Химический язык
так, химический язык имеет огромное значение в обучении химии, выполняя разнообразные функции. С его помощью передаются и приобретаются знания, формируются и развиваются важнейшие химические понятия. Химический язык участвует в познании конкретных веществ и химических реакций, в описании результатов познания. С помощью химической символики в школьных учебниках и учебных пособиях выражены разные понятия и теоретические построения, отражающие закономерности состава, строения и свойств веществ и их взаимодействий. Велико значение химического языка в повторении, совершенствовании и проверке знаний, умений и навыков, в активном применении их на практике. Все это позволяет считать химический язык важнейшим средством и методом обучения химии. Если при изучении химического языка вкрадывается ошибка, то неизбежно в дальнейшем отражение действительности в искаженном виде.Согласно современным требованиям, названия химических соединений строятся по позитивным признакам, которые отражают состав и частично характер соединений. В общеупотребительных химических названиях доминирует старая номенклатура. В обиходе мы можем услышать слова "вода", "нашатырный спирт", "сернистый газ", но никак не "оксид водорода", "гидроксид аммония", "оксид серы четыре". Старая номенклатура естественно переплелась с языком народа, ее ломка может привести к уродливому словообразованию. Не случайно за некоторыми названиями сохранились права первозданности: аммиак, фосфин, метан. Названия кислот также сохранились со времен Лавуазье - серная кислота, угольная кислота, азотная кислота и др.Однако нельзя считать идеальной номенклатуру кислородсодержащих кислот и их солей, в которых центральный атом имеет разную степень окисления: HIO - иодноватистая, HIO3 - иодноватая, HIO4 - метаиодная, H3IO5 - мезаиодная.Учащихся можно познакомить с краткой историей возникновения и развития химического языка. Рассказ может включать в себя примерно следующие сведения, например [6, 112]:"Разделение номенклатуры и символики началось еще в период алхимии. Для обозначения веществ алхимики применяли иносказания: зеленый лев, красный лев, дракон. Мир алхимиков был раздвоен на реальный мир (конкретные вещества) и символический (львы, драконы и пр.). В алхимической символике можно найти изображение превращений с помощью своеобразных обозначений - пиктограмм, упрощенных рисунков соответствующих явлений или веществ. Конечно, они не дают истинных представлений о химических реакциях. Но в них видно стремление древних вложить в символ какое-то определенное свойство и качество предмета. Алхимическая символика просуществовала до конца XVIII в., хотя запросам химии не соответствовала уже во времена М.В.Ломоносова.Затем представления о двойственности мира были преодолены с помощью мыслей об однородности всего сущего. Символические и реальные образы слились в сплошной материальности.Когда в начале XIX в. Я.Берцелиус ввел свои знаки химических элементов, он, по сути, добился максимально возможного сближения символа с названием.С возникновением атомистической теории строения вещества Д.Дальтона (начало XIX века) появилась новая символика, в которой нашло отражение представление о существовании неделимых мельчайших частичек - атомов. Атомистическая теория дала возможность определять не только качественный, но и количественный состав вещества.Для наглядного выражения атомного состава химических соединений Я.Берцелиусом были предложены специальные знаки, представлявшие собой первые буквы латинских названий химических элементов. Согласно Я.Берцелиусу, формула должна точно показывать, из каких элементов состо-ит соединение, показывать число атомов каждого элемента (оно указывалось цифрами).Символика Я.Берцелиуса используется и в записи химических реакций. Она значительно упростила записи. Так, в современных уравнениях не пишут слова "действуют", "получается", "и". Эти слова заменяются знаками "+", "=". Очевидно, что знак "+" заменяет слово "и", а знак "=" заменяет слово "получаются" [13, 87].Учителю необходимо помнить, что при формировании у учащихся навыков чтения химических уравнений необходимо обращать внимание на химический смысл математических знаков, указывая, например, что знак "+" для левой части уравнения означает взаимодействие веществ, а для правой части уравнения это понятие распространяется только в случае обратимых реакций.Поскольку химическая символика вводится в процесс обучения с первых уроков, при формировании первоначальных языковых умений и навыков большое значение имеет запоминание. Центральное место при этом отводится приемам заучивания. Заучиваются знаки химических элементов, валентность некоторых элементов, рациональные названия и пр. Значительно облегчают запоминание химических знаков и названий такие несложные методические приемы, как передвижная азбука, химические лото и домино, стихотворные правила, химические диктанты - буквенные, терминологические, понятийные, на правописание, толкование терминов, использование карточек-планшетов с правильно написанными словами и формулами.Изучению химической терминологии, как указывалось выше, способствует этимологический анализ слов. Одновременное ознакомление школьников с происхождением химических терминов и объяснение того, что они обозначают, способствует более прочному запоминанию. Одно только понятийное толкование, без этимологического анализа приводит к скорому забыванию значения многих терминов и названий. Смысл слова, которому дано всестороннее толкование, запоминается надолго еще и потому, что во время работы над ним у учащихся пробуждаются интерес и любознательность. Разве неинтересно школьнику узнать, что название элемента фтора произошло от греческого "фторос", что означает разрушающий; название брома - от "бромос", что означает зловонный. В переводе на русский язык раскрываются во многих случаях наиболее характерные свойства химических элементов. В результате такой работы над словом легче идет процесс запоминания. Интересно организованная работа над словом возбуждает у школьников внимание, усиливает их познавательную активность [14, 122].Работа над этимологией терминов и названий позволяет устанавливать и развивать межпредметные связи химии не только с историей, культурой, но и с русским, английским, немецким и другими языками, что способствует гуманитаризации курса химии.Учитель в своей практике должен уделять особое внимание формированию химического языка. Если химический язык освоен школьниками, то химия не будет представлять для них сложности. Если не освоен, то предмет будет трудным. Поэтому формированию химического языка следует уделять особое внимание.Рассмотрим, какие требования должны предъявляться к овладению учащимися химическим языком:1. Усвоение качественного и количественного значения химических знаков элементов и умение правильно применять их.2. Усвоение качественного и количественного значения химических формул, приобретение умения составлять формулы веществ по валентности, образующих их элементов. Формирование умения читать формулы, проговаривать их на слух, и применять их при истолковании состава веществ и химических процессов с точки зрения теории строения вещества. Умение производить по формулам простейшие расчеты.3. Составление ионных и простейших электронных формул, чтение и понимание их.4. Составление структурных формул органических и некоторых неорганических веществ, чтение и понимание их. Применение структурных формул при изложении вопросов о составе, получении и химических свойствах вещества.5. Усвоение качественного и количественного значения уравнений химических реакций, умение составлять и читать их, производить стехиометрические расчеты [15, 190].Основу химического языка составляет терминология, введенная в науку французским ученым А. Лавуазье. Термины вводятся, формируются и развиваются на протяжении всего школьного курса. Для успешного усвоения терминологии целесообразно учить школьников умению работать с терминами, использовать составленный ими в процессе обучения терминологический словарь. Школьники должны знать значение и смысл химических и научных терминов; уметь связывать их с основными химическими понятиями, раскрывать этимологическое и смысловое значение термина, уметь его проанализировать.Наряду с этим, школьника следует учить произношению и записи термина, раскрывать содержание термина; заменять, при необходимости, его другим, близким по смыслу и значению (например: "сублимация" - "возгонка"); осуществлять анализ и взаимопереходы между терминами и символами.С помощью химического языка и номенклатуры, учащиеся излагают свои знания о составе, химических свойствах и применении веществ, объясняют реакции с точки зрения теории строения вещества. В процессе обучения химии, должен быть достигнут свободный переход учащихся от химического языка к химическим терминам, общенаучным словам и предложениям, от них к самостоятельной постановке эксперимента, т.е. к практическим действиям [17, 198].1.3 Роль химического языка в обучении химииВажнейшая образовательная задача школьного курса химии -- формирование химических понятий. Поскольку они отражают химическую картину мира, эти понятия являются основой, на которой формируется научно-материалистическое миро воззрение учащихся.Научные понятия в процессе развития науки изменяются, совершенствуются, проходят определенные этапы познания. Понятия школьного курса химии также не остаются неизменными. Историко-логический подход к изучению курса химии в целом предусматривает постепенное движение по ступеням познания, характеризующееся прежде всего развитием понятий.Известны разные принципы классификации химических понятий. Наиболее простая классификация -- группировка понятий по общим широким категориям, изучаемым на всех этапах школьного курса химии. Это сложные системы понятий о веществе, химическом элементе, химической реакции и химическом производстве. Анализ содержания школьного курса химии показывает, что все понятия школьного курса химии могут быть сгруппированы в эти категории [10, 81].Условия формирования понятий заключаются в следующем:1. Вновь формируемое понятие вводят тогда, когда достаточно опорных знаний для его восприятия.2. При формировании понятия вычленяют его существенные признаки (структуру), определяют последовательность их раскрытия и устанавливают связи между ними.3. При формировании каждого конкретного понятия прослеживаются не только внутренние связи, но и связи его с другими понятиями.4. Существенные признаки понятия должны обеспечивать возможность развития понятия, облегчать его применение. Если этих признаков недостаточно, необходимо ввести дополнительные.5. Независимо от логического подхода, используемого при формировании того или иного понятия -- дедуктивного или индуктивного, понятие подкрепляют фактами, чтобы придать ему большую убедительность и избежать догматизма.6. При формировании понятия следует использовать принцип историзма, привлекая к обучению материал о принципиальной борьбе идей. При этом желательно использовать проблемный подход, способствующий более осознанному усвоению материала.7. Абстрактный характер некоторых химических понятий требует применения разного рода наглядности -- химического эксперимента для изучения внешних свойств веществ, моделирования, экранных пособий -- для понимания внутреннего строения веществ и т. д.8. В разных вариантах сочетают индуктивный и дедуктивный подходы.9. В процессе формирования понятий используются межпредметные связи.Все четыре системы понятий в школьном курсе химии тесно связаны в единый блок. Их формирование и развитие осуществляются последовательно по ступеням обучения. Рассмотрим методику формирования каждой из них [11, 277].Химический язык вносит существенный вклад в реализацию развивающей функции обучения. Особенно велика его роль в развитии мышления учащихся и формировании их творческой деятельности, так как все операции с химическим языком являются умственными. Наиболее часто при оперировании химическим языком используются анализ, синтез, сравнение, абстрагирование и другие мыслительные операции.Химический язык вносит важный вклад в реализацию воспитательной функции обучения. Он может использоваться как активное средство формирования научного мировоззрения учащихся, поскольку позволяет раскрыть многие мировоззренческие вопросы. Например, символически выраженная периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева используется для подтверждения законов диалектики.Таким образом, роль химического языка в овладении школьниками химическими знаниями, умением и навыками чрезвычайно велика. В процессе последовательного овладения предметом, химический язык совершенствуется в тесной связи с развитием теоретических знаний, с накоплением химических фактов и усложнением химических понятий [16, 280]. Глава 2. Формирование химического языка при обучении химии2.1 Методика изучения химической терминологииСистема понятий о веществе состоит из следующих компонентов: 1) состав веществ; 2) строение; 3) свойства; 4) классификация; 5) получение; 6) химические методы исследования; 7) применение. Ограничиваться выделением лишь известного "треугольника": состав--строение--свойства -- для целей обучения недостаточно, несмотря на его ведущую роль.Структура системы понятий о классификации веществКлассификацию веществ (схема 1) нельзя дать только на основе какого-то одного критерияСхема 1 Система понятий о классификации веществЭто сильно обеднит представления учащихся о веществе. Так, например, неорганические вещества учащиеся классифицируют вначале по составу. После изучения электронного строения вещества появляется новый принцип классификации веществ по строению вещества -- по видам химической связи и по типам кристаллической решетки. Этот принцип классификации веществ получает свое развитие в темах "Теория электролитической диссоциации", где разбирается донорно-акцепторный механизм ковалентной связи, а также в теме "Металлы", где изучаются металлическая связь и металлическая кристаллическая решетка.При рассмотрении теории электролитической диссоциации вещества классифицируют по свойствам в растворах и соединениях. Далее при изучении поведения в окислительно-восстановительных реакциях вещества разделяют на окислители и восстановители.В органической химии вначале классификация осуществляется по составу на три большие группы: углеводороды, кислородсодержание и азотсодержание, а внутри их -- по строению (схема 2).Схема 2 Классификация органических веществТаким образом, главными критериями классификации веществ является их состав и строение. Деление веществ по свойствам на окислители и восстановители, а также на электролиты и неэлектролиты является, во-первых, относительным, а во-вторых, функцией состава и строения веществ.Понятия о классификации веществ позволяют устанавливать связи между веществами разных групп, подчеркивают идею материального единства мира [5, 159].Свойства веществ систематизируют исходя из их состава или строения. Связи эти причинно-следственные.Формирование системы понятий о веществе начинается с самых первых уроков на основе межпредметных связей с физикой. Определение вещества не дают, разъясняют только смысл понятия о веществе в сопоставлении с уже известным учащимся из физики понятием о теле и говорят о том, что каждое вещество имеет свои свойства. Но поскольку тела могут состоять из разных веществ, дается понятие о смеси веществ и о чистом веществе и сразу же включается понятие о методах исследования, например способах очистки веществ. Понятие о молекуле используется то, что было получено на уроках физики. Затем вводится первое понятие о классификации веществ на простые и сложные и их определение. Почти сразу дается понятие о количественной характеристике вещества -- о их относительной молекулярной массе, о постоянстве их состава [13, 177].В теме "Кислород. Оксиды. Горение" приводятся состав простого вещества кислорода, его свойства, методы, исследования свойств посредством химического эксперимента (получение из перманганата калия). В этой теме вводится новое понятие о кислороде как окислителе. Понятия о строении вещества в этой теме дальнейшего развития не получают.В теме "Кислород. Оксиды. Горение" развивается понятие о сложных веществах -- оксидах. Рассматриваются их состав и некоторые свойства, в частности свойство оксида углерода (IV) вызывать помутнение известковой воды, свойство оксида фосфора (V) растворяться в воде, получение оксидов при взаимодействии кислорода с простыми и сложными веществами. Но все это пока лишь внешнее описание без объяснения сущности -- накопление фактов.В теме "Кислород. Оксиды. Горение" развивается понятие о смеси веществ на примере воздуха, дальнейшая его конкретизация -- в теме "Водород. Кислоты. Соли". Понятие обогащается новым конкретным содержанием: вещество -- восстановитель. Осторожно и очень медленно, чтобы избежать формального усвоения, вводят понятие о кислотах:1) сначала учащимся рассказывают о кислотах, известных им из практики, -- лимонной, яблочной, щавелевой, молочной, муравьиной, уксусной, отмечают их кислый вкус, иногда едкость, жгучесть (муравьиная кислота);2) затем демонстрируют осушающее действие серной кислоты, ее разогревание при растворении, обугливание органических веществ. Обсуждают правила техники безопасности при работе с серной кислотой;3) далее переходят к общим свойствам соляной кислоты (дымящая): действие на индикаторы (объясняется слово "индикатор"), на металлы;4) состав кислот -- абстрактный материал. Учащихся знакомят с формулами четырех кислот: НСl, НNО3, Н2SО4, Н3РO4. Это примеры для классификации по составу и по основности. Так накапливается материал для классификации.В органической химии система понятий о строении вещества обогащается таким большим числом качественно новых знаний, что актуализация предшествующих опорных знаний становится обязательным условием усвоения учащимися содержания органической химии.Понятия химического строения: химическое строение как порядок соединения и взаимного влияния атомов в молекулах, изомерия, гомология.Понятия пространственного строения -- более высокий этап познания строения по отношению к химическому строению. Имеются в виду понятия о валентных углах и геометрии молекул органических веществ.Особое внимание в органической химии уделяется энергетическим характеристикам веществ, в частности энергии связи.Вопросы химического, электронного, стереохимического строения органических веществ, энергетические представления получают такое мощное развитие, что обособляются в отдельную теорию.Структура содержания понятия "химический элемент". Как и всякое сложное понятие, система понятий "химический элемент" имеет свою структуру содержания. В состав ее входят понятия: 1) об атомах химических элементов; 2) о распространенности и круговороте элементов в природе; 3) о классификации и систематизации химических элементов. Все три блока тесно связаны между собой, а кроме того, и с понятием "вещество".Каждый из указанных блоков содержания имеет свою структуру. Например, понятия об атомах можно сгруппировать так: строение атомов, свойства атомов. Они связаны между собой причинно-следственной связью (схема 3).Схема 3 Причинно-следственная связьВыявление этой связи в каждом конкретном случае позволяет организовать проблемные ситуации. Например, объяснение связи между строением электронной оболочки атома и его степенью окисления позволяет построить цепочку умозаключений по прогнозированию возможных степеней окисления. (Строение атома серы позволяет предположить, что отрицательная степень окисления ее должна быть равна -2, а высшая положительная +6. Дальнейшее рассуждение позволит прогнозировать свойства веществ, содержащих серу в соответствующей степени окисления.) Легко просматривается связь между числом электронных слоев и радиусом атома, строением электронной оболочки и электроотрицательностью. Интересно выявление и обратных связей, когда требуется установить строение внешнего электронного слоя на основании известных степеней окисления.
