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