Построение экологизированного курса химии с использованием системного подхода

Построение экологизированного курса химии с использованием системного подхода

Педагогическое исследование показало, что системное построение содержания обучения и системно-деятельностная организация учебного процесса приводят к значительному повышению объема понятийного аппарата учащихся. В статье рассматривается использование системного подхода при экологизации курса химии в средней школе на примере отдельной темы.

Аннотация статьи
мотивация
этап
теория
экология
системный подход
Ключевые слова

Важнейшей задачей российской высшей школы является подготовка специалистов, способных решать постоянно возникающие перед ними многочисленные проблемы, в том числе экологические. Чтобы решить эту задачу необходимо, в первую очередь, освоить знания и методы деятельности, формирующие научное мышление. Элементы научно-творческого мышления закладываются уже в средней школе и получают дальнейшее развитие в высшем учебном заведении опираясь на научные знания.

Наиболее действенный способ формирования у обучаемых научных химических знаний и химического мышления реализуется, когда структура преподаваемой учебной дисциплины отвечает системе химической науки.

Использование системного подхода в преподавании заключается в том, что учебная дисциплина рассматривается как система, в общих чертах повторяющая систему самой фундаментальной науки и ее связи с другими науками [5]. Это означает, что курс химии строится на основе переноса системы изучаемой науки на систему учебной дисциплины [2]. Поэтому содержание и структура учебной дисциплины должны отражать содержание и структуру изучаемой науки, как состоящей из нескольких взаимосвязанных основных учений.

В работе [3] было показано, что системный анализ современной химической литературы позволяет выделить в химии четыре основных учения:

  1. о направлении химических процессов (химическая термодинамика);
  2. о скорости химических процессов (химическая кинетика);
  3. о строении вещества;
  4. о периодичности (о периодическом изменении свойств элементов и их соединений).

В экологизированном курсе химии добавляется экология, которую можно рассмотреть как пятое учение химии, находящееся во взаимосвязи с перечисленными учениями. Такое построение учебного содержания и учебного процесса открывает перед учащимися возможность системно изучить химию и получить достаточно полный объем экологических знаний. При этом для формирования системного химико-экологического мышления в рамках выделенных учений требуется определенная организация освоения курса.

Для формирования у обучающихся творческого системного мышления недостаточно системно отобрать предметное содержание учебного курса. Необходимо также разработать методы научного познания.

Задача эффективного усвоения может быть решена на основе деятельностного подхода к обучению, в частности положений теории поэтапного формирования умственных действий, разработанной психологами П.Я.Гальпериным и Н.Ф.Талызиной [1, 6]. Согласно этой теории, учение представляет собой систему определенных и последовательных видов действий, выполнение которых в виде некоторых этапов приводит обучаемого к новым знаниям и умениям. Для полноценного формирования знаний рекомендуется следующая последовательность этапов: создание мотивации (I этап); разъяснение или выделение ориентировочной основы действия (II этап); формирование действия в материальной или материализированной форме (III этап); формирование действия как внешнеречевого (в форме громкой речи или в письменном виде)( IV этап); формирование действия во внешней речи про себя (V этап); переход внутренней речи в мысль (VI этап).

Пятый и шестой этапы связаны с процессами, скрытыми от преподавателя, поскольку действие сопровождается не громкой речью, а как бы проговаривается «про себя», сокращаясь и автоматизируясь. Будучи свойственными мышлению, они в принципе должны осуществляться в ходе самостоятельной внеаудиторной работы студентов. В связи с этим в работе [4] показывается, что формирование нового знания должно быть проведено через следующие организационные формы: лекции (1 и 2 этапы), лабораторные занятия (3 этап), семинарские занятия (4 этап) и самостоятельная работа (5 и 6 этапы).

Авторы [7, с.74-77] предлагают приложить вышеназванную теорию на примере темы «Подгруппа азота» при изучении химии элементов в 9 классе.

На экологизированное изучение в средней школе элементов подгруппы азота выделяется 12 часов. Сюда же входит лекционная часть материала темы, где приводится мотивация и знакомство учащихся с познавательной деятельностью по изучаемой теме.

Содержание экологизированной части учебного материала может включать в себя следующее:

  1. Состав, строение и стабильность атомных ядер элементов подгруппы азота. Распространенность элементов подгруппы азота в природе. Строение электронных оболочек, энергетические уровни в атомах. Валентности, проявляемые азотом и фосфором. Сравнительная характеристика физических и химических свойств азота и фосфора. Азот и фосфор – важнейшие для жизни элементы на Земле. Природные соединения азота и фосфора.
  2. Азот в атмосфере. Молекула азота и тип связи между атомами. Возможность усвоения азота биологическими объектами.
  3. Оксиды азота. Источники загрязнения воздуха оксидами азота. Термодинамические и кинетические аспекты поведения оксидов азота в атмосфере. Кислотные дожди, их последствия. Оксиды азота в организме человека.
  4. Азотная кислота как сильная кислота и сильный окислитель. Экологическая опасность азотной кислоты. Азотистая кислота – слабый электролит. Гидролиз нитрит-иона. Окислительно-восстановительные свойства азотистой кислоты. Нитраты и нитриты в продуктах питания – опасные для человека вещества. Азотные удобрения.
  5. Термодинамические и кинетические проблемы синтеза аммиака и азотной кислоты. Опасность выброса аммиака в атмосферу. Аммиак как удобрение.
  6. Гидрат аммиака и гидроксид аммония. Образование иона аммония в водном растворе аммиака. Гидроксид аммония как слабое основание. Гидролиз иона аммония. Соли аммония, состав, свойства. Качественная реакция на ион аммония.
  7. Фосфор в виде простого вещества. Свойства оксидов фосфора. Фосфорные кислоты и их соли. Строение и свойства фосфорных кислот. Гидролиз фосфат-иона.
  8. Фосфорные удобрения. Растворение фосфатов в воде и почвенных жидкостях. Принципы отбора фосфорных и азотных удобрений в зависимости от типа почвы. Опасности передозировки фосфорных и азотных удобрений при их внесении в почву. Фосфаты в стиральных порошках.
  9. Сравнительная характеристика соединений мышьяка, сурьмы и висмута (строение молекул и соединений, термодинамические и кинетические свойства). Значение соединений для живых организмов.

Для выполнения лабораторных работ (2-4 часа) можно использовать следующие темы:

1. Изучение окислительно-восстановительных свойств азотной и азотистой кислот.

2. Получение аммиака и изучение его физических и химических свойств.

Кроме того, выделяется определенное число часов (2-4 часа) на семинарское занятие. Семинарские занятия нацелены на формирование у учащихся грамотной речи, умении вести беседу, дискутировать.

Примерные вопросы для обсуждения на семинарских занятиях могут быть следующие:

1. Круговорот азота и фосфора в природе.

2. Синтез аммиака – термодинамическое, кинетическое и структурное рассмотрение.

3. Синтез азотной кислоты – термодинамическое, кинетическое и структурное рассмотрение.

4. Значение соединений азота и фосфора для природы и их экологическая опасность.

Таким образом, все вышесказанное направлено на формирование, прежде всего, экологических знаний при изучении подгруппы азота учащимися 9 класса средней школы. Использование системного подхода к обучению позволяет сделать вывод не только о доступности данной методики обучения, но и о более высокой ее эффективности по сравнению с общепринятой.

Текст статьи
  1. Гальперин П.Я. Психология мышления и учение о поэтапном формировании умственных действий / П.Я.Г. - Москва, 1966. – 277 с.
  2. Зайцев О.С. Определение содержания курса общей химии. – Москва, 1978. – 180 с.
  3. Зайцев О.С. Методика обучения химии. - Москва, 1999. – 383 с.
  4. Зайцев О.С. Системно-структурный подход обучения общей химии. - Москва, 1983. – 170 с.
  5. Саламов А.Х. Обучение химии на основе межпредметных связей. Диссертация канд. пед наук. – Москва, 2003. – 158 с.
  6. Талызина Н.Ф. Управление процессом усвоения знаний. - Москва, 1984. – 344 с.
  7. Тарасова О.В., Зюзина Л.Ф., Зайцев О.С. Системный подход к построению экологизированного курса химии. – «Химия: методика преподавания в школе. 2002, №7. С.74-77.
Список литературы
Ведется прием статей
Прием материалов
c 17 октября по 31 октября
Осталось 7 дней до окончания
Препринт статьи — после оплаты
Справка о публикации
сразу после оплаты
Размещение электронной версии
04 ноября
Загрузка в elibrary
04 ноября
Рассылка печатных экземпляров
06 ноября