Masarykova univerzita



Yüklə 1,41 Mb.
səhifə1/15
tarix05.03.2018
ölçüsü1,41 Mb.
#29782
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15


MASARYKOVA UNIVERZITA

PEDAGOGICKÁ FAKULTA
Katedra chemie




Historie kovů ve výuce chemie
Diplomová práce

Brno 2008

Vedoucí diplomové práce: Vypracoval:

doc. PhDr. Josef Budiš, CSc. Jan Musil

Prohlášení

Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma Historie kovů ve výuce chemie vypracoval samostatně a použil jen prameny, které cituji a uvádím v přiloženém soupisu literatury.

Souhlasím, aby diplomová práce byla uložena na Masarykově univerzitě v knihovně Pedagogické fakulty a zpřístupněna ke studijním účelům.
V Kralicích nad Oslavou Jan Musil

dne 10. 4. 2008

………………………..

Poděkování
Děkuji svému vedoucímu diplomové práce doc. PhDr. Josefu Budišovi, CSc. za odborné vedení a cenné informace, které mi poskytl během vypracování této diplomové práce.

Dále bych chtěl také poděkovat vedením a učitelům chemie ZŠ Březník, ZŠ Jihomoravské nám. Brno a Gymnázia TGM Zastávka za umožnění výzkumné práce na těchto školách.



Obsah
Úvod……………………………………………………………………………………..6

Hypotéza……………………...……………………………………………………...….7

Cíl práce………………………………………………………...……………………….8

Metodika práce………..…………..……………………………………………………9

1. Literární přehled……………………………..……………………………10

1.1. Historie chemie….…………………………………………………..……………10

1.2. Chemické prvky….………..……………………………………….……………..11

1.2.1. Charakteristika a počet chemických prvků………………………………………11

1.2.2. Vznik chemických prvků………………………………………………………...11

1.3. Kovy………….……………………………………………………………………14

1.3.1. Charakteristika kovů ……………………………..……………………………...14

1.3.2. Identifikace nových kovů………………….…….………………………………14

1.3.3. Názvy kovů………………………………………………..……………....……..17

1.3.4. Chemická řeč a chemické písmo…………..…………………………………….21

1.4. Chronologický přehled objevů jednotlivých kovů……………………………...24

1.4.1. Kovy známé v období starověku (do přelomu letopočtu)……………………….24

1.4.2. Kovy známé v období středověku……………………………………………….33

1.4.3. Kovy známé v 18. století………………………………………………………...34

1.4.4. Kovy známé v 19. století………………………………………………………...46

1.4.5. Kovy známé ve 20. století……………………………………………………….63

1.4.6. Kovy známé ve 21. století……………………………………………………….79

2. Srovnání učebnic chemie pro ZŠ………………….………….……….81

2.1. Hodnocení učebnic chemie pro ZŠ……………….……………………………...81

2.1.1. Úloha učebnic…………………………………………………………………....81

2.1.2. Funkce učebnic…………………………………………………………………..81

2.1.3. Zvolené učebnice………………………………………………………………...82



2.2. Výsledky hodnocení učebnic chemie pro ZŠ…….……………………………...83

3. Srovnání znalostí žáků……………………….………………………….85

3.1. Pedagogický experiment………………….……………………………………...85

3.1.1. Charakteristiky jednotlivých škol………………………………………………..85



3.2. Srovnávací test………………………………………………………..…………..87

3.2.1. Metodika srovnávacího testu…………………………………………………….87

3.2.2. Didaktický test…………………………………………………………………...88

3.2.3. Zadání testu………………………………………………………………………89

3.2.4. Řešení testu………………………………………………………………………92

3.3. Výsledky srovnávacího testu…………………………………..…………………95

4. Projekt kovů……………………………………………………………...…101

Závěr…………………………………………………………...……………………..106

Použité prameny…………………………………………………………..…………108

Přílohy………………………………………………………………………………...111

Resumé…………………………………………………………...…………………..112

Anotace……………………………………………………………………………….113
Úvod
MOTTO:

"Chemikové jsou prazvláštní třída smrtelníků, kteréž jakýsi nesmrtelný pud pohání

k vyhledávání rozkoší v dýmu a parách, plamenech a mouru, mezi jedy a chudobou.

A přece se mi zdá uprostřed těchto útrap, že vedu život útěšný a nechť zemřu,

kdybych se odhodlal vyměnit místo své s králem perským."

Johann Joachim Becher


Historie chemie hraje v rámci výuky chemie velmi důležitou roli, neboť zahrnuje celou řadu praktických a užitečných poznatků. Díky ní může učitel žákovi ukázat jednotlivé poznatky oboru chemie ve vývoji i ve vztazích s dalšími vědními obory. Každá taková prezentace historického poznatku či historického experimentu má výrazný motivující náboj a pozitivně tak ovlivňuje pedagogické klima ve vyučování. Historie chemie nám velmi často pomáhá řešit i současné aktuální problémy (BUDIŠ, 1995).

Hypotéza
Poznatky o historii objevů a názvů kovů mohou pomoci při optimalizaci výuky chemie, při udržení pozornosti žáků, mohou činit výuku pro žáky zajímavější a přitažlivější a rovněž mohou mít ve výuce vynikající motivační účinek.

Aplikace těchto historických poznatků do vyučovacích hodin chemie by tak mohly přiblížit, zpřístupnit, upevnit a fixovat pro žáky náročné a abstraktní učivo.



Cíl práce
Hlavní cíl

Hlavním cílem této diplomové práce je získat, utřídit a interpretovat všechny dostupné informace o historii objevů a názvů jednotlivých kovů a jejich začlenění do výuky chemie. Dále také zjistit a srovnat úroveň znalostí a vědomostí v oblastech historie chemie a historie kovů u žáků 9. ročníků ZŠ a studentů kvarty osmiletého gymnázia.


Dílčí cíle

1) Dostupné informace a poznatky o objevech kovů budou systematicky a chronologicky uspořádány tak, aby byly přehledné a dále snadno použitelné pro učitele ve výuce chemie na ZŠ. Přehlednost bude spočívat ve stejné struktuře popisů jednotlivých kovů (český název, latinský název, chemická značka, protonové číslo, anglický název, objev, název). Jedním z hlavních důvodů proč je nutné vytvořit tento literární přehled kovů je v prvé řadě celková nedostupnost literatury vztahující se k této problematice a dále nepřiměřenost textů v dostupných publikacích pro využití ve výuce chemie. Druhým důvodem je nedostatečný obsah o historii kovů v učebnicích chemie pro ZŠ. Zde by mohl sestavený přehled historie kovů sloužit také jako podkladový materiál pro tvorbu historické části nových učebnic chemie pro ZŠ.

2) Učebnice chemie od různých nakladatelství budou vzájemně srovnány z hlediska obsahu učiva kovů a jejich historie. Dále budou konfrontovány s informacemi poskytnutými jednotlivými vyučujícími ve výuce chemie na vybraných školách.

3) Úroveň znalostí a vědomostí u žáků 9. ročníků vybraných ZŠ a studentů kvarty (4. ročníku) vybraného osmiletého gymnázia, v oblastech historie chemie a historie kovů, bude vzájemně srovnána a zhodnocena formou srovnávacího testu. Tato úroveň bude zjišťována pomocí připravených testů skládajících se ze tří sekcí (chemie kovů, historie chemie, historie kovů) a hodnocena podle dosažených výsledků u jednotlivých škol.

4) Příprava školního projektu kovů s názvem : „Kovy nad zlato“

Metodika práce
1. Literární přehled:

- studium odborné literatury

- studium internetových zdrojů
2. Srovnání učebnic chemie pro ZŠ:

- studium učebnic chemie pro 8. ročník ZŠ od tří různých nakladatelství:

FORTUNA, KVARTA, SPN

- vzájemné srovnávání těchto učebnic

- konfrontace s vyučujícími chemie o informacích, které byly žákům v rámci výuky chemie poskytnuty, ale nebyly v žádných učebnicích chemie obsaženy
3. Pedagogický experiment – srovnávací test:

- zjišťování informací o jednotlivých školách (charakteristika, počet žáků aj.)

- konzultace testů s jednotlivými vyučujícími chemie na vybraných školách

- sestavení testu obsahujícího 18 otázek ve třech sekcích:

SEKCE A – chemie kovů, SEKCE B – historie chemie, SEKCE C – historie kovů

- zadávání testu na vybraných školách

- vypracovávání testu žáky a studenty po dobu 30 minut od rozdání

- žáci a studenti nemají při vypracovávání testu k dispozici žádné chemické pomůcky, tabulky a učebnice

- statistické vyhodnocování testu a vzájemné srovnávání úspěšnosti žáků jednotlivých škol v testu

- informace o výsledcích úspěšnosti žáků v testu poskytnuty školám, na nichž byl srovnávací test prováděn


4. Příprava školního projektu

- sestavení přípravy školního projektu na téma kovy


1. Literární přehled
1.1. Historie chemie
Chemie doprovází lidstvo od samého počátku vývoje jeho kultury. Nálezy z nejstarších dob svědčí o značných chemických vědomostech a obdivuhodné řemeslně technické zručnosti starých národů. Kořeny chemie jsou vysledovány až k jevu hoření. Oheň byl mystickou silou, která proměnila jednu látku v jinou, a proto si ho lidé více všímali. Zvládnutí ohně se tak stalo největším a nejužitečnějším činem člověka. Když člověk poznal, že v žáru ohně vznikají velmi užitečné věci, pouštěl se do nových a nových pokusů. Oheň zažehával v jeho mysli nové myšlenky, nutil ho přemýšlet, rozmnožoval jeho vědomosti a obohacoval ho o nové poznatky a nové zkušenosti. Člověk už uměl připravovat pokrmy pečením, vařením a uzením. Potřeboval k tomu nádoby, které vypaloval na otevřeném ohni, později v pecích.

Za počátek činnosti člověka v oblasti chemie je považován jeho prvotní zájem o kovy v 7. tisíciletí př. n. l. První kovy, jako je měď, železo, olovo, cín a kovové slitiny – bronz a mosaz, se rovněž zrodily v ohni. Tím se doba kamenná přerodila v dobu bronzovou a následně v dobu železnou. Řečtí stavitelé už používali pálené cihly, pálené vápno a pálenou sádru. Jelikož se všechny starověké výrobky zrodily z ohně, může se chemie považovat za „vědu v ohni zrozenou“. Kromě znalosti ohně je stejně starým chemickým poznatkem vydělávání kůží, barvení vláken rostlinnými i živočišnými barvivy, příprava líčidel a vonných olejů, získávání tuků, balzamování mrtvol a získávání léků z rostlin. První chemické poznatky se šířily z Mezopotámie a Egypta do všech zemí Evropy i Asie.

Chemie jako věda má historické kořeny v alchymii, která byla provozována po celém světě tisíce let. Slovo chemie je přímo odvozené ze slova alchymie. K ní vedla snaha nalézt způsob, kterým by se mohly změnit jiné látky ve zlato (JIRKOVSKÝ, 1986).

1.2. Chemické prvky
1.2.1. Charakteristika a počet chemických prvků
Chemický prvek je látka složená z atomů, které mají stejné protonové číslo. V přírodě se vyskytuje 92 přirozených prvků a další prvky – transurany (prvky za uranem) byly připraveny uměle (VACÍK, 1995).

Podle Mezinárodní unie pro čistou a užitou chemii (International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC) je dnes známo celkem 117 chemických prvků s maximálním protonovým číslem 118 (prvek se 118 protony byl sice již objeven, ale naopak prvek se 117 protony nebyl ještě izolován). V rámci všech chemických prvků rozlišujeme následující oblasti: alkalické kovy (6), kovy alkalických zemin (6), přechodné kovy (40), lanthanoidy (14), aktinoidy (14), ostatní kovy (11), polokovy (7), nekovy (8), halogeny (5) a vzácné plyny (6) (INT – 1).



1.2.2. Vznik chemických prvků
Názory chemiků

Dosavadní chemické výzkumy zatím neobjasnily příčiny vzniku prvků. Předpokládá se, že jejich vznik úzce souvisí s podstatou hmoty a jejích proměn. Poznatek o přeměně hmoty, potvrzený teprve výzkumy poslední doby, přinesli vědě už ruský chemik Michail Vasiljevič Lomonosov a francouzský chemik a fyzik Antoine Laurent de Lavoisier. Je vyjádřen v základním chemickém zákonu o zachování hmoty: „Nic se netvoří, nic se neztrácí, vše se jen přeměňuje“.

Spektrálním výzkumem hvězd se podařilo zjistit, z jakých prvků se skládají hvězdné světy, popřípadě jaké prvky jsou v nich rozžhaveny a vysílají k nám světlo. Zjistilo se, že všude ve Vesmíru jsou prvky, které se vyskytují na Zemi. Výzkumy dokázaly, že vývoj prvků směřuje od nejednodušších a nejlehčích ke stále složitějším, a to současně s postupem vývoje vesmírných těles. Naopak lze také říci, že vesmírná tělesa se vytvářejí postupným vývojem prvků. Někteří vědci kladou kolébku prvků do hvězdného nitra, kde vznikají prvky včleňováním protonů a neutronů do jednodušších atomových jader (JIRKOVSKÝ, 1986).

Názory fyziků

Podle korpuskulární teorie se předpokládá, že světlo se skládá ze světelných částic (kvant), které jsou zářícím tělesem vysílány a které vědci nazvali fotony. Objevy ukazují, že se foton po srážce s atomovým jádrem může změnit na dvě stejné hmotné částice s opačným el. nábojem na elektron a pozitron. Kvanta elektromagnetického pole se mění na elektrony a pozitrony, tj. základní částice látkové formy hmoty, neboli pole se mění na látku a naopak. Vznik fotonů při sloučení pozitronu a elektronu není ve skutečnosti zánik hmoty, nýbrž pouze přeměna jedné formy hmoty ve druhou (JIRKOVSKÝ, 1986).


Názory jaderných chemiků

Anglický astronom James Hopwood Jeans předpokládá, že všechny známé chemické prvky vznikly rozpadem radioaktivních prvků. Ty se zase zrodily podobným rozpadem mnohem radioaktivnějších prvků tzv. světelných atomů. E. Rutherford vyslovil domněnku, že všechny známé prvky podléhají radioaktivnímu rozpadu, který je vratným procesem jejich vzniku v meziplanetárním prostoru. I my sami jsme dnes svědky vzniku nových prvků rozpadem radioaktivních prvků v přírodě. Jsou to prvky s velkou atomovou hmotností, které procházejí řadou proměn vyzařováním radioaktivního záření alfa nebo beta, přičemž vznikají radioaktivní řady prvků. Nově vznikající izotopy prvků jsou většinou opět radioaktivní – radionuklidy s novými fyzikálními a chemickými vlastnostmi, ale různými poločasy rozpadu. Kromě toho víme, že nové prvky vznikají také v zemské atmosféře účinkem neutronů kosmického záření (JIRKOVSKÝ, 1986).





Tab. 1 Přehled jednotlivých oblastí prvků v PSP podle IUPAC (INT – 1)

Číslo skupiny

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18









































III.B IV.B V.B VI.B VII.B VIII.B VIII.B VIII.B I.B II.B































































































































































































































































LANTHANOIDY

AKTINOIDY

























































































Alkalické kovy



Kovy alkalických zemin



Přechodné kovy



Lanthanoidy



Aktinoidy




Ostatní kovy



Polokovy



Nekovy



Halogeny



Vzácné plyny


Yüklə 1,41 Mb.

Dostları ilə paylaş:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə