Что изучает органическая химия?

Выше было охарактеризовано учебно-воспитательное значение школьного курса органической химии. Каковы же в связи с этим конкретные задачи химического эксперимента, если учесть те особенности, которые присущи ему в учебном процессе?

Чтобы ответить на поставленный вопрос, рассмотрим кратко, что составляет конкретное содержание данного раздела школьного курса химии.

В органической химии изучаются вещества различных классов органических соединений. Выбор этих веществ определяется: а) значением их для усвоения основ науки; б) важностью для человека и народного хозяйства страны; в) доступностью для понимания школьника.

В связи с этим в школьном курсе химии представлены такие основные классы соединений, как углеводороды, спирты, альдегиды, кислоты, сложные эфиры, углеводы, нитро- и аминосоединения, белки. Не включаются в курс многие полифункциональные соединения, красители, гетероциклические соединения, алкалоиды и ряд других классов веществ, недоступных школьнику для усвоения в отведенное время.

Первая задача эксперимента состоит в том, чтобы обеспечить наглядное ознакомление с изучаемыми веществами. С этой целью демонстрируются коллекции, выдается для ознакомления раздаточный материал, ставятся опыты, характеризующие физические свойства веществ.

Вторая задача эксперимента заключается в том, чтобы показать химические реакции веществ в более наглядной форме. Вне зависимости от того, проводится ли эксперимент в виде иллюстрации к сказанному учителем или, основываясь на результатах опыта, учащиеся делают выводы о свойствах вещества, эксперимент должен обеспечить «живое созерцание» действительности.

Непосредственные наблюдения и слово учителя должны здесь в полной мере соответствовать друг другу и в тесном взаимо-

действии обеспечивать правильное формирование научных понятий.

Третья задача эксперимента — помочь учителю раскрыть перед учащимися идею развития в органической химии: генетическую связь веществ, переходы между классами органических соединений, синтезы сложных веществ из простых, обусловленность реакций внешними условиями и т.п. Соответствующие процессы, имеющие большое значение для формирования мировоззрения, должны предстать перед учащимися как реальные явления, а не как уравнения на доске и бумаге.

При этом необходимо иметь в виду, что, хотя проблема взаимной связи и развития выступает в органической химии ярче, чем в неорганической, она все же не имеет здесь той выразительности и непосредственной доступности, как, например, в явлениях природы, изучаемых биологией. Поэтому учителю нужно проявить здесь достаточное внимание, чтобы эта важная сторона науки была правильно раскрыта перед учащимися, чтобы органическая химия, таким образом, помогала им воспринимать естествознание в целом.

Следующая задача эксперимента, особенно характерная для преподавания органической химии, — показать на конкретных, убедительных фактах зависимость химических свойств веществ от их строения и характер взаимного влияния атомов в молекулах.

Поскольку эти вопросы при изучении неорганической химии обычно не рассматриваются и у учащихся нет соответствующих предварительных представлений, роль эксперимента здесь становится особенно ответственной. К «мыслительному эксперименту» здесь прибегать нельзя по крайней мере до тех пор, пока учащиеся на выводе формул нескольких веществ наглядно не убедятся, как в науке определяется химическое строение веществ, как зависят свойства от этого строения и как присутствие тех или иных атомов влияет на поведение других атомов и вещества в целом.

Опыт показывает, что чисто описательное изучение органической химии, когда от учащихся требуют лишь перечислить сведения об отдельных веществах и написать уравнения химических реакций, представляется им нагромождением бесконечного количества случайных фактов. Структурные формулы, введенные догматически, становятся для них лишь схемами, которые надо заучивать и уметь чертить. Без знания реальных основ определения структуры молекул учащиеся усваивают теорию химического строения поверхностно. Сопоставление свойств со строением при этом гели и делается, то оно чаще бывает чисто формальным, ассоциа-

тивным, а не внутренним, осмысленным. Химическое строение вещества и его характерные свойства здесь сосуществуют, а не находятся в причинно-следственной связи.

С переходом в мир органической химии перед учащимися открылись широкие перспективы познания одной из основных химических проблем — связи свойств веществ с их строением. К сожалению, в школьных условиях, мы не всегда имеем возможность привести достаточно строгое экспериментальное доказательство химического строения веществ. Это объясняется тем, что учащимся неизвестно строение многих других веществ, по превращению в которые можно судить о структуре исходного вещества, малодоступны на уроке и количественные опыты, которые часто необходимы для этой цели, и т.д. Поэтому в некоторых случаях при доказательстве строения приходится идти на известные упрощения, однако они не должны выходить за пределы допустимых упрощений при переходе от научного эксперимента к учебному.

Ученики одной из школ, где в преподавании органической химии проводилось экспериментальное доказательство формул строения, впоследствии заявили: «Самое интересное и важное в органической химии, что в ней вещества изучаются более углубленно и доказывается, почему вещество имеет такую формулу, а не какую-нибудь другую».

Далее задача эксперимента состоит в том, чтобы содействовать успешному политехническому обучению школьников.

С его помощью учитель может показать многогранную связь органической химии с жизнью, показать применение химических знаний в производстве, раскрыть научные основы важнейших химических производств.

Методически правильное ознакомление учащихся с научными основами того или иного производства может быть поставлено лишь на базе конкретных наблюдений. Эксперимент должен дать наглядный показ главного химического процесса, лежащего в основе того или иного химического производства. Совершенно очевидно, что при этом должна идти речь об ознакомлении учащихся с современным производством, т.е. с теми процессами, которые находят сейчас преимущественное распространение и имеют перспективу дальнейшего развития.

В соответствии с программой и возможностями школьного курса мы можем ознакомить учащихся экспериментальным путем с химическим использованием природного газа (хлорирование), с перегонкой нефти, с использованием газов нефтепереработки (получение спирта из этилена), с получением некоторых смол, пласт-

масс (например, фенолформальдегидной смолы, полиметилметакрилата), с переработкой жиров и крахмала и т.д.

К сожалению, много интересного и существенно важного с точки зрения характеристики путей развития промышленной химии мы показать учащимся пока не в состоянии, так как соответствующий учебный эксперимент не разработан или недоступен по своим условиям. Мы не можем пока продемонстрировать, например, получение хлорвинила из ацетилена, бутадиена из бутана, синтез какого-либо каучука или полиэтилена, показать гидрирование твердого топлива, получение спиртов окислением парафинов и т.д.

Наконец, задача химического эксперимента и в том, чтобы вооружить учащихся практическими умениями.

Выполнение учащимися опытов по органической химии, часто более сложных, чем опыты с неорганическими веществами, способствует выработке умений применять знания на практике и умений обращения с веществами и лабораторной техникой, что, как известно, также имеет важное значение в практической подготовке. В содержании этих опытов должна отражаться многогранная связь органической химии с жизнью, которую можно осуществить, ставя в числе других такие практические работы, как исследование свойств технических материалов; распознавание органических веществ в сельском хозяйстве и т.д.

Во второй части предлагаемого пособия мы стремились так подобрать и построить опыты по органической химии для средней школы, чтобы они в какой-то мере отвечали очерченным выше задачам.

Здесь мы не останавливаемся специально на том, что, помимо изложенных выше задач, эксперимент по органической химии способствует развитию у учащихся внимания, аккуратности, наблюдательности, настойчивости в преодолении трудностей и ряда других качеств, так как в этом мы не усматриваем существенных отличий его от эксперимента по неорганической химии.