Глава VI. Основания. Кислоты. Окислы. Соли

Основные задачи обучения по данной теме. Для определения цели обучения по данной теме важно учитывать, что этой темой заканчивается вводный курс химии, который включает описание значительного количества фактов, но в котором недостаточно обобщений. Хотя при изучении состава веществ учащиеся отметили, что существуют вещества простые и сложные, но этой классификации недостаточно для того, чтобы ориентироваться во множестве веществ, обладающих разными свойствами. Не видя общего в их многообразии, учащиеся ошибочно судят о содержании науки и учебного предмета. Чтобы направить формирование их убеждения на правильный путь, необходимо обобщить и дополнить знания в плане выявления закономерностей во взаимодействии групп или классов веществ.

При разработке методики обучения по этой теме важно также не упустить из виду одну из основных целей обучения по вводному курсу: подготовку учащихся к изучению основного курса, к изучению химических элементов и периодической системы их. Для характеристики же химического элемента важно знать свойства его в свободном состоянии, состав и свойства его соединений - окислов, гидроокисей, солей. Следовательно, основной целью обучения по теме окислы, основания, кислоты, соли является формирование обобщенных понятий. Это значит, что нужно обеспечить сознательное усвоение общих существенных признаков каждого из основных классов неорганических веществ, генетической связи между ними и закономерностей во взаимодействии между ними. Выдвигая указанные цели обучения как специальные для данной темы, не следует забывать и об общих образовательных и воспитательных целях обучения, например о связи обучения с жизнью, о развитии умений учащихся наблюдать, выполнять химические опыты, делать обобщения на основе наблюдений, практических действий, чтения учебника, применять полученные знания для решения учебных задач. Но все обучение по этой теме должно быть пронизано идеей научного значения классификации веществ, которая позволяет на основе изучения небольшого количества веществ и реакций предвидеть множество фактов, не изучая их. Воспитание убеждений учащихся в возможности научного предвидения - важнейшая задача обучения по этой теме. К воспитательным задачам следует отнести и уточнение знаний о формировании понятий на основе выявления общих и существенных: признаков изучаемых веществ, что важно для развития логического мышления.

Содержание и последовательность изложения. В тему "Основания, кислоты, окислы, соли" включают большой объем учебного материала, который предназначен для усвоения двух разделов этой темы: классификация сложных неорганических веществ и изучение реакций обмена, происходящих в растворах. Оба раздела связаны изучением свойств солей и взаимодействия окислов, оснований, кислот и солей. Для формирования химических понятий и вывода о закономерностях в изучаемых явлениях необходимо изучение большого количества веществ и химических реакций. Объем учебного материала, который должен быть усвоен учащимися, оказался громоздким, а усвоение его делом трудным.

Поэтому учебный материал для изучения реакций обмена, происходящих в растворах, можно исключить из этой темы и изучать его на основе теории электролитической диссоциации в старших классах. Здесь же необходимо ограничиться классификацией неорганических веществ и ознакомлением с генетической связью между веществами.

Изучать же реакции обмена в растворах надо в тех разделах курса химии, в которых изучаются химические элементы и их соединения. В таблице 10 указан тот минимальный объем знаний, который должен быть усвоен при изучении темы.

Таблица 10. Что должны знать учащиеся в результате изучения темы 'Основания. Кислоты. Окислы. Соли'

Выбор последовательности изложения темы представляет сложную задачу, о чем свидетельствует история методики обучения химии в советской школе. Длительное время в учебниках по химии для средней (и высшей) школы был принят так называемый генетический подход в изучении окислов, оснований, кислот и солей. Он состоял в том, что исходными позициями было ознакомление с физическими свойствами металлов и неметаллов, затем следовали реакции окисления их, введение термина "окислы", гидратация которых служила основанием для формирования понятий "основания" и "кислоты". Этот методический прием пытались обосновать методологически: генетический подход рассматривался как единственно правильный, как отвечающий требованию рассматривать вещи и явления в развитии. Нет необходимости доказывать механические применения и вульгарное использование важнейшего положения диалектического материализма. Результат же этого методологического подхода проявлялся достаточно ясно в формировании у учащихся следующих ошибочных понятий: отождествления понятий "гидрат окисла металлоида" и "кислота"; ошибочное понятие о гидратации как общем свойстве всех окислов.

Более глубокое изучение учебного процесса и результатов обучения доказало ошибочность этого пути. Учащиеся не могли усвоить на одном уроке все основные понятия, содержащиеся в данной теме. Определения этих понятий были также несовершенны. Одни из них определяли на основе способов их получения, другие - на основании перечисления свойств.

Следующий этап в методике обучения химии (начиная с 1932 г.) характеризуется борьбой двух методических течений: психологического и логического. Последнее состояло в поисках формирования понятий на основе законов формальной логики. Методика обучения на этой основе состояла в том, что для формирования понятия о том или ином классе сложных веществ рассматривалось несколько образцов данного вещества. При этом обращалось внимание только на общие существенные признаки. Но этот логический путь включал ошибку психологического характера: исключение варьирующих признаков, образцов веществ, на основе изучения которых формировались принятия, подрывало или ослабляло связи обобщенного понятия с конкретными представлениями, из которых оно образовалось.

Следующим шагом в развитии методики формирования понятий было более детальное изучение не только общих, но и варьирующих признаков веществ - представителей того или иного класса. Вследствие этого резко изменилась последовательность изучения этих веществ. При ознакомлении же с общими и индивидуальными свойствами кислот изучение их проходит последовательно: сначала изучаются общие и особые свойства одной, затем другой кислоты и т. д. Общие же свойства выделяются на основании сравнения результатов изучения всех образцов. Последние подбираются так, чтобы при обобщении результатов обучения в число общих признаков не были включены те, которые не являются общими, например взаимодействие их с металлами. Такой способ формирования понятий способствует сохранению связи между понятием и представлениями, на основе которых оно образовалось. Тем самым создаются условия более благоприятные для правильного сочетания в сознании учащегося общего и частного, что обнаруживается, когда учащийся применяет свои знания для решения какой-либо учебной задачи. Например, говоря о физических свойствах кислот, он не допускает ранее распространенной ошибки причисления всех кислот к растворимым в воде жидкостям, так как при формировании понятия о кислоте учащиеся знакомятся, и с твердыми растворимыми и нерастворимыми кислотами.

По этим же признакам снижается количество ошибок, допускаемых учениками при описании отношения кислот к металлам. Но в случае применения этого способа формирования, понятия встречаются значительные затруднения, связанные опять-таки с выбором последовательности изучения содержания темы. Прежде всего нужно решить, с какого класса веществ целесообразно начать. Традиционный, очень крепко засевший в сознании многих учителей ответ такой: нужно начинать с изучения окислов, так как состав их наиболее прост. Но как только начинается изучение химических свойств, обнаруживается, что для понимания сущности химических реакций, характеризующих свойства основных или кислотных окислов, необходимо знать состав и свойства кислот и оснований.

Преждевременное изучение гидратации окислов неизбежно в силу логики учебного процесса ведет к ошибочным обобщениям - к формированию неправильных понятий об этом варьирующем признаке как общем для всех окислов. Для правильного формирования понятий об основных и кислотных окислах нужно изучать окислы после изучения кислот и оснований. Следовательно, понятие "окисел", включающее и химическую характеристику, оказывается весьма сложным.

Для химической характеристики кислот необходимо знать реакцию нейтрализации, т. е. взаимодействие кислот с основаниями. Следовательно, нельзя дать полной характеристики ни одному из классов сложных веществ в самом начале изучения темы (химические свойства проявляются в их взаимодействии).

Методическая задача состоит в том, чтобы начинать изучение того класса сложных веществ, характеристика которого требует в самом начале изучения наименьших сведений о химических свойствах веществ, относящихся к другим классам. Такими веществами являются щелочи, значительное количество свойств которых может быть изучено независимо от изучения веществ других классов. Следующей ступенью по пути к обобщению и формированию понятия об основании является ознакомление с составом и свойствами оснований. Те неполные знания, которые приобрели учащиеся о составе и свойствах оснований, открывают путь к логически выдержанному пути формирования понятия о кислоте, так как основная характерная реакция для кислот - реакция нейтрализации может быть сознательно усвоена на основе атомно-молекулярной теории. В то же время могут быть рассмотрены важные, но варьирующие признаки кислот, что предупредит включение их в определение понятия при сохранении связи его с конкретными веществами.

После изучения оснований и кислот легко усваивается химическая характеристика основных, кислотных и нейтральных окислов. Состав и химические свойства солей также усваиваются учащимися без затруднений, если не осложнять этого процесса изучением другого важного вопроса - об условиях необратимости реакций обмена, проходящих в растворах кислот, оснований и солей.

На основании опыта обучения химии по учебнику Д. М. Кирюшкина (1953-1962 гг.) и положительных результатов проведенного педагогического эксперимента в 1963-1967 гг. можно считать достаточно обоснованной указанную ниже последовательность изучения этой темы.

1. Первоначальное ознакомление с составом окислов при изучении кислорода. 2. Щелочи. 3. Нерастворимые основания. 4. Кислоты (соляная, серная, азотная); твердые растворимые и нерастворимые кислоты. Общие свойства кислот. 5. Окислы основные и кислотные. 6. Соли. Состав и название, химические свойства.

Изучение темы заканчивается в VII классе (это обязательное условие). Перед изучением оснований рекомендуется ознакомить учащихся с целью предстоящей учебной работы, с ее планом. Во-первых, нужно отметить, что благодаря классификации веществ нет необходимости изучать их все или очень многие, а достаточно ознакомиться лишь с некоторыми типичными представителями какого-либо класса веществ, чтобы судить о свойствах остальных. Во-вторых, нужно указать, что изучение механизма реакций, происходящих между типичными представителями веществ разных классов, позволяет предвидеть, как будут реагировать другие, не изученные еще вещества, если их принадлежность к какому-либо классу веществ установлена.

Чтобы показать учащимся некоторую перспективу предстоящей им учебной работы, можно ознакомить их с общей схемой классификации неорганических веществ.

Напомнив учащимся, что они уже имеют некоторые знания о металлах и неметаллах, учитель предлагает план изучения оснований: сначала изучить состав и свойства нескольких веществ, относящихся к этому классу, а затем путем сравнения этих сведений выяснить, что является общим у всех этих веществ. Путем такого обобщения будет установлено, какие вещества относятся к классу оснований.