Уважаемые учителя химии!

В 2008/09 учебном году Педагогический университет «Первое сентября» предлагает пять дистанционных курсов повышения квалификации для учителей химии (см. с. 16). Лекционный материал и контрольные работы для курса 18–005 будут публиковаться на страницах газеты «Химия» в №№ 17–24/2008, а для остальных курсов – отправляться по почте в виде брошюр. Бланк заявки на обучение помещен на второй странице обложки этого номера. Сегодня мы представляем вашему вниманию первую лекцию курса.

 

Методические основы подготовки
к олимпиадам по химии

Учебный план курса

  И.А.ТЮЛЬКОВ,
О.В.АРХАНГЕЛЬСКАЯ

 

ЛЕКЦИЯ № 1
Основные цели и задачи олимпиадного движения
в контексте современного образования в России

 

История химического олимпиадного движения в России

В 2009 г. мы с полным правом будем отмечать 70-летие химических олимпиад в России. Задача этой лекции – проследить развитие и изменение их целей, показать роль в образовании и науке.

Из воспоминаний профессора МГУ им. М.В.Ломоносова А.П.Терентьева – одного из основных инициаторов олимпиадного движения в нашей стране, – а также из опубликованных монографий следует, что изначально олимпиады были призваны привлечь к серьезному изучению химии как можно больше школьников. Тот факт, что именно эта цель была тогда доминирующей, подтверждает и изучение олимпиадных задач тех лет. Пример из документа 1939 г., хранящегося в личном архиве сотрудника МГУ им. М.В.Ломоносова С.С.Чуранова*:

 

«Задача 1.На основании указанных ниже описаний свойств металла решите, о каком металле идет речь:

а) металл не растворяется в разбавленной серной кислоте;

б) при действии на металл разбавленной азотной кислоты выделяется окись азота;

в) из 2,4 г окиси этого металла получится 1,92 г чистого металла.

Напишите равенство реакции этого металла с разбавленной азотной кислотой.

Задача 2.На основании помещенных ниже описаний свойств определите, о каком веществе идет речь:

вещество образует белые кристаллы;

при действии на него соляной кислоты выделяется газ без запаха, а при выпаривании получившегося раствора получается поваренная соль;

водный раствор этого вещества имеет щелочную реакцию.

Запишите равенства реакций этого вещества с водой и соляной кислотой.

Задача 3.Назовите три наиболее разведанных месторождения нефти в СССР.

Задача 4.Назовите фамилии известных ученых-химиков, портреты которых будут показаны.

Задача 5.Укажите кратко, в чем заслуги какого-либо из известных ученых-химиков, фамилия которого будет названа».

 

Из приведенной выдержки следует, что на первых олимпиадах предлагались либо обычные «школьные» задачи (в принципе, доступные очень многим), либо задания общеобразовательного, развивающего и «завлекающего» типа (например, историко-химические).

Таким образом, с момента своего основания олимпиадное движение ставило главной целью привлечение школьников в науку.

Начиная с середины 1960-х гг. это движение стало регламентироваться специальными положениями. Первое «Положение о Всероссийских физико-математической и химической олимпиадах учащихся восьмилетних и средних школ» было утверждено Министерством просвещения РСФСР 23 января 1965 г. В нем перечислены следующие основные цели олимпиады:

 

«а) повышение интереса учащихся к математике, физике и химии, активизация и дальнейшее развитие сети научно-технических кружков, клубов, обществ, лекториев и других видов работ во внеучебное время;

б) содействие улучшению физико-математической и химической подготовки учащихся и качества преподавания математики, физики и химии в школе;

в) подведение итогов работы кружков, лекториев и других видов работы с учащимися, интересующимися физикой, математикой и химией;

г) оказание помощи учащимся старших классов в выборе специальности, привлечение наиболее способных из них в ведущие математические, физические и химические вузы страны;

д) выявление сильнейших учащихся»**.

 

Помимо основной цели олимпиад – повышение интереса учащихся к естественным наукам, в этом положении акцентировано внимание еще на двух аспектах: помощь в самоопределении учащихся и выявление наиболее способных. Отметим, что это положение впервые обязывало приемные комиссии вузов учитывать результаты олимпиад при зачислении.

На протяжении нескольких последующих лет, согласно циркулярным письмам «О проведении физико-математических и химических олимпиад» в 1965/66, в 1966/67 и других учебных годах, они проводились по Положению 1965 г. Задача «массового вовлечения в число юных любителей химии школьников и рабочей молодежи» по-прежнему оставалась основной. С этой же целью, согласно приказу Министерства просвещения РСФСР от 08.01.1969 г., был организован и Всесоюзный смотр, который должен был «стимулировать дальнейшее расширение и углубление деятельности существующих коллективов юных химиков».

Как показало проведенное нами исследование, к началу 1970-х гг. задача массового привлечения школьников хотя и осталась важной составляющей олимпиадного движения, однако постепенно перестала быть доминирующей. В документах этих лет стала все явственней отмечаться необходимость усиления другого аспекта, а именно углубления знаний. В это время было проведено разделение заданий на обязательные задачи и задачи по выбору. Кроме того, с 1975 г. в республиках СССР было введено в обязательном порядке проведение дополнительного (республиканского) отборочного этапа. Это привело к четырехкратному сокращению числа участников и, соответственно, к возрастанию уровня подготовки участников заключительного этапа олимпиады. Из текстов заданий были исключены совсем легкие (с современной научной точки зрения) вопросы, повышена сложность задач экспериментального тура.

Об уровне предлагаемых в то время школьникам задач можно судить как непосредственно по текстам задач, так и по документам («Об итогах Всероссийских физико-математической и химической олимпиад школьников...», положение об олимпиадах и др.).

Например, были включены задания, в которых «требовалось знание теории электролитической диссоциации, химического равновесия и условий его смещения, ... явлений изомерии и гомологии, взаимного влияния атомов».

Однако в целом уровень заданий оставался «доступным» многим школьникам (его основу составляли задачи на определение степени окисления элементов в соединениях, концентрации растворов и массовой доли элемента в веществе, задачи на знание свойств металлов, кислотных оксидов, окислительно-восстановительных реакций и т.п.).

В аналогичных отчетах об итогах Всероссийских олимпиад 1984/85 и 1985/86 гг. мы обнаружили любопытные замечания, свидетельствующие о дальнейшем усилении упомянутой выше новой тенденции. В этих документах особое внимание уделяется представлению «оригинальных решений, отличающихся изобретательностью и разнообразием приемов и свидетельствующих о неординарном мышлении школьников». Кроме того, специально обсуждается неудача большинства школьников при решении сложной задачи: определения состава вещества в случае ограниченных исходных данных. В качестве основного заключения отмечается необходимость «на уроках, внеклассных занятиях, а также на всех этапах физико-математической и химической олимпиады ... значительно больше практиковать задания, требующие поиска, самостоятельности, конкретного применения полученных знаний для решения практических задач», а также необходимость «привлекать всех желающих учащихся к решению нестандартных задач».

Тенденция к усилению «нестандартности» олимпиадных заданий получила свое документальное оформление в новом положении о Всероссийских физико-математической и химической олимпиадах школьников от 14 сентября 1986 г. В целях и задачах олимпиады, согласно этому положению, помимо повышения интереса учащихся к научным достижениям, подведения итогов работы кружков, помощи в выборе профессии и развитии способностей учащихся, появился новый пункт: «Развитие у школьников логического мышления, пробуждение глубокого интереса к решению нестандартных задач. Ознакомление с современными научными открытиями, ... внедрением научных открытий в производство».

Как следует из текста данного и других документов этого периода, «усиление нестандартности задач» явилось прямым следствием тенденции к углублению знаний школьников как основной цели олимпиад. Для такого «углубления содержания, познавательной направленности» предполагалось проведение конференций с участием школьников на четвертом этапе олимпиады. Интересно, что в положении 1986 г. отсутствует пункт, касающийся привлечения победителей олимпиад в ведущие высшие учебные заведения, а также учет ее результатов при поступлении в вузы.

В «Отчете об итогах ХXIII Всероссийских физико-математической и химической олимпиад школьников 1986/87 учебного года...» нашли отражение многие из основных пунктов положения 1986 г. Во-первых, в олимпиадных заданиях появились нестандартные задачи по тематикам, выходящим за рамки школьной программы (например, на умение определять типы кристаллических решеток или задача на динамическое равновесие в насыщенном растворе соли). Во-вторых, была проведена специальная научно-практическая конференция юных химиков, посвященная юбилею М.В.Ломоносова. На конференции школьники представили более 300 рефератов, а «лучшие, часть из которых выполнена на уровне самостоятельных разработок, были заслушаны на пленарном и секционных заседаниях». В-третьих, в указанном отчете в ответ на один из пунктов положения 1986 г. в задания третьего и четвертого этапов олимпиады было предложено и в дальнейшем включать задачи с производственным содержанием. Аналогичные материалы, свидетельствующие об усилении тенденции к углублению знаний можно найти и в документах конца 1980-х гг., например, в приказе Министерства народного образования РСФСР «Об итогах XXV Всероссийских физико-математической и химической олимпиад школьников и о порядке проведения олимпиад в 1988/89 учебном году».

В начале 1990-х гг. в связи с фундаментальными реформами в нашей стране вопросы олимпиадного движения некоторое время не обсуждались. Только 9 июля 1997 г. появился приказ Министерства общего и профессионального образования Российской Федерации «Об утверждении положения о Всероссийской олимпиаде школьников». Согласно этому положению, «основными целями и задачами олимпиады являются: пропаганда научных знаний и развитие у учащихся общеобразовательных учреждений интереса к научной деятельности, создание необходимых условий для выявления одаренных детей, активизация работы факультативов, спецкурсов, кружков».

Сопоставляя цели, обозначенные в этом положении, с более ранними, следует отметить, что в новом документе уже не упоминаются такие задачи, как оказание помощи в выборе будущей специальности и ознакомление с современными научными открытиями. Очевидно, что это было связано с возрастанием доступа жителей даже отдаленных областей к определенному объему информации, которое явилось результатом проведения в стране экономических реформ.

Есть и другое отличие в целях и задачах олимпиад в новом положении. Так, основная задача олимпиад 1930-х–1980-х гг. – развитие личности школьника, причем не обязательно талантливого, в положении 1997 г. фактически заменена другой задачей: выявлением одаренных детей. Возможно, именно поэтому в документе 1997 г. не нашел отражения пункт, характерный для более ранних положений, а именно – содействие улучшению химической подготовки учащихся и качества преподавания химии в школе. Неопределенными стали и такие аспекты олимпиады как конференции, лекции, семинары и т.п.

Указанная новая тенденция в комбинации с доступностью школьникам большого объема информации нашла свое отражение в значительном усложнении олимпиадных задач. Ниже приведен пример задачи (из комплекта 2003 г.), базирующейся на материале, который на химическом факультете МГУ излагается студентам на четвертом курсе в рамках спецкурса «Высокомолекулярные соединения».

 

«Задача 11-4. В 2003 году группа американских ученых сообщила о синтезе «супераминированного» полимера – полиметиленамина. В качестве исходного сырья для получения полимера был использован 1,3-дигидро-2H-имидазол-2-он, подвергавшийся следующим химическим превращениям:

На схеме использованы следующие обозначения: Ас₂О – уксусный ангидрид, Init – инициатор реакции – [1,1’-азобис(1-цианоциклогексан)], М¹ – мономер, получающийся при ацилировании 1,3-дигидро-2H-имидазол-2-она, П¹ – полимер, модификация которого приводит к образованию полиметиленамина.

1. Запишите структурные формулы 1,3-дигидро-2H-имидазол-2-она, уксусного ангидрида, 1,1’-азобис(1-цианоциклогексана), мономера М¹, и полимера П¹.

2. Запишите уравнения процессов, протекающих при получении полиметиленамина, включая стадию распада инициатора – 1,1’-азобис(1-цианоциклогексана).

3. Какой процесс инициируется в результате распада 1,1’-азобис(1-цианоциклогексана)?

4. Определите среднюю степень полимеризации полимера П¹ и среднюю молекулярную массу полиметиленамина, полученного в описываемом эксперименте, учитывая нижеследующие данные. Авторы методики получения полиметиленамина определили среднюю молекулярную массу полимера П¹. Она равна 104 000. Провести прямое измерение средней молекулярной массы полиметиленамина не удалось, однако авторы считают, что в процессе гидролиза полимера П¹ деструкция главной цепи не происходит».

Как показывает исторический анализ, тенденция к рассмотрению олимпиады не столько как средства развития творческих способностей, сколько как средства их выявления, заметно отличается от изначальной сути предметной школьной олимпиады.

По-видимому, многие организаторы олимпиад не одобрили эту тенденцию, т.к. в положении «О Всероссийской олимпиаде школьников» от 30 октября 2003 г. указано, что «основными целями и задачами олимпиады являются выявление и развитие у обучающихся общеобразовательных учреждений творческих способностей и интереса к научной деятельности, создание необходимых условий для поддержки одаренных детей, пропаганда научных знаний». Отметим, что в данном документе восстановлено ликвидированное в 1986 г. положение о возможности поступления победителей олимпиад в высшие учебные заведения без экзаменов.

В октябре 2007 г. принято новое положение, которое изменило структуру проведения олимпиад. Цели и задачи остались неизменными. Основные изменения коснулись числа этапов (вместо пяти их стало четыре), определения победителей и призеров (появилась четкая привязка к успешности выполнения заданий), а также статуса олимпиад Москвы и Санкт-Петербурга.

Итак, изучение целей и задач школьных олимпиад по химии в России за период с конца 1930-х до начала 2000-х гг. выявило следующие тенденции. На ранних этапах развития Всероссийской олимпиады ставилась цель на привлечение как можно большего числа школьников к научным изысканиям и повышение их интереса к химии, а также профессиональная ориентация старшеклассников. К 1970–1980-м гг. к этому добавилась и вскоре стала доминирующей задача углубления знаний учащихся, развитие умения применять полученные знания для решения практических и нестандартных задач. В последние десять лет при формировании целей олимпиадного движения особое внимание стало уделяться выявлению одаренных детей и их поддержке. С нашей точки зрения, как бы ни были в будущем расставлены акценты в задачах олимпиадного движения в нашей стране, сформированная в середине 1980-х гг. основная его цель – углубление знаний и развитие творческого, самостоятельного мышления школьника – должна оставаться неизменной.

Система химических олимпиад
и творческих конкурсов в России

Состязательные формы комплектования будущей интеллектуальной элиты отнюдь не исключают иных, более кропотливых, растянутых во времени, менее зрелищных, но более основательных и индивидуализированных путей подготовки одаренных молодых людей к научной карьере.

Наряду с проведением очных туров постоянно проводились заочные олимпиады. Они позволяют охватить большее количество учащихся, в них имеет право участвовать любой школьник без какой-либо рекомендации со стороны учителей. В рамках заочных олимпиад существует возможность давать задачи в нестандартной форме: кроссворды, чайнворды и вопросы, выходящие за рамки программы, ответы на которые можно найти в соответствующей литературе. Подобные олимпиады проводятся и по сей день, являясь частью третьего этапа. Заочные олимпиады способствуют систематической самостоятельной работе школьников и развивают их интерес к химии, являются источником новой информации, которую учащийся получает путем самостоятельной работы с книгой, в процессе решения задач, общении с учителями, наставниками, сверстниками. Заочная олимпиада является движущей силой развития самостоятельной работы учащихся. С развитием современных технологий заочные олимпиады превратились в интернет-олимпиады, что позволяет привлечь как можно больше способных ребят, интересующихся химией. Интересный опыт проведения интернет-олимпиад имеется у химического факультета МГУ (при содействии компании «Innocentive») и у Российского химико-технологического университета им. Д.И.Менделеева.

Другой значимой формой работы с одаренными детьми являются летние лагеря школьников. В конце 80-х – начале 90-х гг. XX в. почти прекратилась практика тематических смен, перестали существовать многие тематические лагеря. Совмещение отдыха за городом с неформальным общением школьников, студентов и преподавателей способствует, в первую очередь, развитию интереса к химии. И забывать об этой форме работы с детьми нельзя. «Орбиталь» (Казань), «Химера» (Москва), «Ленский край» (Якутск) и другие, интересные и по-своему самобытные формы работы с высокомотивированными детьми, продолжают и развивают традиции загородных тематических лагерей.

К сожалению, утеряна такая форма в проведении олимпиад (третьего и более высоких этапов) как конференции: участникам за 2–3 недели до начала олимпиады предлагались на выбор темы для выступления на конференции, они готовили небольшие рефераты. Выступления и рефераты оценивались по определенной системе, и баллы шли в зачет. Это одна из форм научного общения, и стоит серьезно задуматься о возможности проведения конференций участников олимпиады в очном или заочном виде (посредством интернет-технологий).

Много инноваций, прочно вошедших в методику проведения Олимпиады, пришло из Московской городской олимпиады.

Так, в середине 1970-х гг. экспериментальный тур превратился в небольшое, но самостоятельное исследование вполне определенной проблемы, подготавливаемое и осуществляемое участником олимпиады. Каждому из участников заранее (не меньше чем за 1 неделю) дается специальное теоретическое задание (например, собрать материал о свойствах и методах получения того или иного соединения). Участник приходит подготовленным к выполнению практического задания с кратким (3–4 страницы) рефератом на заданную тему. Новая форма проведения понравилась школьникам и зарекомендовала себя как дающая более объективные показатели и практических навыков, и умения работать с литературой. Кроме того, предварительная работа с литературой позволила учащимся лучше продемонстрировать свои экспериментальные навыки, а преподаватели могли более объективно оценить общую подготовку участников олимпиады.

В 1978 г. впервые на городской и областной этапы олимпиады московского региона в качестве эксперимента были допущены учащиеся 7-х классов (сейчас это учащиеся 8-х классов). Эксперимент прошел успешно – большинство школьников справились с заданиями. С 1979 г. олимпиада проводилась по четырем параллелям. Этот опыт был закреплен при проведении третьего этапа олимпиады, задания для которого разрабатывались для 8–11-х классов. На сегодняшний день Центральная методическая комиссия (ЦМК) готовит рекомендации для трех параллелей (9–11 классы).

Важной проблемой, требующей решения, является проведение практического тура. Поскольку в этом туре проверяется не только правильность решения, но и мыслительный эксперимент, методика и техника эксперимента, соблюдение правил техники безопасности, аккуратность оформления отчета, то учет всех этих элементов при участии всех учеников очень трудоемок и требует как увеличения числа членов жюри, так и увеличения числа лабораторных помещений.

Не менее важной является проблема отбора участников с этапа на этап и с тура на тур.

На Украине в 1970-х гг. на областном этапе ограничивали число участников экспериментального тура. При этом участники, не прошедшие на экспериментальный тур, уже не могли претендовать на призовые места. Такая же ситуация сохраняется при проведении Московской и Санкт-Петербургской городских олимпиад. Это оправданно при проведении открытых олимпиад (когда число участников не ограничивается). Но при проведении этапов с ограниченным числом участников все участники должны иметь право попробовать свои силы на всех турах олимпиады того или иного уровня. В противном случае образовательные и воспитательные функции олимпиады не смогут быть выполнены в полной мере.

Химический факультет МГУ уделял и уделяет пристальное внимание школьному образованию, различным формам привлечения школьников в науку. Именно поэтому химический факультет МГУ стоял у истоков развития олимпиадного движения в России. За более чем сорокалетнюю историю Всероссийской олимпиады*** сложилась проверенная временем система работы с одаренной молодежью. Общее руководство и методическое обеспечение осуществляет Центральный организационный комитет и формируемые им методические комиссии по предметам. Состав Центрального оргкомитета определяется приказом министра образования и науки Российской Федерации. Система работы с одаренными школьниками стройна и эффективна. Она продолжает развиваться, приумножая лучшие достижения и находки методического и организационного плана.

На сегодняшний день сложилась следующая система химических олимпиад (схема).

Схема

Эта система эффективно действует, способствуя поиску, поддержке и воспитанию молодежи, интересующейся наукой, и позволяет охватить большое число школьников, привлечь их к углубленному изучению химии, в полной мере раскрыть потенциальные возможности ребят, выявить сильнейших, способствует саморазвитию личности. Продуманная культурная и научная программа олимпиад превращает интеллектуальное соревнование в образовательный форум и истинный праздник для всех без исключения участников, наставников, членов жюри и оргкомитета.

На сегодняшний день химический факультет МГУ – один из немногих научно-образовательных центров, которые координируют методическую работу всей системы олимпиадного движения в России.

Роль химических олимпиад в образовании и науке

Из проведенного историко-методического анализа целей олимпиадного движения видно, насколько велика роль химических олимпиад в образовании.

Они способствуют привлечению как можно большего числа школьников к серьезному изучению химии и содействуют повышению уровня преподавания химии в школе в целом. Подготовка к олимпиадам часто является основой различных внеурочных видов занятий по химии: кружков, лекториев, факультативов, школьных предметных конференций. Не менее важен тот факт, что современные задания химических олимпиад помогают выявлять не только наиболее способных, одаренных учеников, но и людей, умеющих решать нестандартные задачи.

Важно, что победители и призеры разных этапов олимпиад имеют существенные льготы при поступлении в вузы. Таким образом, олимпиады и творческие конкурсы являются реальной альтернативой единому государственному экзамену.

Химические олимпиады школьников играют неоценимую роль в развитии науки. Победители олимпиад различного уровня успешно реализуют себя в научной деятельности, развивая современные направления химии. Назовем только несколько имен: победители Всемирных олимпиад – ныне чл.-корр. РАН Е.А.Гудилин (ФНМ МГУ им. М.В.Ломоносова), профессор В.В.Загорский (химфак МГУ им. М.В.Ломоносова); победители Всесоюзных олимпиад – профессор В.Г.Ненайденко, (химфак МГУ им. М.В.Ломоносова), доцент В.Н.Хвалюк (химфак Белорусского госуниверситета). Этот список можно продолжать.

Мы уверены, что и ваши воспитанники скоро дадут о себе знать своими научными результатами.

Необходимо отметить, что достижения современной химии находят отражение в содержании олимпиадных задач. Таким образом, осуществляется взаимообратная связь олимпиадного движения и развития науки.

На сегодняшний день существует эффективно действующая система химического олимпиадного движения, способствующая выявлению и поддержке талантливой молодежи и их наставников. Эта система претерпевает закономерные изменения, т. к. является неотъемлемой частью химического образования, однако позволяет сохранять лучшие традиции, а также вводить инновации, развивать и поддерживать химическое образование.

---

* С.С.Чуранов – один из организаторов школьных олимпиад по химии в течение многих лет, автор нескольких книг по этой тематике.

** Здесь и в цитируемых ниже документах все выделения шрифтом сделаны авторами.

*** Первая Всероссийская олимпиада была проведена в 1965 г. в Москве. С 1967 по 1992 гг. она носила название Всесоюзной. – Прим. ред.