скачать книгу бесплатно
Термин абстракция происходит от латинского слова аbstraction, что означает «отвлечение, отделение». Ввёл этот термин Аристотель. Он считал, что абстракция – это приём мышления, являющийся односторонним методом познания реальности.
Абстрагирование, то есть мысленное выделение, отвлечение отдельных сторон, происходит в процессе анализа, который и выражается в расчленении объекта. Затем мышление совершает обратный путь – от выделенных абстракций (сторон, свойств) к синтезу целого путём установления взаимосвязей между абстракциями. Такое разностороннее целое, отражённое в мышлении, называют конкретным (обогащённым) понятием [103].
Термин конкретное происходит от латинского concretus, что означает «сгущённый, сросшийся». В диалектической логике под конкретнымпонятием понимают богатое, многостороннее знание об объекте. Иными словами, конкретное понятие представляет собой единство многообразного как результат процесса обобщения (синтеза). Синтезированное, богатое содержание понятия отражает реальность точнее, полнее, глубже [62, 166]. Отсюда целью исследования объекта является формирование конкретного понятия. Так, современное конкретное понятие атома включает в себя знания о множестве микрочастиц (протоны, нейтроны, электроны и др.), об их взаимодействии, движении, энергии и т. д.
Часто знание об атоме называют абстрактным. При этом имеют в виду невозможность ощутить его органами чувств, то есть оторванность от воспринимаемой реальности. На самом деле под абстрактным следует понимать другое.
Абстрактное понятие представляет не весь исследуемый предмет в его многообразии, а только одну (абстрагированную), хотя часто и существенную сторону. Одна абстрагированная сторона оторвана от богатого содержания конкретного. Поэтому абстрактное понятие всегда бедно по содержанию. Ф. Энгельс сравнивал мир абстрактных понятий с разреженной атмосферой, в которой трудно дышать [171]. Абстрактные понятия ещё не дают знания о реальной сущности исследуемого объекта. Истинное, богатое содержание предмета отражается в таком понятии, которое представляет собой систему сторон, абстракций (элементы, свойства) реальности и их взаимоотношений.
Казахский философ Ж. М. Абдильдин пишет: «Абстрактный, рассудочный способ рассмотрения вопроса характеризуется тем, что одна сторона отрывается от другой». Далее он замечает, что при этом рассудок упрощает, огрубляет и разделяет живую реальность [1].
Абстрагированная существенная сторона часто отражается в определении понятия. Она служит как бы меткой, по которой отличают одно понятие от другого. Но определение не может выразить всей полноты знаний о реальности. Поэтому оно служит моментом на пути составления понятия, являющегося отправным пунктом развития понятия во всей его полноте.
Чтобы точно и полно отразить реальное содержание исследуемого объекта, необходимо составить о нём конкретное (синтезированное) понятие, являющееся единством многообразных абстракций (стороны, определения) [171].
В отличие от абстрактного, в процессе формирования конкретного понятия происходит не просто установление сторон (свойств) исследуемого объекта, но, главным образом, их связей и отношений. Установление связей и отношений между сторонами (свойствами) объекта приводит к систематизированному знанию о нём. Это даёт возможность пройти путь от нерасчленённого целого к вычленению существенного, а от него – к системе знаний, то есть к богатому содержанию понятия.
Этот процесс покажем на примере формирования содержания и структуры понятия оксидов.
На протяжении длительного периода химики изучали свойства веществ, что привело к их классификации. Обнаруживались сходные и различные, в том числе противоположные, свойства. Общие свойства явились основой классификации. Так, вещества, взаимодействующие с кислотами, объединили в группу земель. В эту группу попали оксиды, карбонаты, гидроксиды, то есть вещества, по существу, весьма разнородные с современной точки зрения. Позднее из этой группы были выделены вещества, состоящие из двух элементов, одним из которых является кислород. Эту группу назвали оксидами. Таким образом, из многочисленных свойств был абстрагирован бинарный состав веществ, то есть вычленена наиболее существенная сторона понятия. Дальнейшие исследования веществ с аналогичным составом показали их разнообразие. Они отличаются друг от друга физическими свойствами: одни обладают основными, а другие – кислотными свойствами, многие сочетают и те и другие свойства (амфотерные); оксиды вступают в различные реакции (кислотно-основные, окислительно-восстановительные, реакции соединения и разложения и т. д.), отличаются разнообразным строением: одни имеют молекулярные, другие – немолекулярные структуры, в которых атомы связаны ионными или ковалентными связями. Наконец, эти свойства проявляются в отдельных представителях в разных сочетаниях. Таким образом, воссоздавалась система знаний об оксидах – понятие оксидов.
Знания об оксидах продолжают пополняться новыми открытиями, поскольку «…мир не есть нечто статичное, завершённое, он постоянно находится в состоянии абсолютного движения, становления» [166]. Поэтому наполненное содержание понятия оксидов постоянно пополняется. Мы останавливаемся в данный момент на том, что уже достигнуто наукой. И всё, что мы знаем об оксидах, составляет конкретное понятие (понимание) оксидов (схема 3).
Схема 3. Система понятия оксидов
Из схемы следует, что понятие является формой обобщения, формой организации мысли. Процесс обобщения позволяет приращивать знание всё новыми и новыми элементами [47]. Обычно в дидактике принято под конкретным понимать нерасчленённый единичный предмет, то есть не конец, а начало формирования понятия. Таким образом, конкретное понимается в двух ипостасях: как нерасчленённое единичное и как многообразное синтезированное знание.
Из вышесказанного видно, что путь к конкретному лежит через изучение единичного, вычленение общего признака, формирование абстракций и, наконец, к синтезу конкретного: единичное – общий признак – абстрактное – открытие новых сторон – конкретное.
Функционирование понятий в познании
Знания не являются мёртвым и застывшим идеальным образованием. Они функционируют в жизни человечества: идеальное превращается в реальность. Наиболее подвижной формой знаний являются понятия. Они обладают функциями, которые приобретаются в процессе формирования и оперирования ими. Поскольку понятия используются в других формах знаний, то и их функции многообразны. Можно выделить отражательную, объяснительную, систематизирующую, прогнозирующую, методологическую функции понятия.
В конкретном понятии отражается предмет или явление реальной действительности глубже, точнее, шире, чем реальный предмет, данный нам в ощущениях. В этом смысле оно обладает отражательной функцией, то есть отражает содержание реального предмета более полно. Чем конкретней понятие, то есть чем больше обнаруженных сторон исследуемого объекта и связей между ними оно охватывает, тем точнее отражает действительность, тем в большей степени понятие систематизирует отдельные стороны и объясняет объект; чем глубже раскрыты закономерности развития объекта, то есть чем конкретней (богаче) понятие, тем точнее прогноз его развития.
Так, знание только состава оксида серы SO
ещё не отражает понимания реального оксида. Его реальное существование отразит конкретное понятие. Сопоставим абстрактное и конкретное содержание этого понятия.
На этом примере можно убедиться, что конкретное понятие раскрывает объект полнее, глубже, ближе к реальности. Как было сказано, отражаемый в понятии объект реальности представляет собой сложное образование, свойства и стороны которого находятся в различных взаимосвязях и взаимоотношениях. Понятие, раскрывающее сущность реального объекта, является системой знаний, включая в своё содержание внутри- и межпонятийные связи, взаимозависимости, взаимообусловленности, и само входит в систему с другими понятиями. Таким образом, понятие обладает систематизирующей функцией. Так, в приведённом примере оксид серы(IV) находится во взаимосвязях с соединениями основной природы (вода, основные оксиды, основания) по противоположности свойств и вступает в разнообразные реакции, которые классифицируются и систематизируются на основе принципа противоположности свойств реагирующих веществ.
Взаимосвязи, взаимоотношения, взаимозависимости внутри понятия и между понятиями дают возможность объяснять те или иные явления реального мира. В этом смысле понятие обладает объяснительной функцией. То, что в состав оксида входят атомы неметалла, объясняет его способность вступать в реакции с вышеперечисленными веществами, а степень окисления серы в оксиде – способность проявлять в реакциях либо окислительные, либо восстановительные свойства.
Раскрыв закономерности разрешения противоречия, составляющего сущность объекта, можно не только объяснить многообразие его свойств, но и предвидеть его дальнейшее развитие, возникновение новых, ранее неизвестных свойств и сторон. Таким образом, конкретное понятие обладает прогнозирующей функцией. В данном примере прогнозируются реагенты, с которыми может вступать в реакцию оксид SO
.
Все функции понятий неразрывно связаны между собой.
Глава II
Формирование понятий в научном познании и учебном процессе
Понятие не более, как сокращения, в которых мы охватываем, сообразно их общим свойствам, множество различных чувственно воспринимаемых вещей.
Ф. Энгельс
Метод формирования понятий
Человеческое познание окружающей его действительности возникло из жизненной ситуации – удовлетворения естественных потребностей. Понятно, что без совершения действий познать окружающую реальность невозможно. Первоначально полученные человеком знания были примитивными. Доказательством служит следующий пример. В языке диких племён существовало два слова, обозначающих птицу. Одно обозначало сидящую птицу, другое – летящую [28]. Единый предмет мозг первобытного человека расчленил, то есть произвёл анализ. Это связано, видимо, с тем, что сидящую птицу можно было поймать одним способом (например, силками), а летящую – другим (например, сбить стрелой).
Со временем произошло объединение двух представлений – синтез. Мышление поднялось на новую ступень.
Способы умственного познания – анализ и синтез – заложены в свойствах мозга от природы. Это можно видеть в действиях маленького ребёнка. Обычно он ломает игрушки – это неосознанное действие аналитического характера. Он не возит игрушечный автомобиль за верёвочку, как нам бы хотелось, а прежде начинает отрывать от него колёса и другие отделяющиеся детали. Если игрушку починить, то он снова начнёт её «анализировать». Позднее происходит синтез; признаком этого является произведённая ребёнком классификация игрушек: разделение на «тиненые» (чиненые) и «поломки». К первым относятся новые и восстановленные машинки, а ко вторым – разломанные.
Отметим, что способ познания мира ребёнком хотя и не выходит за рамки эмпирического способа, но развивает его мышление. Так, из приведённого наблюдения можно видеть, что мышление ребёнка поднялось до первоначальной классификации.
С накоплением человечеством знаний об окружающем мире происходило и совершенствование способов познания, а также связанное с ними углубление знаний. Появились знания, которые были получены не из непосредственного восприятия мира органами чувств. Возникла ситуация, когда необходимо было объяснить механизм появления такого знания, которое не может быть непосредственно чувственно воспринято.
Философы-идеалисты объясняли появление глубинных знаний врождёнными идеями. Дж. Локк впервые высказал положение о том, что никаких врождённых идей не существует. Все знания возникают из опыта [1, 165].
Долгое время в философии преобладали представления об эмпирическом и рассудочном происхождении знаний: различалось чувственное (эмпирическое) и рациональное (умственное суждение) знание. Если чувственное познание признавалось как открытие реальных объектов, то рациональное – как чисто умственные суждения. В связи с этим знания об объектах признавались не истинными, а идеальными. Кант попытался примирить два направления в познании: «Мысли без содержания пусты, а наглядные представления без понятий слепы» [65].
На самом деле познание идёт не только эмпирическим путём. Эмпирические знания являются, в свою очередь, инструментом дальнейшего познания реальности – теоретического познания. Если эмпирическое познание открывает отдельные стороны реального объекта, то теоретическое познание заключается в том, чтобы воссоздать в мышлении целостный образ исследуемого объекта. Для этого мышление открывает взаимосвязи и взаимозависимости между отдельными сторонами объекта [1]. Как уже упоминалось, объект исследования действительности представляется в мышлении как сложное переплетение различных связей между абстрагированными сторонами в виде конкретного знания. «Теоретическое исследование выделяет эти связи и отражает их с помощью определённых научных абстракций. Но простой набор таких абстракций не даёт ещё представления о природе явления, о процессах его функционирования и развития. Для того чтобы получить такое представление, необходимо мысленно воспроизвести объект во всей полноте и сложности его связей и отношений. Такой метод познания называется методом восхождения от абстрактного к конкретному» [1, 139, 147, 165].
Научное познание (филогенез) и учебное познание (онтогенез) развиваются и функционируют аналогично, хотя пути формирования понятий в обучении имеют своеобразие, обусловленное временны?м фактором и уровнем развития учащихся [163]. Следовательно, понять закономерности усвоения понятий школьниками невозможно вне осмысления его в процессе общественно- исторического познания.
Как и в научном познании, понятие является узловой формой мышления в учебном процессе, является ключевым моментом обучения. Освоение понятий означает овладение не только результатом общественно-исторического процесса познания, но и тем способом, которым это знание было получено.
Способы познания не являются чем-то независимым от характера познаваемых объектов. Следуя объективной структуре предмета, мышление не только правильно отражает его природу, но и вырабатывает способы познания. Овладение продуктами познания, таким образом, возможно только с помощью способов, выработанных человечеством в процессе постижения реальной действительности. О. Н. Дамения в работе «Воспитание мышления» пишет: «…воспитывать, формировать мышление человека – это значит изменять его по тем принципам и законам, по которым оно само исторически возникает и развивается. Иначе говоря, применяемые в процессе воспитания мышления методы и принципы должны быть выведены из самого мышления и выражать его природу, а не придуманы воспитателем искусственно» [45]. Это справедливо для формирования не только мышления, но и знаний об объективном мире. Более того, формирование как понятий, так и способов логического познания мира есть процесс единый. Без овладения способом познания невозможно сформировать понятие, объективно отражающее предмет или явление. Также без специально организованного процесса усвоения понятий в учебном процессе невозможно сформировать способы их постижения учащимися, поэтому необходимо заботиться не только о передаче содержания, но и о формировании способов познания.
Индукция и дедукция как эмпирические способы познания
В дидактической и методической литературе, а также в практике преподавания основное внимание уделяется таким формам познания, как индукция и дедукция. Однако рассмотрение только этих двух форм ограничивает воспитание мышления школьников. Как указывал Ф. Энгельс, невозможно все приёмы мышления втиснуть в эти две формы, индукцию и дедукцию можно применять только на своём месте и не распространять на всё познание [171].
При определении места и значения индукции и дедукции в познании следует исходить из сущности этих способов. Сущность индукции заключается в том, что при сравнении ряда предметов или их представлений абстрагируется общий признак – одна из сторон объектов. Главным приёмом индукции является сравнение, представляющее собой своеобразное предметное действие, выполняемое мысленно. Абстрагированное с помощью сравнения общее является как бы внешней меткой, по которой определяется принадлежность объекта к данному классу. С помощью этого признака объект или индуктивно присоединяется к данному классу, или в нём дедуктивно предполагается данный признак. Так индукция неразрывно связана с дедукцией.
Поскольку во внешней форме объектов сущность не представлена, то путём сравнения и индуктивного вывода нельзя вскрыть сущность исследуемого объекта. Результаты индуктивных и дедуктивных умозаключений всегда являются проблематичными, требующими эмпирических подтверждений, поэтому Ф. Энгельс писал, что результаты индукции «ежедневно опрокидываются новыми открытиями» [171].
Приведём пример. Во время опытов учащиеся наблюдают взаимодействие магния, цинка, железа с соляной кислотой; в результате наблюдаемых реакций выделяется водород. Из опытов следует индуктивный вывод, что металлы вытесняют водород из кислоты. Серебро – металл, следовательно, вытесняет водород из кислоты. И, как видим, пользуясь индукцией, сразу делаем неправильный вывод. Следующим опытом он опровергается.
Это подтверждается реальным уроком. Учитель предоставил учащимся возможность провести реакции цинка, железа и меди с соляной кислотой. Сообщает, что результатом этих реакций являются соли. На основе индукции учитель формулирует определение солей как вывод из опытов: «Соли – это продукты реакции вытеснения водорода из кислот металлами». Такое определение противоречит проведённым опытам. Учащиеся увидели, что медь не вытесняет водород. В дальнейшем они встретятся с солями меди, существование которых противоречит определению, данному учителем.
В учебном процессе при изучении взаимодействия кислот с металлами принято ложное утверждение на основе индукции: «Активные металлы реагируют с кислотами, а неактивные не реагируют». Когда учащиеся будут изучать реакции кислот, обладающих сильными окислительными свойствами, с неактивными металлами, они также столкнутся с опровержением продекларированного учителем вывода.
Таким образом, место индукции и дедукции в процессе познания реальной действительности определяется их возможностями как эмпирических методов.
Индукция и дедукция являются только моментами в процессе познания, подводящими мышление к теоретическому освоению исследуемого объекта.
В нашем примере следует показать взаимодействие меди и серебра с серной и азотной кислотами. При этом формируется понятие о разнообразном взаимодействии кислот с металлами. Позднее, углубляясь в сущность данной химической реакции, можно доказать различную активность металлов как восстановителей, а также разнообразие окислителей в составе кислот (ионы водорода, атомы серы и азота в высоких степенях окисления). Так постепенно формируется богатое понимание реакции кислот с металлами. При этом мы выходим за пределы эмпирического опыта и подходим к теоретическому обоснованию данных реакций.
Абстрагированное в результате сравнения объектов общее, как одна из сторон исследуемых предметов, должно занять определённое место в системе других сторон и отношений, поскольку абстрагирование сторон и установление их взаимоотношений ведут к синтезу конкретного, как это было показано выше. На примере реакций металлов с кислотами сформировалось теоретическое понятие из отдельных абстракций, выявленных экспериментально:
а) металлы вытесняют водород из кислот;
б) не все металлы могут вытеснять водород из кислот;
в) по признаку вытеснения водорода из кислот металлы делятся на активные и неактивные;
г) металлы реагируют с кислотами не только путём вытеснения водорода;
д) неактивные металлы взаимодействуют с кислотами, при этом они окисляются не ионами водорода, а кислотными остатками.
Метод восхождения от абстрактного к конкретному
Для образования конкретного понятия необходимо не только вычленить отдельные внешние стороны, но и, что самое главное, абстрагировать существенное. Сущность исследуемого объекта не представлена во внешней форме, которая может быть воспринята нашими чувствами. Она может быть вычленена не путём сравнения ряда предметов, а путём анализа и синтеза, которые осуществляются при установлении взаимосвязей и отношений, а также при установлении иерархии абстракций. В данном примере реакций металлов с кислотами сущность заключается в величинах электродных потенциалов, а ещё более глубокая сущность – в электронных представлениях.
Анализ и синтез являются средствами теоретического освоения реальной действительности – восхождением от абстрактного к конкретному [102]. Путём анализа единичное расчленяется, выделяются отдельные стороны (абстракции), путём последующего синтеза устанавливается координация сторон, свойств, вычленяется генетическое противоречие, приведшее к возникновению исследуемого объекта, то есть сущность. Далее прослеживается развитие объекта и открываются его различные стороны, устанавливаются взаимосвязи между ними, и тем самым синтезируется конкретное понятие. Так происходит переход от единичного к особенному, а затем к всеобщему. При этом индукция применяется на эмпирическом уровне, а восхождение от абстрактного к конкретному – на теоретическом. Это можно выразить следующей цепочкой:
единичное – особенное (абстракция) – всеобщее (конкретное).
Опираясь на индукцию, дидактика выработала схему образования понятия [12, 105]:
ощущение – восприятие – представление – понятие.
Отсюда большое значение придаётся формированию представлений путём наблюдения образцов изучаемых объектов, а также сравнению, в результате которого вычленяется общее. Но так могут формироваться только эмпирические понятия.
Приведённая схема формирования понятия включает как нейрологические (биологические), так и интеллектуальные факторы. Ощущение и восприятие происходят благодаря врождённому биологическому механизму: внешнее воздействие на органы чувств (рецепторы) вызывает реакцию организма, заключающуюся в передаче сигнала в соответствующие отделы мозга. Из ощущений формируется представление. Две стадии схемы ощущение – восприятие относятся к познанию нерасчленённого единичного. Представление можно считать звеном, связывающим биологические и интеллектуальные процессы. Представление является уже обобщённым образом, но интеллектуальные процессы только зарождаются.
Однако представление ещё не может предшествовать понятию: в нём нет глубинной сущности, которую раскрывает понятие. Особенно это касается химии, сущность которой лежит на уровне микромира и не может быть представлена в ощущениях. Поэтому, сколько бы ученики ни рассматривали образцы веществ или ни наблюдали опыты, индуктивно познать сущность химических явлений, то есть понять их, они не смогут. Необходим определённый мыслительный процесс, который приведёт к познанию скрытой сущности. Учёные признают, что наука достигла такого уровня, когда мы можем понять то, чего не можем представить. Иными словами, глубина научного знания не представлена в ощущениях.
Значение анализа и синтеза в мышлении доказывается и психологией. Так, С. Л. Рубинштейн признаёт индукцию низшей формой анализа, а восхождение от абстрактного к конкретному – высшей его формой [126].
Конкретное понятие формируется следующим путём: исходным пунктом движения мысли является познание отдельных, единичных предметов, не расчленённых внутри себя и данных в ощущениях; конечным результатом познания является синтезированная целостность многих сторон (абстракций), отношений, опосредований, связей – понимание объекта в его развитии [62, 165].
Термин конкретное в дидактической литературе обычно понимается как исходный пункт движения мысли, в то время как конкретизация представляет собой процесс открытия новых сторон, новых связей и отношений с последующим их синтезом. Вот что пишет З. И. Зимняя в учебнике для вузов «Педагогическая психология»: «Определение Г. Гегелем направления развития… как движения от “абстрактного к конкретному”… имеет большое значение для трактовки психического развития. Эта мысль о развитии от общего к частному (курсив наш. – Л.К.) была заложена Я. А. Коменским в основополагающем для его системы обучения принципе природосообразности» [59]. Как видим, от «абстрактного к конкретному» интерпретируется как от «общего к частному», то есть автор метод «от абстрактного к конкретному» понимает как метод индукции и дедукции. К сожалению, в дидактике часто встречаем такое непонимание диалектического метода познания, что, несомненно, оказывает негативное влияние на весь учебный процесс: учитель не нацелен формировать у учащихся многогранное обобщённое знание, выраженное в понятии.
Ещё раз подчеркнём эту разницу методов на примере.
Если ученику предлагается описать на основе чувственных восприятий образец железа, то он описывает данное вещество не как конкретное, а как мысленно нерасчленённое единичное. Он может указать цвет, агрегатное состояние, «тяжесть», взвесив кусок на ладошке, то есть то, что воспринимает непосредственно органами чувств. Конкретным понятием знание о железе станет для ученика тогда, когда он опишет не только ощутимые, но и измеряемые физические и химические свойства, то есть поведение железа в различных реакциях, когда он установит связи между составом, строением и свойствами. В конкретном понятии железа ученик объединяет (синтезирует) все знания о железе.
Формирование и функционирование понятий в учебном познании
Сложность понятий определяет путь их формирования. Весь объём знаний понятия сразу усвоить невозможно. Оно формируется постепенно в течение длительного времени, на многих уроках. Рассмотрим для примера процесс формирования упоминавшегося выше понятия оксидов.
В процессе формирования понятий можно выделить четыре этапа:
1) введение в понятие;
2) формулировка определения понятия;
3) развитие понятия;
4) применение понятия.
1. Введение в понятие – это накопление таких знаний об исследуемом объекте, которые приведут к выделению сущности. На этом этапе важно активизировать те знания, которые явятся своеобразным «пьедесталом» для построения нового знания. Это соответствует природе работы мозга.
Дж. Брунер, исследуя психику человека, обнаруживает: «Восприятие предполагает акт категоризации. Фактически в эксперименте происходит следующее. Мы предъявляем субъекту соответствующий объект, а он отвечает путём отнесения воспринятого раздражителя к тому или иному классу вещей или событий. На этой основе только и могут строиться любые наши теоретические рассуждения» [18]. Из экспериментальных наблюдений психологов следует, что мозг, воспринимая новое знание, прежде всего ищет ответы на вопросы «что это? на что это похоже?». Ответ мозг получает, если находит соответствующее знание, усвоенное ранее, – опорное. Отсюда в дидактике опорным знаниям придаётся чрезвычайно важное значение.
И. Хофман в книге «Активная память» отмечает, что при восприятии объекта происходит установление соответствия между физическими параметрами воспринимаемого объекта и сохранившимися следами прежних восприятий в центральной нервной системе. И далее: «Только после того, как установлено такое соответствие, стимул (воздействующий на рецепторы предмет. – Л.К.) приобретает значение и содержащаяся в нём информация получает интерпретацию. Информация о прошлых событиях составляет, таким образом, необходимую предпосылку для распознавания поступающей в данный момент информации» [154]. Можно сделать вывод: если информация о воспринимаемом объекте не находит хранящейся в памяти соответствующей информации, то не происходит и осознанного восприятия. Установление указанного соответствия является основой классифицирования объектов.
Таковы тонкие механизмы работы мозга, а способность к классификации является свойством мозга, заложенным самой природой. Это должно учитываться при формировании понятий в учебном процессе.
Подобные явления можно вычленить и в макропроцессах истории науки. Так, в химической науке до формирования понятий был длительный период накопления знаний о различных веществах. Накопленные знания постепенно трансформировались в систему, которая позволила произвести классификацию веществ по группам. Так, были выделены спирты, многие из которых оказались кислотами. В противоположность им выделены основания (оксиды, карбонаты, гидроксиды). В дальнейшем из этой группы были вычленены оксиды, существенным признаком которых стал бинарный состав.
Это был этап введения в понятие. Подобный этап должен быть и в учебном процессе. Это значит, что для введения в понятие необходимо найти опорные знания, которые помогут выйти на новое знание. В результате выводится новый термин, которым обозначаем понятие.
В учебном процессе введения понятия оксидов опорными знаниями являются изученные химические свойства кислорода, в частности образование оксидов. В свою очередь, получение знаний о свойствах кислорода опирается на знания о взаимодействии реакций соединения, в которые вступают простые вещества (синтез), и умения составлять уравнения таких реакций, а для этого учащиеся должны уметь составлять формулы оксидов. 2. Формулировка определения понятия. Второй этап заключается в формулировке определения понятия. Определения даются разными способами. Наиболее распространённой схемой является следующая: понятие – ближайший род – существенный признак. Эта схема показывает, какие знания должен получить учащийся для выведения определения. Формулировку определения оксидов школьники дают самостоятельно под руководством учителя [77, 78].
На ученических столах находится раздаточный материал: оксид меди(II), оксид магния, оксид железа(III), оксид кремния, в пробирках – оксид углерода(IV), вода, оксид азота(IV).
Образцы подобраны так, чтобы дети смогли отметить разнообразие свойств оксидов (агрегатное состояние, цвет, температура плавления).
Наблюдения школьники заносят в таблицу.
Таблица 1. Свойства оксидов
При анализе свойств оксидов нужно учесть, что человеческое сознание сначала воспринимает различия, затем сходство. В связи с этим сначала анализируем различающиеся свойства. Такими оказываются цвет, агрегатное состояние, температура плавления, строение. Затем учащиеся находят общий признак оксидов. Они отмечают, что оксиды состоят из двух элементов и в состав каждого оксида входят атомы кислорода. Эти признаки и будут существенными. В схеме определения понятия учащиеся отмечают:
понятие – ближайший род – существенный признак.
Учащиеся производят мысленные действия: сравнение, сопоставление, анализ, синтез – и реализуют схему:
оксиды – сложные бинарные вещества – содержащие атомы кислорода.
Произведя названные мысленные действия, учащиеся выводят формулировку определения понятия. Тем самым они сделали первый шаг в изучении понятия.
3. Развитие понятий. Формируется понятие при дальнейшем изучении химического материала. Учащиеся узнают всё новое и новое, синтезируя его с ранее полученным первоначальным знанием о понятии.
Понятие оксидов получает развитие при знакомстве с важнейшими классами неорганических веществ. Сначала дети отмечают, каким элементом образован оксид – металлом или неметаллом. В результате делят оксиды на оксиды металлов и оксиды неметаллов. Произошло первое мысленное разложение изучаемого объекта – анализ.
Далее изучают реакции взаимодействия оксидов неметаллов с водой с образованием кислоты. В копилку содержания понятия прибавляется знание о проявлении кислотных свойств оксидов неметаллов. Подобным образом школьники узнают о реакциях оксидов металлов с водой с образованием оснований, следовательно, об основных свойствах оксидов. Здесь прибавляется ещё один элемент знаний: не все оксиды могут взаимодействовать с водой. Позднее, когда будет изучена природа химической связи, они узнают, что прочность химической связи обусловливает немолекулярное строение и нерастворимость в воде.
Сопоставляя свойства воды как оксида в изученных реакциях, учащиеся обнаруживают двойственную природу оксидов – амфотерность.
При изучении групп элементов Периодической системы Д. И. Менделеева учащиеся знакомятся с конкретными оксидами. Так, при изучении серы прибавляются новые знания об оксидах. В оксидах серы степень окисления будет разной: в одном она равна +4, в другом – +6. Это определяет состав: соотношение числа атомов серы и кислорода в одном 1:2, в другом 1:3. Узнают о строении молекул этих оксидов. Помимо уже известных кислотных свойств эти оксиды проявляют окислительно-восстановительные свойства. Учащиеся связывают высокую степень окисления в три- оксиде серы и приходят к выводу о проявлении окислительных свойств этого оксида. Устанавливают, что в диоксиде степень окисления серы +4 позволяет проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.
В дальнейшем понятие оксидов пополняется всё новыми знаниями – о своеобразии оксидов углерода, фосфора, кремния, оксидов различных металлов.
