МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ПОНЯТИЙ О ВЕЩЕСТВЕ

Методика интенсивного формирования систем понятий о веществе при обучении химии.

Кириллова В.Н.

учитель МОУ «Новобайдеряковская ООШ Яльчикского района ЧР»

Оглавление:

1. Введение.

2. Содержание и структура системы понятий о веществе.

                  а) общая характеристика системы;

                 б) первый блок (модуль) знаний системы «вещество»

                 в) подсистема (модуль) понятий о строении (структуре) веществ;

                 г) подсистема (модуль) знаний «свойства веществ»

3. Методика формирования системы первоначальных понятий о веществе.

                 а) план изучения элементов и простых веществ;

                 б) план анализа химической формулы.

4. Образование системы понятий о веществе при изучении периодического закона и периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева, теории строения веществ.

         а) уроки по теме «Естественные семейства элементов»

         б) уроки по теме «Электроотрицательность»

                  в)обобщающий урок по теме «Первоначальные химические понятия».

Введение.

В условиях революционного преобразования нашего общества углубляется перестройка школы, призванная обеспечить высокое качество обучения и воспитания. Решение этих задач во многом зависит от организации учебно-воспитательного процесса, от формирования в нем теоретических систем понятий, обладающих более высоким познавательным и развивающим потенциалом по сравнению с отдельными понятиями. Поэтому в век лавинообразного нарастания научной информации и интеграции знаний наука и обучение делают ставку на общие теоретические системы понятий. Формирование целостных систем понятий происходит в процессах активной и напряженной познавательной деятельности учащихся. При существующей системе обучения решение этой задачи практически не достигается. Это резко снижает эффективность обучения и воспитания.

    Требуется коренная перестройка процесса обучения химии, формирования у учащихся химических понятий. Важнейшими ее стимулами становятся: перспективные социально-педагогические требования; успехи и тенденции развития химической науки и производства; достижения педагогической теории и практики обучения, их противоречия.

  В целях повышения идейно-теоретического уровня, мировоззренческой и практической направленности предметного обучения неоднократно совершенствовались программы и учебники по химии. Вместе с тем не были преодолены многие недочеты и противоречия в содержании предмета, в изучении химии, в знаниях учащихся, в существующей системе формирования основных химических понятий.

  Обращает на себя внимание низкое качество усвоения понятий о химической реакции и технологии, низки их системность, обобщенность, функциональность.

   Существующая методика формирования основных химических понятий мало учитывает их истинную логико-познавательную природу и функции, закономерности формирования и применения. Она мало ориентирована на образование и функционирование общих теоретических систем понятий.

   В период перестройки школы на передний план выдвинулись качество знаний учащихся и уровень их духовного развития. Теория и практика обучения показали, что духовный мир ученика формируется в активной деятельности, в процессе познания, общения, труда, развивающих эмоции, интеллект, знания, порождающих ценностные ориентиры и способы достижения поставленных целей. Воспитывающее и развивающее обучение стало общепризнанным.

    Развитие науки, производства и образования в нашей стране приобретает все более интенсивный характер, что вызывает глубокие изменения в структуре и содержании учебного предмета, в организации процесса его изучения, в подходах к формированию понятий и личности обучаемых..

   Исходная позиция формирования научных понятий заключена в предметной системе обучения. В центр обучения ставится отражение специфики предмета и химического познания в мышлении и деятельности учащихся. Только учет специфики науки химии и сформированность умений оперировать ее научными понятиями при обучении химии приводят к целостным представлениям об этой важнейшей области естествознания.

  Идейно-теоретическая, методологическая и практическая направленность содержания школьного курса химии создают благоприятные условия для развития и воспитания учащихся. Однако предметное обучение не может обеспечить полноценного формирования научной картины мира, диалектико-материалистического мировоззрения, трудовой и политехнической подготовки учащихся. Интенсивное формирование и активное функционирование общих теоретических систем химических понятий в предметном обучении является важной предпосылкой для решения указанных выше актуальных проблем перестройки школы.

В этой работе раскрываются содержание и структура систем понятий о веществе, химической реакции, возможности реализации принятой концепции их фор­мирования. На примерах конкретных уроков показано, как фор­мируются и развиваются отдельные понятия, образуются их си­стемы, какими средствами и методами достигаются поставлен­ные цели.

Содержание и структура формируемых систем химических по­нятий обусловливают соответствующую технологию обучения, ха­рактер познавательной деятельности. Интенсификация обучения и применение метода восхождения от абстрактного к конкретно­му ускоряют образование и функционирование абстрактных ин­вариантов наиболее общих и фундаментальных систем понятий курса химии средней школы. Такой подход к формированию си­стем понятий предполагает усвоение учебного материала круп­ными блоками (модулями) в ходе самостоятельного конструирования систем понятий, овладения ими в активной творческой деятельности при широком использовании функций этих знаний.

МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ПОНЯТИЙ О ВЕЩЕСТВЕ

1. СОДЕРЖАНИЕ И СТРУКТУРА СИСТЕМЫ ПОНЯТИЙ О ВЕЩЕСТВЕ

Общая характеристика системы. «Вещество» — понятие есте­ственнонаучное. В его формировании принимают участие разные учебные дисциплины. Лидирующая роль принадлежит химии, так как лишь в химии вещество предстает в многообразии его свойств, связей и отношений, с бесконечными индивидуальностями каждого из них. Понятие «вещество» формируется на протяжении всего периода изучения химии. В оформленном виде это много­уровневая и иерархически организованная теоретическая система обобщенных знаний об одном из видов материи. Научной основой ее образования в химии выступает современная теория строения веществ. Ведущей идеей формирования этой системы служит за­висимость свойств веществ от их состава и строения, а основным подходом выбран структурно-энергетический. В химии, говоря о веществе, имеют прежде всего в виду химические соединения. Химическое соединение — это качественно определенное вещество, состоящее из химически связанных атомов одного или нескольких элементов.

Исходным генетическим отношением, лежащим в основе обра­зования любого химического соединения, является «химическая связь». Состав, строение и свойства — всеобщие характеристики химических соединений и всеобщие признаки понятия «вещество». Итак, в содержании понятия «химическое соединение» три блока взаимосвязанных знаний: понятие о составе, строении и свойст­вах. Их отношение известно в науке как «треугольник химии» (Б. М. Кедров). Взаимосвязи между составом, строением и свой­ствами выражают структуру теоретического ядра системы знаний о веществе. Сфера этой системы знаний представлена классифи­кациями веществ по строению (молекулярное строение и немоле­кулярное строение), по составу и свойствам (простые—металлы и неметаллы, сложные — оксиды, основания, кислоты и соли), по функциональным группам (классы органических соединений). Классификация веществ дифференцирует знания о них и отража­ет специфические признаки их классов. Периферию понятия о ве­ществе составляют знания о единичном — о типичных представи­телях изучаемых групп элементов, классов соединений, о прояв­лениях их индивидуальных признаков. Уровневая структура системы понятий о веществе отражает единство всеобщего, осо­бенного и единичного.

В зависимости от выбранного подхода раскрытие содержания этого понятия может идти от ядра к периферии и наоборот (ин­дуктивно и дедуктивно). Последовательность формирования об­щих понятий в обучении (логика познания) в обобщенном и сжа­том виде повторяет историческое их становление и развитие (история познания).

Исторически первыми исследовались свойства веществ, а
затем изучался состав и отношение «свойства — состав», за­
тем строение веществ и его отношения со свойствами веществ.
Примерно так же движется изучение веществ и в обучении
химии.          

1. Первый блок (модуль) знании системы «вещество» — подсистема по­нятий о составе. В него должны входить понятия: «элемент», «атом», «молекула», «валентность», «степень окисления элемен­тов», «элементный состав химических соединений», «химические формулы», «форма соединений», «соединения переменного и по­стоянного состава», «относительная молекулярная масса», а так­же закономерности: стехиометрические и периодические. Основой раскрытия состава химических соединений являются атомно-молекулярная и электронная теории, учение о периодичности. Эту систему знаний формирует преимущественно химия. По мнению Д. И. Менделеева и других ученых-химиков, состав — центральная проблема изучения химических соединений. Переход от свойств объекта к характеристике его вещественного состава выступает, по мнению академика Б. М. Кедрова, как общая закономерность развития наук о природе и знаменует собой приближение к бо­лее глубокой сущности изучаемого объекта. С этим блоком зна­ний связано выделение исходной химической категории и наи­меньшей вещественной субстанции — атома. Атом — мельчайшая частица элемента. Он, по выражению Б. М. Кедрова, «исходная химическая клеточка», «химическая единица».

Важнейшее значение для понимания качественного состава соединения имеют характеристики элементов, отражающие их со­стояние в соединениях: валентность, степень окисления, относи­тельная электроотрицателыюсть, потенциал ионизации и срод­ство к электрону. Две последние характеристики — предмет об­суждения на факультативных занятиях.

В систему знаний о составе необходимо ввести понятие о пере­менном составе веществ, так как отсутствие этого понятия ведет к ошибочному пониманию состава, структуры и формул многих реальных соединений — бертоллидов.

2. Подсистема (блок, модуль) понятий о строении (структуре) веществ,

где понятия раскрываются на трех уровнях химической организа­ции веществ: атомном, молекулярном, макромолекулярном.

Знания о строении веществ на атомном уровне представлены следующими понятиями: «группировка электронов и ядер в атом­ные частицы», «форма электронных облаков и их расположение в пространстве», «энергетические уровни атомов и их заполняемость электронами», «электронная конфигурация атомов и их периодическая изменяемость»,«спаренные и неспаренные электро­ны», «валентное состояние атомов и атомных частиц». Содержа­ние понятий о строении веществ на атомном уровне тесно смыка­ется с физическими знаниями.

Строение веществ на надатомном или молекулярном уровне их химической организации. Химическое связывание атомных частиц осуществляется в процессе их взаимодействия. Результатом его в соответствующих условиях является образование «молекуляр­ных» частиц (молекул, ионных пар, атомных и ионных комплек­сов и др.). Молекулы — это относительно замкнутые электронно-ядерные системы, а атомные и ионные комплексы — химические соединения с ненасыщенными на поверхности связями. Централь­ное понятие этого уровня — «химическая связь». Опору для его образования составляют понятия: «электронное строение атомов», «валентные электроны». Содержание основного понятия «химиче­ская связь» раскрывается с помощью видовых, подчиненных ему понятий: «электронная пара», «природа связи», «механизм», «тип связи», «ее характер или свойства», а также с помощью вспомога­тельных понятий — параметров: «энергия», «длина», «кратность связи», «направленность в пространстве» и др. Совокупность этих понятий вскрывает сущность строения молекул и «молекулярных частиц» (ионных пар, радикалов, атомных комплексов и др.). Объем понятия «химическая связь» составляют типы химических связей (ковалентная, ионная и др.) и виды связей, обусловленные характером перекрывания орбиталей (о- и л-связи, ординарные, двойные, тройные и пр.).