Методика вивчення основ хімічних виробництв і запитань хімізації сільського господарства в курсі хімії середньої школи

Значення і завдання вивчення основ хімічних виробництв

Вивчення основ хімічних виробництв піддалося в останні роки особливо сильному скорочення з тих же причин, що і решті курс. Свою лепту в цей процес внесла і значне скорочення обсягу хімічних виробництв, у зв'язку з чим значно менше уваги стало приділятися профорієнтації учнів до хімічних професіям.

В умовах скорочення навчального часу, відведеного на хімію, у назві основних розділів навчального предмета позначені лише неорганічна і органічна хімії. Тому відомостями про хімічному виробництві частіше за інших нехтують.

Однак згодом, при переході на 12-річне навчання, ситуація може змінитися, тому вчитель повинен бути в курсі серйозних напрацювань у галузі методики формування системи понять про хімічний виробництві і готовий до викладання цих питань.

Мета вивчення хімічних виробництв - показати учням, як досягнення науки використовуються для практичних потреб народного господарства, відобразити роль науки як рушійної сили виробництва і прогресу. Вивчення хімічних виробництв дозволяє істотно посилити екологічну сторону навчання хімії, розкрити можливість реалізації і вимог екологічної безпеки при грамотній організації виробництва, що є важливою виховної завданням курсу хімії середньої школи.

На матеріалі хімічних виробництв легко здійснюються міжпредметні і внутрішньопредметні зв'язку хімії з фізикою (при вивченні апаратів), хімії з біологією (при вивченні хімізації сільського господарства), хімії і креслення, хімії та математики і т. д.

На матеріалі хімічних виробництв можна навести багато прикладів, що ілюструють успіхи хімічної промисловості, що сприяють задоволенню потреб народного господарства і потреб людей.

Освітні завдання зводяться до формування конкретних понять про хімічний виробництві за єдиною системою (схема 3.12.).

Схема 3.12.

Структура системи понять про основи хімічного виробництва

Стрілки на схемі показують зв'язки між блоками понять. На цій підставі можна вибрати різну послідовність вивчення конкретного виробництва. Важливо тільки не порушувати причинно-наслідкові зв'язки. Наприклад, технологічний режим і його оптимізація не повинні вивчатися раніше, ніж хімічні реакції, що використовуються у виробництві, а конструкція апаратів - не раніше, ніж технологічний режим і вимоги техніки безпеки, і т. д.

Компоненти системи не завжди можуть бути виражені однаково докладно. Наприклад, є блоки «Матеріали і конструкція апаратів» або «Поняття про робітничі професії», але зв'язки між ними позначити не менш важливо, ніж сам зміст блоків. Завдяки їм у навчанні легко створити проблемні ситуації. Дуже важливо також розкрити хімізм, що лежить в основі хімічного виробництва.

Кожен з названих у схемі 3.12. блоків змісту являє собою в свою чергу систему понять, яка розвивається і збагачується в процесі вивчення хімічного виробництва.

Ж Речовини тут розглядаються під новим кутом зору - як сировину для виробництва і як продукт виробництва, а хімічні реакції - як процеси. Їх закономірності вивчаються як основа для розробки технологічного режиму, конструкції апаратури.

В системі з'являються зовсім нові поняття: про оптимізацію виробництва, енергетиці виробництва, про проблеми сировини та її комплексного використання, про якість продукту, про техніку безпеки та охорону навколишнього середовища, про робітничі професії та ін Всі ці поняття найкраще формувати на матеріалі про хімічних виробництвах, вивчення яких здійснюється з позицій єдиного методичного підходу. Так, наприклад, при розгляді проблеми сировини для будь-якого виробництва підкреслюються єдині тенденції, що визначаються науковим підходом і вимогами суспільства: необхідність економії та комплексного використання сировини (створення комбінованих виробництв, де використовуються всі складові частини сировини і де відходи одного виробництва служать сировиною для іншого), збагачення сировини для підвищення якості та збільшення кількості виробленого продукту, заміна харчової сировини нехарчовим і т. д. Поняття про проблему сировини, як і інші проблеми виробництва, повинні вводитися поступово, адекватно змісту. Так розвиваються поняття про хімічному виробництві.

Продукти виробництва та їх властивості зазвичай розглядаються значно раніше, ніж вивчається їх виробництво. Отримані знання при цьому є опорними. Таке ж значення мають знання про хімічні реакції та їх закономірності - теоретичною основою вивчення хімічного виробництва.

Особливості хімічних реакцій визначають так званий технологічний режим виробництва. Правда, в школі цей термін не застосовується, однак при розгляді умов виробництва він мається на увазі в неявній формі: сукупність факторів, що впливають на швидкість процесу, вихід і якість продукту, вплив різних факторів на режим процесу (температура, тиск, каталізатор, концентрації речовин і т. д.). Оптимальне поєднання названих чинників призводить до отримання максимальної кількості необхідного продукту найвищої якості.

Слід підкреслювати різницю між термінами «хімічна реакція» і «хімічний процес». Останнє поняття ширше першого, оскільки розглядає спосіб введення результат-них речовин у сферу реакції, саму хімічну реакцію, умови її оптимального проведення та спосіб відведення продуктів. У цьому ж блоці доцільно розглянути проблему енергетики процесу - джерела енергії, утилізації надлишкової енергії, її економії і т. д.

Важливим елементом технології виробництва є апарати, в яких здійснюється процес. З одного боку, слід зазначити специфіку хімічних апаратів, застосовуваних у ряді виробництв і мають ряд спільних рис. Це дає можливість порівнювати їх між собою і узагальнювати відомості про хімічному виробництві з метою формування політехнічних знань учнів. З іншого боку, необхідно пам'ятати про міжпредметних зв'язках, щоб правильно відібрати інформацію про апарати.

Наприклад, у виробництві сірчаної кислоти контактним способом дається пристрій контактного апарату, в якому здійснюється окислення на каталізаторі оксиду сірки (IV) на оксид сірки (VI); такого роду пристрої знаходять застосування в ряді хімічних виробництв. А при описі очищення газів, що надходять на каталізатор, вивчається пристрій електрофільтрів, в принципі роботи яких використовуються фізичні процеси.

При вивченні матеріалів і конструкцій апаратів повинні бути розглянуті основні тенденції розвитку виробництва: підвищення продуктивності та інтенсивності роботи апаратів, забезпечення механізації трудомістких процесів, автоматизація та дистанційне управління з метою огородження людей від роботи в шкідливих цехах, заміна періодичних процесів безперервними.

Вивчення понять блоку про техніку безпеки надає великі можливості для виховання учнів. Говорячи про техніку безпеки на хімічних підприємствах, вчитель повинен вказати конкретні заходи, що забезпечують безпеку працюючих людей, наприклад, герметичність апаратури, хороша вентиляція, ізоляція гарячих поверхонь щоб уникнути опіків, усунення небезпеки механічних пошкоджень, отруєнь, вибір безпечного режиму роботи апаратури, ретельний медичний контроль, організація відпочинку в профілакторіях і санаторіях. Крім того, відзначаються заходи з охорони навколишнього середовища: забезпечення виробництв системою очисних споруд, контроль спеціального санітарного нагляду, якому дано найширші повноваження, і т. п. Все це є частиною широкого природоохоронного образованія.1 Особлива увага повинна бути приділена проблемі організації безвідходного виробництва як головному шляху, що забезпечує охорону навколишнього среди.2

Говорячи про хімічному виробництві, необхідно зупинитися і на професіях людей, які працюють на підприємствах. Для вивчення в середній школі відібрані нечисленні виробництва, згруповані навколо найважливіших народногосподарських проблем: виробництво сірчаної кислоти, чавуну і сталі, етилового спирту, полімерів.

Підготовка вчителя до уроків з хімічному виробництву

У процесі підготовки до занять учитель повинен проаналізувати зміст кожного блоку понять стосовно до конкретного виробництва та розробити послідовність його вивчення, дотримуючись певного плану (табл. 3.3.).

При вивченні хімічних виробництв на різних ступенях навчання враховуються вікові особливості учнів, рівень їх підготовки.

Поряд з вивченням хімічних виробництв в курсі хімії зачіпаються і питання хімізації сільського господарства. Обидві ці сторони тісно пов'язані один з одним, так як хімічні добрива, гербіциди, інсектициди і т. д. сільському господарству поставляє хімічна промисловість.

Таблиця 3.3.

План підготовки вчителя до уроків про хімічному виробництві План аналізу поняття Конкретний зміст і обсяг поняття 1. Характеристика продукту виробництва (склад, властивості, будова, застосування в народному господарстві) 2.

Сировина (склад, властивості, родовище, попередня підготовка) 3.

Хімічні процеси, що лежать в основі виробництва і їх закономірності (оборотність, незворотність, оптимальні умови перебігу і т. д.) 4.

Головні стадії виробництва. Технологічний режим кожній стадії 5.

Матеріали і конструкція апаратів 6.

Організація виробництва 1 Захлєбний А. Н. Школа і проблеми охорони природи. - М., 1981; Екологічна освіта школярів / Под ред. І. Д. Звєрєва, Т. І. Суравегиной. - М "1983. 2

Мішина Є. Ф. Екологічний аспект вивчення хімічних виробництв / / Хімія в школі, 1993, № 3. С. 22.

Крім того, проблема хімізації сільського господарства дуже тісно пов'язана з питаннями охорони навколишнього середовища і дозволяє встановити міжпредметні зв'язки з біологією, географією.

Спеціальним розділом хімії, головне завдання якого - вивчення хімізації сільського господарства, є тема «Мінеральні добрива». Цю тему потрібно якомога тісніше пов'язувати з сільськогосподарською практикою. Від вчителя потрібно знання біології і питань сільського господарства, особливості дії добрив на рослини і на навколишнє середовище. Особливо слід підкреслити думку про небезпеку необдуманого зсуву екологічної рівноваги за рахунок неправильного застосування добрив та інших речовин. Учитель хімії спільно з учителем біології може ставити досліди на пришкільній ділянці з вивчення характеру дії добрив на сільськогосподарські рослини. Корисно вказати учням, якими факторами визначається вибір добрива для конкретного сільськогосподарського виробництва.

В інших темах по можливості зачіпаються питання про застосування тих чи інших речовин в сільському господарстві, при вивченні кисню, води, при вивченні металів (мікро-і макроелементи), в органічній хімії розповідається про використання ряду речовин для підвищення продуктивності тваринництва і т. д. Все це особливо доречно в умовах сільської школи.

Методи вивчення хімічних виробництв

Серед методичних підходів до вивчення хімічних виробництв провідна роль належить проблемному підходу, що роблять найбільший розвиваюче вплив на учнів.

Як вже говорилося, при системно-структурному підході предметом вивчення змісту є не тільки самі елементи системи, але і зв'язки між ними, по яких найлегше будуються проблемні ситуації. Наприклад, може бути запропонована проблема: за допомогою яких реакцій з даної сировини може-бути отриманий продукт? Або, враховуючи умови протікання реакції, технологічний режим, запропонувати учням продумати конструкцію виробничого апарату. Або розробити зразкові правила техніки безпеки для робітників досліджуваного виробництва і т. д.

Засвоєнню матеріалу про хімічному виробництві сприяє вирішення завдань з виробничим змістом. Особлива роль у вивченні хімічних виробництв належить засобам наочності: таблиць, макетів, фільмам, диафильмам, диапозитивам, транспаранти для кодоскопа.

Більш глибокому ознайомленню з виробництвом сприяють також виробничі екскурсії та участь у продуктивній праці на заводі.

Організаційні форми вивчення хімічних виробництв

Основною організаційною формою вивчення хімічного виробництва в школі є урок, на якому використовуються словесно-наочні та словесно-наочно-практичні методи навчання.

На факультативних заняттях хімічні виробництва вивчаються поглиблено. До факультативу «Хімія в промисловості» видано навчальний посібник та методичний посібник для вчителя (див. § 2.52.).

Знайомство з виробництвом може бути здійснено на позакласних заняттях, у гуртках з вивчення місцевого виробництва, в яких учні можуть навіть надати допомогу підприємству.

Особливої??уваги в процесі ознайомлення учнів з хімічним виробництвом заслуговують екскурсії.

Останнім часом в силу ряду обставин екскурсії на виробництво в міських школах не проводяться. У сільських школах сільськогосподарське виробництво більш доступно для екскурсій учнів. Школярі можуть відвідати дослідні ділянки, агрохімічну лабораторію. У великих містах при наявності політехнічних музеїв або відповідних відділів у краєзнавчому музеї можуть бути проведені екскурсії в музей. Є досвід такої співпраці з Політехнічним музеєм Москви.87

Методика проведення екскурсій з хімії детально розроблена Н. Н. Бурінской.88

§ 3.2.5. УЗАГАЛЬНЕННЯ У шкільному курсі ХІМІЇ Узагальненню в навчанні приділяється велика увага не випадково, так як воно не тільки завершує етап формування понять, але і дозволяє створити цілісний погляд на деяку групу досліджуваних об'єктів. Узагальнення допомагає установити більш-менш широкі зв'язки між темами окремих уроків, цілими розділами і між предметами, зрозуміти системний характер досліджуваного предмета, підняти на новий рівень мислення учнів.

Не дивно тому, що узагальнення проводиться як на окремих уроках, так і в кінці кожної теми. У багатьох випадках вводяться і спеціальні узагальнюючі теми. Результатом узагальнення є створення умов для прогнозування. Безсумнівно тому, що теоретичні теми самі по собі теж є узагальненням. Наприклад, тема «Періодичний закон і періодична система елементів Д. І. Менделєєва» - це вища узагальнення відомостей про хімічні елементи.

Широко відомі теми, завершальні певні етапи навчання. Вони зберігаються при різних побудовах курсу хімії. Наприклад, «Узагальнення відомостей про основні класи неорганічних творів» завершує етап вивчення хімії на атомно-молекулярному рівні. Завдання теми - підготувати учнів до розуміння періодичного закону Д. І. Менделєєва. Для цього їх насамперед треба навчити класифікувати речовини, так як класифікація зазвичай передує систематизації. Виділяють суттєві властивості кожного класу речовин, що характеризують не тільки конкретні представники, а й кожен клас в цілому. Учні наводять приклади прояву властивостей речовинами, що належать до певного класу, а на підставі властивостей - класу речовин. Так встановлюється зв'язок між класами, формуються узагальнені поняття про зв'язок між складом речовини і його властивостями. З'являється можливість провести узагальнення по провідній проблемі курсу хімії: залежність властивостей речовин від їх складу.

Поруч із учні встановлюють генетичний зв'язок між класами речовин. Важливо показати, наприклад, що елементи, яким відповідають прості речовини - метали, утворюють основні оксиди та гідроксиди - підстави, а неметаллам відповідають кислотні оксиди та гідроксиди - кислоти. Тут же ставиться і світоглядна завдання, для вирішення якої необхідно розкрити зв'язок між різними класами неорганічних речовин, показати їх єдину атомно-молекулярну природу, а також підкреслити, що речовини, протилежні за властивостями, що належать до різних генетичним лініях - металам і неметаллам, можуть взаємодіяти один з одним, утворюючи солі. Так дозволя-ється протиріччя між сполуками основного і кислотного характеру і з'являється можливість прогнозувати властивості речовин різних класів.

Методичних варіантів вивчення цієї узагальнюючої теми може бути декілька, але в будь-якому варіанті учні насамперед повинні повторити необхідний матеріал, розміщений в різних розділах учебніка.89 При цьому можна цікаво організувати роботу з підручником вдома.

Повторення здійснюється поступово, починаючи з оксидів як найменш складних за складом речовин. Учням пропонують прочитати розділ про оксиди, а потім різним групам дають різні завдання: наприклад, відшукати в тексті формули і назви всіх оксидів, що згадуються в різних розділах, і т. д. Учні записують у зошит формули і назви сполук. Така робота допоможе привести в систему знання хімічної термінології та символіки, дозволить актуалізувати знання учнів про склад оксидів, вміння відрізняти формули оксидів від інших сполук, нагадає порядок назв оксидів.

На уроці завдання, виконані різними групами учнів, обговорюються. Учні складають узагальнюючі схеми або таблиці, виявляють прямий і зворотний зв'язки між складом і властивостями оксидів, відповідають на питання: з яким з перерахованих речовин вступає в реакцію оксид кальцію (слід перелік речовин)? Або вони вирішують якісну задачу їакого характеру: мається речовина А білого кольору, яке бурхливо реагує з водою, утворюючи нове біла речовина Б. Розчин останнього змінює забарвлення розчину фенолфталеїну в малиновий колір. При обробці речовини А соляною кислотою утворюється сіль складу СаС12. Який склад речовини А?

Для класифікації оксидів необхідно виділити властивості, що свідчать про їх належність до груп основних або кислотних оксидів. Тут доречний такий питання, поставлене у вигляді якісної завдання: як довести, що оксид магнію - основний, а оксид вуглецю (IV) - кислотний? Можна запропонувати вирішити завдання, записавши на дошці рівняння (уявний експеримент), використовуючи експеримент і т. д. Нарешті, учням пропонують завдання на перенесення знань про оксиди на новий об'єкт, наприклад: складіть формулу оксиду миш'яку (V) або оксиду марганцю (II) і доведіть, що перший - кислотний, а другий - основний, охарактеризуйте їх властивості.

Залежно від стану підготовленості класу наводять як приклад оксиди хрому (II) і (VI) і пояснюють, що один і той же елемент може утворювати як основний, так і кислотний оксиди. Такі приклади вчать учнів діалектично мислити, підтверджують необхідність знання не тільки якісного, але й кількісного складу речовин, сприяють формуванню різноманітних розумових прийомів - аналізу, порівняння, виділення головного, класифікації, екстраполяції, вміння узагальнювати і робити висновки і т. д.

Аналогічно узагальнюються знання і про інших класах неорганічних речовин. Крім узагальнення відомостей про властивості класів неорганічних сполук, необхідно домогтися, щоб учні уявляли собі й інші їхні характеристики згідно з структурою змісту поняття про речовину: отримання, застосування і т. д. Цьому молоді вчителі часто не приділяють належної уваги. У темі «Узагальнення відомостей про основні класи неорганічних сполук» корисні схеми, таблиці, які учні виготовляють під керівництвом вчителя, кодотранспаранти, магнітні аплікації, а також інші екранні посібники.

Широко використовуються і хімічні досліди узагальнюючого характеру, що дозволяють встановити генетичні зв'язки неорганічних речовин. Наприклад, спалювання фосфору в колбі над розчином лугу або отримання однієї і тієї ж солі (сульфату магнію) різними способами: взаємодією магнію, оксиду магнію та гідроксиду магнію з сірчаною кислотою.

Така тема, як «Узагальнення знань учнів з курсу неорганічної хімії підводить підсумок даному курсу. Вона пов'язана з системами найважливіших хімічних понять - про Хімічні елементи, хімічної реакції і хімічному виробництві. У встановленні зв'язків між ними полягає головне завдання узагальнення. Вона вирішується на основі матеріалу про будову речовини і закономірностей протікання хімічних реакцій. На цьому рівні після бесіди про значення періодичного закону можливий огляд відомостей не тільки про перших чотирьох, але і про решту періодах.

Учні на основі вивченого раніше матеріалу наводять приклади на підтвердження дієвості періодичної системи, виявляють нові закономірності, які вони ра-

№

неї не могли виявити. Наприклад, що простих речовин у природі значно більше, ніж хімічних елементів, завдяки аллотропии, що генетичний зв'язок між неорганічними речовинами проявляється у відповідності з положенням утворюють їх хімічних елементів у періодичній системі. Особливо важливо підкреслити, що причина цього - будова речовин. Для пояснення цих фактів залучаються відомості про будову атомів елементів, хімічного зв'язку, кристалічних решетках.90 Через властивості речовин встановлюють зв'язок із наступним блоком змісту теми - хімічною реакцією.

Узагальнення відомостей про хімічних реакціях зводиться до виявлення серед вивченого матеріалу конкретних прикладів, що ілюструють прояв загальних закономірностей протікання хімічних реакцій, а також їх класифікації. При цьому частково можна скористатися таблицею.

Дуже важливим у виховному відношенні є урок «Неорганічні речовини в природі». У ході його учні встановлюють зв'язки між положенням хімічних елементів у періодичній системі і формах їх знаходження в природі, перспективні впутріпредметние зв'язку з органічною хімією, що доводять матеріальна єдність неорганічних і органічних речовин, живої і неживої природи. Аналіз кругообігів елементів у природі дозволяє підкреслити ідею про неісчезаемость матерії, а також тісний зв'язок понять про речовину та хімічної реакції. Не можна випускати в даній темі широкі можливості для природоохоронного виховання.

Завершується узагальнення систематизацією поняття про хімічному виробництві. Відомості про основні принципи хімічного виробництва, які буде розкрито на матеріалі вивчених до цього часу основ виробництва сірчаної кислоти контактним способом, синтезу аміаку, виробництва алюмінію, чавуну і сталі, тісно пов'язуються з поняттями про закономірності хімічних реакцій. Але в даній темі не слід обмежуватися лише хімічної стороною питання. У процесі узагальнення провідне місце в навчанні приділяється самостійній роботі, яка організовується як у класі, так і вдома. Тут передбачено вирішення експериментальних завдань узагальнюючого характеру по темі генетичного зв'язку речовин дослідженню їх властивостей і розпізнаванню речовин за їх властивостями. Слід підкреслити відмінність змісту завдань на різних етапах. Раніше також було потрібно встановлення генетичного зв'язку між речовинами, але тільки між класами неорганічних речовин, а тепер між речовинами, утвореними елементами різних груп періодичної системи.

Широко використовується самостійна робота з підручником, за яким учні повторюють необхідний матеріал для узагальнення. За газетам, науково-популярним журналам і брошур, книг для читання з хімії учні готують доповіді та повідомлення на теми про географії хімічної промисловості нашої країни, про перспективи розвитку металургії, її зв'язки з іншими галузями народного господарства, про охорону атмосферного повітря, водойм, грунтів, зелених насаджень і т. д.

Крім того, практикуються семінари, оглядові лекції. Дуже корисно пропонувати учням для полегшення домашньої підготовки план майбутнього уроку.

«Узагальнення знань з курсу органічної хімії» приводить в систему відомості про органічних речовинах. Воно включає питання про хімічний, електронному, просторовому будову і видах ізомерії, аналіз властивостей органічних речовин різних класів на основі будови, виявлення генетичного зв'язку між органічними речовинами і, нарешті, узагальнення відомостей про промисловості органічного синтезу, нафтохімії. Методика проведення цього узагальнення наводиться JI.

А. Цветковим.91

Спочатку простежують розвиток положень теорії хімічної будови А. М. Бутлерова з урахуванням теорії просторового та електронної будови органічних речовин. До узагальнення учні повторюють матеріал про природу хімічного зв'язку, основних положеннях бутлеровской теорії, порядок утворення вуглецевих ланцюгів, видах ізомерії. Для того, щоб полегшити учням цю роботу, вчитель розробляє план повторення і повідомляє учням, де шукати відповіді на питання. У класі відомості про види ізомерії наводяться в систему (табл. 3.4.).

Таблиця 3.4. Види ізомерії органічних речовин Вид ізомерії Приклади Ізомерія 1.

Ізомерія вуглецевого скелета 2.

Ізомерія положення кратному зв'язку 3.

Ізомерія положення заступників в вуглецевого ланцюга 4.

Ізомерія речовин, що належать до різних класів

Ізомерія ве располс

цис-, транс-Ізомерія, Викликана різною послідовністю з'єднання атомів

а) СН3-СН-СН3-СН3-СН2-СН2-СН2

СНз

б) СН3-СН2-СН2-СН2ОН СН3-СН-СН2ОН

СНз

СНз-СН = СН-СНЗ СН2 = СН-СН2-СНЗ

а) Вг-СН2-СН2-СНЗ СН3-(j ^ H-СНЗ

Вг

б) СН3-СН2-СН2ОН СНз-СН-СНЗ

він

а) СНз-О-СНЗ СНз-СН2ОН

б) СНз-СНД-СНД-С ^ СНЕ-С-0-СН2-СНЗ

ОН

човин, викликана різним просторовим палінням атомів по відношенню один до одного

Cl ^ УС \ Н ^

/ С = С \ / С = С \ н н сг Н

При аналізі різних видів ізомерії необхідно підкреслювати практичне значення ізомерів.

Проблеми електронної будови - різних видів гібридизації, освіти а-і я-зв'язків і т. д. - розглядаються в тісному зв'язку з попередніми. На цій основі розкриваються питання про взаємний вплив атомів, геометрії молекул, даються основні характеристики ковалентного зв'язку в молекулах органічних речовин.

Для досить глибокого обгрунтування генетичного зв'язку між органічними речовинами складають разом з учнями схему.92 При формуванні поняття про сучасну нафтохімічної промисловості і народногосподарському значенні органічної хімії слід показати широкі можливості органічного синтезу на основі метану, етилену і ацетилену, його перспективи. Необхідно підкреслити, що при сучасних темпах розвитку індустрії природні ресурси досить швидко вичерпуються, і це слід враховувати і шукати додаткові джерела або створювати їх штучно. Зокрема, роль нафти в паливно-енергетичному балансі буде неухильно знижуватися.

При узагальненні залучаються відомості про стан і перспективи розвитку нафтохімічної та газо'вой промисловості в нашій країні, а також органічного синтезу, матеріали періодичної преси, діафільми узагальнюючого характера93, реферати учнів і т. д.

Заключне узагальнення, яке проводиться наприкінці XI класу після завершення курсу неорганічної та органічної хімії, вирішує завдання в основному світоглядного характеру. Хімічні знання, отримані на попередніх ступенях навчання, переосмислюються на філософському рівні. На цій основі встановлюються внутрішньопредметні та міжпредметні зв'язки, знання набувають значно більшу широту. Перед учнями розкриваються перспективи розвитку хімічної науки і техніки, обгрунтовується їх місце в системі народного господарства країни. У програмі одинадцятирічної школи цього розділу приділяється значно більше уваги.

При заключному узагальненні здійснюється підготовка учнів до випускного іспиту на атестат зрілості, так як ця тема дозволяє актуалізувати всі наявні в учнів знання.

Від одного ступеня навчання до іншої змінюється широта і глибина узагальнюємо знань, але головне в них - встановлення зв'язків між поняттями і приведення їх у систему. Зв'язки ці різного характеру: причинно-наслідкові, генетичні, взаємного впливу та ін Допомога вчителю може надати програма з хімії, відповідні допомоги по цій темі і публікації в журналі «Хімія в школі». Не можна зводити узагальнення до простого повторення. У цьому випадку мета вивчення даного розділу не можна вважати досяг-нутой. Для того, щоб цього уникнути, вчитель так організує роботу учнів, щоб домогтися встановлення можливо більшого числа зв'язків, формування цілісних понять про вивчений ними курсі хімії.

При уважному розгляді структури змісту заключного узагальнення можна помітити, що узагальнення побудовано по найважливіших системам понять і розгорнуто в послідовності, зворотній вивченню. Якщо вивчення курсу починається з речовини, а потім поступово учні приступають до вивчення його будови, то при узагальненні прийнятий прямо протилежний підхід. Абстрактні теоретичні поняття вчення про періодичність як узагальнення зведенні про хімічний елемент служать тією сполучною ланкою, яка пов'язує між собою речовини і відбуваються між ними хімічні реакції.

Якщо при вивченні курсу хімії центральним первинним поняттям була речовина, то при узагальненні на перший план висувається поняття про хімічний елемент і його матеріальному носії - атомі, оскільки саме воно дозволяє в першу чергу і найбільш природно зв'язати воєдино світ неорганічних і органічних речовин. Узагальнюючи відомості про хімічний елемент, потрібно розкрити структуру цього поняття і показати, які властивості атомів змінюються періодично, а які - ні. Дуже важливо виявити зв'язок між хімічним елементом і речовиною, бо за наступному узагальненні потрібно буде встановити характер зміни властивостей простих речовин та їх сполук.

Оскільки найважливішою ідеєю всього курсу хімії з VIII по XI клас є розкриття залежності властивостей речовин від їх будови. Узагальнення проводиться на базі всього курсу хімії, і це дозволяє під новим кутом зору висвітлити добре відомі учням поняття, наприклад, хімічний зв'язок, розкривши її єдину природу у органічних і неорганічних речовин. При цьому актуалізується весь багаж знань учнів, приділяється увага питанням енергії зв'язку, а при розгляді будови твердих неорганічних речовин вводиться поняття про комплексні сполуки. При узагальненні відомостей про будову атома і хімічного зв'язку корисно виготовити узагальнюючу таблицю і проаналізувати її, розкривши окремі поняття. При узагальненні виділяють найважливіші характеристики ковалентного зв'язку: енергію зв'язку, її спрямованість, полярність, довжину, валентний кут. Особливо важливо все теоретичні положення під-кріпити конкретними прикладами з різних розділів. Інші види хімічного зв'язку розглядаються в порівнянні з ковалентним зв'язком і зіставляються один з одним.

Однак наведений перелік понять застосуємо до одинадцятого класу. При узагальненні в IX класі він буде виглядати значно скромніше.

Оскільки від будови речовин залежать їх властивості, а хімічні властивості виявляються в хімічних реакціях, наводяться в систему знання учнів про хімічні реакції і закономірності, яким вони підкоряються.

Узагальнення знань про хімічні реакції здійснюється на основі всіх теоретичних концепцій, вивчених в курсі хімії. Особлива роль тут відводиться теорії електролітичної діссоціаціі.94 Не можна випускати з поля зору поняття про швидкість хімічної реакції та хімічному рівновазі, доповненому в даній темі поняттям про константі рівноваги. Це дозволяє зробити узагальнення більш поглибленим. Доцільно на цьому етапі розкрити перед учнями структуру поняття про хімічної реакції і проаналізувати кожен блок, супроводжуючи цей аналіз прикладами, підкреслюючи єдину сутність хімічної реакції як в неорганічної, так і в органічній хімії.

Особливе значення для формування діалектико-матеріали-стіческого світогляду має питання про класифікацію хімічних реакцій. Це дає можливість розглянути одні й ті ж реакції з різних позицій і показати, що жодна з наявних класифікацій хімічних реакцій не є універсальною: все залежить від того, яка ознака в першу чергу береться до уваги.

Узагальнення знань про речовину здійснюється на базі основних теоретичних концепцій, вивчених до цього часу. Найважливішою з них є вчення про періодичність. Оскільки метою вивчення неорганічної хімії є конкретне засвоєння періодичного закону, то матеріал узагальнюють на основі періодичної системи Д. І. Менделєєва, об'єднуючи неметали і метали в дві великі групи і зіставляючи властивості простих речовин і сполук елементів один з одним. Тут можливі два підходи. Перший передбачає узагальнення властивостей простих речовин - неметалів і металів і їх сполук і подальше зіставлення, другий - паралельний розгляд і зіставлення металів і неметалів та їх сполук в єдності. Вчитель вибирає один з них залежно від рівня підготовленості учнів до узагальнення. Якщо ці вміння виражені в учнів слабкіше, вибирається перший підхід, якщо сильніше - другий.

Порівняння проводиться за низкою параметрів. Головні завдання: 1)

показати періодичну залежність властивостей простих речовин від заряду ядер атомів елементів; 2)

розкрити, як ця залежність поширюється на властивості водневих і кисневих сполук; 3)

підкреслити відмінність у властивостях металів і неметалів і одночасно на конкретних прикладах проілюструвати їх єдину природу, розкриваючи причини цього єдності.

Окремо узагальнюють відомості про органічних речовинах. Спочатку дають їх класифікацію, при якій вказують три ознаки: склад, будову та функціональні групи. Після цього порівнюють їх взаємодію з одним і тим же реактивом. Наприклад, відношення речовин, що належать до різних класів органічних речовин, до водню, воді, галогенам, галогеноводорода, можливість полімеризації і т. д. Потім розглядають матеріал про гомології і різних видах ізомерії.

Узагальнення знань про органічних речовинах базується на сучасній теорії будови органічних речовин. На завершальному етапі узагальнення знань про речовину розкривається загальна структура цієї складної категорії і єдина природа неорганічних і органічних речовин.

На етапі заключного узагальнення учні вирішують експериментальні завдання узагальнюючого характеру, що вимагають від учнів аналізу і порівняння. Наприклад, їм пропонують задачу: доведіть експериментальним шляхом, яке водневе з'єднання - хлороводень або сірководень - проявляє більш сильні відновні властивості. У цьому завданні зіставляються властивості водневих з'єднань елементів різних груп періодичної системи Д. І. Менделєєва.

Іноді завдання вимагає актуалізації дуже широкого кола знань неорганічної та органічної хімії, а також використання складних поєднань розумових прийомів, наприклад: проведіть можливі для сульфату міді (І) реакції з неорганічними і органічними речовинами, що входять в різні класи та гомологічні ряди. Відзначте схожість і відмінність цих реакцій. При узагальненні питань про роль хімії в народному господарстві розглядаються компоненти системи понять про хімічний виробництві, кожен з яких тісно пов'язаний з нагальними проблемами сучасного життя суспільства. Тому даний розділ в силу своєї особливо чіткої політехнічної спрямованості, а також у зв'язку з неухильним зростанням ролі хімії в народному господарстві, набуває велике виховне значення. У цьому розділі потрібно показати роль хімії в охороні природи, можливості та перспективи наукових прогнозів.

У заключному узагальненні вчитель широко використовує газетні публікації, практикуються доповіді учнів і проведення так званих комплексних уроків, в яких беруть участь вчителі інших предметів. У заключному узагальненні використовуються екранні посібники з узагальнюючим змістом, наприклад, діафільми «Сучасне хімічне виробництво», «Будова і властивості органічних речовин». «Промисловий органічний синтез», «Ізомерія», «Полімери», діапозитиви «Генетичний зв'язок органічних речовин», «Пластмаси», «Застосування найважливіших хімічних продуктів в народному господарстві» і т. д.

31. Позакласна робота з хімії

Форми:

1. Індивідуальна (види: робота з літературою, підготовка доповідей, рефератів, дослідження і т.п.);

2. Групова (гурток, секції клубу, МАН, лекторські групи, випуск стінгазети);

3. Масова (хімічний вечір, хімічне товариство, клуб, МАН, хімічна олімпіада, конференція, екскурсія, вікторина, усний хімічний журнал, тиждень (декада, місячник) хімії і т.п.).

Хімічний гурток – основна форма позакласної систематичної роботи. 10-15 учнів.

– староста, заступник;

– річний план роботи.

Так само працюють товариства «Юний хімік», «Клуб юних хіміків», МАН. Керують ними ради. Випускаються стінгазети, бюлетені. Найбільш доцільно проводити 2 групових заняття на місяць і 2 індивідуальних (групових).

Заключний етап роботи – хімічний вечір.

Хімічний вечір

План підготовки:

1) відбір змісту, програма, сценарій;

2) призначення доповідачів і ведучих;

3) відбір хімічних дослідів;

4) підготовка хімічної вікторини, конкурсів, розваг;

5) підготовка ілюстративного матеріалу;

6) репетиція учасників художньої самодіяльності;

7) оформлення приміщення;

8) організація чергування під час вечора;

9) обирання журі;

10) підготовка подарунків.

Тематика: «Хімічна казка», «Вечір загадок», «Вода – речовина проста і загадкова», «Хімія і космос» і ін.