Вказати типи задач, що необхідні для повноцінного засвоєння знань з хімії
Дипломна робота складається з вступу, трьох розділів, висновків, списку літератури і налічує 66 сторінок.
Розділ 1. Екологія в системі наукових знань
.1 Екологічні знання в рамках системи хімічних знань
Хімічна екологія - розділ екології, науки про основи раціонального природокористування та охорони навколишнього середовища. Вона вивчає різноманітні хімічні процеси в навколишньому середовищі, природні кругообіги речовин і вплив на них діяльності людини, хімічні методи і засоби захисту навколишнього середовища [37].
Думка про те, що технічна потужність людства за своїми масштабами порівнянна з природними геологічними процесами і змінює весь лик Землі, її природу, була чітко висловлена в кінці XIX в. російським філософом і натуралістом В.И. Вернадським[10]. Він ввів в широкий науковий ужиток термін " біосфера", розуміючи під ним не тільки " жива речовина ", а й все середовище, де це речовина знаходиться, передбачив шляху розвитку біосфери[61].
Людство росло чисельно, збільшувало видобуток і переробку викопної сировини і перетворилося на основного порушника природних рівноваг. Проте до певного часу природі вдавалося заліковувати свої рани, включати промислові відходи в природні цикли, знищувати ці відходи.
У 1960-1970 -і рр.. вчені найбільш розвинених країн світу, де порушення біосфери стали особливо помітні, почали виступати проти тодішніх тенденцій розвитку технічного прогресу. Стали з'являтися дивні роботи, де обґрунтовувалися "межі зростання" промисловості і сільського господарства. Приблизно з цього часу різним розділам екології стала приділятися все більша увага, екологічні проблеми стали вирішуватися на державному, а деякі - і на міжнародному рівні[44].
Роль хімічної екології в загальній системі екологічних знань та природоохоронної діяльності вельми велика з кількох причин.
По-перше, серед чинників, що порушують природні рівноваги, хімічні речовини різного походження мають першорядне значення.
По-друге, хімічні фактори більш помітні і легше піддаються аналізу, ніж, наприклад, зміни біологічного чи географічного характеру. Саме вони лягли в основу багатьох робіт Вернадського[10].
По-третє, хімічним методам і засобам (хімічної технології) належить провідна роль в охороні навколишнього середовища[16].
Про масштаби хімічних змін говорять такі приклади. Щорічні викиди вуглекислого газу становлять зараз ~ 200 млрд. т. Ця величина перевищує здатність Світового океану до його поглинання (океан поглинає СО 2 досить повільно), що викликає збільшення концентрації СО 2 в атмосфері Землі і поступове потепління клімату на планеті. Парниковий ефект, передбачений ученими, зараз проявляється дуже наочно.
Широке застосування фреонів (хладонів) - найпростіших хлорфторуглеводнів (пропелленти для аерозолів, холодильні рідини) - призвело до появи " озонових дірок", тобто до стоншення озонового шару атмосфери, і підвищення ризику отримати захворювання шкіри[38].
Збільшення кількості органічних відходів, що викидаються підприємствами Англії та Німеччини в море, призвело до різкого зниження концентрації кисню, розчиненого у воді Балтійського моря, і відсутності життя на багатьох його акваторіях.
Не можна сказати, що всі технологічні прийоми, використовувані в хімічній екології, з'явилися в останні десятиліття. Навпаки, більша їх частина відома досить тривалий час і розвивалася разом з хімічною галуззю промисловості. Так, багато методи знепилювання промислових скидних газів і уловлювання з них шкідливих компонентів були розроблені ще в першій половині ХХ в. Це ж відноситься до механічних і частково до фізико-хімічних методів очищення стічних вод [22].
Однак в останні десятиліття ХХ в. старі методи були помітно вдосконалені і, крім того, був розроблений ряд нових. Прикладом можуть служити мембранні процеси розділення рідких або газових сумішей (не вимагають застосування хімічних реагентів і можуть мати високу ефективність розділення), процеси рідинної екстракції та іонообмінної сорбції (різко підвищують ступінь вилучення цільових компонентів і знижують кількість використовуваної в процесах води). До досягнень хімічної екології відноситься розробка каталітичного допалювання вихлопних газів автомобілів, плазмових процесів знищення особливо токсичних відходів, біохімічних методів знешкодження стічних вод.
Особливо важливе значення мають хімічні методи в забезпеченні безпеки ядерної енергетики, зокрема при знешкодженні високорадіоактивних відходів. При роботі ядерних енергетичних установок утворюється складна суміш хімічних елементів, багато з яких сильно радіоактивні і мають великі періоди напіврозпаду. Цю суміш розчиняють, витягують з неї найбільш цінні ізотопи, залишився розчин концентрують, прожарюють і відходи у вигляді кераміки або скла направляють на безпечне тривале зберігання.
Хімічні методи можуть зіграти вирішальну роль в заміні традиційної вугільної енергетики - одного з основних забруднювачів повітря - екологічно чистішими способами виробництва енергії. Розробляються, зокрема, методи перетворення вугілля в рідке органічне паливо (це знизить втрати при перевезенні вугілля і головне - усуне величезні викиди шкідливих речовин при його спалюванні) [24].
Від хімії чекають успіхів у створенні керамічного двигуна внутрішнього згоряння (різке підвищення ККД і зниження витрати палива), від електрохімії - успіхів у створенні економічного та надійного електромобіля, дешевих і надійних напівпровідникових пристроїв для перетворення сонячного світла в електроенергію. Принципово новим етапом у розвитку екологічно чистої промисловості та енергетики стане воднева енергетика, яка передбачає використовувати водень як енергоносія [11].
Питання екологічного виховання та освіти, однозначно, актуальне. Людство вже не раз стояло на межі знищення, а з наростаючим розвитком науково-технічного прогресу, зростанням соціальних суперечностей, погіршенням стану навколишнього природного середовища воно все далі рухається від стану екологічної кризи до екологічного лиха. Не кожна людина поки ще усвідомлює, що наш " спільний дім " - планета Земля - поступово саморуйнується.
У другій половині XX століття людство змушене було ввести в ужиток нове поняття сучасної екології - "екологічна криза ". Очевидно, що це поняття загально-глобальне, що стосується кожної людини, що живе на Землі.
Вже з самого раннього віку кожен живе на Землі людина повинна знати до чого призводить безтурботне ставлення до навколишнього середовища. Він повинен знати про захворювання, викликаних забрудненням середовища; про генетичні відхиленнях; про загибель тварин і рослин; про зменшення родючості ґрунту; про вичерпність запасів питної води та інших негативних змінах середовища проживання. І не тільки знати, але й відчувати особисту відповідальність за її стан [60].
Роль курсу хімії в екологічній освіті обумовлюється тим, що дана наука пов'язана з пізнанням законів природи. Хімізація пронизала всі сфери життя. Наслідки її впливу на природу глобальні і це ставить питання про взаємодію природи і суспільства. Цілі розумного регулювання цих відносин мають бути доведені до свідомості студентів, а саме:
продукти життя суспільства повинні повністю утилізуватися;
розміри річного споживання відновлюваних ресурсів не повинні перевищувати його річний приріст;
не відновлювана сировина повинна використовуватися економно.
Такі науковий і практичний аспекти хімічної освіти.
З метою розвитку та формування знань про забруднення необхідно ввести такі поняття як " забруднювачі ", "джерела забруднення ", "природне і штучне забруднення", " санітарні норми чистоти", " гранично допустимі концентрації речовин " (ГДК). Необхідно розглянути джерела забруднення. Важливо показати учням, що вирішення проблем забруднення - це вдосконалення і створення нової техніки і технології[16].
Розвиток знань про захисні заходи необхідно продовжити при вивченні виробничих процесів, де важливо розкрити основні екологічні принципи сучасного виробництва.
Тісно пов'язана з екологією хімія. Зупинимося детальніше на екологічній компоненті даної дисципліни, оскільки вона останнім часом стає актуальною і затребуваною.
При вивченні хімії до студентів необхідно донести такі ідеї:
природа у своєму природному розвитку знаходиться в динамічній рівновазі ;
безпосереднім результатом взаємодії людини і природи стає зміна хімічного складу компонентів навколишнього середовища, що веде до порушення природного балансу;
використовуючи різноманітні методи х ними контролю стану об'єктів навколишнього середовища або якості готової продукції ряду галузей промисловості (хімічної, нафтохімічної, мікробіологічної, фармацевтичної, харчової), хімія дозволяє отримати інформацію, необхідну для подальшого прийняття рішень щодо запобігання надходження шкідливих речовин в контрольовані об'єкти, очищення цих об'єктів, способи їх захисту і т.д..
Конкретизуючи хімічний аспект екологічних проблем, доцільно виділити специфічні положення, що відображають:
взаємозалежність хімічних, екологічних і природоохоронних понять;
залежність біологічних функцій речовин від їх складу, будови і властивостей;
двоїсту роль речовин у природних системах залежно від концентрації;
взаємозв'язок, взаємозумовленість і взаємозалежність живої і неживої природи як основи єдності і цілісності світу, в якому живе людина.
Екологічна складова курсу хімії зачіпає не тільки теоретичний матеріал, але також хімічний експеримент, розрахункові та експериментальні задачі, ігри, екскурсії, спостереження природи і краєзнавчу роботу. Так в процесі вивчення екологічної хімії нами використовуються такі методи на заняттях як ділова гра, в процесі якої студенти виступають в ролі керівників підприємств та експертів у галузі екології. Студентам пропонується вирішення низки проблемних ситуацій, наприклад, розглянути можливість будівництва промислового підприємства в певній місцевості; визначити причини захворювань і загибелі рослинного покриву в тому чи іншому регіоні і т.д. [61]
Також в процесі вивчення дисципліни студенти можуть розробляти дослідницькі проекти. Це поглиблює знання, прививає навички швидкого знаходження розвязків і рішень, розвиває комунікативні навички. Наведемо приклади проектів:
. Харчові добавки: їх вплив на організм людини.
. Побутова хімія: вплив на організм людини.
.Живі організми - індикатори забруднення навколишнього середовища хімічними речовинами.
. Хімічне забруднення території Запорізької області : заходи щодо зниження його впливу [44].
Екологічна компонента також може впроваджуватись в процес викладання таких дисциплін як "Концепції сучасного природознавства", "Природничо-наукова картина світу". Тут впровадження екологічних знань можливо практично в кожному розділі. У процесі вивчення даних дисциплін слід звертати увагу студентів на закономірності фізичних і хімічних процесів у природі і їх вплив на живі організми. Вивчаючи живі системи та їх особливості, необхідно звернути увагу на вразливість живих організмів. Розглядаючи тему "Особливості людини як біологічного виду " слід звернути увагу на те, що людина сама є біологічною системою і підпадає під вплив факторів навколишнього середовища і в той же час, людина робить значний вплив на навколишнє середовище, найчастіше негативне [33].
Крім того, екологізація освіти можлива через проведення тематичних заходів.
.2 Міжпредметні звязки екології та суміжних дисциплін
В даний час термін "екологія " став часто вживаним на всіх рівнях людського суспільства - від рядового громадянина до керівника підприємства і глави держави. Це пов'язано з теперішньою екологічною кризою, коли забруднення навколишнього середовища стало гранично максимальним, загрозливим для подальшого життя в планетарному масштабі. У 1866 р. німецький біолог Ернест Геккель дав таке визначення цієї галузі науки: "Екологія - це пізнання економіки природи, одночасне дослідження всіх взаємин живого з органічними і неорганічними компонентами середовища, включаючи неодмінно неантагоністичні і антагоністичні взаємини тварин і рослин, що контактують один з одним. Одним словом, екологія - це Наука, що вивчає всі складні взаємозв'язки і взаємини тварин і рослин в природі, що розглядаються Чарльзом Дарвіном як умови боротьби за існування ". Е. Геккель, відносячи екологію до біологічних наук (до науки про природу, яку насамперед цікавлять живі істоти), вивчав всі сторони життя біологічних організмів. У часи Е. Геккеля екологія у своєму початковому стані була дуже близька до того, що називалося природною історією. В останні десятиліття у зв'язку з швидким зростанням досліджень в області екології змінюється погляд на неї як природну науку. Дійсно, недостатньо вивчати зв'язки між живими істотами і середовищем, виключаючи людини. Всі зростаючу роль у змінах біосфери зараз починають грати наслідки антропогенних впливів. Вже з давніх часів екологи ділилися на два напрямки: представники одного ведуть дослідження природи без урахування впливу людини і розглядають його (подібно Едгару Фору) в якості нового царства поряд з мінералами, рослинним і тваринним світом; представники іншого включають homo sapiens з його діяльністю в сферу досліджень екології. Найбільш близька до істини друга точка зору, тому що людина - ссавець, що підкоряється законам природи, і розвиток його популяції йде паралельно з розвитком популяцій інших видів. Таким чином, екологія - наука не тільки природна. Вона повинна включати в себе й інші дисципліни, такі, наприклад, як право, економіка, соціологія і т.д. [45]
Хімія, фізика, біологія тільки на перший погляд можуть здатися далекими один від одного науками. Хоча лабораторії фізика, хіміка та біолога дуже несхожі, всі ці дослідники мають справу з природними об'єктами. Це відрізняє природничі науки від математики, історії, економіки та багатьох інших наук, які вивчають те, що створено не природою, а насамперед самим людиною.
Близько до природничих наук примикає екологія. Не слід думати, ніби екологія - це "гарна " хімія, на відміну від класичної "поганий" хімії, яка забруднює навколишнє середовище. Ні " поганий" хімії чи "поганий" ядерної фізики - є науковий і технічний прогрес або його недолік в якій-небудь галузі діяльності. Завдання еколога - використовувати нові досягнення природничих наук для того, щоб при максимальній вигоді звести до мінімуму ризик порушення середовища проживання живих істот. Баланс " ризик - вигода " є предметом вивчення екологів [3].
Екологія в системі природничих наук та її структура
Сучасна екологія - це фундаментальна наука про природу, що є комплексною і об'єднує знання основ кількох класичних природничих наук: біології, геології, географії, кліматології, ландшафтознавства та ін Згідно з основними положеннями цієї науки, людина є частиною біосфери як представник одного з біологічних видів і так само, як і інші організми, не може існувати без біоти, тобто без сукупності живуть нині на Землі біологічних видів, які і складають середовище проживання людства [36].
Екологічні системи, як і живі системи інших рівнів організації, є досить складними, характеризуються нелінійної динамікою і їх поведінка в математичних моделях описують такі сучасні науки, як динамічна теорія систем і синергетика. У моделюванні екосистем певну роль зіграли також представлення кібернетики (науки про управління) про теорії регулювання, про стійкість і нестійкості, про зворотних зв'язках.
У наш час терміном "екологія " все частіше позначають сукупність взаємовідносин природи і суспільства. Розглядаючи структуру сучасної екологічної науки, приблизно відповідну структурі природничої дисципліни у вищих навчальних закладах, можна виділити три основні гілки екології [45].
Перша гілка. Загальна екологія, або біоекологія, - це вивчення взаємин живих систем різних рангів (організмів, популяцій, екосистем) з середовищем і між собою. Цю частину екології в свою чергу поділяють на такі розділи:
аутекологію, тобто вивчення закономірності взаємин організмів окремого виду із середовищем проживання;
демекологія або екологію популяцій;
сінекологію, тобто екологію співтовариств;
екосистемну і біосферну екологію.
Друга гілка. Геоекологія - це вивчення геосфер, їхньої динаміки і взаємодії, геофізичних умов життя, факторів (тобто ресурсів і умов) неживої навколишнього середовища, діючої на організми.
Третя гілка. Прикладна екологія - це аспекти інженерної, соціальної, економічної охорони середовища проживання людини, проблем взаємовідносин природи і суспільства, екологічних принципів охорони природи.
Екологія як світогляд. Екологічна криза, в стані якого знаходиться зараз наша планета, є наслідком не тільки зростання населення, а й кризи свідомості. Так, якщо в XVIII -XIX ст. і раніше у свідомості людства переважало поняття боргу, морального, сімейного, державного, релігійного, то в XIX -XX ст. великого поширення набули ідеали споживання, комфортабельною, приємного життя. Людство на цьому шляху не досягло щастя, однак втратило можливість жити в ладу з природою і з самим собою.
В результаті до кінця XX в. термін " екологія" переступив межі університетських аудиторій і перетворився на політичне гасло і в позначення певного типу світогляду.
Для фахівця, що займається екологією, неприйнятний термін "довкілля", оскільки предметом екології є природа, а також взаємодії і взаємини організмів в ній, але ніяк не середовище, навколишнє і обслуговуюче людини.
Якщо більша частина XX в. пройшла під прапором ейфорії від технологічних успіхів, то тепер людина зрозумів, що він дитя природи, а не її господар і володар; сама можливість життя людини на планеті забезпечується сформованій в біосфері за тисячоліття скоординованої життєдіяльністю всіх біологічних видів. Такий світогляд може бути названо біоцентричним, на відміну від антропоцентричного, в якому в центрі природи і світобудови стоїть людина, і від соціоцентричного, у якому центром і метою життя самої людини є тоталітарна соціальна чи виробнича система. екологічний студент пізнавальний самоосвіта
У працях видатного гуманіста XX в. А. Швейцера (1875-1965) - німецько-французького мислителя, теолога і місіонера - біоцентрична точка зору виражена в словах " благоговіння перед життям", які, очевидно, являють собою єдино прийнятну етичну основу взаємовідносин людини і живої природи.
Футурологія (від лат. - Майбутнє і грец. - Вчення) - комплексна дисципліна, яка ґрунтується на даних суспільних та природничих наук і що ставить метою передбачення майбутнього розвитку людства та окремих сфер життя суспільства.
Наукові уявлення та математичні моделі, які були згадані раніше, послужили підставою для сучасної футурології і різних соціально- економічних прогнозів [36].
Відповідно до змін, що відбулися у світогляді і науці все чаш; е акцентують увагу на концепції російської класичної школи біологів і екологів, спрямованої на вивчення явищ коеволюції в природі, і в тому числі можливості сполученої еволюції людини і біосфери. Рух за охорону природи зародилося в Росії ще до 1917 р., причому існували різні погляди на його необхідність. Одна з концепцій, яка ґрунтується переважно на естетичних і етичних критеріях, представлена в роботах А.П. Семенова-Тянь-Шанського. Основа цієї концепції - в переконаності, що людство являє собою елемент, саме існування якого руйнує властиву природі гармонію.
В іншій концепції (Г.А. Кожевникова і В.В. Станчинського) природа представлена як якась чітка структура, що характеризується взаємозалежністю між складовими її біологічними компонентами і відносній рівноважності, а людство розглядалося як щось чуже гармонійним і споконвічно існуючим природним системам. Прихильники цієї концепції були глибоко стурбовані тим, що цивілізація з великою швидкістю руйнує рівновагу в природних системах і ризикує зруйнувати саму себе.
Прихильники третьої, утилітарної концепції сповідували принцип сталого врожаю і максимальної ефективності використання природних ресурсів. Вони були схильні до вузького тлумачення поняття "ресурси" і керувалися критеріями сьогочасної господарської вигоди. Живе ділили на " корисне" і " шкідливе" і останнє прирікали на винищення. Прагматики не враховували цілісність екологічних систем і були сприйнятливі до цілями і методами, що нав'язуються політичним керівництвом.
У перші роки радянської влади взяв гору екологічний підхід до охорони природи. Були організовані заповідники, що представляли собою унікальні установи, з функціями центрів екологічних досліджень, а також еталонів певних природних зон.
Незважаючи на початкові успіхи, положення екологічно орієнтованої охорони природи не було по-справжньому стійким. Головними перешкодами стали нові пріоритети та завдання п'ятирічних планів. З'явилися ідеї перетворення і підкорення природи. Був сформований образ людини як " вінця еволюції ". Прогрес у розвитку людства стали ототожнювати з його повним пануванням над усім ходом життя на планеті.
Перетворюючий пафос став проявом крайнього антропоцентризму. Природу перетворили на супротивника, якого слід перемогти в процесі творення рукотворної навколишнього середовища. Результатом цього став розвиток тотальних лісозаготівельних робіт із знищенням лісових екосистем, розробка проектів по повороту річок, проведення робіт з акліматизації різних промислових тварин і по меліорації (осушенню) цінних болотних екосистем, освоєння цілини, а також безліч інших проектів, що призвели до знищення багатьох природних екосистем України.
Справедливості заради слід зауважити, що багато розвинених країн до середини XX в. досить досягли успіху в справі " підкорення природи " як на території своїх країн, так і в колоніях.
В даний час Україна активно бере участь у роботі міжнародних конференцій та організацій з охорони навколишнього середовища, приєдналася до численних міжнародних угод у цій області.
Зусиллями засобів масової інформації та екологів у свідомість людей і в державну практику України впроваджують поняття екологічної безпеки як елемента державної та особистої безпеки. Важливе місце в програмі дій в області екорозвитку займає загальне екологічна освіта, першорядне значення якого, а також побутовій та виробничій екологічної культури визначає наступна формула:
Рівень екологічної свідомості = ЕКОЛОГІЧНА (освіти і побутової культури) БЕЗПЕКА* Чисельність/ Рівень населення /споживання
Здоров'я природного середовища і здоров'я населення України необхідно внести в число пріоритетів державної політики нашої країни. Настільки ж необхідно грамотне ставлення до проблем здоров'я кожної окремої людини. Саме ці обставини послужили причиною введення до програм загального обов'язкового освіти вузів України самостійної дисципліни "Екологія".
Під кінець ХХ - початку XXI століття різко посилився деструктивне антропогенний, головним чином технологічний, тиск на навколишнє середовище, яке може привести людство до глобальної кризи. Складно говорити про якісь оцінках або прогнозах, але одне можна сказати точно: з кожним роком популяція більшості видів дикої природи зменшується, що загрожує незворотними деградаційних змін біосфери і радикальної трансформацією традиційних природних умов функціонування цивілізації.
Необхідність осмислення і подолання сформованої ситуації висунула екологічну проблематику на одне з перших місць в ієрархії глобальних проблем сучасності. Все частіше на різних форумах вчених, громадських і політичних діячів звучать тривожні заяви про те, що сукупна людська діяльність здатна докорінно підірвати природну рівновагу біосфери і тим самим поставити цивілізацію перед загрозою загибелі.
Але для вирішення екологічних проблем екологія як наука має знайти своє місце в системі наук і зв'язатися з усіма близькими до неї областями. Адже без допомоги таких наук як фізика, біологія, економіка, психологія, екологія не може жити повноцінним життям. На перший погляд всі ці науки здаються не пов'язаними між собою. Однак якщо вдуматися, можна зрозуміти, що всі вони, і багато інших, впливають на екологію як науку, і в змозі сформувати екологічне мислення у сучасної людини [37].
На сучасному етапі розвитку екологічних уявлень все більш чітко вимальовується суть екології. Екологія - це наука, що досліджує закономірності життєдіяльності організмів (в будь-яких її проявах, на всіх рівнях інтеграції) в їх природному середовищі існування з урахуванням змін, внесених у середу діяльністю людини. З цього формулювання можна зробити висновок, що всі дослідження життя тварин і рослин в природних умовах, що відкривають закони, за якими організми об'єднуються в біологічні системи, і встановлюють роль окремих видів в житті біосфери, відносяться до екологічних.
Однак наведене визначення занадто розлого і недостатньо конкретно, хоча на перших етапах розвитку екології один з варіантів його (екологія - це наука про відносини організмів один з одним і з середовищем, наука про пристосування і т.п.) не тільки був принципово вірним, але і міг служити орієнтиром при постановці ряду досліджень. Останнім часом екологи прийшли до принципово важливого узагальнення, показавши, що умови середовища освоюються організмами на популяційно-біоценотичному рівні, а не окремими особинами виду. Це призвело до інтенсивного розвитку вчення про біологічні макросистеми (популяції, біоценози, біогеоценози), що зробило величезний вплив на розвиток біології в цілому і всіх її розділах зокрема. У результаті стали з'являтися все нові і нові визначення екології. Її розглядали як науку про популяціях, про структуру природи, про динаміку чисельності і т.д. Але всі вони, незважаючи на деяку специфічність, визначають екологію як науку, що досліджує закони життя тварин, рослин і мікроорганізмів в природному середовищі існування з урахуванням ролі антропологічних факторів.
Предметом же дослідження екології є біологічні макросистеми (популяції, біоценози, екосистеми) та їх динаміка в часі і просторі. Зі змісту і предмета досліджень екології випливають і її основні завдання, які можуть бути зведені до вивчення динаміки популяцій, до вчення про біогеоценози і їх системи.
Структура біоценозів, на рівні формування яких, як було зазначено, відбувається освоєння середовища, сприяє найбільш економічному та повного використання життєвих ресурсів. Тому головна теоретична і практична задача екології полягає в тому, щоб розкрити закони цих процесів і навчитися управляти ними в умовах неминучої індустріалізації та урбанізації нашої планети.
Екологія пов'язана з систематикою. Остання не може обійтися без екологічного критерію, як і екологія без об'єктивної системи організмів для точного визначення досліджуваних видів. Існує взаємозв'язок сучасної екології з еволюційним вченням і генетикою. Зараз вже не викликає сумніву той факт, що в природі мають місце екологічні механізми еволюції, дослідження яких можливе лише при спільній роботі екологів, генетиків і еволюціоністів. На базі екології розвиваються біогеографія, молода наука етологія (наука про поведінку тварин), палеоекологія і т.д. Екологічна трактування необхідна і при вирішенні певних завдань в галузі фізіології, морфології, систематики, біогеографії, оскільки будь-які біологічні дослідження в тій чи іншій мірі вивчають життя тварин і рослин в природних умовах. З'ясовуючи характер впливу фізичних факторів середовища на організми і відповідні реакції останніх, екологія не обходиться без таких небіологічних наук, як кліматологія, метеорологія, ландшафтознавство (фізична географія). Геоморфологія і ґрунтознавство також зблизилися з екологією, оскільки багато процесів утворення і руйнування ґрунтів відбуваються під впливом діяльності спільнот тварин і рослин.
На порядку денному стоїть проблема формування економічної екології, або екологічної економіки, - науки про біологічні ресурсах, біоекономіки Світового океану і суші. Успішно розвивається і інженерна екологія (прикладна біогеоценологія), вирішальне питання усунення негативних наслідків втручання людини у природні співтовариства. Актуальні проблеми взаємовідносин людини, суспільства і природи в епоху науково-технічного прогресу розробляє інтенсивно розвивається соціальна екологія (екологія людини).
В даний час, за даними академіка В. Большакова, в науці налічується більше 100 сучасних визначень екології. Аналізуючи та узагальнюючи їх, вчений виділяє в використанні поняття "екологія" три основні напрями. "Перше - класична біологічна наука", - зазначає він, - в основі якої лежить вивчення біологічних систем різного рівня. Друге - технологічні та соціальні проблеми, пов'язані з забрудненням та деградацією навколишнього середовища ("погана" екологія міст, реабілітація територій, "екологія" звалищ і т.д.). Третє - гуманітарний аспект ("екологія" літератури, поезія як " екологія", що зберігає культуру і душу народу і пр.) ". У цій ситуації, коли фахівці різних напрямків не завжди розуміють один одного, В. Большаков і бачить головну проблему сьогоднішньої екології [3].
Незважаючи на всі труднощі " зростання", молода наука розвивається, шукає шляхи і засоби формування нового типу взаємовідносин людини і природи, суспільства і природи, що виключають руйнування, деградацію як природного і соціального середовища, так і самої людини, і забезпечують гармонійність їхнього буття. Гармонія людини і природи в якості методологічного підстави сучасної екології були закладені В.И. Вернадским в його " Біосфері " і розвинена їм у подальших трудах [10].
Розділ 2. Особливості викладання хімії для студентів-екологів 1 курсу
.1 Основний матеріал та його викладання в рамках курсу
Сучасні зміни в суспільстві зумовили підвищення інтересу до освіти, центральною ланкою якої є особистісно орієнтоване навчання і розвиток самостійної творчої особистості, її пізнавальних можливостей, пізнавального інтересу. Час радикальних змін вимагає від ВНЗ виховання людей соціально активних, комунікабельних, зацікавлених у досягненні цілей, мислячих творчо і вільно, здатних самостійно пізнавати й оцінювати нове, робити усвідомлений вибір, приймати зважені, адекватні рішення.
Сучасна система освіти ґрунтується на таких поняттях, як пізнання і розвиток. Вона покликана сприяти не тільки озброєнню студентів знаннями, а й формуванню у них потреби в безперервному самостійному і творчому підході до оволодіння новими знаннями, створення можливості для відпрацювання умінь і навичок самоосвіти.
В організації освітнього процесу, як правило, істотну роль відводять створенню і підтримці на високому рівні пізнавального інтересу учнів. Саме такий інтерес визначає спрямованість життєдіяльності особистості, є головною складовою в безперервній освіті людини, бере участь у розвитку допитливої, творчої особистості. Без цього інтенсивність і ефективність навчального процесу знижуються. Формування пізнавального інтересу у студента обумовлює необхідність органічної єдності навчання, виховання, інтеграції навчальної, науково - дослідної та виховної роботи в рамках цілісного педагогічного процесу ВНЗ [2].
Загальна та неорганічна хімія має велике значення для студентів, які отримують найрізноманітніші спеціальності в сучасних ВНЗ. Вона необхідна для розвитку допитливого, творчого, логічного розуму, уяви, інтуїції, творчого мислення, а також для розвитку вміння прогнозувати, аналізувати реальні явища і процеси. Для того, щоб ці вміння та здібності розвивати, потрібне відповідне середовище, відповідне навчання. Для цього потрібно зацікавити студентів у предметі, а не змушувати їх заучувати матеріал. Ще К.Д. Ушинський зазначав, що " заохотити " учня до навчання набагато більш гідне завдання вчителя, ніж " приневолити " його. Щоб зацікавити студента хімією, необхідно вирішити проблему відбору та структурування змісту матеріалу вузівського курсу цієї дисципліни, виявити методичні особливості навчання хімії на різних факультетах. Для студентів - екологів формування фундаменту знань з хімії є важливим для наступного збагачення багажу хімічних знань, розуміння нового матеріалу, тож даний етап для викладача найвідповідальнішим[5].
Актуальність таких розробок визначається тим, що практика ВНЗ виявляє багато труднощів формування інтересу студентів до оволодіння новими знаннями, які зводяться до питань педагогічного керівництва розвитком інтересу, до його прогнозування, вибору засобів формування інтересу, до розвитку самостійності студентів. В результаті чого затягується адаптаційний період, що знижує пізнавальний інтерес у студентів на першому курсі і, як наслідок, це впливає на якість їх навчання [7].
Зміст курсу загальної та неорганічної хімії для студентів різних факультетів повною мірою забезпечує розвиток пізнавального інтересу тоді, коли дозволяє розглядати хімію як інструмент майбутньої професійної діяльності, як метод вивчення дійсності [8,9].
В якості стимуляції пізнавального інтересу студентів пропонується давати їм на практичних заняттях завдання підвищеної складності, завдання, наближені до реального життя [13]. наприклад:
. Монофторид хлору (ClF) - фторуючий агент в технології ядерного пального утворюється при нагріванні газоподібного хлору і фтору. Як дізнатися, чи стійка ця молекула? Відомо, що енергія гетеролітичного розпаду цієї молекули дорівнює 251 кДж/моль. Поясніть можливість утворення цієї молекули, використовуючи енергетичний розподіл електронів по МО. Чому ця молекула полярна ? Пара- або діамагнітна ця молекула ? Визначте порядок зв'язку в молекулі ClF.
. Руйнування озонового шару атмосфери відбувається за рахунок наступних реакцій:
2F2 → Cl + CClF2 (під впливом світла)+ O3 → ClO + O2 (під впливом світла)+ O3 → Cl + 2O2
З реакцій видно, що атоми хлору каталізують розпад молекули O3. Проміжною сполукою є молекула ClO. Дайте відповідь на наступні питання:
а) чи є ця молекула - молекулою-радикалом? Охарактеризуйте реакційну здатність молекули ClO, використовуючи теорію МО.
б) яка роль фреонів в руйнуванні озонового шару ?
. Як відбілюючий засіб і засіб для дегазації в практиці використовують гіпохлорит кальцію Ca(ClO)2. Маючи гідроксид кальцію, оксид марганцю (IV) і концентровану соляну кислоту, отримаєте даний продукт. Яка речовина одночасно утворюється з Ca(ClO)2, разом з яким вони становитимуть технічний продукт, званий белильним або хлорним вапном? Визначте зміст Cl(I) в белльному вапні, якщо для його отримання взяли 37 кг Ca(OH)2. Яка кількість хлору (м3) виділиться при обробці отриманої кількості вапна соляною кислотою ? Напишіть рівняння відповідних реакцій.
Цінним буде створити збірник задач підвищеної складності наближених до реальних життєвих умов з метою підвищення зацікавленості студентів процесом вирішення завдань і оволодіння новими знаннями. Ці завдання можна буде застосовувати у навчанні студентів першого курсу, бакалаврів, магістрів. А також в профільних класах для формування пізнавального інтересу у майбутніх студентів [17, 20].
Таким чином, пізнавальний інтерес студентів, як прагнення отримувати нові знання, ґрунтується не тільки на захопленості предметним змістом, а й на зацікавленій відношенні до процесу оволодіння цим змістом, до придбання нових способів пізнання [27].
.2 Аналіз програми викладання хімії для студентів 1 курсу
Дисципліна " Загальна та неорганічна хімія " відноситься до розділу загальнонаукових дисциплін. Дисципліна ґрунтується на базових знаннях, отриманими студентами при вивченні хімії в курсі середньої школи. Для глибокого засвоєння дисципліни студент повинен володіти хімічною термінологією; розуміти сенс хімічних формул і символів, індексів і коефіцієнтів в хімічних рівняннях реакцій; мати уявлення про основні класи неорганічних сполук; розуміти різницю між хімічними і фізичними явищами; мати уявлення про атомно-молекулярне вчення; мати навички вирішення найпростіших розрахункових завдань [23, 28].
Для засвоєння теоретичних і практичних основ загальної та неорганічної хімії у студента мають бути сформовані когнітивні компетенції:
здатність до самоорганізації в процесі навчання;
володіння вміннями та навичками до використання джерелами для збору, обробки та аналізу інформації;
здатність користуватися комп'ютером та іншими засобами комунікативного призначення для пошуку даних;
Соціально-особистісні:
здатність комунікувати в групі;
здатність брати участь в експериментальних роботах.
Засвоєння дисципліни "Загальна та неорганічна хімія " неможливо без знань математики і фізики [32]. Володіння математичним апаратом вирішення завдань має переважаюче значення успішності засвоєння матеріалу при вивченні таких розділів загальної хімії як будова речовини, основи хімічної термодинаміки і кінетики, хімія розчинів. Знання фізичних явищ і законів необхідно при вивченні хімії елементів та їхніх сполук.
По закінченні вивчення дисципліни " Загальна та неорганічна хімія " студент буде здатний: застосовувати отримані знання, вміння, навички та компетенції при вивченні загально - наукових і спеціальних дисциплін, пов'язаних з хімією.
Застосовувати отримані знання, вміння, навички та компетенції у вирішенні виробничих і технологічних завдань. По закінченні вивчення дисципліни студент буде [59] :
Знати: суть основних законів хімії та хімічних перетворень
властивості і основні способи одержання неорганічних речовин
закономірності зміни фізичних і хімічних властивостей простих і складних речовин відповідно до Періодичного закону Д.І. Менделєєва
Вміти:
·проводити стехіометричні розрахунки;
·визначати термодинамічну можливість протікання хімічних процесів;
·записувати рівняння реакцій хімічних перетворень речовин і їх отримання;
·проводити аналогії у зміні властивостей хімічних сполук;
Мати навички:
·проведення хімічного експерименту;
·виявлення взаємозв'язку між структурою, властивостями і реакційною здатністю хімічних сполук;
·мати основні компетенції :
Професійні компетенції :
Результат 1. Здатність демонструвати глибокі знання в галузі загальної та неорганічної хімії, достатні для вирішення навчальних, наукових і виробничих завдань.
Результат 2. Здатність сприймати, аналізувати і застосовувати отриману інформацію для вирішення навчальних, наукових та професійних завдань.
Результат 3. Здатність планувати і здійснювати експериментальні дослідження з використанням новітніх досягнень науки і техніки.
Результат 4. Здатність до самостійного підбору, обробки та аналізу інформації.
Результат 5. Здатність інтегрувати знання суміжних дисциплін (фізики, математики та ін.) для концептуалізації рішень.
Особистісні (універсальні компетенції).
Результат 6. Здатність розуміти необхідність і самоорганізовувати процес навчання.
Результат 7. Здатність комунікувати в групі при вирішенні професійних і загальнокультурних завдань.
Результат 8. Здатність толерантно позиціонувати себе і адекватно оцінювати думку інших студентів при спільній роботі.
Результат 9. Здатність займати активну позицію при роботі в команді, вміти працювати індивідуально, а також керувати командою.
Результат 10. Здатність демонструвати розуміння питань безпеки і відповідальності при здійсненні хімічних процесів.
Відповідно до рейтингової системи при вивченні курсу хімії проводиться 3 рубіжних контрольні роботи.
У рубіжний контроль № 1 входять питання з наступних тем: способи вираження концентрації розчинів; стехіометричні розрахунки, окислювально-відновні реакції.
У рубіжний контроль № 2 входять питання за темами: будова атома; хімічний зв'язок і комплексні сполуки.
У рубіжний контроль № 3 входять наступні питання: хімічна термодинаміка, хімічна кінетика, хімічна рівновага, гальванічні елементи, електроліз.
Нижче наведені приклади декілька варіантів рубіжних контролів.
Рубіжний контроль № 1
Загальна хімія Варіант 1
. Дайте визначення поняттям: атом, проста речовина, ізотопи. Наведіть приклади.
. Розрахуйте масу і число молекул, що міститься в 2 л кисню при н.у.
. Розрахуйте об'єм водню (н.у.) і масу сульфату алюмінію, що утворюються при взаємодії 10 г алюмінію з сірчаною кислотою.
. 3,47 г металу приєднують 5,992 л водню (обєм виміряно при 17°С і 755 мм.рт.ст.). Питома теплоємність металу дорівнює 3,5564 Дж/Км. Обчисліть еквівалентну масу, валентність і точну атомну масу металу. Який це метал ?
. Побудуйте графічні формули сполук: Н3РО4, Cl2O7, Ca(ClO4)2. Назвіть і класифікуйте сполуку.
. Визначте стехіометричну, структурну та електронну валентність кисню в сполуці : K2O2. Відповідь поясніть.
. Урівняйте реакцію методом напівреакцій. Вкажіть окислювач, відновник, тип ОВР :
4 + HIO3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + I2 + H2O
Рубіжний контроль № 2
. Сформулюйте принцип невизначеності Гейзенберга. Приведіть його математичний вираз.
. Напишіть повну і коротку електронні формули атома астату, вкажіть його валентні електрони, для валентних електронів напишіть електронно-графічну формулу, останній електрон охарактеризуйте 4 квантовими числами.
. Методом ВЗ розгляньте утворення: SF4 і NO2-. Зобразіть їх геометричну будову, вкажіть кратність зв'язку та валентний кут.
. Методом МО покажіть освіту хімічного зв'язку в молекулі О2. Розрахуйте кратність зв'язку, визначте магнітні властивості молекули, порівняйте енергію іонізації молекули і атоми кисню.
. Сформулюйте основні положення методу МО.
. Дайте назву і назвіть складові частини комплексної сполуки: H[AuCl4]. Класифікують його за чотирма ознаками, напишіть рівняння первинної та вторинної дисоціації, а також вираз константи нестійкості. Розгляньте утворення хімічного зв'язку в комплексі методами ВЗ і ТКП.
. Урівняйте реакцію методом напівреакцій:
2 + KClO3 + KOH = K2MnO4 + KCl +...
. Який обєм оксиду азоту (IV) (н.у.) можна отримати взаємодія міді з 3 л 0.1 н розчину азотної кислоти?
Саме тому для повноцінного і реального відображення дійсної картини знань студента необхідно активізувати його пізнавальну діяльність щодо розвязку задач, адже вони фактично включають в себе пряме застосування теоретичних знань, прояв набутих компетенцій [2].
.3 Підвищення пізнавального інтересу студентів: мотиви, шляхи і засоби
Питання активізації пізнавальної діяльності студентів відносяться до числа найбільш актуальних проблем сучасної педагогічної науки і практики. Адже від якості навчання як діяльності залежить результат навчання, розвитку і виховання учнів.
Завчені студентами теоретичні положення викликають труднощі в їх застосуванні, в поясненні спостережуваних явищ і вирішенні завдань, що вимагає наукового осмислення отриманих знань.
Активні методи навчання дозволяють використовувати всі рівні засвоєння знань: від відтворювальної діяльності до головної мети - творчо- пошукової діяльності. Творчо - пошукова діяльність виявляється ефективнішою, якщо їй передує відтворююча і перетворююча діяльність, в ході якої учні засвоюють прийоми учення [62].
У педагогічній практиці використовуються різні шляхи активізації пізнавальної діяльності, основні серед них, - різноманітність форм, методів, засобів навчання, вибір таких їх поєднань, які у виниклих ситуаціях стимулюють активність і самостійність учнів.
Навчання - цілеспрямований педагогічний процес організації і стимулювання активної навчально-пізнавальної діяльності студентів з оволодінням науковими знаннями, уміннями і навичками, розвитком творчих здібностей.
Розвиток пізнавального інтересу - складне завдання, від вирішення якого залежить ефективність навчальної діяльності студента.
У педагогіці і психології розроблені загальні підходи до формування пізнавального інтересу у студентів. Встановлено, що інтерес проявляється як до змісту навчального матеріалу, так і до організації пізнавальної діяльності. Як стверджують психологи, активізація пізнавальної діяльності сприяє розвитку пізнавального інтересу [9].
Аспекти методики пізнавального інтересу включають три моменти:
. Залучення студентів до цілям і завданням уроку;
. Збудження інтересу до змісту повторюваного і знову вивчається;
. Включення студентів у цікаву форму роботи.
Програма з хімії в значній мірі сприяє запам'ятовуванню і не завжди розвиває творчу розумову діяльність студентів.
Яким би гарним знанням предмета, високою ерудицією не володів вчитель, традиційний урок мало сприяє активізації їх розумової діяльності, розвитку і реалізації їх потенційних розумових здібностей. Кращому засвоєнню навчального матеріалу, розвитку наукового інтересу, активізації навчальної діяльності студентів сприяють активні форми, засоби і методи навчання.
У кожному студенті живе пристрасть до відкриттів і досліджень, а хімія - наука експериментальна. Хімічний експеримент займає важливе місце в навчанні хімії. У процесі спостережень за демонстрацією дослідів і самостійному їх виконанні, студенти швидко засвоюють знання про властивості речовини і вчаться підтверджувати знання хімічними дослідами. Через спостереження і досвід пізнають різноманіття природи речовин, накопичують факти для порівнянь, узагальнень і висновків. Експеримент - шлях перетворення знань у переконання.
На уроках хімії часто використовуються проблемно-пошукові технології, які допомагають досягти зростання пізнавальної активності студентів.
Уроки - дослідження сприяють формуванню вмінь самостійно здобувати знання в ході дослідження, визначати проблемну ситуацію, знаходити шляхи її вирішення, систематизувати і узагальнювати вивчений матеріал; розвитку вміння прогнозувати, порівнювати, виділяти головне, аналізувати [63].
У хімії дуже багато уроків, пов'язаних з вирішенням завдань. На початку даного курсу при вирішенні завдань використовую алгоритм. навіть у слабких групах видно непоганий результат. Як елемент розвитку пізнавального інтересу на уроках та в позаурочний час вирішуємо пізнавальні завдання. Наприклад, тема "Масова частка елемента. Визначення формули речовини ". Завдання: У трактатах алхіміків було багато малюнків. Метали вони зображували у вигляді символів відповідних планет; попіл, що утворювався після спалювання речовин, - у вигляді людського скелета; гази - у вигляді птахів (лебідь символізував білий колір речовин, ворон - чорний, фенікс - червоний). Твердий залишок після випарювання алхіміки називали "мертвою головою", біла речовина у вигляді піни, у складі якого 80 % цинку і 20 % кисню, - " філософської шерстю ", а речовина, що містить 1,6 % водню, 22,2 % азоту і 76,2 % кисню, - "міцної водою". Визначте хімічні формули цих речовин.
Тема "Вуглеводи". Завдання: У 1845 році німецький хімік Христіан Шенбейн ненавмисно пролив суміш сірчаної та азотної кислот. Машинально він витер підлогу бавовняним фартухом своєї дружини. " Кислоти можуть пропалити фартух", - подумав учений і прополоскав його у воді, а потім повісив сушитися над пічкою. Фартух підсох, але незабаром пролунав не надто гучний вибух, і... фартуха не стало. Поясніть, чому стався вибух. Напишіть рівняння реакції.
Одним із шляхів розвитку пізнавального інтересу є використання на узагальнюючому уроці загадок, кросвордів, ребусів. Такі завдання сприяють засвоєнню певних хімічних величин, понять, законів.
Часто на уроках з метою зняття розумової напруги та підвищення інтересу до досліджуваної теми варто проводити вікторини.
Для активізації пізнавальної діяльності на уроці, розвитку інтересу до навчання рекомендується проводити уроки - змагання. Такі уроки сприяють підвищенню успішності.
Навчити студентів всього, що знадобиться в житті, не можна. Можна і потрібно навчити самостійно здобувати знання, вміти застосовувати їх на практиці, працювати з книгою. З цією метою при читанні лекцій варто залишати в них " білі плями", які учні повинні будинки заповнити, використовуючи навчальну літературу. Лекції проводяться з урахуванням рівня знань студентів. Лекція знаходиться в тісному взаємозв'язку з іншими уроками, насамперед з семінарськими заняттями, на яких студенти в процесі самостійної роботи розширюють і поглиблюють свої знання.
На початковому етапі проведення лекцій варто навчити студентів вмінню слухати і сприймати викладену інформацію, аналізувати, узагальнювати, виділяти головні і найбільш істотні моменти в ході лекції, коротко формулювати їх і записувати, становити конспект.
У своїх лекціях варто використовувати елементи пізнавальності - один із засобів формування стійкого пізнавального інтересу, який є своєрідною емоційною розрядкою і сприяє мобілізації уваги на уроці. Це пізнавальні та цікаві факти з художньої, науково-популярної літератури та інших джерел.
Розвитку умінь застосовувати знання в нестандартних ситуаціях, вихованню культури навчальної праці, почуття товариства, взаємної довіри, інтересу до предмета сприяють ігрові технології.
В іграх з великим інтересом беруть участь і слабковстигаючі студенти. Навчальні ігри сприяють розвитку позитивних стимулів до процесу пізнання. Найважливіший психологічний секрет гри в тому, що вона повинна бути побудована на інтересі і задоволенні [8].
Сучасний етап педагогічної практики характеризується переходом від інформаційно-пояснювальної технології навчання до дієво-розвиваючої. Серед таких технологій виділяють модульну, сутність якої полягає в тому, що студенти самостійно добувають знання, а вчитель керує діяльністю учнів. Самостійна робота як форма розвитку пізнавального інтересу характеризується як активна, так як сприяє самостійності мислення і стимулює навчальну діяльність.
У навчанні хімії використовується дослідницький метод, який найбільш яскраво реалізується у проектній діяльності студентів. Проект - це творча (дослідницька) підсумкова робота.
Цінність пізнавального інтересу полягає в тому, що:
1)від нього залежить не тільки продуктивність оволодіння знаннями, способами пізнавальної діяльності, а й загальний тонус всієї навчальної діяльності;
2)сама природа інтересу, як діяльність, має об'єктивно-суб'єктивні основи;
)інтерес збуджує думки, емоції, волю;
)проявляє закономірності переходу зовнішнього у внутрішнє, що становить суть розвивального навчання.
Багаторічний практичний досвід показав, що найбільший активізуючий ефект на заняттях дають ситуації, в яких студенти самі:
відстоюють свою думку;
беруть участь у дискусіях та обговореннях;
ставлять питання своїм товаришам і викладачам;
рецензують відповіді товаришів;
оцінюють відповіді і письмові роботи товаришів;
займаються навчанням відстають;
пояснюють більш слабким учням незрозумілий матеріал;
самостійно вибирають посильне завдання;
знаходять кілька варіантів можливого рішення пізнавальної задачі (проблеми);
створюють ситуації самоперевірки, аналізу особистих пізнавальних і практичних дій;
вирішують пізнавальні завдання шляхом комплексного застосування відомих ним способів рішення.
Істина, здобута шляхом власної напруги зусиль, має величезну пізнавальну цінність.
Звідси можна зробити висновок, що успіх навчання зрештою визначається відношенням студентів до навчання, їх прагнення до пізнання, усвідомленим і самостійним придбання знань, умінь і навичок, їх активністю [23].
В організації сучасного навчального процесу велику роль відіграє мотивація. Загальновідомо три основні мотиви, що спонукають учнів вчитися:
інтерес до предмета (сам процес вивчення приносить задоволення). Вища ступінь інтересу - це захоплення. Заняття при захопленні породжують сильні позитивні емоції, а неможливість займатися сприймається як позбавлення.
свідомість (заняття з даного предмету мені не цікаві, але я усвідомлюю їх необхідність і зусиллям волі змушую себе займатися).
примус (я займаюся тому, що мене змушують батьки, вчителі). Часто примус підтримується страхом покарання або спокусою нагороди. Різні заходи примусу в більшості випадків не дають позитивних результатів.
На відміну від інших стимулів, інтерес підвищує ефективність уроків, активізує пізнавальну діяльність студентів. Так як студенти займаються в силу свого внутрішнього потягу, за власним бажанням, то навчальний матеріал вони засвоюють досить легко і ґрунтовно, в силу того мають хороші оцінки з предмету. У більшості невстигаючих виявляється негативне ставлення до навчання. Таким чином, чим вищий інтерес учня до предмету, тим активніше йде навчання і тим краще його результати. Відсутність інтересу призводить до низької якості навчання, швидкого забування і навіть до повної втрати набутих знань, умінь і навичок.
Тому, для успішного навчання студентів необхідно викликати в учнів інтерес до оволодіння знаннями. Але як це зробити?
Педагогічна теорія і практика протягом багатьох десятиліть вивчає феномен самоосвіти в різних аспектах і на різних вікових рівнях. Незважаючи на інтенсивні дослідження процесу самоосвіти студентів, дана проблема досі становить інтерес для вчених і педагогів -практиків.
Не менш важливим в учбовому процесі є механізм самоконтролю і саморегулювання, тобто реалізація принципу самонавчання. Даний принцип дозволяє індивідуалізувати навчально-пізнавальну діяльність кожного учня на основі їх особистого активного прагнення до поповнення і вдосконалення власних знань і умінь, вивчаючи самостійно додаткову літературу, отримуючи консультації [47].
Навчити студентів всього, що знадобиться в житті, не можна. Можна і потрібно навчити самостійно здобувати знання, вміти застосовувати їх на практиці, працювати з книгою. З цією метою я читаю лекції і залишаю в них білі плями, які учні повинні будинки заповнити, використовуючи навчальну літературу.
У зв'язку з введенням в освітній процес нового Державного освітнього стандарту все більш актуальною стає завдання організації самостійної роботи студентів. Самостійна робота визначається як індивідуальна або колективна навчальна діяльність, здійснювана без безпосереднього керівництва педагога, але за його завданням і під його контролем. Самостійна робота студентів є однією з основних форм позааудиторної роботи при реалізації навчальних планів і програм [25].
Збільшення частки самостійної роботи, організованої відповідним чином, здатне активізувати пізнавальну активність студента.
Для ефективності самостійної роботи студентів необхідно виконати ряд умов:
. Методично правильна організація роботи студента в аудиторії і поза нею.
. Забезпечення студента необхідними методичними матеріалами з метою перетворення процесу самостійної роботи в процес творчий.
. Контроль над організацією та ходом самостійної роботи та заходів, що заохочують студента за її якісне виконання.
У кожному студенті живе пристрасть до відкриттів і досліджень, а хімія - наука експериментальна. Хімічний експеримент займає важливе місце в навчанні хімії. Але якщо експеримент поставлений самим студентом і на остові його зроблено своє особисте відкриття, то це прямий шлях до розвитку пізнавального інтересу до предмета. Через спостереження і досвід пізнають різноманіття природи речовин, накопичують факти для порівнянь, узагальнень і висновків.
Позааудиторна самостійна робота виконується студентом за завданням викладача, але без його безпосередньої участі.
Видами завдань для позааудиторної самостійної роботи є:
-для оволодіння знаннями: читання тексту (підручника, першоджерела, додаткової літератури), складання плану тексту, графічне зображення структури тексту, конспектування тексту, виписки з тексту, робота зі словниками і довідниками, ознайомлення з нормативними документами, навчально-дослідницька робота, використання аудіо - і відеозаписів, комп'ютерної техніки та Інтернету та ін.
-для закріплення і систематизації знань: робота з конспектом лекції, обробка тексту, повторна робота над навчальним матеріалом (підручника, першоджерела, додаткової літератури, аудіо і відеозаписів, складання плану, складання таблиць для систематизації навчального матеріалу, відповідь на контрольні питання, заповнення робочого зошита, аналітична обробка тексту (анотування, рецензування, реферування, конспект - аналіз тощо), підготовка мультимедіа повідомлень / доповідей до виступу на семінарі (конференції), підготовка реферату, тематичних кросвордів, тестування та ін.
-для формування умінь: рішення задач і вправ за зразком, вирішення варіативних завдань, вирішення ситуаційних (професійних) завдань, підготовка до ділових ігор, проектування та моделювання різних видів і компонентів професійної діяльності, дослідно-експериментальна робота, рефлексивний аналіз професійних умінь з використанням аудіо-та відеотехніки та ін.
Самостійна робота може здійснюватися індивідуально або групами студентів залежно від мети, обсягу, конкретної тематики самостійної роботи, рівня складності, рівня умінь студентів.
Щоб розвинути позитивне ставлення студентів до позааудиторної самостійної роботи, слід на кожному її етапі роз'яснювати цілі роботи, контролювати розуміння цих цілей студентами, поступово формуючи у них уміння самостійної постановки задачі і вибору мети.
Розділ 3. Методичні підходи до викладання хімії студентам-екологам
.1 Типи задач, що необхідні студенту для повноцінного засвоєння матеріалу
Розділи курсу: основи атомно-молекулярного вчення, будова речовини, Періодичний закон, хімічний зв'язок, хімічний процес, вчення про розчини, обмінні реакції в розчинах електролітів, окисно-відновні реакції, експериментальні методи в хімії [51, 52].
Теми та їх зміст
. Основи атомно-молекулярного вчення. Основні хімічні поняття і закони атомно-молекулярного вчення. Поняття про хімічну систему, фазу, компонент. Гомогенні і гетерогенні системи. Газові системи. Газові закони. Ідеальний газ. Рівняння Менделєєва - Клапейрона. Парціальний тиск газу в суміші. Рідкі системи. Розчини. Концентрація розчинів і способи її вираження. Тверді системи. Кристали, аморфні тіла і скла.
. Будова речовини. Елементарні частинки та їх основні властивості. Експериментальні основи сучасної теорії будови атома. Планетарна модель атома, постулати Бора. Хвильова природа елементарних частинок. Квантовомеханічна модель атома. Квантові числа та їх фізичний зміст. Атомні орбіталі. Енергетичні рівні електрона в одноелектронному атомі. Багатоелектронний атом. Діаграма одноелектронних рівнів енергії. Заповнення електронних оболонок атомів. Принцип Паулі і правило Хунда. Валентні і остовні електрони.
. Періодичний закон. Спроби класифікації хімічних елементів до відкриття періодичного закону. Експериментальні основи періодичного закону. Зміст періодичного закону. Передбачення Д.І.Менделєєвим властивостей невідомих елементів. Сучасна інтерпретація періодичного закону. Зміна властивостей елементів по групах і періодах періодичної системи. Періодичність в будові електронних оболонок атомів. Потенціали іонізації, спорідненість до електрону, радіуси атомів і іонів в залежності від положення елемента в періодичній системі. Електронегативність елементів.
. Хімічний зв'язок. Природа хімічного зв'язку. Ковалентний, полярний і іонний зв'язок. Молекула водню і методи її опису. Метод молекулярних орбіталей (МО) і метод валентних зв'язків (ВЗ). Характеристики хімічного зв'язку - енергія, довжина, полярність, кратність. Хімічний зв'язок в гомоядерних і гетероядерних двохатомних молекулах елементів другого періоду з позицій методів МО і НД Магнітні властивості речовин. Хімічний зв'язок в багатоатомних молекулах. Локалізований і делокалізованний зв'язок. Трицентровий зв'язок. Електронодефіцітні і електрононадлишкові молекули. Спрямованість і насичуваність ковалентного хімічного зв'язку. Теорія відштовхування електронних пар валентної оболонки і геометрія молекул. Донорно-акцепторний і водневий зв'язок. Міжмолекулярні взаємодії. Будова речовин в конденсованому стані.
. Хімічний процес. Енергетичні характеристики хімічних реакцій. Термохімія. Поняття про ентальпію. Ендо- та екзотермічні реакції. Стандартне стан і стандартна ентальпія утворення речовини. Закони термохімії : закон Лавуазьє - Лапласа і закон Гесса. Розрахунки теплових ефектів реакцій. Термохімічний цикл. Ентальпія атомізації і енергія зв'язків у молекулах. Рушійні сили хімічної реакції - зміна енергії і зміна ентропії. Поняття ентропії. Ентропія газоподібних, рідких і твердих речовин. Постулат Нернста. Стандартна ентропія. Зміна ентропії при фазових і хімічних перетвореннях. Енергія Гіббса. Зменшення енергії Гіббса як термодинамічний критерій можливості мимовільного протікання процесу. Залежність зміни енергії Гіббса від температури, тиску і концентрації реагують речовин.
. Кінетика і механізми хімічних реакцій. Залежність швидкості реакції від концентрації реагентів. Кінетичне рівняння реакції. Порядок реакції. Константа швидкості реакції і її залежність від температури. Енергія активації. Рівняння Арреніуса. Поняття про механізм реакції. Молекулярність реакції. Каталіз та каталізатори. Вплив каталізатора на механізм реакції. Особливості кінетики газофазних, рідкофазних і твердофазних реакцій.
. Хімічна рівновага. Оборотні і необоротні хімічні реакції з позицій термодинаміки і кінетики. Кінетичний і термодинамічний підходи до опису хімічної рівноваги. Константа хімічної рівноваги і різні способи її вираження. Зв'язок константи хімічної рівноваги зі стандартним зміною енергії Гіббса. Температурна залежність константи рівноваги. Зміщення хімічної рівноваги при зміні умов.
. Вчення про розчини. Гомогенні багатокомпонентні системи - розчини. Рідкі розчини. Фазові діаграми. Область рідкого стану. Діаграми склад - властивість. Розчинник і розчиняється речовина. Розчинність. Насичені, ненасичені, пересичені, розбавлені і концентровані розчини. Поняття ідеального розчину. Загальні властивості розчинів.
Діаграма стану води. Електронна будова і структура води, водневі зв'язки. Самоіонізація рідкої води. Іонний добуток води, водневий показник. Вода як іонізуючий розчинник. Розчини електролітів. Електролітична дисоціація розчинених речовин. С. Арреніус, Д.І. Менделєєв, І.А. Каблуков про природу розчинів електролітів. Перехід іонів в розчин. Гідратація солі і утворюють її іонів. Енергія гідратації іонів.
Сильні і слабкі електроліти. Константа і ступінь дисоціації електроліту. Закон розведення. Поняття про активність іонів в розчинах.
. Обмінні реакції в розчинах електролітів. Гідроліз солей. Уявлення Аррениуса і Вернера про механізм гідролізу. Константа і ступінь гідролізу. Ступінчастий характер гідролізу. Буферні розчини.
Рівновага іонний кристал - розчин. Твір розчинності. Умови випадіння та розчинності осаду. Вплив наявності однойменних іонів і комплексоутворення на розчинність опадів.
Реакції комплексоутворення у водних розчинах. Аквакомплекс. Комплексоутворювач і ліганди. Зовнішня і внутрішня сфери комплексів. Координаційне число. Константа стійкості комплексу.
Кислоти і основи. Теорії кислот і основ. Теорії Арреніуса, Бренстеда - Лоурі, Льюїса, Усанович. Роль розчинника в кислотно-основному взаємодії. Діференціює і нівелюють розчинники. Сила кисневмісних кислот та її залежність від їх складу і будови. Реакція нейтралізації. Індикатори кислотно-основної рівноваги у водних розчинах. Зсув рівноваги нейтралізації залежно від сили реагуючих електролітів.
. Окислювально-відновні реакції. Поняття про окисник і відновник. Роль середовища в окисно-відновних реакціях. Складання рівнянь окисно-відновних реакцій. Типи окислювально-відновних реакцій.
Кількісні характеристики окисно-відновних переходів. Стандартні умови і стандартний потенціал напівреакції. Таблиці стандартних відновних потенціалів. Використання табличних даних для оцінки можливості протікання окислювально-відновних процесів. Потенціали окисного і відновлювального розкладання води. Умови стійкості речовин у водних розчинах. Диспропорціонування речовин у водних розчинах.
Окислювально-відновні рівноваги в розчинах. Рівняння Нернста. Вплив рН на величину відновного потенціалу. Зміна відновного потенціалу при зміні концентрації реагентів в результаті їх осадження або комплексоутворення.
Електроліз розчинів і розплавів. Електролітичне отримання металів. Електрохімічна корозія металів.
Типи задач:
Розрахунки за хімічними формулами [41, 57]
Обчислення кількості речовини, маси, об'єму, густини з використанням формул. Знаходження числа частинок в певній порції речовини. Завдання, пов'язані з поняттям " абсолютна і відносна маса ".
Завдання на виведення формули речовини
Масова частка елемента, відносна щільність парів даної речовини за воднем, повітрю, кисню, азоту та інших газів. Продукти згоряння речовини. Завдання на виведення молекулярної формули з масових часток елементів, по продуктах згоряння і відносній густини.
Розрахунки за хімічними рівняннями
Спосіб пропорції. Рішення задач за хімічними рівняннями, задачі на надлишок і недолік, обчислення маси (обсягу) одного речовини, якщо відома маса (обсяг) іншої речовини, завдання на вихід продукту від теоретично можливого.
Розчини. Суміші.
Масова частка, молярна концентрація. Завдання на домішки. Обчислення об'ємної частки. Визначення складу газових сумішей.
Швидкість хімічних реакцій.
Гомогенні і гетерогенні реакції. Складання кінетичних рівнянь для гомогенних реакцій. Константа швидкості. Закон Гесса. Термохімічні рівняння і розрахунки по них.
Комбіновані і нестандартні завдання.
Комбіновані завдання. Алгебраїчний спосіб вирішення. Стехіометричні схеми.
.2 Міжпредметні звязки хімії з іншими дисциплінами на конкретних прикладах (практичний аспект)
Методологічна функція міжпредметних зв'язків, як вважає В.Н. Максимова, проявляється у найважливіших напрямах удосконалення процесу навчання, які відповідають соціальним вимогам розвитку особистості студента [35].
. Міжпредметні зв'язки, виражаючи діалектичний метод пізнання, сприяють підвищенню теоретичного і наукового рівня навчання [65]. У педагогіці і психології проблема підвищення теоретичного рівня навчання поставлена як проблема раціонального поєднання абстрактного і конкретного знання. Концепція теоретичного узагальнення (В.В. Давидов, П.Я. Гальперін, А.В. Запорожець, Д.Б. Ельконін та ін..) Заснована на визнанні першорядного значення "вихідних абстракцій", узагальнених ідей у навчальному пізнанні. Наступні дослідження і практика показали, що для їх сприйняття та засвоєння учнями необхідні певна емпірична база знань і поєднання індукції та дедукції в навчанні (М.Н. Скаткін, Г.І. Щукіна та ін.) Процес сходження від абстрактного до конкретного виявляється продуктивним лише в нерозривній єдності з процесом відомості конкретного до абстрактного. У вирішенні цих питань істотна роль належить міжпредметних зв'язків. Дійсне знання предмета складається при можливо повному охопленні всіх його сторін, зв'язків і опосередкування. Необхідно розглядати всю " сукупність різноманітного ставлення цієї речі до інших". Методологічна функція міжпредметних зв'язків у навчальному пізнанні й криється у виявленні єдності в різноманітті процесів і явищ, що вивчаються різними навчальними предметами. Міжпредметні зв'язки виявляють загальне, особливе і одиничне у вивченні об'єктів [6].
Міжпредметні зв'язки привносять в навчальне пізнання методологічний апарат сучасної науки. Їх здійснення сприяє залученню школярів до системного методу мислення. Вони розширюють область пізнання, виділяючи зв'язки між елементами знань із різних навчальних дисциплін у якості спеціальних об'єктів засвоєння. Орієнтація на засвоєння міжпредметних зв'язків зіштовхує учнів з методологічними проблемами правомірності перенесення і синтезу знань з різних наукових систем. Це посилює взаємодію дедукції індукції, аналізу та синтезу, узагальнення та конкретизації при загальному зростанні пошукових шляхів пізнання. Міжпредметні зв'язки виступають як метод діяльності учня, що розвиває у нього здатність до синтезу знань з різних предметів. Міжпредметні зв'язки вимагають висунення нових, більш узагальнених пізнавальних завдань. Вони викликають потребу і формують відповідну здатність у розвитку вмінь учнів узагальнювати знання з різних предметів, в одиничному бачити загальне і з позицій загального оцінювати особливе.
Міжпредметні зв'язки формують науковий світогляд учнів, яке виступає в якості методологічного орієнтира в пізнанні й оцінці явищ дійсності. Зміст світогляду має охоплювати всі компоненти суспільної свідомості, в яких відбивається об'єктивна дійсність. Воно повинно всебічно відображати єдину науково - філософську картину світу та закономірності її пізнання. Тому формування світоглядних переконань студентів вимагає посилення філософських узагальнень при вивченні природничих і гуманітарних предметів. Учні можуть зрозуміти роль окремих наук у загальній системі знань про світ і місце окремих явищ в загальній науковій картині світу лише в процесі системного освоєння основ наук. Цьому сприяє засвоєння за допомогою міжпредметних зв'язків світоглядних ідей (філософських, політичних, загальнонаукових) як універсальних форм знання, в яких висловлено і зміст, і спосіб пізнання світу, і ставлення до нього [15].
Міжпредметні зв'язки забезпечують систему в організації предметного навчання. Вони виконують свою методологічну функцію в перетворенні процесу навчання тоді, коли ідея міжпредметних зв'язків використовується педагогічним колективом як регулятивна норма практики. Міжпредметні зв'язки спонукають викладача до самоосвіти, творчості та взаємодії з іншими викладачами. Це сприяє підвищенню педагогічної майстерності та згуртуванню педагогічного колективу у вирішенні єдиних завдань навчання. Систематичні міжпредметні зв'язки сприяють рішенню і суто навчальних завдань закріплення предметних знань і вмінь учнів в процесі їх постійного застосування в навчанні різних предметів.
Таким чином, міжпредметні зв'язки є найважливішим чинником вдосконалення процесу навчання в цілому, на всіх його рівнях. Міжпредметні зв'язки виступають як потреба розвивального та виховуючого навчання сучасних школярів. Піднімаючи на більш високий рівень весь процес навчання, вони надають багатосторонній вплив на особистість студента, посилюючи єдність його утворення, розвитку та виховання. Методологічна функція міжпредметних зв'язків забезпечується, коли вони використовуються як метод системного засвоєння знань і як метод вдосконалення процесу навчання в предметній системі, його організації в єдине ціле. Викладений матеріал дозволяє висунути новий підхід до трактування сутності міжпредметних зв'язків і розглядати їх як дидактичний еквівалент не тільки міжнаукових зв'язків, але й зв'язків науки з іншими формами суспільної свідомості та видами людської діяльності [35].
Поряд з процесами диференціації самої хімічної науки, в даний час йдуть і інтеграційні процеси хімії з іншими галузями природознавства. Особливо інтенсивно розвиваються взаємозв'язки між фізикою і хімією. Цей процес супроводжується виникненням все нових і нових суміжних фізико -хімічних галузей знання.
Вся історія взаємодії хімії і фізики повна прикладів обміну ідеями, об'єктами і методами дослідження. На різних етапах свого розвитку фізика постачала хімію поняттями і теоретичними концепціями, що зробили сильний вплив на розвиток хімії. При цьому, чим більше ускладнювалися хімічні дослідження, тим більше апаратура і методи розрахунків фізики проникали в хімію. Необхідність вимірювання теплових ефектів реакції, розвиток спектрального і рентгеноструктурного аналізу, вивчення ізотопів і радіоактивних хімічних елементів, кристалічних ґраток речовини, молекулярних структур зажадали створення і привели до використання найскладніших фізичних приладів спектроскопів, дифракційних решіток, електронних мікроскопів і т.д.
Розвиток сучасної науки підтвердив глибокий зв'язок між фізикою і хімією. Зв'язок цей носить генетичний характер, тобто утворення атомів хімічних елементів, поєднання їх в молекули речовини сталося на певному етапі розвитку неорганічного світу. Також цей зв'язок ґрунтується на спільності будови конкретних видів матерії, в тому числі і молекул речовин, що складаються в кінцевому підсумку з одних і тих же хімічних елементів, атомів і елементарних частинок. Виникнення хімічної форми руху в природі викликало подальший розвиток уявлень про електромагнітне взаємодії, що вивчається фізикою. На основі періодичного закону нині здійснюється прогрес не тільки в хімії, але й у ядерній фізиці, на межі якої виникли такі змішані фізико-хімічні теорії, як хімія ізотопів, радіаційна хімія [18].
Хімія і фізика вивчають практично одні і ті ж об'єкти, але тільки кожна з них бачить в цих об'єктах свою сторону, свій предмет вивчення. Так, молекула є предметом вивчення не тільки хімії, але й молекулярної фізики. Якщо перша вивчає її з точки зору закономірностей утворення, складу, хімічних властивостей, зв'язків, умов її дисоціації на складові атоми, то остання статистично вивчає поведінку мас молекул, що зумовлює теплові явища, різні агрегатні стани, переходи з газоподібної в рідку і тверду фази і назад, явища, не пов'язані із зміною складу молекул і їх внутрішнього хімічної будови.
Супровід кожної хімічної реакції механічним переміщенням мас молекул реагентів, виділення або поглинання тепла за рахунок розриву або утворення зв'язків в нових молекулах переконливо свідчать про тісний зв'язок хімічних і фізичних явищ. Так, енергетика хімічних процесів тісно пов'язана із законами термодинаміки. Хімічні реакції, що протікають з виділенням енергії зазвичай у вигляді тепла і світла, називаються екзотермічними. Існують також ендотермічні реакції, що протікають з поглинанням енергії. Все сказане не суперечить законам термодинаміки: у разі горіння енергія вивільняється одночасно зі зменшенням внутрішньої енергії системи. У ендотермічних реакціях йде підвищення внутрішньої енергії системи за рахунок припливу тепла. Вимірюючи кількість енергії, що виділяється при реакції (тепловий ефект хімічної реакції), можна судити про зміну внутрішньої енергії системи. Вони вимірюється в кілоджоулях на моль (кДж / моль) [15].
З виникненням теорії відносності, квантової механіки і вчення про елементарні частинки розкрилися ще більш глибокі зв'язки між фізикою і хімією. Виявилося, що розгадка пояснення істоти властивостей хімічних сполук, самого механізму перетворення речовин лежить в будові атомів, в квантово-механічних процесах його елементарних частинок і особливо електронів зовнішньої оболонки. Саме новітня фізика зуміла вирішити такі питання хімії, як природа хімічного зв'язку, особливості хімічної будови молекул органічних і неорганічних сполук і т.д.
У сфері дотику фізики і хімії виник і успішно розвивається такий порівняно молодий розділ з числа основних розділів хімії як фізична хімія, яка оформилася в кінці XIX в. в результаті успішних спроб кількісного вивчення фізичних властивостей хімічних речовин і сумішей, теоретичного пояснення молекулярних структур. Експериментальною і теоретичною базою для цього послужили роботи Д.І. Менделєєва (відкриття Періодичного закону), Вант-Гоффа (термодинаміка хімічних процесів), С. Аррениуса (теорія електролітичної дисоціації) і т.д. Предметом її вивчення стали загальнотеоретичні питання, що стосуються будови і властивостей молекул хімічних сполук, процесів перетворення речовин у зв'язку з взаємною обумовленістю їх фізичними властивостями, вивчення умов протікання хімічних реакцій і побачених при цьому фізичних явищ. Зараз фізхімія - це різнобічно розгалужена наука, тісно зв'язує фізику і хімію. У самій фізичній хімії до теперішнього часу виділилися і цілком склалися в якості самостійних розділів, які мають своїми особливими методами і об'єктами дослідження, електрохімія, вчення про розчини, фотохімія, кристалохімія.
На початку XX в. виділилася також в самостійну науку виросла в надрах фізичної хімії колоїдна хімія. З другої половини XX в. у зв'язку з інтенсивною розробкою проблем ядерної енергії виникли і отримали великий розвиток новітні галузі фізичної хімії - хімія високих енергій, радіаційна хімія (предметом її вивчення є реакції, що протікають під дією іонізуючого випромінювання), хімія ізотопів [18].
Озираючись на історію взаємин фізики і хімії, ми бачимо, що фізика відігравала важливу, часом вирішальну роль в розвитку теоретичних концепцій і методів дослідження в хімії. Ступінь визнання цієї ролі можна оцінити, переглянувши, наприклад, список лауреатів Нобелівської премії з хімії. Не менш третини в цьому списку автори найбільших досягнень в галузі фізичної хімії. Серед них - ті, хто відкрив радіоактивність та ізотопи (Резерфорд, М. Кюрі, Содді, Астон, Жоліо-Кюрі та ін..), заклав основи квантової хімії (Полінг і Маллікен) і сучасної хімічної кінетики (Хиншелвуд і Семенов), розвинув нові фізичні методи (Дебай, Гейеровскій, Ейген, Норріш і Портер, Герцберг).
Нарешті, слід мати на увазі й те вирішальне значення, яке починає грати у розвитку науки продуктивність праці вченого. Фізичні методи відіграли і продовжують відігравати в цьому відношенні в хімії революційну роль. Досить порівняти, наприклад, час, який витрачав хімік-органік на встановлення будови синтезованої сполуки хімічними засобами і яке він витрачає тепер, володіючи арсеналом фізичних методів. Безсумнівно, що цей резерв застосування досягнень фізики використовується далеко не достатньо.
Підіб'ємо деякі підсумки. Ми бачимо, що фізика в усі більшому масштабі і все більш плідно вторгається в хімію. Фізика розкриває сутність якісних хімічних закономірностей, постачає хімію досконалими інструментами дослідження. Зростає відносний обсяг фізичної хімії, і не видно причин, які можуть уповільнити цей ріст.
Загальновідомо, що хімія і біологія довгий час йшли кожна своїм власним шляхом, хоча давньою мрією хіміків було створення в лабораторних умовах живого організму.
Різке зміцнення взаємозв'язку хімії з біологією відбулося в результаті створення А.М. Бутлеровим теорія хімічної будови органічних сполук. Керуючись цією теорією, хіміки - органіки вступили в змагання з природою. Наступні покоління хіміків проявили велику винахідливість, праця, фантазію і творчий пошук у направленому синтезі речовини. Їх задумом було не тільки наслідувати природі, вони хотіли перевершити її. І сьогодні ми можемо впевнено заявити, що в багатьох випадках це вдалося.
Поступальний розвиток науки XIX в., що призвів до розкриття структури атома і детальному пізнання будови і складу клітини, відкрило перед хіміками і біологами практичні можливості спільної роботи над хімічними проблемами вчення про клітці, над питаннями про характер хімічних процесів у живих тканинах, про обумовленість біологічних функцій хімічними реакціями.
Якщо подивитися на обмін речовин в організмі з чисто хімічної точки зору, як це зробив А.І. Опарін, ми побачимо сукупність великого числа порівняно простих і одноманітних хімічних реакцій, які поєднуються між собою в часі, протікають не випадково, а в суворій послідовності, в результаті чого утворюються довгі ланцюги реакцій. І цей порядок закономірно спрямований, до постійного самозбереження та самовідтворення всієї живої системи в цілому в даних умовах навколишнього середовища.
Словом, такі специфічні властивості живого, як зростання, розмноження, рухливість, збудливість, здатність реагувати на зміни зовнішнього середовища, пов'язані з певними комплексами хімічних перетворень.
Значення хімії серед наук, що вивчають життя, виключно велике. Саме хімією виявлена найважливіша роль хлорофілу як хімічної основи фотосинтезу, гемоглобіну як основи процесу дихання, встановлена хімічна природа передачі нервового збудження, визначено структуру нуклеїнових кислот і т.д. Але головне полягає в тому, що об'єктивно в самій основі біологічних процесів, функцій живого лежать хімічні механізми. Всі функції і процеси, що відбуваються в живому організмі, виявляється можливим викласти мовою хімії, у вигляді конкретних хімічних процесів [6].
Найбільшими досягненнями цього процесу стали визначення хімічних продуктів клітинного метаболізму (обміну речовин у рослинах, тварин, мікроорганізмах), встановлення біологічних шляхів і циклів біосинтезу цих продуктів; був реалізований їх штучний синтез, зроблено відкриття матеріальних основ регулятивного та спадкового молекулярного механізму, а також значною мірою з'ясовано значення хімічних процесів " енергетиці процесів клітини і взагалі живих організмів.
Нині для хімії особливо важливим стає застосування біологічних принципів, в яких сконцентрований досвід пристосування живих організмів до умов Землі протягом багатьох мільйонів років, досвід створення найбільш досконалих механізмів і процесів. На цьому шляху є вже певні досягнення.
Понад сторіччя тому вчені зрозуміли, що основою виняткової ефективності біологічних процесів є Біокаталізу. Тому хіміки ставлять своєю метою створити нову хімію, засновану на каталітичному досвіді живої природи. У ній з'явиться нове управління хімічними процесами, де почнуть застосовуватися принципи, синтезу собі подібних молекул, за принципом ферментів будуть створені каталізатори з таким розмаїттям якостей, які далеко перевершать існуючі в нашій промисловості.
Правда, поки все ж отримані моделі не в змозі замінити природні біокаталізатори живих систем. На даному етапі розвитку хімічних знанні проблема ця вирішується надзвичайно складно. Фермент виділяється з живої системи, визначається його структура, він вводиться в реакцію для здійснення каталітичних функцій. Але працює нетривалий час і швидко руйнується, оскільки є виділеним з цілого, з клітки. Цілісна клітина з усім її ферментним апаратом ~ більш важливий об'єкт, ніж одна, виділена з неї деталь.
Вчені стверджують, що цей рух хімічної науки до принципово нової хімічної технології з перспективою створення аналогів живих систем. Рішення названої завдання займають найважливіше місце у створенні хімії майбутнього.
Для реалізації екологічного підходу до вивчення курсу загальної і неорганічної хімії пропонує ознайомлення студентів з хімічними проблемами екології, особливо це актуально для студентів, чия спеціальність має таку спрямованість.
. Вивчаючи склад будова і властивість речовин хімія повинна відповісти як поводиться та чи інша речовина в атмосфері, ґрунті водному середовищі і які вплив роблять на біологічні системи.
. Розкриваючи механізми біогеохімічних процесів в природному кругообігу елементів, хімія сприяє вирішенню завдання найбільш природного і безболісного входження промислового виробництва в природні цикли, роблячи його частиною будь - якої екосистеми.3. Використовуючи різноманітні методики хіміко-аналітичного контролю стану об'єктів навколишнього середовища або якості готової продукції хімія дозволяє отримати інформацію, необхідну для подальшого прийняття рішень про запобігання надходжень шкідливих речовин в атмосферу.
Зв'язок з екологією дає можливість розкрити особливу роль цієї науки в боротьбі з екологічним невіглаством, проявляється в вкорінене уявленні про " винності " хімії в сформованої екологічної ситуації, залучити школярів до дослідницької роботи з вивчення стану природного середовища, виховати у них почуття особистої відповідальності за її збереження [15].
В останні роки з метою підвищення інтересу до навчання, образного сприйняття досліджуваного матеріалу все частіше і частіше вдаються до художнього слова. Робота на уроках і позакласних заняттях з використанням художньої та науково-популярної літератури організація домашнього читання, служить міцному освоєння учнями основ хімії, ознайомленню їх з роллю хімії у підготовці до праці, допомагає учням зрозуміти, що відбулися істотні зміни в характері і змісті праці робітників. Сучасне виробництво вимагає від людини великого розумового напруження, хорошою загальної та професійної підготовки. Крім питань, безпосередньо пов'язаних з утриманням твори художньої та науково-популярної літератури, слід пропонувати питання спонукають учнів використовувати і місцеві друковані матеріали, газети, брошури.
У результаті систематичного проведення такої роботи в учнів формується інтерес до читання, вміння працювати з книгою, проявляється прагнення більше читати, жити у світі книг. В.А. Сухомлинський писав: "Життя у світі книг - це залучення до краси думки, насолоди культурними багатствами, піднесення самого себе".
Хімія пов'язана і з іншими науками: математикою, географією, економікою та іншими.
.3 Підвищення пізнавального інтересу при використанні задач міжпредметного характеру
Тема перша. "Будова атома"
Зв'язок з фізикою.
Історія відкриття атома. Корпускулярно-хвильовий дуалізм електрона, стан електрона в атомі, будова атома.
Тема друга. "Періодичний закон і періодична система хімічних елементів".
Зв'язок з літературою.
При узагальнюючому опитуванні можна деякі питання ставити з літературних текстів.
Літературний критик Огнєв в статті, опублікованій в журналі " Юність", привів фразу з щоденника поета Іллі Сельвінського: "Ртуть стоїть в таблиці елементів поряд з золотом, їй не вистачає всього двох нейтронів, щоб стати золотом...."
Завдання: проаналізувати наукову достовірність цієї фрази.
Відповідь: поет Сельвінський, а слідом за ним і критик Огнєв допустили помилку: зміна числа нейтронів в ядрі атома не приводить до утворення нового хімічного елемента (утворюється ізотоп). щоб перейти від ртуті до золота треба з ядер атома ртуті прибрати по одному протону.
Ведучий телевізійної програми "Вести " повідомив про те, що на митниці було вилучено 4 кг. червоної ртуті, і зауважив: "... до речі, червона ртуть єдиний елемент, якого немає в періодичній системі Д.І. Менделєєва..."
Завдання: що таке червона ртуть ? Чи можна її назвати хімічним елементом ?
Відповідь: червона ртуть - це хімічна сполука, оксид ртуті (II). Назвати складна речовина елементом, та ще при цьому сказати що для нього немає місця в періодичній системі - груба помилка.
Зачитуємо уривок з роману Конан Дойля " Собака Баскервілів ".
.... "Так, це була собака, величезна, чорна, як смола... з її отвори пащі виривалося полум'я, очі метали іскри, по морді і загривку переливався мерехтливий вогонь. Ні в чиєму запаленому мозку не могло б виникнути ведення більш страшне, більш огидне, ніж ця пекельна істота, вискочив на нас з туману....... його величезна паща усе ще світилася блакитним полум'ям, глибоко сидять дикі очі були обведені вогненними колами... я доторкнувся до цієї яскравої голови і віднявши руку побачив, що мої пальці теж засвітилися в темряві. Фосфор - сказав я "
Питання: якими властивостями володіє фосфор ? Чи можливі явища, описані в повісті А. Конан Дойля?
Відповідь: алотропна видозміна фосфору - білий фосфор - дійсно світиться в темряві, при випаровуванні самозаймається. Білий фосфор отруйний: 0,1 гр. речовини - смертельна доза. З властивостей білого фосфору слід: якби якимось чином і вдалося " розписати собаку " не тільки зовні, але і її пащу, то вона негайно загинула б від отруєння, а її труп перетворився б на палаюче багаття.
І так далі.
Тема третя. "Окислювально-відновні реакції".
Зв'язок з літературою.
При узагальненні теми можна використовувати рядки з віршів для аналізу та подальшого складання окисно-відновних реакцій.
Можна запропонувати учням пригадати, в яких ще художніх творах вони зустрічали окислювально-відновних процесів, а потім записати схеми відповідних реакцій. Можна зачитати уривок з повісті К.Г. Паустовського "Кидок на південь", який ілюструє ОВР, що відбуваються з сполуками сірки: "... на поворотах Келасурі намивали маленькі піщані коси. Вони горіли під сонцем як золотий пісок. У перший раз, потрапивши на Келасурі, я намив з цього берегового піску жменю темно-золотих лусочок - веселих і невагомих.
Але через годину вони почорніли і стали схожі на залізні ошурки. У Сухумі мені пояснили, що це не золото, а сірчаний колчедан ". Учням ставлю запитання: в результаті яких процесів з сірчаного колчедану утворюються оксиди ? Напишіть схему ОВР, в результаті якої утворюється оксид заліза (III) і сірчистий газ. Розставте коефіцієнти у схемі реакції методом електронного балансу.
Тема четверта. "Метали".
Зв'язок з біологією
Розповісти про біологічну роль іонів калію, кальцію, магнію, натрію, заліза та ін.. Іони натрію і калію визначають рівновагу електроліту між внутрішньоклітинному і позаклітинному просторі. Натрій - позаклітинний елемент, його концентрація поза клітини в 15 разів більше, ніж усередині її. Навпаки калій - внутрішньоклітинний метал, з концентрацією всередині клітини в 35 разів більше, ніж поза нею. Іони натрію і калію безперервно рухаються через клітинні мембрани по іонним протоках в обох напрямках, причому калій переважно прагне в клітку, а натрій виходить з неї. Так працює натрій-калієвий насос, основним завданням якого є підтримка натрій-калієвого балансу. Це, по перше, підтримку необхідного осмотичного тиску біорідин, що забезпечують процеси всмоктування поживних, а також і токсичних речовин. По друге, підтримка на необхідному рівні рН біорідин. Натрій і Калій відіграють найважливішу роль у передачі по нервових волокнах нервових імпульсів. Калій відповідає за скорочення м'язів, особливо серцевого. Багато лікарські препарати готують у вигляді натрієвих і калієвих солей, так як солі цих металів з більшістю біолігандами добре розчиняються. Роль магнію і кальцію в цілому - це утворення оболонок клітин, різних тканин і органів. Магній на відміну від кальцію не грає такої великої ролі у формуванні скелета через те, що його фосфати і основні карбонати краще розчинні, ніж аналогічні сполуки кальцію. Магній сильніший комплексоутворювач і каталізує багато ферментативні процеси, в тому числі гідроліз АТФ. Магній входить в координаційний центр хлорофілу, завдяки якому здійснюється процес фотосинтезу. Основна маса кальцію (близько 1 %) знаходиться в кісткової і зубної тканинах у вигляді гідроксиапатиту і фторапатіту.
У середньому доросла людина повинна споживати в добу близько 1 -го грама кальцію, хоча для постійного поновлення структури тканин потрібно лише 0,5 грама. Це пов'язано з тим, що іони кальцію засвоюються лише на 50 %. Засвоєння кальцію визначається вмістом в організмі вітаміну Д. Недолік цього вітаміну призводить до зниження всмоктування кальцію і проявляється у вигляді захворювання - рахіту. У стінках судин кальцій знаходиться у вигляді карбонату кальцію, а в ґрунтах у вигляді оксалату Освіта ниркових каменів пов'язано як раз з утворенням нерозчинних солей кальцію і магнію: оксалатів і уратів (солей сечової кислоти). Урати здатні відкладатися і концентруватися в суглобової рідини, в хрящах, зменшуючи їх рухливість і викликаючи захворювання - подагру.
Зв'язок з історією.
Розповісти про використання хлору в якості отруйної речовини (ОР) в роки першої світової війни. 22 квітня 1915 поблизу г.Іпр німці вперше застосували хімічну зброю: почали газову атаку проти французьких і англійських військ. З 6000 металевих балонів було випущено 180 т хлору по ширині фронту в 6 км, а потім застосовували хлор як ОВ і проти російської армії. У результаті тільки газобалонної атаки було уражено близько 15 тисяч солдатів, з них 5 тисяч загинули від задухи.
Пізніше з'явилися й більш сильні ОВ, містять хлор: іприт, хлорпікрин, хлоренол, задушливий газ фосген. Деякі з них в роки другої світової війни фашисти використовували в концтаборах.
Говорячи про застосування фосфору можна розповісти учням про використання фосфору у військовій справі в якості запального і димоутворювальну речовини. При спалюванні фосфору на повітрі виходить фосфорний ангідрид (Р2О5) пари, якого притягують вологу з повітря і утворюють пелену білого туману, що складається з найтонших крапельок розчину метафосфорної кислоти.
Після повторення класифікації та властивостей кислот необхідно зупинитися на дії кислот на шкіру і слизові оболонки людини, розповісти про заходи профілактики та першої допомоги при опіках. Зокрема, необхідно звернути увагу на те, що при попаданні кислот на шкіру виникають хімічні опіки. Рекомендується постраждалий ділянку в течії 10-15 хвилин ретельно обмити водою, а потім змочити 5 %-ним розчином соди.
Розповідаючи значення соляної кислоти, слід детально зупинитися на її ролі у процесах травлення, розповівши, що в шлунку людини секреторними залозами виділяється соляна кислота, бере участь у травленні. Соляна кислота має також здатністю виборчого згубної дії на бактерії, що потрапляють в шлунок, тобто виконує захисну функцію. При підвищенні секреції соляної кислоти у людини з'являється неприємне відчуття печії, зняти який можна прийняттям ліків " Рені", в крайньому випадку, можна прийняти розчин питної соди (1 ч.л. можна на склянку води).
Розглядаючи властивості оксиду вуглецю (II), необхідно відзначити його токсичну дію на живі організми. При цьому СО зв'язується з гемоглобіном крові, перетворюючи його в карбоксигемоглобін. У результаті гемоглобін втрачає здатність зв'язати і переносити кисень; настає кисневе голодування, і людина гине від задухи. Під час ВВВ фашисти використовували цю властивість СО для масового знищення радянських громадян в машинах - " душогубках ". При взаємодії СО з хлором отримують фосген COCl2 - сильне ОВ задушливого дії.
При повторенні властивостей сполук азоту слід повідомити, що нітрат амонію служить для виробництва вибухових речовин - амонітів, до складу яких входять ще й інші вибухові нітросполуки, а також горючі добавки. Наприклад, до складу амонію входить трінітротолул і порошкоподібний Алюміній. Основна реакція, яка відбувається при вибуху:
NH4NO3 + 2Аl = 3N2 ↑ + 6H2O + Al2O3 + Q
Висока теплота згорання Аl підвищує енергію вибуху. Нітрат Алюмінію в суміші з тринітротолуолом (толом) дає вибухову речовину аммотол. Більшість вибухових сумішей містять у своєму складі окислювач (нітрати Ме або амонію тощо) і пальне (дизельне паливо, алюміній, деревну муку).
Розглядаючи застосування нітратів, можна заслужити повідомлення учня про історію відкриття і застосування чорного, або димного пороху - вибухової суміші нітрату калію з сіркою і вугіллям. Реакція горіння димного пороху:
KNO3 + 3C + S = N2 ↑ + 3СО2 + K2S + Q
Два продукту реакції - гази, а сульфід калію - тверда речовина, що утворить після вибуху " дим ". Джерело кисню при згорянні пороху - нітрат калію. Якщо посудину, наприклад - запаяна з одного кінця труба, закритий рухомим тілом - ядром, воно під напором порохових газів викидається. У цьому виявляється метальна дія пороху. А якщо стінки посудини, в якому знаходиться порох, недостатньо міцні, то посудину руйнується під дією порохових газів на дрібні осколки, які розлітаються навколо з величезною кінетичної енергією. Це бризантне дію пороху.
Шість століть тривало панування чорного пороху у військовій справі. За такий тривалий термін його склад практично не змінився, змінювався лише спосіб виробництва. Тільки в середині минулого століття замість чорного пороху стали використовувати нові вибухові речовини з більшою руйнівною силою. Вони швидко витіснили чорний порох з військової техніки. Тепер він застосовується в якості вибухової речовини в гірничій справі, в піротехніці (ракети, феєрверки), а також як мисливський порох.
Хлор відіграє важливу роль в життєдіяльності організму. Хлориди крові і сечі беруть участь у забезпеченні кислотно-лужної рівноваги, у підтримці водно-сольового балансу організму, входять до складу соляної кислоти шлункового соку. Влітку з посиленням водно-сольового обміну і збільшенням потовиділення відрізняється підвищене виділення хлоридів з потім і зменшення його вмісту в крові та сечі. Добре відомо, що щоденна потреба в хлориді натрію у дітей та підлітків становить 8-10 м.
Фізіологічна роль фтору полягає в активній участі його в процесі розвитку зубів, у формуванні дент і зубної емалі. Істотне значення набуває фтор при процесах кісткоутворення, надає нормалізуючий вплив на фосфорно-кальцієвий обмін. При надмірному надходженні F в організм розвивається захворювання флюороз, а при недостатньому - зубний карієс.
Характеризуючи йод як важливий біомікроелемент, що володіє високою біологічною активністю і надходить в організм разом з харчовими продуктами, слід зазначити, що з ним, зокрема, пов'язується виникнення зобної хвороби. При недостатньому надходженні йоду з їжею виникають серйозні порушення функцій щитовидної залози і розвивається ендемічна зобна хвороба. Добова потреба організму в йоді становить 100-150 мкг, що можна забезпечити споживанням йодованої солі.
Слід розкрити і антибактеріальну дію йоду, застосування його в медичній практиці як знезаражувального кошти.
Висновки
Пізнавальна активність впливає на становлення особистості студента, на його ставлення до самого себе, до інших людей, до виробництва. Водночас пізнавальна активність є основою для формування у студентів готовності до особистого самовизначення в подальшій професійній діяльності. Сформована пізнавальна активність є найважливішою умовою успішності навчання студентів, що характеризує ставлення до змісту і процесу навчання, прагнення до ефективного оволодіння знаннями, вміннями, навичками, мобілізацію морально-вольових зусиль на досягнення навчально-пізнавальних цілей, формування умінь отримувати естетичну насолоду від їхніх досягнень.
Розвиток пізнавальної активності сприяє формуванню позитивного ставлення до теоретичного знання, до навчальної та професійної діяльності, засвоєння практичних умінь, формуванню професійно - особистісних якостей учнів, їхньої мотиваційної, когнітивної та організаційної готовності до професійної самоосвіти, створення основи для розвитку індивідуального стилю професійної діяльності, що сприяє забезпеченню професійної мобільності майбутнього фахівця.
Хімія має багато міжпредметних звязків із суміжними дисциплінами, особливо з природничими науками. Для того, щоб гармонійно і повноцінно розвивати студента, а також зацікавити його у матеріалі, слід використати ці між предметні звязки для підвищення пізнавальної активності.
Таким чином, при систематичному використанні міжпредметних зв'язків в учнів:
-Формується інтерес до предмета.
-Учні привчаються шукати зв'язок хімії з життям, що спонукає їх користуватися додатковими джерелами інформації.
-Підвищується рівень знань.
-Удосконалюються навички самоосвіти.
-Формується діалектико - матеріалістичний світогляд.
Була показана можливість використання міжпредметних звязків в процесі викладання загальної та неорганічної хімії для підвищення пізнавальної активності студентів-екологів 1 курсу.
Список літератури
1.Абдулина О.А. Формирование умений и навыков самостоятельной работы у студентов педвузов в процессе изучения педдисциплин: Сборник научных трудов МПГИ им. Ленина. М., 1980. 155 с.
3.Академик В. Большаков. Будущее экологии - разработка системы сохранения и управления жизнью на Земле // "Наука и жизнь"-2005г.-№12-с.28-29.
4.Астафьева, Людмила Сергеевна. Экологическая химия [Текст] : учебник для сред. проф. образования / Астафьева Л.С. - М. : Академия, 2006. - 223 с.
5.Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия.- М.: Высшая школа, 2005. - 679с.
6.Бабаджанян С.В., Монахов В.М. Межпредметные связи естественно-математических дисциплин на факультативных занятиях.-Сов.педагогика, 1970, № 10, с.36-43.
7.Бабанский Ю.К. Как оптимизировать процесс обучения. М., 1987.
8.Бабанский Ю.К. Личностный фактор оптимизации образования // Вопросы психологии. 1984. №1. С. 51-57.
9.Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. М.: Педагогика, 1989. 192 с.
10.Биосфера. Мысли и наброски. Сборник научных работ В.И. Вернадского. - М.: Издательский Дом "Ноосфера", 2001.-244с.
11.Богдановский, Григорий Андреевич. Химическая экология [Текст] : Учеб. пособие по направлению "Экология и природопользование", спец. "Экология" / Богдановский Г.А. - М. : Изд-во МГУ, 1994. - 238 с.
.Бокова Т.И., Кусакина Н.А., Юсупова Г.П. Основы экологической химии: Учебное пособие/Мин-во с/х РФ, НГАУ - Новосибирск, 2003
13.Бондаревский В.Б. Воспитание интереса к знаниям и потребности к самообразованию. М.: Просвещение, 1985. 144 с.
.Бордовская Н.В., Даринская Л.А., Костромина С.Н. Современные образовательные технологии. М.: Кнорус, 2011.
15.Борисенко Н.Ф. Об основных межпредметных связях. Сов.педагогика, 1971, № II, с.24-32.
16.В.Н. Назаренко "Экологизация курса химии: от темы к теме", МГУ им. В.И. Ленина, "Химия в школе", № 3, 1994 г.
17.Вереснева Е.В. Современные технологии обучения химии. М., 2004.
18.Воробьев Г.В. Межпредметные связи в процессе обучения.
19.Газман О.С., Харитонова В.Е. В школу с игрой. М.: Просвещение, 1991;
20.Глинка Н.Л. Общая химия. - Л.: Химия, 1987. - 702 с.
21.Гузей Л.С., Кузнецов В.Н., Гузей А.С. Общая химия. - М.: Изд. МГУ, 1999. - 333 с.
22.Гусакова, Н.В. Химия окружающей среды [Текст] : учеб. пособие для вузов [по эколог. и химико-эколог. спец.] / Гусакова Н.В. - Ростов н/Д : Феникс, 2004. - 185 с.
23.Зайцев О.С. Методика обучения химии. М., 1999.
24.Исидоров, Валерий Алексеевич. Экологическая химия [Текст] : Учеб. пособие для вузов по спец. "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов" / Исидоров В.А. - СПб. : Химиздат, 2001. - 303 с.
25.Казаренков В.И. Основы педагогики: интеграция урочных и внеурочных занятий школьников: Учебное пособие. М.: Логос, 2003. 96 с.
.Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. - М.: Химия, 2006.- 632 с.
27.Кларин М.В. Инновации в мировой педагогике. Рига, 1998.
28.Ковалевский И. Организация самостоятельной работы студента // Высшее образование в России №1, 2000, с.114-115.
29.Колесецкая, Галина Ивановна. Экологическая химия в вопросах и ответах [Текст] : учеб. пособие для вузов по спец. - химия / Колесецкая Г.И., Лесовская М.И. - Красноярск: КГПУ, 2004. - 113 с.
30.Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Основы неорганической химии. - М.: Мир, 1979. - 677 с.
31.Крестов Г.А. Теоретические основы неорганической химии. - М.: ВШ, 1982. - 295 с.
32.Кузнецова Н., Васильева П. Обучение химии. С.-Пб.: КАРО, 2003.
33.Кумачев, Анатолий Иванович. Глобальная экология и химия / А.И. Кумачев, Н.М. Кузьменок. - Минск: Университетское, 1991. - 182,[2] с. : ил.; 20 см. Библиогр.: с. 182-183 (25 назв.).
34.Леенсон И. Занимательная химия. М.: Росмэн,1999.
35.Максимова В.Н. Межпредметные связи в процессе обучения. - М.: "Просвещение", 1988.
36.Маркович Данило Ж. Социальная экология. - М.: изд-во РУДН, 1997.
37.Н.Ф. Реймере "Охрана природы и окружающей человека среды", Москва, "Просвещение", 1992 г.
.Назаренко, В.М. Экологическая компонента в школьном курсе химии [Электронный ресурс] / В.М. Назаренко // Химия. - 2006. - № 23. - Режим доступа: http://him.lsеptеmbеr.ru/articlе.php/. - Загл. с экрана.
39.Некрасов Б.В. Основы общей химии. - М.: Химия, 1973.- т. 1,2.
40.Некрасов Б.В. Основы общей химии. В 3-х т. - М.: Химия, 1967. - 518 с. (т.1); 1968. - 399 с. (т.2); 1970. - 415 с. (т.3).
41.Неорганическая химия в 3-х томах. Под ред. Ю.Д. Третьякова. М., Академия, 2004
42.Никольский А.Б., Суворов А.В., Химия. 2001. СПб: Химиздат.
43.Орлов, Дмитрий Сергеевич. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении [Текст]: Учеб. пособие для химич., химико-технологич. и биологич. спец. и напр. вузов / Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Лозановская И.Н. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 2002. - 334 с.
44.П.Ф. Буцкус "Химия и охрана окружающей среды", "Химия в школе" № 6, 1985 г.
.Радкевич В.А., Экология: Учебник. - 3-е изд., переработано и дополнено - Мн.: Высшая Школа, 1997.
46.Реми. Курс неорганической химии. - М.:Мир, 1966
47.Смолкин А.М. Активные методы обучения. М.: Просвещение, 1991.
.Стась Н.Ф. Справочник по общей и неорганической химии. - 2000 - 2006. - 73 с.
.Стась Н.Ф., Плакидкин А.А., Князева Е.М. Лабораторный практикум по общей и неорганической химии. - 2007.
.Степин Б.Д., Цветков А.А. Неорганическая химия.- М.: Высшая школа, 2005.
51.Суворов А.В., Никольский А.Б. "Общая химия". Учебник для ВУЗов. СПб: "Химия", 1997, 624 с.
52.Суворов А.В., Никольский А.Б.. Вопросы и задачи по общей химии. 2002. СПб: Химиздат. 304 с.
53.Тарасова, Наталия Павловна. Химия окружающей среды: Атмосфера: учеб. пособие для вузов по напр. "Экология и природопользование" / Тарасова, Наталия Павловна, Кузнецов, Владимир Алексеевич. - М. : Академкнига, 2007. - 228 с. - Библиогр.: с. 228.
54.Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. - М.: Высшая школа,2007.- 526 с.
55.Уткин, А.В. Ролевые игры как средство экологического образования будущих учителей [Текст] : авторсф. дне.... канд. псд. наук/ АВ. Уткин. -Москва: Ин-т развития личности РАО, 1996.- 18 с.
56.Учителю химии о внеклассной работе / Сост. А.Х. Гусакова, А.А. Лазаренко. М.: Просвещение, 1998.
57.Хаускрофт К., Констебл Е. Современный курс общей химии (в 2х томах), М. Мир, 2002.
58.Химия. 10 класс: Настольная книга учителя / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. - М.: Дрофа, 2004.
59.Чернобельская Г.М: Теория и методика обучения химии. М.: Дрофа, 2010.
60.Чибисова, Н.В. Экологическая химия [Текст] / Н.В. Чибисова. - Калининград: Калининградский государственный университет, 1998.- 113 с.
61.Ширшина Н.В. Химия для гуманитариев. 10,11 классы: элективный курс- Волгоград: Учитель, 2007.
62.Щукина Г.И. Активизация познавательной деятельности учащихся в учебном процессе: Учебное пособие для студентов. М.: Просвещение, 1999г.
.Щукина Г.И. Педагогическая проблемы формирования познавательного интереса учащихся. - М.: Педагогика, 1998. - 203с.
.Экологическое образование и воспитание учащихся средствами предмета химии", Киров, 1990 г.
.Энгельс Ф. Диалектика природы. - Маркс К., Энгельс Ф., соч. 2-е изд., т.20, с.343-626.
.Яншин А.Д. Научные проблемы охраны природы и экологии. // Экология и жизнь - 1999 - №3.