Выступление на втором
Московском педагогическом марафоне
учебных предметов, 9 апреля 2003 г.
Естественные науки во всем мире переживают
нелегкие времена. Финансовые потоки уходят из
науки и образования в военно-политическую сферу,
престиж научных работников и преподавателей
падает, а необразованность большей части
общества стремительно растет. Миром правит
невежество. Дело доходит до того, что в Америке
правые христиане требуют юридической отмены
второго закона термодинамики, который, по их
мнению, противоречит религиозным доктринам.
Больше других естественных наук страдает химия.
У большинства людей эта наука ассоциируется с
химическим оружием, загрязнением окружающей
среды, техногенными катастрофами, производством
наркотиков и т. д. Преодоление «хемофобии» и
массовой химической безграмотности, создание
привлекательного общественного образа химии –
одна из задач химического образования,
современное состояние которого в России мы хотим
обсудить.
Программа модернизации (реформы)
образования в России и ее недостатки
В Советском Союзе существовала отлаженная
система химического образования, основанная на
линейном подходе, когда изучение химии
начиналось в средних классах и заканчивалось в
старших. Была разработана согласованная схема
обеспечения учебного процесса, в том числе:
программы и учебники, подготовка и повышение
квалификации учителей, система химических
олимпиад всех уровней, комплекты учебных пособий
(«Библиотека школы», «Библиотека учителя» и
т. д.), общедоступные методические журналы («Химия
в школе» и т. д.), демонстрационные и лабораторные
приборы.
Образование – консервативная и инертная
система, поэтому даже после распада СССР
химическое образование, которое понесло тяжелые
финансовые потери, продолжало выполнять свои
задачи. Однако несколько лет назад в России
началась реформа системы образования, главная
цель которой – поддержка вхождения новых
поколений в глобализованный мир, в открытое
информационное сообщество. Для этого, по мнению
авторов реформы, центральное место в содержании
образования должны занимать коммуникативность,
информатика, иностранные языки, межкультурное
обучение. Как видим, для естественных наук места
в этой реформе не предусмотрено.
Объявлено, что новая реформа должна обеспечить
переход на сопоставимую с мировой систему
показателей качества и стандартов образования.
Разработан и план конкретных мероприятий, среди
которых главные – переход на 12-летнее школьное
обучение, введение единого государственного
экзамена (ЕГЭ) в форме всеобщего тестирования,
разработка новых стандартов образования на
основе концентрической схемы, согласно которой к
моменту окончания девятилетки ученики должны
иметь целостное представление о предмете.
Как повлияет эта реформа на химическое
образование в России? На наш взгляд, резко
отрицательно. Дело в том, что среди разработчиков
Концепции модернизации российского образования
не было ни одного представителя естествознания,
поэтому интересы естественных наук в этой
концепции совершенно не учтены. ЕГЭ в той форме, в
какой его задумали авторы реформы, испортит
систему перехода от средней школы к высшей,
которую вузы с таким трудом сформировали в
первые годы независимости России, и разрушит
преемственность российского образования.
Один из аргументов в пользу ЕГЭ состоит в том, что
он, по мнению идеологов реформы, обеспечит равный
доступ к высшему образованию для различных
социальных слоев и территориальных групп
населения.
Наш многолетний опыт дистанционного
обучения, связанный с проведением Соросовской
олимпиады по химии и заочно-очной формой приема
на химический факультет МГУ, показывает, что
дистанционное тестирование, во-первых, не дает
объективной оценки знаний, а во-вторых, не
обеспечивает школьникам равных возможностей. За
5 лет Соросовских олимпиад через наш факультет
прошло больше 100 тыс. письменных работ по химии, и
мы убедились в том, что общий уровень решений
очень сильно зависит от региона; кроме того, чем
ниже был образовательный уровень региона, тем
больше оттуда присылали списанных работ. Еще
одно существенное возражение против ЕГЭ состоит
в том, что тестирование как форма проверки знаний
имеет существенные ограничения. Даже корректно
составленный тест не позволяет объективно
оценить умение школьника рассуждать и делать
выводы. Наши студенты изучили материалы ЕГЭ по
химии и обнаружили большое число некорректных
или неоднозначных вопросов, которые нельзя
применять для тестирования школьников. Мы пришли
к выводу, что ЕГЭ можно использовать только как
одну из форм контроля работы средних школ, но ни в
коем случае не как единственный, монопольный
механизм доступа к высшему образованию.
Другой отрицательный аспект реформы связан с
разработкой новых стандартов образования,
которые должны приблизить российскую систему
образования к европейской. В проекте стандартов,
предложенном в 2002 г. Министерством образования,
был нарушен один из главных принципов
естественно-научного образования – предметность
.
Руководители рабочей группы, которые составляли
проект, предлагали подумать о том, чтобы
отказаться от отдельных школьных курсов химии,
физики и биологии и заменить их единым
интегрированным курсом «Естествознание». Такое
решение, пусть даже принятое на долгосрочную
перспективу, просто похоронило бы химическое
образование в нашей стране.
Что же в этих неблагоприятных
внутриполитических условиях можно сделать для
сохранения традиций и развития химического
образования в России? Теперь мы переходим к нашей
позитивной программе, многое из которой уже
удалось реализовать. Эта программа имеет два
основных аспекта – содержательный и
организационный: мы стараемся определять
содержание химического образования в нашей
стране и развивать новые формы взаимодействия
центров химического образования.
Новый государственный стандарт
химического образования
Химическое образование начинается со школы.
Содержание школьного образования определяется
главным нормативным документом –
государственным стандартом школьного
образования. В рамках принятой у нас
концентрической схемы существуют три стандарта
по химии: основное общее образование
(8–9-е
классы), базовое среднее
и профильное
среднее образование
(10–11-е классы). Один из нас
(Н.Е.Кузьменко) возглавил рабочую группу
Министерства образования по подготовке
стандартов, и к настоящему времени эти стандарты
полностью сформулированы и готовы к
законодательному утверждению.
Принимаясь за разработку стандарта химического
образования, авторы исходили из тенденций
развития современной химии и учитывали ее роль в
естествознании и в обществе. Современная химия
– это фундаментальная система знаний об
окружающем мире, основанная на богатом
экспериментальном материале и надежных
теоретических положениях
. Научное содержание
стандарта базируется на двух основных понятиях:
«вещество» и «химическая реакция».
«Вещество» – главное понятие химии. Вещества
окружают нас везде: в воздухе, пище, почве,
бытовой технике, растениях и, наконец, в нас
самих. Часть из этих веществ нам дана природой в
готовом виде (кислород, вода, белки, углеводы,
нефть, золото), другую часть человек получил
путем небольшой модификации природных
соединений (асфальт или искусственные волокна),
но самое большое число веществ, которые раньше в
природе не существовали, человек синтезировал
самостоятельно. Это – современные материалы,
лекарства, катализаторы. На сегодняшний день
известно около 20 млн органических и около 500 тыс.
неорганических веществ, и каждое из них обладает
внутренней структурой. Органический и
неорганический синтез достиг такой высокой
степени развития, что позволяет синтезировать
соединения с любой заранее заданной структурой.
В связи с этим на первый план в современной химии
выходит
прикладной аспект
, в котором упор делается на
связи структуры вещества с его свойствами
, а
основная задача состоит в поиске и синтезе
полезных веществ и материалов, обладающих
заданными свойствами.
Самое интересное в окружающем мире состоит в том,
что он постоянно изменяется. Второе главное
понятие химии – это «химическая реакция». Каждую
секунду в мире происходит неисчислимое
множество реакций, в результате которых одни
вещества превращаются в другие. Некоторые
реакции мы можем наблюдать непосредственно,
например ржавление железных предметов,
свертывание крови, сгорание автомобильного
топлива. В то же время подавляющее большинство
реакций остаются невидимыми, но именно они
определяют свойства окружающего нас мира. Для
того чтобы осознать свое место в мире и научиться
им управлять, человек должен глубоко понять
природу этих реакций и те законы, которым они
подчиняются.
Задача современной химии состоит в изучении
функций веществ в сложных химических и
биологических системах, анализе связи структуры
вещества с его функциями и синтезе веществ с
заданными функциями.
Исходя из того, что стандарт должен служить
инструментом развития образования, было
предложено разгрузить содержание основного
общего образования и оставить в нем только те
элементы содержания, образовательная ценность
которых подтверждена отечественной и мировой
практикой преподавания химии в школе. Это
минимальная по объему, но функционально полная
система знаний.
Стандарт основного общего образования
включает шесть содержательных блоков:
- Методы познания веществ и химических явлений.
- Вещество.
- Химическая реакция.
- Элементарные основы неорганической химии.
- Первоначальные представления об органических веществах.
- Химия и жизнь.
Стандарт базового среднего образования разбит на пять содержательных блоков:
- Методы познания химии.
- Теоретические основы химии.
- Неорганическая химия.
- Органическая химия.
- Химия и жизнь.
Основу обоих стандартов составляют
периодический закон Д.И.Менделеева, теория
строения атомов и химической связи, теория
электролитической диссоциации и структурная
теория органических соединений.
Стандарт базового среднего уровня призван
обеспечить выпускнику средней школы прежде
всего возможность ориентироваться в
общественных и личных проблемах, связанных с
химией.
В стандарте профильного уровня
система
знаний значительно расширена в первую очередь за
счет представлений о строении атомов и молекул, а
также о закономерностях протекания химических
реакций, рассматриваемых с точки зрения теорий
химической кинетики и химической термодинамики.
Тем самым обеспечивается подготовка выпускников
средней школы к продолжению химического
образования в высшей школе.
Новая программа и новые
учебники по химии
Новый, научно обоснованный стандарт
химического образования подготовил
благоприятную почву для разработки новой
школьной программы и создания комплекта
школьных учебников на ее основе. В этом докладе
мы представляем школьную программу по химии для
8–9-го классов и концепцию серии учебников для
8–11-го классов, созданных авторским коллективом
химического факультета МГУ.
Программа курса химии основной
общеобразовательной школы рассчитана на
учащихся 8–9-го классов. От типовых программ,
действующих в настоящее время в средних школах
России, ее отличают более выверенные
междисциплинарные связи и точный отбор
материала, необходимого для создания целостного
естественно-научного восприятия мира,
комфортного и безопасного взаимодействия с
окружающей средой в условиях производства и в
быту. Программа построена таким образом, что в
ней главное внимание уделяется тем разделам
химии, терминам и понятиям, которые так или иначе
связаны с повседневной жизнью, а не являются
«кабинетным знанием» узко ограниченного круга
лиц, чья деятельность связана с химической
наукой.
В течение первого года обучения химии (8-й класс)
основное внимание уделяется формированию у
учащихся элементарных химических навыков,
«химического языка» и химического мышления. Для
этого выбраны объекты, знакомые из повседневной
жизни (кислород, воздух, вода). В 8-м классе мы
сознательно избегаем сложного для восприятия
школьников понятия «моль», практически не
используем расчетные задачи. Основная идея этой
части курса – привить ученикам навыки описания
свойств различных веществ, сгруппированных по
классам, а также показать связь между строением
веществ и их свойствами.
На втором году обучения (9-й класс) введение
дополнительных химических понятий
сопровождается рассмотрением строения и свойств
неорганических веществ. В специальном разделе
кратко рассматриваются элементы органической
химии и биохимии в объеме, предусмотренном
государственным стандартом образования.
Для развития химического взгляда на мир в
курсе проводятся широкие корреляции между
полученными ребятами в классе элементарными
химическими знаниями и свойствами тех объектов,
которые известны школьникам в повседневной
жизни, но до этого ими воспринимались лишь на
бытовом уровне. На основе химических
представлений учащимся предлагается взглянуть
на драгоценные и отделочные камни, стекло, фаянс,
фарфор, краски, продукты питания, современные
материалы. В программе расширен круг объектов,
которые описываются и обсуждаются лишь на
качественном уровне, не прибегая к громоздким
химическим уравнениям и сложным формулам. Мы
обращали большое внимание на стиль изложения,
который позволяет вводить и обсуждать
химические понятия и термины в живой и наглядной
форме. В этой связи постоянно подчеркиваются
междисциплинарные связи химии с другими науками,
не только естественными, но и гуманитарными.
Новая программа реализована в комплекте
школьных учебников для 8–9-х классов, один из
которых уже сдан в печать, а другой находится в
стадии написания. При создании учебников мы
учитывали изменение социальной роли химии и
общественного интереса к ней, которое вызвано
двумя основными взаимосвязанными факторами.
Первое – это «хемофобия»
, т. е. отрицательное
отношение общества к химии и ее проявлениям. В
этой связи важно на всех уровнях объяснять, что
плохое – не в химии, а в людях, которые не
понимают законов природы или имеют нравственные
проблемы.
Химия – очень мощный инструмент в руках
человека, в ее законах нет понятий добра и зла.
Пользуясь одними и теми же законами, можно
придумать новую технологию синтеза наркотиков
или ядов, а можно – новое лекарство или новый
строительный материал.
Другой социальный фактор – это прогрессирующая химическая
безграмотность
общества на всех его уровнях –
от политиков и журналистов до домохозяек.
Большинство людей совершенно не представляет, из
чего состоит окружающий мир, не знает
элементарных свойств даже простейших веществ и
не может отличить азот от аммиака, а этиловый
спирт от метилового. Именно в этой области
грамотный учебник по химии, написанный простым и
понятным языком, может сыграть большую
просветительскую роль.
При создании учебников мы исходили из следующих
постулатов.
Основные задачи школьного курса химии
1. Формирование научной картины окружающего
мира и развитие естественно-научного
мировоззрения. Представление химии как
центральной науки, направленной на решение
насущных проблем человечества.
2. Развитие химического мышления, умения
анализировать явления окружающего мира в
химических терминах, способности говорить (и
думать) на химическом языке.
3. Популяризация химических знаний и внедрение
представлений о роли химии в повседневной жизни
и ее прикладном значении в жизни общества.
Развитие экологического мышления и знакомство с
современными химическими технологиями.
4. Формирование практических навыков безопасного
обращения с веществами в повседневной жизни.
5. Пробуждение живого интереса у школьников к
изучению химии как в рамках школьной программы,
так и дополнительно.
Основные идеи школьного курса химии
1. Химия – центральная наука о природе, тесно
взаимодействующая с другими естественными
науками. Основное значение для жизни общества
имеют прикладные возможности химии.
2. Окружающий мир состоит из веществ, которые
характеризуются определенной структурой и
способны к взаимным превращениям. Существует
связь между структурой и свойствами веществ.
Задача химии состоит в создании веществ с
полезными свойствами.
3. Окружающий мир постоянно изменяется. Его
свойства определяются химическими реакциями,
которые в нем протекают. Для того чтобы управлять
этими реакциями, необходимо глубоко понимать
законы химии.
4. Химия – мощный инструмент для преобразования
природы и общества. Безопасное применение химии
возможно только в высокоразвитом обществе с
устойчивыми нравственными категориями.
Методические принципы и стиль учебников
1. Последовательность изложения материала
ориентирована на изучение химических свойств
окружающего мира с постепенным и деликатным (т. е.
ненавязчивым) знакомством с теоретическими
основами современной химии. Описательные
разделы чередуются с теоретическими. Материал
равномерно распределен по всему периоду
обучения.
2. Внутренняя замкнутость, самодостаточность и
логическая обоснованность изложения. Любой
материал преподносится в контексте общих
проблем развития науки и общества.
3. Постоянная демонстрация связи химии с жизнью,
частое напоминание о прикладном значении химии,
научно-популярный анализ веществ и материалов, с
которыми учащиеся сталкиваются в повседневной
жизни.
4. Высокий научный уровень и строгость изложения.
Химические свойства веществ и химические
реакции описываются так, как они идут на самом
деле. Химия в учебниках – реальная, а не
«бумажная».
5. Дружелюбный, легкий и беспристрастный стиль
изложения. Простой, доступный и грамотный
русский язык. Использование «сюжетов» –
коротких, занимательных рассказов, связывающих
химические знания с повседневной жизнью, – для
облегчения восприятия. Широкое использование
иллюстраций, которые составляют около 15% объема
учебников.
6. Двухуровневая структура представления
материала. «Крупный шрифт» – это базовый
уровень, «мелкий шрифт» предназначен для более
глубокого изучения.
7. Широкое использование простых и наглядных
демонстрационных опытов, лабораторных и
практических работ для изучения
экспериментальных аспектов химии и развития
практических навыков учащихся.
8. Использование вопросов и задач двух уровней
сложности для более глубокого усвоения и
закрепления материала.
В комплект учебных пособий мы предполагаем включить:
- учебники по химии для 8–11-го классов;
- методические указания для учителей, тематическое планирование уроков;
- дидактические материалы;
- книгу для чтения учащимися;
- справочные таблицы по химии;
- компьютерную поддержку в виде компакт-дисков, содержащих: а) электронный вариант учебника; б) справочные материалы; в) демонстрационные опыты; г) иллюстративный материал; д) анимационные модели; е) программы для решения расчетных задач; ж) дидактические материалы.
Мы надеемся, что новые учебники позволят многим
школьникам по-новому взглянуть на наш предмет и
покажут им, что химия – увлекательная и очень
полезная наука.
В развитии интереса школьников к химии кроме
учебников большую роль играют химические
олимпиады.
Современная система химических олимпиад
Система химических олимпиад – одна из немногих
образовательных структур, которые выдержали
распад страны. Всесоюзная олимпиада по химии
трансформировалась во Всероссийскую, сохранив
ее основные черты. В настоящее время эта
олимпиада проходит в пять этапов: школьный,
районный, областной, федеральный окружной и
финальный. Победители финального этапа
представляют Россию на Международной химической
олимпиаде. Самыми важными с точки зрения
образования являются наиболее массовые этапы –
школьный и районный, за который отвечают
школьные учителя и методические объединения
городов и районов России. За всю олимпиаду в
целом отвечает Министерство образования.
Интересно, что бывшая Всесоюзная олимпиада по
химии тоже сохранилась, но в новом качестве.
Ежегодно химический факультет МГУ организует
международную Менделеевскую олимпиаду
, в
которой участвуют победители и призеры
химических олимпиад стран СНГ и Балтии. В прошлом
году эта олимпиада с большим успехом прошла в
Алма-Ате, в этом году – в г. Пущино Московской
области. Менделеевская олимпиада позволяет
талантливым детям из бывших республик
Советского Союза поступить в МГУ и другие
престижные вузы без экзаменов. Необычайно ценно
также общение преподавателей химии во время
олимпиады, которое способствует сохранению
единого химического пространства на территории
бывшего Союза.
В последние пять лет число предметных олимпиад
резко возросло за счет того, что многие вузы в
поисках новых форм привлечения абитуриентов
стали проводить собственные олимпиады и
засчитывать результаты этих олимпиад в качестве
вступительных экзаменов. Одним из пионеров этого
движения был химический факультет МГУ, который
ежегодно проводит заочно-очную олимпиаду
по
химии, физике и математике. Этой олимпиаде,
которую мы назвали «Абитуриент МГУ», в этом году
исполняется уже 10 лет. Она обеспечивает равный
доступ всем группам школьников к обучению в МГУ.
Олимпиада проходит в два этапа: заочный и очный. первый
– заочный
– этап имеет ознакомительный
характер. Мы публикуем задания во всех
профильных газетах и журналах и рассылаем
задания по школам. На решение отводится почти
полгода. Тех, кто выполнил хотя бы половину
заданий, мы приглашаем на второй
этап – очный
тур, который проходит в 20-х числах мая.
Письменные задания по математике и химии
позволяют определить победителей олимпиады,
которые получают преимущества при поступлении
на наш факультет.
География этой олимпиады необычайно широка.
Каждый год в ней участвуют представители всех
регионов России – от Калининграда до
Владивостока, а также несколько десятков
«иностранцев» из стран СНГ. Развитие этой
олимпиады привело к тому, что почти все
талантливые дети из провинции едут учиться к нам:
более 60% студентов химического факультета МГУ –
иногородние.
В то же время вузовские олимпиады постоянно
испытывают давление со стороны Министерства
образования, которое проводит идеологию ЕГЭ и
стремится лишить вузы самостоятельности в
определении форм приема абитуриентов. И здесь на
помощь министерству приходит, как это ни странно,
Всероссийская олимпиада. Идея министерства
состоит в том, что преимущества при поступлении в
вузы должны иметь только участники тех олимпиад,
которые организационно вливаются в структуру
Всероссийской олимпиады. Любой вуз может
самостоятельно проводить какую угодно олимпиаду
безо всякой связи с Всероссийской, но результаты
такой олимпиады не будут засчитываться при
поступлении в этот вуз.
Если такая идея будет законодательно оформлена,
это нанесет довольно сильный удар по системе
приема в вузы и, самое главное, по школьникам
выпускных классов, которые лишатся многих
стимулов к поступлению в выбранный ими вуз.
Однако в этом году прием в вузы будет проходить
по прежним правилам, и в связи с этим мы хотим
рассказать о вступительном экзамене по химии в
МГУ.
Вступительный экзамен по химии в МГУ
Вступительный экзамен по химии в МГУ сдают на
шести факультетах: химическом, биологическом,
медицинском, почвенном, факультете наук о
материалах и новом факультете биоинженерии и
биоинформатики. Экзамен – письменный, рассчитан
на 4 часа. За это время школьники должны решить 10
задач разного уровня сложности: от тривиальных,
т. е. «утешительных», до довольно сложных, которые
позволяют дифференцировать оценки.
Ни одна из задач не требует специальных знаний,
выходящих за рамки того, что изучают в профильных
химических школах. Тем не менее большинство
задач строится так, что для их решения требуются
размышления, основанные не на запоминании, а на
владении теорией. В качестве примера мы хотим
привести несколько таких задач из разных
разделов химии.
Теоретическая химия
Задача 1 (биологический факультет). Константа скорости реакции изомеризации A B равна 20 с –1 , а константа скорости обратной реакции B A равна 12 с –1 . Рассчитайте состав равновесной смеси (в граммах), полученной из 10 г вещества A.
Решение
Пусть в B превратилось x
г вещества A, тогда в
равновесной смеси содержится (10 – x
) г A и x
г B. При равновесии скорость прямой реакции равна
скорости обратной реакции:
20 (10 – x ) = 12x ,
откуда x
= 6,25.
Состав равновесной смеси: 3,75 г A, 6,25 г B.
Ответ
. 3,75 г A, 6,25 г B.
Неорганическая химия
Задача 2 (биологический факультет). Какой объем углекислого газа (н. у.) надо пропустить через 200 г 0,74%-го раствора гидроксида кальция, чтобы масса выпавшего осадка составила 1,5 г, а раствор над осадком не давал окраски с фенолфталеином?
Решение
При пропускании углекислого газа через раствор
гидроксида кальция сначала образуется осадок
карбоната кальция:
который затем может растворяться в избытке CO 2:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2 .
Зависимость массы осадка от количества вещества CO 2 имеет следующий вид:
При недостатке CO 2 раствор над осадком
будет содержать Ca(OH) 2 и давать фиолетовое
окрашивание с фенолфталеином. По условию этого
окрашивания нет, следовательно, CO 2
находится в избытке
по сравнению с Ca(OH) 2 , т. е. сначала весь Ca(OH) 2
превращается в CaCO 3 , а затем CaCO 3
частично растворяется в CO 2 .
(Ca(OH) 2) = 200 0,0074/74 = 0,02 моль, (CaCO 3) = 1,5/100 = 0,015 моль.
Для того чтобы весь Ca(OH) 2 перешел в CaCO 3 , через исходный раствор надо пропустить 0,02 моль CO 2 , а затем пропустить еще 0,005 моль CO 2 , чтобы 0,005 моль CaCO 3 растворилось и осталось 0,015 моль.
V(CO 2) = (0,02 + 0,005) 22,4 = 0,56 л.
Ответ . 0,56 л CO 2 .
Органическая химия
Задача 3 (химический факультет). Ароматический углеводород с одним бензольным кольцом содержит 90,91% углерода по массе. При окислении 2,64 г этого углеводорода подкисленным раствором перманганата калия выделяется 962 мл газа (при 20 °С и нормальном давлении), а при нитровании образуется смесь, содержащая два мононитропроизводных. Установите возможную структуру исходного углеводорода и напишите схемы упомянутых реакций. Сколько мононитропроизводных образуется при нитровании продукта окисления углеводорода?
Решение
1) Определим молекулярную формулу искомого углеводорода:
(С):(Н) = (90,91/12):(9,09/1) = 10:12.
Следовательно, углеводород – С 10 Н 12 (М
= 132 г/моль) с одной двойной связью в боковой цепи.
2) Найдем состав боковых цепей:
(С 10 Н 12) = 2,64/132 = 0,02 моль,
(СО 2) = 101,3 0,962/(8,31 293) = 0,04 моль.
Значит, из молекулы С 10 Н 12 при
окислении перманганатом калия уходят два атома
углерода, следовательно, было два заместителя: СН 3
и С(СН 3)=СН 2 или СН=СН 2 и С 2 Н 5 .
3) Определим относительную ориентацию боковых
цепей: два мононитропроизводных при нитровании
дает только параизомер:
При нитровании продукта полного окисления – терефталевой кислоты – образуется только одно мононитропроизводное.
Биохимия
Задача 4 (биологический факультет). При полном гидролизе 49,50 г олигосахарида образовался только один продукт – глюкоза, при спиртовом брожении которой получено 22,08 г этанола. Установите число остатков глюкозы в молекуле олигосахарида и рассчитайте массу воды, необходимой для гидролиза, если выход реакции брожения – 80%.
N /(n – 1) = 0,30/0,25.
Откуда n
= 6.
Ответ
. n
= 6; m
(H 2
O) = 4,50 г.
Задача 5 (медицинский факультет). При полном гидролизе пентапептида Met-энкефалина были получены следующие аминокислоты: глицин (Gly) – H 2 NCH 2 COOH, фенилаланин (Phe) – H 2 NCH(CH 2 C 6 H 5)COOH, тирозин (Tyr) – H 2 NCH(CH 2 C 6 H 4 OH)COOH, метионин (Met) – H 2 NCH(CH 2 CH 2 SCH 3)COOH. Из продуктов частичного гидролиза этого же пептида были выделены вещества с молекулярными массами 295, 279 и 296. Установите две возможные последовательности аминокислот в данном пептиде (в сокращенных обозначениях) и рассчитайте его молярную массу.
Решение
По молярным массам пептидов можно установить их
состав, пользуясь уравнениями гидролиза:
дипептид + H 2 O = аминокислота I +
аминокислота II,
трипептид + 2H 2 O = аминокислота I +
аминокислота II + аминокислота III.
Молекулярные массы аминокислот:
Gly – 75, Phe – 165, Tyr – 181, Met – 149.
295 + 2 18 = 75 + 75 + 181,
трипептид – Gly–Gly–Tyr;
279 + 2 18 = 75 + 75 + 165,
трипептид – Gly–Gly–Phe;
296 + 18 = 165 + 149,
дипептид – Phe–Met.
Эти пептиды можно объединить в пентапептид таким образом:
M = 296 + 295 – 18 = 573 г/моль.
Возможна также прямо противоположная последовательность аминокислот:
Tyr–Gly–Gly–Phe–Met.
Ответ
.
Met–Phe–Gly–Gly–Tyr,
Tyr–Gly–Gly–Phe–Met; M
= 573 г/моль.
Конкурс на химический факультет МГУ и в другие химические вузы в последние годы остается стабильным, а уровень подготовки абитуриентов растет. Поэтому, подводя итоги, мы утверждаем, что, несмотря на сложные внешние и внутренние обстоятельства, химическое образование в России имеет хорошие перспективы. Главное, что нас в этом убеждает, – неиссякающий поток юных талантов, увлеченных нашей любимой наукой, стремящихся получить хорошее образование и принести пользу своей стране.
В.В.ЕРЕМИН
,
доцент химического факультета МГУ,
Н.Е.КУЗЬМЕНКО,
профессор химического факультета МГУ
(Москва)
Существует мнение, что необходимость реформирования и модернизации – это чисто русский национальный вопрос. Реформа, модернизация, перестройки достигают регулярно средние школы практически всех стран. Появляются новые поколения, меняются ценности, следовательно приходится выбирать приоритеты и ориентиры образования, совершенствовать методику обучения.
США : в Америке нет единой системы государственного образования каждая школа, что может, то и делает.
В 1991 году был составлен фундаментальный аналитический отчет
Один из трёх американцев может поместить свою гражданскую войну в правильную половину века. Один из пяти может прочитать расписание автобусов или написать заявление о приёме. Четверть со своим классом не могут закончить школу со своим классом. 30% чернокожих и испаноговорящих исключаются из школы. американским деловым кругам всё труднее находить квалифицированных работников. Тратят 20-40 млрд. в год на переподготовку своих рабочих.
В 1999 году была создана национальная комиссия США по преподавании математики и естественных наук в XXI веке. В 2000 году выработан документ «Пока ещё не поздно»: главная идея - страна, которая хочет адекватно отвечать вызовам времени, должна опираться в первую очередь на хорошее математическое и естественно-научное образование, иначе нет у этой страны будущего.
Норвегия : к аналогичным результатам пришли в Норвегии, результатом резкого сокращения математики и естественно-научных дисциплин и (или) замена их на интегрированный курс естествознания. Результатом резкого сокращения стало то, что выпускники, поступающие в норвежские университеты оказались не в состоянии овладеть фундаментальными дисциплинами.
Китай : новая система образования в Китае (НТО) – это система, ориентированная сочетание науки, технологии и общественных интересов. Она ориентирована для решения учащимися практических задач с использованием тех научных знаний, которые они получают. Большое внимание направлено на максимальное удовлетворение любознательности и поддержание энтузиазма в решении творческих проблем. Например, по органической химии есть вопросы:
Общие теоретические вопросы органической химии.
Органическая химия в повседневной жизни.
Органическая химия и народная медицина.
Органическая химия в с\х в промышленности, военном деле, высоких технологий.
Великобритания : выпускные экзамены в Великобритании.
В Великобритании государственная система образования. Большинство учащихся сдают экзамены на получение общего сертификата. Экзамен не ограничивается тестированием, а представляет собой комплексную поэтапную проверку знаний, умений и навыков выпускников средней школы. В Великобритании разработкой заданий и проведением экзаменов занимается 5 самостоятельных экзаменационных советов. Координирует и руководит этими советами Qualifications and Curriculum Authority (QCA). Эта организация негосударственная, но её поддерживает и финансирует департамент образования Великобритании Department for Education and skills (DfES). Требования к оценкам и программам стандартны, но 5 советов разрабатывают 5 комплектов заданий. Учащийся имеет право вбирать комплект. Можно сдавать отдельные экзамены по предмету и за каждый предмет получать оценки или один или два экзамена по интегрированному курсу. Проверка знаний, умений, навыков может осуществляться или в конце 11 класса или серией рубежных экзаменов. Для сдачи экзаменов назначается несколько сроков. Экзамен или часть экзамена можно пересдавать. По химии предлагается двухуровневые экзамены: базовые и повышенные. Оценки: A, B, C, D, E, F, G и U(не сдал). От A до C – повышенный уровень (для поступления в ВУЗы), A* - очень высокая оценка. Система образования в Великобритании государственная, но, тем не мене есть углублённые курсы.
В Англии существует углублённый курс изучения (СОЛТЕРС ).
Курс A – 2 года, 5 часов в неделю, цель – углубленное изучение химии, которое стимулирует учащихся к дальнейшему познанию химии. Курс состоит из 13 разделов, каждый раздел содержит 3 части: описание темы в виде рассказа, практические работы, выводы и умозаключения.
Первая часть – это рассказ-описание (основа раздела). Исторические аспекты и новые достижении, например технология белков, технология белков начинается с рассказа о 10-летнм мальчике Кристофере, который был болен диабетом и ему необходим инсулин. В описании приводятся ключевые понятия, позволяющие представить строение молекулы инсулина, его действие на организм, возможность модификации молекулы, затем даётся понятие белки, гормоны, ферменты, знакомство с аминокислотами и процессами, позволяющими их синтезировать, роль ДНК, РНК. Приводятся примеры практического приложения генной инженерии (выращивание новых сортов, борьба с сорняками и т.п.).
Вторая часть – практические работы включают индивидуальные лабораторные опыты и обсуждение результатов небольшими группами и классные дискуссии. Эти работы не оцениваются. Химические идеи, т.е. возврат на более высоком уровне. Всё приводится в систему, какую-то стройную концепцию.
По окончанию курса учащиеся получают 2 научные статьи. За две недели он их должен прочитать и написать на их основе доклад, объёмом 500 тысяч слов и резюме, 50 слов. При этом можно пользоваться любой дополнительной информацией. Единственное оцениваемое практическое исследование – это индивидуальное исследование (примерно 18 часов учебного времени, не менее 9 часов на лаб. работу, 18 часов личного времени). Учащийся сам выбирает тему или прислушаться к совету преподавателя.
Исследование направлено на расширение рамок экспериментальных или теоретических знаний. Оценка идёт с учётом выбора темы, планирования работы, выполнение работы, наблюдения и измерения, изложение и выводы.
Примерные темы экзаменационные билетов: факторы, влияющие на созревание бананов, факторы влияющие на состав сточных вод, факторы, факторы влияющие на состав молока
Лекция №3
Система содержания и построения школьного курса химии.
Концепция школьного химического образования
Изменения, происходящие в стране, затронули систему образования, которая оказалась не готова решать многие вопросы, ставшие перед ней. Возникла необходимость совершенствования системы образования (общего и среднего). Закон об образовании 1992 год – начало реформирования образования. Закон об образовании определил ключевые проблемы реформирования средней школы, среди которых обязательное 9-летнее образование (с 2007 года – обязательное 11-летнее образование). В связи с этим возникла необходимость разработки нового содержания образования. Система линейного образования была заменена на концентрическую.
Линейная система – наиболее простой способ изучения материала, при котором последовательно, закончив изучение одного раздела, переходят к следующему. Этот способ легко воспринимается, т.к. рассчитан на память. Позволяет легко сдавать экзамены. Способ может вырабатывать представление о химии, как науке, состоящей из нескольких основных разделов, но связь между блоками не улавливается. Недостаток: к окончанию курса забывается начало.
Концентрический способ – материал излагается поэтапно с периодическим возвращением к пройденному, но на более высоком уровне. Трудность способа: представления, даваемые первоначально, должны включаться в последующий материал, а не отвергаться. Учащиеся не должны переучиваться, а расширять знания. Считается, что способ рассчитан на боле развитых учеников.
Концепция была разработана и принята в 1993 году Лисичкиным. В основу единой концепции об образовании положены идеи:
1. Государственности образовательной системы, система образования единая и общая для всей страны (дошкольное, школьное, высшее).
2. Идея дифференцированного подхода, это выбор учащихся на определенной ступени образования тех дисциплин, которые вызывают наибольший интерес. Осуществляется через кружки, факультативы, профильное образование.
3. Идея гуманизации образования, преодолеть барьер между наукой и человеком. Необходимо раскрывать значение химических знаний для повседневной жизни. Предмет изучения не просто химия, а химия по отношению к человеку. Химия остается самостоятельной наукой, интеграция возможно только в младших классах (естествознание, окружающий мир) и старших.
Основные направления модернизации образования:
1. Обновление содержания образования и совершенствование механизмов контроля за его качеством.
2. Разработка и принятие ГОСов общего образования, разгрузка содержания образования.
3. Разработка и принятие новых примерных программ для общеобразовательной школы на базе ГОСов и базисных учебных планов (БУП)
4. Введение ЕГЭ.
5. Введение профильного обучения на старшей ступени общеобразовательной школы.
1 . Новое содержание образования должно быть многообразным, вариативным и разноуровневым. Система школьного химического образования – составная часть общей системы образования, структура которой соответствует структуре школы, основным её ступеням. Состоит из звеньев: пропедевтическое , общая (базовая 8-9), профильное (углубленное 10-11).
Пропедевтическая химическая подготовка осуществляется в начальной школе и в 5-7 классах основной школы. Элементы химических знаний включаются в интегрированные курсы «окружающий мир», «естествознание» или систематические курсы. Химические знания на этом этапе должны формировать первоначальное целостное представление о мире. Учащиеся должны получить представление о составе и свойствах некоторых веществ, о некоторых химических элементах, символах, формулах, простых и сложных веществах, реакциях соединения и разложения. Сейчас на данном этапе разрабатываются и вводятся курсы «введения в химию» (например, курс, разработанный Чернобельской). Пропедевтический курс химии для 7 класса включает первоначальные сведения о химических явлениях и веществах на основе атомно-молекулярного учения. С учетом возрастных психологических особенностей учащихся, курс насыщен действиями, работает с различными объектами, предметами. Кур строится на основе простейших экспериментов и наблюдений. Особенность методики обучения по этому курсу – отказ от заучивании, строгих научных определений, формулировок, отказывается от пересказа текста. Все сведения и представления учащиеся получают в ходе активно самостоятельной деятельности, все опыты выполняются самостоятельно по рисункам. Домашние задания также творческого характера. Курс состоит из четырех разделов (35 часов). 1 радел – представление об атомах молекулах, 2 раздел – химия наука о превращениях химических веществ, 3 раздел – кислород – самый распространенный элемент на земле, 4 раздел – основные классы неорганических соединений.
На начальном этапе изучения химии – большое значении использованию экспериментальных навыков, хорошо используются творческие задания, (например, решить химический кроссворд).
Изучая пропедевтический курс химии, семиклассники знакомятся с химическим языком, получают первоначальные сведения о веществах и их превращениях, овладевают практическими умениями. Практическая реализация пропедевтического курса позволяет сэкономить программное время, подготовить учащихся к изучению систематического курса, сформировать устойчивый познавательный интерес к предмету.
Базовый уровень – обязательный для всех минимум 8-9 класс, 2 часа в неделю. Это систематический курс, включает наиболее общие понятия общей, неорганической и органической химии. Объём оговорен в специальном документе министерства образования РФ, обязательный минимум содержания основного общего образования и является обязательным дл любой школы.
Профильный уровень – углубление знаний по химии, степень углубления зависит от профиля школы. Объём оговорен в специальном документе министерства образования РФ, обязательный минимум содержания основного среднего (полного) образования.
Современное содержание школьного курса по химии различается у разных авторов по глубине изложения, структурированию и т.д. Но обязательно содержат минимум образования. Химия – наука экспериментально-теоретическая, но наша школа из-за недостатка материальных ресурсов постоянно скатывается в сторону «бумажной» химии. Ученик расставляет коэффициенты, но не представляет, как выглядят участники реакции.
Для исправления этой ситуации необходимо увеличить число лабораторных опытов и улучшить оснащение школьной лаборатории. Современная химия должна находить отражение и в школьных учебниках.
2. В этой связи на первый план выдвигается разработка и принятие ГОСов. Проблема стандартов возникла в начале 90-х годов, когда школа взяла курс на вариативность образования. Т.е. школы получили свободу, некоторые школы вообще этот предмет выбросили. За короткий срок в стране были написаны многочисленные авторские программы, учебники, пособия. Причем качество многих было более чем сомнительно. Выяснилось, что содержание образования перегружено второстепенной устаревшей информацией. Получив право работать по любой программе на выбор, некоторые школы вообще исключили химию из учебных планов. Возникла опасность разрушения единого образовательного пространства страны. Как следствие, актуальным стал вопрос о стандартизации содержания школьного образования. В законе РФ об образовании, ГОС является основой оценки уровня образования и квалификации выпускников не зависимо от форм получения образования и включает в обязательном порядке инвариант содержания основных образовательных программ, максимальный объём нагрузки и требования к уровню подготовки выпускников. ГОС призван защитить личность учащегося в образовательном процессе и гарантировать ей необходимый минимум знаний. Введение ГОСа должно обеспечить эквивалентность образования, полученного независимо от типа образовательного учреждения. В законе закреплены 2 уровня стандартизации: Федеральный и Национально-региональный.
Страница добавлена в Избранное
Страница удалена из Избранного
Перспективы школьного химического образования
- 2457
- 23.08.2017
С 2012 года создавалась и в итоге создалась Ассоциация учителей и преподавателей химии, члены которой участвовали в разработке концепции преподавания нашего замечательного предмета в школе. Да, первоначально вывешенный текст на сайте корявый и не выверенный. Но были надежды. И вот прошел год! Увы, к тексту по смыслу ничего не прибавилось. Но вдруг…
В начале июля 2017 года от имени межрегиональной ассоциации (у которой нет ни сайта, ни активностей) появилось требование: ввести 2 часа химии в 7 классе и 3 часа в базовом уровне 9 класса в учебный план всех школ страны! Представьте, как на это отреагирует нормальный директор школы!? Очень просто: вместо химии будет нам всем одно естествознание! На вопросы новоявленные авторы инициативы не отвечают, в дискуссии не вступают. Кто дал им право от имени учителей химии предлагать такое?
Уже давно понятно, что дело вовсе не в часах. Например, в школах Старого Оскола профильная химия в учебном плане есть, но дети ее не выбирают! Почему?
Еще год назад на съезде ассоциации все мы, его участники, так и не смогли ответить на простой вопрос: «Зачем учить детей химии?»
Предлагаю тут, на Педсовете, обсудить
Общероссийскую концепцию развития школьного химического образования .
Коллеги, присоединяйтесь!
Комментарии (8)
-
Статус в сообществе : Пользователь
На сайте : 9 лет
Род деятельности : Учитель в общеобразовательной организации
Регион проживания : Новосибирская область, Россия
Да уж, в новой демоверсии КИМ ЕГЭ-2018 по биологии опять двойные ответы есть. Написала об этом на учительском сайте. Никто из учителей не откликнулся... Дискуссии не получилось. Ссылка на дискуссию: https://xn--j1ahfl.xn--p1ai/discussion/323599.html
Да, учителя очень равнодушны. Я имею в виду учителей биологии и химии.
Что касается ЕГЭ, он стал чуть лучше, но все же ляпов хватает. В том числе и в нынешней демоверсии.
Добавлю, что в Демоверсии условие задачи на анализ гегеалогического дерева сформулировано так, что возможно два решения (сцепленное с полом или просто рецессивный признак). О том, как нужно формулировать подобные задания писал здесь https://vk.com/club90182650?z=photo-90182650_456239017%2Fwall-90182650_6Эти ляпы будут оставаться незамеченными из-за потрясающего учительского равнодушия. Учителя здесь на сайте охотнее политику обсуждают, чем собственный предмет.
Статус в сообществе : Пользователь
На сайте : 8 лет
Род деятельности : Иное
Регион проживания : Новосибирская область, Россия
Главное, что "верхам" всё равно
Статус в сообществе : Пользователь
На сайте : 2 года
Род деятельности : Учитель в общеобразовательной организации
Регион проживания : Россия
Цитирую: "...где станут работать победители олимпиад по химии?"
Так ведь аптеки - на каждом шагу. Пусть в фармацевты идут! Врачам, фельдшерам, медсёстрам очень химия нужна.
Статус в сообществе : Пользователь
На сайте : 9 лет
Род деятельности : Учитель в
Регион проживания
"Но ответов нет." И не дождётесь. Проблема учительской пассивности в том числе. Суть заметки - недоумение. Неужели всем все равно? Подобным вопросом задавался и для биологии. Похоже да. Учителям все равно.
Посмотрите, какие темы обсуждаются учителями. Предметы, особенно естественнонаучные - на последнем месте.
Статус в сообществе : Пользователь
На сайте : 8 лет
Род деятельности : Иное
Регион проживания : Новосибирская область, Россия
Недостаткам этой программы можно отнести недостаточность сведений об атомах. В основу проекта профессора К.П. Лебедева был положен исследовательский подход в изучении химии, на первый план выдвигалось понимание школьниками практического значения химии, большое место отводилось самостоятельности учащихся в изучении количественной стороны химических реакций. В программе не было систематичности содержания, периодический закон не рассматривался. В дальнейшем за основу был принят проект Верховского В.Н. с учетом положительного опыта использования московской программы. Новый этап развития советской школы начался в 1931г., когда В.Н. Верховским была создана программа по химии и издан первый учебник «Неорганическая химия». Л.М. Сморгонский и Я.Л. Гольдфарб издали учебник «Органическая химия» и «Сборник задач и упражнений по химии». В 1935 году была выпущена «Методика преподавания химии». Первой в советской методике химии была работа выдающегося методиста-химика Сергея Гавриловича Крапивина (1863-1926) «Записки по методике химии» в которой обсуждались проблемы преподавания данного учебного предмета. Крапивин С.Г. с 1920 г. читал курсы химии в Тверском педагогическом институте (практически первый его преподаватель), а с 1925 г. руководил занятиями по методике преподавания химии на педагогических курсах при Московском высшем техническом училище. Известен как педагог- методист и популяризатор химии. Сморгонский Леонид Михайлович, педагог-химик, с 1926 преподавал в сельской школе, потом работал в НИИ политехнического образования АПН РСФСР. Занимался проблемами отбора содержания и конструирования школьного химического образования. Провѐл анализ содержания, методов и организации преподавания химии за рубежом (работа «Химия как учебный предмет в средних школах Западной Европы и США», 1939, и др.). Гольдфарб Яков Лазаревич, окончил гимназию и краткосрочные педагогические курсы, работал в 1919 г. учителем единой трудовой школы в г. Житомир. Параллельно с учебой на педагогическом факультете 2-го МГУ, а затем на химическом отделении физико-математического факультета 1-го МГУ, Яков Лазаревич преподавал химию и математику в средней школе. Исследования Гольдфарба касались широкого круга проблем органической химии. Отличительными особенностями его работ были скрупулезность выполнения (не зря ученого среди коллег нередко называли ювелиром) и неизменный интерес к теоретическим вопросам органической химии. На протяжении многих лет он сочетал исследовательскую работу с преподаванием в средних школах (1920–1930-е гг.) и вузах (1930–1960-е гг.). Гольдфарб был автором ряда учебников и методических пособий, которые служили и служат многим поколениям школьников и учителей. Так, за период с 1932 по 1948 г. учебник органической химии для 10-го класса, написанный им совместно с В.Н.Верховским и Л.М.Сморгонским, выдержал 13 изданий и был переведен на 24 языка. Беспрецедентен труд Гольдфарба как составителя сборников задач по химии для средней школы. В 1934 г. вышло 1-е издание учебного пособия 21 Я.Л.Гольдфарба и Л.М.Сморгонского «Задачи и упражнения по химии» (М.: Учпедгиз). Подобного типа книги для средней школы нигде в мире ранее не издавались. Школьный курс химии претерпевает дальнейшие изменения. В 1932 году В.Н. Верховский составил программу для 6-8 классов. В 1933 году он совместно с Л.М. Сморгонским составил программу для 9 классов по органической химии и для 10 кл. – по аналитической. В 1934 году преподавание химии в 6 классах было снято, а в 1936 году была исключена аналитическая химия. Курс химии в то время имел следующее построение и содержание: 7 класс – вещества и их превращения; вода, кислород и водород; понятие об элементе; закон сохранения массы веществ; воздух; постоянство состава; атомно-молекулярное учение; окисление и восстановление; оксиды; основания; кислоты и соли; 8 класс – оксиды; основания; кислоты; соли; галогены; растворы; 9 класс – углерод; понятие о дисперсных системах; Периодический закон; строение атома; общие свойства металлов; щелочные и щелочноземельные; алюминий, хром, марганец, медь; 10 класс – органическая химия. Современный этап в развитии методики обучения химии как науки начинается с возникновения в 1944 г. Академии педагогических наук. Уже в 1946 году появляются основополагающие работы сотрудников лаборатории методики преподавания химии: С.Г. Шаповаленко, Ю.В. Ходакова и др. Сергей Григорьевич Шаповаленко внес неоценимый вклад в преподавании неорганической химии в средней школе по решению. С 1922 г. преподавал химию в школах, вел научно-исследовательскую работу. Он был одним из первых методистов-химиков, кто опубликовал свои статьи по данной тематике в журнале «Химия в школе», определившие собой дальнейшее развитие ряда методических направлений. В них впервые были охарактеризованы типы и виды задач по химии, методика их составления и подбора, показано письменное, демонстрационное и лабораторное решение задач на наблюдение и объяснение химических явлений, на получение веществ, решение задач других типов. Было рассмотрено значение химических задач для усвоения основ химии и развития учащихся, прежде всего задач, которые в дальнейшем получили название качественных, связанных с экспериментом, а не сводящимся к стехиометрическим расчѐтам. Автор использовал результаты педагогических экспериментов, проводимых им в школах по данной проблеме. С 1944 г. работал в системе АПН, в 1955-60-х гг. был директором НИИ методов обучения. Шаповаленко С.Г., раскрывая методические требования к преподаванию, напоминал, что учащиеся должны усваивать факты в свете теорий, а теории – неотрывно от фактов; они должны знать, как приобретаются знания в науке, как возникали и развивались основные теории; знания должны быть систематическими, отражающими естественные связи между веществами; школьники должны уметь применять знания на практике, владеть химическим экспериментом. В его работах подробно рассматриваются характеризующие 22 реакции признаки, которые должны знания о веществах, о химических элементах, химических производствах и т.д. Как совершенно самостоятельное направление в дидактике химии им было выделена теория создания и использования технических средств обучения на уроках химии. Юрий Владимирович Ходаков, педагог-химик, с 1930 г. вѐл научно- преподавательскую работу в Московском авиационном институте им. С. Орджоникидзе и в НИИ методов обучения АПН РСФСР. Автор (совместно с другими) неоднократно переиздававшихся стабильных учебников по неорганической химии для средней школы (учебник для 7-8-го классов выдержал 15 изданий, а для 9-го класса – 14 изданий); программ для вузов и средней школы; научно-популярных произведений для детей – рассказов-задач по химии, а также методических пособий для учителей. В 1954-55 учебном году отечественные школы приступили к переходу на новые учебные программы. Перед школой была поставлена задача – подготовка учащихся к жизни, дальнейшее повышение уровня общего и политехнического образования. Возникла новая система школ: начальная, восьмилетняя, одиннадцатилетняя средняя общеобразовательная трудовая, политехническая и сменная. К этому времени появились новые учебники: С.Г. Шаповаленко, Ю.В. Ходакова, В.М. Верховского, Д.М. Кирюшкина. Особую роль в решение вопросов дидактики естественнонаучного образования в методике преподавания химии в средней школе привнес автор учебников и учебных пособий химик-методист Дмитрий Максимович Кирюшкин. Впервые в истории преподавания химии в российских школах Д.М.Кирюшкин стал использовать педагогическое наследие Д.И.Менделеева. С 1932 г. обучение химии шло по «Учебной книге по химии», которая явилось основой для создания первого стабильного советского учебника по химии, по которому российская средняя школа проработала до 1949 года. Данный материал носил пропедевтический характер, поэтому в 1934 г. была выпущена первая отечественная методика преподавания химии, написанная Кирюшкиным Д.М., Сморгонским Л.М., Голдфарбом Я.Л., Парменовым К.Я и при участии Коковина А.Н. В это же время появляется методика преподавания химии в семилетней школе (С.Г. Шаповаленко, П.А. Глориозов). Глориозов Павел Александрович с 1919 преподавал химию в сельской школе и школах Москвы, является одним из авторов учебников и методических пособий по неорганической химии (Заслуженный учитель школы РСФСР, 1955). До начала 1980-х гг. вся средняя школа СССР училась по единому учебному плану и стандартным программам, обязательным для всех школ, поэтому методическая подготовка во всех педагогических вузах страны также была единой. Программы по методике обучения химии практически не отличались одна от другой. Наиболее распространенной была программа, разработанная в ЛГПИ им. Герцена (составители – В.Г. Андросова, В.П. Гаркунов, И.Л. Дрижун, С.В. Дьякович, Э.Г. Злотников, Н.Е. Кузнецова, Т.Н. Ранимова, Д.П. Ерыгин, В.Н. Верховский, С.И. Созонов, С.Г. Крапивин, А.Д. 23 Смирнов). Она состояла из двух разделов – лекционного и практического. Система школьного химического эксперимента являла собой основу химического практикума. Его содержание конкретизировалось в пособии Юрия Викторовича Плетнера и Виктора Семеновича Полосина «Практикум по методике обучения химии». Главное внимание уделялось выполнению опытов, последовательность занятий определялась логикой тем школьного курса химии. Эта последовательность иногда произвольно менялась в зависимости от сроков проведения педагогической практики, т.е. от того, какая тема должна быть разработана со студентами накануне их выхода в школы. Другим видам деятельности уделялось гораздо меньше внимания. Проведение занятий лабораторного практикума при такой организации скорее напоминало обмен опытом или занятия с учителями в институте усовершенствования. Впоследствии методика химии получила свое дальнейшее развитие и в целях развития индивидуальных склонностей учащихся в школах были впервые введены факультативы по химии (1966 год). В 1985 году была проведена реформа общеобразовательной и профессиональной школы. Изменение положения химии в учебном плане школы потребовалось завершить изучение неорганической химии в неполной средней школе, обеспечив его большую доступность, поэтому на заключительной стадии обучения был введен новый курс «Основы общей химии». В 1989 году была организованна группа по разработке проекта новой концепции школьного химического образования на основе принципа дифференциации. Каждая из программ предусматривает формирование у учащегося одного из 3-х уровней химического образования: базовый (для каждого выпускника школы), повышенный (для учащихся естественнонаучного профиля образования) и углубленный, рассчитанный на подготовку школьников для продолжения образования в вузе. В современной педагогической школе своими работами выделялись отечественные педагоги-химики – Б.В. Некрасов, Н.Л.Глинка, М.Х.Карапетьянц, С.А. Щукарев и др. Нашими современниками методистами в области преподавания являются такие практики, как Г.М.Чернобельская, Д.П. Ерыгин, О.С Зайцев, Н.Е. Кузнецова, М.С. Пак, Е.Е. Минченков, А.А. Макареня, Э.Г. Злотников, П.А. Оржековский и многие другие. К зарубежным педагогам-химикам относят Л.Полинг, Д.Кемпбелл, Г. Сиборг. Создателями отечественной школы методики обучения химии считают С.Г. Шаповаленко, Д.М. Кирюшкина, Ю.В. Ходакова, Л.А. Цветкова и др. Таким образом, школьное химическое образование претерпело существенные изменения, что повлекло за собой необходимость перестройки учебного плана в соответствии с Госстандартом. 24 2.2. Методика обучения химии как предмет в вузе Учебная дисциплина по методике обучения химии в вузе обеспечивает профессиональную подготовку современного учителя химии. От того, в какой мере учитель владеет методикой, зависят успех урока, совершенствование мастерства учителя, его авторитет среди учеников. Главная задача методики обучения химии как учебной дисциплины заключается в обеспечении условий для усвоения студентами знаний и умений, необходимых для работы в средней школе. Для студентов важна структура изучения науки и построение учебной дисциплины. Методика обучения химии изучается в определенной последовательности: вначале рассматриваются основные образовательные, воспитывающие и развивающие функции учебного предмета химии в средней школе. Далее происходит ознакомление студентов с общими вопросами организации процесса обучения химии, структурными элементами которого являются основы процесса обучения, методы обучения химии, средства обучения, организационные формы обучения, методика внеклассной работы по предмету, рекомендации по проведению урока и отдельных его этапов. Определенный раздел методики обучения химии посвящен изучению отдельных тем школьного курса химии. Подготовка учителя химии в современной школе неотъемлемо связана с использованием разнообразных педагогических технологий и информационных средств обучения химии. На завершающем этапе рассматриваются основы научно- исследовательской работы в области методики химии и направления повышения ее эффективности на практике. Изучение методики химии не должно ограничиваться только лекционным курсом. Студентам предоставляется возможность приобретения навыков подготовки и проведения демонстрационного химического опыта, освоения методики преподавания тем школьной программы по химии, методики обучения учащихся решению химических задач, планирования и проведения фрагментов уроков и внеклассных мероприятий и т.д. Особое значение придается работе над творческими заданиями, что позволяет студентам формировать папку подготовки к педагогической практике. Необходимо заметить, что систематическое начало сбора этого кейса документов начинается на 3-м курсе обучения в вузе. Педагогическая практика является так называемым лакмусом подготовки студента к будущей профессиональной деятельности и критерием качества его подготовки. В ходе лабораторных занятий студенты осваивают современные педагогические технологии с применением новых информационных средств обучения. В целом, курс методики обучения химии в ходе теоретической и практической подготовки студентов должен раскрыть содержание, построение и методику изучения школьного курса химии, ознакомить с особенностями преподавания химии в школах различного уровня и профиля. Необходимо сформировать устойчивые умения и навыки будущих учителей химии по использованию современных методов и средств обучения химии, обеспечить усвоение основных требований к современному уроку химии и добиться 25 реализации их на практике, ознакомить с особенностями проведения элективных курсов по химии и различными формами внеклассной работы по предмету. Таким образом, система вузовского курса методики обучения химии в значительной мере формирует основные знания, умения и навыки будущего учителя химии. Вопросы для самоконтроля 1. Определение понятия «Методика обучения химии». 2. Определение предмета методики обучения химии как науки. 3. Задачи методики обучения химии. 4. Методы исследования методики обучения химии. 5. Основные этапы становления методики химии как науки. 6. Определение современного состояния и проблем методики обучения химии. 7. Методика обучения химии как предмет в педагогическом вузе. 8. Определение основных требований социума к профессиональным качествам учителя химии. 9. Какими из этих качеств Вы уже обладаете? Тема 3. Цели, содержание и структура химического образования в средней школе 3.1. Общие положения Основными компонентами процесса обучения химии являются: цели обучения, содержание предмета, методы и средства, деятельность учителя и учащихся и достигаемые при этом результаты. Долгое время изложение школьного курса химии носило несистематический характер и имело прикладное значение, так как не было системообразующего стержня, вокруг которого этот курс мог бы формироваться. На рубеже XIX-XX веков изучение химии в школах России было отменено. Изучение учебного материала на основе периодического закона и периодической системы химических элементов не только обеспечивает возможность его логического развертывания, но и является лучшим и с методической точки зрения, так как дает учащимся возможность глубже понять содержание курса и сознательно усвоить подлежащий изучению материал. Но, как часто это бывает, в средних учебных заведениях периодический закон долгое время не изучался, так как считался для учащихся недоступным. Как было указано выше, первый стабильный учебник по неорганической химии в стране был написан в начале 30-ых годов XX века В.Н. Верховским, Л.М. Сморгонским, Я.Л. Гольдфарбом. В дальнейшем содержание обучения химии в результате развития химической науки и общества в России неоднократно претерпевало изменения. 26 В настоящее время школьное химическое образование основывается на изучении следующих основных теоретических концепций: 1. атомно-молекулярное учение, 2. теория электролитической диссоциации, 3. механизм и условия протекания химических реакций, 4. периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева, 5. теория строения органических соединений А.М.Бутлерова. Профессиональная деятельность современного учителя химии начинается с правильно определенных задач процесса обучения, способствующих отбору содержания, выбору структуры, реализации методов и средств обучения. Поэтому на каждом уроке учитель не только должен четко и аргументировано проговорить основную цель и задачи урока, но и определить подцели каждого из этапов урока. Только обозначив общую цель и логически вытекающие подцели процесса обучения, учитель химии сможет совершить весь процесс обучения и воспитания. Содержание школьного курса включает ознакомление учащихся с основами науки, законами, теориями, понятиями, что способствует формированию у учащихся научной картины мира, всестороннему развитию личности, воспитанию интереса к предмету, обеспечивает интеллектуальное развитие учащихся. Школьный курс химии образуется двумя основными системами знаний – системой знаний о веществе и системой знаний о химических реакциях. Из огромного многообразия веществ для изучения были отобраны следующие: - имеющие большое познавательное значение (водород, кислород, ввода, основания, соли); - имеющие большое практическое значение (минеральные удобрения, иониты, мыла, синтетические моющие вещества и др.); - играющие важную роль в неживой и живой природе (соединения кремния и кальция, жиры, белки, углеводы и др.); - на примере которых можно дать представления о технологических процессах и химических производствах (аммиак, серная и азотная кислота, этилен, альдегиды и др.); - отражающие достижения современной науки и производства (катализаторы, синтетические каучуки и волокна, пластмассы, искусственные алмазы, синтетические аминокислоты, белки и др.). Отечественный школьный курс основан на изучении понятия о веществе. Вариативность школьных программ по химии определяет инвариантное ядро, то есть, материал, являющийся единым для всех программ. Содержание школьного предмета химии должно содержать следующее: систему научных, химических, знаний; систему умений и навыков (специальных, интеллектуальных, общеучебных); описание опыта творческой и производственной деятельности, накопленной человечеством в области химии; отображение положения химии в окружающей действительности; возможности развития и воспитания учащихся на материале предмета. 27 Содержание и построение курса химии должны соответствовать определенным дидактическим принципам, критериям и идеям, которые взаимно дополняют друг друга. Принципы построения школьных программ по химии: Принцип научности устанавливает отбор в учебной программе только тех теорий, законов, фактов, явлений и вопросов, которые научно доказаны и не вызывают сомнений. Кроме того, необходимо ознакомить учащихся с методами исследования. Принцип доступности определяет уровень и объем научной информации, а также перечень методов исследований данной науки, чтобы ученики, в силу различных возрастных особенностей и объема приобретенных знаний, смогли бы усвоить весь материал учебника. Принцип систематичности предусматривает определенное построение содержания школьного курса, логику, последовательность изложения материала от известного - к неизвестному, от простого - к сложному (дедукция и индукция). Принцип системности предполагает отражение в учебнике целостной системы научных знаний со всеми их фактами, связями, теориями и т. д. Принцип историзма требует приведение в учебнике примеров развития науки и ее методологии, вклада ученых в те или иные открытия, роль этих открытий и т.д. Принцип связи обучения с жизнью, с практикой определяет использование в учебниках примеров прикладного значения химии, что в значительной степени обеспечивает интерес учащихся к химии, то есть мотивацию учения. Кроме этого и учебник, и все обучение химии должны соответствовать принципу безопасности и принципу здоровьесбережения (валеологический аспект обучения). Дополняют указанные принципы и критерии отбора содержания учебного материала для школьных дисциплин (по Ю.К. Бабанскому): Критерий научной значимости, отражающий широту применения научных знаний. Знания, носящие всеобщий характер, должны включаться в первую очередь. На этом основании в действующие программы по химии включены Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, закон о сохранении и превращении энергии, теория строения органических веществ А.М. Бутлерова и др. Критерий соответствия объема содержания предмета времени, отведенному на изучение химии. В связи с сокращением часов на изучение химии должно изменяться и содержание предмета. Критерий соответствия имеющимся в массовой школе условиям. В школах должны быть типовые кабинеты химии, оснащенные в соответствии с перечнями необходимого химического оборудования в соответствии с современными требованиями. Содержание практической (экспериментальной) составляющей школьного учебника должно соответствовать возможностям проводить необходимые опыты в школе. 28 Критерий соответствия государственным образовательным и международным стандартам. Критерий целостности содержания учебного материала. 3.2. Место темы в курсе химии общеобразовательной школы В настоящее время количество учебников по химии, рекомендованных и допущенных Министерством образования Российской Федерации для обучения учащихся школ, достаточно велико. Авторы каждой линии программ и учебников предлагают свои подходы к изучению вводной темы школьного курса химии в 8 классе. Например, согласно авторской программе и учебнику О.С. Габриеляна на изучение первоначальных химических понятий отводится 26 часов. Причем изложение понятий происходит в рамках нескольких тем: «Введение» – 3 часа; «Атомы химических элементов» – 9 часов; «Простые вещества» – 7 часов; «Изменения, происходящие с веществами» – 7 часов. Л.С. Гузей и Р.П. Суровцева в своей линии учебников на изучение первоначальных понятий отводят 16–22 ч. из них 7/9 ч. отводится на тему «Предмет химии», 4/5 – на тему «Химический элемент» и 5/9 на тему «Количественные отношения в химии». Все три темы излагаются в начале учебника и следуют одна за другой. Предусмотрено проведение 2 практических работ: «Очистка загрязненной поваренной соли» и «Признаки химических реакций». По Е.Е. Минченкову и др. на изучение первоначальных химических понятий отводится 21 ч. в рамках темы «Важнейшие химические понятия». Включено проведение практических работ: приемы обращения с лабораторным оборудованием и изучение техники безопасности; прокаливание медной проволоки и взаимодействие мела с кислотой, как примеры химических явлений. Сам процесс школьного химического образования основан на применении принципа концентра. Система знаний о химических реакциях связана со сложными термодинамическими понятиями, учащиеся изучают основные типы химических реакций, закономерности их протекания, способы управления процессами. Первоначальные представления о веществах и химических реакциях учащиеся получают в темах: «Первоначальные химические понятия», «Кислород. Оксиды. Горение», «Водород. Кислоты. Соли», «Вода. Основания. Растворы». Совершенно необязательно, что во всех школьных учебниках 8-го класса есть именно так названные темы, но первоначальные знания учащихся по данным вопросам обязательно изучаются на первых уроках химии. Приобретенные знания являются основой для изучения периодического закона и периодической системы, а значит, для дальнейшего изучения всего школьного курса химии. Дальнейшее развитие понятий о веществе и химической реакции предусматривается при изучении теории электролитической диссоциации. На еѐ основе углубляются знания о периодическом законе, обобщается материал о классах неорганических соединений, о химических реакциях, протекающих в водных растворах, 29 раскрываются их закономерности, углубляется сущность обменных и окислительно-восстановительных процессов. Систематический курс неорганической химии включает изучение металлов и неметаллов на основе теоретических знаний о строении атомов, о периодическом законе и периодической системе. Первыми изучаются неметаллы. Непосредственное рассмотрение систематического курса начинается с галогенов как элементов главной подгруппы VII группы. Сначала дается общая характеристика подгруппы, затем более подробно характеризуются один или два важнейших элемента главной подгруппы и по аналогии, в дальнейшем, более кратко разбираются другие элементы. Изучение металлов начинается с их общих свойств. Учащиеся знакомятся с причиной проявления их физических и химических свойств – с металлической связью и особенностями кристаллической решѐтки металлов, представлениями о сплавах, электрохимическим рядом напряжений, с важнейшими химическими свойствами металлов, изучают электролиз солей, коррозию металлов. Некоторых методисты рекомендуют вопросы классификации металлов определять в начале изучения темы. По требованиям Госстандарта основы изучения органической химии перенесены в материал 9-го класса. Теоретическую основу курса органической химии составляет теория строения органических веществ А.М.Бутлерова. В основу построения данной темы положена идея генетического развития органических веществ от простых по составу и строению углеводородов до сложных белков. Изучение материала по органической химии в 9-ом классе основано на понятии гомологии, когда вначале рассматриваются один-два представителя, затем установленные признаки распространяются на весь гомологический ряд. Без указанного принципа ориентации на гомологию веществ строится изучение жиров, углеводов, аминов, аминокислот, белков. Школьный курс химии завершается обзорным теоретическим обобщением и систематизацией знаний по неорганической и органической химии. Но есть и исключения, например, по программе Л.С. Гузея курс органической химии перенесен в 11 класс, а в 10-ом происходит обобщение материала по общей и неорганической химии. Выбор учителем необходимой программы из многообразия вариативных комплексов программ должен соотноситься с обязательным минимумом содержания по химии, который не может рассматриваться как конкретный курс химии. Он должен составлять инвариантное ядро содержания любых вариативных программ и учебников по химии, которые могут отличаться друг от друга по широте и глубине раскрытия учебного материала. Государственная (итоговая) аттестация выпускников IX классов общеобразовательных учреждений по химии разработанна Федеральным институтом педагогических измерений (ФИПИ). Документы, регламентирующие разработку экзаменационных материалов государственной (итоговой) аттестации выпускников IX классов общеобразовательных учреждений в новой форме по химии включают: кодификатор элементов содержания для составления контрольных измерительных материалов; 30
