Реферат: Химия и химическое образование на рубеже веков: смена целей, методов и поколений. Химия и химическое образование. XXI век Химия и химическое образование

Химический элемент – совокупность атомов с одинаковым зарядом. Как же образуются простые и сложные химические элементы?

Химический элемент

Все многообразие окружающей нас природы состоит из сочетаний сравнительно небольшого числа химических элементов.

В различные исторические эпохи в понятие «элемент» вкладывался различный смысл. Древнегреческие философы в качестве «элементов» рассматривали четыре «стихии» – тепло, холод, сухость и влажность. Сочетаясь попарно, они образовывали четыре «начала» всех вещей – огонь, воздух, воду и землю. В середине века к этим началам добавились соль, сера и ртуть. В XVIII веке Р. Бойль указал на то, что все элементы носят материальный характер и их число может быть достаточно велико.

В 1787 году французский химик А. Лавуазье создал «Таблицу простых тел». В нее вошли все известные к тому времени элементы. Под последними понимались простые тела, которые не удавалось разложить химическими методами на еще более простые. Впоследствии выяснилось, что в таблицу вошли и некоторые сложные вещества.

Рис. 1. А. Лавуазье.

В настоящее время понятие «химический элемент» установлено точно. Химический элемент – это вид атомов с одинаковым положительным зарядом ядра. Последний равен порядковому номеру элемента в таблице Менделеева.

В настоящее время известно 118 элементов. Примерно 90 из них существуют в природе. Остальные получены искусственно с помощью ядерных реакций.

104-107 элементы были синтезированы учеными-физиками. В настоящее время продолжаются исследования по искусственному получению химических элементов с более высокими порядковыми номерами.

Все элементы делятся на металлы и неметаллы. К неметаллам относятся такие элементы, как: гелий, неон, аргон, криптон, фтор, хлор, бром, йод, астат, кислород, сера, селен, азот, телур, фосфор, мышьяк, кремний, бор, водород. Однако деление на металлы и неметаллы условное. При определенных условиях некоторые металлы могут приобретать неметаллические свойства, а некоторые неметаллы – металлические.

Образование химических элементов и веществ

Химические элементы могут существовать в виде одиночных атомов, в виде одиночных свободных ионов, но обычно входят в состав простых и сложных веществ.

Рис. 2. Схемы образования химических элементов.

Простые вещества состоят из атомов одного вида и образуются в результате соединения атомов в молекулы и кристаллы. Большинство химических элементов относятся к металлическим, потому что образованные ими простые вещества является металлами. Металлы имеют общие физические свойства: все они твердые (кроме ртути), непрозрачные, имеют металлический блеск, тепло- и электропроводность, ковкость. Металлы образуют такие химические элементы, как, например, магний, кальций, железо, медь.

Неметаллические элементы образуют простые вещества, относящиеся к неметаллам. Они не имеют характерных металлических свойств, бывают газами (кислород, азот), жидкостями (бром), и твердыми веществами (сера, йод).

Один и тот же элемент может образовывать несколько разных простых веществ, обладающих разными физическими и химическими свойствами. Они называются аллотропными формами, а явление их существования называется аллотропией. Примерами могут быть алмаз, графит и карбин – простые вещества, являющиеся аллотропными формами элемента углерода.

Рис. 3. Алмаз, графит, карбин.

Сложные вещества состоят из атомов элементов разного вида. Например, сульфид железа состоит из атомов химического элемента железа и химического элемента серы. При этом сложное вещество ни в коей мере не сохраняет свойств простых веществ железа и серы: их там нет, а есть атомы соответствующих элементов.

Что мы узнали?

В настоящее время известно 118 химических элементов, которые подразделяются на металлы и неметаллы. Все элементы можно разделить на простые и сложные вещества. первые состоят из атомов одного вида, а вторые – из атомов разных видов.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.3 . Всего получено оценок: 296.

Адрес: Санкт-Петербург, наб. р. Мойки, д.48

Е-мейл Оргкомитета: [email protected]

Организаторы: РГПУ им. А.И. Герцена

Условия участия и жилье: 400 руб.

Уважаемые коллеги!

Приглашаем Вас принять участие во II Всероссийской студенческой конференции с международным участием «Химия и химическое образование XXI века», посвященной 50-летию факультета химии РГПУ им. А.И. Герцена и 100-летию со дня рождения профессора В.В. Перекалина.

Конференция состоится на базе РГПУ им. А.И. Герцена.

Сроки проведения конференции – с 15 по 17 апреля 2013 гЦель конференции – обмен результатами изучения современных проблем химии и химического образования между молодыми исследователями и активное приобщение студентов к научно-исследовательской работе. В рамках конференции будут представлены секционные (до 10 мин) и стендовые доклады студентов , обучающихся в бакалавриате, сп ециалитете и магистратуре. Возможно заочное участие с публикацией тезисов доклада.Отобранные Оргкомитетом тезисы докладов будут опубликованы в сборнике материалов конференции с присвоением номера ISBN . С пленарными докладами выступят приглашенные ведущие химики Санкт-Петербурга.

Основные научные направления конференции:

Секция 1 – органическая, биологическая и фармацевтическая химия
Секция 2 – физическая, аналитическая и экологическая химия
Секция 3 – неорганическая и координационная химия, нанотехнологии
Секция 4 – химическое образование

Для участия в конференции необходимо:

До 15 февраля 2013 г. выслать регистрационную форму участника и тезисы доклада, оформленные в соответствии с требованиями, на электронный адрес конференции: conference -2013@yandex .ru

Хими ческое и хи мико-технологи ческое образова ние, система овладения в учебных заведениях знаниями по химии и химической технологии , способами применения их к решению инженерно-технологических и исследовательских задач. Подразделяется на общее химическое образование , обеспечивающее овладение знаниями основ химической науки, и специальное химическое и , вооружающее знаниями химии и химической технологии , необходимыми специалистам высшей и средней квалификации для производственной деятельности, научно-исследовательской и преподавательской работы как в области химии , так и в связанных с ней отраслях науки и техники. Общее химическое образование даётся в средней общеобразовательной школе, средних профессионально-технических и средних специальных учебных заведениях. Специальное химическое и химико-технологическое образование приобретается в различных высших и средних специальных учебных заведениях (университетах, институтах, техникумах, училищах). Его задачи, объём и содержание зависят от профиля подготовки в них специалистов (химическая, горная, пищевая, фармацевтическая, металлургическая промышленность, сельское хозяйство, медицина, теплоэнергетика и т.д.). Содержание химического и изменяется в зависимости от развития химии и требований производства.

Совершенствование структуры и содержания химического и химико-технологического образования связано с научной и педагогической деятельностью многих советских учёных - А.. Е. Арбузова, Б. А. Арбузова, А. Н. Баха, С. И. Вольфковича, Н. Д. Зелинского, И. А. Каблукова, В. А. Каргина, И. Л. Кнунянца, Д. П. Коновалова, С. В. Лебедева, С. С. Наметкина, Б. В. Некрасова, А. Н. Несмеянова, А. Е. Порай-Кошица, А. Н. Реформатского, С. Н. Реформатского, Н. Н. Семенова, Я. К. Сыркина, В. Е. Тищенко, А. Е. Фаворского и др. Новые достижения химически наук освещаются в специальных химических журналах , помогающих в совершенствовании научного уровня курсов химии и химической технологии в высшей школе. Для учителей издаётся журнал «Химия в школе».

В других социалистических странах подготовка специалистов с химическим и химико-технологическим образованием осуществляется в университетах и специализированных вузах. Крупными центрами такого образования являются: в НРБ - Софийский университет, Софийский ; в ВНР - Будапештский университет, Веспремский ; в ГДР - Берлинский, Дрезденский технический, Ростокский университеты, Магдебургская высшая техническая школа; в ПНР - Варшавский, Лодзинский, Люблинский университеты, Варшавский политехнический институт; в СРР - Бухарестский, Клужский университеты, Бухарестский, Ясский политехнический институты; в ЧССР - Пражский университет, Пражский , Пардубицкая высшая химико-технологическая школа; в СФРЮ - Загребский, Сараевский, Сплитский университеты и др.

В капиталистических странах крупными центрами химического и химико-технологического образования являются: в Великобритании - Кембриджский, Оксфордский, Батский, Бирмингемский университеты, Манчестерский политехнический институт; в Италии - Болонский, Миланский университеты; в США - Калифорнийский, Колумбийский, Мичиганский технологические университеты, Толедский университет, Калифорнийский, Массачусетсский технологические институты; во Франции - Гренобльский 1-й, Марсельский 1-й, Клермон-Ферранский, Компьенский технологический, Лионский 1-й, Монпельеский 2-й, Парижские 6-й и 7-й университеты, Лоранский, Тулузский политехнические институты; в ФРГ - Дортмундский, Ганноверский, Штутгартский университеты, Высшие технические школы в Дармштадте и Карлсруэ; в Японии - Киотский, Окаямский, Осакский, Токийский университеты и др.

Лит.: Фигуровский Н. А., Быков Г. В., Комарова Т. А., Химия в Московском университете за 200 лет, М., 1955; История химических наук, М., 1958; Ременников Б. М., Ушаков Г. И., Университетское образование в СССР, М., 1960; Зиновьев С. И., Ременников Б. М., Высшие учебные заведения СССР, [М.], 1962; Парменов К. Я., Химия как учебный предмет в дореволюционной и советской школе, М., 1963; Преподавание химии по новой программе в средней школе. [Сб. ст.], М., 1974; Джуа М., История химии , пер. с итал., М., 1975.

Завьялова Ф.Д., учитель химии МАОУ «СОШ №3» с углубленным изучением отдельных предметов имени Героя России Игоря Ржавитина, ГО Ревда

Роль химии в современном мире? Химия — это область естественных наук, изучающая строение различных веществ, а также их взаимосвязь с окружающей средой. Для нужд человечества химическое образование имеет огромное значение. Во второй половине 20 века государство вкладывало средства в развитие химической науки, в результате появились новые открытия в области фармацевтического и промышленного производства, в связи с этим расширялась химическая промышленность, и это способствовало появлению востребованности в квалифицированных специалистов. На сегодняшний день химическое образование в нашей стране находится в очевидном кризисе.

Сейчас в школе происходит последовательное выдавливание естественных наук из школьного курса. Слишком много сократили время на изучения предметов естественного цикла, основное внимание уделяют патриотическому и нравственному воспитанию, перепутав образование с воспитанием, в результате, выпускники школ сегодня не понимают простейших химических законов. И многие учащиеся думают, что химия – это бесполезный предмет, и в будущем от нее не будет никакого прока.

А основной целью образования является развитие умственных способностей – это тренировка памяти, обучение логике, умению устанавливать причинноследственные связи, построению моделей, развитие абстрактного и пространственного мышления. Определяющую роль в этом играют естественные науки, которые отражают объективные законы развития природы. Химия изучает разные пути направления химических реакций и разнообразие веществ, поэтому занимает в ряду естественных наук особое место как инструмент развития умственных способностей школьников. Может сложиться так, что человек в своей профессиональной деятельности никогда не столкнется с химическими проблемами, но при изучении химии в школе будет развиваться способность мыслить.

Изучение одних только иностранных языков и других гуманитарных дисциплин недостаточно для формирования интеллекта современного человека. Четкое понимание того, как одни явления порождают другие, составление плана действий, моделирование ситуаций и поиск оптимальных решений, умение предвидеть последствия предпринимаемых действий – всему этому можно научиться только на базе естественных наук. Эти знания и умения необходимы абсолютно всем.

Отсутствие этих знаний и умений приводит к хаосу. С одной стороны, мы слышим призывы к инновациям в технологической сфере, углублению переработки сырья, внедрению энергосберегающих технологий, с другой стороны, наблюдаем сокращение естественнонаучных предметов в школе. Почему так происходит? Непонятно?!

Следующая важнейшая цель школьного образования – это подготовка к будущей взрослой жизни. Молодой человек должен войти в нее во всеоружии знаний о мире, что включает не только мир людей, но и мир вещей, и окружающую природу. Знания о материальном мире, о веществах, материалах и технологиях, с которыми они могут столкнуться в повседневной жизни дают естественные науки. Изучение только гуманитарных дисциплин приводит к тому, что подростки перестают понимать материальный мир и начинают бояться его. Отсюда – они уходят от реальности в виртуальное пространство.

Большая часть людей живет все же в материальном мире, постоянно контактирует с различными веществами и материалами и подвергает их, различным химическим и физико-химическим превращениям. Знания, как обращаться с веществами, человек получает в школе на уроках химии. Он может забыть формулу серной кислоту, но обращаться с ней всю жизнь будет с осторожностью. Он не закурит на бензоколонке и вовсе не потому, что видел, как горит бензин. Просто в школе на уроке химии ему объяснили, что бензин имеет свойство испаряться, образовывать взрывоопасные смеси с воздухом и гореть. Поэтому больше времени необходимо уделять освоению химии, и считаю, что напрасно сократили часы на изучение химии в школах.

На уроках естественного цикла готовят учащихся и к будущей профессии. Ведь предсказать, какие профессии будут наиболее востребованы через 20 лет, невозможно. По сведениям Департамента по труду и занятости населения сегодня профессии, связанные с химией, возглавляют список наиболее востребованных на рынке труда. Сейчас практически все товары, которые использует человек, тем или иным образом связаны с технологиями, в которых применяют химические реакции. Например, очистка топлива, использование пищевых красителей, моющие средства, пестициды для удобрения и так далее.

Профессии, связанные с химией – это не только специалисты, работающие в нефтеперерабатывающих и газодобывающих отраслях, а также те профессии, которые могут гарантировать работу практически в любом регионе.

Список наиболее востребованных специальностей:

Химик-технолог, инженер-технолог, всегда сможет найти место на производстве города. В зависимости от профиля обучения, может работать на пищевых или на промышленных предприятиях. Главной задачей этого специалиста является контроль качества продукции, а также внедрение инноваций в производство.
Химик-эколог, в каждом городе есть отдел, следящий за экологической ситуацией.
Химик-косметолог – очень популярное направление, особенно в тех регионах, где есть большие косметические предприятия.
Фармацевт. Высшее образование дает возможность работать в крупных компаниях, производящих лекарства, всегда можно найти себе место в городской аптеке.
Биотехнолог, нанохимик, эксперт по альтернативным видам энергии.
Криминалистика и судмедэкспертиза. В МВД тоже нужны химики, всегда есть должность штатного химика, их знания могут помочь в поимке преступников.
Профессия будущего — исследователи альтернативных источников энергии. Ведь вскоре запас нефти иссякнет, то же случиться и с газом, поэтому спрос на таких специалистов растет. И может быть, через 10-20 лет химики этого направления возглавят список самых востребованных специалистов.

Основными требованиями к современным специалистам является хорошая память и аналитический склад ума, креативность, новаторские идеи, творческий подход и нестандартный взгляд на привычные вещи. Большую роль в формировании этих умений и способностей играет изучение химии. А человеком, лишенным естественнонаучной базы образования, легче манипулировать.

В отличие от всех остальных живых существ человек не приспосабливается к условиям окружающей среды, а изменяет её под свои потребности. Резкое увеличение численности населения на планете произошло после великого открытия химиков, это изобретения антибиотиков и начала выпуска их в промышленных масштабах.

Учитывая все выше сказанное, думаю, что необходимо увеличить количество часов на изучение химии, и начинать знакомиться уже в младшем звене.

Если в начале прошлого века под образованием понималось обучение счёту, чтению и письму, то спустя столетие в это понятие мы вкладываем обеспечение реализации потребности человека в развитии. Образование для нас стало устойчивым развитием, и оно должно быть качественным.

Литература:

Российская Академия наук – о Менделеевском съезде в Екатеринбурге
Какая химия должна изучаться в современной школе? — Генрих Владимирович Эрлих - доктор химических наук, ведущий научный сотрудник МГУ им. М. В. Ломоносова.