При ознакомлении учащихся со свойствами и химическими реакциями веществ применяются все те логические частные методы и мыслительные операции, что были рассмотрены выше: индукция и дедукция, анализ и синтез,сравнение и противопоставление, абстракция и обобщение.

Ознакомление учащихся со связями и отношениями веществ включает в себя следующие моменты, протекающие одновременно или один за другим в различном порядке:

а) постановка и осмысливание цели изучения;

б) наблюдение и описание явления;

в) накопление фактов, анализ накопленных фактов и выделение изучаемого явления из среды других явлений путем абстракции;

г) анализ накопленных фактов и выделение явлений, предшествующих изучаемому, также путем абстракции;

д) сравнение обстоятельств, предшествующих изучаемому явлению, и разработка описательной, или каузальной, гипотезы о существовании определенной связи явлений;

е) дедуктивное выведение всех возможных следствий из Разработанной гипотезы, иными словами, синтез изучаемого явления в конкретном виде, исходя из предполагаемой причины;

ж) разработка «мыслительного эксперимента»;

з) опытная экспериментальная проверка гипотезы и вытекающих из нее следствий;

и) обобщение экспериментального материала, вывод или заключение о достоверности гипотезы и следствий из нее;

к) применение добытых знаний о причине изучаемого явления, связи его с другими явлениями при решении жизненных задач; закрепление в памяти.

В простейшем случае это следующие моменты:

а) постановка и осмысливание цели изучения;

б) наблюдение учащимися свойств и реакций веществ в процессе экспериментирования с ними;

в) анализ собранных фактов, вывод из них общего положения;

г) объяснение (учителем или в отдельных случаях учащимися) этого вывода;

д) применение его при решении жизненных задач, закрепление в памяти.

Указанные выше моменты наблюдаются при изучении физических свойств и реакций веществ 1—4-м путями. При изучении их пятым путем характер процесса изменяется. В простейшем случае здесь основными моментами являются;

а) постановка и осмысливание цели изучения;

б) восприятие словесного описания учителем свойств и реакций, а также восприятие демонстрируемых им изображений предметов и явлений; накопление фактов при участии творческого воображения;

в) анализ собранных фактов, вывод из них общего положения;

г) объяснение (учителем или в отдельных случаях учащимися) этого вывода;

д) применение общего положения для решения жизненных задач; закрепление общего положения в памяти.

Обучение в советской школе стремится по возможности доказательно знакомить учащихся с положениями науки. Даже в том случае, когда невозможно развернуть учащимся полную аргументацию правильности сообщаемых положений (на пример, в случае ознакомления с атомно-молекулярным учением), мы все же стремимся привести ее хотя бы в ограниченной мере.

В ряде случаев мы предваряем сообщение общих положений рядом фактов и затем делаем из них индуктивным путем частные выводы, служащие средством для понимания общих положений. Так, например, для того чтобы дать учащимся общее положение, что все кислоты реагируют с основаниями с образованием солей и воды, мы сначала проделываем с учащимися опыты взаимодействия едкого натра и гидрата окиси меди с серной и соляной кислотами, затем формулируем частной вывод, что серная и соляная кислоты взаимодействуют с основаниями с образованием солей и воды, и, наконец, сообщаем, что изучение взаимодействия всех известных в настоящее время кислот и оснований позволяет установить общее положение, что «все кислоты реагируют с основаниями с образованием солей и воды». Частный вывод (серная и соляная кислоты реагируют с едким натром) помогает понять общий вывод науки (все кислоты реагируют с основаниями).

И наконец, во многих случаях мы индуктивным путем знакомим учащихся со многими общими и частными положениями науки, как например с законом сохранения веса веществ, с синтезом уксусной кислоты и т. д. Общие положения (большие посылки) мы чаще всего сообщаем учащимся, приводя лишь отдельные эмпирические факты для иллюстрации их правильности или для облегчения понимания их сущности. Частные же положения во многих случаях устанавливаются экспериментальным индуктивным путем.

Когда учащиеся владеют большими и малыми посылками, их (учащихся) надо стимулировать к тому, чтобы дедуктивным путем и самостоятельно они приходили к заключению о неизвестных им физических и химических свойствах веществ, способах получения их, способах объяснения химических реакций и пр. Когда учащиеся сформулируют вывод, заключение, надо требовать обоснования его, т. е. надо требовать, чтобы они назвали большую и малую посылки, из которых необходимым образом следует данный вывод. Например, мы предлагаем учащимся решить задачу: «Как исходя из гидрата окиси кальция, получить азотнокислый кальций». Ученик отвечает: «Надо на гидрат окиси кальция подействовать азотной кислотой». Если на предложение учителя: «Дайте обоснование правильности предложенного способа получения гидрата окиси кальция», ученик отвечает: «Все кислоты реагируют с основаниями с образованием соли и воды. Азотная кислота — кислота, а гидрат окиси кальция — основание. Следовательно, гидрат окиси кальция реагирует с азотной кислотой с образованием соли и воды»,— то он дает обоснование. Он демонстрирует дедуктивное выведение способа получения азотнокислого кальция, дает дедуктивное доказательство высказанному ранее суждению.

Чтобы приучить учащихся быть осторожными в суждениях, проверять правильность их, надо рекомендовать вначале вывод (заключение) вносить в форме предположения, гипотезы, затем обосновывать его дедуктивным путем и, наконец, проверять путем эксперимента. Так, например, если предстоит сделать заключение о свойствах соляной кислоты, пользуясь знанием общих свойств кислот, до того как учащиеся изучат ее, надо сначала выслушать предположения, а затем предложить обосновать их, исходя из знания общих свойств, присущих всем кислотам. «Растворы кислот изменяют цвет фиолетового лакмуса в красный. Кислоты взаимодействуют со многими металлами, с окислами металлов и со всеми щелочами. Соляная кислота, поскольку она относится к классу кислот, должна иметь все эти свойства». Предположение обосновано. Его необходимо подтвердить экспериментальным путем. Возникает вопрос, какие вещества для этого взять, с какими веществами произвести химические реакции. Вносится новое предложение: «Чтобы убедиться в том,- что соляная кислота реагирует с некоторыми металлами, на цинк подействуем соляной кислотой». Точно так же подбираются окислы металлов и щелочи, взаимодействие с которыми будет прослежено на опыте. Когда гипотеза выдвинута и обоснована, наступает экспериментальная проверка. Делаются опыты, выясняющие взаимодействие соляной кислоты с цинком, окисью меди, едким натром и другими веществами.

Выдвижение, дедуктивное обоснование и проверка гипотез имеют огромное познавательное и воспитательное значение. Учащиеся на конкретных примерах знакомятся с основным моментом методологии естественных наук, активно приобретают знания, развивают свое мышление. Поэтому ставить и разбирать выдвинутые гипотезы, обосновывать их дедуктивным способом, выбирать наиболее обоснованные и затем проверять экспериментальным путем необходимо во всех случаях, когда накопленные знания позволяют это делать. Анализ гипотез производится или учителем, или под его руководством учащимися. Учитель ставит наводящие вопросы, руководит возникающей дискуссией учащихся. Отбираются такие гипотезы, которые при теоретическом рассмотрении оказались обоснованными и которые легче проверить экспериментальным путем.

В процессе обучения аналогия также может и должна применяться для ознакомления учащихся с новыми свойствами и связями веществ. Но так же, как и в научном исследовании, выводы по аналогии должны быть 'всего лишь гипотезами и приобретать силу достоверного суждения лишь после экспериментального подтверждения. Учащиеся легко делают выводы по аналогии и склонны сразу принимать эти выводы за достоверные. Больше того, многие учащиеся предпочитают аналогию другим видам умозаключения, так как она легче им. На конкретных примерах надо продемонстрировать, что только после экспериментального подтверждения заключения по аналогии становятся научными. При правильном использовании аналогии она развивает способ мышления, подготавливающий их к успешному изучению аналогов периодической системы химических элементов.