Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методика обучения химии в вузе. Учебное пособие
.pdf
Закондействующихмассстроговыполняется толькодляпростых
реакций,которыеидуткаксовокупностьоднотипныхэлементарных
актовсмолекулярностью1,2илиреже3.Длянекоторыхсложныхре
акцийвыполняетсяпохожаязависимость ,однакопоказатели
степениневсегдасовпадаютсостехиометрическимикоэффициентами.
Например,реакция2N2O5→O2+2N2O4характеризуетсяневторым,
апервымпорядкомпооксидуазота(V),кинетическоеуравнениеимеет
вид .Порядкиреакции(частныеиобщие)могутбытьнетолько
целочисленными,ноидробными.Этопроисходитпотому,чтохимиче
скаяреакцияреализуетсякаксовокупностьразныхпомолекулярности
элементарныхактов.Втакихслучаяхуравнениеназываютосновным
закономхимическойкинетики.Носуществуютидругиесложныереак
ции,длякоторыхзависимостьскоростиотконцентрацииреагирующих
веществноситинойхарактер,например,параллельные,последователь
ные,обратимыеиряддругихтиповреакций.
Доступностьсодержаниядисциплиныдолжнаподдерживаться
местомучебнойдисциплинывучебномпланеобразовательнойпро
граммывысшегообразования.Принцип доступности отражаетне
обходимостьучитыватьприотборесодержанияиопределенииглу
бины изучения отдельных разделов химии предварительную
подготовкустудента(ранееизученныедисциплины)атакжеформу
лироватьпредварительныетребованиякуровнюзнанийисформи
рованностикомпетенцийдляизучениядисциплинывцеломикаж
догоизпредлагаемыхразделов.
Принцип контекстности, или профессиональной направленности
связываетсодержаниеобучениясконтекстомтойпрофессиональной
деятельности,ккоторойготовятсястуденты.Еслистудентыготовят
сякнаучноисследовательскойдеятельностивобластихимии,тосто
итобращатьбольшеевниманиенатеоретическиеобъясненияивы
водыуравнений,например,вхимическойтермодинамикевывод
уравненияизотермыхимическойреакции.Вопросонеобходимости
такоговыводавлекциидлястудентовмедицинскойспециальности
скореевсегобудетрешенотрицательно.Затоприобучениимедиков
ифармацевтовстоитбольшевремениуделить,например,понятию
осмотическогодавленияиегозначениядляпониманияпроцессов,
протекающихвживоморганизме.
Условияобучения(время,предусмотренное учебнымпланом
нааудиторнуюисамостоятельнуюработу,возможностиучебных
лабораторий,наличиесвязейсвнешнейобразовательнойсредой)
51
определяютпоследовательностьиглубинуизученияотдельныхразде
ловдисциплинывусловияхконкретнойобразовательнойпрограммы.
Приотборесодержанияобучениянередкоприходитсяпреодо
леватьпротиворечиямеждутребованияминаучности,доступности
исоответствияусловиямобучения.
Обучениехимическимдисциплинаминеможетмоделироватьвсе
видысвязаннойсхимиейдеятельностивобластихимическойнауки,
химическогопроизводства,химическогоиестественнонаучногооб
разования,вкоторыхучаствуетилибудетучаствоватьстудент.Оно
способствуетформированиюуниверсальных,общепрофессиональ
ныхипрофессиональныхкомпетенцийвотношениисодержания
обучения,отражающегоинвариантныетребованияпрограммхими
ческихдисциплинучебногопланаивариативнуючастьсодержания
обучения.
Далееприведенфрагментсодержаниядисциплины«Физическая
иколлоиднаяхимия»(6зачетныхединиц)скраткимсодержанием
дляспециальностиФармация(таблица3).
Таблица3
Химическая термодинамика
1
Системы:изолированные,закрытыеиоткрытые.Процессы:изотерми
ческие,изобарные,изохорные,адиабатические.Внутренняяэнергия
системы,теплота,работа.
Первоеначалотермодинамики.Энтальпиякакфункциясостояния.
Термохимия.ЗаконГессаиследствияизнего.Зависимостьтеплового
эффектапроцессаоттемпературы,уравнениеКирхгофа.Применение
первогоначалатермодинамикикбиосистемам.
Второйзаконтермодинамики.Энтропия.Статистическаяинтерпрета
цияэнтропии.Третьеначалотермодинамики.
Термодинамическиепотенциалы.ЭнергияГемгольцаиэнергияГиббса.
УравненияГиббса—Гемгольца.Химическийпотенциал.Уравнение
ГиббсаДюгема.Условиясамопроизвольногопротекания.
Термодинамическиеусловияхимическогоравновесия.Уравнениеизо
термыхимическойреакции.Стандартныйизобарныйпотенциалоб
разования.Влияниетемпературынахимическоеравновесие.Уравне
нияизобарыиизохорыхимическойреакции.Константахимического
равновесияипринципЛеШателье—Брауна,прогнозированиесме
щенияхимическогоравновесия.
52
Растворы.
2
Истинныерастворы.Способывыраженияконцентрациирастворов,при
меняемыевфармации.Приготовлениерастворовзаданнойконцентрации.
Разбавленныерастворынеэлектролитовиэлектролитов.Зависимость
«свойствораствора—концентрация».Понятиеколлигативности.
Осмосиосмотическоедавление.ЗаконВантГоффа.Изотонический
коэффициент.Осмоляльностьиосмолярностьбиологическихжидко
стейиперфузионныхрастворов.Рольосмосавбиосистемах.Плаз
молиз,гемолиз,тургор.Гипо,гипериизотоническиерастворы.
Понижениедавленияпаранадраствором.Повышениетемпературы
кипенияраствора,эбулиоскопическаяпостоянная.Понижениетемпе
ратурызамерзанияраствора,криоскопическаяпостоянная.
Представлениеометодахкриометрии,эбулиометрии,осмометрии
иихиспользованиевфармации.
3 Фазовые равновесия.Основныепонятия:гомогеннаяигетерогенная
система,фаза,компоненты.Фазовыеравновесияипереходы:испаре
ние,сублимация,плавление,изменениеаллотропноймодификации.
ПравилофазГиббса.Прогнозированиефазовыхпереходовприизме
ненииусловий.
Однокомпонентныесистемы.Диаграммасостояния(фазоваядиаграм
ма)воды.УравнениеКлапейрона—Клаузиуса.
Двухкомпонентные(бинарные)системы.Неограниченносмешиваю
щиесяжидкости.Идеальныеиреальныерастворы.ЗаконРауля.Пер
выйзаконКоновалова,перегонкаифракционнаяперегонкакакметод
разделениясмеси.ВторойзаконКоновалова,азеотропныесмеси.
Взаимонерастворимыежидкости,понятиеоперегонкесводяным
паромкакметодеочистки.
Многокомпонентныесистемы.Закономерностираспределениярас
творенныхвеществмеждудвумянесмешивающимисяжидкостями.
Коэффициентраспределения,химическиеосновыполучениянастоев
иотваров.Экстракцияиееиспользованиевфармацевтическойтехно
логии.Значениефазовыхдиаграммдляфармации.
Основы электрохимии
4
Растворыэлектролитовкакпроводникивторогорода.Электропровод
ностьрастворовэлектролитов.Удельнаяимолярнаяэлектропроводно
стираствора.Скоростьдвиженияионовврастворе.Зависимостьмо
лярнойэлектрическойпроводимостиотскоростидвиженияионов.
Зависимостьудельнойимолярнойэлектропроводностираствораоткон
центрации.Молярнаяэлектропроводностьприбесконечномразведении.
Электропроводностьрастворовсильныхэлектролитов.Электрофоре
тическийирелаксационныйэффект.ЗаконКольрауша.Электропро
водностьрастворовслабыхэлектролитов.Способизмеренияэлектро
проводностирастворов.Кондуктометрияиееиспользование
вфармации.
53
Электроды.Электродныепотенциалыимеханизмихвозникновения.
Стандартныеэлектродныепотенциалы.Основноеуравнениепотенци
алаэлектрода(уравнениеНерста).Электродыпервогорода.Электро
дывторогорода.Окислительновосстановительныеэлектроды.
Гальваническиеэлементы.Электродвижущаясила(ЭДС).
Практическоеиспользованиеэлектродныхпроцессоввфармации
имедицине.ПотенциометрическоеопределениерНрастворовибио
логическихжидкостей.Ионометрия.Ионоселективныеэлектроды.
Определениеактивнойконцентрацииионовврастворе.
Наосвоениесодержаниядисциплинывыделяетсяопределенное
время,этовремя,котороестудентдолжензатратить,учитываяипри
сутствиеназанятиях,ивыполнениезаданийвнеаудитории.Это
времяназываюттрудоемкостьюдисциплины,обозначаяеговтабли
цахсловом«всего».
Например,всегочасовнадисциплину212,изних108наконтактную
работу(36лекции,72лабораторныезанятия),104насамостоятельную
работу,формаконтроляэкзамен;этисведениямыузналиизосновной
образовательнойпрограммы.Распределимихвпоследнейстроке
(«Итого»)таблицы4.Далеенужнораспределитьчасынаконтактную
работу,аименнолекции,практическиеилабораторныезанятиямеж
дутемами,делаяэтоотносительноравномерно,носучетомособенно
стейсодержания.Обратитевнимание,чтовтаблице4краткоесодержа
ниенеуказано,этосделанодлятого,чтобыпредставитьраспреде
лениечасовповидамзанятийвболеекомпактнойинагляднойформе.
Таблица4
1
2 Растворы 8 26
Химическая
термодинамика
10 10
54
3 Фазовыеравновесия 8 18
4
Основы
электрохимии
Итого 36 72 104 212
10 18
*Вданномпримереприведенытольконазваниятем,акраткоесо
держаниеопущено.Врабочейпрограмме дисциплинынеобходимо
раскрытьсодержаниекаждойтемы(см.таблицу3).
Дляранеевыбраннойхимическойдисциплинысоставьтеиза
полнитетаблицы«Содержаниедисциплины»и«Содержаниедис
циплинысуказаниемразделов(тем)ичасовповидамзанятий.На
чальныйэтапзаполнения таблицы».Графы«Самостоятельная
работа»и«Всегочасов»(кроменижнейстроки«Итого»)покаоставь
тенезаполненными.
Таблица«Содержаниедисциплины»войдетврабочуюпрограмму
дисциплины,совторойтаблицеймыпродолжимработудалее.
(всерекомендованныестатьинаходятсяв открытомдоступе
наплатформахнаучныхэлектронныхбиблиотекELibrary.RU
иcyberleninka.ru)
Харина Г. В., Инжеватова О. В., Мирошникова Е. Г.Разработкасодержания
дисциплины«Химия»впрофессиональнопедагогическомвузе//Науч
ныйдиалог.2015.Т.12(48).С.460–473.
Вендина О. В.Формированиесодержанияучебнойдисциплинывсвете
компетентностногоподхода(уровеньвысшегопрофессиональногооб
разования)//Наука.Инновации.Технологии.2009.№3.С.114–119.
Литвинова Т. Н., Выскубова Н. К., Ненашева Л. В., Кириллова Е. Г., Валь-
тер Н. И., Литвинова М. Г. Отборсодержанияи структурирование
курсахимиидлястудентовмедицинскоговузавсоответствиисФГОС3
55
ВПО//Международныйжурналэкспериментальногообразования.2013.
№4–1.С.173–176.
Маркина В. М., Коношина С. Н. Актуальностьизучениявопросованалити
ческойхимиистудентамиаграрныхвузов//Международныйжурнал
экспериментальногообразования.2009.№5.С.32–33.
Лекции,практическиеилабораторныезанятияпохимиикаквиды
аудиторныхучебных занятийввузехорошознакомыстудентам,
которымадресованоэтоучебноепособие.
Ввысшемобразованиинаиболеераспространенакурсоваяили
лекционносеминарскаясистемаобучения.Подкурсомпонимается
определённыйгодобучения;вбакалавриатеобычночетырекурса,
разделенныенасеместрыилитриместры.Занятияпроходятпоопре
делённомуплануирасписанию.Студентыразделенынаучебные
группы,дляпроведениялекционныхзанятийгруппыодногогода
обученияобъединяютсявпотоки.
Словолекция изначальнообозначалопроцессчтениянекоготек
стапреподавателем,лектором,которыйвпериодстановленияуни
верситетскогообразованияфактическибылединственнымисточни
комтеоретическогознания.Исегодняврусскомязыкесохранилось
выражение«читатьлекцию».Студенты,какизвестнолекцию«слу
шают»и«пишут»,тоестьведутконспект,азачастуюпростопыта
ются,неуспеваявникнутьвсмысл,дословнозаписатьсказанное
лектором,особенностудентыпервыхкурсов.
Пассивностьстудентанатрадиционнойлекциииналичиедоступ
нойучебнойлитературырегулярновызываютпризывыотказатьсяот
лекционнойформызанятий.Действительно,налекциипреобладает
преимущественнооднонаправленнаяактивностьпреподавателя.
Первыйдоводопассивностиинесамостоятельностистудентавызвал
кжизниинтерактивныеформылекций(параграф4.2),гдеосущест
вляетсяактивноевзаимодействиесубъектовобучения.Такжевпара
графе4.2будутприведеныпримерыприемовинтерактивногообуче
нияналекцияхпохимии.
Чтокасаетсявопросаотомможетлиучебникзаменитьлекцию,
педагогическиеиметодическиеисследованияпоказали,чтоотказ
отлекцийприведеткнегативнымпоследствиям.Налекциювыно
56
сятсянаиболееважныеитрудныеэлементысодержания,проводятся
обобщениянатеоретическомуровне,адругиевидыаудиторных
занятийивнеаудиторнаясамостоятельнаяработапредназначеныдля
конкретизации,углубления,расширениязнанийиосвоенияумений.
Вотечественномобразованиитрадициейявляетсяприоритетпрямо
гоинформационноговзаимодействияпреподавателясостуденческой
аудиторией,вкоторомпреподаватель—источникнаучнойхимической
информацииисобственноинституализированногознания,ичерез
призмувиденияпреподавателястудентывоспринимаютинформацию.
Отличиеученияспедагогомотполученияинформацииизнаучного
документа,будьтоучебник,созданныйвыдающимсяученым,или
методическиерекомендацииклабораторнойработе,заключаются
ввозможностиодушевлениянаучнойинформациипреподавателем.
Ухорошегопреподавателя,по словампроф.В.Зинченко,«знание
нетранслируется,арождаетсянаглазахучащегося».
Современноепониманиеролипреподавателявузанацеливаетего
деятельностьваудиторииненапростоеприращениеобъемаполу
чаемойстудентоминформации,новбольшеймеренавыстраива
ниепроцессапревращенияинформациивзнания,нанаблюдениеи
управлениекачественнымиизменениямивовнутреннемсостоянии
личностистудента.Вэтомсмыслемыподходимкролипреподавания
спозициипедагогическогоуправленияпроцессамивзаимодействия
всистеме«студент—источникиинформации—химическаяинфор
мация—знанияпохимии».
Большинстволекцийпохимииихимическимдисциплинамэто
текущиелекциивнутрисеместра;частовыделяемыевсамостоятель
нуюразновидностьвводныеизаключительныеобобщающиелекции
вусловияхдефицитавременинааудиторныезанятиястановятся
фрагментамипервойипоследнейлекциисеместра.
Продолжительностьлекциисоставляет2академическихчаса.
Подготовкаклекциипохимии—сложныйитрудоемкийпроцесс.
Такразработкановойлекциитребует,понекоторымнормативам,
до70часоввременипреподавателя,переработкавдвоеменьше.
Наподготовкукранееразработаннойинеоднократнопрочитанной
лекцииуопытногопреподавателяуходитоколоодногочаса.
Выборпоследовательностиилогикиизложенияматериала—
следующийэтапработынадлекцией.Присоставлениипланалекции
лучшевыделитьблокисодержания,или«вопросы»,послекаждого
изкоторыхжелательносделатьобобщения,выделитьинформацию,
57
накоторойнеобходимосконцентрироватьвниманиеслушателей.
Частотакойфрагментлекциисоответствуетзаданиюэкзаменацион
ногобилета.Заоднулекциюрассматривают4–5вопросов.
Детальнаяпроработкаструктурылекцииспособствуетуточнению
содержания,еголучшемуподчинениюглавнойцелиивыполнению
основныхтребований.Практикапоказывает,чтоопытныепреподава
телинеограничиваютпроработкуструктурыопределениемосновных
вопросов,апродумываютихвнутреннююлогику.Каждыйвопросони
разбиваютнаподвопросыиформулируютназваниепоследних.Это
обеспечиваетболеестрогоеподчинениематериалатемеицелилекции,
позволяетлучшеотобратьматериалилогичнееегорасположить.
Готовяськлекции,молодомупреподавателюсложнопонятькаков
объемлекционногоматериала,хватитлиматериаланалекцию,
неостанется ливремяпосле егоизложения,илинаоборот,време
ниокажетсянедостаточно.Полныйтекстлекциипохимиисостав
ляетпримерно30000знаков,тоесть14страництекста14птчерез
1,5интервала.
Заранеенеобходимопродуматьзаписинадоскесучетомособен
ностейаудитории(большая,маленькаядоска,размерпомещения),
спланироватьдемонстрационныйэксперимент,априиспользовании
компьютернойпрезентацииограничитьчислослайдовдо25–30.
Слайдынедолжныбытьперегруженытекстом,необходимодать
возможностьстудентамзаконспектироватьважнейшиеположения.
Темпречипреподавателяоколо60словвминуту
мулы,особенноструктурные,уравненияреакций,математические
выводы,рисункиисхемыслайдацелесообразноповторятьнадоске,
тогдаскоростьизложенияматериалапреподавателемнебудетпре
вышатьскоростьконспектированиястудентом.
Демонстрационный лекционный эксперимент.Демонстрация
химическихвеществиопытов—содержательноважнаяиэмоцио
нальнозначимаячастьлекцийпохимическимдисциплинам.Демон
страционныйхимическийэкспериментявляетсяэффективнейшим
средствомнаглядностивпреподаваниихимии.Приизучениинового
материаластудентыполучаютвозможностьзнакомитьсянетолько
свнешнимвидомвеществ,ноисдемонстрируемымихимическими
превращениями,учатсянаблюдатьиделатьвыводы.
Демонстрационныйэкспериментпроводится:
1)сцельюиллюстрациисловлектора,какподтверждениеспра
ведливостииобъективностихимическихзнаний.
.Всесложныефор
58
2)дляпостановкипроблемы,когдадемонстрируемыйобъектили
явлениенемогутбытьобъяснены,исходяизимеющихсяустудентов
знаний(опроблемнойлекцииподробнеев4.2).
Втомидругомслучаедемонстрационныйлекционныйэкс
периментактивизируетпознавательнуюдеятельностьстудентов.
Припроведениидемонстрационногоэкспериментапреподава
тельможетсначалаобъяснитьегосуть,сказатьначтонужнооб
ратитьособоевниманиепринаблюдении,азатемпровестиде
монстрацию.Возможнаиобратнаяпоследовательность:сначала
демонстрация,затемееобъяснение.Второйвариант,когдаэкспонент
идетвпередитеории,имеетметодологическоепреимущество,по
вторяяпутьнаучногопознанияотфактактеории,однаковпракти
келекционных занятийсограниченнымвременемприменяется
реже.
Вметодикеобученияхимиисформулированыосновныетребова
ниякдемонстрационномуэксперименту:возможностьнаблюдения
длявсехстудентов,безопасность,дидактическаяобоснованность,
убедительностьрезультатов,правильнаятехникавыполнениявсо
четаниискомментариямидлястудентов.
Техническаявозможностьпроведениядемонстрационногохими
ческогоэкспериментасвязанасналичиемдемонстрационногостола,
вытяжногошкафа,специальнойпосуды(большиеобъемы),реактивов
иоборудования.
Демонстрационныеопытыналекцияхподнимаютинтерескизуча
емомуматериалу—вспомнитеопыт«Взрывсмесиводородасвоз
духом»,когдазаполненнуюводородомжестянуюконсервнуюбанку
смаленькимотверстиемсверхуставятнадемонстрационныйстол
иподжигаютвыходящийизотверстияводород.Горениесопровожда
етсяхарактернымнарастающимзвуком.Когдав банкедостигается
нужноесоотношениекислородаиводорода,происходитнебольшой
взрыв,ибанкуподбрасываетвысоковверх.Студентыиспытывают
всплескэмоций,чтоположительносказываетсянаобщемнастроении
иотношениикпредмету.
Здесьоченьважносочетатьзрелищностьопытасегосмысловой
нагрузкойв ходеизучениятемы.Например,разложениеперекиси
водородапринагреванииивприсутствиикатализатораможетбыть
показанокакприизученииперекисиводорода,такиприизучении
кислорода,атакжеприизучениивлиянияусловийнаскоростьпро
теканияхимическихреакций.
59
Натурныйдемонстрационныйлекционныйэксперименттребует
тщательнойпредварительнойподготовки.Сегодня,всвязисразви
тиемидоступностьюцифровыхобразовательныхресурсов,всечаще
преподавалихимииналекцияхиспользуютвидеозаписиопытов.
Всетинесложнонайтитематическисгруппированныевидеоопытов,
однакоокачествевыполненияэкспериментаивозможностиегоис
пользованиявучебномпроцессевкаждомслучаепридетсясудить
отдельно.
Какследуетизназвания,влекционносеминарскойсистемеобу
чениялекциидолжныдополнятьсясеминарскимизанятиями.Исто
рическисеминарывозниклиещевдревнегреческихиримских
школах.В современнойвысшейшколесеминарможетрассматри
ватьсякакформаорганизацииобучения,прикотороймонологпре
подавателясменяетсявыступлениямистудентовсихпоследующим
обсуждениемикомментариямипреподавателя.Предназначение
семинара—закреплениеиразвитиетеоретическихзнаний,ихпрак
тическоеприменение.Семинарскаяформаорганизацииобучения
сегодняреализуетсявдвухосновныхвидах—практическихилабо
раторныхзанятиях.
Практические и лабораторные занятия.Нормативное(сточки
зренияорганизациитрудапреподавателя)отличиесостоитвчислен
ностистуденческойгруппы,формальнопрактическимзанятием
считаетсязанятиесгруппой25–30человек,алабораторным—
сподгруппойиз12–15студентов.Впрактикеобученияхимическим
дисциплинамнезависимоотчисленности студентоввыделяютне
лекционныезанятиядвухвидов—практическиеилабораторные
экспериментальныезанятия.
Практическиезанятиявтечениедолгоговременииспользовалось
преимущественнодлянаучениястудентоврешениюрасчетныхзадач
похимии,написаниюуравненийхимическихреакцийитренировки
подобныхумений.Успешнымрезультатомсчитаетсяпоявлениена
выкаврешенииопределенноготипахимическихзадач,когдапуск
программдеятельностиосуществляетсяссокращеннойориентиро
вочнойчастью.Несомненно,химическиезадачикакспецифическое
средствообученияхимии,позволяют«провести»студентаповсем
уровнямдеятельностиотзнанийзнакомств,знанийкопийдознаний
уменийизнанийтрансформаций.Сэтойцельюпрактикуетсявоз
растаниесложностизадач,введениевусловиенесоответствий,
противоречий.
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]