Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние проблемы исследования 11
1.1. Краткий исторический обзор теорий химической связи 11
1.2. Рассмотрение содержания темы "Химическая связь" в учебной литературе..,. 20
1.3. Обсуждение методических подходов к изучению темы "Химическая связь"... 26 Выводы к главе 1 34
Глава 2. Содержание и структура темы "Химическая связь" в системе курса химии.. 36
2.1. Место учения о химической связи в системе химического знания 36
2.2. Отбор учебного материала по разделу "Химическая связь" 38
2.3. Структура и содержание лекционного курса по разделу "Химическая связь".. 44
2.4. Методика проведения семинарских занятий с последовательным введением понятий о химической связи . 55
Выводы к главе 2 58
Глава 3. Организация изучения темы "Химическая связь" в курсе химии 60
3.1. Психолого-педагогические основы организации обучения 60
3.2. Проблемная лекция как одна из форм повышения эффективности усвоения материала раздела "Химическая связь" 62
3.3. Дискуссионная форма проведения семинарских занятий как один из
факторов активизации умственной деятельности студентов 65
Выводы к главе 3 68
Глава 4, Педагогическое иследование и его результаты 69
4.1. Сущность педагогического исследования 69
4.2. Результаты исследования эффективности лекционной формы обучения 72
4.3. Результаты исследования эффективности семинарской формы проведения занятий 78
4.4. Обсуждение результатов педагогического исследования и рекомендации по изучению темы "Химическая связь" 86
Выводы к главе 4 88
Заключение 89
- Краткий исторический обзор теорий химической связи
- Место учения о химической связи в системе химического знания
- Психолого-педагогические основы организации обучения
Введение к работе
Актуальность исследования. Современное развитие науки и техники привело к резкому изменению решаемых задач и выдвинуло новые требования как к высшему образованию вообще, так и к научной подготовке студента в частности. В настоящее время особенностью специалиста следует считать наличие у него творческого мышления, одним из важнейших качеств которого является системность.
В педагогической литературе показано, что формирование системного мышления возможно только на основе усвоения системных знаний. Системность -это некая целостность знания, в которой каждый его элемент отражает систему изучаемого объекта (Л.Я.Зорина).
О.С.Зайцев предлагает рассматривать химию как систему, состоящую из четырёх элементов или блоков содержания, соответствующих основным учениям химии. Одним из её элементов является учение о строении вещества, в основе которого лежит представление о химической связи. Системные знания о строении вещества предполагают, прежде всего, системное рассмотрение химической связи. Кроме того, десятилетия поисков не привели к созданию единой теории химической связи. Существующие теории и модели не связаны между собой, поэтому не образуют общую систему понятий и представлений о химической связи. Это создаёт значительные трудности как в преподавании, так и в усвоении данного материала.
Поэтому разработка системного подхода к рассмотрению раздела "Химическая связь" в курсе химии представляется актуальной.
Проблема исследования заключается в поиске педагогических условий для формирования у студентов системного химического мышления.
Данная проблема определила цель исследования.
Целью исследования является совершенствование методики преподавания раздела «Химическая связь» на основе системного подхода, направленное на повышение степени усвоения данного материала студентами.
Объектом исследования явился процесс обучения в высших учебных заведениях.
Предмет исследования - совершенствование содержания раздела «Химическая связь» в курсе химии высшей школы и методика его преподавания.
Гипотеза исследования: если переструктурировать содержание раздела «Химическая связь» на основе системного подхода и последовательно распределить сведения о химической связи по семинарским занятиям, то это позволит:
сделать усвоение одного из самых трудных теоретических разделов химии более эффективным;
сформировать у студентов на начальной стадии изучения химии в ВУЗе современную научную картину образования химической связи;
научить студентов описывать молекулы с помощью количественных характеристик и математических моделей;
сформировать умения многостороннего подхода к изучаемому объекту (химической связи);
развить один из компонентов творческого мышления - системность.
Для достижения поставленной цели исследования и для проверки выдвинутой гипотезы необходимо было решить следующие задачи: 1. Провести анализ методической, учебной и научной литературы по проблеме
исследования и показать необходимость системного подхода к преподаванию
данного раздела.
Отобрать учебный материал для создания лекционного и семинарского курсов по разделу «Химическая связь».
Предложить структуру курса по разделу «Химическая связь», основываясь на современных взглядах на процесс ее образования.
Разработать методику проведения семинарских занятий, в которой учение о химической связи выступает в качестве системообразующего фактора.
Показать в ходе педагогического эксперимента более высокий уровень усвоения учебного материала на лекционных и семинарских занятиях и доказать сформированность навыков системного химического мышления.
Методологической основой исследования послужили основные положения системного подхода к обучению (О.С.Зайцев), теория поэтапного формирования умственных действий (П.Я.Гальперин, Н.Ф.Талызина) и современные теории химической связи.
При решении поставленных задач использовались следующие методы исследования: анализ психолого-педагогической и методической литературы по проблеме исследования; анализ учебников по общей химии и специальной научной литературы по проблемам химической связи; моделирование структуры лекционного и семинарского курсов по разделу «Химическая связь», в которых учение о химической связи выступает в качестве системообразующего фактора; изучение усвоения знаний студентами в ходе педагогического эксперимента; беседа; качественная и количественная обработка результатов педагогического эксперимента.
Исследование проводилось в три этапа.
На первом этапе (1994-1995 гг.) определены цели и задачи исследования, проведен анализ методической, учебной и научной литературы.
На втором этапе (1995-1996 гг.) разработаны содержание и структура лекционного курса по разделу «Химическая связь»; проведен констатирующий
эксперимент по выявлению исходного уровня знаний студентов; экспериментально проверена эффективность предложенной методики.
На третьем этапе (1996-1997 гг.) разработана и экспериментально проверена методика проведения семинарских занятий по общей химии, в которой учение о химической связи выступает в качестве системообразующего фактора; в ходе педагогического эксперимента изучена эффективность усвоения химических знаний студентами; проведен качественный и количественный анализ результатов педагогического эксперимента; оформлен текст диссертации.
Достоверность результатов педагогического эксперимента обеспечена анализом методической, учебной и научной литературы; итогами предлоденной организации учебного процесса; применением различных методов обработки педагогического эксперимента и полученными показателями.
Научная новизна исследования заключается в том, что: 1) на основе деятельностной теории обучения усовершенствована методика преподавания учения о химической связи; 2) отобран необходимый учебный материал, позволяющий заложить глубокие теоретические основы знаний на начальном этапе изучения химии в ВУЗе; 3) разработана методика проведения семинарских занятий, в которой учение о химической связи выступает в качестве системообразующего фактора; 4) разработан методический подход, способствующий развитию системного химического мышления.
Апробация работы осуществлялась в ходе учебного процесса на географическом факультете Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова в течение 1994-1997гг. Результаты исследования обсуждались на методических семинарах лаборатории методики обучения химии кафедры общей химии МГУ имени М.В.Ломоносова (1995-1997гг.), на Всероссийском методическом семинаре по химии в МПГУ имени В.И.Ленина (1996г.), на
заседаниях кафедры общей химии МГУ имени М.ВЛомоносова (1997г.), а также изложены в девяти публикациях автора диссертации.
Отобранный учебный материал оформлен в виде методического пособия «Химическая связь в курсе общей химии» и использовался в педагогической практике преподавания на лекциях и семинарских занятиях по химии, некоторые положения диссертации применялись в дипломных работах студентов химического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова и Марийского государственного университета.
На защиту выносятся:
содержание и структура раздела «Химическая связь» для студентов первых курсов естественнонаучных специальностей университетов, построенного на основе системного подхода к обучению;
методика проведения семинарских занятий по общей химии, в которой учение о химической связи выступает в качестве системообразующего фактора.
Апробация работы осуществлялась в ходе едагогического эксперимента в Московском Государственном университете им. М.В.Ломоносова в течение 1994-1997 гг.
Основное содержание работы было изложено в следующих публикациях:
А.А.Буданова, Т.В.Попова, О.С.Зайцев. Методическое пособие по изучению темы "Химическая связь" в курсе общей химии. // Изд-во хим. ф-та Моск. ун-та, Москва, 1996г.-72с.
А.А.Буданова. Проблемы методики преподавания учения о химической связи в высшей школе. // Актуальные проблемы химического и химико-педагогического образования на довузовском, вузовском и послевузовском этапах. Тезисы доклада 5 Российского координационного совещания 14-17 ноября 1995г. г. С.-Петербург. - С.-Птб.: "Образование". - с.54-55.
А.А.Буданова. Методический подход к изучению химической связи в курсе общей химии. // Актуальные проблемы непрерывного химико-педагогического и химического образования в средней и высшей школе. Тезисы доклада XL111 Всероссийской научной конференции 20-23 мая 1996г. г. С.-Петербург. -С.-Птб.: "Образование", 1996.-е! 16.
А.А.Буданова, Т.В.Попова. Содержание темы "Химическая связь" в курсе химии педагогических вузов. // Актуальные проблемы непрерывного химико-педагогического и химического образования в средней и высшей школе. Материалы научно-методического совета по химии УМО. 13-15 ноября 1996г. г. Киров.-Киров: ВГПУ.-С.31-32.
А.А.Буданова. Вопросы методики преподавания учения о химической связи. // Инновационные процессы в образовании при решении задач современной школы. Сборник научных трудов межвузовской конференции 10-11 мая 1996г. г. Тобольск.-Тобольск: ТГПИ им. Д,И.Менделеева.-с.42-44.
А.А.Буданова. Новый методический прием в преподавании учения о химической связи, // Инновационные процессы в образовании при решении задач современной школы. Сборник научных трудов межвузовской конференции 10-11 мая 1996г. г. Тобольск.-Тобольск: ТГПИ им.Д.И.Менделеева.-с.81 -83.
А.А.Буданова, Е.В.Бондарева, Т.В.Попова, О.С.Зайцев. Изучение вопросов химической связи в курсе общей химии. // Сборник трудов региональной научно-практической конференции преподавателей и аспирантов "Деятельностный подход в обучении студентов" 24-25 ноября 1997 года г. Киров.-Киров: ВГПУ.-С.9-11.
A.A.Budanova, T.V.Popova. The scientifc approach to teaching the chemical bond. II Science and technology education for social and economic development. Second simposium of central and east european countries. Lublin, Poland, June 2-5,1997; С М- fb
_9„
9. Е.В.Бондарева, А.А. Буданова, Т.В.Попова, О.С.Зайцев. Организации семинарских занятий по химии с последовательным введением понятий о химической связи. // Проблемы развивающего химического образования в средней и высшей школе. Материалы III Всероссийской научно-практической конференции. 16-18 ноября 1997г. Иркутск.- Иркутск: ИГЛУ. - с. 50-51.
Краткий исторический обзор теорий химической связи
Учение о химической связи - центральная проблема современной химии. Не зная природу взаимодействия атомов в веществе, нельзя понять причины многообразия химических соединений, представить механизм их образования, их состав, строение и реакционную способность. Создание надежной модели, отражающей строение атомов, молекул и природу сил между ними, позволит рассчитать свойства веществ, не прибегая к эксперименту [3].
Первая попытка создания теории химической связи относится к началу XIX века, когда в 1803-1804 годах Т.Бергман и К.Бертолле выдвинули идею о том, что стремление частиц к взаимодействию вызвано действующими между ними силами всемирного тяготения. Однако, соответствующий расчет, показавший отсутствие прямой зависимости между массой атомов и свойствами молекул, практически сразу показал нежизнеспособность этой теории.
Ей на смену пришла электрохимическая теория Й.Берцелиуса, которая появилась в 1810 году. Согласно этой теории атом - неделимая частица вещества, но он имеет два полюса - положительный и отрицательный, причем у одних преобладает один, а у других - второй. Атомы притягиваются друг к другу этими полюсами. Теория Й.Берцелиуса явилась развитием идей Г.Дэви о том, что химическая связь возникает благодаря взаимному притяжению разноименных зарядов. На первый взгляд электрохимическая теория представлялась правдоподобной, однако, она была не в состоянии объяснить существование прочных молекул из атомов одинаковой полярности (Ог, Н2, С12) и осуществление процессов, в которых разнополярные элементы заменяли друг друга в соединениях. Поэтому вскоре она исчезла из научного обихода.
В 1840 году Ш.Жерар и Ж.Дюма выдвинули теорию типов, согласно которой химические свойства веществ связаны с аналогией в состоянии молекул и почти не зависят от природы атомов. Это было попыткой построения теории химии, исходя из данных о состоянии вещества. Ради втискивания в "прокрустово ложе" многочисленных вновь получаемых соединений приходилось приписывать одному и тому же веществу различные формулы в зависимости от того, в какую реакцию оно вступает. Попытки выяснить строение молекул принципиально отвергались.
1852 год ознаменовался появлением исследований Э.Франкленда, на основе которых он ввел в химию понятие "валентность" - способность атома вступать в соединение с определенным числом других атомов.
В 1861 году А.М.Бутлеров выдвигает теорию строения органических соединений, которая наносит решительный удар по теории типов. Бутлеров объяснил многообразие органических веществ и показал, что внутренняя структура молекул познаваема и доступна для воспроизведения. Было показано, что именно строение молекул и взаимное влияние атомов друг на друга лежит в основе всех химических свойств веществ,
1869 год стал годом появления одного из самых значимых законов химии -периодического закона Д.И.Менделеева. Впервые была найдена возможность сопоставления положения элемента в периодической системе и его валентности. Кроме того, в науке появляется понятие о переменной валентности.
1874 год считается годом рождения стереохимии. Ее основатель Я.Вант-Гофф дополняет теорию Бутлерова понятием о направлении связей в пространстве.
В 1916 году после появления планетарной модели Э.Резерфорда и теории Н.Бора временно выдвигаются две теории химической связи, которые на длительный период определили в науке, и особенно в преподавании химии, взгляд на процесс образования химической связи. Это гипотезы ковалентной связи Г.Льюиса и ионной связи В.Косселя.
В основу своей гипотезы Льюис взял положение о том, что химическая связь получается путем взаимодействия внешних неспаренных валентных электронов, которые образуют общую электронную пару. Причем образование этой общей электронной пары предложено было рассмотреть двумя способами. Либо каждый атом предоставляет для этого один неспаренный электрон, либо от одного из атомов участвует неподеленная электронная пара, а от другого - вакантная атомная орбиталь. По представлениям Льюиса связь должна быть двухзлектронная, двухцентровая, локализованная между каждой парой взаимодействующих атомов. Именно такую связь было предложено назвать ковалентной.
Гипотеза, предложенная Косселем, предполагала следующее: атомы металлов способны легко терять внешние валентные электроны, превращаясь при этом в положительно заряженные ионы, а атомы неметаллов способны их принимать, становясь отрицательно заряженными ионами. При этом и те, и другие стремятся стать ионами с электронной конфигурацией ближайших к ним инертных газов. Получающиеся ионы притягиваются друг к другу по закону Кулона, образуя, таким образом, химическую связь, которая называется ионной.
Модели Косселя и Льюиса просто и наглядно объясняли процесс образования химических связей, однако, ни о каком их расчете не могло быть и речи [62]. 999999999995
Суть проблемы стала ясна с появлением квантовой механики (1924 год): электрон обладает корпускулярно-волновым дуализмом свойств, следовательно, и в молекуле он ведет себя так же двойственно, как и в атоме.
На базе квантовой механики в 1927 году появилась современная наука о химической связи - квантовая химия. Именно этот год является годом рождения первого квантово-химического метода расчета и описания химической связи (метод валентных схем), позволяющего объяснить поведение электронов в молекулах и рассчитать основные количественные характеристики химической связи. Эти расчеты, проведенные на основе уравнения Шредингера для молекулы, используя приближение метода ВС, можно было предсказывать устойчивость, реакционную способность и другие свойства веществ. Поскольку точное решение уравнения Шредингера сопряжено с непреодолимыми математическими трудностями даже для простых молекул, было необходимо найти приближенные методы его решения, которые хорошо согласовывались бы с экспериментальными данными. Одним из таких методов и стал метод валентных схем.
Место учения о химической связи в системе химического знания
Для формирования у студентов первого курса системного качества мышления можно ограничиться одним из признаков систменого мышления-способностью к многостороннему изучению объекта. В то же время такое изучение затруднено не только для студентов, но даже для преподавателей. Поэтому следует научит студентов выделять наиболее существенные стороны, на основании которых будет проводиться системный анализ [43,7 і] изучаемого объекта.
В основу системного подхода положена идея о том, что содержание и структура учебной дисциплины должны отражать систему и структуру изучаемой науки [32] с ее внутрипредметными связями, а каждый элемент или блок содержания, в свою очередь, также должен быть представлен в виде системы.
В главе 2.1 мы обсудили возможность представления учения о строении вещества в ивде трех уровней его организации.
Наша идея состоит в том, чтобы научить студентов естественнонаучных специальностей описывать и изучать явления химической связи, привлекая для этого внутрипредметные связи как внутри самого блока "Учение о строении вещества", так и с другими разделами химии.
Для систменого расктрытия химической связи, развита систменого мышления важно так построить обучение, чтобы студенты видели взаимосвязь элементов содержания, что достигается постоянным привлечением сведений из всех разделов химии к обсуждаемому объекту.
Исходя из этого мы отбираем учебный материал, опираясь на следующие положения:
1. Материал раздела должен включать основные понятия, правила и закономерности. Любой вид обучения всегда сводится к формированию умений оперировать понятиями, уточнять их и находить между ними связи и отношения [92]. А законы, правила и закономерности выполняют функцию объединения понятий в определенные системы, приобретающую познавательный и практический смысл [1].
Лингво-статистический анализ учебной литературы [74] показал, что студенты первого курса должны знать до ста понятий, правил законов и закономерностей, больше половины из которых рассматриваются ими впервые.
На основании этого положения мы отобрали следующий материал.
Понятия:
1. Корпускулярно-волновая природа электрона в атоме.
2. Длина связи.
3. Валентный угол.
4. Энергия связи.
5. Геометрия молекулы.
6. Атомная орбиталь.
7. Энергетический уровень (подуровень).
8. Волновая функция.
9. Молекулярная орбиталь (связывающая, несвязывающая, разрыхляющая, групповая).
10. Энергетическая диаграмма.
И. Спин-электрон.
-39 12. Порядок связи.
13. Тип связи (С-, 7Ї-, -).
14. Энергия ионизации.
15. Энергия сродства к электрону.
16. Парамагнетизм.
17. Диамагнетизм.
18. Электроотрицательность.
19. Электромагнитный спектр.
20. Полярность связи.
21. Лиганд.
22. Знак волновой функции.
23. Электронная конфигурация.
24. Валентность.
25. Эффективный зарад.
26. Донорно-акцепторныЙ тип связи.
27. Гибридизация атомных орбиталей.
28. Кратность связей.
29. Электрический момент диполя.
30. Мгновенный диполь.
31. Индуцированный диполь.
32. Межмолекудярное взаимодействие.
33. Ориентационное взаимодействие.
34. Индукционное взаимодействие.
35. Дисперсионное взаимодействие.
36. Комплексное соединение.
37. Электрохимический ряд лигандов.
38. Низкоспиновый комплекс.
39. Высокоспиновый комплекс.
40. Лабильный комплекс.
41. Инертный комплекс.
42. Внешнеорбитальный комплекс.
43. Внутреннеорбитальный комплекс.
Законы:
1. Закон Кулона.
2. Периодический закон Д.И.Менделеева.
3. Атомно-молекулярное учение.
Принципы и закономерности:
1. Принцип Паули.
2. Правило Гунда.
3. Принцип МОЛКАО.
4. Принцип наименьшей энергии.
5. Уравнение Шредингера.
6. Уравнение де Бройля.
7. Принцип неопределенности Гейзенберга.
8. Эффект Яна Тейлора.
2. Необходимо показать, что отсутствие единой теории химической связи привело к существованию различных теорий образования молекул.
Эти модели не образуют общую систему понятий и представлений о химической связи, однако, студенты должны быть знакомы с теми из них, которые внесли большой вклад в развитие науки и использовались в преподавании. При этом необходимо раскрыть достоинства и недостатки. Опираясь на это положение мы отобрали модели Резерфорда-Бора, Косселя, Льюиса, модель молекулы в рамках теории валентных связей (ТВС), теории молекулярных орбиталей (ТМО), теории кристаллического поля (ТКП).
Следует отметить, что первые три модели нами рассматриваются в очень сжатой форме, поскольку этот материал знаком студентам по школьному курсу химии. А модели молекул в рамках теории валентных связей, теории молекулярных орбиталей и теории кристаллического поля мы изучаем при рассмотрении основ квантовой теории строения молекул подробно.
Разделяя основные идеи В.М.Потапова и Ю.С.Шабарова из работы [68] и опираясь на собственный опыт, мы считаем, что рассмотрение квантово-химических моделей молекул необходимо начать с теории валентных связей, поскольку это первая теория квантовой химии, она очень наглядна и доступна, что позволяет показать студентам возможность описания молекул с помощью достаточно простой математической модели. Затем, показав как преимущества, так и недостатки теории валентных связей, следует перейти к более универсальным и чаще используемым теории молекулярных орбиталей и теории кристаллического поля.
При изучении особенностей образования конденсированных систем мы предлагаем заменить понятие "химическая связь" на понятие "силы химического взаимодействия", которое, на наш взгляд, является более общим и показывает уровень сложности процессов, протекающихпри агрегации вещества.
3. Удалить материал, не отражающий современные тенденции в изучении химической связи.
На основании этого положения нам удалось сократить понятийный аппарат раздела. С.И.Архангельский считает, что такое сокращение нужно начинать с корректировки фундаментальных понятий [1].
Введение корректного определения понятия "химическая связь" как результата взаимодействия атомов при образовании молекул позволяет не проводить традиционного выделения двух основных типов химической связи-ковалентной и ионной и отказаться от этих формальных понятий, тем более, что авторы ряда работ (например, [21, 88]) показывают, что вопрос о границе между ковалентной и ионной связью решен; поиски ее оказались напрасными, потому что этой границы не существует. Не следует поэтому противопоставлять друг другу ковалентность и ионность как взаимоисключающие проявления химической связи, а, следовательно, рассматривать их как две стороны единой химической связи.
Введение предлагаемого определения химической связи позволяет исключить из данного раздела следующие понятия: гомеополярная связь, гетерополярная связь, гомолитический разрыв, гетеролитический разрыв, степень ковал ентности, степень ионности, ненасыщенность ионной связи, ненаправленность ионной связи и многое другое.
Психолого-педагогические основы организации обучения
Для решения первой задачи формирующего эксперимента-проверки дидактической ценности разработанного лекционного курса - были прочитаны лекции по теме "Химическая связь". Причем в контрольной группе изложение материала велось по традиционной методике (то есть детальное рассмотрение истории развития представлений о химической связи, приводящее к выделению двух основных ее типов: ковалентной и ионной, изучение их главных признаков, знакомство с основами квантовой теории строения молекул и рассмотрение основных типов межмолекулярных взаимодействий), а в экспериментальной группе материал раздела излагался в предлагаемом нами варианте.
Состояние учебного процесса и знаний, как известно, всегда относительно, поэтому измерения нужны как инструмент, позволяющий оценивать результаты, обеспечивать упорядочение и управление обучением.
Оценка призвана отражать в единстве его количественную и качественную стороны. Под качественной оценкой следует понимать такие действия преподавателя, которые направлены на выявление и опознание сущестующих характеристик объекта и их анализ. Количественная же оценка в этой процедуре выступает как бы вторым действием.
Рассматривая педагогическую оценку как результат сравнения, сопоставления и обощения в единстве качественных и количественных сторон изучаемого объекта, нельзя противопоставлять одну ее грань другой. Речь может идти лишь о целесообразности дополнения и углубления каждой отдельно взятой характеристики более тонкими градациями. И в этой части количественная оценка всегда выступает вторичной и является производной от первой.
Для оценки эффективности предложенного лекционного курса мы использовали следующие качества ответа: 1) соблюдение логики изучаемого раздела; 2) правильность использования вводимых новых научных понятий; 3) способность к сравнению и обощению; 4) объем понятийного аппарата; 5) умение использовать внутрипредметные связи.
Перед началом первой лекции по разделу "Химическая связь" студентам обеих групп (контрольной и экспериментальной) было предложено задание: "На основе своих школьных знаний описать химические связи в молекулах водорода и метана". Предварительно на доске были записаны справочные данные об основных количественных характеристиках связей в этих молекулах.
Анализ выполнения данного задания показал, что в обеих группах описание химических связей в молекулах сводится к констатации факта о том, что связь Н-Н в молекуле Н2 ковалентная неполярная, а связь С-Н в молекуле СЛ4 ковалентная полярная. Кроме того, следует отметить, что в 50% работ упоминается sp3-гибридизация атомных орбиталей атома углерода в молекуле метана, однако, этот факт никак не связывается с геометрией молекулы, что позволяет сделать вывод о механическом запоминании данного факта в процессе изучения органической химии в школе.
После окончания лекционного курса по теме "Химическая связь" в обеих группах была проведена итоговая самостоятельная работа, в которой студентам предлагалось задание: "На основе изученного материала описать химические связи в молекулах хлора и аммиака".
Проведенный сравнительный анализ самостоятельной работы (табл. 2, рис. І.) показал, что студенты контрольной и экспериментальной групп легко установили типы химических связей в рассматриваемых молекулах. Однако, описание связей в молекулах с использованием основных количественных характеристик вызвало у студентов контрольной группы значительные трудности, в то время как студенты экспериментальной группы успешно справились с этой задачей.
Так, характеристику прочности молекулы ( с использованием величин энергии связи и длины связи смогли выполнить 62% студентов экспериментальной группы и только 23% контрольной. Полярность связи на основании разности электроотрицательностей элементов и эффективных зарядов на атомах охарактеризовали в экспериментальной и контрольной группах соответственно 58% и 23% студентов. Направление химических связей мы характеризовали валентным углом, то есть углом между соседними сигма-связями. Из таблицы видно, что 71% студентов экспериментальной группы правильно использовали эту характеристику для описания направления связей в молекуле СЬ и только 22% студентов контрольной группы смогли воспользоваться предлагаемой характеристикой.
