CC BY
14
2410-6070 ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА №3 / 2019
УДК 373
Каримов М. Ф.
к.ф.-м.н,, доцент кафедры физики, Бирский филиал БашГУ г. Бирск, Российская Федерация Салиева Е. Э. студент факультета химии и биологии г. Бирск, Российская Федерация
ИЗУЧЕНИЕ СТАРШЕКЛАССНИКАМИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ХИМИИ НА ЗАНЯТИЯХ В СРЕДНЕЙ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЕ
Аннотация
Рассмотрены дидактические элементы изучения учащимися старших классов средних общеобразовательных школ ряда положений и приемов элементарной и высшей математики, необходимых для освоения химии.
Ключевые слова
Элементарная математика, начала математического анализа.
Учителя естественно-математических дисциплин и учащиеся старших классов средних общеобразовательных школ имеют представление о том, что человеку познающему удалось проникнуть в неведомый мир атомов и молекул и открыть законы движения микрочастиц благодаря наличию и развитию междисциплинарной связи физики, математики и химии [1].
Исходя из этого, нами проектируется и реализуется изучение старшеклассниками средних общеобразовательных школ математической составляющей химии на основе фрагментов нижеследующих учебных тем на лекционных и практических занятиях по математике, физике и химии [2].
1. Малые и большие натуральные числа и их представление в элементарной математике. Среднее число атомов или молекул в кубическом сантиметре космического пространства, земной атмосферы и ядра Земли.
2. Самая большая из известных и изученных в конце двадцатого века молекул -дезоксирибонуклеиновая кислота, содержащая 199013 атомов.
3. Нумерация чисел натурального ряда. Порядковый номер химического элемента согласно периодической системе Дмитрия Ивановича Менделеева (1834, Тобольск - 1907, Санкт-Петербург).
4. Действительные числа и различные формы их записи. Размеры и массы электрона, протона, нейтрона, атома водорода, молекулы аммиака, Земли, Солнца, Солнечной системы планет и галактики Млечный Путь.
5. Фундаментальная роль положительных целых чисел в химии относительно чисел атомов в молекулах, валентности или числа химических связей между атомами, максимально возможного числа атомов водорода в углеводороде с определенным числом атомов углерода.
6. Установление химической формулы вещества по молекулярной массе на основе ограничений, накладываемых валентностями атомов.
7. Положительность значений массы, объема, концентрации и скорости реакций - физических величин, используемых для описания химических веществ и реакций.
8. Выделение при расчете химического состава равновесной смеси алгебраического полиномиального уравнения и разработка метода его аналитического или численного решения.
9. Округление иррациональных чисел л и е, входящих в состав многих алгоритмов химических расчетов, до четырех значащих цифр.
10. Использование в определении числа способов перестановки одинаковых молекул в объеме жидкого вещества формулы Джеймса Стирлинга (1692, Стирлингшир - 1770, Эдинбург) для вычисления факториала.
11. Малость отличия производной функции от отношения конечных приращений в рамках
~ 142 ~
погрешности измерений в экспериментальной химии.
12. Составляющие основу математического моделирования в химической термодинамике и химической кинетике производные функций по температуре, давлению, объему и времени.
13. Геометрическое моделирование объектов при постановке и решении расчетных и синтетических задач химического материаловедения.
14. Установление группы атомов, входящих в состав молекулы с помощью геометрического моделирования, набора частот инфракрасной спектроскопии и ядерного магнитного резонанса.
15. Синтез углеводорода в начале двадцать первого века, углеродная цепь которого в топологическом отношении эквивалентна математическому объекту - листу Августа Мёбиуса (1790, Шульпфорте - 1868, Лейпциг).
16. Система трех дифференциальных уравнений как математическая модель реакции разложения
озона.
17. Теория устойчивости дифференциальных уравнений и её роль в моделировании колебательных химических реакций.
18. Реакция Бориса Павловича Белоусова (1893, Москва - 1970, Москва) - Анатолия Марковича Жаботинского (1938, Москва - 2006, Бостон), её математическая модель и значение для развития мировой науки.
19. Вычислительный эксперимент по реакции асимметрического автокатализа.
20. Развитие структурной теории органических соединений Александра Михайловича Бутлерова (1828, Чистополь - 1886, Бутлеровка) с помощью современной математической теории графов.
Анализ и обобщение приведенного выше материала об изучении старшеклассниками математической составляющей химии на занятиях в средней общеобразовательной школе позволяют сформулировать вывод о его дидактической эффективности в повышении качества среднего общего образования учащейся молодежи.
Список использованной литературы:
1. Каримов М.Ф. Состояние и задачи совершенствования химического и естественно-математического образования молодежи // Башкирский химический журнал. - 2009. - Т.16. - № 1. - С. 26 - 29.
2. Каримов М.Ф. Проектирование и реализация подготовки будущих учителей-исследователей информационного общества // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2005. - № 4. - С. 108 - 113.
© Каримов М.Ф., Салиева Е.Э., 2019
УДК 378
Каримов М.Ф.
канд. физ.-мат. наук, доцент БФ БГУ
г. Бирск, РФ E-mail: [email protected] Ширшакова М. В. преподаватель истории НМК г. Нефтекамск, РФ
ОСНОВЫ ИСТОРИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ОБУЧЕНИЯ ЕСТЕСТВЕННО-МАТЕМАТИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ СТУДЕНТОВ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО КОЛЛЕДЖА
Аннотация
Согласно дидактическим принципам историчности и научности обучения рассмотрены особенности
