166066 (685438), страница 3
Текст из файла (страница 3)
II этап. Развитие понятий о химических реакциях претерпевают качественные изменения при изучении ее на электронном уровне, где рассматриваются вопросы химической связи. Появляется новая трактовка: химическая реакция – процесс разрушения старых связей и образования новых. В теме "Химическая связь" вводится одно из фундаментальных понятий – "степень окисления". На его основе анализируются известные учащимся реакции разных типов, доказывая, что среди них можно найти и окислительно-восстановительные. Последние, в свою очередь, являются одним из важных, но трудных вопросов химии. Механизм реакции окисления и восстановления объясняется с точки зрения перехода электронов, поднимаясь на более высокий теоретический уровень. Выделяются основные признаки нового типа реакций. В методической литературе существует три подхода:
-
по изменению степени окисления;
-
по переходу электронов от одних частиц или атомов к другим;
-
по изменению электронной плотности.
Следует проанализировать их и выбрать наиболее объективный. Для этого следует обратиться к механизму реакции. Известно, что их механизм довольно сложный. Ф. Басоло, Р. Пирсон убедительно показали, что прямой перенос электронов возможен лишь в газовых системах и то с ограничениями. Это подтвердили и наши ученые (Н.Н. Семенов, Н.М. Эмануэль и др.). Многие из этих реакций имеют радикальный, а не ионно-электронный механизм. Следовательно перенос электронов не может быть общим признаком этих реакций. Тот же вывод относительно перераспределения электронной плотности, что имеет место и в электростатических процессах.
Поэтому, как важнейший признак ОВР должно быть выделено наличие окислителя и восстановителя и изменение степени окисления атомов, элементов реагирующих веществ. На основе этого признака раскрывается содержание основных понятий и дается им определение.
Окислительно-восстановительные реакции – процесс, в ходе которого происходит изменение степени окисления элементов вследствие полного или частичного смещения электронов. Поэтому окисление сопровождается повышением, а восстановление – понижением степени окисления [13].
Сформированное понятие необходимо ввести в общую систему знаний о химических процессах. Рассматривается метод электронного баланса расстановки коэффициентов.
III этап. При изучении систематики элементов знания учащихся об окислительно-восстановительных реакциях и соответствующие им умения углубляются, расширяются наполняются конкретным содержанием. Здесь учащиеся знакомятся с элементами и веществами, проявляющими свойства окислителя и восстановителя, химическими реакциями с их участием. Изучается изменение окислительно-восстановительных свойств элементов и их соединений в группе, периоде, познают частную зависимость окислительной и восстановительной функций от степени окисления. Усвоение конкретных реакций совершенствует умения составления уравнений, определения степени окисления и многие другие.
IV этап. Качественно новый уровень в изучении темы – теория электролитической диссоциации. Внимание учащихся направлено на познание особенностей их протекания в растворах. Здесь важно учащихся познакомить с новым видом окислителей и восстановителей – ионами, выявить и раскрыть закономерности протекания таких реакций в водных растворах. Именно они должны здесь стать главным предметом обсуждения. При изучении неметаллов знания пополняются новыми конкретными окислителями и восстановителями. Следует уделить внимание изучению свойств азотной и серной кислот как окислителей. В теме "Металлы" появляется новое понятие "электрохимический ряд напряжений металлов". Необходимо четко показать этот ряд при составлении реакций или их предсказания. Как разновидность электрохимических процессов рассматриваются темы "Электролиз" и "Коррозия".
V этап. В курсе общей химии происходит интеграция понятий, все полученные знания и умения повторяются, систематизируются и углубляются. На данном этапе активным средством изучения является язык химической науки, который позволяет подвести итог изучения понятия "окислительно-восстановительные реакции".
В общем виде структура изучения темы "Окислительно-восстановительные реакции" представлена в таблице 1.
Таблица 1.
| Этапы | Теория | Основные понятия |
| I | Атомно-молекулярное учение | Степень окисления, ОЭО, химическая реакция |
| II | Электронная теория | ОВР, процессы окисления и восстановления, метод электронного баланса (МЭБ) |
| III | Систематика элементов | |
элемент вещество окислитель восстановитель 
сильный слабыйПродолжение таблицы.
| IV | Теория электролитической диссоциации | Металлы – восстановители, электрохимический ряд напря-жения металлов, коррозия, элект-ролиз, кислоты – окислители, |
| V | Обобщение | Классификация окислительно-восстановительных реакций + все выше перечисленное |
окислители восстановители ионы2.2. Система понятий об окислительно-восстановительных реакциях
В качестве основных критериев усвоения понятий выделены три: полнота усвоения содержания понятия, степень усвоения объема как меры обобщенности понятия, полнота усвоения связей в отношении данного понятия с другими [15].
Чтобы судить о продвижении и развитии учащихся в учебном познании надо опираться на уровни усвоения понятий, таковых четыре:
1 уровень характеризуется наличием знаний об отдельных понятиях и их признаках, понятия почти не связаны друг с другом;
2 уровень характеризуется появлений знаний о связях и отношениях между понятиями определенной системы, умением воспроизвести их и применить к типичным примерам. Это также уровень воспроизведения;
на 3 уровне знания уже представляют целостные системы, но которые еще не связаны между собой. Ученик может использовать знания для объяснения фактов определенной области химии;
на 4 уровне знания представляют собой системы в высшей степени их развития. Характеризуются новым качеством – действенностью: учащийся может предсказывать неизвестные факты, вывести "новые" на основе усвоенных, творчески применять их.
Усвоить понятие – значит выработать следующие умения:
-
вскрыть содержания понятия;
-
дать определение и привести примеры;
-
подвести понятие под классификацию, установить связи с другими понятиями;
-
применять понятие при решении задач в разных ситуациях.
Качество усвоения зависит от поставленных целей, значения понятия в процессе обучения и методики его формировании.
Усвоить систему понятий об окислительно-восстановительных реакциях значит выработать у учащихся умения, каждое из которых соответствует определенному понятию темы. Структура взаимосвязи понятий и умений представлена в таблице 2.
Таблица 2.
| Понятие | Умения |
| 1. Химическая реакция | Определять признаки химических реакций |
| 2. Окислительно-восста-новительные реакции | Распознавать окислительно-восстановительный процесс, отличать от других типов химических реакций, определять признаки ОВР. |
| 3. Степень окисления: положительная, отрица-тельная, промежуточ-ная, минимальная, мак-симальная | Определять степени окисления атомов на основе их строения, положения в периодической системе Д.И. Менделеева; определять степени окислении элементов, входящих в состав соединения; предсказывать окислительно-восстановительные свойства атомов, молекул, ионов на основе значения степени окисления. |
| 4. Процессы окисления, восстановления. ОЭО. Уравнения полуреакции. Окислители и восстановители. Окис-ленная и восстанов-ленная формы. Элект-ронный баланс. | Определять, составлять, записывать уравнения окислительно-восстановительных процессов с участием атомов, молекул или ионов; определять окислитель, восстановитель, а также окисленную и восстановленную формы; составлять уравнения полуреакций; определять направление "движения" электронов, подсчитывать их число → составлять электронный баланс. |
| 5. двойственность свойств сильный слабый окислитель восстановитель элемент вещество ион | Характеризовать окислительно-восстановитель-ные свойства атомов, ионов и веществ, а также их силу на основе знаний о строении и периодичности и по положению в периодической таблице. |
| 6. Электрохимический ряд напряжений металлов | Составлять уравнения окислительно-восстановительных процессов в растворах с участием металлов; предсказывать протекание процесса; силу восстановительных свойств металлов. |
Продолжение таблицы.
| 7. Электронодонорные и электроностатические реакции | Классифицировать, выделять, определять и приводить примеры различным видам ОВР. |
| 8. Метод электронного баланса | Подбирать коэффициенты, определять степени окисления, окислитель, восстановитель, составлять уравнения полуреакций, подсчитывать электронный баланс. |
| 9. Коррозия | Определять виды коррозии, составлять схемы протекающих процессов. |
| 10. Электролиз | Составлять ОВР электролиза растворов и расплавов веществ, предполагать продукты процесса. |
Основываясь на классификацию умений [8] доктора педагогических наук, профессора С.А. Герус все перечисленные умения можно отнести к группе умений пользоваться химическим языком, так как они предполагают применение правил составления, преобразования и оперирования химической терминологией, символикой и номенклатурой, а также прогнозирование и моделирование на их основе.
В целом, все основные умения пользоваться химическим языком, формируемые при изучении темы "ОВР" можно свести в единую схему [13] , которая отражает их взаимосвязь (таблица 3).
Таблица 3.
| Понятия об окислительно-восстановительных реакциях | Умения пользоваться химическим языком | |
| I группа | II группа | |
| Относительная электроотрицательность исление1восстановление1 степень окисления окисление2 восстановление2 окислитель восстановитель единство окисления и восстановления ОВР сохранение числа электро-нов при ОВР окислительно-восстанови-тельные свойства атомов, ионов, веществ | умение сравнивать ОЭО элементов по их положению в ПС умение определять степень окисления элементов умение подсчитывать количество смещен-ных электронов умение уравнивать число электронов между окислителем и всстановителем(МЭБ) умение расставлять коэффициенты в уравнениях | умение предсказывать направление смещения электронов умение отличать окисление от восста-новления, окислитель от восстановителя умение распознавать ОВР умение объяснять сущность ОВР умение предсказывать свойства атомов, ионов, веществ |
При обобщении темы в курсе общей химии наблюдается затруднения у учащихся в усвоении языка и понятий, наблюдается формализм знаний. Выделяют следующие виды формализма:
Произвольная комбинаторика знаков при самостоятельном выполнении упражнений: AlPO2, 2Na+SO4 =Na2 SO4. Причиной является неумение применять правила составления и преобразования символических записей, видеть логические связи знаков в составе формул и уравнений, непониманием места и значения в них индексов и коэффициентов, закономерностей которые они отражают.
Составление формул и уравнений не существующих реально веществ и реакций: CuO+H2O→Cu(OH) 2, которые являются следствием недооценки роли химического эксперимента и наблюдений, а также с недостаточной связью обучения с жизнью.
Не умение применять знания при объяснении теорий химии. Причина - недостаточное внимание к семантике (смыслу) формул и уравнений, их теоретическому толкованию.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
