Методика преподавания химии. Глава III. Общие основы процесса обучения химии. 1. Общая модель процесса обучения химии. 2. Дидактические принципы в обучении химии. 3. Управление процессом обучения химии. Глава IV. Содержание и построение курса химии в средней школе. 1. Место химии как учебного предмета в системе всеобщего среднего образования. 2. Научно-теоретические основы построения курса химии. 3. Принципы отбора содержания и построения школьного курса химии. 4. Содержание курса химии. 5. Структура школьного курса химии. 6. Место и значение важнейших теорий курса на разных этапах обучения. Глава V. Формирование химических понятий. 1. Процесс формирования понятий. 2. Методические основы формирования химческих понятий. 3. Важнейшие этапы формирования химических понятий. 4. Процесс усвоения понятий. 5. Роль химических понятий в формировании научной картины мира.

Источник информации: Методика преподавания химии. Учебное пособие для студентов педагогических институтов по химическим и биологическим специальностям. Москва. "Просвещение". 1984.  (Глава III, c. 26 –  37; Глава IV, с. 37  – 63; Глава V, с. 63 – 78).

  Главы  I   и II    смотрите в разделе:   https://avkrasn.ru/article-1091.html

Главe   VI   смотрите в разделе:   https://avkrasn.ru/article-1106.html

Валентин Павлович Гаркунов

Глава III

ОБЩИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ

§ 1. ОБЩАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ

Учителю химии необходимо хорошо представлять процесс обучения в целом. Основные компоненты процесса обучения химии следующие: цели обучения, содержание учебного предмета химии, методы и средства обучения, преподавание (деятельность учителя химии), учение (деятельность учащегося, изучающего химию). Взаимосвязь их можно представить в виде схемы.

Цели обучения определяют содержание, структуру, динамику и реализацию использования разнообразных методов и средств обучения.

Содержание обучения химии в средней школе включает ознакомление учащихся с основами химической науки и техники. Развивающая функция требует от учителя химии глубоких знаний психологических особенностей школьников на разных уровнях их возрастного развития. Учитель химии должен четко себе представлять особенности преподавания химии на разных этапах обучения в VII, VIII, IX и X классах. Существенное значение в преподавании химии имеет ориентационная функция учителя, проявляющаяся в пробуждении у учащихся интереса к изучению основ химической науки, в осуществлении профориентации школьников. Конструктивная деятельность учителя химии требует от него глубокого знания структуры и содержания учебного материала, его ведущих идей, теорий, основных химических понятий и представлений, а также тех навыков, умений и убеждений, которые необходимо воспитывать у учащихся. Выполнение этой функции невозможно без умения учителя осуществлять дидактическую переработку материала химической науки в материал учебного предмета. (Организаторская деятельность учителя химии заключается в его стремлении максимально активизировать познавательную, творческую и практическую деятельность учащихся, используя при этом различные средства и методические приемы (проблемные вопросы, творческие задания, демонстрационный эксперимент, ТСО и так далее).

Коммуникативная функция деятельности учителя химии проявляется в процессе общения его с учащимися, причем важную роль при этом играют взаимоотношения, складывающиеся у учителя как со всем классным коллективом, так и с отдельными учащимися. Исследовательская функция учителя химии осуществляется при наблюдении за учащимися и анализе уроков, при внесении новых элементов в содержание обучения химии, апробации новых методов и средств обучения, при анализе собственного опыта работы, критической оценке методических указаний, при творческом решении основных педагогических задач.

Деятельность учащихся, состоящая в усвоении основ химии, относится к учению. В структуру процесса учения включаются следующие элементы:

а)    восприятие учащимися химической информации, исходящей от учителя или средств обучения;
б)    осмысление учебного содержания основ химии и закрепление его в памяти;
в)    применение химических знаний и умений для усвоения содержания предмета и решения учебно-познавательных проблем;
г)    словесное и терминологическое выражение химической информации.

Процесс деятельности учителя и учащихся связан с использованием различных средств обучения. Система средств обучения может быть представлена в виде таблицы.

К компонентам процесса обучения относятся и методы. Они обусловливают его функционирование через взаимную связь с содержанием, средствами обучения, преподаванием и т. д.

§ 2. ДИДАКТИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ В ОБУЧЕНИИ ХИМИИ

Принципы обучения химии вытекают из общих закономерностей процесса обучения, к числу которых относятся закон социальной обусловленности процесса обучения, закон единства преподавания и учения, закон единства обучения, воспитания и развития личности. Каждый из этих законов предъявляет к процессу обучения определенные требования. Наиболее обобщенные требования называют принципами обучения.

Дидактические принципы в методике преподавания химии: научность и систематичность, доступность, сознательность и активность, наглядность, связь теории с практикой, принцип развивающего обучения.

Принцип научности является основополагающим, он устанавливает определенное соотношение содержания химической науки и учебного предмета. В соответствии с этим принципом учитель химии должен руководить познавательной деятельностью учащихся с учетом достижений научной психологии. Одной из сторон принципа научности является системное изложение учебного материала.
 

Систематичность непосредственно связана с логикой самой химической науки. При этом каждый элемент знаний связывается с другими элементами, последующие опираются на предыдущие, что готовит учащихся к усвоению новых элементов знаний.
Принцип доступности определяется объемом учебного материа¬ла и возрастными особенностями. Учащиеся не могут усвоить всю информацию о современной химической науке и производстве. При изучении производства азотной кислоты учитель химии выбирает главное в технологической схеме (химизм процессов и устройство аппарата).

В средней школе изучают только такие методы исследования, которые доступны пониманию учащихся и возможны для их осуществления в условиях школы.

Трудности, возникающие при изучении теоретического материала на уроках химии, могут быть облегчены за счет популярного изложения многих сложных вопросов химической науки.

Принцип сознательности и активности в процессе обучения химии обусловлен взаимной деятельностью учителя и учащегося. Учащийся средней школы должен понимать, что за каждой формулой вещества скрыта большая информация о его составе, строении, свойствах, а за каждым химическим уравнением стоит реальный химический процесс. Часто учащиеся, не получившие достаточного количества зрительных представлений о веществе, «придумывают» их свойства. Например, они могут сказать, что сера — вещество «серого цвета». Такой ответ показывает, что учащийся или не видел это вещество на уроке химии, или" пользовался техническим, продуктом.

Важным фактором развития принципа сознательности в обучении химии следует считать процесс перехода знаний в убеждения. Это имеет существенное значение при усвоении основ химии и при формировании научного мировоззрения. Изучив химию, ученик средней школы должен понять, что человек, познавший законы природы, может управлять химическими превращениями веществ, а также предвидеть направление и результат проводимых реакций.

Активная деятельность учащихся проявляется во всех звеньях процесса обучения химии. Учитель развивает ее через различные организационные формы учебной работы (лекции, беседы с учащимися, уроки-семинары, уроки-конференции и др.). В современных условиях одним из способов развития познавательной активности учащихся является проблемное обучение, в ходе которого учащиеся получают навыки активной познавательной работы, связанной с наблюдением опытов, с выполнением упражнений и заданий по обобщению изучаемого материала. Чтение разделов учебника по указанию учителя, ведение записей, выполнение домашних заданий должно быть организовано так, чтобы самостоятельность и активность учащихся была максимальной. Сознательное и активное участие возможно лишь в том случае, когда обучаемый осознает цели и значение своей учебной деятельности, владеет умения¬ми и навыками, необходимыми для достижения этих целей.

Принцип наглядности в обучении химии состоит в выработке условий для формирования определенного запаса образов химических объектов. Наглядность — неотъемлемая черта научного познания. Однако наглядны не все знания, а лишь их определенные компоненты, связанные с чувственным познанием, с процессом создания определенных образов. В обучении химии принцип наглядности требует, чтобы все создаваемые у учащихся представления и понятия были основаны на восприятиях, получаемых непосредственно из наблюдения изучаемых веществ и химических процессов.

В основе наглядного обучения химии лежат следующие положения: непосредственное восприятие учащимися изучаемых веществ, химических реакций, производственных процессов; восприятие учащимися под руководством учителя не самих предметов и явлений, а их образных и схематических изображений (кинофильмов, фотографий, схем, таблиц, карт, макетов, моделей и т. д.) и оперирование ими. Учащиеся, воспринимая образные и схематические изображения предметов и явлений, составляют себе представление о них с большим участием воображения. Наглядность отражает одну из основных линий процесса обучения химии, определяет отношения учащихся к воспринимаемым объектам.

Принцип связи теории с практикой опирается на важнейшее положение марксистско-ленинского учения о единстве теории и практики. В Программе КПСС сформулировано "требование обучать и воспитывать подрастающее поколение в тесной связи с жизнью, с производительным трудом.

Одним из средств реализации принципа связи теории с практикой является политехнический подход к обучению химии. Согласно требованиям программы по химии знакомство учащихся с важнейшими технологическими процессами осуществляется на основе полученных ранее теоретических знаний. Глубокое понимание стехиометрических законов, учения об энергетике и кинетике химических реакций, представления о катализе и химическом равновесии позволяют раскрыть учащимся сущность современных промышленных производств. Связь обучения химии с жизнью осуществляется и путем раскрытия научных основ сельскохозяйственного производства, играющего важную роль в реализации Продовольственной программы СССР.

Воплощение в процессе обучения химии принципа взаимосвязи теории и практики происходит через ознакомление учащихся с условиями и спецификой труда ученых, рабочих и инженеров, занятых, в химической промышленности, а также в смежных с ней отраслях производства, например в агропромышленном комплексе, что" является важным компонентом профессиональной ориентации учащихся. Осуществление принципа взаимосвязи теории и практики предусматривает привитие учащимся практических умений и навыков по" использованию важнейших веществ и лабораторного оборудования.

В процессе обучения химии школьники учатся проводить простейшие химические операции (нагревание в пламени спиртовки, растворение твердых веществ, отстаивание, фильтрование и другие), собирать из готовых деталей приборы для получения различных газов, распознавать вещества по характерным для них качественным реакциям, приготовлять растворы различной концентрации и др. Важным звеном в осуществлении связи теории с практикой является формирование умений и навыков учащихся производить простейшие химические расчеты по формулам и уравнениям химических реакций.

Принцип связи теории с практикой при обучении химии имеет большое мировоззренческое значение. Он способствует усвоению диалектико-материалистической концепции реальности природы и общества, их непрерывного развития, а также связи химической науки с производством.

В обучении химии наряду с образовательной и воспитательной функциями осуществляется и развитие учащихся. Эта функция регламентируется принципом развивающего обучения. Он предполагает: а) построение обучения химии на высоком, но посильном для усвоения уровня трудности; б) изучение материала курса химии быстрым темпом, но с учетом доступности; в) осознание учащимися сущности процесса учения. Освоение содержания современного курса химии учащимися требует от них интенсивной мыслительной работы, умения выделять суть теоретических положений и применять их для объяснения и прогнозирования конкретных химических фактов.

При этом учащиеся овладевают основными приемами умственных действий, такими, как сравнение, абстрагирование и обобщение. Эти приемы обучения на уроках химии являются средствами развития и активизации познавательной деятельности учащихся. Другими средствами активизации учебной деятельности учащихся при изучении химии служат информационно-логические упражнения, различные виды самостоятельных работ (с учебником, справочниками), решение и составление задач (особенно задач производственного содержания или требующих экспериментального подтверждения), практические и лабораторные работы, доклады, рефераты, оформление материалов экскурсий; изготовление наглядных пособий, стендов, приборов, моделей. Учащийся, включенный в активную познавательную деятельность, использует усвоенный ранее материал об общих закономерностях химических процессов и ведущих идеях химии для дальнейшего познания. Этот процесс порождает внутренние стимулы учения, способствует превращению знаний учащихся в убеждения.

Самостоятельная познавательная деятельность ученика, связанная с приобретением новых знаний, с раскрытием сущности новых для него понятий, возможна только путем решения проблем. Проблемное обучение способствует усвоению знаний и повышению их качества.

§ 3. УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ

Управление обучением химии — целенаправленное и комплексное воздействие учителя химии на координирование всех элементов этого процесса (содержания, методов, форм, средств) и на организацию деятельности коллектива учащихся с целью оптимального усвоения ими химических знаний, умений и навыков. Оно тесно связано с понятием оптимизации учебного процесса. Это такое управление, которое организуется на основе всестороннего учета закономерностей, принципов, современных форм и методов обучения химии, а также особенностей конкретного классного коллектива, его внутренних и внешних условий с целью достижения наиболее эффективного функционирования процесса обучения химии с точки зрения заданных критериев.

В качестве важнейших критериев оптимальности процесса обучения химии в условиях современной школы принято считать эффективность, качество знаний учащихся, расход времени и усилий учителей и учащихся. Об эффективности процесса обучения химии судят по результатам учения школьников, а также их воспитания, по умственным способностям, уровню знаний. Эффективность зависит от построения учебного процесса, от разумной организации,в нем деятельности учителя иучащихся, от соотношения и расстановки сил.

О качестве обучения химии судят по отношению достигнутых результатов к требованиям всего комплекса целей и задач обучения в современной школе, а также по степени соответствия этих результатов максимальным возможностям каждого школьника в определенный период развития.

Оптимальность расхода времени и усилий учителей и учащихся определяют по степени соответствия их действующим школьно-гигиеническим нормам. В целях улучшения этого показателя в последнее время большое внимание педагоги, врачи, психологи, дидакты и методисты уделяют научной организации труда учителей и учащихся.

Управление процессом обучения химии возможно лишь при выполнении определенной системы требований, предъявляемых кибернетикой (наукой об управлении):

1.    Указание цели управления. Это приобретение учащимися определенной суммы знаний, умений и навыков, воспитание и развитие путем активизации их познавательной деятельности.

2.    Установление исходного состояния управляемого процесса. При организации процесса обучения химии учитель учитывает психологическую готовность учащихся, индивидуальные особенности обучаемых, их пропедевтическую подготовку с учетом связи химии с другими предметами естественно-математического цикла. Важную роль для оптимального осуществления этого процесса играет создание учебно-методического комплекса на базе оснащенного материальными (оборудование, реактивы, приборы, водо- и электроснабжение), техническими и методическими средствами обучения кабинета химии.

3. Определение программы воздействия на процесс. Управление процессом обучения химии осуществляется через систему методов и средств активизации мыслительной деятельности учащихся. Учитель химии в ходе организации учебно-познавательной деятельности учащихся тщательно отбирает и анализирует познавательные и практические задачи, продумывает, как лучше вызвать у школьников стремление решать поставленные задачи, а затем учащиеся решают эти задачи. Проблемное обучение химии, широ¬ко распространенное в современной теории и практике обучения, является основой развития познавательной самостоятельности учащихся.

4.    Обеспечение получения информации по определенной системе параметров о состоянии управляемого процесса, т. е. обеспечение системы обратной связи. Рассматривая процесс обучения химии как процесс оптимального установления прямой и обратной связи, учитель осуществляет управляющую функцию на основе анализа обратной информации, свидетельствующей о том, как учащийся воспринял, переработал, воспроизвел, преобразовал и творчески применил полученную учебную информацию.

5.    Выработка корректирующих (регулирующих) воздействий на управляемый процесс и их реализация. Строгий учет знаний учащихся по химии, а также анализ результатов их познавательной деятельности позволяет учителю вносить коррективы в содержание и способы организации деятельности учащихся для дальнейшего совершенствования процесса преподавания химии.

Весь учебный процесс обучения химии, складывающийся из уроков, представляет собой последовательную, постоянно усложняющуюся и совершенствующуюся познавательную деятельность учащихся, направленную на решение конкретных задач школьного химического образования.

Этапы познания в целом процессе усвоения знаний по химии организуются с помощью специальных познавательных задач, которые формулируются в виде конкретных целевых установок. Это помогает учителю химии поэтапно контролировать результаты учебно-познавательной деятельности и управлять ходом ее протекания.

Познавательные задачи могут быть четырех типов.

Описательные задачи. Суть их заключается в точном описании изучаемых объектов и явлений. Для решения этого типа в методике обучения химии разработаны специальные методы: наблюдение, химический эксперимент и измерение. Примером описательной познавательной задачи может служить следующее: опишите, что происходит при пропускании оксида углерода (IV) через раствор известковой воды.

Все познавательные задачи данного типа имеют особенности: а) обязательны практические операции с реальными веществами, объектами; б) результаты наблюдения, экспериментов, измерений всегда подаются в виде словесного описания выявленных фактов.

Объяснительные задачи. Решение задач этого типа требует от учащихся привлечения и актуализации уже имеющихся у них определенных систем знаний. Например, каким способом можно увеличить выход готового продукта при синтезе аммиака в промышленных условиях?

Среди общих особенностей объяснительных задач можно назвать следующие:

а)    Решение связано с изучением реальных объектов. Однако при этом, выявляя и рассматривая конкретные связи и взаимодействия, учащийся в ходе решения учебно-познавательной задачи вынужден выходить за пределы непосредственно наблюдаемых характеристик. Он должен строить и обосновывать предположения о конкретных причинах или механизмах, вызывающих наблюдаемые явления, что дает возможность объяснить установленные факты.

Например, для решения задачи такого типа: почему раствор бромида натрия становится бурым при добавлении к нему хлорной воды? — учащимся необходимо знать о сравнительной активности галогенов.

б)    При формулировании объяснительных задач учитель всегда исходит из «детерминистической концепции». Это значит, что при объяснении все факты должны быть поставлены в точную зависимость от других. Например, при ответе на вопрос: почему хлор — газ, бром — жидкость, а иод — твердое вещество? — учащимся необходимо устанавливать зависимость свойств веществ от их строения.

в)    Любая задача объяснительного типа формулируется так, чтобы ее решение потребовало от учащегося актуализации максимального объема имеющихся у него знаний, например: из каких веществ, в каком приборе и при каких условиях можно получить в лаборатории хлороводород?

Методологические задачи. К этому типу относятся задачи, которые учат способам организации познавательных действий.

Все методологические задачи можно разделить на две группы:

1.    Задачи, связанные с анализом научных знаний, например: на основе каких свойств можно отнести гидроксид алюминия к классу амфотерных гидроксидов. Для ответа на данный вопрос учащимся необходимо проанализировать кислотные и основные свойства гидроксида алюминия и сделать вывод о принадлежности этого соединения к классу амфотерных гидроксидов.

2.    Задачи, связанные с выделением этапов доказательства или вывода, например: докажите принадлежность бутадиена к классу непредельных органических соединений. Учащиеся анализируют эмпирическую и структурную формулы соединения, а также его химические свойства.

Для успешного использования методологических задач в процессе обучения химии необходимо выполнение следующих общих требований:

а)    Все термины, понятия и химическая символика должны иметь однозначный смысл. Для выполнения этого требования учителю необходимо уделить особое внимание изучению международной системы единиц и правил химической номенклатуры,

б)    Для вывода системы знаний все термины, понятия и химические знаки должны находиться в однозначной связи друг с другом. Чтобы реализовать это требование, необходимо написать на доске химические термины, формулы, уравнения, можно предложить учащимся вести словарик понятий и терминов в химии, использовать на уроках дидактические игры и средства наглядности.

в)    Все системы знаний, используемые для объяснений какого-либо явления или для доказательства, должны быть объективно истинными или заранее проверены эмпирическим путем. Это требование непременно должно соблюдаться при использовании учителем дополнительной информации, а также при осуществлении демонстрационного химического эксперимента.

Творческие задачи. При решении творческих задач ученик приобретает новые сведения в результате самостоятельного поиска. Эти задачи отличаются от задач объяснительного или описательного типа. Особенности их следующие:

а)    Учащиеся самостоятельно переносят ранее усвоенные знания и умения в новую ситуацию.

б)    Учащиеся приобретают способность видеть новые проблемы в знакомых ситуациях или предвидеть новые функции известного им ранее объекта. Примером творческого задания может служить предложение учащимся рассмотреть с точки зрения окислительно- восстановительного процесса реакцию взаимодействия меди с хлоридом железа (III).

Будущему учителю химии необходимо знать, что для характеристики психолого-педагогических аспектов управления учебно-познавательной деятельности учащихся в современной педагогической науке выделяются три теории:

1.    Ассоциативно-рефлекторная  концепция усвоения знаний, рассматривающая восприятие знаний учащихся на основе ассоциации (связей). Раскрытию сущности данной теории посвящены работы Ю. А. Самарина, Д. Н. Богоявленского, Н. А. Менчинской, В. В. Давыдова, Д. Б. Эльконина и др.

2.    Теория поэтапного формирования умственных действий. Сторонники этой теории (П. Я- Гальперин, Н. Ф. Талызина и др.) рассматривают процесс управления усвоением знаний через формирование и развитие умственных (внутренних) и практических (внешних) действий учащихся.

3.    Теория алгоритмизации обучения (И. И. Тихонов, Т. А. Ильина, А. Я- Лернер, В. П. Беспалько и др.) выделяет в качестве необходимого условия для управления процессом обучения создание специальных программ (алгоритмов), определяющих последовательность действий учителя и учащихся.

В зависимости от целей обучения химии та или иная теория управления учебно-познавательной деятельностью учащихся приобретает первостепенное значение. При этом меняется и тип познавательных задач, используемых на различных этапах урока.

Так, на этапе изложения нового материала учителю целесообразно применять познавательные задания нескольких видов:

1.    Задания для ориентировки учащихся на новое действие, например: при взаимодействии растворов кислот с активными металлами выделяется водород; исследуйте и объясните, что происходит при взаимодействии азотной кислоты с магнием.

2.    Вопросы-задания на воспроизведение полученных ранее знаний: можно ли использовать эвдиометр для лабораторного получения хлороводорода?

3.    Задания на осознание, применение знаний. Например, объясните,   можно  ли хранить оксид кальция в открытых сосудах?

4.    Задание на выработку умений, на обобщение и автоматизацию приобретенных навыков, к каким относятся следующие задания: получите и соберите водород всеми возможными способами и проверьте его на чистоту.

При выборе оптимальных методов управления познавательной деятельностью учащихся в процессе обучения химии учитель должен учитывать следующие положения:

а)    Формирование первичных представлений о сложных явлениях, их связях и закономерностях лротекания целесообразно организовать с привлечением познавательных задач описательного типа. Это соответствует ассоциативно-рефлекторной теории управления. Конкретный пример такой учебной ситуации — урок, посвященный ознакомлению учащихся с хлором.

б)    Формирование у учащихся умения свободно оперировать знаниями следует осуществлять на основе теории поэтапного формирования умственных действий с использованием познавательных заданий объяснительного, методологического и. творческого типов.

в)    Формирование у учащихся представлений об абстрактных понятиях или сложных теориях, объясняющих явления и закономерности, строится на основе теории поэтапного формирования умственных действий. При этом учащимся предлагают познавательные задания объяснительного и методологического типов, например при формировании понятий об окислителях и восстановителях.

г)    Формирование определенных приемов мышления, практических и интеллектуальных умений и навыков организуют с учетом теории алгоритмизации и программированного обучения химии, при этом применяются познавательные задания методологического и творческого типов.

Учебную работу по изучению технологических производств проводят с использованием алгоритма (плана):

1.    Характеристика сырья.

2.    Рассмотрение химизма технологического процесса.

3.    Описание основных аппаратов производства.

4.    Составление схемы технологического процесса.

5.    Изучение основных технологических принципов конкретного химического производства.

Использование рассмотренных типов учебно-познавательных задач в управлении процессом обучения химии способствует повышению эффективности всего учебного процесса, а также содействует повышению качества знаний, умений и навыков учащихся при изучении основ наук в средней школе.

Вопросы для самопроверки

1.    Какие основные компоненты процесса обучения вы знаете?

2.    Как осуществляется принцип научности при изучении химии?

3.    Какое влияние оказывает принцип доступности изучению учебного материала по химии?

4.    Какие условия необходимо выполнить для обеспечения принципа сознательности и активности при обучении химии?

5.    Какие функции выполняет наглядность в процессе обучения химии?

6.  В чем отличие систематичности от системности?   

7.    Каковы основные направления связи теории и практики в обучении химии?

8.    Как вы понимаете принцип развивающего обучения в преподавании химии?

9.    Каковы основные типы познавательных задач, способствующих управлению процессом обучения химии?

Задания для самостоятельной работы

  1. Составьте конспект параграфа «Принципы обучения» из книги Ю. К. Баба некого «Оптимизация учебного процесса».

2. Нарисуйте схему, отражающую взаимосвязь основных принципов обучения, используемых в преподавании химии.

3. Составьте примеры различных типов учебно-познавательных задач, связанных с управлением процессом изучения органической химии.

Нинель Евгеньевна Кузнецова

Глава IV

СОДЕРЖАНИЕ И ПОСТРОЕНИЕ КУРСА ХИМИИ В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ

Источник информации: Методика преподавания химии. Учебное пособие для студентов педагогических институтов по химическим и биологическим специальностям. Москва. "Просвещение". 1984.  (Глава IV, С. 37 –  63).

Содержание 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.

§ 1. МЕСТО ХИМИИ КАК УЧЕБНОГО ПРЕДМЕТА В СИСТЕМЕ ВСЕОБЩЕГО СРЕДНЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

Вопрос «чему учить?» — один из центральных в методике обучения химии. Содержание школьного курса химии определяется общими целями обучения, содержанием самой химической науки, значением химии и местом этого предмета в системе среднего образования.

Химия — предмет естественнонаучного цикла. Главное назначение этих дисциплин — формирование научного мировоззрения, знаний о природе, о методах ее познания. Школьный курс химии в синтезированном виде содержит краткие и обобщенные сведения из разных разделов химической науки, дидактически переработанные и последовательно изложенные в доступной для учащихся форме. Большую часть его содержания составляют основы химии.

Основы химии — это построенная и обобщенная на базе ведущих идей, научных достижений и теорий науки система общих знаний об элементах, веществах, процессах их превращений и методов их познания.

Современное содержание общего среднего образования и учебных предметов представлено четырьмя видами. Применительно к химии как учебному предмету это:

1)    система теоретических, методологических и прикладных знаний основ химии и химической технологии. Эти знания обеспечивают общее химическое и политехническое образование, дают представление о химической картине природы;

2)    система учебных умений и навыков соответствующая знаниям химии. Она обеспечивает учебную деятельность учащихся, применение знаний на практике;

3)    накопленный практикой химического познания опыт творческой деятельности, необходимый для решения усложненных учебно-познавательных задач, для творческого подхода к овладению химией и применения знаний и умений. Это важный элемент в воспитании творческой личности;

4)    система норм отношений к окружающей природе, к социальным явлениям химии, к поведению в природе и обществе. Она служит основой для выработки научного мировоззрения, природоохранительных убеждений, нравственности и их проявления на практике.

Наличие в школьной химии всех этих видов содержания является необходимым условием для выполнения общих целей обучения и реализации его важнейших функций.

Содержание химического образования — наиболее общая дидактическая категория. Оно отражает знания, способы деятельности, опыт творчества и отношений, необходимые для химического образования человека.

Содержание обучения — подчиненная содержанию химического образования категория, отвечающая на вопрос «чему учить в школе?».

Отобранное для изучения в школе содержание обучения оформляется в учебный предмет. Для этого оно согласуется с отведенным для его изучения временем и возможностями учащихся. В учебный предмет входит не все содержание обучения, а лишь его основная часть, подлежащая усвоению на уроках. Помимо содержания, учебный предмет включает аппарат усвоения и ориентировки (контрольные вопросы, упражнения и задачи, методические указания). В учебном предмете реализуются внутрипредметные и межпредметные связи, которые обеспечивают преемственность и обобщенность знаний и умений. Учебный предмет включает неорганическую и органическую’ химию. Важным условием построения учебного предмета является его направленность на целевое раскрытие основных компонентов химического образования, на реализацию в единстве обучения, воспитания и развития учащихся. Учебный предмет отражается в программах по химии.

§ 2. НАУЧНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ КУРСА ХИМИИ

Mapксистско-ленинская теория познания — методологическая основа построения школьного курса. Она раскрывает закономерности и конкретные пути перехода от незнания к знанию. На основе важнейших законов и категорий материалистической диалектики в школьном курсе химии раскрываются и обобщаются понятия и законы, выявляются связи и отношения между теориями и фактами. В свою очередь, философские категории и законы, наполненные химическим содержанием, лежат в основе формирования научного мировоззрения учащихся, обеспечивают развитие понятийного мышления, диалектического подхода к изучению химических объектов, явлений, процессов.

Теорию обучения и воспитания составляют педагогические основы построения предмета. Теория обучения помогает понять общие цели обучения химии, показать место данного предмета в системе среднего образования и воспитания учащихся. Дидактические принципы определяют содержание и построение учебного предмета, а также пути его изучения.

В самом содержании обучения уже заложены пути его изучения (методы обучения, межпредметные связи, характер познавательной деятельности учащихся и пр.). Они находят отражение в последовательности расположения учебного материала, в разработке методов его изучения, в системе химического эксперимента (лабораторные опыты и практические занятия), а также в отборе упражнений и заданий для самостоятельной работы учащихся.

Психологические основы обучения и воспитания в сочетании с методикой определяют посильность содержания и изложение его на доступном для учащихся уровне. Психологические закономерности формирования знаний, умений, интеллекта лежат в основе преемственного развертывания содержания по годам и темам обучения с учетом «зоны ближайшего развития» учащихся. Психология усвоения знаний и умений и умственного развития учащихся учитывается при отборе содержания и методов его изложения.
 
Химическая наука составляет научно-теоретические основы отбора содержания и построения учебного предмета. В учебном предмете отражается не только система сложившихся в науке фундаментальных знаний и логика их формирования, но и современное состояние, перспективы развития науки. Поэтому 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.
Химия достигла больших успехов в области теоретических и прикладных исследований строения веществ, кинетики химических реакций, в синтезе новых веществ и материалов, в управлении этими процессами. Осуществляется дальнейшее изучение тонкого строения веществ на основе квантовых представлений. Активно развивается направление, связанное с изучением макроструктуры веществ. Расширяется изучение неорганических полимеров, раз-
вивается химия твердого тела. Ученые интенсивно исследуют биохимические и геохимические явления. Больших успехов достигла химия клетки, химия жизни. Расширились возможности познания химии космоса и моря. Велики успехи современной химии в обла-.
сти — изучения динамики и разносторонности химических процессов. Дальнейшее развитие этих знаний связано с выявлением механизмов более сложных реакций, с созданием новых катализаторов, нахождением новых методов стимулирования химических процессов, с более полным использованием термодинамических и кинетических закономерностей в управлении реакциями. Одним из важнейших направлений в развитии химии по-прежнему остается определение новых перспективных синтезов веществ и материалов, с заранее рассчитанными свойствами. Это связано с совершенствованием химической технологии, с модернизацией производства, с поиском путей комплексной переработки сырья, способов защиты окружающей среды от вредных химических воздействий.
   
Особенности химического познания и тенденции его развития также находят отражение в содержании школьного курса. Они оказывают влияние и на построение курса и на методику его преподавания. Поэтому следует рассмотреть их подробнее. Для процесса химического познания характерно:

1.) изучение индивидуальности химических объектов, которая проявляется через качественные особенности их свойств и превращений;

2)    отражение неограниченной изменчивости веществ, что ста¬ло одним из методологических принципов изучения химии;

3)    познание внутренней активности и реакционной способности веществ, объяснение их на основе структурной, энергетической и кинетической теорий;

4)      раскрытие взаимосвязи свойств веществ, их состава и строения;

5)    качественное и количественное описание химических объектов в их единстве как отражение этой взаимосвязи;

6)    изучение качественных скачков, происходящих под влиянием количественных изменений;

7)    рассмотрение дискретности и непрерывности в организации веществ, в их взаимодействиях;

    изучение функций веществ и частиц как следствий их структурной организации;

9)    тесное увязывание научного познания с практикой, поиск рациональных синтезов и способов управления ими.

Теоретические знания в химии ведущие. В связи с усилением внимания к учению, к самостоятельному познанию учащихся большое место в учебном предмете занимают знания о методах и способах учебного познания. При их отборе учитывается, что химия пользуется экспериментальными, теоретическими и другими методами познания. В их совокупности химический эксперимент занимает ведущее место как основной метод и вид познания химии, с которыми тесно связана химическая технология.

В плане усиления методологической направленности содержания учебного материала ив определении последовательности его изучения необходимо учитывать закономерности химического познания:

1.    В химии исследуется сначала связь свойств веществ с их составом, а уж потом изучается их зависимость от строения.

2.    Познание в химии идет от предметного рассмотрения веществ и явлений в их статике к изучению динамики процессов, от представлений о дискретности веществ и процессов к представлению о единстве дискретности и непрерывности.

3.    В познании вначале используют односторонние и наглядные модели веществ и процессов, затем абстрактные и разносторонние, постепенно усложняется процесс моделирования веществ, явлений и процессов.

Эти закономерности отражают диалектический путь познания химических явлений. Их учет в обучении приводит к изменению стиля мышления учащегося от составного к структурно-статическому, а от него к структурно-динамическому. Отражение логики и закономерностей химического познания в содержании учебного предмета и в обучении осуществляется на основе принципов дидактики и психологии формирования знаний.

В построении учебного предмета и в обучении четко выражены современные тенденции химического познания:

1)    увеличение объема и емкости теоретических знаний, усложнение их структуры, усиление внимания к фундаментальным знаниям;

2)    уточнение и углубление знаний о реальном мире и его закономерностей на разных уровнях структурной организации веществ;

3)    усиление идейно-теоретического объяснения, обобщение прогнозирования,  проблемное  в  познании;

4)    усиление методологической и практической направленности знаний, межнаучного переноса методов познания;

5)    повышение роли и функций условных знаков науки.

Наука позволяет отобрать важнейшие знания, отражающие ее основные стороны: теоретическую, методологическую, описательную и прикладную. Химическая наука — это источник содержания школьного предмета химии. Она его теоретическая основа.

Чтобы определить возможности науки в построении школьного курса химии, нужно рассмотреть соотношение науки и учебного предмета.

Учебный предмет тесно связан с наукой. Их содержание имеет ряд общих признаков:

1.    И наука, и учебный предмет представлены системой развивающихся и непротиворечивых знаний о природных, искусственных и идеальных химических объектах, их связях, отношениях, взаимодействиях, о методах познания, а также о практическом применении  результатов  познания.

2.    Наука и учебный предмет содержат одинаковые виды знаний: эмпирические (факты, представления, закономерности), теоретические (законы, теории, идеи, понятия). Все они направлены на описание и объяснение явлений природы, на познание окружающего мира, на практику.

3.    В науке и учебном предмете для описания результатов химического познания используется единая международная система символики,  номенклатуры, терминологии,  физических величин.

4.    Как и наука, учебный предмет использует характерные для химии методы познания: теоретические (теоретическое объяснение, расчеты, химическое моделирование и прогнозирование), логические (сравнение, аналогию, индукцию, дедукцию и др.), экспериментальные (химический эксперимент, наблюдение, описание, физические методы изучения веществ и др.).

Но наука и учебный предмет имеют ряд существенных различий:

1)    по целям и направленности содержания. Школьный курс должен формировать личность учащегося. Он направлен на его химическое образование, воспитание и развитие. Наука же имеет целью познание, объяснение, преобразование окружающего мира в целях решения гностических и практических задач;

2)    по объему информации. Наука постоянно пополняется новыми знаниями. Поступление информации в школьный предмет ограничено временем его изучения и возможностями учащихся. Доля научной информации в учебном предмете незначительна. С годами она будет еще меньше, но концентрированнее и обобщеннее;

3)    по составу и отношению разных видов знаний. В учебном предмете прежде всего теоретические знания позволяют оптимизировать процесс обучения. В науке — новые факты и методы научного познания — источники ее дальнейшего развития. В школьный предмет включаются также знания, не характерные для науки и представляющие лишь педагогический интерес: повышающие мотивацию учения, интерес к предмету, занимательность его и др.;

4)    по логике и структуре знаний. Химия представлена многими науками; школьный предмет — их синтезом. В науке результаты познания чаще всего оформлены в виде проблем, изложенных с современных позиций. .В учебном предмете знания поэтапно и генетически развиваются, что обусловлено возрастной психологией их усвоения;

5)    по видам содержания. Наука представлена лишь знаниями. В учебном предмете, кроме знаний, есть и другие, не свойственные науке виды содержания (умения и навыки, опыт норм отношений и др.);

6)    по использованию методов познания. Главная цель методов научного познания — воспроизведение ранее выделенного и описанного объекта для экспериментирования и его преобразования. Методы исследования варьируются, результаты познания неизвестны. В учебном предмете методы познания используются для изучения объектов и явлений, для формирования знаний о них, для осуществления учебно-познавательной деятельности учащихся. Ее методы определены целями и содержанием учебного познания, результаты его известны учителю. Кроме научных методов в упрощенном варианте, здесь используются дидактические методы изложения учебного материала и "учения (эвристическое изложение, выполнение упражнений, задач);

7)    по уровню описания знаний. Для этого в науке активно используют математический аппарат и сложное моделирование. В учебном предмете математическое описание почти отсутствует, модели и языки науки упрощены.

Содержание обучения лишь в общих чертах отражает систему научных знаний и их логику. В целом же они различны. Школьный предмет строится на иных принципах и требованиях, чем наука.

Большое влияние на построение учебного предмета оказывают психолого-педагогические и методические факторы.

Наука — источник для отбора содержания обучения. Но она не дает еще ответа, какова должна быть структура учебного предмета, как расположить в нем учебный материал, чтобы он был доступен для усвоения и служил для обучения, развития и воспитания учащихся. Эти задачи решает методика обучения. Методический анализ научных знаний, их соотнесение с целями обучения и возможностями учащихся — непременное условие отбора содержания и построения учебного предмета.

Учебный предмет — это методически переработанное, качественно новое содержание основ наук, приспособленное для обучения и воспитания учащихся.

Переработка науки в учебный предмет, создание систематических курсов химии для средней школы — это первая задача построения предмета. Вторая — определение методических путей оптимальной реализации возможностей предмета в процессе обучения химии.

§ 3. ПРИНЦИПЫ ОТБОРА СОДЕРЖАНИЯ И ПОСТРОЕНИЯ ШКОЛЬНОГО КУРСА ХИМИИ

Отбор материала и построение курса химии для средней школы определяются требованиями дидактики. Среди них первое место занимают направленность содержания на реализацию целей обучения, установление единства содержания и процесса обучения.

Объективность отбора учебного материала и построения предмета обеспечивается их соответствием — важнейшим принципом дидактики и методики. Под принципами понимаются исходные положения, лежащие в основе построения и изучения предмета.

Принцип соответствия учебного материала уровню современной науки ведущий в отборе содержания. К признакам такого соответствия следует отнести приближение уровня учебного предмета современному состоянию науки, использова¬ние в учебном предмете ведущих научных идей и теорий, раск¬рытие в нем методов химического познания и его закономерностей, включение в него основных концептуальных систем знаний (о составе, о строении химических соединений, о химических процессах и пр.) с учетом изоморфного соответствия их структур научным, достоверность и современность отобранных фактов, диалектический подход к рассмотрению химических явлений, диалектическое развитие знаний.

Важное условие реализации этого принципа — системность знаний. Ее характеризует следующее: выделение в учебном материале фундаментальных знаний и умений, установление между ними взаимосвязей; обобщенный способ выражения знаний; концентрация знаний вокруг ведущих идей; раскрытие содержания с позиций наиболее общих теорий и законов; субординация теорий и понятий курсов; выделение химических закономерностей как важных системообразующих связей понятий.

Принципу соответствия учебного материала науке подчинены более частные принципы. Принцип ведущей роли теории в обучении выражен в приближении теорий к началу изучения курсов, в усилении идейно-теоретического уровня содержания, в усилении функций объяснения, обобщения, предсказания.

Принцип оптимального соотношения теории и фактов отражает необходимость обоснованного отбора фактов, установления связи между фактами и теориями, при ведущей роли последних. Фактам как единицам эмпирических знаний, дающих конкретное представление об окружающем мире веществ и химических реакций, отводится в обучении также большая роль в решении многих учебно-воспитательных задач. Особое значение имеют факты, обеспечивающие усвоение теорий, формирование понятий, доказывающие успехи науки и производства. Необходимо отличать факты фундаментальные, имеющие непреходящее значение для формирования понятий, для сравнений в химии (типические, по Менделееву, элементы, вещества — кислород, вода, метан, этиловый спирт и другие), и вспомогательные, временные, требующие частой смены в соответствии с требованием современности (новые продукты производств, открытия и др.).

Без организующей и направляющей роли теории в изучении фактов, без их теоретического обобщения невозможно объяснить суть изучаемого, сформировать требуемые знания, обеспечить научное миропонимание.

На тесное соединение теории и фактов указывали великие русские химики А. М. Бутлеров, Д. И. Менделеев и использовали это положение как дидактический принцип при изложении материала в своих учебниках.

Установление взаимосвязи теории и фактов — важный фактор реализации принципа научности в обучении. Повышение теоретического уровня предмета связано с сокращением фактов. В реализации принципа оптимального соотношения теории и фактов важно, чтобы для изучения каждого принципиального вопроса число фактов было минимальным, но достаточным для понимания сути его. Излишек фактов уводит от главного, недостаток ведет к формализму, к искажению химической картины природы.

Принцип развития понятий предусматривает преемственное развитие важнейших понятий школьного курса на всем его протяжении. Преемственное раскрытие их содержания осуществляется в соответствии с ленинской теорией познания 1. Этот принцип предполагает расширение и углубление содержания понятий, установление и перестройку их связей при раскрытии новых знаний. Согласно этому принципу при переходе от одного теоретического уровня содержания к другому происходит переосмысление понятий, их обобщение и систематизация, установление межпонятийных связей. Отдельные понятия вводятся в более общие теоретические системы знаний. Принцип развития понятий подразумевает также усложнение форм их выражения: определений, терминов, символики. Вместе с понятиями обеспечивается взаимосвязанное развитие и обобщение соответствующих им спо¬собов деятельности.

Принцип разделения трудностей в содержании предполагает отбор и распределение учебного материала с учетом возрастных и психологических особенностей его усвоения. В соответствии с этим принципом сложность учебного материала должна нарастать постепенно. Концентрация теоретических вопросов в одном месте курса осложняет их усвоение и применение. Поэтому ведущие теории школьных курсов равномерно распределены успехи науки и производства. Необходимо отличать факты фундаментальные, имеющие непреходящее значение для формирования понятий, для сравнений в химии (типические, по Менделееву, элементы, вещества — кислород, вода, метан, этиловый спирт и др.), и вспомогательные, временные, требующие частой смены в соответствии с требованием современности (новые продукты производств, открытия и др.).

* См.: Лени н В. И. Поли. собр. соч., т. 29, с, 153—154.

Без организующей и направляющей роли теории в изучении фактов, без их теоретического обобщения невозможно объяснить суть изучаемого, сформировать требуемые знания, обеспечить научное миропонимание.

На тесное соединение теории и фактов указывали великие русские химики А. М. Бутлеров, Д. И. Менделеев ц использовали это положение как дидактический принцип при изложении материала в своих учебниках.

Установление взаимосвязи теории и фактов — важный фактор реализации принципа научности в обучении. Повышение теоретического уровня предмета связано с сокращением фактов. В реализации принципа оптимального соотношения теории и фактов важно, чтобы для изучения каждого принципиального вопроса число фактов было минимальным, но достаточным для понимания сути его. Излишек фактов уводит от главного, недостаток ведет к формализму, к искажению химической картины природы.

Принцип развития понятий предусматривает преемственное развитие важнейших понятий школьного курса на всем его протяжении. Преемственное раскрытие их содержания осуществляется в соответствии с ленинской теорией познания . Этот принцип предполагает расширение и углубление содержания понятий, установление и перестройку их связей при раскрытии новых знаний. Согласно этому принципу при переходе от одного теоретического уровня содержания к другому происходит переосмысление понятий, их обобщение и систематизация, установление межпонятийных связей. Отдельные понятия вводятся в более общие теоретические системы знаний. Принцип развития понятий подразумевает также усложнение форм их выражения: определений, терминов, символики. Вместе с понятиями обеспечивается взаимосвязанное развитие и обобщение соответствующих им способов деятельности.

Принцип разделения трудностей в содержании предполагает отбор и распределение учебного материала с учетом возрастных и психологических особенностей его усвоения. В соответствии с этим принципом сложность учебного материала должна нарастать постепенно. Концентрация теоретических вопросов в одном месте курса осложняет их усвоение и применение. Поэтому ведущие теории школьных курсов равномерно распределены по годам обучения. После каждой теории помещен материал, позволяющий подтвердить, развить и конкретизировать ее положения, вывести следствия, активно использовать теорию на практике. Почти все ведущие теории размещены в начале курсов. Практика обучения показала, что приближения теорий к началу курса, увеличение теоретических вопросов в объеме предмета не затрудняет, а облегчает его изучение, так как усиливает объяснение и обоб¬щение фактов и понятий. Принцип разделения трудностей предполагает чередование теоретических вопросов с эмпирическим материалом, абстрактного с конкретным. Наиболее сложны для усвоения абстрактные понятия, особенно если они мало подкреплены экспериментом и наглядностью. К таким относятся понятия о состоянии электронов в атоме, об электроотрицательности, о степени окисления и др. Их доступность может возрасти за счет доказательного объяснения и использования комплекса моделей.

Надо учитывать, что познавательные возможности современных детей резко возросли. Раньше изучение электронной теории было сложно даже для восьмиклассников, она изучалась в IX классе. Сейчас эта теория передвинута к началу восьмого класса.

Сложность учебного материала обусловлена его содержанием, структурой, формой и способами" его раскрытия. Так электронная теория сложна для усвоения по своему содержанию и структуре. Ее положения и следствия недостаточно четко сформулированы в учебнике. Практика показывает, что четкое определение исходных понятий, основных положений, следствий, эвристических возможностей теории существенно облегчает ее усвоение и применение.

Понятия простого и сложного часто не совпадают в учебном предмете и в науке. Изучение многих сложных по структуре веществ, но доступных чувственному восприятию легче для учащихся, чем элементов и простых веществ. Принцип разделения трудностей предусматривает движение знаний от простого в познавательном отношении к сложному, от знакомого и близкого к менее знакомому, более обобщенному и глубокому. Сложный и малодоступный материал снижает интерес к химии, порождает неуспеваемость. Но опасен и облегченный. Он вызывает скуку, леность ума.

Поэтому важно раскрыть учебный материал на оптимальном уровне трудности. Ученик должен самостоятельно усваивать материал при минимальной помощи со стороны учителя. Обучение надо также вести с нарастающей сложностью. Требование постепенного усложнения содержания касается не только знаний, но также форм и методов его изложения.
Принцип распределения трудностей предусматривает связь с ранее изученным, установление разнообразных внутри предметных и межпредметных связей, своевременное обобщение и систематизацию знаний. Их облегчают разносторонний подход к анализу вопросов, схемы классификации (элементов, веществ, реакций, технологических процессов, производств и др.).
 
Большая роль принадлежит схемам, отражающим генетические связи, круговороты веществ в природе, сравнительным и обобщающим таблицам. Облегчает понимание учебного материала нагляд¬ность, использование методических приемов: мотивации, акцентирования на главном, схематического выражения структуры знаний, замена сложных для усвоения понятий более доступными представлениями, обучение способам запоминания; установления межпредметных связей, анализ формул и уравнений и др.

Линейно-ступенчатое построение современных курсов химии для средних школ: — фактор создания системных, взаимосвязанных знаний, равномерного распределения сложного материала. Оно предусматривает последовательное и поэтапное раскрытие и постепенное усложнение теоретического материала курса.

Принцип историзма также является исходным в отборе содержания и в построении учебного предмета. Под историзмом подразумевается всякое проявление в учебном содержании закономерностей, которые подчеркивают, что достижения современной химии — это результат длительного исторического пути ее развития,  продукт общественно-исторической практики.

Использование принципа историзма подразумевает раскрытие учебных знаний в трех аспектах: ретроспективном, современном и перспективном, которые выступают как ступени единого развивающегося процесса познания. Раскрытие исторических закономерностей помогает учащимся воспринять химию как систему развивающихся знаний, осознать безграничность химического познания. История науки дает ответы на многие методические вопросы: как формировать знания, какие целесообразны приемы и методы, чтобы избежать неверных суждений и исторических ошибок учащихся типа «сахар тает в воде», «кислота кипит, если бросить в нее кусочек металла», «электролит диссоциирует в воде под действием электрического тока» (ошибка Фарадея) и др.

Психология доказала, что в обучении сохраняются основные этапы исторического процесса познания. Пропуски отдельных из них затрудняют учение. В методике химии известны попытки изучать ионные уравнения, минуя молекулярные. Резкое снижение знаний учащихся заставило отказаться от такого подхода. Раскрытие большинства понятий в школьном предмете осуществлено с сохранением важнейших исторических этапов становления этих знаний в науке (понятия об элементе, о валентности, о кислотах и основаниях и др.).

Расположение теорий в школьном курсе химии также отражает логику исторического процесса познания: классические теории и законы — периодический закон — электронная теория и т. д. Однако применение исторического подхода не означает, что каждую теорию можно и надо раскрывать в историческом плане. В ходе утверждения многих теорий было немало ошибок, неоправданно сложных путей познания, зигзагов. Вести учащихся ими — значит терять дорогое учебное время, перегружать их память и закреплять в ней исторические ошибки. Нет необходимости раскрывать историю закона постоянства состава и вести учеников извилистой дорогой науки, включать их в спор между Бертолле и Прустом, трактовать его эмпирически, потому что атомно-молекулярное учение утвердилось в науке несколько позже. В данном случае будет целесообразно на основе  экспериментального анализа и синтеза воды кратко изложить суть закона и обосновать его с помощью атомно-молекулярного учения. Неоправданно в историческом плане излагать теорию электролитической диссоциации, так как это привело бы учащихся к ошибке Фарадея и механистическому пониманию процессов диссоциации. Поэтому в школьном курсе эту теорию излагают с современных позиций, а исторические данные используют потом в качестве справочного материала.

Исторический подход возможен там, где формирование знаний в науке соответствовало диалектике познания (закон сохранения массы веществ, теория строения атома, периодический закон и др.). Рассмотрим примеры. В содержании материала о законе сохранения массы веществ включены исторические опыты, дана трактовка закона в выражении ее творца М. В. Ломоносова, показаны методы, используемые при его открытии, значение работ М. В. Ломоносова и роль законов в познании природы.

Из двух признанных подходов — исторического и логического — к раскрытию периодического закона в действующей программе по химии использован первый, т. е. на основе сопоставления химических фактов по Менделееву. Строение атома привлекается затем для объяснения причин периодичности. Такой подход позволяет на примере принципиального вопроса показать роль фактов в научном открытии, творческую лабораторию ученого, его научный подвиг, эвристическую силу закона. Исторический подход не означает строгого следования за историей. Его использование согласуется с более частным принципом методики — соотношения исторического, логического и дидактического. Согласно ему историческое подается учащимся в логически выпрямленном, обобщенном и дидактически переработанном виде.

Так в учебный материал об атомно-молекулярном учении включены сведения об истории зарождения и об утверждении этого учения, показан вклад М. В. Ломоносова, Д. Дальтона. Однако в изложении знаний об атомных массах элементов не отражен длительный и трудный путь Д. Дальтона к определению «весов атомов», его ошибки в этом вопросе. В содержании дана лишь краткая, обобщенная и упрощенная информация, раскрывающая суть учения, его основные положения, значение данной теории для развития науки, роль ученых в утверждении ее основных положений.

Исторический материал широко привлекается для мотивации учения, для возбуждения интереса учащихся к предмету, для показа методов научного познания. Исторические факты, включенные в основное содержание предмета, помогают показать силу и могущество науки, ее постоянную борьбу с религией. Биографии ученых, сведения об их научной и общественной деятельности способствуют нравственному воспитанию учащихся.

Материал о жизни и деятельности русских, в том числе советских, ученых используют для патриотического воспитания, для показа их приоритета в открытии ряда фундаментальных законов и явлений, в решении стратегически важных практических вопросов (М. В. Ломоносов, Д. И. Менделеев, А. М. Бутлеров, Н. Н. Зинин, В. В. Марковников, С. В. Лебедев, Н. Д. Зелинский, Н. Н. Семенов и др.). Большое значение имеет исторический материал для интернационального воспитания. Для этого в содержание курсов включены сведения о зарубежных ученых (Д. Дальтон, А. Авагадро, С. Аррениуса, М. Бертло, супруги Кюри и др.), позволяющие отразить международный характер химической науки.

Цели использования исторического материала в учебном предмете — показ закономерностей исторического познания, выбор в качестве оптимальных исторических путей формирования знаний, вооружение учащихся методами творческой деятельности ученых, подтверждение и иллюстрация теорий и законов химии, создание проблемных ситуаций, активизация деятельности учащихся, атеистическое и нравственное воспитание учащихся.

Формы использования исторического материала разные: в виде исторического подхода, в форме отдельных сведений или исторического эксперимента, в форме методов познания химии и творческой лаборатории ученых.

Принцип политехнизма определяет тесную связь учебного материала с жизнью, с практикой коммунистического строительства, с подготовкой учащихся к труду. Для оптимальной реализации этого принципа в обучении учебный предмет должен включать:

1)    основы химического производства;

2)    систему основных технологических понятий и конкретные производства;

3)    сведения прикладного характера, отражающие связь химии с жизнью, науки с производством, их достижения и направления дальнейшего развития;

4)    систему знаний, раскрывающих сущность и значение хи¬мизации народного хозяйства как важного фактора научно-технического прогресса;

5)    сведения об охране природы средствами химии;

6)    учебный материал, позволяющий ознакомить с массовыми химическими профессиями, осуществить профориентацию.

Основы современной науки составляют базу для раскрытия политехнического содержания. Только его системное изложение может достичь целей политехнического образования. В раскрытии политехнического содержания важно использовать исторический и сравнительный подходы, позволяющие показать успехи отечественной химической промышленности и химизации народного хозяйства, достигнутые в годы Советской власти.

Принцип идейной направленности содержания предмета выражается в том, чтобы оно носило воспитывающий характер. Содержание школьного курса химии включает в себя факты и диалектико-материалистические закономерности развития природы, материал, отражающий политику партии по ее преобразованию. Научность содержания предмета воедино сливается с коммунистической идейностью знаний, партийным подходом к их изложению и оценке. Коммунистическая идейность и партийность содержания школьного предмета выражается в последовательном и конкретном раскрытии на основе межпредметных связей мировоззренческих идей, норм коммунистической нравственности, политики партии и правительства в области химизации народного хозяйства, выполнения Продовольственной программы, в области развития науки и техники. Этот принцип обеспечивает показ несостоятельности идеалистических взглядов на природу и общество, разоблачение антинародной политики империалистических государств, наращивающих химическое, бактериальное, нейтронное, ядерное оружие. Он предусматривает разоблачение суеверий и религиозных взглядов.

Повышению идейно-политического уровня содержания способствует включение в него доступных для понимания учащихся положений марксистско-ленинской теории, фрагментов из документов партии и правительства, из трудов классиков марксизма-ленинизма.

§ 4.  СОДЕРЖАНИЕ КУРСА ХИМИИ

    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.

Для раскрытия сущности периодического закона в школьном курсе химии необходима система первоначальных химических знаний. Сюда входят атомно-молекулярное учение, первоначальные химические понятия, знания конкретных веществ (кислорода, водорода, воды), понятия о важнейших классах неорганических соединений. Это отодвигает изучение периодического закона от начала курса. В последние годы удалось заметно сократить этап предварителього накопления знаний путем их более строгого отбора и осуществления межпредметных связей. В этом нашло отражение закономерное развитие школьных программ в направлении приближения теории к началу обучения.

Первоначальные химические знания, необходимые для усвоения периодического закона, периодической системы и электронной теории, составляют содержание курса химии седьмого класса. Это по существу пропедевтический курс классической химии, содержащий описательный фактический материал с необходимыми и доступными учащимся обобщениями на базе атомно-молекулярного учения.

    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.

Политехнический материал отбирается на основе следующих принципов:

1.    Связь политехнического содержания с основами наук.

2.    Выделение в качестве ведущих знаний основных технологических понятий и принципов химического производства.

3.    Раскрытие их на материале конкретных производств, обеспечивающих современное представление о химической промышленности.

4.    Отбор производств, отвечающих требованиям современности и народнохозяйственной важности, позволяющих познакомить учеников с передовой технологией и     техникой.

5.    Концентрация производственного материала в определенных разделах курса, чтобы средствами химии показать решение крупных народнохозяйственных проблем.

6.    Наглядность политехнического материала.

7.   Исторический подход к его изучению, позволяющий показать развитие промышленности в условиях социалистического общества. Современные технологические процессы, научные принципы производства раскрываются на основе физико-химических закономерностей, что позволяет самостоятельно определять оптимальные параметры ведения химических процессов, направления их интенсификации. Для изучения в школе отбирают производства, относящиеся к основной химической промышленности (производства серной и азотной кислот, аммиака и некоторых минеральных удобрений), из промышленности органического синтеза (производство этанола и полимерных материалов). Кроме собственно химических, рассматривают и нехимические производства, позволяющие показать направления химизации народного хозяйства и представить химию как производительную силу общества (производства чугуна, стали, алюминия, химической переработки нефтепродуктов, газов, каменного угля и др.). В процессе раскрытия этого материала отражаются связи: наука –  производство –  общество, влияние развития химической промышленности на экологию природы и проблемы ее охраны. Учитывается возможность использования политехнического материала для профориентации учащихся и их воспитания.

   Знания, полученные и обобщенные в курсе неорганической химии служат основой изучения курса органической химии. Факторами преемственности этих курсов будет структурная теория, отражение взаимосвязи между свойствами веществ и их строением и сравнение химии кремния и углерода. Поскольку основная система химических понятий уже сформирована, курс органической химии начинается теорией химического строения, что усиливает дедуктивный подход в обучении, объяснение и прогнозирование знаний.

Основные положения теории А. М. Бутлерова раскрываются с опорой на понятие «валентность» и вводимое здесь понятие «изомерия». В основу построения этого курса положена идея генетического развития органических веществ от простых по составу и строению углеводородов до сложных белков. Генезис веществ выражается в последовательном движении знаний от углеводородов к классам кислородсодержащих, а от них к классам азотсодержащих веществ. Первичные объекты изучения –  предельные углеводороды –  непосредственно связаны с неорганическими веществами, просты по составу, что позволяет при их рассмотрении значительно пополнить теорию строения электронными и пространственными представлениями. Эти представления развиваются далее при изучении непредельных и ароматических углеводородов и их производных. Раздел о кислородсодержащих соединениях начинается с класса спиртов. Здесь введено важное понятие о функциональной группе как наиболее реакционно-способной части молекулы; теория химической связи пополняется представлениями о водородной связи. В последующем электронные и структурные представления развиваются на примере новых веществ, пополняются знания о взаимном влиянии атомов в молекуле.

Подход, применяемый к раскрытию материала об отдельных классах органических соединений, сходен с тем, который был использован при изложении групп элементов. В основе раскрытия признаков класса лежит понятие о гомологии. Оно позволяет выводы, сделанные при рассмотрении одного-двух гомологов, перенести на весь ряд, затем вывести общую формулу гомологического ряда, определить присущие ему закономерности, дать номенклатуру соединений.

   Менее четко использована гомология при изучении жиров, углеводов и белковых веществ. Здесь не даны общие формулы рядов, кроме аминов, а только подчеркивается аналогия свойств. При изложении материала об этих веществах усилены элементы биохимии с учетом достижений и значения этой науки. Их рассмотрение осуществляется с опорой на знания биологии. При изучении аминокислот раскрывается их двойственная природа, а при характеристике белков –  их первичная, вторичная и третичная структура, так как именно эти знания обеспечивают понимание их свойств и биологических функций. Учебный материал о них завершается отражением успехов науки в изучении и синтезе белков.

   Расширение знаний о химическом процессе в органической химии не столь интенсивно по сравнению с учением о веществе. Но несколько углубляется представление о механизмах реакций,  о катализе. Этот материал тесно увязан с политехническим содержанием и изучением производств. Другим звеном связи с политехническим содержанием служат способы получения органических веществ и прежде всего тех, которые лежат в основе промышленных синтезов. В наш век полимеров учащиеся средней школы получают необходимые сведения о высокомолекулярных соединениях: пластмассах, каучуках, химических волокнах. В целях более экономного размещения этих знаний в программе общие понятия о высокомолекулярных соединениях даны при изучении непредельных углеводородов, а знания о конкретных представителях полимеров рассредоточены по классам органических соединений. В конце предусмотрено обобщение учебного материала по органической химии.

Содержание курсов неорганической и органической химии раскрывается на основе преемственных (перспективных) и ретроспективных предметных и межпредметных связей, которые устанавливаются на уровне фактов, понятий, идей, теорий, методов и т. д. В последние годы усилены межпредметные связи с курсами биологии, физики, математики, обществоведения, географии, что создает хорошие условия для обобщения знаний и умений, для их переноса, для формирования научной картины мира и мировоззрения учащихся.

К важным компонентам содержания обучения относятся умения и навыки. Они необходимы для учебно-познавательной деятельности и развития учащихся. В содержании обучения предусмотрены необходимые для овладения основами химии умения по предмету. По характеру деятельности они могут быть разделены на шесть взаимосвязанных групп:

1)    организационно-предметные: умения планировать эксперимент, ход решения задач, самостоятельную работу с книгой, готовить рабочее место в кабинете и ликвидировать последствия опытов и др.;

2)    содержательно-интеллектуальные: умения, связанные с усвоением, преобразованием и применением теоретических знаний и методов познания, с установлением внутрипредметных и межпредметных связей;

3)    информационно-коммуникативные: умения извлекать учебную информацию при слушании и чтении химических текстов, при работе со справочниками, таблицами, схемами по химии, при использовании аудиовизуальных средств, умение общаться на языке химической науки, перекодировать словесную информацию на язык номенклатуры, терминов, символов и наоборот;

4)    практические умения: выполнять лабораторные операции и опыты, собирать и разбирать приборы, оформлять результаты эксперимента и теоретического познания с помощью графики и др.;

5)    расчетные умения: выполнять расчетные операции, решать химические расчетные задачи;

6)    оценочные умения: дать оценку имеющимся знаниям, методам познания, изучаемым явлениям с позиций поставленных задач. Применить усвоенные нормы отношений к природным и социальным явлениям химии, аргументировать свои ответы, отстаивать свои позиции.

Школьный курс химии завершается обзорным теоретическим обобщением и систематизацией знаний по неорганической и орга¬нической химии с целью уточнения картины мира, введения полу¬ченных в химии знаний и умений в общую систему естественнонаучного содержания. Велика роль межпредметного обобщения, классификаций, обобщающих схем, мировоззренческих выводов и объективных оценок изученного материала учащимися.

§ 5. СТРУКТУРА ШКОЛЬНОГО КУРСА ХИМИИ

   Учебный предмет характеризуется целостностью, единством и внутренней взаимосвязью всех видов знаний и всех разделов предмета, т. е. имеет определенную структуру.

    Под логической структурой учебного курса следует понимать систему внутренних связей между основными видами знаний и всеми структурными компонентами содержания.

    На структуру школьного курса химии оказывают влияние идеи и подходы, к его построению, состав и логика его содержания, современные тенденции развития химического образования. При определении структуры предмета необходимо учитывать принципы системности, последовательности и преемственности в развитии знаний. К структуре курсов предъявляются следующие требования:

1.    Четкое выделение системы основных теоретических знаний.

2.    Дидактически обоснованная последовательность учебного материала.

3.    Оптимальность содержания и структуры учебного материала для сознательного и системного усвоения знаний и умений.

Структурирование содержания школьного курса предполагает выделение в нем главного, фундаментального, то есть ведущих идей, теорий, законов, общих понятий, непосредственно влияющих на отбор и расположение всего учебного материала.

    Идеи — основной стержень развития и генерализации знаний. Видный советский философ П. В. Копнин писал: «Определить идею — значит в конечном счете раскрыть всю систему научного знания, обосновавшуюся на ней». Вся совокупность знаний о явлениях и закономерностях химии выражена через обобщенную форму — химические понятия. Объяснить природу веществ, их качественные изменения призваны теории, отсюда их ведущая роль в обучении. Законы вскрывают наиболее общие и устойчивые связи и отношения между явлениями. Все эти виды знаний во взаимосвязи образуют теоретическую систему. Каждый вид знаний занимает определенное место в их общей структуре. Структура теоретической системы знаний представлена схемой (рис. 1).

Структура школьного курса химии отчетливо отражена в программе по химии. В ней по темам, разделам и годам обучения распределена вся система развивающихся знаний.

Химию изучают четыре года: в VII—IX классах — неорганическая, в X классе — органическая химия.

В VII классе (2 часа в неделю, 68 часов) обобщаются пропедевтические знания, формируется система первоначальных понятий, накапливается фактологический  материал о веществах и реакциях, обобщаются знания об основных классах неорганических соединений.

В курсе VIII класса (2 часа в неделю, всего 68 часов) изложены количественные отношения в химии, раскрыты периодический закон и периодическая система Д. И. Менделеева, химическая связь и строение веществ, которые затем кон-кретизируются при изучении групп галогенов и кислорода. В завершении курса рассмотрены основные закономерности химических реакций и производство серной кислоты.

В IX классе (3 часа в неделю, всего 102 часов) изучают теорию электролитов и затем раздел систематики элементов "(неметаллы и металлы). В этот материал включены знания о химических производствах в металлургии. Курс IX класса завершается обобщением знаний по неорганической химии.

В X классе на изучение органической химии отведены 3 часа в неделю, всего 78 часов. Курс начинается теорией химического строения органических веществ. Затем дедуктивно изучают классы соединений в последовательности: углеводороды, кислородсодержащие, азотсодержащие вещества. Попутно раскрывается ряд теоретических вопросов и политехнические знания. Завершает курс обобщение знаний. Развитие знаний по горизонтали и вертикали обеспечивают внутрипредметные и межпредметные .связи.

Научно-технический и социальный прогресс, изменение требований к школе, достижения теории и практики обучения — движущие силы смены и совершенствования программ и учебников.

Анализ и обобщение исторического процесса развития учебного предмета дал член-корреспондент АПН СССР Л. А. Цветков. Коренная перестройка содержания и структуры школьной химии была в начале 70-х годов нашего века как результат модернизации химического образования во многих странах. В СССР она была еще связана с введением всеобщего среднего образования. В принятых в то время программах и учебниках был существенно повышен научно-теоретический и политехнический уровень содержания, благодаря чему возросло качество знаний и развитие учащихся, усилилась их познавательная активность. Вместе с тем были выявлены серьезные недочеты в знаниях и умениях учащихся, обусловленные особенностями построения программ и учебников. Они неоднократно обсуждались на страницах журнала «Химия в школе».

В обобщенном виде эти недочеты были выражены в постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О дальнейшем совершенствовании обучения, воспитания учащихся общеобразовательных школ и подготовке их ктруду» (1977) и в Отчетном докладе на XXVI съезде КПСС. В соответствии с этими документами осуществлена переработка программ и учебников по химии. Сложившиеся в 70-х годах содержание и структура школьных основ химии в общих чертах сохранены. Усовершенствование было направлено на освобождение программ и учебников от усложненного и устаревшего учебного материала, на улучшение структуры курса. Это позволило более четко выделить фундаментальные знания, время для повторения и обобщения, создать более благоприятные условия для выработки навыков учебного труда. Усовершенствованные программы по химии введены в обучение в 1981/82 учебном году.

В них усилены дидактические функции обучения, в состав программ включены новые структурные элементы. Во введении к программе определены основные задачи обучения, отражающие единство обучения, воспитания и развития учащихся, пути и подходы к их решению. По каждой теме обозначен круг конкретных вопросов содержания, четко выделены умения трех групп:

пользоваться логическими приемами мышления,

осуществлять эксперимент,

решать химические задачи.

Как и прежде, обязательный химический эксперимент разделен на демонстрационные, лабораторные опыты, практические занятия. По ряду тем указаны типы расчетных задач и объекты экскурсий. Важным структурным элементом программ стали межпредметные связи, которые помогут интеграции знаний и умений, переносу их в новые условия, помогут и формированию научного мировоззрения.

Для каждого года обучения предусмотрено резервное время для повторения и совершенствования знаний и умений, увеличено количество учебных часов на текущее и заключительное обобщение. Большим достижением усовершенствования программ стало четкое определение основных требований к знаниям и умениям учащихся по каждому классу, а также рекомендации к их проверке, где дифференцированы оценки устных ответов, письменных работ, умений экспериментировать и решать задачи. Это также новые структурные элементы программы. Требования к знаниям и умениям с VII по X класс послужат ориентиром для их преемственного развития. В отборе знаний и умений и в их последовательном распределении по годам обучения прослеживается определенный методический подход — стремление взаимно увязать их друг с другом, усилить познавательную деятельность учащихся.

Приведенный в конце программы перечень кинофильмов, кинофрагментов, кинокольцовок, диафильмов, печатных учебно-наглядных пособий поможет учителю полнее использовать арсенал наглядных средств обучения, активнее включить ТСО в учебно-воспитательный процесс.

В усовершенствованной программе по химии существенно усилены идейная, мировоззренческая и политехническая направленность предмета, связь учебного материала с жизнью, созданы более благоприятные условия для выработки навыков учебного труда. В соответствии с этой программой пересмотрены и переработаны учебники по химии. В них учтено содержание многих теоретических вопросов, больше внимания уделено раскрытию признаков понятий, их научным определениям, усилена взаимосвязь знаний.

В усовершенствованных учебниках значительно улучшен методический аппарат (вопросы и упражнения к параграфам, задания и инструкции к выполнению лабораторных опытов и практических работ, ответы к некоторым заданиям и пр.). В системе заданий активнее использованы логические приемы мышления. В целом учебники обеспечивают выработку указанных в программе умений.

На современном этапе обучения учить учащихся учиться — важная задача, организации учебно-воспитательного процесса. Усовершенствованные программы и учебники по химии создают лучшие условия для этого, чем предыдущие. В системе упражнений к параграфам учебника больше использованы учебные тексты и логические приемы мышления.

В настоящее время проводится дальнейшая работа по усовершенствованию действующих программ, по созданию новых учебников по химии.

§ 6. МЕСТО И ЗНАЧЕНИЕ ВАЖНЕЙШИХ ТЕОРИЙ КУРСА НА РАЗНЫХ ЭТАПАХ ОБУЧЕНИЯ

Важнейшие теории для школьного курса отобраны в соответствии с принципами и идеями его построения. Ведущими теориями курса неорганической химии являются атомно-молекулярное учение, дающее возможность объяснить материал вводного курса, электронная теория и учение о периодичности как теоретические основы изучения неорганической химии; в курсе органической химии — химическая теория строения органических соединений.

Последовательное распределение этих теорий по всему курсу отражает преемственность их развития. Каждая последующая опирается на знания предыдущей, глубже раскрывает структуру веществ и причинно-следственные связи между их составом, строением и свойствами. Между этой структурной линией теоретического материала распределяется материал, объясняющий причины и закономерности химических реакций, особенности поведения веществ в водных растворах.

Атомно-молекулярное учение является основой первоначального этапа изучения химии. Ее основные положения уже сформированы, в курсе физики VI класса. В курсе химии уточняются и формулируются фундаментальные понятия этой теории. Здесь же раскрываются стехиометрические законы. Содержание классического атомно-молекулярного учения пополнено элементами современных представлений о строении и организации веществ как предпосылка изучения химии на втором этапе.

В курсе VIII класса уже рассматривают основы электронной теории строения веществ.   Главную его часть занимают вопросы химической связи, которые излагают, опираясь на теорию строения атома (первые сведения о ней даны в курсе физики).

Для углубления трактовки химической связи и понимания ее природы введены элементы квантово-механических представлений. С этих позиций раскрывается состояние электронов в атоме и механизмы образования химических связей. В основе изучения структуры твердых веществ лежит понятие о кристаллических решетках. Эти знания позволяют раскрыть разные структурные уровни организации веществ: субатомный, атомный, молекулярный и макромолекулярный. В качестве преемственной линии развития учения о веществе использовано представление о зависимости свойств вещества от строения на всех уровнях его организации. Эту линию продолжают и при рассмотрении органической химии.

Изучение теории химического строения начинается с раскрытия основных положений классической теории А. М. Бутлерова, которая далее обогащается электронными и пространственными представлениями и предстает перед учениками как современное учение о строении органических веществ. При изучении углеводородов обогащаются представления о направленности химических связей в пространстве, о типах гибридизации связей и геометрии молекул. На примере галогенокислородных и других производных раскрывается электронная природа взаимного влияния атомов в молекулах, развиваются понятия о структуре веществ, о геометрической изомерии и др. На этом материале особенно четко выступают закономерности взаимосвязи между свойствами веществ и их строением. Все это дает возможность обобщить сведения о реакционной способности веществ и связать их со знаниями о химических процессах.

При современном построении предмета в школьном курсе химии пока нет возможности для глубокого изучения теории химических процессов. Поэтому сущность химических реакций раскрывается в основном с позиций атомно-молекулярного учения. При характеристике энергетической стороны химических реакций рассматриваются законы термохимии. Кинетика химических реакций изучается пока на эмпирическом уровне.

Теория электролитической диссоциации вносит существенный вклад в изучение веществ механизмов и закономерностей реакций. Она позволяет раскрыть природу электролитов, их свойства, процессы, развить и обобщить знания о классах веществ и показать относительность их деления. Здесь представляется возможность в новом свете объяснить зависимость свойств электролитов от их состава и строения.

Изучение теории приобретает важное методологическое значение на всех этапах обобщений. Обобщение знаний на основе ведущих теорий в более общие системы способствует их мировоззренческому осмыслению, повышая роль теорий как методов учебного познания. При заключительных обобщениях, осуществляемых на основе периодического закона и ведущих теорий, щелика роль классификаций, которые сводят этот материал в единые системы знаний, структура которых легкообозрима. Обобщенные и систематизированные теоретические знания должны стать для учащихся, оканчивающих школу, методологическим ориентиром в окружающей действительности, основой их трудовой деятельности и самообразования.

Вопросы для самопроверки

1:   Какое влияние оказывает научно-технический и социальный прогресс на содержание химического образования?
2.   Какие принципы положены в основу отбора содержания и построения школьного предмета химии?
3.   Каковы особенности построения действующих программ и учебников? В чем выразилось их усовершенствование?
4.   Каково значение теоретического материала в курсах химии? Как их место в программе определяет структуру курса химии?
5.  Какая работа проводится в настоящее время по дальнейшему совершен-ствованию школьных курсов химии, по прогнозированию химического образования в будущем?

Задания для самостоятельной работы

1.    Проанализируйте содержание и структуру действующих программ и учебников по химии, дайте им соответствующую оценку.
2.    Подтвердите взаимообусловленность основ науки и политехнического содержания в школьном курсе химии.
3.    Проанализируйте программу одного из курсов химии с целью установления ее воспитывающих возможностей.
4.    На основе программы по химии для средней школы дайте характеристику выделенных в ней групп умений.
5.    Покажите развивающие возможности действующих программ по химии.

Нинель Евгеньевна Кузнецова

Глава V

ФОРМИРОВАНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ПОНЯТИЙ

§ 1. ПРОЦЕСС ФОРМИРОВАНИЯ ПОНЯТИЙ В СВЕТЕ МАРКСИСТСКО-ЛЕНИНСКОЙ ТЕОРИИ ПОЗНАНИЯ

Понятия — обобщенный вид знания и форма мышления учащихся в процессе усвоения химии.

В системе развивающего и воспитывающего обучения вопрос о формировании понятий — один из центральных.

В период острой необходимости уплотнения научной информации понятия как обобщенный и абстрактный вид знаний наиболее экономно и емко выражают содержание основ химии. Ведущими из них являются общие понятия об элементе, о веществе, о химической реакции, о химических закономерностях. Формирование понятий включает разнообразные операции памяти и мышления.

Оперирование ими стимулирует умственное развитие учащихся. Они учатся мыслить, осуществлять поиск, творить. Научное миропонимание — это результат взаимосвязанного усвоения понятий.

Обращение к марксистско-ленинской диалектике и логике обеспечивает правильное формирование понятий в процессе обучения химии. В теории познания понятия рассматриваются как одна из форм отражения реальности на ступени абстрактного мышления. Не случайно В. И. Ленин дает им следующую характеристику: «…понятия высший продукт мозга, высшего продукта материи» *.

* Ленин В. И. Философские тетради. — Полн. собр. соч., т. 29, с. 149.

Понятия — это форма отражения предметов и явлений со стороны их существенных признаков и отношений. Содержание понятий фиксируется в слове, в условных знаках науки. «Понятия представляют собой именно определённый знаковый способ отражения действительности»*.

  *Диалектика научного познания. М., 1978, с. 364.

С позиций диалектики в понятиях отражается реальная общность объектов. Выделение общего осуществляется путем абстрагирования от несущественного, индивидуального, от видовых различий объектов. Отвлечение не означает их игнорирования. Напротив, в каждом понятии сохраняется своеобразная диалектика взаимосвязи единичного, особенного и общего. Единичное и особенное существует в генезисе самого понятия, так как его образование опирается на изучение многих единичных объектов, явлений и их групп. Изучение же конкретного сопровождается их последующим обобщением. Общие понятия дополняются классификациями как одной из форм конкретизации, расчленяющими их на классы, типы и виды объектов. Без этого расчленения действительности невозможно понять изучаемые предметы и явления окружающего мира, их связи и отношения друг с другом. «Анализ понятий,— писал В. И. Ленин, — изучение их, «искусство оперировать с ними» (Энгельс) требуют всегда изучения движения понятий, их связи, их взаимопереходов»*. 

* Ленин В. И. Полн. собр. соч., т. 29, с. 227.

Анализ понятий требует выяснения их состава и структуры.

Понятие состоит из двух противоположных и взаимосвязанных сторон, объема и содержания. Объем понятия характеризуется числом обобщенных в нем объектов и отражает количественную сторону процесса познания. Содержание понятия — это совокупность его существенных признаков. Оно отражает качественную сторону понятия.

Объем и содержание служат логическими характеристиками понятия. При развитии знаний расширяется его объем и углубляется содержание, изменяются его связи с другими понятиями. Структура понятия выступает прежде всего как система взаимосвязанных существенных признаков, в которых раскрывается содержание понятия. Структура изменяется по мере продвижения познания к сущности, к причинности.

Одна из задач обучения химии — обеспечить понимание химических явлений и законов. Понимать — значит образовывать понятия. Источником создания понятий служит окружающий мир. Формирование понятий — сложный процесс. Он опирается на логику научного познания и объективные переходы от незнания к знанию. Теория отражения и ленинская формула познания составляют методологию этого процесса: «…от живого созерцания к абстрактному мышлению и от него к практике — таков диалектический путь познания истины, познания объективной реальности»*.

* Ленин В. И. Полн. собр. соч., т. 29, с. 153—154.

Исходным пунктом образования понятий служат данные живого созерцания: ощущений, восприятий, представлений.

Ощущения — простейшая форма отражения объективного мира. Они адекватно отражают внешние стороны и качества химических объектов и служат исходной ступенью всего процесса познания. На основе ощущений возникает восприятие — целостный образ объекта, отражающий совокупность его внешних сторон. 

Наиболее сложной формой чувственного познания являются представления. Представления — это воспроизведение в сознании образов предметов и явлений, полученных ранее в ходе их непосредственного восприятия. В отличие от ощущений и восприятий для представлений не нужно непосредственного взаимодействия с изучаемыми объектами. Это чувственно-наглядный и обобщенный образ объектов, который можно воспроизвести по памяти и мысленно оперировать ими. Формированию представлений способствует образная наглядность. Представления — это переходная форма к рациональному познанию. Выход за пределы чувственного познания обеспечивают знаковые системы, в том числе химическая символика. Ее включение в процесс познания создает благоприятные условия для возникновения качественно нового уровня познания — для формирования понятий, а на их основе — суждений и умозаключений.

Все эти формы мышления связаны между собой. Суждения и умозаключения обеспечивают понятиям оценочный аспект в результате их сравнения и соединения. Движение познания от чувственных данных к абстрактному мышлению — это одновременно движение знаний от явлений к сущности. Переход к мышлению, к образованию понятий, к оперированию ими углубляет и расширяет возможности познания и вместе с тем служит источником разных заблуждений. Во избежание формализма в знаниях важна тесная связь понятий с представлениями, теоретических абстракций с опытом, включение сформированных понятий в активную практическую деятельность. Не следует понимать, что в обучении практика включается только в конце какого-то познавательного цикла. Познание, в том числе и учебное, с самого начала включается в практическую деятельность.

В современных условиях обучения взаимосвязи в системе: живое созерцание — ощущения — отражения — восприятия — представления — понятия — весьма осложнились. Совершенно необязательно начинать изучение учебного материала с живого созерцания. Формирование многих понятий не отражает целого цикла познания. Далеко не все понятия образуются из чувственных данных. Часто их заменяют образное слово учителя и наглядность. Даже при начальном эмпирическом изучении веществ и реакций этапы живого созерцания активно опосредованы мышлением ученика, его предшествующим познанием, опытом.

Однако надо помнить, что без опоры на эмпирический материал нельзя сформировать ни одного понятия химии, что важны все формы познания в их взаимосвязи и взаимообусловленности.

§ 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПОНЯТИЙ

Развитие теории формирования понятий связано о именем выдающегося химика-методиста В. Н. Верховского. Существенный вклад в разработку методических основ формирования химических понятий внес академик С. Г. Шаповаленко.

Методика формирования понятий развивалась и совершенствовалась на протяжении всего периода развития советской школы. Наиболее интенсивно это происходило в периоды перехода на новые программы по химии.

В соответствии с задачами современного этапа обучения химии стало необходимо более четко выделить и формировать фундамен¬тальные понятия, усиливать в этом процессе внутрипредметные и межпредметные связи, активизировать деятельность учащихся.

Формирование химических понятий в школе всегда ориентировалось на их внутреннюю логику. В процессе развития естественных наук использовались генетический и структурный подходы к формированию знаний в зависимости от пространственно-временных характеристик изучаемых объектов. Науки, изучающие макро-и мегаобъекты (механика, астрономия и др.), развивались на основе структурного подхода, т. е. сначала визуально изучали структуру объектов, а затем гипотетически определяли их свойства и генезис (происхождение).

Химия и другие науки, изучающие микрообъекты развивались по генетическому пути. Длительное время объектами изучения химии были атомы, молекулы, составляющие вещества и ответственные за их превращения. Эти изменения в большинстве случаев протекают быстро, что давало возможность изучить их визуально, рассматривать как переходы одного качества (структуры) к другим, что составило основу для гипотетических выводов о строении веществ.

В конце XIX — начале XX в. генетический подход в химии сменяется структурным. Интенсивное исследование строения атома, разработка квантовой механики и теории химической связи позволили углубиться в тонкое строение веществ. Параллельно изучали макроформы и химизмы превращения веществ. Сложившиеся в ходе этого процесса познания общие системы знаний химии: учение о составе, о периодичности, о структуре, о процессе — стали основой для определения важнейших систем понятий школьного курса химии.

Ход научного познания и его методы нашли свое отражение в обучении химии. Начальное формирование понятий в школе отражают генетический подход к познанию химии. Он выражен в первоначальном опытном изучении веществ, реакций, закономерностей химии, в их сначала качественном, а затем в количественном описании. Накопление чувственных данных служит базой для индуктивного образования понятий. Их теоретическое осмысление на основе атомно-молекулярного учения представляет переход от явлений к сущности, от эмпирического описания к теоретическому объяснению веществ и процессов, от эмпирических закономерностей к раскрытию универсальных связей природы, выраженных периодическим законом.

Активное внедрение в 70-е годы в школу структурного подхода изменило ход учебного познания. Структурный подход стал ведущим в формировании понятий. Под его влиянием начальные этапы сжаты в пользу теоретических, содержание классических понятий переосмыслено с позиций современных воззрений. Реализация структурного подхода в обучении обеспечила преемственность развития понятий, единый подход к их обобщению и объяснению усилил внимание к выводу знаний и теоретическим понятиям, к операциям с моделями и условными знаками.

В процессе формирования понятий стали , шире применять проблемность, дедукцию, моделирование. Их разумное использование — необходимое условие для выполнения современных задач обучения. Вместе с тем недостаточная методическая конкретизация дедуктивно-теоретической концепции формирования знаний, чрезмерное увлечение теоретическим выводом понятий за счет необоснованного сокращения эксперимента, за счет замены наблюдений реальности моделями и ТСО привели к расширению квантово-механических представлений, к усложнению учебного материала, к формализму знаний, к перегрузке учащихся. Переориентация на дедуктивный подход, на формирование общих понятий не должна быть односторонней. При всей значимости теоретических обобщений не стоит умалять роль химического эксперимента, эмпирических фактов и понятий, индукции в обучении химии.

В соответствии с особенностями химического познания надо усилить в обучении качественно-индивидуальные и специфические характеристики веществ и реакций, которые следует рассматривать в единстве с общими признаками их классов, правильно сочетать эмпирические и теоретические методы формирования знаний.   

Учет специфики и закономерностей химического познания с поправкой на современное обучение, с опорой на дидактику и психологию обучения позволяют сформулировать принципы формирования химических понятий в школе:

1.    Образование понятий на примере типичных объектов, явлений:

2.    Изоляция понятия при первичном образовании и статическом изучении с последующим рассмотрением его развития в динамике и взаимосвязи с другими.

3.    Единство чувственного и рационального в содержании понятия, индукции и дедукции в его формировании.

4.    Активное использование знаков науки как форм выражения понятий и оперирования ими.

5.    Единство качественного и количественного описания понятий.   

6.    Учет в содержании понятий индивидуального, специфичного и общего в их единстве и взаимосвязи.

7.    Направленность развития понятий.

8.    Формирование понятий в действии, взаимосвязь знаний и умений.

9.    Усиление «работоспособности» усвоенных понятий в учебном познании.

10.    Оптимизация развития учащихся в процессе оперирования понятиями.

Методические пути формирования понятий определяются с учетом их характера. Химические понятия разнообразны. Различна их роль в обучении. Одни, фундаментальны по сути и значению и широки по охвату обобщаемых объектов (понятия о реакции, о растворах), другие предметны и единичны (понятие  о лакмусе, о зарядности конкретного атома и др.). В соответствии с качественно разными уровнями формирования понятия делятся на теоретические и эмпирические.  Эмпирические понятия базируются на анализе и обобщении чувственных данных и отражают внешние явления и отдельные отношения в предметах (понятия о признаках реакции,  о химических свойствах отдельного вещества, отдельные свойства их классов и пр.). Теоретические понятия отражают внутренние отношения в предметах и выражают их сущность (понятие о состоянии электронов в атоме, о химической связи, о механизме реакции и др.). Эмпирические и теоретические понятия существуют в единстве, что отражает их теоретические системы (о растворах, о катализе, о составе и др.).

Чтобы не затеряться в многообразии понятий, нужна их классификация. В настоящее время нет однозначной классификации химических понятий. В обучении используются и общелогические, и дидактические.

Необходимы также химические и методические классификации, построенные с учетом специфики химии и изучаемых ею объектов, с учетом особенностей изучения химии. Примером химической классификации является деление понятий по их принадлежности к определенной области знаний (понятия биохимии, геохимии, квантовой механики и др.). Методисты-химики предложили классификацию, которая делит понятия на понятия об объектах химии, понятия о связях и отношениях в химии, понятия о методах науки. В основном эти классификации охватывают понятия, относящиеся к реальной действительности. Но в школьном курсе много и других понятий, не относящихся к природным явлениям и объектам.

Для ориентации в многообразии различных понятий школьного курса и осуществления их содержательного обобщения важно распределить частные понятия в более общие (в теоретические системы знаний).

Система знаний об элементе включает понятия об атоме, о месте элемента в периодической системе, о признаках и свойствах элемента, о форме соединений элемента и прочее.

Система знаний о веществе включает понятия о составе, строении, об организации, о свойствах, применении, происхождении и распространении веществ, об их определении, о классах соединений.

В совокупность знаний о дисперсных системах и состояниях входят понятия о чистых веществах и смесях, о фазовых состояниях веществ, о растворении и диссоциации, о растворах, сплавах, равновесии.

В систему знаний о химической реакции включаются понятия об энергетике, о признаках, об условиях возникновения и протекания, о механизмах, скорости, типах и видах химических реакций.

В систему знаний о химических закономерностях и взаимосвязях входят стехиометрические закономерности, закономерности строения и структуры веществ, периодические закономерности, энергетические и кинетические закономерности химических процессов, понятия о взаимосвязях между строением и свойствами веществ и частиц, об аналогий и гомологии в химии, о генетических и причинно-следственных связях, о круговоротах элементов в природе, о взаимосвязи веществ, явлений, процессов в природе.

Система знаний о методах химического познания и учебной деятельности включает понятия о теоретических и эмпирических методах познания химии, о химическом эксперименте, о языке науки как методе познания и средстве описания его результатов, о предметных умениях и рациональных способах учебной деятельности, о методах решения химических задач.

К системе политехнических знаний относятся технологические понятия, понятия о химических производствах, о научных принципах производства, о химизации народного хозяйства, об охране природы средствами химий, о взаимосвязи науки, производства, общества, о рабочих профессиях, связанных с химией.

В систему мировоззренческих знаний и обобщений включаются следующие понятия: о химической картине природы, о познавательном и практическом значении теорий и законов, о системе экологических знаний в химии, о нормах отношений в природе, к материальным и социальным проблемам химии, о диалектическом методе познания химии, оценочные понятия, мировоззренческие выводы и обобщения, категориальный синтез знаний как философское осмысление системы химических понятий.

Эти знания составляют инвариантное ядро содержания курса химии и являются важнейшими элементами его структуры (рис. 1).

§ 3. ВАЖНЕЙШИЕ ЭТАПЫ ФОРМИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПОНЯТИЙ

Процесс формирования понятий можно разделить на следующие части: образование, развитие и интеграция. Способ образования зависит от характера понятий, от уровня их познания, от сформированности теоретических знаний учащихся, от роли данного понятия в обучении. В научном познании и в обучении используются два способа образования понятий: из чувственных данных путем индуктивного обобщения и путем дедуктивного вывода их из известных теорий.

Для начального этапа обучения наиболее характерно индуктивное образование эмпирических понятий, основой которого служат обобщения опытных данных. Это понятия о свойствах веществ, о признаках и условиях протекания реакций, об индикаторах, о внешних признаках растворов и др.

Индуктивно выводятся и более общие понятия. При этом особое место принадлежит химическому эксперименту, сравнению, обобщению опытных данных с использованием химических формул и уравнений. Эти понятия направлены на усвоение в обобщенном виде химических явлений и закономерностей реального мира, на понимание его многообразия. Индуктивно образуются и многие общие понятия (о классах соединений, о кинетике и др.).

На первом этапе обучения вводится и ряд абстрактных теоретических понятий, являющихся исходными для развития систем теоретических знаний (элемент, атом и др.). Здесь же берет начало формирование общих теоретических понятий (о веществе, о реакции, о растворах), которые пока еще весьма абстрактны из-за малого количества признаков, что осложняет их определение в седьмом классе.

По мере накопления теоретических знаний усиливается формально-логический вывод понятий. Путем дедуктивного умозаключения образуются многие понятия электронной теории (понятия о степени окисления элемента, о электроотрицательности и др.).

Некоторые понятия можно вывести путем редуцирования (от лат. reducere — приводить обратно, возвращать, сводить сложный процесс к простому). Так, понятие «восстановитель» редуцируется из понятия об окислении, современное понятие о валентности — из знаний о химической связи.

Широкое распространение в химии получили традуктивные выводы знаний, особенно по аналогии (от лат. traductuo — перемещать). Это умозаключение, где посылки и заключения — суждения, одинаковой размерности: от частного к частному, от общего к общему. Примером могут служить выводы понятия о составе свойств неизвестного аналога, гомолога на основе уже изученного их ряда.

Наиболее успешно формально-логическое образование теоретических понятий происходит в процессе проблемного обучения при выполнении следующих требований:

1. Все выведенные понятия должны быть «заземлены», т. е. обеспечена их связь с реальными объектами.

2. Все сформированные таким путем понятия сразу вводятся в теоретическую систему знаний.

 Особую роль в теоретическом овладении учебным материалом имеют понятия, составляющие основание самой теории. Для каждой теории они различны. Их можно разделить на фундаментальные, производные и вспомогательные. В составе атомно-молекулярного учения фундаментальными понятиями являются «атом», «элемент», «валентность», «простое и сложное вещество», «относительная атомная масса». Производными здесь будут понятия об относительной молекулярной массе, о массовой доле и др. Вспомогательными — понятие о теле, о примесях.

При переходе к новой теории происходит существенная перестройка понятий, составляющих ее основание и язык науки. Изменяются содержание и структура всех других понятий, обобщаемых этой теорией, и взаимосвязей между ними.

Фундаментальные понятия формируются на протяжении всего периода обучения (понятие о химическом соединении, о растворах, о элементе, о реакциях и др.). Есть локальные понятия, формируемые и используемые на одном уроке, в одной теме (понятия о хрустале, о керамике и др.).

Формирование понятий индуктивным путем осуществляется в определенной последовательности, по обозначенным этапам:

1.    Выделение, группировка и сравнение типичных объектов в целях выявления общих признаков данной совокупности.

2.    Отбор и уточнение существенных признаков, отграничение их от несущественных, выделение существенных в условных знаках.

3.    Определение понятия.

4.    Установление взаимосвязи с другими понятиями, разграничение со смежными.

5.    Определение места понятия в соответствующей классификации, подведение под него конкретных объектов.

6.    Применение сформированного понятия.

Абстрактные понятия, образованные путем формально-логического вывода из теории, имеют другую последовательность формирования:

1.    Отбор исходных посылок для вывода понятия.

2.    Вывод и определение понятия, уточнение его признаков.

3.    Установление его места в иерархии определенной теоретической системы знаний, его связей с другими понятиями.

4.    Конкретизация понятия, отграничение от смежных, распространение на частные ситуации.

5.    Применение понятия к решению разных познавательных задач.

Поэтапное формирование понятий осуществляется в процессе активной познавательной деятельности учащихся. Пропуск отдельных этапов этого процесса осложняет овладение понятиями.

Наиболее важным моментом в формировании понятий является выделение его существенных признаков. Для этого используют анализ, сравнение признаков и делают обобщение. Желательно, чтобы примеры, на основе которых осуществляется эта операция, не содержали ничего лишнего, мешающего выделению существенных признаков. Их число должно быть достаточным, но не излишним. Так, на основе тщательно подобранной серии опытов учащиеся указывают признаки химической реакции: выделение газа, осадка, изменение окраски, выделение и поглощение теплоты. Сравнение и анализ их показывают, что наиболее общий в числе экспериментально установленных — энергетический. Модельное изображение реакции и анализ ее результатов убеждают, что существенный признак реакции, отличающий ее от других явлений,— образование новых веществ.

Усвоение понятий во многом зависит от правильных и доступных пониманию определений. Они способствуют выделению главного в содержании понятия — четкости и ясности его восприятия. Определение помогает установить границу применения понятия, отделить предметы, обобщаемые им, от других, сходных с ними по каким-либо несущественным признакам. В определение должны войти лишь существенные признаки понятия. Понятие шире, чем определение. Оно не начинается определениями и не оканчивается ими. Определения могут вводиться в начале образования понятия (оксиды), в середине его формирования (химические связи) и в конце этого процесса (вещество, растворы). Как бы ни были различны роль и место определений, они имеют общую черту — ограниченность.

Поэтому не надо стремиться охватить определением всю совокупность признаков понятия и все случаи, на которые оно распространяется. Определения понятий должны содержать лишь важнейшие, наиболее общие признаки, свойственные понятию и позволяющие выделить его среди других. Не все понятия нужно и можно определять.

Важно обучать учащихся самостоятельно осуществлять эту операцию. «Что значит дать «определение»? — задает вопрос В. И. Ленин и отвечает на него: —Это значит, прежде всего, подвести данное понятие под другое, более широкое».* 

* Л е н и н В. И. Полн. собр. соч., т. 18, с. 149.

Следовательно для определения надо найти более широкое родовое понятие и подвести под него определяемое. Отсюда: определение = род + видовые признаки. Например, определяемое понятие — «экзотермическая реакция». Родовое ему понятие — «реакция», видовые признаки — выделение теплоты. Отсюда «реакции, идущие с выделением энергии, называются экзотермическими». Но не все определения понятий можно получить через род и вид.

В процессе дальнейшего изучения химии сформированные понятия развиваются по трем основным линиям:

1.    Углубление содержания понятий, то есть углубление его сущности за счет раскрытия новых внутренних закономерностей и изменения внутренних связей между элементами самого понятия (линия интенсификации).

2.    Расширение понятия за счет увеличения его объема, обобщения им новых объектов, установления новых межпонятийных и межпредметных связей, новых классификаций объектов (линия экстенсификации).

3.    Преемственное развитие понятия при переходе от одной теории к другой, от одного курса к другому. Оно осуществляется за счет обогащения понятия при переходе на новые теоретические уровни обучения, за счет установления преемственных связей понятий в процессе их развития по спирали (линия генезиса понятий).

Важно при этом учитывать необходимость ретроспективного пересмотра понятий, возвращение к ранее изученным с новых теоретических позиций, с учетом взаимообратной связи между понятиями.

Развитие понятий завершается их интеграцией, т. е. объединением их в определенные теоретические системы знаний. Интеграция строится на глубоком теоретическом обобщении на уровне ведущих теорий и идей, с широким использованием внутрипредметных и межпредметных связей. Для обобщения знаний активно используется периодическая система. Интеграция осуществляется с целью синтеза знаний, поиска общих закономерностей, присущих всем объединяемым объектам и понятиям, для усиления "переноса знаний и использования их эвристических возможностей.

Так, например, ведущей идеей интеграции знаний о веществе будет зависимость их свойств от строения, теорией, объясняющей эти знания — электронная теория, наиболее фундаментальные понятия, вокруг которых группируются другие понятия, например: «элементарный состав», «форма соединения», «химическая связь», «кристаллическая решетка», «химические свойства», «реакционная способ-ность». Эти знания образуют соответствующие блоки (подсистемы)з «состав», «строение», «свойства», — связанные между собой закономерными зависимостями.

При интеграции понятий в другие системы знаний теоретические ориентиры будут также иными.

Формирование понятий требует педагогической организации этого процесса. Он осуществляется при совместной деятельности учителя и учащихся. Учитель формирует понятия, руководит деятельностью учащихся. Учащиеся усваивают понятия и применяют их на практике.

Деятельность учителя в этом процессе подробно рассмотрена в пособии С. Г. Шаповаленко*.

  *См.: Шаповаленко С. Г. Методика обучения химии в восьми лег ней и средней школе. Пособие для учителей. М., 1963, с. 243—244.

  Особое внимание в организации этой работы следует уделить анализу отобранных для изучения понятий, определению путей оптимизации их преемственного развития, построению системы упражнений для их усвоения, выявлению и ликвидации неуспеваемости учащихся.

§ 4. ПРОЦЕСС УСВОЕНИЯ ПОНЯТИЙ

  Цель усвоения понятий — овладение их содержанием и умение применять к решению разных познавательных и практических задач.

Усвоение понятий — это сложный процесс, который включает в себя первичное ознакомление, восприятие содержания, осмысление, закрепление знаний и умений и, наконец, овладение понятием в ходе активной познавательной деятельности и применении их на практике.

В реальном процессе усвоения понятий эти моменты неотделимы друг от друга и взаимоопосредованы.

Наиболее ответственный этап — первичное ознакомление с понятиями, их восприятие. Здесь создаются предпосылки осознанного усвоения понятий, складывается отношение учащихся к этому процессу. Чтобы восприятие было успешным, важно усилить мотивацию учения, актуализировать опорные знания и умения.

Для индуктивного формирования эмпирических и теоретических понятий большое место имеет непосредственное восприятие обобщаемых объектов в процессе работы с образцами веществ, в ходе выполнения опытов, наблюдений веществ и реакций. На их основе создаются чувственные представления и наглядные образы. Важно обеспечить достаточный для обобщения запас конкретных представлений.

Большую роль в непосредственном восприятии играет целенаправленное наблюдение предметов и явлений, обобщаемых понятиями. Оно позволяет избежать типичной ошибки учащихся — стремление обобщить изучаемое по несущественным, но более ярким признакам. Примером ее служит: «Основания, нерастворимые в воде, — это цветные осадки». В психологии ошибки такого рода называются генерализацией понятий. Важно так варьировать опыты, чтобы, во всех случаях сохраняя важнейшие признаки, менять несущественные.

Часто в основе усвоения понятий лежит опосредованное восприятие — это восприятие речи, текста, в которых описываются обобщаемые понятием объекты, их признаки, объясняется проявление ими свойств. Рациональное восприятие речи, текстов в значительной степени обусловлено сочетанием слова учителя с наглядностью . В зависимости от характера усваиваемого понятия они различны. При опосредованном восприятии не обязательно каждый раз обращаться к наглядности. Можно оживить, актуализировать рассказом  ранее созданные образы, прибегнуть к мысленному эксперименту. Большое значение имеет акцентирование эмоциональной речью главного, выделение его в кратких и схематических записях учащихся.

Правильное и осознанное восприятие объектов — важное условие для их понимания, для образования понятий. Понимание — есть формирование понятий в мышлении учащегося. Главным признаком понимания является направленность мышления на раскрытие объективных связей и отношений в понятии, на выделение его внутреннего смысла, сущности. При этом важно, чтобы обобщение, абстрагирование, конкретизация в формировании понятий стали бы взаимообратными действиями.

Существуют два способа выделения существенных признаков понятий:

1)    путем сравнения и обобщения многих воспринимаемых объектов (понятия о классах соединений, о гидролизе и др.);

2)    путем глубокого изучения одного примера, анализ которого позволяет выделить существенные признаки целого класса объектов, что затем переносится на другие примеры (понятия о типах связи, о кристаллических решетках, о группе и др.).

Полученные и переработанные знания должны быть не только поняты,, но и сохранены в памяти, чтобы в нужный момент извлечь и использовать понятие.

Прочность сохранения знаний зависит от установок на запоминание, от точности определения понятий, от организации повторения. К эффективным приемам запоминания можно отнести следующие: установление взаимосвязи запоминаемого с ранее изученным; расстановку акцентов на главных признаках и связях, на смысле понятий; составление опорных записей, раскрывающих структуру знаний; воспроизведение изученного по памяти.

Повторение понятий не должно сводиться только к воспроизведению того, что было изучено. Оно должно включать элементы нового — связи, подходы к рассмотрению понятий. Большая роль при этом должна отводиться воспроизведению знаний учеником, но этот момент должен строго контролироваться учителем, так как возникшие здесь ошибки закрепляются особенно прочно.

Усвоение понятий протекает в активной познавательной деятельности, структура и характер которой опосредуются целями формирования и содержанием понятий. Важно, чтобы в ней активно взаимодействовали мышление, память, алгоритмические и эвристические способы усвоения. Для осуществления этого необходимо выработать умения и навыки в процессе упражнений.

Упражнения должны быть направлены: а) на осмысление и усвоение признаков и связей понятий, б) на выработку умений оперировать ими. Упражнения должны идти сразу же за восприятием и осмыслением. Не должно быть разрыва между объяснением нового материала и упражнениями (так как наиболее интенсивное забывание происходит в первые 2—3 дня).

Исходя из известной в психологии закономерности, ученикам легче выполнить действие, чем объяснить его. Последнее свидетельствует об осознанности знаний и действий. Отсюда требование к учащимся — сформулировать и объяснить их. Полученные знания и умения должны быть обобщены и систематизированы.

Обобщение понятий проводится на двух уровнях. Обобщенные понятия вводятся в систему изученных знаний и применяются в совокупности с ними.

Усвоить понятие — это значит выработать следующие умения:

1)    вскрыть содержание понятия (указать объем, существенные признаки, сущность понятий и объяснить их);

2)    дать определение понятию и привести примеры объектов;

3)    подвести данное понятие под классификацию, установить связи с другими понятиями, разграничить с близкими;

4)    привести разные способы выражения понятий, дать им качественное и количественное описание;

5)    применить понятие для решения задач в разных ситуациях.

Качество усвоения зависит от поставленных целей, значения понятия в процессе обучения и методики его формирования.

Важно обратить внимание на три момента в формировании понятий: на содержание понятий и характер обобщений, обеспечивающих объективность, системность, обобщенность знаний; на методы формирования и способы действий учащихся, ведущих к прочности, оперативности, свернутости, действенности; на личностную оценку учащимися значимости понятий (от этого зависит методологическая и мировоззренческая направленность приобретенных знаний и умений).

В качестве основных критериев усвоения понятий выделены три:

полнота усвоения содержания понятия,

степень усвоения объема как меры обобщенности понятия,

полнота усвоения связей в отношении данного понятия с другими.   

Чтобы судить о продвижений и развитии учащихся в учебном познании, надо опираться на уровни усвоения понятий. Таковых четыре:

1-й уровень характерируется наличием знаний об отдельных понятиях и их признаках, понятия почти не связаны друг с другом.

2-й уровень характеризуется появлением знаний о связях. и отношениях между понятиями определенной системы, умением воспроизвести их и применить к типичным примерам. Это также уровень воспроизведения.

На 3-м уровне знания уже представляют целостные системы, но которые еще не связаны между собой. Знания приобретают новое качество — мобильность. Они легко актуализируются, перестраиваются, главным образом внутри данной системы. Учащиеся могут использовать знания для объяснения фактов определенной области химии.

На 4-м уровне знания представляют собой системы в высшей степени их развития. Знания внутри систем представлены блоками, выработаны обобщенные умения устанавливать связи с другими системами знаний, переносить их в разные условия. Этот уровень характеризуется новым качеством знаний — действенностью: учащиеся могут предсказывать неизвестные факты, вывести «новые» на основе усвоенных, творчески применять их.

§ 5. РОЛЬ ХИМИЧЕСКИХ ПОНЯТИЙ В ФОРМИРОВАНИИ НАУЧНОЙ КАРТИНЫ МИРА

Сформированные и обобщенные понятия на заключительном этапе обучения должны войти в состав научной картины мира. Решение этого вопроса требует комплексного подхода и согласованного взаимодействия учителей разных предметов.

Формирование научной картины мира осуществляется в трех основных направлениях:

обобщение на основе ведущих идей и теорий существенных знаний по предмету (внутрипредметное обобщение);

интеграция естественнонаучных знаний в единую систему (межпредметное объединение);

переосмысление и сближение их на основе положений и категорий философии, полученных в курсе обществоведения (синтез через связь с философией).

Практика показывает, что наиболее успешно такой синтез знаний в единую картину мира достигается на специальных межпредметных лекциях и семинаре «Современная картина мира», проводимых учителями разных предметов на заключительных уроках физики.

Формированию научной картины мира предшествует образование в мышлении учащихся более локальных картин. Результатом интеграции знаний по химии должна стать химическая картина природы. «Максимально обобщенный «химический образ» природного мира — вот что такое химическая картина природы»*.

*Вязовкин В.С. Материалистическая философия и химия. М., 1980, с 28.

Химическая картина природы базируется на целостных, систематизированных и обобщенных знаниях основ химии при использовании важнейших принципов, законов и категорий философии и с учетом установления межпредметных связей. С одной стороны, это высшая форма систематизации знаний по химии на основе периодической системы, с другой, такой уровень теоретического обобщения, который предполагает выход за пределы химического знания и вывод глубоких мировоззренческих положений.

В формировании научной картины мира, в том числе химической картины природы, участвуют три группы понятий:

фундаментальные понятия данного предмета (в химии — «химический элемент», «химическое соединение», «химическая реакция» и др.);

естественнонаучные общие понятия («вещество», «энергия» и др.) и философские категории («материя», «взаимодействие», «причина» и др.).

Философские основания связываются с естественнонаучными понятиями через принципы и идеи естествознания.

В химической картине природы должны быть сконцентрированы знания о веществах, их структурной организации и многообразии их частиц, о происхождении их в ходе эволюции, о зависимости свойств веществ и частиц от их строения, о сущности и закономерностях химической формы движения материй, о синтезе материалов и роли химии в создании «второй природы».

Методическое обеспечение формирования научной картины мира должно быть направлено на межпредметный синтез знаний, на раскрытие их методологических и мировоззренческих функций, на оценку этих знаний, на активное и творческое применение их к объяснению и прогнозированию явлений природы. Поисковая деятельность в ходе проблемного обучения, участие в дискуссиях и диспутах и другие методы создают для этого необходимые условия.

Вопросы для самопроверки

1.    Что такое понятия и какова их роль в обучении химии?
2.    Какой вклад внесли методисты-химики в теорию формирования понятий?
3.    Какие вы знаете принципы и этапы формирования химических понятий?
4.    Какие способы образования и линии развития понятий в обучении?
5.    Дайте характеристику процесса усвоения понятий и укажите условия повышения его эффективности в обучении химии.

Задания для самостоятельной работы

1.    Проследите по действующим программам и учебникам за развитием понятий «элемент», «вещество», «химическая реакция».
2.    Отберите наглядность и дидактический материал для формирования од-ного из предложенных понятий.
3.    Выделите систему умений, соответствующих заданному понятию.
4.    Отберите упражнения для выработки умений оперировать понятием "моль". 

Неотредактированные материалы:

  Копнин П. В. Идея как форма мышления. Киев, 1963, с. 64.
  См.: Общаа,.методика. -обучения химии-/Под ред. Л. А. Цветкова. М., 1981, с. 12-30.
  Проанализируйте содержание и структуру действующих программ и учебников по химии, дайте им соответствующую оценку.
  Л е н и н В. И. Поли. собр. соч., т. 29, с. 227.
  См.: Ч е рт к о в И. Н. Методика формирования у учащихся основных понятий органической химии. М.,  1979′.
  См.: 3 а н к о в Л. В. Наглядность и активизация учащихся в обуче¬нии. М.,  1960. 
См.: Полрсин В. С. О двух уровнях обобщенности знаний. — Хи¬мия в школе, 1976," № 5.
  Вязовкин В. С. Материалистическая философия и химия. М., 1980, с. 28.