Изучение опыта преподавания химии и материалы экспериментальной работы, проведенной нами в течение последних лет, дают основание сделать первые выводы о комплексе условий, создание которых способствует успешному формированию у учащихся знаний о химическом производстве.

В этом комплексе видную роль играют хорошо известные, педагогам общедидактические условия. Не останавливаясь на них, рассмотрим те, которые проистекают из специфики содержания знаний о химических производствах.

1. Систематическое, прочное и сознательное усвоение учащимися основ естественных наук.

Ученики, имеющие хорошую подготовку по естественным наукам и черчению, как правило, быстро и хорошо усваивают производственный материал, проявляют больше понимания, творческой самостоятельности и инициативы при изучении производства.

Положительное влияние на формирование понятий об отдельных производствах оказывает прежде всего постепенное изучение все новых и новых химических фактов и теорий, в результате чего свойства продуктов, сырья и полупродуктов, химические реакции и технологические процессы каждого последующего производства изучаются более конкретно и глубоко.

Подготовка по физике также оказывает большое влияние на усвоение понятий о химическом производстве. Сведения о физических константах и способах определения их (точки кипения и плавления, удельный вес и др.) применяются учащимися при ознакомлении с физическими свойствами исходных материалов и продуктов производства; сведения по механике — при изучении устройства и принципов действия аппаратов; сведения по теплоте, гидравлике, аэродинамике и другим разделам физики — при ознакомлении с переходом веществ из одно-

ГО физического состояния в другое, с процессами теплообмена, с применением высоких температур и давлений, с движением жидкостей и газов и т. д.; сведения по электричеству — при освещении вопросов, связанных с применением электрического тока в технологическом процессе.

Чем лучше на уроках математики и черчения учащиеся развивают геометрические представления и пространственное воображение, тем лучше они читают и составляют схемы и чертежи, справляются с задачами конструктивного характера.

Преподавание машиноведения и электротехники также составляет серьезную опору для ознакомления школьников с техникой и технологией химического производства.

Приходится, однако, отметить тот факт, что подготовка учащихся по физике, математике и черчению совершенно недостаточно используется учителями химии при изучении производственных вопросов, что объясняется неосведомленностью учителей химии относительно физико-математического образования и развития учащихся.

2. Анализ учителем содержания и объема формируемых понятий. Нельзя формировать понятия, если неизвестны их конкретное содержание (совокупность существенных признаков и их взаимосвязь), а также объем понятий (совокупность предметов, к которым относятся эти признаки).

Вот почему, готовясь к урокам, учитель должен основательно изучить производство, проанализировать конкретное содержание понятия, определить его объем, сформулировать его признаки, установить между ними взаимосвязь.

Анализ содержания и объема понятий об отдельных производствах целесообразно проводить по общему плану изучения производства и оформлять результаты этого анализа в виде таблиц (см. табл. 12). Такие таблицы будут служить конспектом при подготовке учителя к урокам и при изложении материала на уроках.

3. Изложение учителем содержания понятия о производстве в последовательности: продукт → сырье→химические реакции→главные стадии и процессы производства → главные аппараты → общие принципы производства.

Наряду с этим вариантом последовательности в методической литературе известны два других варианта, применявшиеся В. Н. Верховским и В. В. Левченко.

Последовательность в изложении сведений о химическом производстве, применявшаяся В. Н. Верховским: продукт → исходные материалы → технологические процессы и химические реакции → главные аппараты.

Таблица 12

Анализ понятия «Производство соляной кислоты соляносульфатным

способом»

План анализа понятия

Конкретное содержание и объем понятия

1. Химический продукт (состав, свойства, применение в народном хозяйстве, ГОСТ)

I. Соляная кислота — раствор хлористого водорода в воде. Взаимодействует с основаниями, со многими металлами, солями и основными окислами, с некоторыми органическими веществами. Применяется в химической промышленности для получения хлористого цинка, используемого для пропитывания шпал в целях предохранения их от гниения, для получения красителей и некоторых лекарств, в пищевкусовой промышленности для получения крахмальной патоки и пр. Согласно ГОСТу 1382—42 техническая соляная кислота первого сорта должна содержать 27,5 % НС1, а примеси должны быть ограничены следующими данными: Fe — не более 0,03%. As — не более 0,1%, H2SO4-0,4% (на SO3)

2. Исходные материалы (состав, свойства, добыча, предварительная подготовка)

Производится из хлористого натрия NaCl и серной кислоты H2SO4. Хлористый натрий предварительно измельчается.

3. Химические реакции, лежащие в основе производства (сущность, условия течения)

Получение хлористого водорода выражается следующим уравнением:

2NaCl + H2SO4=Na2SO4+2HCl↑

Реакция проводится при 500—550°С.

4. Главные стадии производства

Главные стадии производства: получение хлористого водорода и сернокислого натрия, поглощение хлористого водорода водой

5. Техника производства

Хлористый водород получается в печах, представляющих собой муфель, сделанный из шамотного кирпича или чугуна. В муфель непрерывно поступает поваренная соль и серная кислота. В центре его проходит полый вал с гребнями и зубьями для перемешивания реагирующей смеси. Муфель обогревается сжиганием генераторного газа. Из печи выделяется газ с температурой 375—400°С. Перед поглощением он очищается и охлаждается. Поглощается хлор в башнях высотой 10 м, диаметром 1,5 и с насадкой из керамических колец для увеличения поверхности растворения. Вода подается сверху, хлористый водород—снизу (противоток). Для лучшего поглощения ставятся 2—3 башни. Образующаяся соляная кислота с температурой 70—75°С поступает в хранилище.

6. Организация труда

Управление работой печей и башен осуществляется аппаратчиками, контроль качества продукта — цеховыми контролерами, а анализ продукта — лаборантами лаборатории

II. В объем понятия «Производство соляной кислоты соляносульфатным способом» входят предприятия, производящие этим способом соляную кислоту

Последовательность, применявшаяся В. В. Левченко: исходные материалы → технологические процессы и химические реакции главные аппараты → продукт.

Первый и второй варианты отличаются от третьего тем, что изучение собственно производственных вопросов предваряется ознакомлением учащихся с составом, химическими свойствами и применением вещества, производство которого будет изучаться в дальнейшем. Это предварительное ознакомление отсутствует в методическом плане В. В. Левченко.

Так, например, в учебнике химии В. В. Левченко и других авторов металлургия железа освещается до изучения химии железа.

В ходе экспериментального исследования было обнаружено, что учащиеся, занимаясь по учебнику В. В. Левченко, не понимали при изучении металлургии железа окислительно-восстановительных реакций, лежащих в основе выплавки чугуна, так как предварительно не изучили форм и свойств соединений двух- и трехвалентного железа. Эти сведения приходилось давать по ходу ознакомления с металлургией. Наблюдения были подтверждены экспериментальными уроками, часть которых начиналась с предварительного освещения вопроса о продукте, часть — без этого освещения, т. е. по плану В. В. Левченко. Все другие условия были одинаковыми. Данные таблицы 13 убедительно доказывают педагогическую эффективность предварительного ознакомления учащихся с составом, свойствами и применениями веществ и снижение этой эффективности при игнорировании данного требования.

Первый вариант отличается от второго и третьего вариантов еще тем, что химические реакции, лежащие в основе производства, разъясняются учащимся до изучения технологии производства, тогда как по второму и третьему вариантам они рассматриваются по ходу изложения материала о производственном процессе.

Указанная выше последовательность принята в первом варианте по следующим соображениям.

Усвоение знаний о металлургическом производстве при различной последовательности изложения их

Число правильных полных ответов (в %)

п/п

Содержание вопросов

вариант 1 (Шаповаленко)

вариант 2 (Верховского)

вариант 3 (Левченко)

I. Производство

1

чугуна Чугун (состав, свойства)

56

47

21

2

Руды железа

72

78

68

3

Химические реакции доменного производства

69

50

57

4

Главные стадии и процессы доменного производства

96

33

40

5

Устройство доменной печи и принципы ее действия

66

54

47

II. Производство стали бессемеровским способом

1

Свойства стали

56

47

21

2

Исходные материалы

46

3

Химические реакции

68

43

14

4

Технологические процессы

73

50

52

5

Устройство и принципы действия конвертера

67

66

37

III. Производство стали мартеновским способом

1

Свойства стали

56

47

21

2

Исходные материалы

76

45

10

3

Химические реакции

82

49

13

4

Устройство мартеновской печи и принципы ее действия

73

66

23

История любого производства начинается в лаборатории. Здесь получают вещество, изучают его свойства, области применения и (условия течения реакций, протекающих при его получении. Затем, опираясь на данные, полученные в лаборатории, переходят к полузаводской установке, чтобы изучить режим работы аппаратов, построенных уже из материалов, проектируемых для завода. После этого, используя данные, полученные на полузаводской установке, переходят к проектированию и строительству заводов для промышленного получения вещества. Этот исторически сложившийся путь от лаборатории к заводу и использован в первом варианте. Его преимущество в том, что, знакомясь с лабораторным получением вещества, учащиеся хорошо подготавливаются к усвоению знаний о промышленном способе получения его.

Если сведения о химических реакциях не даются до изложения технологии производства, то их все равно приходится сообщать при освещении ее, но в этом случае вместо одной задачи сразу решаются две, а это приводит к ухудшению результатов усвоения материала учащимися.

Посредством индивидуальных и классных экспериментов было установлено, что в том случае, когда сначала изучаются химические реакции, а потом технология, учащиеся многое предвосхищают в ней, во многом разбираются самостоятельно, так как для этого у них имеется необходимая научная база. При ознакомлении, например, с технологией серной кислоты они самостоятельно расчленяют производственный процесс на стадии, вносят обоснованные предложения относительно условий проведения этого процесса и даже относительно конструкции отдельных аппаратов. Другими словами, к изучению технологии учащиеся подходят творчески, вкладывая в это изучение собственную мысль.

Иное наблюдается, когда сведения о химических реакциях даются по ходу изложения технологии производства, в порядке обоснования ее. В этом случае учащиеся усваивают готовые знания, не вырабатывают его усилием собственной мысли, так как мышление не получает предварительно необходимого материала.

В первом варианте учащиеся хорошо усваивают и знания о химических реакциях, и сведения о технологии производства, так как знания о химических реакциях повторяются и закрепляются в связи с изучением технологии, а технологические сведения, будучи осознаны учащимися, прочно удерживаются ими в памяти. Во втором и третьем вариантах учащиеся хуже усваивают знания о химических реакциях и о технологии производства, хотя для изложения их затрачивается столько же учебного времени, как и в предыдущем случае.

Как же объяснить то, что предлагаемая нами последовательность в изучении отдельных производств оказалась более эффективной, чем другие варианты последовательности?

Наш план изучения химических производств дифференцирует производство на совокупность частных явлений и сторон (продукт, сырье, химическая реакция, технология и техника производства), причем производит эту дифференциацию в порядке самой близкой и непосредственной связи этих частных явлений и сторон между собой (продукт ближайшим образом связан с сырьем, сырье—с химической реакцией, а химическая реакция — с технологией и техникой производства). Такая дифференциация (анализ) служит естественной предпосылкой постепенного синтеза установления связи между отдельными сторонами производства и объединения их.

Изучение каждой стороны производства (продукт, сырье, химические реакции, технология и техника производства) в свою очередь расчленяется на более частные вопросы, что служит дальнейшему облегчению анализа. Начинается такое изучение с частных, конкретных явлений (например, с конкретного образца серной кислоты, железного колчедана, с опытного изучения химической реакции и т. д.) и поднимается к выделению общих и существенных свойств, закономерных связей и отношений (например, существенных свойств продукта, благодаря которым он применяется в народном хозяйстве, существенных свойств сырья, сущности химического превращения сырья в продукт и т. д.). Другими словами, изучение идет от частного к общему, от явления к сущности, от конкретного к абстрактному.

При изучении каждой стороны производства (продукта, сырья, технологии и т. д.) используются как знания по химии, полученные прежде, так и знания о тех отдельных явлениях и сторонах производства, которые были уже сообщены учащимся. Вследствие этого знания, усвоенные в предыдущем, составляют основу для понимания последующего и, применяясь при изучении его, повторяются и закрепляются. В результате этого обеспечивается доступность, сознательность и прочность усвоения. Так, при изучении сырья применяются знания о составе и свойствах продукта, при изучении химических реакций — сведения о составе и свойствах не только продукта, но и сырья и т. д. Это означает, что изучение каждой стороны производства происходит также путем движения от общего к частному, от сущности к явлению, от абстрактного к конкретному.

Указанными выше путями изучается не только каждая сторона производства, но и все производство в целом.

Усвоение знаний о продукте, сырье и химических реакциях превращения сырья в продукт приводит уже к образованию понятия о производстве. Но это еще абстрактное, неконкретное понятие. В нем удерживается лишь сущность, закон превращения сырья посредством химических реакций в продукт. Но в нем не отражаются технология и техника этого превращения в условиях крупного массового производства.

Чтобы развить это абстрактное понятие, превратить его в конкретное, обогащенное техническими определениями, учитель разъясняет учащимся, как химические реакции, лежащие в основе получения данного продукта, используются в производстве, какое техническое оформление они здесь приобретают, как это влияет на самую сущность химических процессов, каковы технология и техника производства.

Опираясь на знание сущности химических реакций и условий их течения, учащиеся разбираются в разделении производства на стадии и в проведении главных технологических процессов на каждой стадии, а это открывает возможность понять конструкцию и принципы действия типичных аппаратов, так как конструкция и принципы действия аппаратов, как известно, полностью соответствуют производимым посредством их технологическим операциям. На базе ознакомления учащихся с принципами осуществления технологических процессов данного производства учащиеся постепенно вводятся в понимание общих принципов химической индустрии вообще, проявляющихся в производстве данного продукта. При этом учащиеся конкретно знакомятся с аппаратами, их работой и производимыми посредством их процессами превращения сырья в продукт.

Итак, начавшись с изучения конкретного — продукта, сырья и химических реакций,— познание учащихся поднимается к абстрактному, к сущности, к законам превращения сырья в продукт. Таким путем образуется абстрактное понятие о производстве. Затем осуществляется движение от сущности, законов химических реакций, т. е. от абстрактного к конкретному технологическому и техническому осуществлению реакций в производстве при непосредственном изучении его технологии и техники, т. е. восхождение от абстрактного к конкретному понятию как единству во многообразии сторон. Процесс формирования понятий идет как бы по спирали с увеличивающимся диаметром витков, в которой каждый предыдущий виток составляет опору для последующего; при этом анализ и синтез, абстракция и обобщение, индукция и дедукция протекают как последовательно, сменяя друг друга, переходя друг в друга, так и одновременно.

При изложении знаний об отдельных сторонах производства и о всем производстве в целом мысль учащихся движется от частного к общему и от общего к частному, от явления к сущности и от сущности к явлению, от конкретного к абстрактному и от абстрактного и конкретному (табл. 14).

Из сказанного выше следует, что для успешного усвоения понятия об отдельных производствах надо дать учащимся план последовательного изложения сведений о них и пользоваться этим планом на уроках. Чтобы не записывать всякий раз этот план на доске, целесообразно однажды изготовить его в виде таблицы на большом листе бумаги и вывесить в кабинете химии.

Непосредственное (путем наблюдения и эксперимента) изучение научных основ производства; использование при этом других форм и средств наглядности. На таблице 15 представлены различные формы и средства наглядности, применяемые при изучении отдельных химических производств.

Особенно большое значение имеет опытное ознакомление учащихся с химическими реакциями, лежащими в основе производства. Это ознакомление является решающим условием успешного усвоения технологии, так как сущность ее заключается в реализации тех же химических реакций, что и в лаборатории, только в больших размерах и с помощью механических и автоматических средств труда. Опытное изучение реакции открывает возможность успешного ознакомления с аппаратами и принципами производства.

Таблица 14

Закономерности формирования понятий об отдельных видах химического производства

Таблица 15

Формы и средства наглядности, используемые при изучении химических производств

План изучения химического производства

Формы и средства наглядности

по отдельным вопросам

по всем вопросам

1. Продукт (состав, свойства и народнохозяйственное значение)

1. Демонстрация продукции, таблиц применения веществ, опытов, разъясняющих состав и свойства продуктов

1. Демонстрация кинофильмов, диапозитивов, наборов чертежей и фотографий для эпидиаскопа

2. Самостоятельная работа с раздаточным материалом

3. Лабораторные опыты и практические занятия для изучения состава и свойств продукта

2. Проведение экскурсий:

а) в музеи,

б) в технологические лаборатории высших учебных заведений и научно-исследовательских институтов,

в) в химические цехи различных предприятий,

г) на химические фабрики и заводы

2. Исходные материалы (состав, свойства, обогащение)

1. Демонстрация коллекций исходных материалов, а также картин и таблиц, иллюстрирующих их добычу

2. Самостоятельная работа с раздаточным материалом

3. Химические реакции, лежащие в основе производства и условия их течения

1. Демонстрация опытов получения продукта в лаборатории на действующей установке и демонстрация чертежа этой установки

2. Лабораторная работа — получение веществ и ознакомление с их свойствами

3. Организация длительных наблюдений в цехах предприятий

4. Главные стадии и процессы производства

5. Типичные аппараты на главных стадиях производства (устройство, принципы действия)

Демонстрация:

а) схем производственных процессов и устройства аппаратов;

б) моделей цехов и аппаратов (разборных и неразборных);

в) коллекций промежуточных продуктов

В последние годы для опытного ознакомления с химическими реакциями, применяемыми в производстве, создано немало конструкций приборов-установок (М. М. Гостев, А. А. Грабецкой, М. Л. Тетерин и др.). Создание силами учащихся этих приборов-установок в каждой школе является неотложным делом.

Использование действующих приборов-установок в целях формирования понятий о химических реакциях, лежащих в основе производства, показало, что образование их протекает тем успешнее, чем последовательнее учитель выполняет следующие частные условия демонстрации и анализа опытов: 1) предварительно (как правило) знакомит учащихся с теорией вопроса; 2) привлекает учеников к конструированию приборов, используя усвоенные теоретические положения, и оформляет итоги конструирования в виде подсобного чертежа на доске; 3) демонстрирует установку и одновременно подсобный чертеж ее и требует от учащихся подробного описания установки; 4) обеспечивает видимость отдельных частей установки и связи их между собой (применяет подставки, экраны, подсвет, подсобные чертежи, изготовленные на переносных классных досках и т. д.); 5) до опыта добивается усвоения названий и состава материалов, помещенных в отдельных частях приборов (запись названий и формул веществ на подсобном чертеже); 6) приводит прибор в действие по частям с обязательным объяснением учениками того, что он делает и для чего; 7) привлекает учащихся к самостоятельному наблюдению опыта и описанию его; 8) ставит учащимся вопросы для анализа опыта и требует от них сжатого изложения выводов; 9) разъясняет реакции и процессы, происходящие в каждой части прибора (запись уравнений реакций на подсобном чертеже), привлекая к этому делу учащихся; 10) требует от учащихся зарисовки прибора, записи наблюдений и подробных выводов в тетрадь и целостного изложения всего опыта после окончания его.

Практика показывает, что ни одна демонстрация опыта без подсобного чертежа установки, ни показ одного чертежа без демонстрации установки в натуре не дают такого эффекта в усвоении знаний учащимися, как соединение этих двух форм наглядности между собой и с объяснениями учителя и учащихся. Натура помогает созданию цельных образов, чертеж — анализу и синтезу их. Слово учителя, предваряющее, сопровождающее и заключающее эксперимент и наблюдение, втягивает в процесс познания весь необходимый для данного случая предшествующий опыт учащихся (ранее усвоенные представления и понятия), соединяет приобретенные путем демонстрации образы с предшествующим опытом, дает материал для мышления, активизирует его.

Большое значение для усвоения технологии и техники химического производства имеет демонстрация плоскостных и объемных пособий, изображающих схемы производственных процессов, заводские аппараты и установки.

Школьные настенные таблицы встречаются трех типов:

а) изображающие только внешний вид аппаратов и установок; б) изображающие только внутреннее устройство установок и аппаратов; в) изображающие и внешний вид, и внутреннее устройство на одном рисунке.

Опытом подтверждена пригодность первого и второго типов таблиц и необходимость одновременно пользоваться и таблицами первого и таблицами второго типа, сравнивая и сопоставляя между собой их содержание.

Одни плоскостные пособия все же не дают возможности создать у учащихся достаточно ясные и отчетливые представления об аппаратах и заводских установках, так как переход от изображения на плоскости к объемным представлениям для многих учащихся оказывается трудным.

Наряду с плоскостными пособиями необходимы объемные — модели. В настоящее время налажены производство и продажа моделей, рекомендованных новой программой, и составлено руководство для изготовления их в химических кружках (работа проф. Д. А. Эпштейна при участии инж. С. А. Шурхина).

Эти модели сконструированы исходя из следующих принципиальных соображений: а) моделировать правильно с научно-технической стороны; б) моделировать только главное, опуская детали; в) модели делать разборными, чтобы можно было изучать внутреннее устройство аппаратов; г) аппараты делать, соблюдая соразмерность частей в одной модели; д) аппараты делать из металла, картона или любого другого материала безотносительно к тому, из какого материала аппараты в действительности изготавливаются на заводах, так как иначе пришлось бы отказаться от моделирования; е) окрашивать модели аппаратов в цвета, принятые на производстве; ж) коммуникации изображать трубками, окрашенными в цвета, принятые на производстве.

Применение моделей в процессе изложения технологии производства резко повышает ясность и отчетливость представлений и понятий у учащихся об аппаратах по сравнению с тем, когда применяются только одни таблицы. Но при этом не отпадает необходимость пояснять устройство моделей чертежами, изображающими внутреннее устройство аппарата, а наоборот, эта необходимость усиливается.

Рассмотренные выше средства наглядности хотя и способствуют образованию представлений о производстве, но все же не создают образов динамической картины его. Эти пособия являются в той или иной мере отвлечениями от конкретного производства, хотя приближают к действительности, помогают глубже познать ее. Поэтому с особой остротой встает вопрос об использовании кино для конкретного ознакомления учащихся с химическим производством.

Анализ новых кинофильмов показал, что они содержат материал по всем вопросам производства, за исключением вопроса о профессиях рабочих, занятых на химических предприятиях. Труд человека, к сожалению, мало показан в кинофильмах, вследствие чего они меньше помогают готовить учащихся к выбору профессии, чем могли бы.

Хотя кинофильмы и содержат в основном все элементы сведений о производстве, они только тогда дают учащимся всесторонние знания, а материал их только тогда хорошо усваивается учащимися, когда к восприятию их ученики подготовлены учителем путем систематического, последовательного и полного изложения всего учебного материала до демонстрации кинофильма и когда это изложение сопровождается показом опытов, таблиц, моделей и самостоятельной работой учащихся.

Фильм не может заменить учителя, он является лишь средством наглядного синтеза всех производственных знаний, полученных учащимися под руководством учителя.

Просмотр кинофильмов хорошо обогащает учащихся сведениями о производстве, если до демонстрации фильма учащимся даются вопросы, по которым они должны будут получить ответы, просматривая его, если во время демонстрации фильма учитель подает реплики, обращающие внимание учащихся на отдельные стороны демонстрируемых объектов и разъясняющие их, если после демонстрации фильмов опрашивает учащихся и за ответы выставляет отметки.

4. Применение элементов проектирования и конструирования в процессе формирования понятий о производстве.

Мысль учеников оказывается более возбужденной и подготовленной к восприятию материала о технологии и технике производства, когда учащиеся предварительно самостоятельно подумают, как изученные реакции могут быть технически реализованы на производстве, т. е. когда учитель предварительно организует самостоятельное «проектирование», «конструирование» учащимися картины производства.

Но в состоянии ли учащиеся успешно осуществлять такое «проектирование», «конструирование»?

В процессе экспериментального исследования было замечено, что после опытного изучения химических реакций, лежащих в основе получения веществ, учащиеся оказываются способными предвосхищать отдельные стороны технологии производства. Тогда было решено провести несколько индивидуальных обучающих экспериментов с включением элементов проектирования учащимися технологии производства.

Вот, например, краткое описание индивидуального обучающего эксперимента с учеником Б.

Ученику был показан и хорошо разъяснен опыт получения в лаборатории соляной кислоты соляносульфатным методом, а затем было предложено самостоятельно найти ответы на следующие вопросы: «Какое сырье используется для производства синтетической соляной кислоты?», «На какие стадии разделяется производственный процесс?», «Какая аппаратура нужна для каждой стадии производства?», «Какие процессы будут происходить в этих аппаратах?»

Учащийся ответил, что для производства соляной кислоты соляносульфатным способом исходными материалами служат поваренная соль и серная кислота, что производственный процесс делится на две стадии: получение хлористого водорода и поглощение его водой, что для осуществления этих процессов необходимы печь для получения хлористого водорода взаимодействием поваренной соли с серной кислотой при нагревании и аппарат для поглощения хлористого водорода. Исходя из устройства лабораторного прибора для получения хлористого водорода, учащийся при небольшой помощи экспериментатора (в виде дополнительных вопросов) пришел к заключению, что печь для получения хлористого водорода на заводе должна представлять собой сосуд, в который поступают поваренная соль и серная кислота. Печь обогревается, а вещества в ней перемешиваются.

Ученику было предложено подумать, из какого материала должна быть сделана печь. Учащийся высказал несколько предположений и после обсуждения их с экспериментатором пришел к выводу, что аппарат должен быть сделан из материала, выдерживающего высокую температуру и не разрушающегося под действием хлористого водорода и серной кислоты.

Исходя из устройства поглотительной колонки, применявшейся в опыте, учащийся сделал заключение, что заводской аппарат для поглощения хлористого водорода должен представлять собой высокую башню, сделанную из кислотоупорного материала и наполненную кислотоупорной насадкой, по которой стекала бы жидкость для поглощения хлористого водорода подобно тому, как в лабораторной установке колонка была наполнена битым стеклом и по ней стекала вода.

Чем лучше учащиеся усваивают опыты получения веществ в лаборатории, тем лучше проектируют они технологическую схему производства. По мере того как у учащихся накапливаются представления и понятия об отдельных производствах и об общих принципах производства, они все лучше «проектируют» технологический процесс, демонстрируя тем самым свои успехи в развитии технического мышления.

Когда после окончания проектирования учитель показывает схему производства и кратко излагает его технологию, учащиеся быстро разбираются в ней и выражают удовлетворение работой. Опрос, проводимый на следующих уроках, показывает прочное и осмысленное усвоение производственного материала учащимися.

Элементы проектирования, применяемые в процессе изучения основ производства в школе, несомненно, являются важным средством развития научно-технического мышления у учащихся. Пройдут годы. Многие технологические схемы, изучавшиеся в школе, уйдут в историю, знание их потеряет практическую ценность. Но прочное усвоение важнейших принципов и технических путей производства, развитие научно-технического мышления останутся прочной основой успехов бывших питомцев школы в их работе на производстве.

5. Проведение производственных экскурсий и организация практических занятий и наблюдений учащихся в химических цехах и лабораториях предприятий. Экскурсии дают возможность учащимся непосредственно воспринять производство и составить о нем живые впечатления и представления. Словесные описания, наглядные пособия, демонстрации кинофильмов не дают таких ярких представлений, как экскурсии.

Однако такие результаты приносит лишь та экскурсия, при подготовке, проведении и обобщении результатов которой было предусмотрено создание определенных условий, облегчающих и утончающих аналитико-синтетическую мыслительную деятельность учащихся.

Даже одна экскурсия, проведенная на химическое производство, повышает ясность, отчетливость, конкретность и правильность представлений и понятий не только о химическом производстве. Но еще большее влияние на формирование производственных понятий оказывает проведение ряда экскурсий за весь срок обучения химии, как это можно видеть из опыта Д. С. Загудаева, учителя 175-й школы Москвы, у которого каждый ученик, оканчивающий школу, посетил водоочистительную станцию, сернокислотный, коксохимический, металлургический и другие заводы.

Эти экскурсии давали учащимся конкретные знания об общих основах химической индустрии.

В последние годы отдельные учителя за счет часов, отведенных по учебному плану на химию, или во внеурочное время пытаются проводить производственную практику на предприятиях с учениками IX—XI классов. Но они забывают, что это не их дело. В этих классах предусмотрено время на производственное обучение, которое осуществляется согласно профилям специальностей и профессий, по которым школа готовит учащихся. Производственное обучение проводится отдельными преподавателями. Если учитель химии имеет инженерную подготовку, он может быть привлечен к руководству производственным обучением по химическим специальностям. Но в этом случае он выступает уже не как учитель химии, а как учитель производственного обучения. Выделение времени на производственную практику из числа часов на химию ослабляет преподавание ее, а проведение практики во внеурочное время вызывает перегрузку учащихся.

В новой программе по химии не предусмотрено проведение производственной практики.

Вместе с тем соединение экскурсий с практическими занятиями и наблюдениями на производстве надо всемерно развивать. Практические занятия организуются несколько раз (3—4) в заводской и цеховых химических лабораториях и преследуют цель познакомить учеников с производственным процессом и методами контроля качества полупродуктов и продуктов. Наблюдения организуются на 1—2 основных стадиях производства у основных аппаратов и преследуют цель познакомить более глубоко с техникой и технологией производства. Если школа готовит учеников по химическим специальностям, то эти практические занятия и наблюдения перейдут в программу производственного обучения и учитель химии примет участие в подготовке и обобщении их. Они могут остаться и в учебном плане школы по химии, но в этом случае должны быть согласованы с планом производственного обучения.

Экскурсии и наблюдения в производстве помогают учащимся ближе познакомиться с трудом рабочих и инженерно-технического персонала и на конкретных примерах глубже осмыслить особенности социалистического производства.

Конкретный пример формирования знаний об отдельных химических производствах при соблюдении указанных выше условий был приведен выше (см. уроки, посвященные изучению производства серной кислоты).