МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ (МИИГАИК) Аннотация рабочей программы дисциплины Концепции современного естествознания МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ (МИИГАИК) Аннотация рабочей программы дисциплины Концепции современного естествознания
2 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ. Концепций современного естествознания (КСЕ) является обязательным компонентом в подготовке бакалавров и специалистов по гуманитарным направлениям. Это принципиально новая
Мансуров А. Н. Мансуров Н.А. Методические рекомендации к УМК «Физика 10,11» Мансурова А.Н., Мансурова Н.А. при изучении физики в классах средней школы с гуманитарным и социально- экономическим профилем
1. Пояснительная записка 1.1. Требования к студентам Требования к «входным» знаниям и умениям студента, необходимым для изучения дисциплины «Физика и естествознание. Часть 2»: - владение знаниями по физике,
I.Пояснительная записка: Рабочая программа составлена на уровне основного общего образования по ФКГОС-2004, на основе примерной программы основного общего образования по физике VII-IX классы, авторской
Атомы. Вещества. Реакции ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОЕНИИ АТОМА Понятие «атом» пришло к нам из античности, но первоначальный смысл, который вкладывали в это понятие древние греки, совершенно изменился. В переводе
Лекция 4 Динамика материальной точки. Понятие о силе и ее измерении. Силы в природе. Фундаментальные взаимодействия. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета (ИСО). Второй закон Ньютона. Масса
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИФИ» УТВЕРЖДАЮ
Рабочая программа учебного предмета «Физика» 11 класс Приложение 28 Пояснительная записка Рабочая программа учебного предмета «Физика. 11 класс» составлена в соответствии с Примерной программой основного
Федеральное агентство по образованию Пермский государственный университет Физический факультет Форма обучения очная УЧЕБНЫЙ ПЛАН 3558 Направление 222900.62 Нанотехнологии и микросистемная техника профиль
БАЗОВЫЙ УРОВЕНЬ НАУЧИТСЯ Приводить примеры роли естествознания в формировании научного мировоззрения на основе эволюции естественнонаучной картины мира (физическая, механическая, электродинамическая, квантово-полевая),
Аннотация к рабочим программам по физике 7-9 класс (основное общее образование) Физика как наука о наиболее общих законах природы, выступая в качестве учебного предмета в школе, вносит существенный вклад
Поурочное планирование 10 класс 1 Физика и методы научного познания природы Введение 1 ч Физика как наука. Научные методы познания окружающего мира и их отличия от других методов познания. Роль эксперимента
Информационноизмерительная техника (дневная 5 лет, заочная 6 лет) Информационноизмерительная техника в ах управления Инженер-электроник Производство (проектирование, изготовление и испытания) средств информационноизмерительной,
2.Пояснительная записка. Программа соответствует Федеральному компоненту государственного стандарта основного общего образования по физике (приказ Минобразования России от 05.03.2004 1089 «Об утверждении
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
Астрономия в зеркале школьных предметов Серия лекций-семинаров с элементами дискуссии Ковалева Дана Александровна, к.ф.-м.н., с.н.с. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт астрономии
Содержание программы. Пояснительная записка 2. Общая характеристика курса 3. Место предмета в учебном плане. 4. Результаты освоения курса... 5. Содержание учебного предмета 6. Тематическое планирование
ПОУРОЧНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ 10 КЛАСС РАЗДЕЛ 1. МЕХАНИКА (42 ч) ТЕМА 1. Основы кинематики (13 ч) Урок 1/1 Введение Урок 2/2 Механическое движение. Система отсчета. Материальная точка Урок 3/3 Траектория. Путь.
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московской области "Университет "Дубна" Кафедра ядерной физики Утверждаю План одобрен
УРОВЕНЬ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ ПОДГОТОВКА КАДРОВ ВЫСШЕЙ КВАЛИФИКАЦИИ АННОТАЦИИ РАБОЧИХ ПРОГРАММ ДИСЦИПЛИН НАПРАВЛЕНИЕ ПОДГОТОВКИ: 04.06.01 ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ): ИССЛЕДОВАТЕЛЬ. ПРЕПОДАВАТЕЛЬ-ИССЛЕДОВАТЕЛЬ
docplayer.ru
Министерство общего и профессионального образования Ростовской области
ТАГАНРОГСКИЙ ФИЛИАЛ
Государственного бюджетного профессионального
Образовательного учреждения Ростовской области
«ДОНСКОЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»
(ТФ ГБПОУ РО «ДСК»)
ХИМИЯ
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
Для специальностей технического профиля
Таганрог
ББК 74.262.4
Р 93
Рассмотрено и рекомендовано к изданию в качестве учебного пособия по дисциплине «Химия» на заседаниях цикловой методической комиссии общеобразовательных и социально-гуманитарных дисциплин (протокол от 30.08.2016 г. № 01) и методического совета колледжа (протокол от 31.08.2016 г. № 01)
Рецензенты:
НИКОЛЕНКОВА Марина Владленовна, преподаватель химии МОБУ СОШ №26
ЕРМОЛОВА Елена Викторовна, преподаватель ТФ ГБПОУ РО «ДСК»
Рыбалкина И.Н.
Р 93
Химия [Текст]: конспект лекций по дисциплине для студентов СПО специальностей технического профиля / И.Н.Рыбалкина.- Таганрог: ТФ ГБПОУ РО «ДСК», 2016 – 120 [3] с.
Конспект лекций составлен в помощь обучающимся СПО специальностей технического и социально-экономического профилей, для освоения теоретического курса Химии. Данное методическое пособие предназначено для аудиторного и самостоятельного изучения обучающимися по очной форме обучения.
Конспект лекций разработан в соответствии с требованиями примерной и рабочей программы для студентов среднего профессионального образования по специальностям технического профиля.
ББК 74.262.4
| Зарегистрировано в качестве учебного пособия в методическом кабинете ТФ ГБПОУ РО «ДСК» под № 616 от 30.08.2016 г. | ©, ТФ ГБПОУ РО «ДСК», 2016 © , Рыбалкина И.Н., 2016 |
Содержание
Введение. 4
Раздел 1. Общая и неорганическая химия. 9
Тема 1.1 Основные понятия и законы химии. 9
Тема.1.2: Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева и строение атома 13
Тема.1.3: Строение вещества. 17
Тема.1.4: Вода. Растворы. Электролитическая диссоциация. 26
Тема. 1.5: Классификация неорганических соединений и их свойств. 30
Тема. 1.6: Химические реакции. 35
Тема. 1.7: Металлы и неметаллы.. 39
Раздел 2. Органическая химия. 49
Тема. 2.1: Основные понятия органической химии и теория строения органических соединений. 49
Тема. 2.2: Углеводороды и их природные источники. 55
Тема. 2.3: Кислородсодержащие органические соединения. 72
Тема. 2.4: Азотсодержащие органические соединения. Полимеры.. 104
Список литературы: 120
Введение
Перечень изучаемых вопросов:
1.Научные методы познания веществ и химических явлений.
2. Роль эксперимента и теории в химии. 3.Моделирование химических процессов
1. Научные методы познания веществ и химических явлений.
Химия – одна из фундаментальных естественных наук, знание которой необходимо для плодотворной творческой современного инженера любой специальности. Качество химических знаний приобретает особо важное значение в связи с необходимостью уменьшения энергозатрат, использования новых материалов и повышения надежности современной техники. Понимание химических законов помогает инженеру в решении экологических проблем. Изучение химии является частью задачи по формированию мировоззрения инженера и Человека.
Основной закон природы – закон вечности материи и ее движения. Химия изучает материальный мир и химическую форму движения материи.
Что же есть материя?
«Материя – есть философская категория для обозначения объективной реальности, которая дана человеку в ощущениях, которая копируется, фотографируется, отображается нашими ощущениями, существуя независимо от них». (В. И. Ленин). Материя первична, а сознание вторично. Движение – основная форма существования материи. Условно различают следующие формы движения материи:
– механическая – физическая – химическая – биологическая
Однако, здесь следует отметить, что существует и другой подход: сознание первично, материя вторична. Возможно, что мы живем в исторический момент смены научной парадигмы. Более высокую по своей организации форму нельзя свести к более низкой, например физическую к химической.
Известны две формы существования материи: вещество и поле. Вещество – материальное образование, состоящее из материальных частиц, имеющих собственную массу. Поле – материальная среда, в которой осуществляется взаимодействие частиц.
Химия изучает первую форму существования материи – вещество. Химия – наука о превращении веществ. Изучает состав и строение веществ, зависимость свойств веществ от их состава, строение и пути превращения одних веществ в другие. Явления, при которых из одних веществ образуются другие, называются химическими.
В развитии химии можно условно выделить следующие периоды:
I . Донаучная химия 1. Древняя атомистика (Левкипп, Демокрит) 2. Практическая и ремесленная химия 3. Алхимия. Открыто много новых веществ (в поисках «философского» камня) и методов очистки.
II . XVI век 1. Иатрохимия (врачебная химия) Парацельс, Агрикола 2. Теория «Флогистона» 1700 г. (Шталь) – особого вещества, удаляющегося при горении из соединений. 3. Аналитическая и пневматическая химия. Р. Бойль (XVII в.). 4. Химическая атомистика – (Дальтон, Бойль, Блэк, Пристли, Лавуазье).
III . Химическая революция 1748 г . – начало химии как науки . 1. Атомно-молекулярное учение М.В. Ломоносова. 2. Периодический закон и периодическая система элементов (1896 г.) Д.И. Менделеев.
Открытие сильные минеральных кислот было самым важным достижением химии после успешного получения железа из руды примерно за 3000 лет до того. Используя сильные минеральные кислоты, европейские химики смогли осуществить многое новые реакции и смогли растворить такие вещества, которые древние греки и арабы считали нерастворимыми (у греков и арабов самой сильной кислотой была уксусная).
Если бы золото перестало быть редким металлом, оно известно бы обесценивалось. Но, увы, такова человеческая природа – открытие минеральных кислот не произвело впечатления, а поиски золота продолжались.
Шло время, и алхимия после многообещающего начала стала вырождаться в третий раз (первый раз у греков, второй – у арабов). Поиск золота стал делом многих мошенников, хотя и великие ученые даже в просвещенном XVII в. (например, Бойль и Ньютон) не смогли устоять от соблазна попытаться добиться успеха на этом поприще.
В этом же «веке открытий» немецкий изобретатель Иоганн Гуттенберг (ок. 1397-1468) изобрел первый печатный станок с подвижными литерами, собирая которые в текст можно было напечатать любую книгу. Впервые в истории стало возможным выпускать дешевые книги и в достаточном количестве. Одной из первых была напечатана поэма Лукреция, благодаря которой в Европе широко распространилось атомистическое учение. С изобретением книгопечатания непопулярные взгляды не исчезли только потому, что никто не хотел взять на себя труд по переписке таких книг.
Бауэр, более известный под именем Агриколы (что в переводе с латинского означает «крестьянин»), интересовался миименем Парацельс, т.е. «превосходящий Цельса». Цельс – древнеримский ученый, писавший о медицине. Его труды незадолго до того напечатанные, оказались (благодаря Парацельсу) предметом чрезмерного и необоснованного поклонения.
Парацельс, как и Авиценна, считал, что основная задача алхимии – не поиски путей получения золота, а изготовление лекарственных средств. До Парацельса в качестве таковых использовались преимущественно растительные препараты, но Парацельс сам не верил в эффективность лекарственных средств, приготовленных из минералов. Несмотря на свое негативное отношение к идее трансмутации, Парацельс был алхимиком старой школы. Он принимал древнегреческое учение о четырех элементах-стихиях и учение арабов о трех элементах - принципах (ртуть, сера и соль), искал эликсир жизни (и даже утверждал, что нашел его). Парацельс был уверен, что он открыл металлический цинк.
Немецкий врач алхимик Андрей Либау (ок. 1540-1616), известный под латинизированным именем Либавна, опубликовал в 1597 г. «Алхимию» – первый в истории учебник химии.
Либавий первым описал приготовление соляной кислоты, тетрахлорила олова, сульфата аммония и «царской водки» (aqua regia) – смеси азотной и соляной кислот, получившей свое название из-за способности растворять золото. Либавий считал, что минеральные вещества можно опознать по форме кристаллов, полученных после испарения раствора. Тем не менее он был уверен, что превращение металлов в золото возможно и открытие способа изготовления золота явится венцом химической науки, хотя и он соглашался с Парацельсом в том, что основная задача алхимии – служить медицине.
В XVII в. значение алхимии неуклонно уменьшалось, а в XVIII в. она постепенно стала тем, что мы сегодня называем химией. Химическая наука в определенном отношении все-таки отставала от других областей знания. Значение количественных изменений и необходимость математической обработки данных были уяснены еще в древние времена.
Итальянский ученый Галилео Галилей (1561-1642), изучавший в 90-х годах XVI в. падение тел, первым показал необходимость тщательных изменений и математической обработки данных физического эксперимента. Результаты его работ почти столетие спустя привели в важным выводам английского ученого Исаака Ньютона (1642-1727).
В химии переход от простого качественного описания к тщательному количественному измерению был осуществлен лишь столетие спустя, после открытий Ньютона. Ньютон оставался приверженцем алхимии и страстно искал рецепт превращения металла в золото.
Количественные методы Галилея и Ньютона очень трудно приложить к химии. Ведь для этого необходимо результаты химических опытов представить таким образом, чтобы из можно было подвергнуть математической обработке. В своей работе фламандский врач Ян Баптист Ван Гельмонт (1579-1644) выращивал дерево в заранее отмеренном количестве почвы, куда систематически добавлял воду, в систематически тщательно взвешивал дерево, применял измерение и в химии, и в биологии.
Торричелли доказал, что воздух может поддерживать столбик ртути выстой в 28 дюймов. Так был изобретен барометр. После этого открытия газы стали казаться менее загадочными. Как выяснилось, подобно жидкостям и твердым веществам, они имеют вес и от жидкостей и твердых веществ отличаются главным образом гораздо меньшей плотностью.
Немецкий физик Отто фон Герике (1602-1686) убедительно доказал, что атмосферный воздух имеет вес. Герике изобрел воздушный насос, при помощи которого воздух выкачивали из сосуда, так что давление воздуха снаружи сосуда становилось больше, чем внутри.
Ирландский химик Роберт Бойль (1627-1691) обнаружил, что объем данной массы воздуха обратно пропорционален давлению.
Французский химик Эдм Мариотт (1630-1684), независимо от Бойля открывший этот закон в 1676 г., особо подчеркивал, что такая зависимость объема от давления наблюдается только при постоянной температуре. По этой причине закон Бойля в континентальной Европе часто называют законом Мариотта. В отличие от твердых веществ и жидкостей воздух, как наблюдали еще в древности, а Бойль в свое время наглядно доказал, легко сжимается. Объяснить это можно, только приняв, что воздух состоит из мельчайших атомов, разделенных пустым пространством. Сжатие воздуха пустого пространства между ними.
Роль эксперимента и теории в химии. Моделирование химических процессов
Прежде чем приступить к любой работе и получить определённый результат, человек выбирает наиболее эффективные и доступные способы и приёмы выполнения её, инструмент и приспособления, которые можно использовать для этого, операции, которые необходимо совершить.
Совокупность приёмов и операций практического и теоретического освоения действительности и определяет понятие «метод».Ф. Бэкон сравнивал правильный научный метод со светильником, освещающим путнику дорогу в темноте.
Метод- это совокупность приемов или операций практической или теоретической деятельности.
Рассмотрим научные методы познания химии, т.е. методы познания, которые используются для изучения веществ и химических явлений.
Различают 2 уровня научного познания: эмпирический (т.е. знания, полученные в результате опыта, опытного знания) и теоретический(познание сущности явлений, их внутренних связей).
megalektsii.ru
Разработка урока в 9 классе по теме " Научные методы познания веществ и химических явлений. Роль эксперимента и теории в химии».
Цель урока: сформулировать понятие «метод». Рассмотреть два уровня научного познания: эмпирический и теоретический.
Урок проводится в форме лекции.
Прежде чем приступить к любой работе и получить определённый результат, человек выбирает наиболее эффективные и доступные способы и приёмы выполнения её, инструмент и приспособления, которые можно использовать для этого, операции, которые необходимо совершить.
Совокупность приёмов и операций практического и теоретического освоения действительности и определяет понятие «метод».
Рассмотрим научные методы познания химии, т.е. методы познания, которые используются для изучения веществ и химических явлений.
Различают 2 уровня научного познания: эмпирический и теоретический.
Методы эмпирического уровня познания
Эмпирический уровень - характеризуется исследованием реально существующих объектов. На этом уровне происходит процесс накопления информации об этих объектах с помощью следующих методов: наблюдение, измерение, постановка экспериментов.
В это же время осуществляется первичная систематизация получаемых фактических данных в виде описания, таблиц, схем, графиков и т.д.
Познакомимся с каждым из этих методов отдельно.
Наблюдение - это первоначальный метод эмпирического познания, позволяющий получить первичную информацию об объекте изучения.
Наблюдение является целенаправленным, планомерным, активным методом научного познания: оно ведётся для решения заранее поставленных задач, строго по составленному исследователем плану, согласованному с поставленными задачами и сопровождается активными действиями исследователя. Результаты научных наблюдений фиксируются в виде описания признаков наблюдаемого объекта, таблиц, схем и т.д. Всё это является базисом науки, опираясь на который учёные создают эмпирические обобщения, сравнивают изучаемые объекты по тем или иным признакам, проводят классификацию, выявляют закономерности.
Наблюдения могут быть непосредственными, воспринимаемыми органами чувств человека, и опосредованными, которые проводятся с использованием технических средств наблюдения: микроскопов, телескопов и др.
В процессе наблюдения могут совершаться открытия новых явлений, позволяющих обосновать какую-либо научную гипотезу или подтвердить какое-либо положение известной теории.
Из всего сказанного следует, что наблюдение является важнейшим методом научного познания, позволяющим собрать обширную информацию об окружающем мире.
Эксперимент - более сложный метод эмпирического познания по сравнению с наблюдением. Он отличается от метода наблюдения тем, что в ходе эксперимента исследователь может изменять условия (давление, температуру, напряжение и т.д.), устранять побочные факторы, затрудняющие процесс исследования. Эксперимент может повторяться несколько раз для получения наиболее достоверных результатов.
Условия научного эксперимента: целенаправленность, наличие базы в виде исходных теоретических положений, наличие плана проведения эксперимента, наличие технических средств, наличие специалистов необходимого уровня квалификации.
В зависимости от характера поставленных задач, решаемых в ходе эксперимента, последние подразделяются на исследовательские и проверочные.
Исследовательские эксперименты направлены на обнаружение новых, неизвестных науке свойств изучаемого объекта. Результатом такого эксперимента могут быть выводы, изменяющие представления об этом объекте.
Проверочные эксперименты служат для проверки или подтверждения тех или иных теоретических положений.
Следующий эмпирический метод познания - измерение.
Измерение - это процесс определения количественных значений свойств изучаемого объекта с помощью специальных технических устройств.
Измерения бывают прямые и косвенные.
Прямые измерения - это такие измерения, при которых значение измеряемой величины выдаётся непосредственно измерительным прибором.
При косвенном измерении искомое значение величины определяют по известной математической зависимости (по формуле), используя для этого данные, полученные при прямых измерениях.
В процессе измерения не всегда требуется участие человека. Измерение может быть включено в работу автоматической информационно-измерительной системы, которая строится на базе электронно-вычислительной техники.
Методы теоретического уровня познания
Идеализация - представляет собой мысленное внесение определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с целями исследований. В результате таких изменений могут быть исключены из рассмотрения какие-то свойства, признаки, стороны объектов. Например, в механике идеализация материальной точки как тела, лишенного размеров и массы. Такой прием удобен при описании движения, в том числе атомов и молекул.
Идеализация используется тогда, когда реальные объекты достаточно сложны для имеющихся средств математического анализа, когда некоторые свойства затемняют существо протекающих в объекте процессов.
Роль идеализации как метода научного познания заключается в том, что получаемые на его основе теоретические положения, можно использовать для исследования реальных объектов или явлений.
Формализация - заключается в использовании специальной символики, позволяет отвлечься от изучения реальных объектов и оперировать вместо этого символами (знаками). Достоинством формализации является возможность проведения исследований без обращения к какому-либо объекту, кроме этого обеспечивается краткость и четкость записи научной информации.
Методы, применяемые на эмпирическом и теоретическом уровнях познания
Анализ и синтез.
Под анализом понимают разделение объекта (мысленно или реально) на составные части с целью изучения их по отдельности.
Под синтезом понимают соединение составных частей объекта (мысленно или реально) с целью изучения его как единого целого. Для изучения объекта как единого целого необходимо рассматривать его составные части в совокупности, в единстве. В процессе синтеза производится соединение воедино составных частей изучаемого объекта. Анализ и синтез успешно используются в сфере мыслительной деятельности человека, т.е. в теоретическом познании.
Моделирование - основано на изучении моделированного объекта. Модель строится по подобию оригинала, на ней воспроизводят, свойственные оригиналу процессы и полученные сведения переносятся на моделируемый объект - оригинал.
Различают несколько видов моделирования:
Мысленное. К нему относятся самые различные мыслительные представления в форме тех или иных воображаемых моделей.
Физическое. Оно характеризуется физическим подобием между моделью и оригиналом.
Символическое - связано с построением графиков, схем.
Численное моделирование на ЭВМ.
Моделирование как метод познания бывает единственно необходимым для исследования некоторых явлений.
Таким образом, все названные методы научного познания являются важными и необходимыми для познания окружающего мира.
botana.cc
Экспериментальный метод, его значение в химии.
Если мысленно проследить исторический путь химической науки, то можно убедиться, что в ее развитии огромная роль принадлежит эксперименту. Все значимые теоретические открытия в химии являются результатом обобщения большого числа экспериментальных фактов. Познание природы веществ достигается с помощью эксперимента, он помогает раскрывать взаимосвязи и взаимозависимости между ними.
Эксперимент имеет очень важное значение в химической науке. Формирование представлений и понятий о веществах и их превращениях в химии, а на основе этого и теоретических обобщений невозможно без конкретного наблюдения за этими веществами без химического эксперимента. В то же время для объяснения сущности наблюдаемых химических явлений и процессов, протекающих в ходе выполнения химического эксперимента, требуется глубокое знание законов и теорий.
Химический эксперимент следует рассматривать как процесс, включающий в себя две активно действующие стороны – преподаватель и ученик. В этой связи химический эксперимент в ходе обучения можно рассматривать как творческую деятельность преподавателя, направленную на «вооружение» учеников определенной системой знаний, умений и навыков, и как познавательную деятельность учащихся, направленную на овладение системой знаний, умений и навыков. В первом случае ученик выступает как объект, на который воздействуют, во втором – как субъект, связывающий оба вида деятельности. Только так ученик в состоянии проникнуть в суть химических явлений и процессов, освоить их на уровне общих закономерностей, ведущих идей и теорий и использовать полученные знания для дальнейшего познания предмета химии.
Вопросы химического эксперимента рассмотрены в ряде работ по методике обучения химии. Но в них в большинстве случаев обращается внимание на технику постановки опытов и значительно реже на методику их использования на уроках. Никаких специальных пособий, посвященных отдельно методике химического эксперимента, не имеется. Отсюда основная идея данного пособия – показать методику химического эксперимента в качестве целостной системы и определить ее значение в процессе обучения и воспитания на уроках химии и во внеклассной работе. С указанной позиции методика рассматривается как составная часть химического эксперимента, которая будет способствовать повышению научно-методической подготовки преподавателей химии, а реализация ее рекомендации поможет активизировать учащихся в процессе обучения химии.
Внутренняя взаимосвязь деятельности преподавателя и учащихся в процессе химического эксперимента позволит организовать процесс познания химии не на уровне описательного ознакомления с явлениями и процессами, а на уровне овладения их сущностью, объяснения причинно-следственных связей между ними с позиций современной химической науки.
В методическом пособии нет разработок всех уроков по темам, а приводятся лишь общие рекомендации, которые могут быть полезны преподавателю при подготовке и проведении химического эксперимента на уроках с учетом содержания учебного материала и целей обучения.
Начинающий преподаватель в своей работе может воспользоваться рекомендациями из данного пособия для успешного овладения методикой химического эксперимента. Опытный преподаватель, сопоставляя свой опыт работы с предложенной методикой и проявляя творческий подход, может продумать и усовершенствовать методику постановки химического эксперимента на своих уроках.
Глава I.
Химический эксперимент
в процессе обучения химии
§ 1.1. Химический эксперимент
как источник познания и средство воспитания
При изучении химии важную роль играет химический эксперимент – составная часть учебного процесса.
Экспериментальный характер химии проявляется прежде всего в том, что каждое научное понятие должно логически вытекать из поставленной задачи и обосновываться практически. Познание начинается с ощущения и восприятия конкретных предметов, явлений, процессов, фактов и переходит затем к обобщению и абстрагированию. Химическое понятие – это обобщенные знания о существенных признаках химических явлений и процессов, которые формируются на основе их восприятия. Их анализ дает возможность найти существенные, присущие им всем черты и на этой основе установить химические закономерности. Используя различные виды химического эксперимента, преподаватель учит конкретизировать теоретические знания, находить общее в единичном, конкретном. Химический эксперимент помогает учащимся наполнить усваиваемые ими химические понятия живым, конкретным содержанием, увидеть в отдельных фактах общие закономерности.
Химический эксперимент способствует развитию самостоятельности, повышает интерес к химии, т. к. в процессе его выполнения учащиеся убеждаются не только в практическом значении такой работы, но и имеют возможность творчески применять свои знания.
Химический эксперимент развивает мышление, умственную активность учащихся, его можно рассматривать как критерий правильности полученных результатов, сделанных выводов. Очень часто эксперимент становится источником формируемых представлений, без которых не может протекать продуктивная мыслительная деятельность. В умственном развитии ведущую роль играет теория, но в единстве с экспериментом, с практикой. Опыт работы преподавателей химии показывает, что одна из причин отставания в учебе – затруднение, вызванное переходом от наглядных образов к абстрактным понятиям. Систематическое проведение экспериментов, в ходе осмысления которых ребята тренируются в таком навыке, может способствовать повышению успеваемости, в частности по химии. Полученные умения и навыки учащиеся используют не только для самостоятельного и активного овладения знаниями при обучении в среднем учебном заведении, но и после его окончания в ходе самообразования.
Химический эксперимент проводится в несколько этапов:
первый – обоснование постановки опыта,
второй – планирование и проведение,
третий – оценка полученных результатов.
Выполнять эксперимент возможно лишь с опорой на полученные ранее знания. Теоретическое обоснование опыта способствует его восприятию, которое становится более целенаправленным и активным, и осмыслению его сущности.
Проведение эксперимента обычно связано с выдвижением гипотезы. Привлечение к этой работе учащихся развивает их мышление, заставляет применять имеющиеся знания для формулировки гипотезы, а в результате ее проверки ребята получают новые знания.
Химический эксперимент открывает большие возможности как для создания и разрешения проблемных ситуаций, так и для проверки правильности выдвинутой гипотезы.
Следовательно, эксперимент положительно влияет на умственное развитие учащихся, а преподаватель имеет возможность управлять процессами мышления, обучения и усвоения знаний.
Программы по химии предусматривают широкое использование химического эксперимента – демонстрации, лабораторные опыты, практические занятия и экспериментальные задачи – на протяжении всех лет обучения.
Химический эксперимент может выполнять различные дидактические функции, использоваться в различных формах и сочетаться с разными методами и средствами обучения. Он представляет собой систему, в которой используется принцип постепенного повышения самостоятельности учащихся: от демонстрации явлений через проведение фронтальных лабораторных опытов под руководством преподавателя к самостоятельной работе при выполнении практических занятий и решении экспериментальных задач.
Проведение демонстраций позволяет познакомить учеников с различными химическими явлениями и связями между ними, обобщение которых может быть положено в основу закона, теоретического вывода; с устройством и принципом действия приборов и установок; с сущностью протекающих в них процессов, которые могут выступать в качестве критериев правильности выводов.
Демонстрационный эксперимент проводится с различными целями, например, может служить начальным этапом усвоения какого-либо теоретического положения. Так, при рассмотрении условий, от которых зависит степень диссоциации электролитов, преподаватель предлагает ответить на вопрос: «Зависит ли степень диссоциации от концентрации раствора?» Демонстрируется опыт, основанный на испытании электропроводности концентрированного и разбавленного растворов уксусной кислоты. Сравнивая результаты опыта, ученики приходят к выводу, что степень диссоциации электролита зависит от концентрации раствора, и устанавливают закономерность – с разбавлением раствора степень диссоциации возрастает.
Демонстрационный эксперимент иллюстрирует правильность изложенного преподавателем теоретического положения. Например, для доказательства того, что при нагревании некоторых солей выделяются летучие кислоты, преподаватель получает азотную кислоту из нитратов и показывает ее специфические свойства или, говоря о химических свойствах металлов, показывает опыты взаимодействия металлов с неметаллами и водой. При этом каждый раз учитель должен четко формулировать цель эксперимента. Его пояснения помогают проанализировать полученные результаты, выделить главное, установить связи между теоретическими положениями и опытными данными, их иллюстрирующими.
Выполняя лабораторные опыты и практические работы, учащиеся самостоятельно исследуют химические явления и закономерности и на практике убеждаются в их справедливости, что способствует сознательному усвоению знаний. Иногда при проведении этих опытов проявляется творческий подход – применение знаний в новых условиях. Это позволяет повторить, закрепить, углубить, расширить и систематизировать знания из разных разделов химии. Кроме того, у школьников формируются экспериментальные умения и навыки в обращении с реактивами и оборудованием. Все это способствует улучшению теоретических знаний и политехнической подготовке учащихся.
Решая экспериментальные задачи, ученики совершенствуют свои умения и навыки, учатся применять полученные теоретические знания для решения конкретных заданий.
Можно также предложить ребятам опыты для выполнения в домашних условиях. Домашние опыты и наблюдения представляют собой простые эксперименты, выполняемые без контроля со стороны преподавателя. Их проведение приучает самостоятельно применять полученные знания, умения и навыки.
Наблюдение как метод познания широко используется при проведении химического эксперимента. Деятельность учащихся становится целенаправленной и приобретает активную форму при условии четкой постановки задачи и разработки методики ее решения. Например, если ребята наблюдают электролиз сульфата меди(II), то главное – следить за изменением окраски раствора соли и появлением красного налета на одном угольном электроде и пузырьков газа возле другого. Результаты наблюдений школьники интерпретируют с учетом имеющихся теоретических знаний.
При наблюдении за выполнением опытов (лабораторных и на практических занятиях), а также в ходе решения экспериментальных задач функционируют все анализаторы. С их помощью ребята могут определять цвет, запах, вкус, плотность и другие свойства исследуемых объектов, при сравнении которых они обучаются выделять существенные признаки, познают их природу.
Эксперимент должен стать необходимой частью урока при изучении конкретных вопросов. Ученики должны знать, для чего проводить эксперимент, какое теоретическое положение он подтверждает, на какой вопрос поможет ответить. Например, при объяснении химических свойств металлов преподаватель выносит на обсуждение вопрос: «Все ли металлы взаимодействуют с водой?» После демонстрации преподавателем опытов дети самостоятельно делают вывод: металлы, стоящие в ряду напряжений правее водорода, с водой не взаимодействуют.
Очень важно анализировать результаты экспериментов, чтобы получить четкий ответ на поставленный в начале опыта вопрос, установить все причины и условия, которые привели к получению данных результатов. Кроме того, правильно организованный эксперимент воспитывает сознательную дисциплину, развивает творческую инициативу, бережное отношение к собственности.
Рабочая обстановка в лаборатории, образцовый порядок в ней также оказывают воспитательное влияние на учащихся, улучшают дисциплину. В лаборатории должна постоянно поддерживаться чистота, существовать строго продуманная система хранения оборудования и реактивов: твердые вещества – в шкафах по группам периодической системы; растворы – по основным классам соединений или по катионам или анионам; органические вещества – также по основным классам соединений или функциональным группам. В шкафах аккуратно расставляют посуду и оборудование.
Предварительная подготовка теоретического материала к предстоящей практической работе повышает интерес к последней, а это значит, что ребята будут активными и дисциплинированными во время занятия. Осмысленное понимание сущности опытов, а также аккуратное оформление выполненных работ положительно влияют на поведение учащихся во время выполнения опытов.
Необходимо добиваться выполнения практических работ и получения нужных результатов всеми учениками, чтобы они почувствовали уверенность в своих силах и стремились преодолеть трудности.
Очень важно оказывать дифференцированную помощь: внимательно следить за работой каждого, отмечать, как он планирует и организует свою работу, как овладевает умениями и навыками техники проведения эксперимента, умеет ли наблюдать, объяснять сущность происходящих явлений, делать правильные выводы и обобщения. Необходимо, чтобы каждый ученик самостоятельно осмыслил материал, использовал теоретические знания для объяснений происходящих явлений и процессов, выводов и обобщений. При выполнении опытов следует требовать бережного расходования реактивов и материалов, разъяснять значение их экономии для учебного заведения и государства.
myunivercity.ru
Зачатки химии возникли ещё со времён появления человека разумного. Поскольку человек всегда так или иначе имел дело с химическими веществами, то его первые эксперименты с огнём, дублением шкур, приготовлением пищи можно назвать зачатками практической химии. Постепенно практические знания накапливались, и в самом начале развития цивилизации люди умели готовить некоторые краски, эмали, яды и лекарства. Вначале человек использовал биологические процессы, такие, как брожение, гниение, но с освоением огня начал использовать процессы горения, спекания, сплавления. Использовались окислительно-восстановительные реакции, не протекающие в живой природе — например, восстановление металлов из их соединений.
Такие ремёсла, как металлургия, гончарство, стеклоделие, крашение, парфюмерия, косметика, достигли значительного развития ещё до начала нашей эры. Например, состав современного бутылочного стекла практически не отличается от состава стекла, применявшегося в 4000 году до н. э. в Египте. Хотя химические знания тщательно скрывались жрецами от непосвящённых, они всё равно медленно проникали в другие страны. К европейцам химическая наука попала главным образом от арабов после завоевания ими Испании в 711 году. Они называли эту науку «алхимией», от них это название распространилось и в Европе.
Известно, что в Египте уже в 3000 году до н. э. умели получать медь из её соединений, используя древесный уголь в качестве восстановителя, а также получали серебро и свинец. Постепенно в Египте и Месопотамии было развито производство бронзы, а в северных странах — железа. Делались также теоретические находки. Например, в Китае с XXII века до н. э. существовала теория об основных элементах (Вода, Огонь, Дерево, Золото, Земля). В Месопотамии возникла идея о противоположностях, из которых построен мир: огонь—вода, тепло—холод, сухость—влажность и т. д.
В V веке до н. э. в Греции Левкипп и Демокрит развили теорию о строении вещества из атомов. По аналогии со строением письма они заключили, что как речь делится на слова, а слова состоят из букв, так и все вещества состоят из определённых соединений (молекул), которые в свою очередь состоят из неделимых элементов (атомов).
В V веке до н. э. Эмпедокл предложил считать основными элементами (стихиями) Воду, Огонь, Воздух и Землю. В IV веке до н. э. Платон развил учение Эмпедокла: каждому из этих элементов соответствовал свой цвет и своя правильная пространственная фигура атома, определяющая его свойства: огню — красный цвет и тетраэдр, воде — синий и икосаэдр, земле — зелёный и гексаэдр, воздуху — жёлтый и октаэдр. По мнению Платона, именно из комбинаций этих «кирпичиков» и построен весь материальный мир. Учение о четырёх превращающихся друг в друга было унаследовано Аристотелем.
Моделирование химических процессов.
Моделирование-это метод познания, состоящий в создании и исследовании моделей.
В процессе изучения вы постоянно используете модели. При изучении физики используются электрические схемы-модели электрических цепей, при изучении географии-карты, модели земной поверхности, в химии мы используем уравнения химических реакций - модели их протекания и т.д.
Каждый объект имеет большое количество различных свойств. В процессе построения модели выделяются главные, наиболее существенные из них. Так, модель самолета должна иметь геометрическое подобие оригиналу, модель атома — правильно отражать физические взаимодействия, архитектурный макет города — ландшафт и т. д.
Виды моделирование
1.Химическое моделирование
2 Компьютерное моделирование
3.Математическое моделирование химических процессов (реакций).
Компьютерное (математическое) моделирование химических процессов является наиболее перспективным способом определения равновесного фазово-химического состава химических систем различной природы.
Моделирование химических процессов (превращений, реакций) имеет следующие преимущества:
-возможность исследовать сложные системы, в которых участвует большое количество химических веществ в широком диапазоне параметров состояния (как внешних, так и внутренних — давление, температура, концентрация), с чем не способны справиться экспериментальные методы.
-оперативность получения результата — расчет на компьютере гораздо быстрее экспериментального определения.
-точность определения равновесного состава — в результате расчета мы получаем равновесный состав системы и тем самым определяем движущие силы процесса.
poisk-ru.ru
docslide.org
