Wstęp
Nazewnictwo związków chemicznych, nieorganicznych jak i organicznych, zmieniało się na przestrzeni lat, wraz z rozwojem chemii, powstawania nowych dziedzin i odkrywania nowych pierwiastków i związków chemicznych. Nieraz te same substancje miały różne nazwy w zależności od tego czy ich nazwy używał chemik, biolog czy technolog. Dlatego Komisja Nomenklatury Chemii Nieorganicznej Polskiego Towarzystwa Chemicznego (PTChem) zajęła się uporządkowaniem polskiej nomenklatury związków nieorganicznych, w oparciu o najnowsze zalecenia w tej dziedzinie, które pochodzą z 1990 roku. i Zostały one opublikowane przez Komisję Nomenklatury Chemii Nieorganicznej Międzynarodowej Unii Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) pod tytułem Nomenclature of Inorganic Chemistry. Recommendations 1990 [Stasicka, 1998].
Uczeń rozpoczynający edukację posiada już pewien zakres wiedzy, przeważnie jest to wiedza potoczna, znana „ze słyszenia”. Celem procesu edukacji jest, aby uczeń pozyskał wiedzę szkolną, opartą na wiedzy naukowej. W procesie tym istotną rolę odgrywa nauczyciel, który powinien przekazywać uczniowi poprawną wiedzę, lub korygować tą, która jest błędna, i na wyższych poziomach edukacji może przysparzać trudności (Paśko & Kucharska, 2008). Od czasu wprowadzenia nowych zaleceń nomenklatury przez PTChem, nauczyciele chemii zobowiązani byli podczas procesu nauczania stosować nowe nazewnictwo. Niestety, nie wszyscy nauczyciele się do tych zaleceń zastosowali. Świadczą o tym nawyki obecnych studentów, którzy jako uczniowie szkół podstawowych i gimnazjów, powinni już być nauczani wg nowych zasad, a w świetle prowadzonych obserwacji nie byli.
Badania:
Celem przeprowadzonych badań było zbadania stopnia znajomości nomenklatury nieorganicznych związków chemicznych, a także umiejętności pisania wzorów sumarycznych na podstawie podanych nazw. Badania przeprowadzono w okresie styczeń-kwiecień 2010.
Grupę badanych stanowili studenci kierunków medycznych oraz technicznych. W badaniach wzięło udział łącznie 133 studentów (90 kierunków technicznych i 43 kierunków medycznych).
Do przeprowadzenia badań wykorzystano kwestionariusz ankiety umieszczony w Internecie.
Zawierał on 29 pytań otwartych. Arkusz został umieszczony na jednym z portali internetowych do tego przeznaczonych, a następnie rozesłany wśród studentów odpowiednich kierunków.
Korzystając z możliwości technologii informatycznych, jakim bez wątpienia jest internet, studenci chętniej i wiarygodniej wypełniają tego typu ankiety. Medium to w ostatnich latach bardzo zyskało na popularności i jest wykorzystywane w znacznym stopniu przez studentów uczelni wyższych [Cieśla & Paśko, 2008].
W ankiecie studenci zostali poproszeni o podanie nazwy poszczególnych związków chemicznych, oraz napisanie wzoru sumarycznego do podanej nazwy związku. W przypadku, gdyby student uznał, że odpowiedzi nie zna, został poproszony o pozostawienie w kwestionariuszu pustego miejsca, co w czasie opracowywania wyników zostało uznane tak jak odpowiedź błędna.
Rys. 1. Znajomość nomenklatury przez wszystkich studentów biorących udział w badaniach.
W przypadku podziału na kierunki studiów, znajomość ta przedstawia się następująco:
ogólna znajomość 43% dla studentów kierunków technicznych i 48% dla studentów kierunków medycznych; tworzenie nazw: 33% studenci techniczni, 34% studenci medyczni; tworzenie wzorów 53% studenci techniczni, 61% studenci medyczni.
Rys. 2. Znajomość nomenklatury z podziałem na kierunki studiów.
Umiejętność tworzenia nazw na podstawie podanych wzorów związków nieorganicznych z podziałem na kierunki studiów przedstawia poniższa tabelka:
Tabela 1. Umiejętność tworzenia nazw na podstawie podanych wzorów z podziałem na kierunki studiów.
studenci studenci
wzór techniczni medyczni prawidłowa nazwa
Fe2O3 18% 12% tlenek żelaza(III)
Ca(OH)2 82% 81% wodorotlenek wapnia
HNO3 18% 14% kwas azotowy(V)
H2Se 7% 2% kwas selenowodorowy
AgCl 2% 2% chlorek srebra(I)
CaH2 67% 79% wodorek wapnia
HgS 8% 2% siarczek rtęci(II)
NaF 91% 84% fluorek sodu
Fe3(PO4)2 13% 14% fosforan(V) żelaza(II)
Na[Al(OH)4] 33% 58% tetrahydroksyglinian sodu
CaOHCl 24% 26% chlorek wodorotlenek wapnia
Wyniki przedstawiające umiejętność tworzenia wzorów na podstawie wybranych nazw związków nieorganicznych z podziałem na kierunki studiów zilustrowano w poniższej tabelce:
Tabela 2. Umiejętność tworzenia wzorów na podstawie podanych nazw z podziałem na kierunki studiów.
studenci studenci
wzór techniczni medyczni prawidłowy wzór
tlenek magnezu 87% 86% MgO
wodorotlenek manganu(II) 77% 81% Mn(OH)2
kwas chlorowy(VII) 52% 56% HClO4
kwas jodowodorowy 62% 65% HI
bromek wapnia 49% 65% CaBr2
siarczek miedzi(II) 67% 70% CuS
jodek ołowiu(II) 64% 67% PbI2
siarczan(VI) amonu 47% 63% (NH4)2SO4
wodorowęglan sodu 54% 65% NaHCO3
dekahydrat siarczanu(VI) sodu 19% 35% Na2SO4 • 10H2O siarczan(VI) glinu i potasu 7% 21% KAl(SO4)2
Z przeprowadzonych badań wynika, że studenci kierunków medycznych i technicznych nomenklaturę nieorganicznych związków chemicznych znają z stopniu średnim- 45%.
Zdecydowanie gorzej, bo tylko na poziomie 33%, radzą sobie z nazwaniem związku na podstawie przedstawionego wzoru, a 56% studentów posiada umiejętność pisania wzorów na podstawie podanej nazwy związku. Porównując obie grupy studentów, nieznacznie lepiej prezentują się studenci kierunków medycznych, z ogólną znajomością nomenklatury na poziomie 48%, umiejętnością tworzenia nazw na podstawie wzoru- 34%, oraz umiejętnością utworzenia wzoru na podstawie podanej nazwy- 61%. Natomiast u studentów kierunków technicznych, wyniki wynoszą odpowiednio 43%, 33% i 55%.
Najczęściej popełnianymi przez studentów błędami podczas tworzania nazw było:
- umieszczenie spacji pomiędzy nazwą a wartościowością, np. tlenek żelaza (III), kwas azotowy (V), fosforan (V) żelaza (II);
- brak nawiasu przy wartościowości, np. siarczek rtęci II, kwas azotowy V;
- brak znajomości wartościowości, np. kwas azotowy(IV) - HNO3;
- nieznajomość nazw związków i pierwiastków, np. kwas siarkowy - H2Se, siarczana rtęci - HgS, jodek sodu - NaF, wodoro wapń - CaH2;
- użwywanie nieaktualnej nomenklatury, np. diwodorek wapnia - CaH2, trójtlenek żelaza - Fe2O3. Natomiast podczas tworzeniu wzorów, najczęstszymi popełnianymi błędami były:
- brak znajomości wartościowości, np. HClO5, H7Cl - kwas chlorowy(VII);
- nieznajomość nazw związków i pierwiastków, np. HJO, HJ - kwas jodowodorowy; CaO, OMg - tlenek magnezu; Ma(OH)2 - wodorotlenek manganu(II); SbSO4 - siarczan(VI) amonu;
CuSO3 - siarczek miedzi(II) ; Na(CaOH)2, Na(OH)CO3, CH3COONa - wodorowęglan sodu.
Wnioski:
Wyniki ukazały braki w edukacji chemii na niższych poziomach edukacji. Zasady nomenklatury wprowadzone przez Międzynarodową Unię Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC) w 1990 roku, nie są stosowane, lub nie są w ogóle znane przez dzisiejszych studentów. Być może przyczyną jest brak znajomości podstaw chemii, który najwyraźniej nie został zlikwidowana wraz z reformą edukacji z 1999 roku, która to zakładała większe przygotowanie uczniów do nauki na wyższych szczeblach edukacji, a do celowo, na uczelniach wyższych [Nodzyńska & Paśko, 2006]. Jednakże jedną z przyczyn takiego stanu rzeczy mogą być również błędy, jakie zawierają
Wydaje się więc stosowne aby zostałty przeprowadzone podobne badania wśród nauczycieli chemii w liceum i gimnazjum aby sprawdzić czy posiadają oni wiedzę i umiejętności z zakresu nomenklatury nieorganicznych związków chemicznych, a następnie sprawdzić w jaki sposób jest ona przekazywana uczniom liceum. Jednak jakiekolwiek badania w tym kiedunku powinna poprzedzić dogłębna analiza podręczników do nauczania chemii na wszystkich szczeblach edukacji właśnie pod kątem zastosowanej w nich nomenklatury nieorganicznych związków chemicznych.
Literatura:
Cieśla P., Paśko J. R. (2008). Komunikacja i wymiana informacji pomiędzy studentami a nauczycielami akademickimi. In Technologie informacyjne dla chemików. Praca zbiorowa, Kraków: Wydział Chemii UJ.
Nodzyńska M., Paśko J. R. (2006). Porównanie przygotowania studentów I roku biologii z zakresu wiedzy chemicznej z przed reformy do po reformie. In J. R. Paśko & M. Nodzyńska (Ed.), Badania w dydaktyce przedmiotów przyrodniczych. Kraków: Akademia Pedagogiczna.
Paśko J. R., Kucharska-Żądło M. (2008). Wpływ wcześniej powstałych wyobrażeń na kształtowanie nowych wyobrażeń w procesie edukacji na przykładzie wybranych pojęć z przedmiotów przyrodniczych. In Vyznam chemie pro zivot spolecnosti - vyukove aplikace (Aktualni otazky vyuky chemie XVII.). Univerzita Hradec Kralove: Gaudeamus.
Stasicka Z. (Ed.) (1998). Nomenklatura chemii nieorganicznej. Zalecenia 1990. Polskie Towarzystwo Chemiczne, Komisja Nomenklatury Chemii Nieorganicznej. Wrocław: Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego.