История и методология химии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
УТВЕРЖДАЮ
Декан _________________ Цупак
Е.Б.
«___» __________ 201_ г.
Рабочая программа дисциплины
ИСТОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ ХИМИИ
Специальность
020201 Фундаментальная и прикладная химия
Квалификация выпускника
Химик
Форма обучения
очная
Ростов-на-Дону, 2010
1. Цели освоения дисциплины
Целью курса «История и методология химии» является, прежде всего,
создание представления о науке как о логически единой, непрерывно и
закономерно развивающейся системе знаний о материальном мире. В курсе
рассматривается процесс формирования важнейших понятий и моделей,
систем подходов и методов, используемых в химических исследованиях;
основное внимание уделяется рассмотрению развития теоретических воззрений
химии. Изучение динамики развития научных знаний и способов их получения,
выявление законов, управляющих построением и развитием науки, служит
созданию у студентов целостного представления о химии, ориентирует на
поиск
новых
возможность
экспериментальных
установить
и
теоретических
закономерности,
тенденции
результатов,
и,
дает
следовательно,
перспективы развития химии.
2. Место дисциплины в структуре ООП специалитета
Дисциплина
«История
и
методология
химии»
должна
играть
объединяющую и централизующую роль в системе химических дисциплин,
составляющих основное содержание современной химии. Этот курс также
призван
установить
взаимосвязь
между
естественнонаучными
и
гуманитарными предметами, охарактеризовать специфику химии и её место
среди других естественных наук.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины
В результате изучения курса частично формируются:
общекультурные компетенции: ОК-1, ОК-2, ОК-3, ОК-4, ОК-5, ОК-15,
ОК-18.
профессиональные компетенции: ПК-1, ПК-3.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен

Знать: основные этапы развития химии, суть теоретических
воззрений, сыгравших наиболее важную роль для дальнейшего
2
развития химии, роль крупнейших химиков прошлого в развитии
науки.

Уметь: анализировать информацию, логически верно и
аргументированно строить устную и письменную речь.

Иметь
навыки:
работы
с
литературой
и
интернет-
источниками.
4. Структура и содержание дисциплины
Общая трудоёмкость дисциплины составляет 3 зачётных единицы, 36
аудиторных часов, в т.ч. 36 часов лекций (Л), а также 72 часа на
самостоятельную работу (СР). Лабораторные и семинарские занятия, курсовые
работы учебным планом не предусмотрены.
№
п/п
Раздел дисциплины
Неделя Виды учебной работы
Семестр семестра
Л
СР
1
Основные этапы
развития химии.
Концептуальные
системы химии
8
1
4
8
2
Предалхимический
период развития
химии
8
2
2
8
3
Алхимический
период развития
химии
8
3–4
4
8
4
Период становления
химии как науки
8
5–6
4
8
5
Период
количественных
законов
8
7
2
8
6
Период
классической химии.
Периодический
закон химических
элементов
8
8–9
4
8
Формы
текущего
контроля
тестирование
3
7
Структурная химия
как особый этап
развития химии
8
10–11
4
8
8
Физическая химия в
XIX веке как учение
о химическом
процессе
8
12–13
4
8
9
Развитие основных
направлений химии
в ХХ веке
8
14–17
8
8
тестирование
Форма итоговой аттестации – зачетное тестирование
4.1. Содержание разделов дисциплины
Тема 1 (лекции 4 ч). Предмет химии; место химии в системе
естественных наук. Методология химии. Важнейшие понятия химии, их
эволюция. Эксперимент и теория в химии. Факт, закон, гипотеза, теория.
Методы научного познания – анализ, синтез, моделирование. Хронология
основных этапов развития химии. История химии как закономерный процесс
развития и смены концептуальных систем: учения о составе, структурной
химии, учения о химическом процессе.
Тема 2 (лекции 2 ч). Предалхимический период развития химии.
Античная натурфилософия и её основные течения – атомизм и континуализм.
Учение Аристотеля. Ремесленная химия и металлургия в античный период и в
раннем средневековье.
Тема 3
(лекции
4 ч).
Алхимический
период
развития
химии.
Александрийская, арабская и европейская алхимия. Ртутно-серная теория
происхождения металлов и её развитие. Основные экспериментальные
достижения алхимиков. Значение алхимического этапа для развития научной
химии.
Тема 4 (лекции 4 ч). Период становления химии как науки. Иатрохимия и
техническая химия как предпосылки научной химии. Работа Р. Бойля «Химикскептик» и становление химии как науки. Первая концептуальная система
химии – учение о составе. Флогистонная теория горения, её развитие и
4
опровержение. Роль флогистонной теории в развитии науки. Кислородная
теория горения А. Лавуазье и химическая революция. Эмпирико-аналитическая
концепция
химического
элемента
и
«корпускулярная
философия»
М. В. Ломоносова.
Тема 5 (лекции 2 ч). Период количественных законов как особый этап в
развитии химии. Развитие количественных методов в химии. Законы
стехиометрии. Утверждение атомно-молекулярной теории. Проблема атомных
весов. Эволюция понятий «химический элемент» и «химическое соединение».
Тема 6
(лекции
систематизации
4 ч).
химических
Период
классической
элементов.
химии.
Попытки
Дифференциальные
системы
Петтенкофера, Дюма и Штреккера. Закон триад Дёберейнера, «земная спираль»
Шанкуртуа, закон октав Ньюлендса. Таблицы Л. Мейера. Периодический закон
химических элементов Д. И. Менделеева. Развитие учения о периодичности:
химический и физический этапы.
Тема 7 (лекции 4 ч). Структурная химия как особый этап развития химии.
Развитие органической химии; теория сложных радикалов, теория типов Дюма
и новая теория типов Жерара – Лорана. Теория валентности Кекуле – Купера и
теория химического строения молекул А. М. Бутлерова. Стереохимия. Теория
асимметрического
углеродного
атома
Я. Вант-Гоффа.
Теория
строения
координационных соединений А. Вернера.
Тема 8 (лекции 4 ч). Физическая химия как учение о химическом
процессе – новая концептуальная система химической науки. Термохимия и
химическая термодинамика. Химическое равновесие; закон действующих масс.
Развитие теорий химической кинетики и учения о каталитических процессах.
Учение о растворах. Электрохимия. Коллоидная химия. Итоги развития химии
в XIX веке.
Тема 9 (лекции 8 ч). Развитие основных направлений химии в ХХ веке.
Установление делимости атома. Модели строения атома. Создание теории
периодической системы. Развитие теоретических представлений о валентности
5
и природе химической связи. Концепция электровалентности Р. Абегга, теории
ионной и ковалентной связи. Возникновение и развитие квантово-химического
подхода к объяснению химической связи. Физические методы исследования в
химии. Биологическая (эволюционная) химия как наука о высшем уровне
химической организации материи. Установление строения макромолекул
белков и нуклеиновых кислот. Достижения химии XX века и их влияние на
общество. Химия и проблемы экологии. Современные тенденции развития
химии.
5. Образовательные технологии
 Технология обучения как учебного исследования;
 Технология концентрированного обучения;
 Технология эвристического обучения.
Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, составляет
более 30%.
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебнометодическое обеспечение самостоятельной работы студентов
 Наборы тестовых заданий для текущего контроля успеваемости.
 Бумажные и электронные варианты учебно-методических пособий.
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
а) основная литература
 Азимов А. Краткая история химии. Развитие идей и представлений в
химии. – М.: Мир, 1983. 187 с.
 Джуа М. История химии. – М.: Мир, 1966. 452 с.
 Зефирова О.Н. Краткий курс истории и методологии химии. М.:
Анабасис, 2007. 140 с.
 Левченков С.И. Краткий очерк истории химии. – Ростов н/Д: Изд-во
Рост. ун-та, 2006. 112 с.
6
 Миттова И.Я., Самойлов А.М. История химии с древнейших времен до
конца XX века: учебное пособие в 2-х тт. Т. 1. – Долгопрудный: ИД
«Интеллект», 2009. 416 с.
 Соловьев Ю.И. История химии. Развитие химии с древнейших времён
до конца XIX века. – М.: Просвещение, 1983. 368 с.
 Соловьев Ю.И., Трифонов Д.Н., Шамин А.Н. История химии. Развитие
основных направлений современной химии. – М.: Просвещение, 1984.
335 с.
 Соловьев Ю.И. Эволюция основных теоретических проблем химии. –
М.: Наука, 1971. 380 с.
 Фигуровский Н.А. История химии. – М.: Просвещение, 1979. 311 с.
 Фигуровский Н.А. Очерк общей истории химии. От древнейших
времён до начала XIX века – М.: Наука, 1969. 455 с.
 Фигуровский Н.А.
Очерк
общей
истории
химии.
Развитие
классической химии в XIX столетии. – М.: Наука, 1979. 477 с.
б) дополнительная литература
 Биографии великих химиков. Под ред. Быкова Г.В. – М.: Мир, 1981.
320 с.
 Волков В.А., Вонский Е.В., Кузнецова Г.И. Выдающиеся химики мира.
– М.: ВШ, 1991. 656 с.
 Манолов К. Великие химики. – М.: Мир, 1986. т.т. 1-2.
 Всеобщая история химии. Возникновение и развитие химии с
древнейших времен до XVII века. – М.: Наука, 1980. 399 с.
 Всеобщая история химии. Становление химии как науки. – М.: Наука,
1983. 464 с.
 Всеобщая история химии. История классической органической химии.
– М.: Наука, 1992. 444 с.
 Всеобщая история химии. История учения о химическом процессе. –
М.: Наука, 1981. 447 с.
7
 Кузнецов В.И. Диалектика развития химии. – М.: Наука, 1973. 328 с.
 Кузнецов В.И. Общая химия: тенденции развития. – М.: ВШ, 1989.
288 с.
 Меншуткин Н.А. Очерк развития химических воззрений. – СПб, 1888.
394 с.
 Рабинович В.Л. Алхимия как феномен средневековой культуры. – М.:
Наука, 1979.
 Шамин А.Н. История биологической химии. Формирование биохимии.
– М.: Наука, 1983. 262 с.
в) Интернет-ресурсы
 Фигуровский – История химии (учебник)
http://www.biografia.ru/cgi-bin/quotes.pl?oaction=show&name=himia
 История и методология химии (Зоркий П.М., МГУ)
http://www.chem.msu.su/rus/chemhist/istkhim/welcome.html
 История и методология химии – лекции (Ивановский ГУ)
http://www.isc-ras.ru/elibrary/lecture/Berezin/table_contents-w.htm
 Открытие элементов и происхождение их названий
http://www.chem.msu.su/rus/history/element/welcome.html
 Летопись важнейших открытий
http://him.1september.ru/topic.php?TopicID=8&Page=1
 Слово о химии (МИХТ)
http://www.alhimik.ru/teleclass/pril/slovo.shtml
 Л. Грэхэм – История химии в СССР и России
http://scepsis.ru/library/id_1160.html
 Chemsoc science timeline
http://www.rsc.org/chemsoc/timeline//pages/timeline.html
 The Alchemy Web Site
http://www.levity.com/alchemy/
8
 Classic Chemistry – Selected Classic Papers from the History of Chemistry
http://web.lemoyne.edu/~giunta/index.html
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
 Аудитории,
оснащенные
устройствами
мультимедиа
(ноутбук,
проектор) для презентационного обеспечения лекций
 Бумажные и электронные варианты учебно-методических пособий.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с
учётом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки
020201 Фундаментальная и прикладная химия.
Автор: С. И. Левченков
Рецензент: д.х.н., проф. В. В. Луков
Программа одобрена на заседании УМК химического факультета ЮФУ
от 11 января 2011 года , протокол № 10.
9
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Календарно-тематический план
Дисциплина: История и методология химии
Курс: 4
Общая трудоёмкость (кредиты/часы): 3/108
Аудиторная работа (часы): 36, в т.ч. лекции 36
Самостоятельная работа (часы): 72
Аудиторная работа
Дата
Тема для изучения
Форма проведения
занятий
Кол-во
часов
1 неделя
Основные этапы развития химии.
Концептуальные системы химии
лекция
4
2 неделя
Предалхимический период развития химии
лекция
2
3 неделя
Алхимический период развития химии.
Александрийская и арабская алхимия
лекция
2
4 неделя
Европейская алхимия. Иатрохимия и
техническая химия
лекция
2
5 неделя
Период становления химии как науки.
Флогистонная теория, ее развитие и
опровержение.
лекция
2
6 неделя
Химическая революция
лекция
2
7 неделя
Период количественных законов как особый
этап в развитии химии
лекция
2
8 неделя
Период классической химии. Первые
попытки систематизации химических
элементов
лекция
2
9 неделя
Создание и развитие периодического закона
химических элементов
лекция
2
10 неделя
Структурная химия как особый этап
развития химии. Первые теории
лекция
2
11 неделя
Теория валентности и теория химического
строения. Стереохимия
лекция
2
12 неделя
Физическая химия в XIX веке как учение о
химическом процессе. Химическая
термодинамика
лекция
2
13 неделя
Возникновение и развитие химической
кинетики и учения о каталитических
процессах. Учение о растворах
лекция
2
10
14 неделя
Химия ХХ века. Модели строения атома
лекция
2
15 неделя
Развитие теоретических представлений о
валентности и природе химической связи.
Квантовая химия
лекция
2
16 неделя
Развитие основных направлений химии в
ХХ веке
лекция
2
17 неделя
Развитие биологической химии.
Достижения химии XX века и их влияние на
общество
лекция
2
Самостоятельная работа
Сроки
выполнения
Тема для изучения
Содержание самостоятельной
работы
Кол-во
часов
1–4 неделя
Натурфилософские и
алхимические
представления об
элементах
Изучение процесса формирования
алхимических представлений об
элементах на основе учения
Аристотеля
10
5–7 неделя
Техническая химия в
Средние века и Новое
время
Изучение развития прикладной
химии в Средние века и Новое
время и её связи с алхимией
10
8–9 неделя
Эмпирико-аналитическая
концепция химического
элемента
Сопоставление эмпирикоаналитической и корпускулярной
концепции хим. элемента XVIII в.
10
10–11 неделя
Создание и развитие
периодической системы
химических элементов
Изучение логической взаимосвязи
между химической
классификацией,
дифференциальными и
периодическими системами
10
12–13 неделя
Развитие синтетической
органической химии в
XIX веке
Ознакомление с основными
достижениями органического
синтеза в XIX в.
10
14–15 неделя
Достижения прикладной
химии в XIX веке
Изучение влияния достижений
химической технологии на развитие
общества в XIX в.
10
16–17 неделя
Создание электронных и
квантово-механических
теорий химической связи
Изучение истории формирования
новых представлений о химической
связи в ХХ веке
12
11