Анализ курса химии на логичность структуры

Как известно, содержание курса химии включает три подсистемы понятий (о химическом элементе и веществе, о химической реакции и дисперсных системах). Мы провели очень беглый анализ структуры лишь одной подсистемы понятий курса химии (системы понятий о химическом элементе и веществе). Подсистемы понятий о химических реакциях и дисперсных системах обладают своей структурой. Сочетание всех трех структур и будет представлять собой общую структуру курса.

Провести полный анализ всех подсистем понятий не представляется возможным. Однако общий подход к подобному анализу ясен. Этот подход включает как бы три основных этапа. Первый состоит в выявлении основных понятий, составляющих данную подсистему. На втором этапе необходимо выявить признаки содержания выявленных понятий на теоретических уровнях, определяемых развитием науки. На третьем этапе анализируются логические связи, выявленные признаки содержания понятий и построение собственно логической структуры.

В общем виде общую структуру курса химии (с учетом доминирования первой подсистемы понятий) можно представить в виде схемы 3.14.

Схема 3.14

Упрощенная модель содержания школьного курса химии (логическая структура курса)

В — вещество; Р-р — раствор; Хим. явл. — химическое явление; ХЭ и ХСд — химический элемент и химическое соединение; ХС — химическая система (на различных теоретических уровнях)

Представленная схема служит идеальной моделью курса, его логической структурой. Что в схеме, отражающей логическую структуру курса, наиболее важно? Что может пригодиться при анализе реальных программ и учебников?

К наиболее важному в логической структуре относится последовательность чередования теоретических уровней от простого описания до изучения химии на уровне электронных представлений. Изменение этой последовательности указывает на нарушение логики введения понятий.

Важна также реализация идеи восхождения от простых объектов к более сложным. При таком расположении материала удается раскрыть большее число связей между признаками содержания понятий.

Почему эти особенности структуры курса важны в методическом отношении? Каждый последующий элемент структуры (понятия, общие теории) вводится в курс с опорой на предыдущее знание. Более того, это осуществляется таким образом, что раскрываются важнейшие признаки содержания элементов. Происходит постоянное развитие смыслов изучаемого материала, в которых школьники смогут увидеть логику. Курс, построенный с учетом логической структуры химического содержания, позволяет учащимся изучать материал, вычленять в нем фактологическую и теоретическую основы, видеть связи между ними, разбираться в соподчиненное™ элементов, видеть химические закономерности.

При нарушенной логичности структуры курса многие признаки содержания понятий будут пропущены или приведены без достаточного обоснования. Следовательно, значительную часть материала учащимся придется запоминать, заучивать, а не понимать. Такой курс быстро наскучит учащимся, интерес к обучению будет падать. Подобный курс может сдерживать развитие школьников и толкать учителей на широкое использование алгоритмов действия.

Как же сравнительно быстро провести анализ логичности курса? Возьмем известные учебники химии и посмотрим, как развивается в них содержание (см. табл. 3.1).

В содержании первого курса химии ярко выражено стремление быстрее познакомить школьников со всеми основными теориями химии, изучаемыми в школе (периодический закон, теория строения атома, теория химических связей, теория электролитической диссоциации). Наблюдается отсутствие стройной последовательности чередования теоретических уровней изучения химических объектов. Уже во введении учащихся знакомят с Периодической системой химических элементов. Но на этом этапе обучения еще нет предпосылок для систематизации химических элементов и веществ, чему служит данный закон.

В учебнике отсутствует атомно-молекулярный уровень развития понятий. А это значит, что многие важные признаки содержания понятий не будут введены. (Например, «элемент имеет вещественный характер», «химический элемент химически неразложим».) Эти важные признаки понятия «химический элемент» ввел в химию еще Р. Бойль. Важность их в том, что с их помощью вводятся понятия о простых и сложных веществах.

Фрагменты содержания различных курсов химии

Таблица 3.1

Содержание 1-го учебника. 8 класс

Содержание 2-го учебника. 7 класс

Введение

Предмет химии. Вещества. Превращения веществ. Роль химии в нашей жизни. Краткий очерк истории развития химии. Периодическая система химических элементов. Знаки химических элементов. Химические формулы. Относительные атомная и молекулярная массы

Глава 1. Атомы химических элементов

Основные сведения о строении атомов, ядро и электронная оболочка. Изменения в составе ядер атомов. Изотопы. Строение электронных оболочек атомов. Изменение числа электронов на внешнем энергетическом уровне атомов химических элементов, (ионная связь). Взаимодействие атомов элементов-неметаллов между собой (ковалентная связь). Ковалентная полярная химическая связь. Металлическая химическая связь Глава 2. Простые вещества Простые вещества — металлы и неметаллы. Количество вещества. Молярный объем газов

Глава 3. Соединения химических элементов

Степень окисления. Важнейшие классы бинарных соединений — оксиды и летучие водородные соединения. Основания, кислоты, соли. Кристаллические решетки. Чистые вещества и смеси. Массовая, объемная доля компонентов смеси Глава 4. Изменения, происходящие с веществами

Физические явления в химии. Химические реакции. Химические уравнения. Расчеты по химическим уравнениям Глава 6. Скорость химической реакции. Химическое равновесие Скорость химических реакций. Зависимость скорости от природы веществ, концентрации и температуры. Катализаторы. Обратимые и необратимые реакции. Химическое равновесие и способы его смещения Глава 7. Растворение. Растворы. Реакции ионного обмена и окислительновосстановительные реакции Растворение. Растворимость веществ в воде. Электролитическая диссоциация. Положения теории электролитической диссоциации. Ионные уравнения. Кислоты, основания, оксиды, соли; их классификация и свойства. Генетическая связь между классами веществ. Окислительно-восстановительные реакции

Глава 1. Первоначальные химические понятия

Вещества. Чистые вещества и смеси. Физические и химические явления. Признаки и условия течения химических реакций. Химические реакции вокруг нас. Атомы. Простые и сложные вещества. Химические элементы. Знаки химических элементов. Относительная атомная масса элемента. Постоянство состава вещества. Химические формулы. Относительная молекулярная масса. Химические уравнения. Типы химических реакций Глава 2. Кислород. Оксиды. Горение

Кислород. Свойства кислорода. Окисление, оксиды. Пламя. Применение кислорода. Получение кислорода. Состав воздуха. Горение и медленное окисление. Применение воздуха. Сжигание топлива Глава 3. Водород. Кислоты. Соли Получение водорода, его физические и химические свойства. Водород в природе. Кислоты. Состав кислот. Соли. Действие кислот на оксиды металлов. Реакция обмена Глава 4. Вода. Растворы. Основания

Вода в природе. Получение чистой воды, ее свойства. Вода как растворитель. Растворимость. Определение массовой доли растворенных веществ. Значение растворов в природе и промышленности, сельском хозяйстве, быту. Состав воды. Основания. Щелочи. Реакция нейтрализации. Взаимодействие щелочей с оксидами неметаллов. Классификация оксидов Глава 5. Обобщение сведений об основных классах неорганических соединений

Состав и названия оксидов, оснований, кислот и солей. Химические свойства оксидов, классификация и химические свойства кислот и оснований. Состав и названия солей. Генетическая связь между оксидами, кислотами, основаниями и солями

Периодический закон и строение атомов изучаются в 8 классе

В этих фрагментах обнаруживается логическое восхождение. На примере более простого вводятся понятия о более сложных частицах материи.

Не имея знаний о свойствах веществ, учащиеся знакомятся с Периодической системой. Понятно, что данный материал им сложно освоить. Они должны его запомнить.

Также без достаточного логического основания вводятся виды химических связей (электронный уровень изучения химических объектов).

До введения понятия «сложное вещество» в учебнике вводится понятие о степенях окисления.

И только в четвертой главе, когда рассмотрен теоретический материал, вводятся понятия о физических и химических явлениях, где учащихся знакомят с химическими реакциями.

Таким образом, структура этого курса далека от логической. Изучение его учащимися будет затруднено. Много материала придется осваивать без должной для этого основы и запоминать. Тем самым химия из естественнонаучного школьного курса, где при объяснении химических объектов должны использоваться доказательства, превращается в список положений, которые нужно запомнить.

В содержании второго курса не только имеется атомно-молекулярный уровень изучения химических явлений, но и значительное время уделяется эмпирическому этапу развития химии. На этом этапе вводятся все основополагающие химические понятия, на основе которых можно обоснованно подвести школьников к пониманию свойств различных простых и сложных веществ и закономерностей химических реакций. Таким образом, рассматриваемый фрагмент и дальнейшее изучение химии построены близко к логической модели. Данный курс предоставляет школьникам возможность изучать химию, а не запоминать отдельные несвязанные положения. Изучение дисциплины позволяет ученику, рассуждая логически, вспомнить выпавшее из памяти звено. Наконец, логически выверенный курс, не перегруженный теоретическими сведениями, вызывает интерес у учащихся, так как содержание его доступно для понимания.

Логический метод исследования структур курсов наряду с положительной стороной, заключающейся в возможности объективно оценить логичность курса, обладает и слабыми сторонами, ограничивающими область его применения. Так, логический метод с успехом может быть применен при анализе курса в целом или больших его частей. Признаки содержания понятий выступают по отношению к исследуемой области как элементарные «кирпичики» знаний, мельчайшие его компоненты. Если же мы будем уменьшать исследуемую область, то признаки содержания будут утрачивать свое важное свойство мельчайшего элемента знания и постепенно превратятся в самостоятельные понятия. Чтобы исследовать логику развития новых понятий, необходимо вновь найти элементарные элементы знания и т. д. Однако дробление понятий не может происходить бесконечно. В противном случае мы можем прийти к абсурду. Этим и объясняется объективная ограниченность данного метода.

Логичность отдельных небольших участков курса исследуют матричным методом.

Вопросы и задания

  • 1. Какие понятийные системы составляют содержание школьного курса химии? Охарактеризуйте каждую из указанных систем.
  • 2. На примере первой подсистемы понятий укажите, какие признаки содержания понятия «химический элемент» являются важнейшими на эмпирическом и атомно-молекулярном уровнях. Почему? (Признаки содержания первой подсистемы понятий указаны в Приложении 1.)
  • 3. В чем сущность логической структуры курса? Ответ обоснуйте с помощью последовательности введения в курс признаков содержания в рамках первой подсистемы понятий.
  • 4. Составьте последовательность изучения понятий второй подсистемы на эмпирическом уровне и уровне атомистики (признаки содержания второй подсистемы понятий приведены в Приложении 2). При этом считайте, что новое содержание вводится с опорой на уже известное школьникам.
  • 5. Проведите анализ содержания первой гемы любого действующего учебника логическим методом. Какой вывод можно сделать относительно логичности ввода понятий?
  • 6. Проведите анализ любого учебника для 8 класса. Близка ли структура учебника логической модели курса? Какие положительные и отрицательные черты имеет учебник?
  • 7. Проведите анализ всего курса неорганической химии 8 и 9 классов логическим методом. Близка или далека структура анализируемого курса логической структуре? Какие предложения можно сделать по усовершенствованию данного курса?
  • 8. Как отмечено в параграфе, большинство курсов химии в средних учебных заведениях в мире в качестве основной используют систему понятий о химическом элементе и веществе. Объясните, какое основное направление связей между понятиями используемых подсистем в таких курсах.
  • 9. Анализ учебника выявил, что развитие содержания в нем далеко от логической структуры. Какие трудности в обучении школьников можно предвидеть при работе по такому учебнику?
  • 10. Постройте схему содержания курса, в котором основной является система понятий о химической реакции. (Признаки содержания можно взя ть из Приложений 1 и 2.)
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >