Формирование и развитие системы знаний о химической реакции

Сентябрь 7, 2022

Главная
Химия
Формирование и развитие системы знаний о химической реакции

Содержание

2. План лекции 1. Общая характеристика системы знаний о химической реакции 2. Структура и содержание системы знаний
3. 1. Общая характеристика системы знаний о химической реакции Химическая реакция – это специфический и наиболее важный
4. Учение о химических процессах Учение о химических процессах может быть выделено как особый уровень химических знаний,
5. Предмет современной химии Многие ученые (О. С. Зайцев, В. И. Кузнецов, Я. А. Угай и др.)
6. Формирование понятия о химической реакции в методике обучения химии Разные стороны этого понятия получили обстоятельную разработку
7. Формирование понятия о химической реакции в методике обучения химии Дальнейшего совершенствования требует методика изучения материала о
8. 2. Структура и содержание системы знаний о химической реакции Система знаний о химической реакции – весьма
9. Химическая реакция Ведущей идеей преемственного формирования знаний является раскрытие обусловленности химических реакций триединым структурно-энергетико-кинетическим фактором Химическая
10. Химическая реакция В этом определении родовым понятием является качественное изменение веществ, а химическая реакция – видовым
11. Сущность и механизм реакции Понятие о сущности химической реакции является центральным в этой системе. Выражая ее
12. Сущность и механизм реакции Сущность и механизм реакции – не одно и то же По химическому
13. Система знаний о химической реакции С механизмом и сущностью химической реакции связаны и многие другие понятия:
14. Система знаний о химической реакции Очень важным является блок об энергетике химических реакций. В состав его
15. Система знаний о химической реакции Основу блока знаний о кинетике химических реакций составляют понятия о скорости
16. Система знаний о химической реакции Блок знаний о химическом равновесии включает ряд понятий, которые непосредственно связаны
17. 3. Последовательность формирования системы знаний о химической реакции Понятие «химическая реакция» формируется на нескольких уровнях Уровень
18. Эмпирический уровень Основой изучения служит химический эксперимент, выступающий как источник познания. Он направлен на выявление внешних
19. Эмпирический уровень Следует обратить внимание на важность энергетического признака, установить взаимосвязь между энергетическим признаком и образованием
20. Эмпирический уровень Результатом обсуждения опытных данных и выявленных зависимостей являются выводы: – сущность химической реакции состоит
21. Эмпирический уровень Далее учащиеся должны уяснить условия протекания реакций Условия – это те внешние факторы, которые
22. Уровень атомно-молекулярных представлений Уровень 2 – атомно-молекулярных представлений Основная задача данного уровня – применение положений атомно-молекулярного
23. Уровень атомно-молекулярных представлений Появившееся у учащихся понятие о сохранении при химической реакции химического элемента закрепляется при
24. Уровень электронных представлений Уровень 3 – электронных представлений Электронная теория позволяет более глубоко проникнуть в сущность
25. Уровень электронных представлений Одним из трудных вопросов изучения реакций на электронном уровне являются окислительно-восстановительные процессы. Важный
26. Уровень электронных представлений На уровне электронных представлений делаются следующие выводы: – сущность химической реакции состоит в
27. Уровень теории электролитов Уровень 4 – теории электролитов Теория электролитов – качественно новый этап в изучении
28. Уровень теории электролитов Кроме ОВР, здесь серьезно изучаются и реакции ионного обмена, формируются умения выражать сущность
29. Уровень кинетических представлений Уровень 5 – кинетических представлений Данный уровень включает материал о скорости химической реакции
30. Уровень кинетических представлений Материл этой темы – основа для изучения химических производств. Он закрепляется и углубляется
31. Уровень теории органической химии Уровень 6 – теории органической химии В курсе органической химии дополняются и
32. Уровень обобщенных представлений Уровень 7 – обобщенных представлений Этот уровень включает обобщение знаний по неорганической и
33. Уровень обобщенных представлений После изучения 6-го и 7-го уровней делается вывод: неорганические и органические процессы имеют
35. Скачать презентацию

Слайд 2

План лекции
1. Общая характеристика системы знаний о химической реакции
2. Структура и

содержание системы знаний о химической реакции
3. Последовательность формирования системы знаний о химической реакции

Слайд 3

1. Общая характеристика системы знаний о химической реакции
Химическая реакция – это

специфический и наиболее важный объект изучения химии «Химическое превращение, химическая реакция есть главный предмет химии. Изучение различных свойств элементов и их соединений, в частности, строения атомов и молекул дает, в сущности, для химии вспомогательный материал, облегчающий главную задачу – задачу рационального управления химическими превращениями»
Н. Н. Семенов «Цепные реакции»

Слайд 4

Учение о химических процессах
Учение о химических процессах может быть выделено как

особый уровень химических знаний, как важная концептуальная система химии, развивающаяся на основе учений о химическом элементе и веществе (Ф. Басоло, Р.Пирсон, Р. Б. Добротин, Ю. А. Жданов, М.Х. Карапетьянц, Д. А. Кемпбел, Э. Н. Рэмсден, Ю. И. Соловьев, Д. Н. Трифонов, Г. И. Шелинский и др.)

Слайд 5

Предмет современной химии
Многие ученые (О. С. Зайцев, В. И. Кузнецов, Я.

А. Угай и др.) дают определение науке химии, в котором на первое место выдвигают химическую форму движения материи, а на второе – носитель этого движения – вещество:
«Химия – это наука о превращениях веществ, сопровождающихся изменением их состава и структуры»

Слайд 6

Формирование понятия о химической реакции в методике обучения химии
Разные стороны

этого понятия получили обстоятельную разработку в исследованиях В.В. Кустовой, Г. Н. Осокиной, Т. З. Савич, Е.Н.Федоровой, Г. И. Шелинского, Д.А.Эпштейна. В работах В. П. Гаркунова, Н. Е. Кузнецовой применялся системный подход к формированию химических понятий. Многие методисты (А. Л. Андриенко, Е. В. Береснева, Т.А. Веселова, В. А. Жуков, А. Ю. Жегин, А.С.Корощенко, И. Н. Чертков и др.) работали над системным формированием отдельных групп понятий о химической реакции

Слайд 7

Формирование понятия о химической реакции в методике обучения химии
Дальнейшего совершенствования

требует методика изучения материала о химических реакциях, особенно в плане повышения действенности этих знаний и их влияния на развитие личности учащихся
«Химические реакции – это клеточки, из которых построена вся ткань химических знаний. Отсюда, изучение химических реакций – это центральный вопрос методики обучения химии»
С. Г. Шаповаленко

Слайд 8

2. Структура и содержание системы знаний о химической реакции
Система знаний о

химической реакции – весьма общая, многоплановая, многокомпонентная. Это объясняется тем, что каждая конкретная реакция обусловлена множеством факторов, влияющих на ее протекание, многообразием признаков и форм проявления
В развитом, структурно организованном виде общее понятие о химической реакции представляет теоретическую систему сущностных знаний о химическом процессе. Научно-теоретическими основами ее формирования служат теории строения веществ и химических процессов, периодический закон и закон сохранения массы и энергии

Слайд 9

Химическая реакция
Ведущей идеей преемственного формирования знаний является раскрытие обусловленности химических реакций

триединым структурно-энергетико-кинетическим фактором
Химическая реакция – это протекающее при определенных условиях качественное изменение веществ, происходящее под влиянием изменения их количественного состава, в результате которого из одних веществ образуются другие

Слайд 10

Химическая реакция
В этом определении родовым понятием является качественное изменение веществ, а

химическая реакция – видовым понятием. Существенным признаком химической реакции является превращение веществ. Следовательно, понятие «химическая реакция» можно сформировать только после того, как учащиеся овладеют понятием о веществе и его свойствах
В свою очередь само понятие «химическая реакция» является довольно сложным образованием. Оно по существу представляет собой систему частных понятий

Слайд 11

Сущность и механизм реакции
Понятие о сущности химической реакции является центральным в

этой системе. Выражая ее химическим уравнением, мы оцениваем начальный и конечный состав веществ и их количественные соотношения
Глубокое рассмотрение изменений, происходящих с веществами при химической реакции, приводит к выявлению промежуточных процессов, которые вызывают данное превращение, т.е. определяется механизм реакции, а так как его раскрытие является глубоким рассмотрением сущности химической реакции, то оно помещается в центр системы

Слайд 12

Сущность и механизм реакции
Сущность и механизм реакции – не одно и

то же
По химическому уравнению мы не можем судить о механизме реакции, так как оно не дает возможности понять, как же превращаются одни вещества в другие, на какие стадии распадается этот химический процесс
Механизм реакции объясняет изменение связей между атомами реагирующих веществ, говорит о появлении промежуточных продуктов, о возникновении цепей, об образовании «активного комплекса» или «переходного состояния»

Слайд 13

Система знаний о химической реакции
С механизмом и сущностью химической реакции связаны

и многие другие понятия:
– признаки химической реакции;
– условия возникновения и течения химических реакций;
– энергетика химических реакций;
– кинетика химических реакций;
– химическое равновесие

Слайд 14

Система знаний о химической реакции
Очень важным является блок об энергетике химических

реакций. В состав его включаются понятия о внутренней энергии, тепловом эффекте химических реакций, экзо- и эндотермических реакциях, а в углубленных классах еще и понятия об энтальпии, энтропии и энергии Гиббса. Среди них как эмпирические, так и теоретические понятия. Компонентами данной подсистемы знаний являются закон сохранения энергии и закон Гесса, а также закономерности протекания химических реакций в зависимости от изменения энтальпии, энтропии и энергии Гиббса

Слайд 15

Система знаний о химической реакции
Основу блока знаний о кинетике химических реакций

составляют понятия о скорости реакции и механизме химических превращений, а также сопутствующие им понятия: энергия активации, промежуточный активированный комплекс, катализ. В состав этого блока знаний входят доступные положения теории активных столкновений, теории промежуточных комплексов и эмпирические зависимости скорости реакций и катализа от природы реагентов и внешних условий протекания реакций

Слайд 16

Система знаний о химической реакции
Блок знаний о химическом равновесии включает ряд

понятий, которые непосредственно связаны с понятием «химическое равновесие» или раскрываются с его помощью (обратимые и необратимые реакции, обратимость процесса, константа равновесия и др.), а также закономерности смещения химического равновесия в зависимости от различных факторов (принцип Ле Шателье)

Слайд 17

3. Последовательность формирования системы знаний о химической реакции
Понятие «химическая реакция» формируется

на нескольких уровнях
Уровень 1 – эмпирический
Основная задача этого уровня – накопить и обобщить фактологический материал о признаках протекания реакций, обеспечить создание наглядных образов изучаемых реакций, научить отличать химические реакции от физических явлений
На этом уровне используется индуктивный подход. Базой для формирования первоначального понятия о химической реакции являются понятия о веществах, их свойствах и изменениях (явлениях). Лишь на основе их можно разграничить явления на физические и химические. Опорой здесь являются знания, полученные в курсе физики

Слайд 18

Эмпирический уровень
Основой изучения служит химический эксперимент, выступающий как источник познания. Он

направлен на выявление внешних признаков реакций и условий их возникновения и протекания. Основные методы изучения – наблюдение, выполнение опытов, фиксация их результатов, описание, сравнение, выводы. Особенность экспериментального изучения реакций в том, что их сущность не рассматривается, констатируются лишь их внешние проявления. При этом наряду с главным признаком – образованием новых веществ – важно выделить и другие
Признаки – это те проявления реакций, по которым мы можем визуально или с помощью измерительных приборов судить, что данная реакция протекает или уже прошла

Слайд 19

Эмпирический уровень
Следует обратить внимание на важность энергетического признака, установить взаимосвязь между

энергетическим признаком и образованием новых веществ. При этом необходимо подчеркнуть, что внешние признаки реакции не могут быть поставлены в один ряд с энергетическими характеристиками
Зная, что образование новых веществ связано с энергетическими изменениями, учащиеся легко приходят к выводу, что внешним признаком этого служит выделение или поглощение теплоты. На основании этого все химические реакции подразделяются на экзо- и эндотермические

Слайд 20

Эмпирический уровень
Результатом обсуждения опытных данных и выявленных зависимостей являются выводы:
– сущность

химической реакции состоит в образовании новых веществ из исходных;
– процесс превращения веществ связан с энергетическими изменениями;
- выделение или поглощение тепла при химической реакции – основа классификации по энергетическому признаку (экзотермические и эндотермические)

Слайд 21

Эмпирический уровень
Далее учащиеся должны уяснить условия протекания реакций
Условия – это те

внешние факторы, которые необходимы, чтобы реакция началась и протекала до образования новых веществ
На основе наблюдений учащиеся приходят к следующим выводам:
– химические реакции протекают только при тесном соприкосновении реагирующих веществ;
– для осуществления эндотермических реакций необходимо непрерывное нагревание, в то время как экзотермические реакции протекают либо при незначительном предварительном нагревании, либо совсем без него

Слайд 22

Уровень атомно-молекулярных представлений
Уровень 2 – атомно-молекулярных представлений
Основная задача данного уровня –

применение положений атомно-молекулярного учения к объяснению сущности химической реакции, к изучению некоторых стехиометрических и термохимических закономерностей их протекания
Используя шаростержневые модели молекул, изображения молекул на экране или доске, учащихся подводят к выводу о том, что сущность химической реакции сводится к перегруппировке атомов, входящих в состав реагирующих веществ

Слайд 23

Уровень атомно-молекулярных представлений
Появившееся у учащихся понятие о сохранении при химической реакции

химического элемента закрепляется при наблюдении и обсуждении результатов опытов по накаливанию на воздухе порошка меди и восстановлению оксида меди водородом. Эти знания затем используются для выведения закона сохранения массы веществ, который дает строгую количественную трактовку химическим реакциям
На этом уровне вводится классификация химических реакций по числу и составу реагентов и продуктов (соединение, разложение, замещение, обмен)

Слайд 24

Уровень электронных представлений
Уровень 3 – электронных представлений
Электронная теория позволяет более глубоко

проникнуть в сущность изучаемых процессов. Здесь происходит отвлечение от всего многообразия химических реакций и вычленение их сути и причин изменения. На этом уровне важно усилить роль знаний энергетики и теории строения для определения возможностей протекания реакций. Выясняется, что тепловой эффект не является единственным фактором, влияющим на направление протекания реакции, а есть еще энтропийный фактор и энергия Гиббса. Сделанные обобщения конкретизируются при изучении систематики элементов

Слайд 25

Уровень электронных представлений
Одним из трудных вопросов изучения реакций на электронном уровне

являются окислительно-восстановительные процессы. Важный признак ОВР – наличие окислителя и восстановителя и изменение степени окисления атомов элементов реагирующих веществ. Сформированное понятие об ОВР необходимо ввести в общую систему знаний о химической реакции, показать, что степень окисления элемента – это еще один критерий классификации химических реакций (окислительно-восстановительные и неокислительно-восстановительные), подвести под эту классификацию ранее изученные

Слайд 26

Уровень электронных представлений
На уровне электронных представлений делаются следующие выводы:
– сущность химической

реакции состоит в разрушении химических связей в исходных веществах и в образовании новых – в продуктах реакции;
– этот процесс сопровождается изменением структуры веществ, что влечет за собой изменение их свойств;
– реакции протекают в сторону образования энергетически более выгодных связей

Слайд 27

Уровень теории электролитов
Уровень 4 – теории электролитов
Теория электролитов – качественно новый

этап в изучении ОВР. Здесь происходит познание особенностей их протекания в растворах, знакомство с новым видом окислителей и восстановителей – ионами. При изучении азота и фосфора знания учащихся пополняются новыми конкретными окислителями и восстановителями и их реакциями. Ученики овладевают умением составлять уравнения сложных реакций (азотная кислота с металлами)

Слайд 28

Уровень теории электролитов
Кроме ОВР, здесь серьезно изучаются и реакции ионного обмена,

формируются умения выражать сущность химической реакции с помощью ионных уравнений. Вводится классификация по виду частиц, участвующих в реакции (атомно-молекулярные, ионные, радикальные)
На уровне теории электролитов делается следующий вывод: сущность химических реакций, протекающих в растворах, выражается кратким ионным уравнением. Реакции в растворах протекают в направлении связывания ионов

Слайд 29

Уровень кинетических представлений
Уровень 5 – кинетических представлений
Данный уровень включает материал о

скорости химической реакции и факторах, влияющих на нее, об энергии активации, катализе и катализаторах, о химическом равновесии и его смещении. В связи с этим здесь вводятся сразу три классификации химических реакций: по признаку обратимости (обратимые и необратимые), по виду системы (гомо- и гетерогенные) и по влиянию катализатора на скорость реакции (каталитические и некаталитические)

Слайд 30

Уровень кинетических представлений
Материл этой темы – основа для изучения химических производств.

Он закрепляется и углубляется при изучении систематики элементов. Кинетические понятия и закономерности объясняются на основе электронной теории, теории активных столкновений, теории образования промежуточных комплексов. Идеей изучения становится разностороннее рассмотрение процессов с позиций единства их структурных, энергетических и кинетических характеристик
Вывод: химические реакции необходимо рассматривать разносторонне с позиций единства их структурных, энергетических и кинетических характеристик

Слайд 31

Уровень теории органической химии
Уровень 6 – теории органической химии
В курсе органической

химии дополняются и расширяются понятия о классификации химических реакций. Вводится новый тип реакций – изомеризация. Вносится качественно новый материал в понятия о механизмах реакций. Система понятий о закономерностях химических реакций наполняется особым содержанием. Например, при изучении катализа сообщается о теории промежуточных соединений, о действии ферментов

Слайд 32

Уровень обобщенных представлений
Уровень 7 – обобщенных представлений
Этот уровень включает обобщение знаний

по неорганической и органической химии. Основная цель – создание у учащихся целостных представлений о химическом процессе. Здесь важно показать единство и генетическую связь неорганических и органических процессов, составляющих химическую форму движения материи, их подчинение основному закону химических изменений – периодическому закону. На примерах реакций неорганической и органической химии надо показать учащимся сложность и многосторонность химических явлений, что вызывает неодинаковые подходы к их классификации

Слайд 33

Уровень обобщенных представлений
После изучения 6-го и 7-го уровней делается вывод: неорганические

и органические процессы имеют единую природу, составляют химическую форму движения материи и подчиняются общим законам и теориям
Системное применение знаний о реакции достигается при разносторонней характеристике конкретных химических реакций на основе анализа их уравнений

Формирование и развитие системы знаний о химической реакции

Содержание

План лекции1. Общая характеристика системы знаний о химической реакции2. Структура и

1. Общая характеристика системы знаний о химической реакцииХимическая реакция – это

Учение о химических процессахУчение о химических процессах может быть выделено как

Предмет современной химииМногие ученые (О. С. Зайцев, В. И. Кузнецов, Я.

Формирование понятия о химической реакции в методике обучения химии Разные стороны

Формирование понятия о химической реакции в методике обучения химии Дальнейшего совершенствования

2. Структура и содержание системы знаний о химической реакцииСистема знаний о

Химическая реакцияВедущей идеей преемственного формирования знаний является раскрытие обусловленности химических реакций

Химическая реакцияВ этом определении родовым понятием является качественное изменение веществ, а

Сущность и механизм реакцииПонятие о сущности химической реакции является центральным в

Сущность и механизм реакцииСущность и механизм реакции – не одно и

Система знаний о химической реакцииС механизмом и сущностью химической реакции связаны

Система знаний о химической реакцииОчень важным является блок об энергетике химических

Система знаний о химической реакцииОснову блока знаний о кинетике химических реакций

Система знаний о химической реакцииБлок знаний о химическом равновесии включает ряд

3. Последовательность формирования системы знаний о химической реакцииПонятие «химическая реакция» формируется

Эмпирический уровеньОсновой изучения служит химический эксперимент, выступающий как источник познания. Он

Эмпирический уровеньСледует обратить внимание на важность энергетического признака, установить взаимосвязь между

Эмпирический уровеньРезультатом обсуждения опытных данных и выявленных зависимостей являются выводы:– сущность

Эмпирический уровеньДалее учащиеся должны уяснить условия протекания реакцийУсловия – это те

Уровень атомно-молекулярных представленийУровень 2 – атомно-молекулярных представленийОсновная задача данного уровня –

Уровень атомно-молекулярных представленийПоявившееся у учащихся понятие о сохранении при химической реакции

Уровень электронных представленийУровень 3 – электронных представленийЭлектронная теория позволяет более глубоко

Уровень электронных представленийОдним из трудных вопросов изучения реакций на электронном уровне

Уровень электронных представленийНа уровне электронных представлений делаются следующие выводы:– сущность химической

Уровень теории электролитовУровень 4 – теории электролитовТеория электролитов – качественно новый

Уровень теории электролитовКроме ОВР, здесь серьезно изучаются и реакции ионного обмена,

Уровень кинетических представленийУровень 5 – кинетических представленийДанный уровень включает материал о

Уровень кинетических представленийМатерил этой темы – основа для изучения химических производств.

Уровень теории органической химииУровень 6 – теории органической химииВ курсе органической

Уровень обобщенных представленийУровень 7 – обобщенных представленийЭтот уровень включает обобщение знаний

Уровень обобщенных представленийПосле изучения 6-го и 7-го уровней делается вывод: неорганические

Похожие презентации