Логические аспекты преподавания химии в общеобразовательной школе


Химия — самый увлекательный и самый сложный
предмет в школьной программе. Учащиеся среднего
звена так и норовят заглянуть в кабинет химии,
любопытство их безгранично. Как привлекают их
стеклянные приборы и пробирки на рабочем столе
учителя! Как они ждут с нетерпением изучения
этого нового предмета! Они наслышаны об опытах,
они их ждут.



Как не потерять это ожидание? Как вовлечь его в
познавательный процесс? Увы, это очень сложно.
Каждый учитель, проработавший более 10 лет в
школе, наглядно видит, как слабеет здоровье
детей, их способность запоминать, падает
интеллектуальный уровень населения, сокращаются
часы по точным предметам. К чему приведёт
сокращение часов по химии (до 2-х часов в неделю) —
вопрос открытый. Я склонна думать, что ни к чему
хорошему и положение нужно срочно менять в
сторону их увеличения. Не все станут химиками, а
вот навыки мышления, внимательности,
усидчивости, скрупулёзности, логичности в
действиях остаются в человеке и при желании
могут им развиваться дальше. Именно химия
концентрирует в себе развитие выше указанных
способностей. Следует учесть и то, что при
изучении данной дисциплины, часто приходится
восполнять пробелы в знаниях таблицы умножения,
порядка арифметических действий, составление
пропорций и т. д. Ведь «физика — правая рука
химии, а математика — её глаза».

На мой взгляд, во-первых, следует логично
построить программу по предмету, особенно для
8-го класса, ибо в данной параллели закладываются
азы дисциплины.

«Логика — великий преследователь темноты и
запутанного мышления, она рассеивает туман,
скрывающий от нас наше невежество и заставляющая
нас думать, что мы понимаем предмет, в то время,
когда мы его не понимаем». Д.С.Милль.

Логика — это наука о принципах и операциях
человеческого мышления. Это особый мир со своими
законами, идеализациями, традициями, спорами и т.
д. То, о чём говорит логика, знакомо и близко
каждому, но войти в её мир не просто.

Логика — наука о законах правильного мышления,
о требованиях, предъявляемых к
последовательному и доказательному рассуждению
(логическому мышлению).

Операции логического мышления — определение,
классификация, доказательство, опровержение,
обобщение и т.д. — применяются каждым человеком в
мыслительной деятельности. Зачастую они
применяются неосознанно, с погрешностями, без
отчётливого представления обо всей глубине и
сложности всех мыслительных действий.

Понимание принципов мыслительной деятельности
— без сомнения, одно из самых ценных наших
знаний. Оно делает ум максимально точным и
ювелирно тонким в своём анализе, беспощадным к
любой фальши и нелогичности, неизменно
последовательным в своих выводах. Всё это
сказывается на всех сторонах практического и
теоретического приложения мышления. Подавляющее
большинство людей размышляют и рассуждают, не
обращаясь за помощью к особой теории. Некоторые
склонны считать своё мышление естественным
процессом. Разумеется. Это заблуждение. Наше
стихийно сложившееся умение мыслить, не всегда
логически возможно. Все мы умеем говорить
правильно, но это не делает ненужным изучение
грамматики. Логическая интуиция нуждается в
прояснении не меньше, чем грамматика. Важно с
самого начала осознать своеобразие подхода к
описанию мышления.

«Тот, кто ошибся в первой пуговице, не
застегнёт камзола» (И. Гёте). Прослеживая ход
доказательства, надо стараться не упускать ни
одного его шага. Запутавшись, нужно ещё
настойчивее пытаться продвинуться вперёд.
Только решение сложных задач приносит подлинное
интеллектуальное удовлетворение. Человек
постоянно стремится расширять свои знания и
обогащать свою память. Без способности
обосновывать имеющиеся убеждения, нет твёрдого и
подлинного знания. Обширные знания и, прежде
всего, умение рассуждать, слагают мудрость
человека. Логическое мышление, рассуждение,
доказательство строятся на законах логики.

Логические законы независимы от воли и
сознания человека. Они — отражение объективного
и субъективного сознания человека. Логических
законов бесконечно много. Их столько — сколько
действий выполняет человек. Однородные законы
объединяются в логические схемы (которые
именуются логиками).

Все логические законы не могут быть адекватно
переданы на естественном языке. Ряд особенностей
языка общения людей мешает передать логическую
форму рассуждения. Это хорошо восполняет
искусственный язык — формализованный. Слова
обычного языка заменяются буквами, символами.
Исчезает неясность, двусмысленность. (Это
уравнения и формулы в химии). Вот почему очень
важно начинать изучение химии со строения атома.
Вот почему необходимо увеличение количества
часов по предмету. Только выполнив достаточное
число заданий по аналогии, ученик сможет
выделять определённые связи в материале,
восприятие насыщается размышлением и
качественно меняется. У ребёнка развивается
умение длительное время удерживать внимание на
логически организованном материале. Однако
такая способность развивается постепенно и не у
всех одинаково. В преподавании химии хронически
не хватает времени для того, чтобы знания стали
умениями, а о том, чтобы умения стали навыками и
говорить не приходиться. Поэтому второй
проблемой для учителя химии является решение
вопроса, где взять часы для развития умений и
навыков? Идеальным вариантом было бы освоение
материала учеником дома, а в школе — его
проработка и выработка навыков. На практике этот
вариант не возможен, ведь таких учеников единицы,
основная масса класса на такое не способна.
Приходится где-то, что-то совмещать, а это не
складывается в пользу глубины знаний. Убрать,
что-либо из программы нельзя всё очень важно. Ах,
как было бы замечательно, если бы часов на такой
интересный предмет отводилось бы больше! Эту
замечательность нет возможности показать.
Программа перенасыщена фактическим материалом.
Не хватает времени потренироваться в умениях, а
ведь это и есть специфика школы. Приходится
выходить из положения следующим образом:
(календарный план прилагаю, см. Приложение 1).

Очень важно создавать и развивать у подростков
установку на мышление и отыскание, выделение
значительных и существенных связей и
причинно-следственных зависимостей. На
основании этого, считаю необходимым познакомить
учеников с основными классами сложных веществ
после строения атома. В этом случае ребёнок
знает, что кроется под формулой вещества,
развивается язык химической терминологии.
Центральное место начинает занимать анализ
содержания материала, его своеобразия и
внутренней логики. Для одних подростков
характерна гибкость в выборе путей заучивания,
другие предпочитают какой-либо один способ, а
некоторые стараются упорядочить и логически
обработать любой материал. Будет замечательно,
если учитель подскажет, как ассоциировать
материал и ассоциативно мыслить.

Следующий важный момент — это наша окружающая
жизнь с позиции химии. Я стараюсь отражать это в
задачах, практических занятиях, на обычных
уроках. Пусть они пространны, но зато снимается
строгость и стройность предмета, вносится
разрядка, юмор, улыбка, удивление, повышается
познавательная активность учащихся. Предлагаю
несколько составленных мной задач по темам
«Массовая доля вещества в растворе» и
«Задачи с содержанием примесей в исходном
веществе».

Задачи на массовую долю вещества в
растворе.

Задача №1.

Миша «с пелёнок» был заядлым
экспериментатором. На этот раз он решил получить
кристаллы йода из 5% спиртового раствора йода,
путём выпаривания спирта. В выпарную чашку он
вылил из флакончика 25 г раствора и начал процесс
выпаривания. Объясните, почему в конце работы у
Миши округлились глаза, и было недоумевающее
лицо? Сколько граммов йода мог бы получить Миша
теоретически?

Задача №2.

Познакомившись на уроках химии со
способами выражения концентрации растворов, Оля
для себя решила, что станет фармацевтом. Для
домашней аптечки 3% раствор перекиси водорода она
взялась приготовить сама. Сполоснув флакончик
из-под спирта дистиллированной водой и бросив в
него 4 таблетки гидроперита (каждая по 0,75г), она
отмерила 97 мл всё той же воды, влила во флакон и
плотно закрутила крышечку. Как вы полагаете,
получилось ли у Оли медицинское средство?

Задача №3.

Алёна уже целый год воспитывает
полосатого кота Матроса. Матрос неравнодушен к
запаху одеколона «Гвоздика», который
девочка использует для отпугивания комаров.
Оставшись дома один, он пролежал клубочком до
обеда на диване, затем потянулся, выгнулся дугой
и важно зашагал к трюмо, потёрся усами о крышечку
флакона и слегка ударил лапой по стеклу. Покатав
с грохотом флакон по полу, кот принялся грызть
крышку. От первых капель жидкости Матрос громко
чихнул, затем начал принюхиваться.

Войдя в дом, Алёна устремилась в зал. Во флаконе
ещё оставалось 20 г содержимого (это половина
того, что было), а кот лежал на полу как большая
белая подушка, растопырив лапы, и продолжал
нюхать пол. Сколько граммов спирта испарилось с
пола, если его доля в одеколоне 96%? К какому ещё
растению не равнодушны кошки?

(Далее см. Приложение 2).

Задачи, где исходное вещество содержит
примеси.

Задача №1.

Сколько граммов глицерина попало в
организм серому коту Матросу, если он слизал из
блюдца 80граммов мороженного с жирностью 15%?
Реакция распада жира в организме человека идёт
согласно уравнению:

Задача №2. Сколько граммов мёда усвоил
топтыгин, достав его из улья, в котором было 45%
глюкозы, если клетки его организма получили 200 г
воды? Реакцию превращения глюкозы в организме
человека можно представить так:

C6H12O6 + 6O2 —>6CO2 + 6H2O

Задача №3. Какой объём углекислого газа
заполнит помещение кухни, если Петя в отсутствии
родителей, решил прокалить на газе 700 г толчёного
мела, в котором 2% примесей? Так он решил проверить
правдивость своего учителя химии,
предупреждавшего о необходимости постоянного
проветривания помещения, где проводится такой
опыт. Что произойдет, если Петя не откроет
форточку?

(Далее см. Приложение 2).

При выполнении практических работ можно просто
поставить перед учениками цель, а можно и
разнообразить урок ситуативными моментами.
Приведу пример одной из практических работ в 9-м
классе по разделу «Сера и её соединения».

Тема:»Экспериментальное решение задач».

Цели:

  1. Воспитывать сдержанность, последовательность в
    работе, аккуратность в обращении с реактивами.
  2. Развивать логическое мышление, навыки работы с
    оборудованием, общеучебные навыки,
    аналитические способности, индуктивное и
    дедуктивное мышление.
  3. Учиться концентрировать внимание на главном,
    видеть второстепенные моменты, разрешать
    проблемные ситуации.

Тип урока: Закрепление полученных знаний.

Форма проведения: Практическая работа.

Методы: Проблемно-поисковый с элементами
беседы и самостоятельной работой,
экспериментально-исследовательский.

Оборудование: горелка, спички, держатель,
воронка, фильтр, чистый стаканчик, выпарная
чашка, три пробирки с исследуемыми жидкостями
(NaOH; H2SO4; Na2SO4), пробирка с
раствором ZnSO4, лоток с реактивами
(метилоранж, фенолфталеиновый, р-р NaOH), пипетки.

План урока

1. Организационный момент.

Учащиеся надевают халаты, записывают в тетрадь
тему работы, оборудование. Учитель отмечает
отсутствующих.

2. Ход урока.

1) Постановка цели.

Учитель зачитывает ученикам задачи, которые им
следует осуществить практически.

Задача № 1.

На очередной пятиминутке в стоматологической
клинике один из врачей осмелился сказать
главному о том, что кончился оксид цинка
(составная часть пломбировочного материала). На
что тот ответил: «Изыщите резервы!».
Вспомните! Чему вас учили в школе? Обратитесь за
помощью к химикам!». Этот заядлый химик —
главврач — явно что-то знает. Он никогда не
бросает намёков зря. И так, вскроем резервы. Что
тут есть? О! Сульфат цинка. А чему нас учили в
школе? Не помню. Обратимся за помощью к химикам.
Будь Вы на месте химиков, как помогли бы
стоматологам?

2) Обсуждение достижения цели.

При помощи имеющегося оборудования учащимся
предлагается получить оксид цинка из сульфата
цинка. Дети предлагают цепочки превращений и
останавливаются на следующей:

ZnSO4 —> Zn(OH)2 —> ZnO

Поясняют, что гидроксид цинка можно получить
добавлением раствора гидроксида натрия к
сульфату цинка. Приходят к выводу о том, что одно
из полученных веществ нерастворимо (гидроксид
цинка). Далее решается вопрос о том как отделить
Zn(OH)2 от Na2SO4? Учащиеся приходят к
выводу о том, что полученный осадок надо
отфильтровать. Затем решается проблема
получения ZnO из Zn(OH)2. После этого детям
предлагается навести порядок на своих столах и
выполнить работу практически.

3) Практическое осуществление.



4) Оформление работы. Выводы.

5) Приведение в порядок рабочего места.

6) Домашнее задание. (Его учитель даёт на
свое усмотрение в зависимости от успеваемости и
затруднений в классах).

Если класс сильный, то учащимся можно
предложить практически воплотить и другие
задачи. А можно класс разбить на группы, и каждой
из них дать определённую задачу. Например, первый
ряд выполняет первую задачу, второй — вторую,
третий — третью. После обдумывания хода
выполнения предоставить слово представителю
каждой группы. Представитель зачитывает на
аудиторию задачу, рассказывает путь достижения
поставленной цели, Учитель корректирует
недочёты и позволяет приступить к практической
части.

Задача № 2.

Уходя домой, учитель дал задание лаборанту
приготовить оборудование для демонстрационных
опытов. В списке был оксид кальция. «У нас нет
его в наличии», — сказал лаборант учителю. «А
это зачем?» — ответил учитель и поставил на
стол перед лаборантом бутыль с порошком сульфата
кальция, улыбнулся и, закрыв за собой дверь, ушел.
Какую цепь превращений пришлось осуществить
лаборанту? Осуществите и вы её.



Задача № 3.

Надоели лаборанту химии мыши. На их наглость он
решил ответить не меньшей наглостью. Принёс из
дома кота и оставил на ночь. Открыв утром дверь
лаборатории, он созерцал плоды ночной охоты:

  1. Два зелёных глаза в тёмном углу под шкафом, и
    периодическое фырканье.
  2. Огромную лужу на полу и кисловатый запах в
    помещении.
  3. Три бутыли лежащие в луже с разъеденными
    этикетками (одна из которых вытекла наполовину).

Вчера эти бутыли стояли на столе. В них были
серная кислота, гидроксид натрия и сульфат
натрия. Где, что теперь? Будь вы на месте
лаборанта, как бы разобрались в ситуации?

Выполняя третью задачу, важно не упустить
воспитательный момент — обратить внимание на
животное. Не нуждается ли оно в помощи? Ведь
элементы добра дети черпают из окружающей
действительности. После этого разобрать
варианты уборки последствий случившегося.
Учащиеся обязательно посоветуют надеть
лаборанту перчатки, взять пластмассовый таз,
чаще менять воду для снижения концентрации
пролитого вещества. Обязательно следует указать
на недопустимость таких явлений — это нарушение
правил техники безопасности. После этого
рассмотреть способ определения веществ в
бутылях.

Конечно, фантазия и выдумка учителя не должны
быть безграничны, они должны соответствовать
возможной реальности и времени, т. е.
правдоподобны. Нужно понимать, что то, что
возможно в одной местности, иногда не может быть
возможным в другой в силу региональных и
социальных причин.




Следующий: