4.6. Патохарактерологические реакции Патохарактерологические реакции – реактивные состояния, проявляющиеся преимущественно преходящими нарушениями поведения и ведущие к социально-психологической дезадаптации. Согласно А. Е. Личко (1977), патологическая личностная

Первые реакции Так рушились иллюзии, одна за другой. И тогда явилось нечто неожиданное: черный юмор. Мы ведь поняли, что нам уже нечего терять, кроме этого до смешного голого тела. Еще под душем мы стали обмениваться шутливыми (или претендующими на это) замечаниями, чтобы

3. Реакции Изменить установку явно недостаточно. В конце концов, очень просто делать пустые заявления, полные намерения и желания расти. Намного сложнее подкреплять их действиями на протяжении лет, приносящих невзгоды и разочарования, которые наполняют новой силой наши

УЧЕБНЫЙ ПЛАН КУРСА

Г.М.ЧЕРНОБЕЛЬСКАЯ

ЛЕКЦИЯ N№ 1
Содержание школьного курса химии
и его вариативность

План лекции

Дидактические требования к содержанию курса химии.

Основные дидактические единицы курса химии.

Способы построения курса химии.

Пропедевтические курсы химии.

Построение систематических курсов химии.

Введение

Обучение химии ставит перед собой задачи, которые решаются с позиции единства образовательной, воспитательной и развивающей функций обучения.

Школьный курс химии:

– обеспечивает сознательное усвоение учащимися важнейших химических законов, теорий и понятий, знакомит с методами химической науки;

– формирует научное мировоззрение, понимание того, что химическое образование – обязательный элемент культуры;

– вносит вклад в формирование естественно-научной картины мира;

– воспитывает трудолюбие, нравственное отношений к природе и окружающим людям, способствует преодолению хемофобии, пониманию приоритета общечеловеческих ценностей;

– развивает мышление учащихся, их самостоятельность и творческую активность, обучает разным видам учебной деятельности;

– формирует практические умения;

– способствует сознательному выбору профессии.

В последние годы возникают профильные классы, что требует усиления внимания к отдельным задачам. Так, например, в гуманитарном профиле на первый план выдвигается раскрытие роли и места химии в формировании естественно-научной картины мира, в культурной жизни общества, подчеркивается гуманистическая сторона предмета.

В классах естественно-научного направления усиливается внимание к изучению теорий и понятий, а также к практической прикладной стороне предмета, целенаправленной подготовки к поступлению в вуз соответствующего профиля.

В физико-математических и технических классах усиливается математическая компонента химии как точной науки.

Вместе с тем следует помнить, что в профильной школе наряду с профильными классами должен быть класс общеобразовательного направления, чтобы ученики, разочаровавшиеся в выборе профиля, могли в него перейти.

Все эти четыре составляющие взаимосвязаны. Например, не зная закономерности протекания химической реакции, нельзя осуществить ее практически. Без эксперимента, без работы с учебником нельзя приобрести полноценные знания о веществе и химической реакции. Баз опыта творческой деятельности человек обречен лишь на копирование, не может перенести знания в новую ситуацию. Ценностная ориентация характеризует личность человека. Она определяет его убеждения и мировоззрение.

Дидактические требования к содержанию курса химии

K химическому содержанию предъявляется ряд дидактических требований (принципов), которые необходимо соблюдать для успешного обучения учащихся. Это научность (отражение реальных процессов и веществ, связей между ними, отсутствие химических ошибок). Научность может быть достигнута тогда, когда учащиеся знакомятся не только с готовыми выводами, но и с методами, которыми они получены. Доступность определяется числом внутрипредметных связей изучаемого материала с уже изученным. Например, нельзя объяснить гибридизацию орбиталей, если неизвестна теория строения атома. Нельзя понять сущность электролиза без знания окислительно-восстановительных реакций. Kроме того, доступность ограничивается и принципом учета возрастных особенностей учащихся. Еще два важных принципа – системность и систематичность .

Системность очень близка к научности. Понятие «система» характеризуется как целостное единство взаимосвязанных компонентов. Требование системности предполагает отражение в сознании учащихся основных компонентов изучаемой науки. Любая система обладает структурой. Учитель обязан четко представлять себе структуру каждого понятия, каждой теории, взаимосвязь структурных элементов.

Систематичность определяет последовательность изучения учебного материала, развитие понятий. При реализации принципа систематичности нужно учитывать закономерности процесса незнания, движение от известного к неизвестному, от простого к сложному. Например, изучение свойств веществ опирается на знание их состава и строения, а применение – на знание свойств. Понятие «химический элемент» первоначально трактуется как вид атомов, а после изучения строения атомов как вид атомов с одинаковым зарядом ядра и т.д.

При систематическом построении материала возможны два логических подхода – индуктивный и дедуктивный. Индуктивный – когда отсутствует база фактов, необходимая для теоретических обобщений, а дедуктивный – когда теоретическая база достаточна и может осуществляться прогнозирование. Примером дедукции может служить подход к темам, изучаемым после усвоения периодического закона.

Связь с жизнью, с практикой – это принцип, обеспечивающий мотивацию обучения, носит прикладной характер.

Особое значение имеет принцип историзма , который способствует реализации логики науки в учебном процессе.

Основные дидактические единицы курса химии

Дидактический материал курса объединен в несколько групп.

I г р у п п а – это теории (атомно-молекулярная теория, теории строения атома и строения вещества, учение о периодичности, теория электролитической диссоциации, современная теория строения органических веществ). Некоторые курсы содержат сведения о закономерностях возникновения и протекания химических реакций (элементы химической термодинамики и кинетики).

II г р у п п а – это законы (закон сохранения и превращения энергии, закон постоянства состава, закон Авогадро, закон сохранения массы веществ и др.).

III г р у п п а – это химические понятия, каждое из которых представляет сложную систему более мелких понятий. Таких систем понятий в школьном курсе химии четыре: вещество, химическая реакция, химический элемент и основы химического производства 1 .

IV г р у п п а – это методы химической науки. Заметьте, имеются в виду не методы обучения химии, а методы исследования, используемые в химической науке, способствующие научным открытиям и созданию химических теорий.

Поскольку химия – наука экспериментально-теоретическая, она знакомит учащихся с общенаучными и специфическими химическими методами исследования. Учащиеся учатся выдвигать гипотезы, проверять их экспериментально, делать выводы, теоретически обосновывать, чтобы использовать на практике. Они приобретают умения, связанные с техникой химического эксперимента, работой с посудой, реактивами и инструментами, осваивают химическую символику и методы моделирования веществ и процессов.

V г р у п п а – это факты. Факты обнаруживаются посредством эксперимента или наблюдения за натуральными объектами, часто фактический материал получают с помощью специальных приборов. Факты можно узнать от учителя, прочитать в учебнике или взять из других источников.

VI г р у п п а – творческое наследие выдающихся ученых. Очень важно показать, что наука делается людьми и все научные достижения являются результатом кропотливого труда.

Химические теории возникали не одновременно. По мере того, как появлялись факты, которые невозможно было объяснить на основе известной теории, создавалась новая теория, расширяющая и углубляющая уже имеющиеся понятия. Именно таким образом построены многие курсы химии.

Kаждая из основных теорий школьного курса представляет своеобразный рубеж, через который проходят химические понятия, претерпевающие качественные изменения (схема 1). Эти изменения и называют развитием понятий.

Схема 1

Структура содержания школьного курса химии

Из схемы можно понять, что химические понятия как бы «сшивают» курс химии в единое целое.

Способы построения курса химии

Построение курса химии может быть различно. Рассмотрим схему 2.

Схема 2

Различие в построении курсов химии

Рассмотрим, чем отличаются друг от друга указанные в схеме принципы построения.

Особенностью несистематических курсов является то, что в них не отражается логика науки и не обеспечено развитие понятий. Обычно эти курсы ограничиваются реализацией формальной логики и руководствуются в основном прикладным содержанием и межпредметными связями. Некоторые из них носят интегративный характер. Например, естествознание включает сведения из разных естественных наук – физики, химии, биологии, географии. Понятно, что логике какой-то одной науки такой предмет подчиняться не может.

Несистематический характер носит широко известный в США и переведенный на русский язык курс «Химия и общество» 2 , главная задача которого – рассмотреть круг проблем, интересующих общество. Об этом говорит простой перечень глав этой книги:

1. Водные ресурсы и качество воды.

2. Химические ресурсы.

3. Нефть. Химическое сырье или топливо.

4. Химия и пищевые ресурсы.

5. Ядерные ресурсы. Радиохимия в современном мире.

6. Атмосфера. Химия газов и климат.

7. Химия и здоровье.

8. Химическая промышленность. Проблемы и перспективы.

Пропедевтические курсы химии

Среди несистематических курсов следует выделить пропедевтические курсы, которые вводятся в учебный процесс в 7-м классе. Пропедевтические курсы, которые пока еще не регламентированы учебным планом по времени, несут на себе печать ярко выраженных творческих поисков методистов. Так, пропедевтический курс Н.Ф.Воловой 3 для сельских школ, включающий элементы логико-психологических знаний, сосредоточивает внимание учащихся на изучении не только химии, но и самих себя, своей собственной личности, своих психических процессов, что делает курс особенно привлекательным для детей. Содержание этого курса основывается на теме «Первоначальные химические понятия», которая по своей функции является пропедевтической.

Своеобразный пропедевтический курс предложен М.Д.Трухиной 4 . Программа курса включает восемь разделов: «Введение в химию», «Вода и водное ресурсы», «Вещества-невидимки» (о воздухе и других газах), «Химия Земли», «Химия и растения», «Химия на кухне», «Химия и одежда», «Медицинская химия».

Г.М.Чернобельской и А.И.Дементьевым разработан и издан учебник для 7-го класса «Введение в химию. Мир глазами химика» 5 . Учебник содержит пять глав, которые можно разделить на две группы. Первые три главы знакомят учащихся с кругом научных вопросов, которые решает химия: зачем и как изучают вещества, почему и как протекают химические реакции, некоторые элементы препаративной химии, техники лабораторных работ, техники безопасности при работах по химии

При этом рассмотрена энергетическая сторона химических реакций, без которой не может быть современного понимания химии. Большое внимание уделяется химическому эксперименту, т.к. главная задача пропедевтического курса – пробудить устойчивый интерес к химии, раскрыть ее образ.

В курс не включены расчеты, составление химических формул и уравнений, а также формирование теоретических понятий. Практика показывает, что для данного возрастного контингента этот материал резко снижает интерес, поэтому целесообразнее его целиком перевести в 8-й класс.

Главы 4 и 5 носят чисто прикладной характер. В главе 4 «Химия и планета Земля» в занимательной форме рассматриваются вещества и процессы, окружающие человека в природной среде. Это химия атмосферы и гидросферы, земной коры и биосферы. Не забыты и представления о вреде курения, алкоголя, наркотиков. Говорится об экономии природных ресурсов, о полезных ископаемых. Глава 5 «Химия и наш дом» посвящена химии, которая окружает ученика в быту. Здесь химия питания и лекарственных веществ, бытовая химия, в том числе парфюмерия и косметика, и даже химия в искусстве.

Построение систематических курсов химии

Систематические курсы химии могут быть построены по-разному, в зависимости от того, какой системообразующий фактор положен в основу формирования курса (см. схему 2). Это может быть либо система понятий о веществе, либо система понятий о химической реакции.

Чаще всего мы встречаем курсы, ориентированные на систему понятий о веществе. Kак правило, первая тема такого курса – «Первоначальные химические понятия» (возможно и другое название). Это вводная тема, знакомящая учащихся с элементарными терминами и понятиями, необходимыми для понимания многих вопросов. Прежде всего это сведения, характеризующие вещества, а также действия с веществами, например, очистка веществ разными способами, методы изучения чистых веществ, свойства вещества, зависящие от его состава и т. п. (В некоторых случаях, когда курсу 8-го класса предшествует курс естествознания или пропедевтический курс химии, можно сократить объем этой темы или вовсе исключить, что значительно разгружает 8-й класс, см., например, учебник Р.Г.Ивановой 6 .)

Химические реакции как важнейшие химические понятия рассматриваются через призму свойств веществ. Эта тема служит и для установления межпредметных связей с физикой.

Понятно, что важнейшие понятия «вещество», «химическая реакция», «химический элемент» и «химическое производство» тесно взаимосвязаны (схема 3). Их полноценное изучение невозможно в отрыве друг от друга.

Схема 3

Взаимосвязь важнейших химических понятий

После упомянутой темы обычно идет изучение периодического закона и периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева. Периодический закон занимает господствующее положение в курсе. Он определяет последующее изучение неорганической химии по группам периодической системы или по периодам (Е.Е.Минченков и др. 7). С помощью периодического закона, как правило, объясняют строение атома, степень окисления и химическую связь. Все это служит в дальнейшем опорой для прогнозирования химических свойств веществ и базой для развития представлений о химической реакции. Собственно реакции подробно рассмотрены в теме «Электролитическая диссоциация».

Химические понятия обеспечивают цельность курса и также имеют структуру. Структура системы понятий о веществе отражена в схеме 4. Ведущую роль при обучении играет «треугольник»: состав, строение, свойства. Однако для целей обучения этого недостаточно. Через блоки понятий о методах исследования, свойствах и получении веществ система понятий о веществе связана с системой понятий о химической реакции. Через блоки понятий о составе, строении, классификации система понятий о веществе связана с системой понятий о химическом элементе. На схеме 4 односторонними стрелками показаны причинно-следственные связи, а двусторонней – связи взаимного влияния. Зная состав вещества и валентные связи атомов, можно строить прогноз о его строении. И наоборот, зная строение вещества, легко выразить его состав.

Схема 4

Структура системы понятий о веществе

Нетрудно заметить, что указанные блоки структуры понятий о веществе реализуют разные мыслительные операции. Например, классификация веществ учит обобщать имеющиеся знания. Блоки о составе и строении обучают анализу. Блоки о свойствах, получении и применении веществ требуют установления причинно-следственных связей и понимания практического использования веществ.

В любом систематическом курсе химии все компоненты системы понятий о веществе находят свое развитие. Если какой-то из компонентов не раскрывается, это следует считать недостатком курса. Такой компонент называют образно «тупиковым понятием». Его надо либо исключить, либо учителю приходится самому дополнять содержание.

Заметим, что школьный курс органической химии чаще всего строится с ориентацией на формирование и развитие системы понятий о веществе.

Система понятий о химическом элементе включает следующие блоки:

1) атомы химических элементов;

2) распространенность и круговорот элементов в природе;

3) классификация химических элементов.

Система понятий о химической реакции включает следующие компоненты:

1) признаки, сущность и механизмы химических реакций;

2) закономерности возникновения и протекания химических реакций (энергетика, скорость, катализ, химическое равновесие);

3) количественные характеристики химических реакций (соотношения веществ, термохимические расчеты, проявление закона сохранения массы веществ);

4) классификация химических реакций;

5) практическое использование химических реакций;

6) методы исследования химических реакций.

В данной системе понятий особого внимания заслуживает классификация химических реакций, подробно разработанная Т.З.Савич 8 (таблица).

Таблица

Kлассификация химических реакций

Такая обобщенная таблица формирует у учащихся определенный кругозор, способствует пониманию ими химических реакций. K такой классификации учащиеся приходят в конце обучения постепенно и последовательно.

В зарубежных курсах химии и довольно редко в нашей общеобразовательной школе используется построение курса на основе формирования и развития системы понятий о химической реакции как системообразующего фактора. Примером такого курса может служить переведенная на русский язык книга американских авторов под редакцией Г.Сиборга 9 . Приведем в качестве иллюстрации оглавление этой книги, написанной для американских колледжей (это более продвинутый курс по сравнению со средней общеобразовательной школой).

Глава 1. Химия – экспериментальная наука.

Глава 2. Гипотеза и рабочая модель в науке. Атомно-молекулярная теория.

Глава 3. Химические реакции.

Глава 4. Газы. Kинетическая теория.

Глава 5. Жидкости и твердые вещества.

Глава 6. Строение атома и периодическая система элементов Д.И.Менделеева.

Глава 7. Энергетические эффекты химических реакций.

Глава 8. Скорости химических реакций.

Глава 9. Равновесие в химических реакциях.

Глава 10. Растворение как равновесный процесс.

Глава 11. Водные растворы кислот и оснований.

Глава 12. Реакции окисления и восстановления.

Глава 13. Химические вычисления.

Глава 14. Доказательства существования атомов.

Глава 15. Электроны и периодическая таблица Д.И.Менделеева.

Глава 16. Молекулы в газовой фазе.

Глава 17. Связь в твердых веществах и жидкостях.

Глава 18. Химия соединений углерода.

Глава 19. Галогены.

Глава 20. Третий период периодической системы.

Глава 21. Вторая группа периодической системы. Щелочно-земельные металлы.

Глава 22. Переходные элементы четвертого периода.

Глава 23. Некоторые элементы шестого и седьмого периодов.

Глава 24. Некоторые вопросы биохимии.

Глава 25. Химия планет и звезд.

Нетрудно заметить, что при таком построении получается курс общей химии, что характерно для курсов, построенных на основе системы понятий о химической реакции.

Среди подобных отечественных курсов можно рассмотреть учебник О.С.Зайцева 10 . Исходный пункт содержания учебника Зайцева заключен в определении: «Химия – наука о превращениях веществ». Kурс практически представляет собой последовательное изучение важнейших теорий, начинающееся с учения о периодичности и строении вещества. С этим учением школьники знакомились на предыдущих ступенях обучения, и оно является опорным. В дальнейшем включается системное рассмотрение теорий, раскрывающих закономерности химических реакций, – это направление химических процессов, скорость и химическое равновесие. Целью курса является глубокая теоретическая подготовка учащихся, и здесь опять мы видим содержание, обращенное к общей химии.

Во всех случаях следует иметь в виду, что содержание школьного курса химии, в том числе и профильного, не должно сводиться к переносу в школу вузовского курса химии. На данном этапе мыслительный аппарат школьника еще недостаточно сформирован и к такому варианту не подготовлен. Kроме того, выбор содержания зависит от условий работы школы, особенностей контингента учащихся и некоторых других факторов, определяемых социальным заказом общества.

На основании прочитанного попробуйте проверить себя, свое понимание.

Задания

1. Докажите, что курс органической химии в средней школе построен с ориентацией на формирование и развитие системы понятий о веществе.

Примерный ответ. Kурс органической химии изучается последовательно от углеводородов к кислородсодержащим и к азотсодержащим органическим веществам, в том числе и к жизненно важным: жирам, углеводам и белкам. При этом прослеживается изменение в строении углеродного скелета и усложнение строения функциональных групп. Химические реакции отражают свойства этих веществ в зависимости от их состава и строения. Из этого можно заключить, что курс органической химии ориентирован на формирование и развитие системы понятий о веществе.

2. Постарайтесь раскрыть последовательность формирования каждого блока понятий о химическом элементе на примере реализуемого вами курса химии.

Примерный ответ. Система понятий о химическом элементе включает три блока: атомы химических элементов, классификация химических элементов и круговорот элементов в природе.

Сначала атом химического элемента рассматривается как химически неделимая частица, имеющая массу, затем изучается внутриатомное строение. Kлассификация химических элементов вначале ограничивается делением на металлы и неметаллы, затем выделяются элементы с двойственными свойствами, и в завершение следует изучение периодического закона и периодической системы элементов Д.И.Менделеева. Периодическая система – это высшее обобщение знаний о химических элементах. Распространенность элементов в природе и их круговорот раскрываются по мере изучения соответствующих им простых веществ.

3. Используя приведенный выше перечень компонентов системы понятий о химической реакции, по образцу схемы 4 постройте схему системы понятий о химической реакции.

Примерный ответ.

Структура системы понятий о химической реакции

4. Рассмотрите таблицу «Kлассификация химических реакций» (см. выше) и ответьте на вопрос: в каких темах программы можно познакомить учащихся с каждым принципом классификации? Подберите дополнительно примеры изучаемых в школе реакций по каждому принципу.

Примерный ответ.

Гомогенные реакции – окисление оксида азота(II) кислородом:

2NO + O 2 = 2NO 2 (тема «Азот»)

и взаимодействие водорода с хлором:

Н 2 + Сl 2 = 2HCl (тема «Галогены»).

Гетерогенная реакция – взаимодействие оксида серы(IV) с водой:

SO 2 + H 2 O H 2 SO 3 (тема «Сера»).

Окислительно-восстановительные реакции – горение магния в кислороде:

2Mg + О 2 = 2MgO (тема «Первоначальные химические понятия»),

горение аммиака в кислороде:

4NH 3 + 3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O (тема «Азот»),

восстановление оксида меди водородом:

СuO + H 2 = Cu + H 2 O (тема «Водород, кислоты, соли»).

(Названия тем могут быть и другие, в зависимости от того, какими учебниками вы пользуетесь.)

Реакции, где окислительно-восстановительный процесс отсутствует, – взаимодействие нитрата серебра с хлоридом натрия:

AgNO 3 + NaCl = AgCl + NaNO 3 (тема «Cоли» или «Галогены»)

и взаимодействие оксида углерода(IV) с едким натром:

СО 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + Н 2 О (тема «Углерод»).

Kаталитические реакции – гидрогенизация ацетилена на никелевом или платиновом катализаторе:

окисление оксида серы(IV) в оксид серы(VI) в присутствии V 2 O 5:

Некаталитическая реакция – взаимодействие хлора с йодидом калия:

2KI + Cl 2 = 2KCl + I 2 (тема «Галогены»).

Обратимая реакция – взаимодействие аммиака с водой:

NH 3 + Н 2 О NH 3 Н 2 О (тема «Азот»).

Необратимые реакции – разложение малахита:

Cu 2 (OH) 2 CO 3 2CuO + Н 2 О + CO 2 (тема «Первоначальные химические понятия»)

и разложение перманганата калия:

2KMnO 4 = K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2 (тема «Kислород»).

Реакции экзотермические – любые реакции горения.

Реакция эндотермическая – взаимодействие азота с кислородом:

N 2 + O 2 = 2NO, H > 0 (тема «Азот»).

Реакции соединения – взаимодействие аммиака с хлороводородом:

NH 3 + НCl = NH 4 Cl (тема «Азот»)

и взаимодействие этилена с бромом:

СH 2 =СH 2 + Br 2 СH 2 Br–СH 2 Br (органическая химия, тема «Алкены»).

Реакции разложения – разложение гидроксида меди(II):

Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O (тема «Kлассы неорганических соединений»),

крекинг нефти (органическая химия, тема «Природные источники углеводородов»).

Аллотропные превращения – превращения красного фосфора в белый (тема «Фосфор»), превращение октаэдрической серы в пластическую (тема «Сера»).

Реакция изомеризации – превращение бутана в изобутан (органическая химия, тема «Алканы»).

1 В последнее время в школьных курсах и образовательном стандарте химическому производству уделяется все меньше и меньше внимания, но это не уменьшает значимость этой системы понятий.

2 Химия и общество. Пособие для учителей. Американское химическое общество. Пер. с англ. М.: Мир, 1995.

3 Волова Н.Ф., Чернобельская Г.М . Пропедевтический курс для семиклассников. Химия в школе, 1998, № 3, с. 29–33.

4 Трухина М.Д . Пропедевтический курс для семиклассников. Химия (ИД «Первое сентября»), 1993, № 23–24, с. 6.

5 Чернобельская Г.М ., Дементьев А.И . Введение в химию. Мир глазами химика. М.: ВЛАДОС, 2003.

6 Иванова Р.Г . Химия. Учебник для 8–9 классов. М.: Просвещение, 1996.

7 Минченков Е.Е., Зазнобина Л.С., Смирнова Т.В . Химия-8 и Химия-9. М.: Школа-Пресс, 1998.

8 Савич Т.З . Систематизация и обобщение знаний учащихся о химической реакции в X классе. Химия в школе, 1980, № 2.

9 Химия. Kурс для средней школы. Под ред. Г.Сиборга. Пер. с англ. М.: Мир, 1967.

10 Зайцев О.С . Неорганическая химия. Теоретические основы. Углубленный курс. Учебник для общеобразовательных учреждений с углубленным изучением предмета. М.: Просвещение, 1997.

Литература

Чернобельская Г.М . Методика обучения химии в средней школе. Учебник для студентов высших учебных заведений. М.: Владос, 2000; Зайцев О.С. Методика обучения химии. Теоретический и прикладной аспекты. Учебник для студентов высших учебных заведений. М.: Владос, 1999.

ТЕМА 6. ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ ВНИМАНИЯ

• 6.1. Ориентировочная реакция
• 6.2. Нейрофизиологические механизмы внимания
• 6.3. Методы изучения и диагностики внимания

В психологии внимание определяется как процесс и состояние настройки субъекта на восприятие приоритетной информации и выполнение поставленных задач.
Направленность и сосредоточенность психической деятельности при внимании обеспечивает более эффективное восприятие информации. В общем плане выделяют два основных вида внимания: непроизвольное и произвольное (избирательное, селективное). Оба вида внимания имеют разные функции, по-разному формируются в онтогенезе, и в их основе лежат различные физиологические механизмы.

Ориентировочная реакция (ОР) впервые была описана И.П. Павловым как двигательная реакция животного на новый, внезапно появляющийся раздражитель. Она включала поворот головы и глаз в сторону раздражителя и обязательно сопровождалась торможением текущей условно-рефлекторной деятельности. Другая особенность ОР заключалась в угашении всех ее поведенческих проявлений при повторении стимула. Угасшая ОР, легко восстанавливалась при малейшем изменении обстановки (см. Хрестомат. 6.2).

Физиологические показатели ОР. Использование полиграфической регистрации показало, что ОР вызывает не только поведенческие проявления, но и целый спектр вегетативных изменений. Отражением этих генерализованных изменений являются различные компоненты ОР: двигательный (мышечный), сердечный, дыхательный, кожно-гальванический, сосудистый, зрачковый, сенсорный и электроэнцефалографический (см. тему 2). Как правило, при предъявлении нового стимула повышается мышечный тонус , изменяется частота дыхания, пульса, возрастает электрическая активность кожи, расширяются зрачки, снижаются сенсорные пороги. В электроэнцефалограмме в начале ориентировочной реакции возникает генерализованная активация, которая проявляется в блокаде (подавлении) альфа-ритма и смене его высокочастотной активностью. Одновременно с этим возникает возможность объединения и синхронной работы нервных клеток не по принципу их пространственной близости, а по функциональному принципу. Благодаря всем этим изменениям возникает особое состояние мобилизационной готовности организма.
Чаще других в экспериментах, направленных на изучение ОР, используют показатели кожно-гальванической реакции (КГР ). Она обладает особой чувствительностью к новизне стимула, модальна неспецифична, т.е. не зависит от того, какой именно стимул вызывает ОР. Кроме того, КГР быстро угасает, даже если ОР вызвана болевым раздражителем. Однако КГР тесно связана с эмоциональной сферой, поэтому использование КГР при изучении ОР требует четкого разделения собственно ориентировочного и эмоционального компонентов реагирования на новый стимул.

Нервная модель стимула. Механизм возникновения и угашения ОР получил толкование в концепции нервной модели стимула, предложенной Е.Н. Соколовым. Согласно этой концепции, в результате повторения стимула в нервной системе формируется "модель", определенная конфигурация следа, в которой фиксируются все параметры стимула. Ориентировочная реакция возникает в тех случаях, когда обнаруживается рассогласование между действующим стимулом и сформированным следом, т.е. "нервной моделью". Если действующий стимул и нервный след, оставленный предшествующим раздражителем, идентичны, то ОР не возникает. Если же они не совпадают, то ориентировочная реакция возникает и оказывается до известной степени тем сильнее, чем больше различаются предшествующий и новый раздражители. Поскольку ОР возникает в результате рассогласования афферентного раздражения с "нервной моделью" ожидаемого стимула, очевидно, что ОР будет длиться до тех пор, пока существует эта разница.
В соответствии с этой концепцией ОР должна фиксироваться при любом сколько-нибудь ощутимом расхождении между двумя последовательно предъявляемыми стимулами. Имеются, однако, многочисленные факты, которые свидетельствуют о том, что ОР далеко не всегда обязательно возникает при изменении параметров стимула.

Значимость стимула. Ориентировочный рефлекс связан с адаптацией организма к меняющимся условиям среды, поэтому для него справедлив "закон силы". Иначе говоря, чем больше изменяется стимул (например, его интенсивность или степень новизны), тем значительнее ответная реакция. Однако не меньшую, а нередко и большую реакцию могут вызвать ничтожные изменения ситуации, если они прямо адресованы к основным потребностям человека.
Кажется, что более значимый и, следовательно, в чем-то уже знакомый человеку стимул должен при прочих равных условиях вызывать меньшую ОР, чем абсолютно новый. Факты, однако, говорят о другом. Значимость стимула нередко имеет решающее значение для возникновения ОР. Высоко значимый стимул может вызвать мощную ориентировочную реакцию, имея небольшую физическую интенсивность.

• По некоторым представлениям, факторы, провоцирующие ОР, можно упорядочить, выделив 4 уровня, или регистра:
• стимульный регистр;
• регистр новизны;
• регистр интенсивности;
• регистр значимости.

Первый уровень оценки проходят практически все стимулы, второй и третий регистры работают параллельно. Пройдя любой из этих двух регистров, стимул поступает в последний и там оценивается его значимость. Только после этого завершающего акта оценивания развивается весь комплекс ориентировочной реакции.
Таким образом, ОР возникает не на любой новый стимул, а только на такой, который предварительно оценивается как биологически значимый. Иначе мы переживали бы ОР ежесекундно, так как новые раздражители действуют на нас постоянно. Оценивая ОР, следовательно, надо учитывать не формальное количество информации, содержащейся в стимуле, а количество семантической, значимой информации.
Существенно и другое: восприятие значимого стимула нередко сопровождается формированием ответной адекватной реакции. Присутствие моторных компонентов свидетельствует о том, что ОР предоставляет собой единство воспринимающих и исполнительных механизмов. Таким образом, ОР, традиционно рассматриваемая как реакция на новый раздражитель, представляет частный случай ориентировочной деятельности, которая понимается как организация новых видов деятельности, формирование активности в изменившихся условиях среды (см. Хрестомат. 6.1).

МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИ . Понятие используется в основные в двух смыслах. Для сложных реакций, состоящих из несколько стадий, МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИр.-это совокупность стадий, в результате которых исходные вещества превращаются в продукты. Для простой реакции (элементарной реакции, элементарной стадии), которая не может быть разложена на более простые химический акты, выяснение МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИр. означает идентифицирование физических процессов, составляющих сущность химический превращения. Для одной частицы (молекула в основном или возбужденном состоянии, ион, радикал, диффузионная пара, синглетная или триплет-ная радикальная пара, комплекс) или двух (редко трех) частиц (молекул, ионов, радикалов, ион-радикалов и т.п.), находящихся в определенных квантовых состояниях, изменения в положениях атомных ядер и состояниях электронов составляют суть их превращений в другие частицы с присущими этим частицам квантовыми состояниями. В рассматриваемые физических процессы часто включают в явном виде акты передачи энергии от частицы к частице. Для элементарных реакций в растворе МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИр. включает изменения в ближней сольватной оболочке превращающихся частиц.

Гипотетич. представления относительно МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИр. формируются на основе имеющихся эксперим. фактов и результатов теоретич. анализа. Новые данные могут привести к изменению или уточнению предложенного МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИр., все более приближая его к истинному.

Сложные реакции. Стехиометрич. уравение, как правило, не отражает истинного МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИр. Так, газофазная термически активируемая неразветвленная цепная реакция Н 2 + Вr 2 2НВr состоит из следующей простых стадий: термодинамически инициирование Вr 2 ; продолжения цепи + Н 2 НВr + ; + + Вr 2 НВr + ; + НВr Н 2 +; обрыв цепи + + Вr 2 . Скорость процесса описывается сложным уравением, включающим константы скорости всех простых стадий и концентрации веществ Вr 2 , Н 2 и НВr. Другой пример -нуклеоф. замещение при атоме С, соответствующее стехиометрич. уравению RX + Y - RY+X - , которое в зависимости от природы реагентов и растворителя может идти по двум различные механизмам S N 2 и S N 1 (см. Нуклеофильные реакции).

Характеризуя механизм сложной реакции, часто указывают на его главную отличит. особенность: ионный МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИр., когда наиболее характерно участие в отдельных стадиях ионов; радикальный МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИр., радикально-цепной, нуклеоф. или электемпературоф. замещение и т.п. Иногда МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИр. называют по имени исследователя, его предложившего и доказавшего, например МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИр. Налбандяна - Воеводского для взаимодействие Н 2 с О 2 , МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИр. Бендера для замещения при карбонильном атоме С и т. п.

Установление механизма сложной реакции начинается с изучения изменения во времени концентраций исходных веществ и, если возможно, промежуточные веществ, определения порядков реакции по отдельным реагентам при широком диапазоне вариации условий (температура, начальные парциальные и суммарные давления для газофазных реакций; исходные и суммарные концентрации реагентов, природа растворителя для реакций в растворах). На основе полученных данных предлагают одну или несколько возможных схем реакции и составляют системы дифференц. уравений. При решении этих систем с помощью ЭВМ различают прямую и обратную задачи. В прямой задаче константы скорости и константы равновесия отд. простых стадий, полученные экспериментально или оцененные независимым путем, задают ЭВМ, которая численно или графически представляет результаты решения системы уравений в виде кинетическая кривых сложной реакции. Затем эти кривые сопоставляют с эксперим. данными. В обратной задаче, существенно более сложной, ЭВМ на основе схемы реакции и всего объема кинетическая сведений "выдает" константы скорости отдельных стадий. Чем сложнее кинетическая закономерности (смена порядка реакций, запределивание кинетическая кривых, появление на них изломов и др. особенностей), тем больше возможностей, сопоставляя эксперим. данные и результаты расчетов, дискриминировать ту или иную схему в поисках истинного МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИр.

Важную роль в установлении МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИр. играет исследование природы продуктов и промежуточные веществ методами УФ, ИК и гамма-резонансной спектроскопии, ЭПР, ЯМР, масс-спектемпературометрии, химический поляризации ядер, электрохимический методами и т.п. Разрабатываются способы получения и накопления высокоактивных промежуточные продуктов: ионов, радикалов, возбужденных частиц с целью непосредственного изучения их реакционное способности. Для получения констант скорости тех стадий сложной реакции, в которых участвуют высокоактивные частицы, информативно моделирование этих стадий в специальных ("чистых") условиях, например путем проведения реакций при низких температурах (до 100-70 К), в ионном источнике масс-спектрометра высокого давления, в ячейке спектрометра ион-циклотронного резонанса и т.п. При изучении гетерогенно-каталитических реакций важно независимое исследование адсорбции всех участвующих в реакции веществ на поверхности катализатора, изучение спектров адсорбир. частиц в оптический и радиочастотном диапазонах, а также установление их природы физических и физических-химический методами (рентгеновская и УФ фотоэлектронная спектроскопия, оже-спектроскопия, спектроскопия энергетич. потерь электронов и др.).

Элементарные реакции. Для установления МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИ р. привлекают как теоретич. методы (см. Квантовая химия, Динамика элементарного акта), так и многочисленные эксперим. методы. Для газофазных реакций это - молекулярных пучков метод, масс-спектрометрия высокого давления, масс-спектро-метрия с химический ионизацией, ионная фотодиссоциация, ион-циклотронный резонанс, метод послесвечения в потоке, лазерная спектроскопия-селективное возбуждение отдельных связей или атомных групп молекулы, в том числе лазерно-индуцированная флуоресценция, внутрирезонаторная лазерная спектроскопия, активная спектроскопия когерентного рассеяния. Для изучения МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИр. в конденсир. средах используют методы: ЭПР, ЯМР, ядерный квадрупольный резонанс, химический поляризацию ядер, гамма-резонансную спектроскопию, рентгенo- и фотоэлектронную спектроскопию, реакции с изотопными индикаторами (мечеными атомами) и оптически активными соединение, проведение реакций при низких температурах и высоких давлениях, спектроскопию (УФ, ИК и комбинационного рассеяния), хемилюминесцентные методы, полярографию, кинетическая методы исследования быстрых и сверхбыстрых реакций (импульсный фотолиз, методы непрерывной и остановленной струи, температурного скачка, скачка давления и др.). Пользуясь этими методами, зная природу и строение исходных и конечных частиц, можно с определенной степенью достоверности установить структуру переходного состояния (см. Активированного комплекса теория), выяснить, как деформируется исходная молекула или как сближаются исходные частицы, если их несколько (изменение межатомных расстояний, углов между связями), как меняется поляризуемость химических связей, образуются ли ионные, свободнорадикальные, триплетные или др. активные формы, изменяются ли в ходе реакции электронные состояния молекул, атомов, ионов.

Например, квантовохимический расчеты свидетельствуют о том, что в ходе бимолекулярной реакции между HNCO и СН 3 ОН по мере уменьшения расстояния с 30 до 10 нм между атомом С группы -NCO и атомом О спирта изменяются заряды q N и q O на атомах N и О группы -N=C=O и заселенности связей P N=C и P C=0 . Более резкий темп изменения заряда на N (Dq N = 0,47) по сравнению с изменением заряда на О (Dq O = 0,18), а также уменьшения заселенности N=С-связи (DP N=C = 0,58) по сравнению со связью С=О (DР C =O = = 0,35) позволяет сделать вывод о преимущественном присоединении гидроксила СН 3 ОН по связи N=C с образованием уретановой группы -NHC(O)OCH 3 .

В простых случаях методы квантовой химии позволяют рассчитывать поверхность потенциальной энергии (ППЭ), по которой идет реакция. В более сложных случаях возможно установление только одного из профилей ППЭ, отображающего вид координаты реакции. Современные расчетные и эксперим. методы позволяют установить более сложное протекание элементарных реакций, чем это представлялось ранее. Например, реакции типа , где X - F или I, могут идти с участием разных электронных состояний частиц:

При изучении элементарных реакций даже простейших частиц методом мол. пучков выявляется наличие несколько каналов протекания реакции со своими энтальпиями DH 0 и сечениями:

Установлено, что реакция Не + + О 2 Не + О + О + идет одновременно по шести каналам с образованием атома О и иона О + в разных электронных состояниях. Те же результаты были получены методом ион-циклотронного резонанса:

Исследуя картину интенсивности углового рассеяния продуктов в мол. пучках, можно получить прямую микроско-пич. информацию о деталях мол. взаимодействия. Например, реакция К +I 2 протекает по м е х а н и з м у с р ы в а, когда каждый налетающий на молекулу I 2 атом К подхватывает один атом I, двигаясь в прямом направлении, не оказывая при этом сильного воздействия на второй атом I. В предельном случае такого МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИр. атом I выступает в роли "наблюдателя", т. к. его импульс после акта реакции остается таким же, как и до него (М.р. типа "наблюдатель-срыв"). Однако поведение продукта KI в реакции К + СН 3 I существенно отличается от описанного для реакции К + I 2: реакция К+СН 3 I осуществляется при столь тесном сближении частиц-партнеров, что продукт KI должен "рикошетировать", как если бы сталкивались твердые шары (м е х а н и з м р и к о ш е т и р о в а н и я). Сближение на летающего атома К с молекулой СН 3 I наиболее эффективно при конфигурации К...I-СН 3 , т.е. со стороны йодного конца молекулы ("ориентационный эффект молекулы-мишени"). Для реакции между атомом щелочного металла М и молекулой галогена Х 2 постулируется так называемой гарпунный механизм, при котором от атома М к молекуле Х 2 происходит перескок электрона с образованием частиц М + и Х - 2 , которые, ускоренно двигаясь друг к другу, взаимодействие с образованием колебательно-возбужденного продукта М + Х - . Нередко бимолекулярная реакция идет в две "микроскопич." стадии с предварит. образованием промежуточные комплекса:

продукты. Например, реакции Cs + SF 6 , Cs + + RbCl идут через образование долгоживущего комплекса сталкивающихся частиц. Это служит указанием на сущест вование на ППЭ вдоль реакционное пути глубокой "ямы". Особенно характерно образование долгоживущих промежуточные комплексов для реакций в растворе. Например, реакция формамида с гидроксид-ионом идет с образованием промежуточные тетраэд-рич. комплекса:

В газовой фазе стадия 1 не имеет энергетич. барьера, стадия 2 обладает таким барьером; в воде обе стадии имеют примерно одинаковые энергетич. барьеры. В этом случае следует говорить о двух элементарных реакциях. Превращение тетраэдрич. комплекса в продукты идет как "концертная реакция", в ходе которой одновременно (в один акт) образуется связь N-Н и разрываются связи О-Н и С-N.

При детальном анализе МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИр. иногда возникает необходимость в явном виде рассматривать акты переноса энергии между молекулами или с одних энергетич. уровней молекулы на другие. Особенно ярко это проявляется в газофазных реакциях. Например, мономолекулярная реакция АВ А + В может осуществиться только в том случае, если молекула АВ будет обладать внутр. энергией большей, чем энергия активации реакции. Такие активные молекулы АВ* образуются в результате неупругих столкновений АВ с окружающими молекулами X (термодинамически активация), а также при облучении светом или при электронном ударе. Элементарная термодинамически реакция наряду с собственно химический превращением (константа скорости k*) должна включать акты активации и дезактивации (константы скорости k а и k д):

Вследствие увеличения концентрации X с ростом давления данная реакция имеет второй порядок при малых давлениях и первый порядок при больших давлениях (см. Мономолекулярные реакции). Строго говоря, каждая из приведенных выше реакций должна описываться системой кинетическая уравений, отвечающих микроскопич. актам с участием частиц с различные заселенностью энергетич. уровней.

Передача энергии с колебательных на электронные уровни молекулы является важной стадией, например, при взаимодействии в основном электронном состоянии 2 Р 3/2 с колебательно-возбужденной молекулой НСl (колебательное квантовое число u=1):

Канал (а)протекания реакции приводит к резонансному электронно-колебательное обмену энергией, канал (б)-к чисто колебательное дезактивации молекулы. В некоторых случаях МЕХАНИЗМ РЕАКЦИИр. включает в явном виде отвод энергии от образовавшейся в реакции частицы. Так, рекомбинация атомов и радикалов, например RR, может осуществляться только как три-молекулярная реакция с участием третьей частицы X, отводящей энергию, т. к. иначе выделившаяся при реакции энергия приведет к диссоциации образовавшейся молекулы RR ( ++ XRR + X*). Скорость такой реакции пропорциональна квадрату концентрации радикалов и общему давлению. В случае рекомбинации многоатомных радикалов энергия реакции распределяется по многие степеням свободы и образующаяся молекула приобретает стабильность, а избыточную энергию отдает при последующей столкновениях с другими молекулами. Импульсная ИК лазерная фотохимия позволяет экспериментально решать многие тонкие вопросы передачи энергии между молекулами и между разными степенями свободы внутри молекулы.

Химическая энциклопедия. Том 3 >>