Исторические сведения в школьном курсе химии и методика их изучения

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
общеобразовательная школа-интернат № 1

основного общего образования г. Томска

ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ В

ШКОЛЬНОМ КУРСЕ ХИМИИ И

МЕТОДИКА ИХ ИЗУЧЕНИЯ

Автор работы: учитель химии и биологии

Козьма Н.М.

Томск – 2013

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение…………………………………………………………………....3

2. Предмет и общие задачи истории органической химии………………...4

3. Значение истории органической химии ………………………………....5

4. Историко-методологический аспект школьного курса химии……..…...9

5. Использование исторических сведений по органической химии в патриотическом воспитании учащихся………………………………….10

6. Список литературы……………………………………………………….12

1. ВВЕДЕНИЕ

За свою недолгую историю органическая химия как наука ушла далеко от своих истоков. Использование в повседневной педагогической практике исторических материалов зарекомендовало себя как эффективное средство гуманизации естес­твеннонаучного образования. Этот прием позволяет формировать целостное видение предмета через про­видение межпредметных связей, а также расширить кругозор учащихся, поскольку история науки – часть культурного наследия человечества. У современных школьников представления об истории этой науки весьма смутные. Практически все школьные учебники приводят разнообразные исторические справки, в основном в виде кратких биографий выдающихся химиков, но целостной картины о ходе развития науки химии они не дают. Многочисленные статьи о жизни и творческом пути великих ученых-химиков, опубликованные в периодической печати и электронных ресурсах, тоже раскрывают лишь отдельные стороны истории химии без общей систематизации материала. Неудивительно, что даже студенты-химики не имеют ясного представления об истории химии. Они с трудом могут вспомнить лишь несколько фамилий наиболее известных ученых, но не ориентируются в хронологии открытий в химии, не знакомы с современным уровнем развития химической науки.

Целью данной работы является показать значение исторических сведений в школьном курсе органической химии для формирования и развития у школьников мотивации к изучению предмета.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Проанализировать литературу, выделить основные тенденции использования исторического материала на уроках химии.

2. Разработать уроки разного типа с использованием исторических сведений в качестве одного из основных инструментов в решении поставленных задач урока.

1. ПРЕДМЕТ И ОБЩИЕ ЗАДАЧИ ИСТОРИИ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

История органической химии изучает и описывает процесс накопления химических знаний, развития химии и отдельных химических наук. Так как химия представляет собой науку о веществах и их превращениях, то предмет истории органической химии состоит в изучении и описании исторического процесса познания человеком «однородных веществ, из сложения которых составлены все тела мира, превращений их друг в друга и явлений, сопровождающих такие превращения»[1]. Очевидно, что составить представление об общем процессе развития химических знаний можно лишь на основе изучения отдельных сторон этого процесса, отдельных исторических явлений и событий, т.е. исторических фактов. Не следует, однако, думать, что задача историко-химического исследования может быть ограничена лишь собиранием и изучением одних лишь исторических фактов и их систематизацией, например в хронологическом порядке, без выяснения их взаимосвязи и обусловленности различными причинами и предпосылками. Чисто «фактологический» подход к изучению и описанию исторических процессов не может считаться научным в строгом смысле слова.

Развитие химии происходило и происходит в результате постоянного накопления экспериментального материала, практического и производственного опыта в тесной взаимосвязи с возникновением идей и гипотез, с обобщениями экспериментальных данных, с созданием теорий, объясняющих химические явления и процессы, с установлением закономерностей и, наконец, с открытием общих законов природы.

Химия относится к естественным наукам. Наряду со своими собственными, специфическими методами и приемами исследования химия широко использует достижения и методы других естественных наук и, прежде всего, физики. Поэтому в своем развитии химия самым тесным образом связана с успехами и достижениями физики и других естественных и математических наук. Очевидно, что истинные причины и предпосылки исторических событий и явлений в развитии химии, направлений деятельности ученых и т. п. невозможно понять и объяснить, если рассматривать их в отрыве от всех этих факторов, связей и условий научного прогресса. Химия как наука в целом, представляет собой важнейший участок общественной деятельности людей, тесно связанный с другими участками и видами общественной деятельности и жизни общества. Поэтому было бы ошибочно рассматривать успехи и достижения химии лишь как результат личной инициативы в исследовательской деятельности ученых.
Отсюда следует, что задача истории органической химии состоит в изучении и описании исторических явлений и процессов в развитии химии не только в определенной последовательности и взаимосвязи, но и в их обусловленности потребностями производства и общества, социально-экономическими условиями жизни общества, во взаимосвязи с развитием естественных и математических наук, философии, техники и другими общественными явлениями. Выполняя эту задачу, история органической химии имеет конечной целью открытие закономерностей в развитии химии в отдельные исторические эпохи и установление общих законов прогресса химии, позволяющих предвидеть пути дальнейшего развития химических наук.

1. ЗНАЧЕНИЕ ИСТОРИИ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ

История органической химии изучает и описывает прошлое науки. Однако это не означает, что фактические данные и обобщения истории химии имеют лишь чисто познавательное значение и не представляют практической ценности для школьников. Напротив, знакомство со всем ходом исторического развития органической химии необходимо учащимся уже потому, что раскрывает различные стороны процесса накопления химических знаний, практического опыта, экспериментального материала и теоретических обобщений. Изучение истории отдельных открытий, исследований и достижений ученых, их неудач, ошибок, борьбы мнений, влияния традиций и т. п. — все это дает возможность учащимся освоить и использовать в практической работе опыт научной и производственной деятельности многих поколений выдающихся ученых.

Важной задачей истории органической химии является исторический анализ состояния химических знаний в различные исторические эпохи, оценка и критика гипотез, теорий, экспериментальных исследований и деятельности выдающихся ученых прошлого. Выполняя эту задачу, история химии воспитывает критический подход к идеям, теориям и методам работы ученых прошлого, помогая тем самым правильно оценивать и ведущиеся в настоящее время исследования, возникающие гипотезы и теории и вообще достижения современной науки и перспективы ее развития.

Многие выдающиеся ученые прошлого и наши современники в своей научной и педагогической деятельности часто обращались к истории науки, использовали исторические данные в своих трудах и сами разрабатывали историко-научные проблемы, исходя из потребности уяснения происхождения новых идей и направлений исследования, перспектив их развития. В качестве примера можно привести выдающиеся труды по истории химии Ю. Либиха[2], А. М. Бутлерова[3], С. Канниццаро[4] и др. В своих «Основах химии» Д. И. Менделеев[1] широко использовал историко-химический материал и применял исторический метод при объяснении и трактовке различных химических явлений и процессов, для демонстрации значимости отдельных открытий в развитии химии. Глубокое знакомство с историей химии особенно важно для преподавателей. Знакомясь с историей научных открытий, школьники убеждаются, что корни этих открытий, как правило, лежат в прошлом науки. Одни открытия представляют собой развитие или следствие ранее высказанных идей, ранее установленных фактов, другие обобщают уже известные, но не связанные до сих пор друг с другом экспериментальные данные, гипотезы и теории. Вместе с тем даже самое общее знакомство с историей химии приводит к выводу, что важнейшие исторические этапы в развитии науки всегда были связаны с новаторской деятельностью передовых ученых, которые своевременно поднимали и настойчиво разрабатывали и решали злободневные научные и технические проблемы, выдвигавшиеся производством и самой наукой, решительно выступали против реакционных представлений и укоренившихся в науке отсталых и вредных традиций. Поэтому изучение деятельности учёных-новаторов стимулирует учащихся к новаторству, воодушевляет их на борьбу за внедрение и в практику и в научный обиход новых идей, новых теоретических представлений, экспериментальных и технических открытий. История органической химии свидетельствует о том, что наука развивается совместными усилиями ученых всех народов мира.

История химии изучает процесс развития химических знаний с учетом национальных и государственных особенностей, научных и патриотических традиций, сложившихся в отдельных странах, воспитывает интерес и уважение к достижениям науки и культуры всех народов мира.
Передовые научные и патриотические традиции ученых различных стран, отражение в деятельности ученых национальных и государственных интересов и особенностей играли большую роль в истории многих научных открытий и в развитии науки вообще. Об этом свидетельствуют, в частности, примеры научной и общественной деятельности великих русских ученых-патриотов М. В. Ломоносова, А. М. Бутлерова, Н.Н. Зинина, С.В. Лебедева, В.В. Марковникова и др. Отчетливо сознавая значение патриотических традиций и стимулов в развитии науки, известный французский биохимик Луи Пастер писал: «У науки нет отечества, но ученый не бывает без отечества, и то значение, которым его труды могут пользоваться в мире, он должен относить к своему отечеству»[5]. В связи с этим следует особо отметить большое значение истории химии в укреплении патриотических традиций в развитии науки в нашей стране, в воспитании у учащихся патриотизма, любви к Родине.

История органической химии показывает, что у различных народов мира процесс накопления научных и технических знаний происходил неодинаково и неравномерно. В определенные исторические эпохи преимущественное развитие химии наблюдалось в некоторых странах, в то время как в других странах в эти эпохи имело место затишье. История химии выясняет причины таких явлений, оценивает долю участия ученых различных стран в разработке важнейших химических проблем, в исследованиях и открытиях в области химических наук.

Историко-химический материал играет большую роль в преподавании химических дисциплин. Среди различных методов преподавания естественных наук исторический метод бесспорно является одним из лучших. Пользуясь этим методом, преподаватель как бы вводит учащихся в лабораторию научного творчества ученых, показывает, как возникали и развивались новые идеи, гипотезы и теории, как делались крупные экспериментальные открытия и технические изобретения. Исторический метод в преподавании органической химии обеспечивает полное и прочное усвоение материала курсов учащимися. Вот почему передовые преподаватели химических наук и авторы лучших учебников химии широко пользуются данными истории химии. Наконец, следует подчеркнуть идейно-воспитательное значение изучения истории органической химии. Рассматривая события и явления прошлого науки в их последовательности и взаимосвязи с окружающими явлениями, история органической химии с большой наглядностью демонстрирует, что наука в своем развитии подчинена всеобъемлющим законам диалектического и исторического материализма. Изучение истории органической химии приводит к выводу, что органическая химия и вообще естественные науки развивались и продолжают развиваться, переходя от низших ступеней к более высоким под влиянием потребностей производства и самой науки.

Знание истории органической химии помогает школьникам более отчетливо сознавать роль науки химии. Вместе с тем история химии оказывает большую помощь учащимся в их повседневной, практической деятельности.

1. ИСТОРИКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ ШКОЛЬНОГО КУРСА ХИМИИ

Историко-методологический аспект содержания школьного курса химии позволяет решать такие педагогические задачи:

1. Развивать у учащихся интерес к науке, в частности к химии (ее целям, значению в жизни людей, методам исследования и т.д.), стимулируя усвоение учебного материала по химии;

2. Формировать мировоззрение у учащихся на основе рассмотрения теоретического материала по химии в его исторической ретроспективе и осознание роли химического знания для решения философских проблем;

3. Воспитывать у учащихся отношение к культуре и ее наследию как к общечеловеческим и личностно значимым ценностям.

Данный аспект представлен в многочисленных работах, посвященных жизни и творческому пути великих ученых-химиков, а также истории химической науки в целом.

Сведения из истории химии могут быть использованы учителем для раскрытия методов и специфики химической науки, для персонификации ее открытий и достижений, для установления межпредметных связей и расширения кругозора учащихся.

Выделим возможные направления раскрытия историко-методологического аспекта содержания школьного курса химии:

1. История развития вещества как части природы (развитие вещества на Земле и в космосе);

2. История химического производства в целом и история развития производства отдельных химических продуктов;

3. История развития и становления химии как науки (открытие, изучение и получение конкретных веществ; изучение важнейших химических реакций; формирование химических понятий, открытие химических законов; возникновение и развитие химических теорий);

4. Жизнь и деятельность ученых-химиков.

Историзм в процессе обучения позволяет воссоздать сложную, порой драматическую эволюцию научных знаний, убедительно показать роль научного предвидения, познакомить с методологией науки.

З.Е. Гельманом разработана методика проведения «исторических опытов», благодаря которым учащиеся на уроках химии могут «повторить» открытие ученого, а иногда и проверить некоторые экспериментальные данные, полученные химиками в прошлом. Г.И. Егоровой предложены пути включения исторических опытов и химических задач с историческим содержанием в канву урока химии.

Большую роль в реализации данного аспекта играют факультативные курсы и спецкурсы соответствующей тематики. Например, М.Ю. Родыгиным и И.В. Родыгиной составлена программа факультативного курса по истории химии для общеобразовательной школы. В программе отражены этапы становления химической науки, роль истории химии в развитии мировой культуры, а также предложены темы рефератов по данной тематике.

В спецкурсе по истории органической химии, разработанном В.А. Клепиковой[6], заложена идея рассмотрения химической науки в ее эволюции. Программа спецкурса предусматривает изучение предпосылок возникновения и развития органической химии на базе теории строения органических соединений.

1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИСТОРИЧЕСКИХ СВЕДЕНИЙ ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ В ПАТРИОТИЧЕСКОМ ВОСПИТАНИИ УЧАЩИХСЯ

Патриотическое воспитание направлено на просвещение учащихся с целью выработки у них собственных патриотических взглядов, суждений, оценок. Изучение, осмысление и анализ опыта поколений помогает критически осмысливать и анализировать собственные поступки, а также поступки своих сверстников и одноклассников.

Многие школьники нередко избирают для себя военную профессию, которая связана с трудом, с постоянным преодолением самых разных, порой недостаточно прогнозируемых трудностей. Фантастически быстрый рост технической вооруженности война еще более, нежели прежде, повышает значимость формирования таких качеств защитника Родины, как коллективизм, глубокое и осознанное понимание войскового товарищества, как нормы жизнедеятельности война. Все эти качества можно формировать на уроках органической химии.

При изучении темы «Подгруппа углерода» и рассмотрении явления адсорбции можно рассказать учащимся о создателе первого противогаза – Николае Дмитриевиче Зелинском. Когда в Лондоне получили первые русские противогазы, английские хи­мики просто не поверили в гениаль­ную простоту их конструкции. После испытания они кропотливо иссле­довали содержимое коробок проти­вогаза в поисках особого «секрета» Зелинского, однако во всех случаях в коробках противогазов они находили чистый древесный уголь. В последующем конструкция русс­кого угольного противогаза 1916 года стала основой для создания всех по­добных иностранных конструкций, не исключая и современные угольные фильтры для сигарет. Изобретение Зе­линского прочно вошло не только в во­енную, но и в производственную прак­тику. Пожарные, горноспасательные команды, рабочие вредных предпри­ятий всего мира пользуются русским изобретением.

При изучении темы «Ароматические углеводороды», рассматривая их
применение, следует отметить, что толуол является сырьем для получения тринитротолуола, торговое название которого - тротил. Тротил применяется в качестве заряда в разрывных снарядах, подводных минах, торпедах и т.д. В мирной технике применяется как примесь к горным взрывчатым веществам. Синтез толуола, из которого был получен тротил, выполнил в 1941г. академик Ю.Г. Мамедалиев.

В теме «Природные источники углеводородов и их переработка» при рассмотрении процессов переработки нефти можно отметить роль академика Н.Д. Зелинского в развитии нефтехимической промышленности в годы Великой Отечественной войны. Благодаря его работам по каталитическим превращениям циклических углеводородов нефти был получен синтетический бензин с более высоким октановым числом, чем природный. Новый бензин дал возможность резко увеличить мощность моторов и скорость самолетов. Самолет смог взлетать с меньшего разбега, подниматься на большую высоту, с большим грузом. Эти исследования оказали неоценимую помощь нашей авиации в годы Великой Отечественной войны. За работы по химии нефти академику Н.Д. Зелинскому в 1946г. была присуждена Государственная премия. Рассматривая применение нефтепродуктов, можно сообщить учащимся, что на основе бензина изготовляют напалм – зажигательное оружие, предназначенное для поражения живой силы и объектов. Состоит оно из живого горючего (бензина, керосина и др.) и порошка загустителя. Напалм был одним из главных видов химического оружия армии США в Корее в 1968-1970гг. На земле Южного Вьетнама американские наемники сбросили 200 тысяч тонн напалма.

Химия по праву считается наукой созидания, но одновременно она же
может способствовать разрушению, уничтожению, гибели всего живого. В курсе химии учителю предоставляются большие возможности для военно-патриотического воспитания учащихся, формирования стойкой гражданской
позиции подрастающего поколения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Менделеев Д.И. Основы химии. Изд. 13. М.— Л., 1947.

2. Ю. Либих. Письма о химии. Т. I и II. Пер. и ред. П. Алексеева. СПб., 1861.

3. А. М. Бутлеров. Соч., т. III. Исторический очерк развития химии в последние 40 лет. М., 1958, стр. 167.

4. С. Канниццаро. Исторический обзор применения атомистической теории к химии и систем формул, выражающих строение соединений. Пер. с итальянок. П. Алексеева. Киев, Университетск. изв., 1873, № 1.

5. О.П.Орлова. Луи Пастер. Его жизнь и труды. М., 1913, стр. 169.

6. Клепикова В.А. Спецкурс «История органической химии» [Текст]: [Программа]/ В.А. Клепикова// Химия в школе – 1997. - №4. – С. 43 – 45.

7. Манолов К. Великие химики. – М.: Мир, 1986. т.т. 1-2.

8. Биографии великих химиков. Под редакцией Быкова Г.В. – М.: Мир, 1981. 320 с.

9. Всеобщая история химии. История классической органической химии. – М.: Наука, 1992. 444 с.

10. http://festival.1september.ru/articles/

11. http://him.1september.ru/

12. http://www.biografia.ru/cgi-bin/