Дипломная работа: Химический язык

→ определять валентность и степень окисления элементов, заряд иона, изомеры и гомологи различных классов органических соединений, окислитель и восстановитель в окислительно-восстановительных реакциях.

В настоящий момент, вопросу о формировании умений пользоваться химическим языком в методической литературе уделено мало внимания. Анализ периодических изданий (журналы "химия в школе", "Химия: методика преподавания", приложения к газете "1 сентября" и др.) показал, что и ранее на эту тему не обращали внимания, можно встретить малое количество статей, посвященных изучению этого вопроса [8, 9, 13,15,21,32]. Наиболее подробно этим вопросом занимались Кузнецова Н.Е. [9,15] , Герус С.А. [8] , Шаповаленко С.Г. [31]. Поэтому, данная тема является актуальной для ее подробного рассмотрения.

Глава 2. Методика формирования умений пользоваться химическим языком при изучении темы "Окислительно-восстановительные реакции" в старшей школе

2.1. Этапы формирования системы понятий об окислительно-восстановительных реакция х

Развитие представлений об окислительно-восстановительных реакциях (ОВР) в школьном курсе химии проходит через несколько этапов [13] , которые тесно связаны с формированием системы понятий о химических реакциях.

I этапом образования понятий является рассмотрение химических явлений, так как этот термин более знаком, а затем рассматриваются химические явления уже как химическая реакция. На этом этапе опора делается на знания, полученные учащимися из физики. На уровне атомно-молекулярного учения разъясняется как можно по внешним признакам обнаружить химическую реакцию.

II этап. Развитие понятий о химических реакциях претерпевают качественные изменения при изучении ее на электронном уровне, где рассматриваются вопросы химической связи. Появляется новая трактовка: химическая реакция – процесс разрушения старых связей и образования новых. В теме "Химическая связь" вводится одно из фундаментальных понятий – "степень окисления". На его основе анализируются известные учащимся реакции разных типов, доказывая, что среди них можно найти и окислительно-восстановительные. Последние, в свою очередь, являются одним из важных, но трудных вопросов химии. Механизм реакции окисления и восстановления объясняется с точки зрения перехода электронов, поднимаясь на более высокий теоретический уровень. Выделяются основные признаки нового типа реакций. В методической литературе существует три подхода:

· по изменению степени окисления;

· по переходу электронов от одних частиц или атомов к другим;

· по изменению электронной плотности.

Следует проанализировать их и выбрать наиболее объективный. Для этого следует обратиться к механизму реакции. Известно, что их механизм довольно сложный. Ф. Басоло, Р. Пирсон убедительно показали, что прямой перенос электронов возможен лишь в газовых системах и то с ограничениями. Это подтвердили и наши ученые (Н.Н. Семенов, Н.М. Эмануэль и др.). Многие из этих реакций имеют радикальный, а не ионно-электронный механизм. Следовательно перенос электронов не может быть общим признаком этих реакций. Тот же вывод относительно перераспределения электронной плотности, что имеет место и в электростатических процессах.

Поэтому, как важнейший признак ОВР должно быть выделено наличие окислителя и восстановителя и изменение степени окисления атомов, элементов реагирующих веществ. На основе этого признака раскрывается содержание основных понятий и дается им определение.

Окислительно-восстановительные реакции – процесс, в ходе которого происходит изменение степени окисления элементов вследствие полного или частичного смещения электронов. Поэтому окисление сопровождается повышением, а восстановление – понижением степени окисления [13].

Сформированное понятие необходимо ввести в общую систему знаний о химических процессах. Рассматривается метод электронного баланса расстановки коэффициентов.

III этап. При изучении систематики элементов знания учащихся об окислительно-восстановительных реакциях и соответствующие им умения углубляются, расширяются наполняются конкретным содержанием. Здесь учащиеся знакомятся с элементами и веществами, проявляющими свойства окислителя и восстановителя, химическими реакциями с их участием. Изучается изменение окислительно-восстановительных свойств элементов и их соединений в группе, периоде, познают частную зависимость окислительной и восстановительной функций от степени окисления. Усвоение конкретных реакций совершенствует умения составления уравнений, определения степени окисления и многие другие.

IV этап. Качественно новый уровень в изучении темы – теория электролитической диссоциации. Внимание учащихся направлено на познание особенностей их протекания в растворах. Здесь важно учащихся познакомить с новым видом окислителей и восстановителей – ионами, выявить и раскрыть закономерности протекания таких реакций в водных растворах. Именно они должны здесь стать главным предметом обсуждения. При изучении неметаллов знания пополняются новыми конкретными окислителями и восстановителями. Следует уделить внимание изучению свойств азотной и серной кислот как окислителей. В теме "Металлы" появляется новое понятие "электрохимический ряд напряжений металлов". Необходимо четко показать этот ряд при составлении реакций или их предсказания. Как разновидность электрохимических процессов рассматриваются темы "Электролиз" и "Коррозия".

V этап. В курсе общей химии происходит интеграция понятий, все полученные знания и умения повторяются, систематизируются и углубляются. На данном этапе активным средством изучения является язык химической науки, который позволяет подвести итог изучения понятия "окислительно-восстановительные реакции".

В общем виде структура изучения темы "Окислительно-восстановительные реакции" представлена в таблице 1.

Таблица 1.

Этапы	Теория	Основные понятия
I	Атомно-молекулярное учение	Степень окисления, ОЭО, химическая реакция
II	Электронная теория	ОВР, процессы окисления и восстановления, метод электронного баланса (МЭБ)
III	Систематика элементов	элемент вещество окислитель восстановитель сильный слабый

Продолжение таблицы.

IV	Теория электролитической диссоциации	Металлы – восстановители, электрохимический ряд напря-жения металлов, коррозия, элект-ролиз, кислоты – окислители, окислители восстановители ионы
V	Обобщение	Классификация окислительно-восстановительных реакций + все выше перечисленное

2.2. Система понятий об окислительно-восстановительных реакция х

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 [15].

Чтобы судить о продвижении и развитии учащихся в учебном познании надо опираться на уровни усвоения понятий, таковых четыре:

1 уровень характеризуется наличием знаний об отдельных понятиях и их признаках, понятия почти не связаны друг с другом;

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

на 3 уровне знания уже представляют целостные системы, но которые еще не связаны между собой. Ученик может использовать знания для объяснения фактов определенной области химии;

на 4 уровне знания представляют собой системы в высшей степени их развития. Характеризуются новым качеством – действенностью: учащийся может предсказывать неизвестные факты, вывести "новые" на основе усвоенных, творчески применять их.

Усвоить понятие – значит выработать следующие умения:

· вскрыть содержания понятия;

· дать определение и привести примеры;

· подвести понятие под классификацию, установить связи с другими понятиями;