Заттар және олардың жіктелуі жайлы түсініктерді қалыптастыру

Химияны 8-сыныпта оқыту барысында зат туралы түсініктің қалыптасуы үш кезеңнен тұрады. Оның алғашқысы эмпирикалық, екіншісі мен үшіншісі теориялық. Теориялық кезеңге өтуге мүмкіндікті химияны оқытудың ғылыми негізі ретінде атом-молекулалық ілім береді. Зат туралы түсінікті қалыптастыру үнемі динамикалық жылжу үстінде басқа заттармен байланыста беріледі. Екінші ерекшелігі мектеп химия курсының басынан аяғына дейін зат зерттеу нысаны болып қала береді де зат туралы түсінікті қалыптастыру әрдайым басқа түсініктермен байланысты жүреді. Үшінші ерекшелігі бұл түсінікке дәл аныққтама беру қиындығында болып табылады. Бірінші кезеңде «зат» ұғымына анықтама беру аса негізделмеген деуге болады. «Зат»түсінігі - жалпы ғылыми түсінік. Сондықтан зат дегеніміз тыныштық күйде массасы бар материя түрі деген анықтаманы беру үшін алдымен «зат», «өріс» түсініктері арасындағы байланысты анықтап, «материя» деген жалпы түсінікпен арасындағы байланысты айқындау қажет болады. 8 сынып оқушылары үшін мұндай байланысты ашу қиындық туғызады. Сондықтан бастапқы кезеңде «зат» түсінігінің абстрактылығына байланысты жалпы ғылыми анықтаманы берудің қажеті шамалы. Ол анықтама химияны оқытудың соңғы кезеңінде беріледі. Бастапқы кезеңде зат деп денені не құраса соны айтамыз. Бұл тіпті де анықтама деуге келмейді, керісінше осы түсінікті анықтауға арналған бағдар деуге болады.

Сoнымен зат туралы түсінікті қалыптастырудың бірінші кезеңі эмпирикалық болып табылдады.

Химияның бастапқы курсында оксид, негіз, қышқыл, тұздарды оқыту әдістемесі

Оксид, негіз, қышқыл, тұз жайлы алғашқы түсініктер 8 сыныпта оқытылатын негізгі маңызды заттар оттек, сутек, су тақырыптарында беріледі. Осы тақырыптарды өткенде оқушыларды біртіндеп бейорганикалық қосылыстар кластарымен таныстырады. Мұнда берілетін мәліметтер толық емес, жеткіліксіз жүйеленгендіктен периодтылық заңдылықты оқытуға база болуға жеткіліксіз. Сондықтан бейорганикалық қосылыстардың негізгі кластарын жалпылау тағы да бір рет беріледі.

Бастапқы кезеңде оқыту оқушылардың сезімдік мәліметтері мен типтік оксидтер, негіздер, қышқылдар мен тұздар жайлы бейнелік көріністер қалыптасуына бағытталады. Осы аталғандар негізінде қосылыстардың жеке кластары жайлы алғашқы түсініктер қалыптасады. Бұл заттарды тану көзі болып эксперимент пен оқушылардың өмірлік тәжірибесі есептеледі. Оны меңгеру құралы ретінде бейнелік көрнекілік, жаттығулар жүйесі мен танымдық есептер қолданылады. Эмпирикалық тану әдістері мен салыстырудың логикалық операциялары, қорытындылау, эмпирикалық фактілерді жіктеу (заттың жалпы қасиеттерін тауып класқа біріктіру жағдайын анықтайтын).

Түсінікті қалыптастыру үшін фактілер жеткілікті, тәжірибелер нұсқалық, жалпы қасиеттер жекелік қасиеттерге бағыттылған, белгілі қасиеттер белгісізге бағытталған болу керек.

Қосылыстардың негізгі мәнді белгілерін бөліп көрсету үшін түсініктер мен символика негізгі құрал болады.

Алғашқы анықтамаларға келесідей талаптар қойылады: ол оқушылар үшін түсінікті, кластардың негізгі белгілерін ғана қарастырып, кейінгі түсініктердің дамуына бөгет жасамауы керек.

Ең алдымен оксидтер жайлы түсінік қалыптастырылады. Онымен танысу «Оттек. Оксидтер. Жану» тақырыптарында оттектің химиялық қасиеттерін эксперименттік жолмен оқытуда өтілді. Әдістемелік жағынан тәжірибені мақсатты түрде бақылау келесідей схемамен өтуі керек. Бастапқы зат- жану процесі- реакция өнімі. Оқушылардың зейіні тек жану эффектісіне аумай, заттарды да бақылау үшін құтыларға жай заттар мен олардың оксидтерінің үлгілері салынады. Оқушылар оксидтердің түзілуі мен күйін (қатты, сұйық, газ) бақылауы керек. Оқушылардың өзіндік жұмысы ұйымдастырылады.

7-кесте Заттардың тотығу процесі

Ол үшін оқушыларға жай заттар мен оксидтердің таратпа үлгілері беріледі. Оқушылар көп жағдайда жай заттарды олардың оксидтерімен шатастырады. Оның себебі олардың аталуындағы ұқсастық. Заттардың жану процесі кезінде 7- кестені толтырған пайдалы.

Тотығу реакциясын анықтау оксидтерді осы процестің өнімі ретінде оқуға мүмкіндік береді. Жану реакциясының нәтижесін жалпылау және оның өнімдерін зат формуласы негізінде салыстыру оксидтердегі ортақ нәрсе құрамының екі элементтен тұратындығын табуға жағдай жасайды. Бұл белгілер оксидтерді анықтауда қолданылатыны белгілі. Оксидтер – күрделі заттар. Оқушылардың оксидтердің формуласын валенттілік көмегімен құруына дағдыландыру керек. Халықаралық және травиальды номенклатурамен таныстырған жөн. Жаттығулар орындау оқушылардың валенттілік бойынша формула құрып, жану реакциясы теңдеуін жазып теңестіруіне қажетті икемділіктерді игеруіне мүмкіндік береді. Химиялық диктанттар оксидтер атауларын формуласымен салыстыруға халықаралық, қазақша, травиальды атауларын сәйкестендіруге дағдыландырады.

«Сутек. Қышқылдар» тақырыбында оқушылар бейорганикалық қосылыстардың екі класы туралы түсінік қабылдайды. Олар қышқылдар мен тұздар. Сутекті оқудан олар оның қосылыстары қышқылдарға өтеді. Әдістемелік тәсіл ретінде оқушылардың өмірлік тәжрибесі мен күнделікті тұрмыста қолданатын лимон, қымыздық, сүт қышқылдарын мысалға келтіруге болады.

Мұнда оларға тән ортақ қасиет қышқыл дәмі аталады. Олардың аты да осы сөзден шығып тұр. Осыдан кейін күкірт және тұз қышқылдары қарастырылады. Қышқылдардың осындай типтік өкілдері мысалдар саны шектеп қышқылдардың құрамы мен қасиеті туралы жалпы мағлұмат беруге мүмкіндік береді. Оларды оқыту кезінде қышқылдармен жұмыс істеу дағдысын қалыптастырып, оларды айыра білуге үйреткен жөн. Ол үшін қықшқылдарды оқыту кезінде жеке қасиеттеріне көңіл аудару керек.

Қышқылдар жайлы түсініктерді қалыптастыру олардың құралы мен типтік белгілерін айқындаудан басталады. Қышқылдарды салыстыру олардың құрамын айқындауға яғни сутек бәріне ортақ ал қышқыл қалдығы әр текті қасиет екендігін белгілеуге мүмкіндік береді. Оқушылар қышқыл қалдықтары мен олардың валенттілігі жайлы түсінік алды.

Қышқылдардың жалпы қасиеттерін оқыту олардың индикаторға қатысты анықтаудан басталады. Лакмус пен метилоранж қарастырылады. Кейде оқушыларда қате түсінік қалыптасады. Олар қышқылдар индикатор әсерінен түсін өзгертеді деп есептеледі. Ондай қате пікір қалыптаспас үшін индикатор қағазын қолданған дұрыс.

Мектеп бағдарламасы бойынша қышқылдардың металдармен әрекеттесуі оқытылады. Бұл жерде біз металдардың белсенділігі туралы түсінікті беріп, орын басу реакциясы туралы түсінікті кеңінен қалыптастыруды жүзеге асырамыз.

Оқытуды сұрақ қоюдан бастаймыз: 1) Қышқылдар металдармен әрекеттесе ме? 2) Барлық қышқылдар мен металдар бір- бірімен әрекеттесе ме? 3) Бұл реакциялар бірдей жылдамдықпен өте ме? Оған жауапты оқушылар тұз қышқылын Cu, Fe, Mg түйірлерімен әрекеттестіру нәтижесінде алады. Немесе сұйық күкірт қышқылын қолданамыз. Оқытушы тәжрибені параллельді жүргізіп, реакция өнімдерін зерттейді.

8-кесте Тәжрибе мәліметтері

Қышқылдардың металдармен әрекеттесуі жалпы қасиетке жатпайды (себебі барлық жағдайда сутегі бөлінбейді). Орын басу реакциясы қышқылдар түсінігін анықтауда аса маңызды белгі емес, сондықтан оны алмасу реакциясынан кейін беру керек.

Қышқылдардың металл оксидтерімен реакциясы нақты қышқылдар мен оксидтер жайлы білімді нақтылауда қолданылады. Әңгімелесу барысында оқушылар қышқылдардың металдармен реакциясы теңдеуін, формуласын талдап, қышқыл ерітінділерін индикаторлармен анықтайды. Енді осы жерде қышқылдар металл оксидтерімен әрекеттесе ме деген сұрақ туындайды. Егер әрекеттессе қандай типке жатады? Сұраққа жауапты оқушылар MgO, CaO, CuO күкірт, тұз, азот қышқылдарымен әрекеттестіру нәтижесінде табады. Алмасу реакциясының мәнін түсті бормен, қарандашпен реакция теңдеуін жазу арқылы және салыстырмалы талдау арқылы түсіндіріледі. Осындай реакциялар қышқылдардың жалпы реакцияларына жатады. Осыдан кейін алмасу реакциясына анықтама беріледі де оқушыларға белгілі реакциялар типтерінің қатарына кіргізіледі.

Қышқылдарды алғаш рет оқыту олардың жалпы қасиеттерін қорытындылап анықтамасын бекітумен аяқталады. «Қышқылдар дегеніміз- қышқыл қалдығымен байланысқан металдармен алмаса алатын, сутегі атомынан тұратын күрделі заттар» анықтамада қышқылдардың құрамы мен негізгі қасиеттерін ашатын себеп-салдарлық байланыс анықталады. Қышқылдардың металмен әрекеттесуі тұздарды оқытуда өтуге мүмкіндік береді. Тұздардың химиялық қасиеті қарастырылады.

Басты назарды нақты тұздарды сипаттауға, олардың құрамы мен номенклатурасын оқуға, тұздар формуласын құруға аудару керек. Тұздар номенклатурасын оқытуды қышқылдар атымен байланыстырған дұрыс себебі олар тұздардың топтық атауын анықтайды. (хлоридтер, сульфаттар, нитраттар). Дағдыларын дамыту үшін (тұздар формуласы мен атын құрғанға) жаттығулар орындату керек. Әсіресе программаланған тапсырмалар, тест тапсырмалары, химиялық диктанттарға көп көңіл бөлінеді.

«Су. Ерітінділер. Негіздер» тақырыбында оқушыларды негіздер класымен таныстыру өтеді. Алдымен сілтілер оқытылады. Судың сілтілік және сілтілік жер металдарымен әрекеттесуі және олардың оксидтерімен әрекеттесуі сілтілерді оқытуға өтуге жағдай туғызады. Себебі осы айтылғандар сілтілерді алу әдісіне жатады. Осы реакциялардың өнімдеріне салыстыру мен талдау олардың құрамы мен жалпы белгілерін орнықтыруға мүмкіндік береді.

Гидроксотоп пен оның валенттілігі жайлы түсінік те осы жерде беріледі. Оған реакция механизмін анықтайтын реакция теңдеуін мысалға келтіру көмектеседі.

Na+H-OH=Na-OH+H

2Na+2H₂O=2NaOH+H₂

H-OH түрінде жазылған су формуласы мен Na-OH түріндегі натрий гидроксиді формуласын салыстыру гидроксо мен оның валенттілігі жайлы мәліметтерді қорытындылауға мүмкіндік туғызады.

Сілтілер қасиетімен танысу типтік өкілдері NaOH, KOH, Ca(OH)₂ мысалында өтеді. Оқушыларды олардың сыртқы түрімен, ерігіштігіне, индикаторға қатысымен, мата, киім, қағазға әсерімен таныстырып, олармен жұмыс істеу кезіндегі қауіпсіздік шараларымен таныстыру керек. Және олармен жұмыс істеу икемділігін қалыптастырған дұрыс. Бұл сабақта оқушылар жаңа индикатор фенолфталеинмен танысады, сілтілерді анықтау дағдысын игереді. Оқу танымдық әдіс ретінде оқулықпен өздігінен жұмыс, зертханалық эксперимент және оқытушы әңгімесін алуымызға болады.

9-кесте Суда ерімейтін негіздер

Негіздің аталуы мен формуласы	Түсі мен күйі	Суда ерігіштігі	Индикаторға әсері	Қыздыруға қатысты реакция теңдеуі
Мыс (II) гидроксиді Cu(OH)2	Көк түсті қатты зат	ерімейді	өзгертпейді	Қыздырғанда қара түсті мыс оксиді мен суға ажырайды Cu(OH)2→CuO+H2O

Қорытындылаушы жұмыс ретінде оқушыларға кестені толтыруды ұстаған жөн. «Индикаторлардың әр түрлі ортада түсін өзгертеді» деп аталатын кесте сілтілер қасиетін жалпылап оларға анықтама беруге жағдай жасайды. Осындай жоспармен суда ерімейтін негіздерді оқытып мәліметтерді 9- кестеге енгізуге болады.

Суда ерімейтін негіздерді сілтілермен салыстыру олардың ерекшелігін анықтауға мүмкіндік береді.

Оқушыларға заттардың қасиеті құрамына байланыстылығы белгілі. Енді тек гидроксотоптың болуына орай ортақ қасиеттердің негіздерде болуын анықтау маңызды мәселе. Бұл мәселе бейтараптандыру реакциясын эксперименттік жолмен оқыту арқылы шешіледі. Тұз қышқылының натрий гидроксидімен бейтараптануын демонстрациялау оқушыларды бюреткамен, титрлеу әдісімен, оның зертханада қолданылуымен таныстырады. Бұл жағдайда реакция жүргендігі индикатор көмегімен, ал оның өнімі тұздың түзілгендігі ерітіндіні суалту арқылы анықталады. Тұздың түзілуін Ba(OH)₂ немесе Ca(OH)₂-нің H₂SO₄-пен әсерлесуін эксперименттік жолмен бақылау арқылы көруге болады (демонстрация). Ал зертханалық жұмысқа HCI, Ca(OH)₂, Fe(OH)₃, Cu(OH)₂ ерітінділері қолданылады. Тәжрибелер нәтижесін қорытындылау барысында оқушылар процесс мәнін ашып, «бейтараптандыру» терминін анықтайды, анықтама беріп, реакцияның жалпы жіктелуін енгізеді. Оқушыларды келесідей тұжырым жасауға әкелу керек: 1)Барлық қышқылдар мен негіздер бір-бірімен әрекеттеседі. 2)Бейтараптандыру реакциясы- негіздер мен қышқылдардың ортақ қасиеті.

Оқушыларға қышқылдар металл оксидтерімен әрекеттесетіні белгілі. Ал еритін негіздер бейметалл оксидтерімен әрекеттесе ме? Бұл сұраққа жауапты қатты NaOH-пен CO₂ арасындағы реакцияны демонстрациялаудан аламыз. Зертханалық жұмыстар

KOH+P₂O₅= Ca(OH)₂+CO₂=

Ba(OH)2+CO₂= Ba(OH)₂+SO₂=

Оқушыларды бұл сілтілер үшін типтік реакциялар екеніне нандырады. Сілтілер қатты күйде де еріген күйде де қышқылдық оксидтермен әрекеттесуі де су мен тұз түзеді. Бұл процесті бейтараптандыру реакциясымен салыстыру керек, ол алмасу реакциясына жатады. Әдетте оқушылар мұндай реакция теңдеуін жазуға қиналады. Онда келесідей тәсілді қолданған дұрыс: бейметалл оксиді сәйкес қышқыл формуласын жазу керек, ал тұз формуласын оның туындысы түрінде көрсетеміз.

SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O

Негіздерді оқытуды негіздер жайлы салыстырмалы қорытындымен және жаттығулар орындаумен аяқтаймыз.

Қышқыл, су, негіздерді оқыту оксидтер туралы алғашқы мәліметтерді толықтырып, химиялық қасиеттері жайлы түсініктерін кеңейтеді. Алынған білім негізінде аталған заттардың реакцияларына қайтаайналып келіп енді оларды оксидтер тұрғысынан қарастыруға болады. Тағы да бір рет оксидтердің сумен реакциясына қайта айналып келіп, барлық оксидтер бірдей гидратталмайтындығын оқушылар меңгеруін қадағалау керек. Сондықтан сумен әрекеттесу барлық оксидтерге тән емес.

Бұл сұраққа жауап беру үшін зертханалық жұмыс қойылады. Сынауықтарға натрий, кальций, мыс, темір, фосфор, кремний оксидтері салынып оларға су құйылады да 2-3 тамшы индикатор тамызу керек. Индикатор түсінің өзгеруіне қарап оксидтердің гидратациясы өтті ме жоқ па анықтауға болады.

Тәжрибелер негізінде қорытынды жасау.

1) Сумен еритін негіз бен қышқыл сәйкес келетін оксидтер әрекеттеседі.

6-сурет Оксидтердің қасиеттері