Урок №2. Методы познания в химии
Метод — это способ достижения какой-нибудь цели, решения конкретной задачи.
Есть методы, которые являются общими для всех наук. В то же время для каждой науки характерны свои методы.
Общенаучные методы : наблюдение, эксперимент, моделирование, прогнозирование.
Химические методы : химический эксперимент, анализ и синтез веществ.
Наблюдение — это способ получения информации путём прямой и непосредственной регистрации событий и условий их протекания.
Наблюдение — это начальный метод познания, позволяющий получить информацию об объекте. Наблюдение является целенаправленным и планомерным методом: оно ведётся для решения заранее поставленных задач, строго по составленному исследователем плану, согласованному с поставленными задачами. Результаты наблюдений фиксируются в виде описания признаков наблюдаемого объекта, таблиц, схем и т. д.
Наблюдения могут быть непосредственными, воспринимаемыми органами чувств человека, и опосредованными, которые проводятся с использованием приборов: микроскопов, телескопов и др.
Эксперимент — это метод исследования явления в определённых условиях.
Это более сложный метод познания по сравнению с наблюдением. Он отличается тем, что в ходе эксперимента исследователь может изменять условия (давление, температуру, напряжение и т. д.), устранять побочные факторы. Эксперимент может повторяться несколько раз для получения наиболее достоверных результатов.
Моделирование — процесс исследования реального мира с помощью создания абстрактных, графических и математических моделей.
Моделирование основано на изучении модели. Модель строится по подобию оригинала, на ней воспроизводят свойственные оригиналу процессы, и полученные сведения переносятся на моделируемый объект — оригинал.
Пример: в химии широко используются модели молекул, которые помогают понять их строение.
Прогнозирование — научно обоснованное предсказание развития событий или явлений на будущее на основе исследований.
Анализ — разделение объекта (мысленно или реально) на составные части с целью изучения их по отдельности.
Анализ позволяет изучить отдельные элементы объекта.
Синтез — соединение составных частей объекта с целью изучения его как единого целого.
Для изучения объекта как единого целого необходимо рассматривать его составные части в совокупности, в единстве. В процессе синтеза производится соединение воедино составных частей изучаемого объекта.
Анализ и синтез лишь в своем единстве дают полное и всестороннее знание действительности.
Методы исследования в химии
Люди получают информацию об окружающем мире разными методами. Наиболее важные из них наблюдение и эксперимент.
Что такое наблюдение? Наблюдение – это концентрация внимания на познаваемых объектах с целью их изучения.
Чем научное наблюдение отличается от наблюдения в житейском смысле этого слова? Научное наблюдение проводиться в строго контролируемых условиях, причем условия эти можно изменять по желанию наблюдателя.
Основными «инструментами» наблюдения окружающего мира являются органы чувств:
1) орган зрения (глаза);
3) орган обоняния (нос);
4) орган осязания (кожа);
5) орган вкуса (язык).
Глаза
Данный орган чувств входит в зрительную систему человека, благодаря которой мы обладаем зрением, то есть видим окружающий нас мир, как изображение предметов и их расположения в пространстве. Глаза относятся к дистантным органам чувств, то есть органам чувств, которые реагируют на раздражение на расстоянии.
Данный орган относится к дистантным органам чувств и выполняет две функции:
1. Восприятие звуков. Человеческое ухо может воспринимать далеко не все звуки, а лишь звуковые волны, расположенные в диапазоне 16-20000 Гц.
Рецепторы кожи
Кожный покров выполняет множество функций, в том числе и чувствительные:
2. Осязание или тактильное чувство. Благодаря коже мы можем чувствовать прикосновения, их силу, вибрации, фактуру предметов (например, гладкость, шероховатости и так далее).
Данный орган чувств реагирует на раздражение лишь при непосредственном контакте, в отличие от дистантных органов чувств.
Благодаря данному органу чувств человек может различать запахи, данное чувство называется обоняние. Стоит заметить, что самым лучшим обонянием человек обладает при рождении, с возрастом способность различать запахи ухудшается. Кроме того, ученые утверждают, что чувствительность к запахам у женщин выше, чем у мужчин.
Язык
Благодаря данному органу чувств человек может различать вкус разных веществ. Однако язык также обладает и тактильными рецепторами, то есть, способен передавать температуру и фактуру веществ. Разные участки языка воспринимают разные вкусы: кончик языка – сладкое, корень – горькое, бока – кислое, края и кончик – солёное.
Наблюдение и эксперимент как методы изучения естествознания и химии
Урок 2. Химия. Вводный курс. 7 класс ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Наблюдение и эксперимент как методы изучения естествознания и химии»
Знания о природе человек получает с помощью наблюдения.
Наблюдение – это концентрация внимания на познаваемых объектах с целью их изучения.
С помощью наблюдения человек накапливает информацию об окружающем мире, систематизирует её, выявляя при этом определённые закономерности.
Для того, чтобы наблюдение было эффективным, следует выполнять ряд условий. Во-первых, нужно определить предмет наблюдения. Предметом наблюдения выступает вещество, его свойство или превращения веществ. То есть это то, на что обращено внимание наблюдателя. Во-вторых, нужно сформулировать цель наблюдения, то есть для чего это наблюдение нужно. В-третьих, необходимо составить план наблюдения, чтобы достичь нужной цели.
В основе составления плана лежит гипотеза. Термин «гипотеза» происходит от греческого слова hypothesis, что означает «основание, предположение». Гипотеза может быть выдвинута в конце, когда уже получен результат наблюдения.
Естественно то, что научное наблюдение отличается от житейского. Как правило, научное наблюдение проводится в определённых условиях и в специальном помещении, например, в лаборатории.
Эксперимент представляет собой научное воспроизведение какого-либо явления с целью его исследования, испытания в определённых условиях.
Само название «эксперимент» происходит от латинского experimentum, что означает «опыт, проба». Эксперимент позволяет опровергнуть гипотезу, возникшую при наблюдении, и сформулировать вывод.
Проведём небольшой эксперимент по изучению строения пламени. Если зажечь свечу и посмотреть на пламя, то можно заметить, что оно неоднородно по цвету и имеет три зоны. Первая – это тёмная зона – находится в нижней части пламени. Эта зона самая холодная. За тёмной зоной следует яркая часть пламени, температура которой выше, чем в тёмной зоне. В верхней части пламени, которая является бесцветной, самая высокая температура. Если поместить спичку в пламя так, чтобы она пересекала все зоны, то можно заметить, что спичка обугливается в верхней и средней зонах. Это означает, что температура в этих зонах наиболее высокая.
Как вы думаете, а будет ли пламя спиртовки иметь такое же строение, как и пламя свечи? Для этого используем следующие гипотезы. Первая: предположим, что пламя будет иметь одинаковое строение, так как в основе этого лежит одинаковый процесс – горение. Второе предположение: строение пламени будет отличаться, так как возникает в результате горения различных веществ.
Чтобы доказать или опровергнуть одну из гипотез, нужно провести эксперимент. Зажжём спиртовку. Пламя, как и в случае со свечой, имеет три зоны: внутреннюю (тёмную) самую холодную, среднюю светящуюся (горячую) и внешнюю бесцветную (самую горячую).
Таким образом, можно сделать вывод, что строение любого пламени одинаково. Поэтому, чтобы нагреть в пламени какой-либо предмет, его нужно внести в верхнюю часть пламени, потому что она самая горячая.
Все экспериментальные данные принято записывать в специальном лабораторном журнале или тетради. Записывают дату проведения эксперимента, его название и ход опыта в виде таблицы. Например, в первой колонке, что делал, во второй – что наблюдал и в третьей – выводы.
Таким образом, объект наблюдения в нашем случае – пламя свечи. Цель наблюдения – определить строение пламени и температуру в разных частях пламени. План – зажечь свечу, рассмотреть пламя, проверить температуру пламени.
Ещё великий Леонардо да Винчи говорил, что науки, которые не родились из эксперимента, – основы всех познаний – бесполезны и полны заблуждений.
Все естественные науки – это экспериментальные науки. Для постановки любого эксперимента требуется специальное оборудование. Так, в биологии часто используют оптические приборы, которые позволяют увеличивать изображение наблюдаемого объекта. К таким оптическим приборам относят лупу и микроскоп. Физики применяют приборы для измерения напряжения, силы тока и электрического сопротивления. У географов имеются такие приборы, как компас, метеорологические зонды, а также огромные научно-исследовательские суда, уникальные космические орбитальные станции.
Химики также используют специальное оборудование, например, спиртовку, химическую посуду и так далее.
| 03.11.2018, 18:08 | |
| Внимание! Если скачанный файл открывается с ошибкой, то попробуйте открыть его на другом устройстве или в облаке. Если ничего не помогло, то напишите нам. | |
| Наблюдение — это концентрация внимания на познаваемых объектах с целью их изучения. |
С помощью наблюдения человек накапливает информацию об окружающем мире, которую затем систематизирует, выявляя общие закономерности результатов наблюдений. Следующий важный шаг — поиск причин, которые объясняют найденные закономерности.
Научное наблюдение отличается от наблюдения в житейском смысле этого слова. Как правило, научное наблюдение проводится в строго контролируемых условиях, причем условия эти можно изменять по желанию наблюдателя. Чаще всего такое наблюдение проводится в специальном помещении — лаборатории (рис. 6).
Рис. 6.
В химической лаборатории Московского городского педагогического университета
| Эксперимент — научное воспроизведение какого-либо явления с целью его исследования, испытания в определенных условиях. |
Эксперимент (от лат. experimentum — опыт, проба) позволяет подтвердить или опровергнуть гипотезу, возникшую при наблюдении, и сформулировать вывод.
Проведем небольшой эксперимент по изучению строения пламени.
Зажжем свечу и внимательно рассмотрим пламя. Оно неоднородно по цвету, имеет три зоны (рис. 7). Темная зона (1) находится в нижней части пламени. Она самая холодная по сравнению с другими. Темную зону окаймляет яркая часть пламени (2), температура которой выше, чем в темной зоне. Однако самая высокая температура — в верхней бесцветной части пламени (зона 3).
Рис. 7.
Строение пламени свечи
Чтобы убедиться, что различные зоны пламени имеют разную температуру, можно провести такой опыт. Поместим лучинку или спичку в пламя так, чтобы она пересекала все три зоны. Вы увидите, что лучинка обугливается в зонах 2 и 3. Значит, температура пламени там наиболее высокая.
Возникает вопрос, будет ли пламя спиртовки или сухого горючего иметь такое же строение, как и пламя свечи? Ответом на этот вопрос могут служить два предположения — гипотезы: 1) строение пламени будет таким же, как и пламя свечи, потому что в его основе лежит один и тот же процесс — горение; 2) строение пламени будет различным, так как оно возникает в результате горения различных веществ. Для того чтобы подтвердить или опровергнуть одну из этих гипотез, обратимся к эксперименту — проведем опыт.
Исследуем с помощью спички или лучинки строение пламени спиртовки (более подробно с устройством этого нагревательного прибора вы познакомитесь при выполнении практической работы) и сухого горючего.
Несмотря на отличия в форме, размерах и даже цвете, в обоих случаях пламя имеет одинаковое строение — те же три зоны: внутреннюю темную (самую холодную), среднюю светящуюся (горячую) и внешнюю бесцветную (самую горячую).
Следовательно, на основании проведенного эксперимента можно сделать вывод, что строение любого пламени одинаково. Практическая значимость этого вывода состоит в следующем: для того чтобы нагреть в пламени какой-либо предмет, его надо внести в верхнюю, т. е. самую горячую, часть пламени.
Оформлять экспериментальные данные принято в специальном лабораторном журнале, в качестве которого подойдет обыкновенная тетрадь, а вот записи в ней делают строго определенные. Отмечают дату проведения эксперимента, его название, ход опыта, который часто оформляют в виде таблицы.
Попробуйте таким образом описать эксперимент по изучению строения пламени.
Великий Леонардо да Винчи говорил, что науки, которые не родились из эксперимента — основы всех познаний, — бесполезны и полны заблуждений.
Все естественные науки — экспериментальные. А для постановки эксперимента часто требуется специальное оборудование. Например, в биологии широко используются оптические приборы, которые позволяют во много раз увеличить изображение наблюдаемого объекта: лупа, микроскоп (рис. 8).
Рис. 8.
Увеличительные приборы — лупа, микроскоп, используемые в биологии
Физики при изучении электрических цепей применяют приборы для измерения напряжения, силы тока и электрического сопротивления (рис. 9).
Рис. 9.
Измерительные приборы — амперметр, вольтметр, используемые в физике
На вооружении ученых-географов имеются специальные приборы — от самых простейших (компаса, метеорологических зондов) до на-учно-исследовательских судов (рис. 10), уникальных космических орбитальных станций.
Рис. 10.
Географическое научно-исследовательское судно
Химики в своих исследованиях также используют специальное оборудование. Простейшее из них — это, например, уже знакомый вам нагревательный прибор — спиртовка и различная химическая посуда, в которой проводят превращения веществ, т. е. химические реакции (рис. 11).
Рис. 11.
Лабораторная химическая посуда и оборудование
Ваше первое знакомство с химическим оборудованием произойдет во время выполнения практической работы, которая ожидает вас на следующем уроке.