Обобщение в школьном курсе химии

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 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 разрешается 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.¹ 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 какого 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, клас-сификации, 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.¹ 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 внутри предметные 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 эксперименталь-ных 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 Л. А. Цветковым.¹

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.

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.¹

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 газовой промышленности в нашей стране, а также органического синтеза, материалы периодической печати, диафильмы обобщающего характера¹, 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 достигнутой. 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.

ЛИТЕРАТУРА

1. Потапов В. М., Чертков И. Н. Строение и свойства органических веществ. -- М.: Просвещение, 1972.

2. Савич Т. 3. Факультативный курс «Химия металлов» // Факультативные занятия по химии в средней школе. -- М.: Просвещение, 1971.

3. Сударкина А. А., Евсеева И. И., Орлова А. Н. Химия в сельском хозяй-стве. -- М.: Просвещение, 1981.

4. Сычев А. П., Фадеев Р. Н. Химия металлов. - М.: Просвещение, 1974.

5. Третьяков Ю. Д., Метлив Ю. Г. Основы общей химии. -- М.: Просвеще-ние, 1980.

6. Чертков И. Н. Изучение строения и свойств органических веществ. -- М.: Просвещение, 1972.

7. Эпштейн Д. А. Химия в промышленности. -- М.: Просвещение, 1973.

8. Эпштейн Д. А., Сакович Г. В., Князева Р. Н. Факультативные занятия по химии как средство формирования у учащихся средних общеобразовательных школ специальных способностей // Факультативные занятия по химии в средней школе. -- М.: Просвещение, 1971, с. 4--13.

9. Эпштейн Д. А., Хацннская Ю. Д., Каверина А. А. Изучение факультативного курса «Химия в промышленности». -- М.: Просвещение, 1976.