Количество химических элементов, включаемых для более или менее подробного изучения в школьный курс, весьма ограниченно. Прежде всего это элементы малых периодов, т. е. типические (как называл их Д. И. Менделеев). Кроме того, изучают некоторые элементы глазных (А) и некоторых «побочных» (В) подгрупп больших периодов, имеющие большое практическое и познавательное значение.
Изучение элементов и их свойств дает разгадку многообразия образованных ими веществ, подчиненность их общим закономерностям состава и строения. Не случайно Д. И. Менделеев писал: «Вся сущность теоретического учения в химии лежит в отвлеченном понятии об элементах» Величайшим обобщением знаний об элементах является периодический закон. В нем отражена идея развития элементов, периодические закономерности изменения состава, строения, свойств элементов и образованных ими веществ. Графическое выражение закона – периодическая система химических элементов – служит теоретическим обобщением и естественной классификацией всех знаний об элементах. Она позволяет вскрыть единство природы элементов и образованных ими веществ во всем их многообразии. Периодический закон и периодическая система, раскрываемые в свете электронной теории, являются теоретической основой школьного курса химии, а потому включаются в учебный предмет и занимают в нем центральное место.
В курсе восьмого класса периодический закон и периодическая система раскрываются на их физической основе – электронной теории, хотя предварительно к пониманию закона учащихся подводят путем сравнения и анализа химических фактов. Первоначальные сведения о строении атома ученики получают в курсе физики. В курсе химии они уточняются, пополняются квантово-механическими представлениями о состоянии электронов в атоме и используются для раскрытия физического смысла закона периодичности, для объяснения структуры периодической системы. Чтобы полнее использовать затем познавательные возможности периодической системы для раскрытия зависимости свойств веществ от их строения, в школьный курс включено понятие о химической связи (об ее природе, типах связи, механизмах ее образования, влиянии на свойства веществ). В соответствии с этим введены новые характеристики элемента – относительная электроотрицательность и степень окисления; существенно развивается и приобретает новое качество первоначальное понятие о валентности. Для изучения структурной организации веществ (твердых тел) включено понятие о кристаллических решетках и их типах. Совокупность этих знаний позволяет обоснованно раскрыть причинно-следственные связи между строением и свойствами веществ.
Вторая система школьного курса химии – учение о химическом процессе. Главное в этой системе – знания об основных типах химических реакций, закономерности их протекания и способы управления процессами. Для их изучения отбирают наиболее типичные реакции, протекание которых не имеет кинетических затруднений, а их сущность понятна учащимся. Эмпирические знания о химических реакциях помещаются в самое начало курса химии. Их развитие протекает параллельно развитию знаний о веществе, приобретая более теоретический характер. Закон сохранения массы веществ способствует раскрытию количественной стороны реакций. Для ее более глубокого понимания и отражения практического значения введены расчеты по формулам и уравнениям. Количественные отношения при химических реакциях раскрываются и на основе других стехиометрических законов, в том числе закона Авагадро применительно к объемным отношениям между газами. Здесь дано понятие о моле как химической единице количества вещества. Изучаемые далее элементы термохимии позволяют обобщить знания о количественных отношениях в химии с позиций всеобщего закона сохранения массы и энергии.
Наиболее полное развитие учение о химической реакции получает на основе электронной теории. Понятия об электроотрицательности и степени окисления, о химической связи позволяют параллельно с их формированием раскрыть сущность окислительно-восстановительных реакций и дать представление о механизме реакции. Развитие этих знаний осуществляется далее при изучении галогенов. Этой темой начинается систематический курс неорганической химии, насыщенный фактическим материалом (об элементах, их соединениях, их реакциях), развивающий и конкретизирующий важнейшие химические теории (периодический закон, строение веществ, механизмы химических реакций и управление ими). При изучении элементов VI—V групп главных подгрупп знания учащихся о химических процессах обогащаются кинетическими понятиями о скорости химических реакций, о катализе, о химическом равновесии.
Теория электролитической диссоциации представляет более высокий уровень познания веществ и химических реакций. На ее основе следует показать новые стороны проявления периодического закона, обобщить материал о классах неорганических соединений, о химических реакциях, протекающих в водных растворах, раскрыть их закономерности, углубить сущность обменных и окислительно-восстановительных процессов.
При изложении материала о систематике элементов и образованных ими веществ уже больше внимания уделяется их индивидуальности в единстве с рассмотрением их общих свойств. К раскрытию этого материала применяется преимущественно дедуктивный подход с необходимыми элементами индукции. Большое место занимает прикладной материал.
Первыми рассмотрены неметаллы. Сначала дано общее представление о группе и положении элементов в периодической системе, затем более подробно охарактеризованы один или два важнейших элемента главной подгруппы и по аналогии с ними более кратко разобраны другие. В заключение показана общая характеристика данной группы элементов.
Изучение металлов начинается с их общих свойств. Электронная теория обогащается здесь понятиями о металлической связи и особенностях кристаллической решетки металлов, представлениями о сплавах, о зависимости свойств от структуры. Электрохимический ряд напряжений и выраженные в нем закономерности можно использовать для прогнозирования реакций металлов. На этой основе рассмотрен электролиз солей и его применение в технике, коррозия металлов и борьба с ней.
После общих свойств металлов следует их систематика. Принципы ее изучения те же, что и систематики неметаллов. В основном представлены металлы главных подгрупп. Несколько сокращено ознакомление f-элементами. Традиционно изучаются железо и его соединения. Из-за сложности усвоения сокращен сейчас материал о хроме и его соединениях. Предусмотрены лишь в общем виде сведения о строении атомов, сравнительная характеристика состава и свойств их оксидов и гидроксидов с разной степенью окисления.
В содержание систематического курса химии включены политехнические знания. Материал с политехническим содержанием отобран в соответствии с важнейшими направлениями развития современной промышленности: освоением новых источников сырья, заменой устаревших производственных процессов более современными, широким использованием научных принципов производств. В этом плане важно не знание большого количества конкретных производств, а понимание общих научных основ химического производства, его идей, принципов, направлений технического прогресса.