Теоретическая основа вводного курса химии

Как уже нам известно, школьный курс химии по содержанию и теоретическому уровню рассмотрения химических явлений делится на ряд разделов, каждый из которых основывается на определенной научной теории. При изучении соответствующей теории химические понятия переосмысливаются, усложняются и получают новую теоретическую интерпретацию. Таких теорий несколько: АМУ, ПЗ, СА, ТЭД, ТХС. Первой среди них и исторически и по логике обучения от простого к сложному стоит АМУ, творцом которого считают М.В.Ломоносова. Действительно именно Ломоносов обобщил и сформулировал в виде стройного учения все те идеи о строении вещества, которые к 18 веку уже сформировались в умах ученых. Однако нам хорошо известно, что представления о дискретности вещества, о его строении из атомов и молекул возникли очень давно, еще 2,5 тысячи лет назад, и впервые были выражены в трудах древнегреческих философов – Фалеса, Демокрита, Тита Лукреция Кара и др.

Классическое построение школьного курса использует историко-логический принцип. Учащиеся знакомятся с научными знаниями на основе исторических данных, узнают об основных этапах развития науки и как бы повторяют тот путь, который прошло человечество в познании вещества и его превращений. При этом сведения, которые уже абсолютно устарели, опускаются, но основные вехи все же в школьном предмете остаются. Это не только способствует лучшему пониманию материала, но и выполняет развивающую роль – дети знакомятся с историей науки, получают оценить гениальность великих мыслителей прошлого, узнают механизмы рождения научных идей и драматическую борьбу за их утверждение в науке. Есть и другой путь изучения предмета – знакомить детей только с современными понятиями, теориями, которые тоже позволяют научно объяснить изучаемые объекты и их поведение. Например, начинать химию сразу со строения атома, не останавливаясь на АМУ. Такой путь конечно, гораздо быстрее, экономичнее, но чреват потерями в области воспитания и развития школьников, лишен возможности развивать эмоционально-когнитивную сферу, приводит к значительному снижению значимости ряда открытий. Кроме того, останавливаясь на историческом материале в области химических открытий, мы имеем возможность показать значение работ именно отечественных ученых, что также важно в воспитании детей.

Итак, АМУ, обьясняющее строение вещества и механизмы химических превращений (без знания строения атома, без электронной теории химических связей…), но достаточное для того, чтобы вводить весь понятийный аппарат химии, химический язык, классификацию веществ и реакций.

В его основе лежит идея о том, что все вещества состоят из мельчайших частиц, невидимых глазу, но реально существующих как результат конечного дробления вещества. Слово «атом» (неделимый) имеет возраст 2,5 тыс. лет и принадлежит Демокриту. Прямых доказательств существования атомов в те времена не было. Но вот что пишет в I веке до н.э. в своей поэме «О природе вещей» Лукреций Кар:

Ветер, во-первых, неистово волны бичует,

Рушит громады судов и небесные тучи разносит.

…Стало быть, ветры – частицы, незримые нами,

Раз и по свойствам своим и по действиям могут сравниться

С водами мощными рек, обладающих видимым телом.

…Далее, запахи мы обоняем различного рода,

Хоть и не видим совсем, как в ноздри они проникают.

…И наконец, на морском берегу, разбивающем волны,

Платье сыреет всегда, а на солнце вися, высыхает.

Видеть, однако, нельзя, как влага на нем оседает.

Значит, дробится вода на такие мельчайшие части,

Что недоступны они совершенно для нашего взора.

Здесь учителю великий грек подсказывает, какие опыты можно провести для косвенного подтверждения наличия атомов и молекул – опыты по диффузии, по броуновскому движению, по растворению окрашенного вещества в воде.

Слово «атом» прижилось в науке не сразу. Например, даже Ломоносов его не использует. Он называет атом словом «элемент», которое потом изменило свой смысл. Слово «Молекула» Ломоносов также не применяет, а использует слово «корпускула», что означает «частица». Мы все еще применяем этот термин: например, «Корпускулярные свойства электрона»….

Сущность АМУ вам хорошо известна, хотя те формулировки, которые использовал Ломоносов, мы сегодня переводим на современный язык и уточняем.

· «Все вещества состоят из молекул» - Не только из молекул! (есть отдельные атомы – инертные газы, кристаллы)- правильнее сказать – все вещества состоят из мельчайших частиц.

· Они находятся в постоянном движении. При повышении температуры движение частиц ускоряется

· Между частицами есть промежутки. Их величина зависит от силы притяжения и отталкивания между частицами, от температуры, и от давления (газы).

Вводя эти понятия, которые абсолютно новыми для детей не являются, в химии мы сразу переводим на химический язык и вводим соответствующие обозначения. Кроме того, даем каждому понятию количественную характеристику: