Целью переноса имеющихся теоретических знаний и практических умений в новую ситуацию является осуществление преемственных связей. Речь может идти не только о знаниях и навыках, полученных при обучении в школе, но и приобретенных в повседневной жизни.

Вариантов применения этого приема переноса знаний может быть в основном четыре.

Первый вариант предполагает перенос имеющихся теоретических знаний в новую ситуацию. Этот вариант целесообразно осуществлять после использования приемов напоминания или актуализации. Напомнив о существовании веществ в трех агрегатных состояниях, учитель предлагает учащимся ответить на вопрос и аргументировать свой ответ: являются ли лед, пар и жидкая вода разными веществами? Предлагается привести примеры подобных переходов для других веществ и дать объяснения.

Второй вариант предполагает, что учащиеся должны использовать сформированные ранее практические умения в новых условиях. Речь может идти о рассмотрении известных учащимся сведений о свойствах на примерах других веществ. Например, задание может быть следующим: экспериментально подтвердите, что морская вода является смесью веществ. Для выполнения задания учащиеся опираются на знания о способности воды при незначительном нагревании переходить в газообразное состояние (испаряться) и отсутствии такой способности у соли.

В третьем случае, оттолкнувшись от результатов проведенного эксперимента (практических умений), учитель путем вспомогательных вопросов подводит учащихся к выводу новых для них закономерностей. В результате опыта по разложению пероксида водорода, продемонстрированного учителем, учащиеся приходят к выводу о том, что это вещество является сложным, и что при разложении сложных веществ могут образовываться как простые, так и сложные вещества.

Четвертый вариант предполагает подтверждение известных учащимся сведений или изложенных учителем фактов в ходе проведения опыта. Например, выполнявшийся в начальной школе опыт с растворением веществ (сахара или соли), но проведенный с использованием другого вещества (перманганата калия), позволяет учащимся на основе собственных наблюдений практически самостоятельно подойти к выводу о существовании невидимых частиц, за счет которых и происходит окрашивание раствора.

Предложенная последовательность введения приемов объясняется логикой процесса мышления, а также необходимостью постепенного усложнения действий, осуществляемых учащимися.

Введение приема в практическую деятельность осуществлялось учителями в две стадии.

На первой стадии, в ходе приема «напоминание», активная позиция принадлежит учителю: он напоминает, он приводит примеры, показывает модели и т.п. Учащиеся вспоминают и на репродуктивном уровне воспроизводят. В ходе приема «актуализация» учитель помогает учащимся осознать наличие у них необходимых знаний для ответа на вопросы или выполнения заданий.

Вторая стадия начинается с приема «конкретизация». В этом приеме, (как и в первом приеме на первой стадии) активная роль принадлежит учителю: он уточняет и углубляет знания, но для этого уже привлекает новый, не знакомый учащимся материал. Само название следующего приема указывает на то, что учащиеся применяют свои знания в незнакомой ситуации, что требует от них перехода на более высокий – творческий уровень мышления.

Таким образом, формирование у учащихся систематических и системных знаний о веществе не может произойти спонтанно, а требует направленной на это деятельности учителя. Для этого в рамках предлагаемой методики при изложении логически выстроенного нового материала учителям предлагалось использовать комплекс методов обучения и приемов работы, направленных на применение имеющихся у учащихся знаний о природе. Такой подход к преподаванию позволял помочь учащимся установить логические связи между изученными явлениями и понятиями, выявить общее и специфическое в них, органически объединить имеющиеся знания с новыми, применить сформированные понятия и полученные навыки в новой ситуации, организовать их закрепление.

Глава 2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РАЗРАБОТКИ ПО ТЕМЕ «ВЕЩЕСТВО»

2.1 Химический элемент и простое вещество

Оборудование. Мультимедийный проектор.

Домашнее задание к уроку. Представления об атомах и элементах у различных ученых (готовится в виде кратких сообщений, желательно с цитатами из работ авторов).

На предыдущем уроке при объяснении домашнего задания было показано несколько слайдов.

ХОД УРОКА

«Распространеннейшие в природе простые тела имеют малый атомный вес, а все элементы с малым атомным весом характеризуются резкостью свойств. Они поэтому суть типичные элементы».

Д.И.Менделеев

Учитель. Первые представления об элементах мы находим уже в греческой науке, но тогда под элементами подразумевались невесовые и невещественные категории. Аристотель рассматривал четыре элемента – землю, воздух, огонь и воду. В средние века алхимики прибавили к ним еще ртуть, серу и соль. Однако только немногие алхимики понимали термин «элемент» в философском смысле Аристотеля. Ошибка была в том, что понятие «элемент» смешивали с понятием «вещество» того же наименования. Подобное часто происходит и у начинающих изучать химию. Таким образом, сформировалась мысль о вещественности элементов, из комбинаций которых состоят разные вещества. Потом появилась мысль о возможности взаимного превращения веществ, например металлов в золото. Неудачи таких попыток постепенно привели алхимиков к мысли, что вещества, не разлагаемые физическими и химическими методами, являются действительно химическими элементами, из которых построены сложные вещества.

1-й ученик. Такую мысль в XVII в. высказывал Р.Бойль. Бойль стремился определить индивидуальность элементов, изучая специфические свойства тел, которые они образуют (реакции осаждения, цветные реакции).

2-й ученик. В XVIII в. эту мысль развил А.Лавуазье.

3-й ученик. Д.Дальтон считал, что все атомы одного химического элемента тождественны между собой. (Он ввел знаки химических элементов.) «Я, – писал Дальтон, – избрал слово атом для обозначения... первичных частиц... потому, что это слово кажется мне значительно более выразительным; оно включает в себя представление о неделимости, чего нет в других обозначениях». Иллюстрируя свое понимание атома, Дальтон приводил такой пример: «…я называю первичную частицу угольной кислоты сложным атомом. Однако, хотя этот атом и может быть разделен, но, распадаясь при таком делении на уголь и кислоту, он перестает уже быть угольной кислотой».

Учитель. Постепенно список «элементов» как результат многовекового опыта по разложению веществ увеличивался, но в этом списке наряду с вещественными сохранялись и невещественные «элементы» – кислород, азот, сера, едкий натр, светород, теплород.

4-й ученик. Первым методом открытия новых «элементов» был анализ минералов, причем критерием нового «элемента» было выделение вещества с новыми реакциями, а затем и самого простого вещества. Иногда промежуток времени между этими этапами составлял десятки лет. Так, фтор в виде соединений был открыт А.М.Ампером в 1810 г., но впервые выделен в виде простого вещества только в 1886 г. А.Муассаном. Это объяснялось также тем, что, с одной стороны, некоторые соединения долгое время принимали за «элементы» (оксиды щелочных металлов), с другой стороны, некоторые простые вещества считали оксидами неизвестных «элементов» (хлор – оксидом «мурия»). Большое количество элементов было открыто путем химического анализа. После введения в химическую практику новых физических методов с помощью электрического тока были выделены калий, натрий и кальций. При помощи спектрального анализа были открыты рубидий и цезий.

5-й ученик. Немецкий ученый Август Кекуле обратился к своему коллеге Карлу Венцелю с предложением организовать международный конгресс для достижения единства в химии и разрешения спорных проблем. Венцелю идея понравилась, и он взял на себя обязанности организатора и устроителя конгресса. К этому был привлечен также Адольф Вюрц, согласившийся вести заседания и быть секретарем. В марте 1860 г. они собрались в Париже и отпечатали обращение ко всем выдающимся химикам. 45 ученых подписали это обращение, среди них значатся известные русские химики Н.Н.Бекетов, Н.Н.Соколов и Н.Н.Зинин.

6-й ученик. Конгресс открылся 3 сентября 1860 г. в Карлсруэ, где Венцель преподавал в Политехническом институте. Участникам конгресса предстояло сделать выбор по тем вопросам, которые имели жизненно важное значение для развития химии в целом. В сущности, речь шла о том, быть ли химии на старых позициях или принять воззрения А.Авогадро и Ш.Ф.Жерара, открывавшие перед ней новые перспективы.

Сторонником первой точки зрения был французский академик, прославленный ученый Ж.Дюма. «Дюма… – писал Д.И.Менделеев, принимавший участие в конгрессе, – старался поставить пропасть между старым и новым, искусственно уладить дело об обозначениях, предлагая в неорганической химии оставить старое обозначение, а в органической – принять новые... При этом Дюма прекрасно характеризовал оба существующие направления. Одно, говорил он, представляет ясное последование за Лавуазье, Дальтоном и Берцелиусом. Исходная точка для ученых этого образа мыслей есть атом, неделимое простое тело; все прочее есть сумма атомов, величина, производная от первой. Другая партия идет по пути… Жерара; она берет готовые тела и сравнивает их; она берет частицы тела, отыскивает изменения и сличает их физические свойства. Первая партия все сделала для минеральной химии, в органической она до сих пор бессильна, потому что здесь химия еще немного может создать из элементов. Вторая партия, несомненно, сильно двинувшая органическую химию, ничего не сделала для минеральной». Дюма, свидетельствует далее Менделеев, призывал и тех и других идти своей дорогой.

7-й ученик. Сторонником другой точки зрения был Станислао Канниццаро. Его речь потрясла слушателей. «Я не могу… передать того воодушевления, той здравой энергии, вполне сложившегося убеждения, которые так могущественно действовали на слушателей», – отзывался о речи Канниццаро Менделеев. На конгрессе Канниццаро раздал оттиски своей книги «Краткое изложение курса химической философии». Читатели были поражены четкостью изложения, убедительностью, с которой устранялись разногласия, и открывавшимися в связи с этим перспективами развития экспериментальной науки. «Я читал книгу неоднократно и был поражен ясностью, с какой она освещала важнейшие спорные вопросы, – писал тогда известный химик Лотар Мейер. – С моих глаз как бы спала пелена, исчезли сомнения, и вместо них возникло чувство самой спокойной уверенности».

Гипотезу Авогадро Канниццаро назвал краеугольным камнем развития атомной теории Дальтона, которая, основываясь только на весовых и объемных соотношениях, становилась непригодной для экспериментальных исследований. Не надо удивляться, утверждал он, необходимости в гипотезе Авогадро для понимания законов. Именно неприятие идей Авогадро и привело к неудачам многих химиков и даже такого прославленного ученого, как Берцелиус.

Канниццаро c огромным воодушевлением произнес свою речь, и члены конгресса, несмотря на те несогласия, которые были между ними до этого, встретили ее почти единодушным одобрением. Когда предложили резолюцию, в которой характеризовалось различие понятий частицы (молекулы) и атома, то все проголосовали «за». Лишь одна чья-то рука робко поднялась при вопросе «кто против?», но и она тут же опустилась.