Система понятий об окислительно-восстановительных реакциях

2.2. 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.
  

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.

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.

Не понимание функций химической символики в познании химии, хотя учащиеся умеют писать формулы и уравнения. Причина – недостаточное раскрытие функций химической символики, отсутствие сравнительных характеристик различных видов символических записей.

Т. о., из-за несформированности химического языка на начальных этапах изучения химии, а также умений им пользоваться, к 11 классу появляются серьезные проблемы уже с самим теоретическим материалом. С целью избежания последнего, в данной работе разработаны конкретные уроки по формированию умений пользоваться химическим языком для устранения формализма в знаниях учащихся.