Предмет химии. Вещества
I.Учебный фильм: "Мир химии"
II. Предмет химии
III. Методы науки химии
Прежде чем приступить к любой работе и получить определённый результат, человек выбирает наиболее эффективные и доступные способы и приёмы выполнения её, инструмент и приспособления, которые можно использовать для этого, операции, которые необходимо совершить.
Метод (от греческого слова «методос» — путь к чему-либо) означает совокупность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности.
Видный философ XVII века Ф. Бэкон сравнивал метод познания с «фонарем, освещающим дорогу путнику, идущему в темноте».
Рассмотрим научные методы познания химии, т.е. методы познания, которые используются для изучения веществ и химических явлений.
Различают 2 уровня научного познания: эмпирический и теоретический.
1. Эмпирические методы познания в химии
Эмпирический уровень - характеризуется исследованием реально существующих объектов. На этом уровне происходит процесс накопления информации об этих объектах с помощью следующих методов: наблюдение, измерение, постановка экспериментов.
В это же время осуществляется первичная систематизация получаемых фактических данных в виде описания, таблиц, схем, графиков и т.д.
Познакомимся с каждым из этих методов отдельно.
- Наблюдение – это первоначальный метод эмпирического познания, позволяющий получить первичную информацию об объекте изучения.
Наблюдение является целенаправленным, планомерным, активным методом научного познания: оно ведётся для решения заранее поставленных задач, строго по составленному исследователем плану, согласованному с поставленными задачами и сопровождается активными действиями исследователя. Результаты научных наблюдений фиксируются в виде описания признаков наблюдаемого объекта, таблиц, схем и т.д. Всё это является базисом науки, опираясь на который учёные создают эмпирические обобщения, сравнивают изучаемые объекты по тем или иным признакам, проводят классификацию, выявляют закономерности.
Наблюдения могут быть непосредственными, воспринимаемыми органами чувств человека, и опосредованными, которые проводятся с использованием технических средств наблюдения: микроскопов, телескопов и др.
В процессе наблюдения могут совершаться открытия новых явлений, позволяющих обосновать какую-либо научную гипотезу или подтвердить какое-либо положение известной теории.
Из всего сказанного следует, что наблюдение является важнейшим методом научного познания, позволяющим собрать обширную информацию об окружающем мире.
- Эксперимент – более сложный метод эмпирического познания по сравнению с наблюдением. Он отличается от метода наблюдения тем, что в ходе эксперимента исследователь может изменять условия (давление, температуру, напряжение и т.д.), устранять побочные факторы, затрудняющие процесс исследования. Эксперимент может повторяться несколько раз для получения наиболее достоверных результатов.
Условия научного эксперимента: целенаправленность, наличие базы в виде исходных теоретических положений, наличие плана проведения эксперимента, наличие технических средств, наличие специалистов необходимого уровня квалификации.
В зависимости от характера поставленных задач, решаемых в ходе эксперимента, последние подразделяются на исследовательские и проверочные.
Исследовательские эксперименты направлены на обнаружение новых, неизвестных науке свойств изучаемого объекта. Результатом такого эксперимента могут быть выводы, изменяющие представления об этом объекте.
Проверочные эксперименты служат для проверки или подтверждения тех или иных теоретических положений.
- Измерение – это процесс определения количественных значений свойств изучаемого объекта с помощью специальных технических устройств.
Измерения бывают прямые и косвенные.
Прямые измерения – это такие измерения, при которых значение измеряемой величины выдаётся непосредственно измерительным прибором.
При косвенном измерении искомое значение величины определяют по известной математической зависимости (по формуле), используя для этого данные, полученные при прямых измерениях.
В процессе измерения не всегда требуется участие человека. Измерение может быть включено в работу автоматической информационно-измерительной системы, которая строится на базе электронно-вычислительной техники.
2. Методы теоретического познания в химии
- Идеализация – представляет собой мысленное внесение определенных изменений в изучаемый объект в соответствии с целями исследований. В результате таких изменений могут быть исключены из рассмотрения какие-то свойства, признаки, стороны объектов. Например, в механике идеализация материальной точки как тела, лишенного размеров и массы. Такой прием удобен при описании движения, в том числе атомов и молекул.
Идеализация используется тогда, когда реальные объекты достаточно сложны для имеющихся средств математического анализа, когда некоторые свойства затемняют существо протекающих в объекте процессов.
Роль идеализации как метода научного познания заключается в том, что получаемые на его основе теоретические положения, можно использовать для исследования реальных объектов или явлений.
- Формализация - заключается в использовании специальной символики, позволяет отвлечься от изучения реальных объектов и оперировать вместо этого символами (знаками). Достоинством формализации является возможность проведения исследований без обращения к какому-либо объекту, кроме этого обеспечивается краткость и четкость записи научной информации.
3. Методы, применяемые на эмпирическом и теоретическом уровнях познания
- Анализ и синтез
Под анализом понимают разделение объекта (мысленно или реально) на составные части с целью изучения их по отдельности.
Под синтезом понимают соединение составных частей объекта (мысленно или реально) 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 успешно используются в сфере мыслительной деятельности человека, т.е. в теоретическом познании.
V. Задания для закрепления
Задание №1.
Вспомните физические свойства бензина и воды и ответьте на вопрос.
Бензин и вода отличаются друг от друга по следующим физическим свойствам:
а) запах
б) цвет
в) агрегатное состояние
г) плотность
Задание №2.
Выпишите из предложенного списка только "вещества".
а) карандаш
б) графит
в) снежинка
г) полиэтилен
д) линейка
е) гвоздь
ж) железо