Методика формирования понятия "вещество" на пропедевтическом этапе обучения химии

Напоминание - это прием, в основе которого лежат действия учителя, направленные на привлечение необходимых для выполнения задания или ответа на вопрос знаний, которые учащихся получили на других уроках . Для этого в рассказе учителя были использованы различные образы или описания, показ материальных объектов, аналогии и др., уже знакомые учащимся.

Прием актуализации знаний понимается как создание учителем ситуации, способствующей выявлению учащимися связей между имеющимися у них знаниями и знаниями, необходимыми на данном уроке . Если ученик затрудняется, то учитель путем постановки наводящих вопросов помогает оперировать определенными фактами и понятиями, известными учащимся. Беседа проводилась таким образом, что для ответа на вопросы ученику надо не только вспомнить изученный материал (актуализировать его), но и найти новые связи между усвоенными знаниями, расширить их, сделать новые выводы. Например, при объяснении понятия агрегатного состояния, вначале с помощью вопросов актуализирует знания учащихся о газообразных, жидких и твердых веществах, ставит такие вопросы: какие вы знаете жидкости, газы, твердые вещества? Какими свойствами обладают кислород, вода, поваренная соль? Чем отличаются их свойства? В чем причина отличий в свойствах? Так постепенно учащиеся подводятся к выводу о зависимости свойств от расстояния между частицами. Данный вывод учащиеся формулируют сами. Таким образом, учитель в ходе беседы путем умело поставленных вопросов «заставляет» учащихся самих как бы открывать взаимосвязь между строением и свойствами. Такая работа доставляет им большее удовлетворение и стимулирует их познавательную активность.

При использовании приема актуализации знаний учитель постановкой вопросов побуждает учащихся применять имеющиеся знания, а в приеме напоминания необходимые знания учащихся привлекает сам учитель. Однако действия учителя не должны быть направлены только лишь на имеющиеся знания. Такой подход будет иметь формальный характер, так как не предполагает истинной преемственности знаний. Привлекая уже изученный материал, учитель обосновывает необходимость его использования, напоминает учащимся сущность этого материала, подчеркивает его важность в процессе объяснения того или иного явления или понятия.

Часто применяемым учителями приемом является прием конкретизации, который заключается в уточнении учителем знаний, имеющихся у учащихся, примерами, с привлечением нового, более сложного материала. Изучаемые законы, понятия прочнее усваиваются в том случае, если они конкретизируются примерами из других учебных дисциплин. При этом учащиеся сами или с помощью учителя должны увидеть эту взаимосвязь. Прием конкретизации применяется при формировании знаний об объектах (кислороде, воде, воздухе и др.) или фундаментальных понятиях (атом, молекула, агрегатное состояние, химическая связь, строение и т.д.), формирование которых происходит в несколько этапов, в процессе изучения нескольких предметов. Применение этого приема позволяет выявлять новые существенные признаки понятия, в результате чего возникает глубокое всестороннее знание о нем - происходит его обогащение.

Так, учащиеся в курсе природоведения при изучении темы «Воздух» знакомятся с его составной частью – кислородом: его значении для человека, свойствах, в том числе свойстве кислорода поддерживать горение. В дальнейшем с этим веществом учащиеся встречаются на уроках ботаники (при знакомстве с процессом фотосинтеза и дыхания растений), на уроках географии (при рассмотрении строения и значения атмосферы). Полученные сведения позволяют учащимся полнее характеризовать физические и химические свойства составных частей воздуха.

Прием конкретизации применялся и при изучении сведений о составе и строении веществ. Например, в начальной школе учащиеся получили некоторые знания о составе и строении: тела состоят из веществ, вещества из молекул, а молекулы из элементарных частиц (при этом само понятие «молекула» не определяется); есть вещества газообразные, жидкие и твердые. В дальнейшем (в 5 – 7 классах), происходит уточнение, конкретизация знаний, вводятся понятия атома и молекулы, представление о том, что молекулы состоят из атомов, и что между частицами существуют силы взаимодействия. Устанавливаются причины отличий в физических свойствах веществ, находящихся в разных и одинаковых агрегатных состояниях и т.д. Учащиеся получают сведения о том, что существуют атомы разных видов (химические элементы), поэтому вещества могут быть образованы как одинаковыми атомами (простые вещества), так и разными атомами (сложные вещества). Итогом применения этого приема конкретизации становится формирование первоначального уровня понятий о составе и строении веществ и понимание зависимости свойств веществ от этих элементов.

Особенностью использования приема конкретизации при изучении теоретических положений химической науки является вектор вопросов учителя. Для более полного использования имеющихся у учащихся знаний учителям было рекомендовано спрашивать не только о сведениях, изучаемых на других уроках, но и опираться на кругозор (информационное поле) и мыслительный потенциал ребенка, т.е. на общий уровень развития у учащихся мыслительных способностей, приемов познавательной деятельности. В первую очередь это связано с абстрактным характером рассматриваемого материала: учащимся для ответа на вопросы необходимо было подключить воображение, первичные навыки моделирования, логическое мышление, которое они могли почерпнуть не только в рамках изучения школьных предметов. При объяснении материала абстрактного или трудно иллюстрируемого экспериментом характера, учителям было рекомендовано максимально использовать наглядно-иллюстративные средства, в том числе шаростержневые модели, модели кристаллических решеток, современные технические возможности, в том числе видеофрагменты и компьютерные программы. Все эти способы изложения информации, позволяют учащемуся получать ее по наиболее удобному для него каналу: звук (речь учителя и голос ведущего), изображение, непосредственная работа с моделями. Формулируемые после объяснения вопросы должны отвечать цели конкретизации услышанного: их логическая последовательность, постепенное усложнение, уточняющий характер направляют учащихся к желаемому результату - ответу.

Целью переноса имеющихся теоретических знаний и практических умений в новую ситуацию является осуществление преемственных связей. Речь может идти не только о знаниях и навыках, полученных при обучении в школе, но и приобретенных в повседневной жизни.

Вариантов применения этого приема переноса знаний может быть в основном четыре.

Первый вариант предполагает перенос имеющихся теоретических знаний в новую ситуацию. Этот вариант целесообразно осуществлять после использования приемов напоминания или актуализации. Напомнив о существовании веществ в трех агрегатных состояниях, учитель предлагает учащимся ответить на вопрос и аргументировать свой ответ: являются ли лед, пар и жидкая вода разными веществами? Предлагается привести примеры подобных переходов для других веществ и дать объяснения.

Второй вариант предполагает, что учащиеся должны использовать сформированные ранее практические умения в новых условиях. Речь может идти о рассмотрении известных учащимся сведений о свойствах на примерах других веществ. Например, задание может быть следующим: экспериментально подтвердите, что морская вода является смесью веществ. Для выполнения задания учащиеся опираются на знания о способности воды при незначительном нагревании переходить в газообразное состояние (испаряться) и отсутствии такой способности у соли.

В третьем случае, оттолкнувшись от результатов проведенного эксперимента (практических умений), учитель путем вспомогательных вопросов подводит учащихся к выводу новых для них закономерностей. В результате опыта по разложению пероксида водорода, продемонстрированного учителем, учащиеся приходят к выводу о том, что это вещество является сложным, и что при разложении сложных веществ могут образовываться как простые, так и сложные вещества.

Четвертый вариант предполагает подтверждение известных учащимся сведений или изложенных учителем фактов в ходе проведения опыта. Например, выполнявшийся в начальной школе опыт с растворением веществ (сахара или соли), но проведенный с использованием другого вещества (перманганата калия), позволяет учащимся на основе собственных наблюдений практически самостоятельно подойти к выводу о существовании невидимых частиц, за счет которых и происходит окрашивание раствора.

Предложенная последовательность введения приемов объясняется логикой процесса мышления, а также необходимостью постепенного усложнения действий, осуществляемых учащимися.

Введение приема в практическую деятельность осуществлялось учителями в две стадии.

На первой стадии, в ходе приема «напоминание», активная позиция принадлежит учителю: он напоминает, он приводит примеры, показывает модели и т.п. Учащиеся вспоминают и на репродуктивном уровне воспроизводят. В ходе приема «актуализация» учитель помогает учащимся осознать наличие у них необходимых знаний для ответа на вопросы или выполнения заданий.

Вторая стадия начинается с приема «конкретизация». В этом приеме, (как и в первом приеме на первой стадии) активная роль принадлежит учителю: он уточняет и углубляет знания, но для этого уже привлекает новый, не знакомый учащимся материал. Само название следующего приема указывает на то, что учащиеся применяют свои знания в незнакомой ситуации, что требует от них перехода на более высокий – творческий уровень мышления.

Таким образом, формирование у учащихся систематических и системных знаний о веществе не может произойти спонтанно, а требует направленной на это деятельности учителя. Для этого в рамках предлагаемой методики при изложении логически выстроенного нового материала учителям предлагалось использовать комплекс методов обучения и приемов работы, направленных на применение имеющихся у учащихся знаний о природе. Такой подход к преподаванию позволял помочь учащимся установить логические связи между изученными явлениями и понятиями, выявить общее и специфическое в них, органически объединить имеющиеся знания с новыми, применить сформированные понятия и полученные навыки в новой ситуации, организовать их закрепление.

Глава 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ ПО ТЕМЕ «ВЕЩЕСТВО»

2.1 Химический элемент и простое вещество

Оборудование. Мультимедийный проектор.

Домашнее задание к уроку. Представления об атомах и элементах у различных ученых (готовится в виде кратких сообщений, желательно с цитатами из работ авторов).

На предыдущем уроке при объяснении домашнего задания было показано несколько слайдов.

ХОД УРОКА

«Распространеннейшие в природе простые тела имеют малый атомный вес, а все элементы с малым атомным весом характеризуются резкостью свойств. Они поэтому суть типичные элементы».

Д.И.Менделеев

Учитель. Первые представления об элементах мы находим уже в греческой науке, но тогда под элементами подразумевались невесовые и невещественные категории. Аристотель рассматривал четыре элемента – землю, воздух, огонь и воду. В средние века алхимики прибавили к ним еще ртуть, серу и соль. Однако только немногие алхимики понимали термин «элемент» в философском смысле Аристотеля. Ошибка была в том, что понятие «элемент» смешивали с понятием «вещество» того же наименования. Подобное часто происходит и у начинающих изучать химию. Таким образом, сформировалась мысль о вещественности элементов, из комбинаций которых состоят разные вещества. Потом появилась мысль о возможности взаимного превращения веществ, например металлов в золото. Неудачи таких попыток постепенно привели алхимиков к мысли, что вещества, не разлагаемые физическими и химическими методами, являются действительно химическими элементами, из которых построены сложные вещества.

1-й ученик. Такую мысль в XVII в. высказывал Р.Бойль. Бойль стремился определить индивидуальность элементов, изучая специфические свойства тел, которые они образуют (реакции осаждения, цветные реакции).

2-й ученик. В XVIII в. эту мысль развил А.Лавуазье.

3-й ученик. Д.Дальтон считал, что все атомы одного химического элемента тождественны между собой. (Он ввел знаки химических элементов.) «Я, – писал Дальтон, – избрал слово атом для обозначения... первичных частиц... потому, что это слово кажется мне значительно более выразительным; оно включает в себя представление о неделимости, чего нет в других обозначениях». Иллюстрируя свое понимание атома, Дальтон приводил такой пример: «…я называю первичную частицу угольной кислоты сложным атомом. Однако, хотя этот атом и может быть разделен, но, распадаясь при таком делении на уголь и кислоту, он перестает уже быть угольной кислотой».

Учитель. Постепенно список «элементов» как результат многовекового опыта по разложению веществ увеличивался, но в этом списке наряду с вещественными сохранялись и невещественные «элементы» – кислород, азот, сера, едкий натр, светород, теплород.

4-й ученик. Первым методом открытия новых «элементов» был анализ минералов, причем критерием нового «элемента» было выделение вещества с новыми реакциями, а затем и самого простого вещества. Иногда промежуток времени между этими этапами составлял десятки лет. Так, фтор в виде соединений был открыт А.М.Ампером в 1810 г., но впервые выделен в виде простого вещества только в 1886 г. А.Муассаном. Это объяснялось также тем, что, с одной стороны, некоторые соединения долгое время принимали за «элементы» (оксиды щелочных металлов), с другой стороны, некоторые простые вещества считали оксидами неизвестных «элементов» (хлор – оксидом «мурия»). Большое количество элементов было открыто путем химического анализа. После введения в химическую практику новых физических методов с помощью электрического тока были выделены калий, натрий и кальций. При помощи спектрального анализа были открыты рубидий и цезий.

5-й ученик. Немецкий ученый Август Кекуле обратился к своему коллеге Карлу Венцелю с предложением организовать международный конгресс для достижения единства в химии и разрешения спорных проблем. Венцелю идея понравилась, и он взял на себя обязанности организатора и устроителя конгресса. К этому был привлечен также Адольф Вюрц, согласившийся вести заседания и быть секретарем. В марте 1860 г. они собрались в Париже и отпечатали обращение ко всем выдающимся химикам. 45 ученых подписали это обращение, среди них значатся известные русские химики Н.Н.Бекетов, Н.Н.Соколов и Н.Н.Зинин.

6-й ученик. Конгресс открылся 3 сентября 1860 г. в Карлсруэ, где Венцель преподавал в Политехническом институте. Участникам конгресса предстояло сделать выбор по тем вопросам, которые имели жизненно важное значение для развития химии в целом. В сущности, речь шла о том, быть ли химии на старых позициях или принять воззрения А.Авогадро и Ш.Ф.Жерара, открывавшие перед ней новые перспективы.

Сторонником первой точки зрения был французский академик, прославленный ученый Ж.Дюма. «Дюма… – писал Д.И.Менделеев, принимавший участие в конгрессе, – старался поставить пропасть между старым и новым, искусственно уладить дело об обозначениях, предлагая в неорганической химии оставить старое обозначение, а в органической – принять новые... При этом Дюма прекрасно характеризовал оба существующие направления. Одно, говорил он, представляет ясное последование за Лавуазье, Дальтоном и Берцелиусом. Исходная точка для ученых этого образа мыслей есть атом, неделимое простое тело; все прочее есть сумма атомов, величина, производная от первой. Другая партия идет по пути… Жерара; она берет готовые тела и сравнивает их; она берет частицы тела, отыскивает изменения и сличает их физические свойства. Первая партия все сделала для минеральной химии, в органической она до сих пор бессильна, потому что здесь химия еще немного может создать из элементов. Вторая партия, несомненно, сильно двинувшая органическую химию, ничего не сделала для минеральной». Дюма, свидетельствует далее Менделеев, призывал и тех и других идти своей дорогой.

7-й ученик. Сторонником другой точки зрения был Станислао Канниццаро. Его речь потрясла слушателей. «Я не могу… передать того воодушевления, той здравой энергии, вполне сложившегося убеждения, которые так могущественно действовали на слушателей», – отзывался о речи Канниццаро Менделеев. На конгрессе Канниццаро раздал оттиски своей книги «Краткое изложение курса химической философии». Читатели были поражены четкостью изложения, убедительностью, с которой устранялись разногласия, и открывавшимися в связи с этим перспективами развития экспериментальной науки. «Я читал книгу неоднократно и был поражен ясностью, с какой она освещала важнейшие спорные вопросы, – писал тогда известный химик Лотар Мейер. – С моих глаз как бы спала пелена, исчезли сомнения, и вместо них возникло чувство самой спокойной уверенности».

Гипотезу Авогадро Канниццаро назвал краеугольным камнем развития атомной теории Дальтона, которая, основываясь только на весовых и объемных соотношениях, становилась непригодной для экспериментальных исследований. Не надо удивляться, утверждал он, необходимости в гипотезе Авогадро для понимания законов. Именно неприятие идей Авогадро и привело к неудачам многих химиков и даже такого прославленного ученого, как Берцелиус.

Канниццаро c огромным воодушевлением произнес свою речь, и члены конгресса, несмотря на те несогласия, которые были между ними до этого, встретили ее почти единодушным одобрением. Когда предложили резолюцию, в которой характеризовалось различие понятий частицы (молекулы) и атома, то все проголосовали «за». Лишь одна чья-то рука робко поднялась при вопросе «кто против?», но и она тут же опустилась.

Страницы: 1, 2, 3