Взаимосвязь физики и химии в процессе преподавания физики в полной средней школе

социальную ак-тивность.

§3 ПРИНЦИП ОТБОРА УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА ПО ХИМИИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ РАЗДЕЛА МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ.

В основе молекулярной физики лежит представление об атомно-молекулярном строении материи, которое позволяет объяснить макроскопические свойства вещества в различных агрегатных состояниях и закономерности перехода веществ из одного со-стояния в другое. Химия - это наука, исследующая состав, строение и превращение од-них веществ в другие. Иначе говоря и в молекулярной физике, и химии за основу взяты строение и свойства вещества, хотя в химии преимущественно внимание уделяется влиянию состава «строения вещества на его химические свойства, а в молекулярной фи-зике - на физические свойства вещества.

В связи с этим возникает необходимость рассмотрения вопроса взаимосвязи моле-кулярной физики и химии в курсе средней школы.

При изучении молекулярной физики взаимосвязь ее с химией проявляется в двух главных направлениях. Первое из них заключаются в использовании знаний учащихся, полученных ими в процессе изучения химии в качестве материала для доказательства основных положений молекулярной физики. Второе направление заключается в допол-нении знаний о молекулярной физике рядом фактических сведений, изучаемых на уро-ках химии.

Характерно, что по ныне действующим программам учебникам, начиная с VII (в химии - с VIII) и кончая XI классом, атомно-молекулярное учение получает свое разви-тие, как в физике, так и в химии, при этом соответствующий материал в учебниках ба-зируется на ранее рассмотренных сведениях той или иной дисциплины. Поэтому знание преподавателем содержания учебного материала и практических навыков учащихся, по-лученных ими при изучении смежной дисциплины, является одним из главных факто-ров, позволяющих обеспечить прочное усвоение той или иной темы и кура в целом.

Важным звеном в организации межпредметной связи является наглядное сопостав-ление взаимосвязанных тем с указанием времени их прохождения, глубина изучения вопросов в смежных курсах и перечнем демонстраций, практических лабораторных ра-бот, предусмотренных программами этих предметов.

Практика работы показала, что наиболее удобным в этом отношении является план межпредметной связи, составленный нами по теме «Молекулярная физика», изучаемое в X классе по новым программам и новому учебному пособию.

Физика Химия

Время изуче-ния Программные вопросы Время изуче-ния Программные вопросы

X I I. Тепловые явления

Температура. Тепловое равновесие. Уравнение со-стояния. Газовые законы. Закон Бойля-Мариотта. За-кон Гей-Люссака Закон Авогадро Уравнение со-стояния идеального газа Количество переданной те-плоты. Теплоемкость. Внутренняя энергия. Закон сохранения энергии в меха-нических и тепловых про-цессах Тепловые двигатели

VIII I Реакции экзо - и эндотермические

VIII II Кислород и его физические свойства. Воз-дух. Состав воздуха. Инертные газы, их свойства, а применение Горение в воздухе простых и сложных веществ

VIII II Водород Физические свойства водорода.

Тепловые явления при растворении

VIII III Грамм-атом и грамм-молекула. Объем г-моля газа при нормальных условиях Закон Авогадро. Тепловой эффект химической ре-акции

IX III 5Основные виды топлива. Способы сжига-ния твердого жидкого и газообразного топ-лива. Роль химии в энергетике

X I II. Основы молекулярно-кинетической теории.

Строение газообразных, жидких и твердых тел. Ос-новное уравнение молеку-лярно-кинетической теории газов. Температура – мера средней кинетической энергии молекул. Броунов-ское движение. Взаимодей-ствие атомов и молекул в веществе.

VIII I Молекулы и атомы. Атомно-молекулярное учение. Роль М.В. Ломоносова и Д. Дальтона в создании основ, атомно-молекулярного учения. Молекулярная масса.

VIII II Ионная связь. Ковалентная связь. Полярная и неполярная ковалентная связь. Значение пе-риодического закона Д.И. Менделеева для научно – материалистического мировоззре-ния и развития науки и техники.

X I Теория химического строения.

X I III. Взаимные превраще-ния жидкостей и газов

Силы взаимодействия мо-лекул. Испарение жидко-стей. Кипение. Зависимость температуры кипения от давления. Влажность.

VIII II Ионная связь, механизм ее образования. Ко-валентная связь, механизм ее образования. Полярная и неполярная ковалентная связь.

VIII II Вода и ее свойства.

IX III Адсорбция и абсорбция.

X I IV. Свойства жидкостей и твердых тел

Особенности жидкого со-стояния. Поверхностное натяжение. Капиллярные явления. Смачивание. Кри-сталлы. Анизотропия кри-сталлов. Поликристаллы. Аморфные вещества и их свойства

VIII II Ионная связь. Ковалентная связь. Полярная и неполярная ковалентная связь. Значение пе-риодического закона Д.И. Менделеева для научно – материалистического мировоззре-ния и развития науки и техники.

VIII III Вода и ее свойства.

VIII IV Виды химической связи. Ионные, атомные и молекулярные кристаллы.

IX III Углерод. Аллотропия углерода. Уголь. Ад-сорбция.

IX III Металлическая связь. Кристаллическое строение металлов. Сплавы

IX IV Алюминий и железо, их сплавы и примене-ние.

X I Теория химического строения вещества

Следует заметить, что такого рода план не в состоянии полностью удовлетворить требования реализации межпредметной связи в преподавании физики и химии, т.к. он не отражает особенностей изложений взаимосвязанных тем в учебниках и других учеб-ных пособиях, не включает вопросов комплексного характера, совершенно обходит во-просы межпредметной связи при решении задач в смежных курсах.

Анализ ныне действующих задачников по физике и химии показал, что имеется целый ряд задач и упражнений, развивающих у учащихся представления, одинаково ценные как для молекулярной физики, так и для химии, и что осуществление межпред-метной связи при решении позволит в значительной степени дополнит, и углубить взаимосвязанные разделы смежный курсов.

Предварительное знакомство учителя физики с содержанием используемых задач смежного курса дает в одних случаях богатый иллюстративный материал для разъясне-ния сущности физико-химических процессов, а в других - позволяет при изложении оп-ределенной темы полностью базироваться на этом материале.

Прежде чем приступить к изучению молекулярной физики, следует иметь в виду, что этой теме предшествует ряд разделов физики и химии, описывающих различные стороны строения вещества и представляющих достаточную теоретическую и экспери-ментальную основу для изложения молекулярно-кинетической теории на более высоком уровне.

Учитывая разбросанность пропедевтического материала молекулярной физики смежных курсах по времени изучения в VIII X классах, следует внимательно продумать методику его повторения и систематизации с тем, чтобы учащиеся в момент ссылки учители на известные факты могли быстро воспроизвести их в памяти и установить взаимосвязь с изучаемой темой.

Перед научением основных положений кинетической теорий газов мы готовили учащихся к восприятию этой темы. Всему классу предлагалось повторить те разделы смежных курсов, которые могли быть использованы при изложении настоящей темы.

Так, по физике нужно было повторить следующие вопросы: первоначальные све-дения о строении вещества, хаотическое (тепловое) движение молекул и внутренняя энергия (из раздела «Тепловые явления»), вес воздуха и атмосферное давление, строе-ние атома; из химии: молекулы и атомы, атомно-молекулярное учение, роль М.В. Ломо-носова и Д. Дальтона в создании основ атомно-молекулярного учении атомный и моле-кулярный вес; кислород и водород, их физические свойства; состав воздуха; грамм-атом, грамм-молекула и закон Авогадро.

Практика показала, что нельзя ограничиваться одним только повторением, необхо-димо обобщать и систематизировать накопленные сведения об атомно-молекулярной структуре вещества и характере движения частиц в различных агрегатных состояниях.

Для этого некоторым (более подготовленным) ученикам было предложено подго-товить 7 12 минутные сообщения по отдельным темам смежных курсов, а другая группа учеников готовила экспериментальное обоснование изученные теоретическим вопро-сам. Нами были даны задания сделать сообщения по следующим разделам:

а) роль М.В. Ломоносова и Д. Дальтона в создании основ атомно-молекулярного учения;

б) опытное обоснование строения вещества из атомов и молекул;

в) факты, подтверждающие непрерывность движения и взаимодействие частиц, из которые состоит вещество в различных агрегатных состояниях;

г) воздух, его состав и физические свойства;

д) постоянство состава сложных веществ и установление атомарного состава моле-кул;

е) закон Авогадро и способы определения атомных и молекулярных масс.

Помимо этого, классу предлагалось выборочно решить несколько несложных задач из химии, подобранных таким образом, чтобы учащиеся могли закрепить полученные по теме знания из смежных курсов. Решение одних задач требовало знания основных положений молекулярно-кинетической теории, другие закрепляли понятия: «атомная масса», «молекулярная масса», «грамм-атом», «моль» и методы их нахождения, а третьи представляли собой задачи на применение закона Авогадро для определения массы, объема и молекулярной массы газа при нормальных условиях.

Проведя таким образом подготовку учащихся к восприятию газовых законов и мо-лекулярно-кинетической