Проблемы современного
школьного химического образования
и пути их решения

Проводимая в стране модернизация образования затрагивает в первую очередь учебные предметы естественного цикла, и, к сожалению, не в их пользу. Попробуем обозначить возникающие проблемы и предложить некоторые пути решения этих проблем.

П е р в а я  п р о б л е м а – временная. В школьном образовании неуклонно сокращается время, выделяемое на изучение химии. Причем такое сокращение экспериментально не обосновано, противоречит разным этапам масштабной проверки самой идеи модернизации. Например, широко разрекламированный эксперимент по переходу на 12-летнее обучение в средней школе предполагал щадящий временной режим для изучения химии: по 2 ч в 8-м, 9-м и 10-м классах основной школы (всего 6 ч) и по 2 ч в 11-м и 12-м классах всех профилей, кроме гуманитарного. Для классов естественно-научного профиля предусматривалось 4 ч в неделю. Этот эксперимент формально еще не завершен, но уже новый эксперимент по предпрофильной подготовке и профильному обучению отводит на химию всего 4 ч в неделю в основной школе (по 2 ч в 8-м и 9-м классах) и по 1 ч в 10-м и 11-м классах всех профилей, кроме естественно-научного, для которого отводится 3 ч в неделю. В качестве альтернативы одночасовых курсов предлагается интегрированный курс естествознания, который пока еще не имеет учебно-методического обеспечения и не решен кадрово, т. к. педагогические вузы и система переподготовки учителей не готовят полноценных специалистов для ведения этого курса. Непонятно, почему этот эксперимент запущен в практику работы школ тогда, когда еще не подведены итоги эксперимента по переходу на 12-летнее обучение.

Несмотря на это, химия остается полноценным учебным предметом в школьном расписании, и требования к ней также остаются достаточно серьезными. Учителя химии задыхаются от нехватки времени на ее изучение. Одним из перспективных путей решения данной проблемы может стать более раннее изучение химии – с 7-го класса основной школы. Однако федеральный учебный план такой возможности не предусматривает. Тем не менее во многих школах Российской Федерации их руководители находят возможность за счет компонента образовательного учреждения выделить
1–2 ч в неделю на изучение химии в качестве пропедевтики учебной дисциплины. Имеются и широко используются в практике работы школ учебно-методические комплекты Г.М.Чернобельской, А.Е.Гуревича, О.С.Габриеляна.

Некоторые издательства («Дрофа», «Просвещение», «Вентана-Граф») выпускают многочисленные сборники таких курсов и учебно-методические пособия для учащихся и учителей.

В т о р а я  п р о б л е м а – кадровая. Не секрет, что учительский корпус страны стареет: около трети учителей – пенсионеры, и только десятая часть приходится на молодых специалистов. Общеизвестно, что престиж профессии учителя неуклонно падает, и дело не только в низкой оплате труда, но и в организации, и в обеспечении учебного процесса. Национальный проект «Образование» лишь незначительно смягчает эту проблему. Требуется кардинальный подход к ее решению: увеличение заработной платы не менее чем в два раза, значительные финансовые вливания в модернизацию и обновление материально-технической базы учебных учреждений. Наиболее резко кадровая проблема затрагивает учителей химии, которые могут вообще исчезнуть из списка учительских профессий. Всего 4 ч нагрузки по вертикали в основной школе и отсутствие нагрузки вообще в средней школе (в случае изучения в ней естествознания) обуславливают бесперспективность ориентации молодежи на эту профессию. Положение усугубляет еще одно обстоятельство. Химия – особая учебная дисциплина, в которой наряду с теоретическими знаниями формируются также экспериментальные и расчетные умения и навыки. А именно на химический эксперимент и решение расчетных задач катастрофически не хватает времени, отпущенного на учебный процесс. Поэтому уроки химии становятся скучными, серыми, лишенными эффектной эмоциональной поддержки, которую обеспечивает яркий наглядный химический эксперимент. Нетрудно понять, почему в настоящее время химия относится большинством учащихся к нелюбимым предметам.

Следует подчеркнуть, что система обеспечения школ оборудованием и реактивами, существовавшая в советский период, разрушена и теперь только-только начинает возрождаться. Однако уровень цен такой, что недоступен подавляющему большинству школ. Необходим государственный механизм регулирования цен на учебное оборудование и реактивы или выделение дотаций производителям. Некоторое суррогатное решение проблемы химического эксперимента предлагают многочисленные видеоматериалы. Однако они уместны только в тех случаях, когда этого требуют правила техники безопасности. В остальных случаях замена ученического и учительского эксперимента на видеофрагменты аналогична заочному или виртуальному питанию.

Эпизодическое, а не системное включение расчетных задач по формулам и уравнениям в процесс обучения химии приводит к разрыву двух взаимосвязанных сторон рассмотрения химических объектов (веществ и реакций) – качественной и количественной. Очевидно, в рамках отпущенного на изучение предмета времени необходима существенная ревизия его содержательной части. Требуется корректировка стандарта на предмет снижения учебной нагрузки теоретического плана (например, исключение из курса основной школы вопросов, связанных с электронным строением атома и вещества, окислительно-восстановительных реакций, химических производств, химической кинетики и некоторых других). И наоборот, необходимо включить вопросы прикладного характера, формирующие элементарную бытовую химическую грамотность, гарантирующую безопасность при обращении с химическими веществами, материалами и процессами (умение анализировать сведения о химическом составе продуктов питания и бытовых препаратов на их этикетках, неукоснительное следование инструкциям по применению бытовых приборов и других промышленных изделий).

Т р е т ь я  п р о б л е м а – профильная. Старшую профильную школу по отношению к химии можно разделить на два типа:

1) школы и классы, в которых химия является непрофильной дисциплиной (гуманитарные, физико-математические и даже агротехнологические) и изучается из расчета 1 ч в неделю;

2) школы и классы, в которых химия является профильной дисциплиной (естественно-научные, в том числе с углубленным изучением предмета) и изучается из расчета 3 ч (нонсенс!) в неделю.

Статус непрофильной дисциплины обрекает химию в школах первого типа на очень низкую мотивацию учащихся при ее изучении. Повысить интерес учащихся к химии можно, на наш взгляд, усилением прикладного характера содержательной и процессуальной сторон в ее обучении (так называемая «химия и жизнь»). Так, при изучении полимерных материалов в курсе органической химии необходимо обратить внимание на формирование умения читать этикетки трикотажных изделий с целью правильного ухода за ними (чистка, стирка, сушка, утюжка). Лабораторный практикум в курсе химии может предусматривать, например, ознакомление с минеральными водами или с дисперсными системами. Инструкции для учащихся для проведения этих лабораторных работ могут быть следующими.

Лабораторная работа 1.
«Ознакомление с минеральными водами»

Ознакомьтесь с этикетками на бутылках с минеральной водой («Нарзан», «Боржоми», «Ессентуки», а также природной минеральной водой вашего региона). Какие ионы входят в состав этих вод? Как их обнаружить?

Для распознавания ионов кальция используйте, как и в случае с опытом устранения постоянной жесткости воды, раствор соды. Для обнаружения карбонат-ионов в новую порцию минеральной воды добавьте раствор кислоты. Что наблюдаете?

Запишите молекулярные и ионные уравнения реакций.

Внимательно прочитайте рекомендации по использованию минеральной воды и отнесите ее к соответствующему типу: столовая, лечебная, лечебно-столовая.

Лабораторная работа 2.
«Ознакомление с дисперсными системами»

Приготовьте небольшую коллекцию образцов дисперсных систем из имеющихся дома суспензий, эмульсий, паст и гелей. Каждый образец снабдите фабричной этикеткой.

Поменяйтесь с соседом коллекциями, ознакомьтесь с коллекцией соседа, а затем распределите образцы обеих коллекций в соответствии с классификацией дисперсных систем.

Ознакомьтесь со сроками годности пищевых, медицинских и косметических гелей. Каким свойством гелей определяется срок их годности?

В классах и школах гуманитарного профиля предполагается усиление гуманитаризации в обучении химии, т.е. использование приемов, методов и средств, характерных для гуманитарных дисциплин.

Так, в школах и классах с углубленным изучением иностранного языка хороший эффект дает чтение химического материала на иностранном языке. Учителю необходимо подобрать соответствующий программе по химии материал на иностранном языке. Поскольку подбор такого материала осуществить достаточно трудно, особенно в условиях сельской школы или школы небольшого населенного пункта, то можно воспользоваться возможностями местной библиотеки или Интернета. Будет полезным привлечь к работе по подбору химического материала на иностранном языке и самих учащихся.

В языковых школах для усиления мотивации при изучении химии можно использовать межпредметные связи химии с иностранным языком. Так, эффективно применение заданий на установление англоязычной этимологии химических терминов (например, символьные обозначения относительных атомной и молекулярной масс А_r и M_r происходят от англ. «relative») или их эволюции (например, греч. «katalysis», англ. «catalize», рус. «катализ»). С большим удовольствием учащиеся школ и классов с углубленным изучением иностранного языка добывают и представляют информацию о роли ученых-химиков или о развитии химической отрасли промышленности в соответствующей стране изучаемого языка.

В гуманитарных школах дидактически оправдано использование символики, принятой в русском языке для обозначения частей слова, при формировании обобщенных знаний по химической номенклатуре. Так, общий способ образования названий бинарных соединений может быть представлен следующим образом. Сначала дается краткое латинское название более электроотрицательного элемента с суффиксом «ид», а затем – название менее электроотрицательного элемента в родительном падеже и указывается степень окисления (с. о.), в том случае, если она переменная (хлорид меди(I), сульфид железа(III), нитрид кальция):

(–) «элемент-ид» + (+) «элемент-а» (с. о., если переменная).

Например, в органической химии символика русского языка помогает формированию номенклатуры ИЮПАК. Так, общий способ образования названий предельных одноатомных спиртов и предельных одноосновных карбоновых кислот может быть отражен следующими записями:

«алкан-ол» (метанол, этанол, пропанол-1),

«алкан-ов-ая» кислота (метановая, этановая и т. д.).

В процессуальном отношении в классах гуманитарного профиля, в которых обучается большинство детей с ярким образным видением мира, склонных к эмоциональным переживаниям, значительный эффект получается при использовании приема анимации. Это наделение объектов неживого химического мира (элементов, веществ, материалов, реакций) характерными чертами и признаками живого, «очеловечивание» их. Общий способ достижения этой цели отражается в обобщенном названии «Художественный образ вещества или процесса». Следует подчеркнуть, что учащиеся с удовольствием пишут сочинения такого плана, тем самым совершенствуя свою литературную письменную речь и усваивая необходимое химическое содержание.

Например, сочинение ученика 10-го класса школы № 531 г. Москвы Саши Б.

Свойства метана

«От добра добра не ищут», – гласит русская пословица, а вот Метан думал иначе. Окружив свой атом углерода четверной красотой из четырех атомов водорода, он вел беззаботный, свободный образ жизни, а потому был самым легким из органических газов. Тем не менее он считал, что именно атом углерода обеспечивает ему, Метану, такое «воздушное» существование, и поэтому обращался с атомами водорода неуважительно: хамил и обижал их. Не выдержав, атомы водорода уходили из молекулы, но не сразу все вместе, а по одному. Если уходил один атом, то спокойный, сытый (насыщенный) Метан превращался в раздражительную авантюрную частичку со свободной валентностью – в радикал. Такой радикал хватал что ни попадя, например, атом хлора, превращаясь в тяжелый мрачный газ – Хлорметан. От этого он свирепел еще больше, продолжал ссориться с остальными тремя водородными атомами (с хлором-то особенно не поспоришь, тот ведь и сдачи дать может). Оставшиеся атомы водорода тоже уходили, постепенно замещаясь новыми атомами хлора. И так происходило до тех пор, пока беззаботный и легкий газ Метан не превращался в тяжелую, негорючую, растворяющую многие другие органические вещества жидкость – Тетрахлорметан.

Если же, обидевшись, атомы водорода покидали углеродный атом все сразу (а тот говорил им: «Ну и пошли вы подальше! Надоели хуже горькой редьки»), то Метан, вдруг осознав, что он потерял, мрачнел от горя и превращался в рыхлую черную сажу.

Вот так-то!

В классах физико-математического профиля, очевидно, содержательная и процессуальная стороны обучения химии должны быть несколько иными. Если в части связи химии с жизнью они совпадают с ее преподаванием в классах гуманитарного профиля, то в отборе учебного материала и методике следует придерживаться другой дидактики. Некоторые темы, особенно связанные с физикой (строение атома и вещества, некоторые аспекты физической и коллоидной химии, электролиз, газовые законы), логичнее изучать на основе активных форм обучения (беседа, диспут, уроки-конференции). Это позволяет значительно увеличить долю самостоятельной работы учащихся. Такой подход дает возможность широко использовать межпредметные связи и формировать единую естественно-научную картину мира.

Аналогично в классах агротехнологического, биолого-географического профиля это возможно путем реализации межпредметных связей с биологией и физической географией. Вместе с тем вызывает недоумение отнесение химии в классах данных профилей к непрофильным дисциплинам. Несомненно, одночасовая недельная нагрузка, отведенная на изучение химии в таких классах, должна быть увеличена.

Ч е т в е р т а я  п р о б л е м а – интеграционная. О том, что в период модернизации образования она приобретает особую актуальность, говорит тот факт, что в качестве альтернативы отдельным одночасовым курсам химии, физики и биологии предлагается интегрированный курс «Естествознание». О преждевременности введения этого курса мы говорили выше. И тем не менее идеи интеграции могут плодотворно реализоваться в отдельных предметах естественно-научного цикла.

Во-первых, это внутрипредметная интеграция, например, учебной дисциплины химии. Она проводится на основе единых законов, понятий и теорий для неорганической и органической химии в курсе общей химии (единая система классификации и свойств неорганических и органических соединений, типология и закономерности протекания реакций между органическими и неорганическими веществами, катализ и гидролиз, окисление и восстановление, полимеры органические и неорганические и др.)

Во-вторых, это межпредметная естественно-научная интеграция, позволяющая на химической базе объединить знания физики, географии, биологии и экологии в единое понимание естественного мира, т.е. сформировать целостную естественно-научную картину мира. В свою очередь это дает возможность старшеклассникам осознать то, что без знания основ химии восприятие окружающего мира будет неполным и ущербным. Люди, не получившие таких знаний, могут неосознанно стать опасными для этого мира, т.к. химически неграмотное обращение с веществами, материалами и процессами грозит немалыми бедами.

В-третьих, это интеграция химии с гуманитарными дисциплинами: историей, литературой, мировой художественной культурой. Такая интеграция позволяет средствами учебного предмета показать роль химии и в нехимической сфере человеческой деятельности. (Например, учащиеся готовят проекты «Химические сюжеты как основа произведений научной фантастики», «Химические ошибки в средствах массовой информации и их причины» и т.д.) Подобная интеграция полностью соответствует идеям гуманизации и гуманитаризации обучения химии.

П я т а я  п р о б л е м а – аттестационная. В свете последних решений Государственной Думы и Совета Федерации проведение итоговой аттестации выпускников средних общеобразовательных учреждений в форме Единого государственного экзамена (ЕГЭ) следует считать свершившимся фактом. С 2009 г. он переводится в штатный режим.

О плюсах и минусах ЕГЭ немало говорится в многочисленных публикациях, которые, несомненно, будут выходить и в последующем. Поэтому остановимся на некоторых вопросах подготовки и проведения ЕГЭ по химии. Как известно, тест ЕГЭ по химии состоит из трех частей:

часть А – задания базового уровня сложности с выбором ответа;

часть В – задания повышенного уровня сложности с кратким ответом;

часть С – задания высокого уровня сложности с развернутым ответом.

Такую структуру теста определяет спецификация экзаменационной работы по химии в форме ЕГЭ. Тем не менее наш анализ экзаменационных заданий за последние три года показывает, что далеко не все задания первой части теста соответствуют базовому уровню сложности. Так, разве можно считать задание на синтез Вюрца соответствующим базовому уровню сложности? («Продуктом взаимодействия 2-бромпропана с натрием является:

1) пропан; 2) гексан; 3) циклопропан; 4) 2,3-диметилбутан».)

Кодификатор элементов содержания по химии для составления контрольных измерительных материалов (КИМов) ЕГЭ не всегда соответствует заданиям экзаменационной работы. Например, в кодификаторе в качестве элементов содержания, проверяемых заданиями КИМов, указаны соли средние и кислые, а в многочисленных тестовых заданиях предлагаются и основные соли, и комплексные соли.

Тот же анализ позволил прийти к выводу, что за 3 ч в неделю, отведенных на химию в профильных классах, проблематично подготовить выпускников таких классов к успешной сдаче ЕГЭ. Достаточно вспомнить, что в доперестроечный период 3 ч на изучение химии отводилось во всех школах, а экзаменационные работы не содержали заданий высокого уровня сложности, например, на составление уравнений окислительно-восстановительных реакций, свойств комплексных соединений, сложнейших переходов. Очевидно, задания второй и третьей части (В и С) являются профильными и вызовут затруднения у выпускников школ, изучавших химию из расчета 3 ч в неделю, и посильны лишь для выпускников школ и классов с углубленным изучением предмета. Также очевидно, что для набора необходимого для поступления в вуз количества баллов всем потребуется помощь все того же репетитора.

О многочисленных ошибках или некорректных формулировках заданий ЕГЭ написано немало.
И тем не менее они тиражируются. Например, в заданиях прошлого года предлагалось выбрать уравнение, соответствующее первой стадии получения серной кислоты из природного сырья, в качестве которого были даны четыре варианта: сероводород, серный колчедан, сернистый газ, сернистый газ и хлор. На какой же единственный вариант должен ориентироваться выпускник, если в качестве сырья служат и серный колчедан, и сероводород?

Проблема ЕГЭ диктует и единственно верную структуру изучения разделов химии: в 10-м классе необходимо изучать органическую химию, а в 11-м – общую. Такая очередность обусловлена тем, что курс основной школы заканчивается небольшим (10–12 ч) знакомством с органическими соединениями, поэтому необходимо заставить «работать» небольшие сведения по органической химии 9-го класса на курс органической химии в 10-м классе. Если же изучать органическую химию через год, в 11-м классе, это сделать будет невозможно – у учащихся выпускного класса не останется даже воспоминаний по органической химии из основной школы. Наконец, анализ заданий ЕГЭ показывает, что только четвертая часть всех заданий теста ЕГЭ посвящена органической химии, а три четверти – общей и неорганической химии, а потому в 11-м классе целесообразно изучать именно эти разделы химии, чтобы максимально помочь выпускнику подготовиться к ЕГЭ.

Ш е с т а я  п р о б л е м а – концентрическая. Москва уже в этом году переходит на всеобщее среднее образование. Президентом страны дано поручение Государственной Думе подготовить изменения в «Закон об образовании» о переходе от всеобщего основного образования к всеобщему среднему. В связи с этим возникает вопрос о целесообразности использования концентрического подхода в определении содержания химии в основной школе. Если все выпускники основной школы продолжат образование в средней школе, а следовательно, будут изучать органическую химию, стоит ли тратить драгоценное учебное время на знакомство с органическими веществами в 9-м классе? Решение этой проблемы повлечет за собой необходимость изменения федерального компонента стандарта по химии для основной и средней школ.

С е д ь м а я  п р о б л е м а – информационная. Стремление российских учителей химии сохранять высокий содержательный уровень учебного предмета при постоянном сокращении учебного времени, отведенного на изучение химии, находит выражение в различных формах самостоятельной работы учащихся (краткие сообщения на уроке, доклады, рефераты, проекты и т.д.). От учащихся требуется информационная компетентность по учебному предмету «Химия». Под информационной компетентностью понимается:

• выбор источника информации (Интернет, цифровые образовательные ресурсы, СМИ, библиотеки, химический эксперимент и др.);

• умение быстро и качественно организовать работу с информационными источниками;

• получение информации;

• анализ и переработка информации;

• аргументированные выводы;

• принятие осознанного решения по отбору информации и ответственность за него;

• представление (презентация) результата.

Важно отметить, что предпочтения учителей и учеников при выборе информационного источника различны. Учителя старшего поколения, слабо владеющие информационными технологиями, предпочитают традиционные источники на печатной основе (книги, журналы, газеты), а учащиеся и молодые учителя, наоборот, Интернет. Это противоречие легко разрешается, если учитель и ученики сотрудничают в процессе получения, переработки и представления химической информации в образовательном процессе (не только учитель обучает учеников химии, но и ученики обучают учителя работе с компьютером).

Информационная проблема особенно актуальна для школ сельской местности и небольших населенных пунктов, оторванных от хорошо оснащенных и крупных городских библиотек. В рамках национального проекта «Образование» почти все школы РФ получили компьютеры и по решению правительства в течение 1–2 лет будут подключены к Интернету. В результате ученики малокомплектных и других сельских школ смогут получить полноценное химическое образование.

Мы осветили лишь некоторые из многочисленных проблем современного школьного химического образования. Решение большинства из них возможно без увеличения общей учебной нагрузки школьников. Мы считаем, что многочисленные новомодные учебные предметы («Москвоведение», «Экономика», «МХК», «ОБЖ») следует преподавать в режиме обязательных элективных курсов, вернув традиционным предметам временные нормативы, отработанные десятилетиями в советской школе.

О.С.ГАБРИЕЛЯН,
профессор Академии последипломного
образования (Московская обл.),
С.А.СЛАДКОВ,
учитель химии лицея № 77
(г. Челябинск)