3.2.3.Nguyên tắc lựa chọn hệ thống kiến thức về các chất và các phản ứng hoá học. Chương trình Hoá học PT bao gồm hệ thống kiến thức cơ bản về các chất và hệ thống kiến thức cơ bản về phản ứng hoá học. Các kiến thức này được lựa chọn phù hợp với những mục đích dạy học và những nguyên tắc cấu tạo chương trình Hoá học trường PT. 3.2.3.1. Hệ thống kiến thức về các chất. Do thời gian và khả năng nhận thức của học sinh bị hạn chế nên chỉ có thể lựa chọn một số nhỏ các chất đưa vào chương trình PT để nghiên cứu. Căn cứ để lựa chọn là dựa vào ý nghĩa về mặt nhận thức và thực tiễn của chúng. Theo tiêu chuẩn này, sẽ chọn các chất sau đây: • Các chất có ý nghĩa to lớn về mặt nhận thức. Dựa trên các chất này sẽ hình thành được hệ thống các khái niệm, xây dựng được cơ sở các sự kiện để nghiên cứu các lí thuyết (chẳng hạn, hiđro, oxi; nước; một số kim loại và phi kim; các oxit, axit, bazơ. muối điển hình). • Các chất có ý nghĩa thực hiện to lớn (như phân bón, thuốc trừ sâu, dầu mỏ v v ). • Các chất có vai trò quan trọng trong thiên nhiên (các hợp chất của silic và canxi, chất béo, protit, hiđrocacbon v v ). • Các chất giúp học sinh có những biểu tượng về các quá trình công nghệ và sản xuất hoá học (chất xúc tác, cao su và tơ tổng hợp, chất dẻo, kim cương nhân tạo, aminoaxit tổng hợp v v ). Phạm vi các chất trên đây là có hạn, nhưng cho phép dựa trên ví dụ của những chất đại diện điển hình làm sáng tỏ được những quy luật về thành phần, cấu tạo, tính chất chung cho mỗi loại chất, chỉ rõ được mặt ứng dụng của Hoá học. Làm thế nào để chỉ cần dựa vào một số ít các chất mà giới thiệu được sự phong phú đa dạng trong tự nhiên và những quy luật đặc trưng của cuộc sống? Có thể giải quyết được nhiệm vụ phức tạp này nhờ việc nghiên cứu các nguyên tố hoá học. Như vậy ta đã biết từ một số lượng không lớn các nguyên tố hóa học đã biết hiện nay (110 nguyên tố) đã tạo thành hàng triệu đơn chất và hợp chất. Số lượng các nguyên tố hoá học đưa vào nghiên cứu ở chương trình và sách giáo khoa Hoá học trường PT là rất có hạn. Trước hết đó là những nguyên tố của các chu kì nhỏ. Đó là những nguyên tố mà D.I. Menđêleep gọi là những nguyên tố đặc trưng, bao gồm: H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar Ngoài khối lượng nhẹ ra, những nguyên tố đặc trưng còn thể hiện những tính chất của chúng khá rõ và tiêu biểu. Những kiến thức này sẽ giúp ích rất nhiều cho việc hiểu biết tính chất của các nguyên tố đứng trong cùng một nhóm với chúng. Trong số các nguyên tố đặc trưng, những nguyên tố có tầm quan trọng thực tiễn hơn cả oxi, hiđro, cacbon, nitơ, natri, magie, nhôm, sắt, silic, photpho, lưu huỳnh và clo. Đó là những nguyên tố cần được nghiên cức tỉ mỉ. Những nguyên tố có ý nghĩa thực tiễn kém hơn là heli, liti, berili, bo, flo, neon, agon. Về các nguyên tố này chỉ cần giới thiệu một cách tổng quát để giúp học sinh hiểu được sự biến thiên tuần hoàn tính chất các nguyên tố hoá học. Ngoài những nguyên tố đặc trưng, còn cần đưa vào chương trình trường PT các nguyên tố thuộc các phân nhóm chính của bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học và chú ý tới những tính chất của chúng, những quy luật biến thiên các tính chất đó ở trong nhóm. Không cần nghiên cứu sâu các nguyên tố này, vì có thể dùng phép so sánh với các nguyên tố đặc trưng đã được nghiên cứu tỉ mỉ để giúp học sinh hiểu được tính chất các nguyên tố tương tự (trong cùng phân nhóm chính) và quy luật biến thiên của những tính chất này trong giới hạn của các nhóm tự nhiên. Khi hình thành khái niệm về các nhóm tự nhiên và quy luật biến thiên tính chất các nguyên tố và hợp chất của chúng trong các nhóm đó, không cần nghiên cứu kĩ tất cả các phân nhóm chính của hệ thống tuần hoàn mà chỉ nghiên cứu tính chất một số nguyên tố hệ thống tuần hoàn mà chỉ nghiên cứu tính chất một số nguyên tố các phân nhóm chính VII và I. Trên cơ sở những ví dụ về các nguyên tố của những phân nhóm này, học sinh thấy được quy luật biến thiên tính chất các nguyên tố hoá học nằm trong các nhóm tự nhiên. Với các phân nhóm chính thuộc nhóm VI và II, V và III, có thể trình bày gọn đủ để chứng minh rằng quy luật biến thiên tính chất của các nguyên tố trong các phân nhóm này cũng tương tự như trong phân nhóm chính thuộc hai nhóm VII và I. Riêng với canxi và nhôm cùng các hợp chất của chúng, do ý nghĩa quan trọng của chúng trong kĩ thuật và đời sống, có thể nghiên cứu kĩ hơn. Sắt thuộc phân nhóm phụ nhóm VIII cũng cần được nghiên cứu kĩ, vì nguyên tố này có tầm quan trọng đặc biệt trong nền kinh tế quốc dân. Đối với những nguyên tố thuộc các phân nhóm phụ, không yêu cầu nghiên cứu tỉ mỉ. Về kẽm, đồng, bạc, vàng, platin, crôm, mângn, vonfam và những kim loại khác có ý nghĩa quan trọng trong đời sống, chỉ cần cho học sinh học nghiên cứu tính chất chung của kim loại. Về uran và radi, có thể giới thiệu khi nghiên cứu sự phóng xạ và cấu tạo nguyên tử. Muốn xác định được khối lượng và chiều sâu của việc nghiên cứu các nguyên tố hoá học, còn cần phải xác định xem cần chọn những hợp chất nào của các nguyên tố nói trên để đưa vào học trong chương trình. Sự nghiên cứu đã đưa đến kết luận rằng: cần đưa vào chương trình Hoá học trường PT những hợp chất có hiđro, oxi và clo của các nguyên tố hoá học cần nghiên cứu. Đối với các nguyên tố phi kim, cần nghiên cứu những hợp chất với hiđro, oxi (oxit, axit và muối) và các hợp chất với kim loại. Còn đối với kim loại, cần nghiên cứu những hợp chất với oxi (oxit, bazơ, muối) và với halogen. Những hợp chất có tầm quan trọng lớn về lí thuyết và thực tiễn thì cần nghiên cứu sâu và tỉ mỉ hơn. 3.2.3.2.Hệ thống kiến thức về các phản ứng hoá học. Bên cạnh hệ thống kiến thức về các chất (các nguyên tố hoá học, đơn chất và hợp chất của chúng), trong chương trình Hoá học PT còn có hệ thống kiến thức về phản ứng hoá học. Điều chủ yếu trong hệ thống này là những kiến thức về các dạng cơ bản của phản ứng hoá học, những quy luật tiến triển của chúng và những phương pháp điều khiển quá trình đó. Để nghiên cứu những vấn đề này, cần lựa chọn những phản ứng hoá học tiêu biểu nhất mà sự tiến triển của các phản ứng đó không có những khó khăn về mặt động học và bản chất của chúng là hiểu được đối với học sinh. Những kiến thức thực nghiệm về phản ứng hoá học được đưa vào ngay từ đầu chương trình Hoá học. Sự phát triển các kiến thức đó được tiến triển song song với sự phát triển các kiến thức về chất. Định luật bảo toàn khối lượng các chất tạo điều kiện làm sáng tỏ mặt định lượng của các phản ứng. Để giúp hiểu sâu hơn về các phản ứng hoá học và để phản ánh ý nghĩa thực tiễn của nó, người ta đưa vào chương trình các phép tính theo công thức và phương trình hoá học. Mặt định lượng trong phản ứng hoá học còn được làm săng tỏ trên cơ sở các định luật hoá học khác, như định luật Avogađro về thể tích các chất khí. Các yếu tố của nhiệt hoá học được nghiên cứu tiếp theo cho phép khái quát hoá các kiến thức về mặt định lượng trong Hoá học theo quan điểm của định luật bảo toàn khối lượng các chất và năng lượng. Học thuyết về phản ứng hoá học được phát triển đầy đủ trên cơ sở thuyết electron. Những khái niệm về độ âm điện, số oxi hoá, liên kết hoá học cho phép làm sáng tỏ bản chất của các phản ứng oxi hoá - khử và cho một biểu tượng về cơ chế của phản ứng. Sự phát triển các kiến thức này được thực hiện tiếp tục khi nghiên cứu các phi kim, kim loại, hợp chất hữu cơ. Ở đây, kiến thức của học sinh về phản ứng hoá học được làm giàu thêm bằng những khái niệm về tốc độ phản ứng hoá học, xúc tác, cân bằng hoá học. Thuyết điện li là trình độ cao hơn của sự nhận thức về các chất và phản ứng hoá học. Dựa trên thuyết này cần khái quát hoá các tài liệu về các loại hợp chất vô cơ, về phản ứng hoá học xảy ra trong dung dịch nước, làm sáng tỏ những quy luật của chúng và bản chất của các phản ứng trao đổi và phản ứng oxi hoá - khử.