Особенности обучения химии
на базовом уровне старшей школы:
несколько методических советов коллегам

Выступление* на седьмом московском
педагогическом марафоне учебных предметов
7 апреля 2008 года

В школьном химическом образовании неуклонно сокращается время, выделенное на изучение предмета. Базовый уровень официально отводит на изучение химии 1 ч в неделю. Отсюда первый совет.

Постарайтесь раздвинуть узкие временны'е рамки, отпущенные Федеральным базовым учебным планом. Как это сделать? Можно убедить руководство школы, используя в качестве аргумента ссылку на допущенную Министерством образования и науки РФ программу курса химии, в которой подчеркнуто, что «отобранное для базового уровня обучения химии содержание рекомендуется изучать в режиме 2 ч в неделю. В этом случае у учащихся появляется возможность не проходить, а изучать, не знакомиться, а усваивать это содержание». (Габриелян О.С. Программа курса химии для 8–11 классов образовательных учреждений. М.: Дрофа, 2007, с. 29.)

Если же это не удастся, то используйте возможности элективных курсов. Переход страны на профильную старшую среднюю школу предполагает введение обязательных к изучению элективных курсов, в отличие от необязательных факультативных. В классах гуманитарного, физико-математического и других непрофильных по отношению к химии направлений среднего образования всегда найдутся, в силу тех или иных причин, несколько учащихся, желающих поступить по окончанию школы в вузы, в которых химия является профильной дисциплиной (медицинские, сельскохозяйственные, биологические и т.д.). Для таких учащихся можно предложить в 10-м классе элективный курс «Избранные вопросы органической химии» и в 11-м – «Избранные вопросы общей химии», каждый из которых рассчитан на 34 ч. Создать такой курс очень просто. Для этого надо взять программы химии базового и профильного уровней для старшей школы и отобрать для элективного курса наиболее важные вопросы, отсутствующие в программе базового уровня и имеющиеся в программе профильного.

Второй совет. Постарайтесь изменить свое отношение к обучению любимому предмету. Вместо хемиоцентрического подхода (когда в центре методики обучения стоит химия) используйте антропо-, или человекоцентрический (когда обучение химии строится, в первую очередь, на основе учета интересов, склонностей и особенностей учащихся).

Статус непрофильной дисциплины обрекает химию в гуманитарных, физико-математических и прочих классах и школах на очень низкую мотивацию ее изучения для большинства учащихся. Повысить их интерес к химии можно, на наш взгляд, усилением прикладного характера содержательной и процессуальной сторон в ее обучении (так называемая «химия и жизнь»).

В таких классах необходимо изменить и язык, на котором учитель объясняет материал учебного предмета, связывать его с литературными, художественными, музыкальными произведениями. Например, при изучении твердого состояния вещества в 11-м классе или при изучении полимеров в 10-м классе, рассматривая понятие «аморфность», учитель может вместо сухого, лаконичного, бесстрастного языка использовать эпическое преподнесение материала: «Слово “аморфный” (бесформенный) в сознании многих несет в себе негативный оттенок. Очевидно, это справедливо для характеристики личностных качеств человека. В мире химических веществ и материалов все наоборот. Именно аморфные вещества являются нам в блеске драгоценного жемчуга, в скромном обаянии полудрагоценных опала и халцедона, в медовом свечении янтаря, в волшебном многоцветии витражей и мозаик, в изумительной игре света хрусталя и блеске зеркальных витрин». Будет совсем не лишним при таком подходе к вербальному общению применить также и соответствующую наглядность: видеофрагменты, слайды, иллюстрации и т.д.

Кроме этого, необходимо усилить практическую значимость материала, предусмотренного стандартом базового уровня. 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 (чистки, стирки, сушки, утюжки).

В классах и школах гуманитарного профиля усиление гуманитаризации в обучении химии возможно, если максимально использовать приемы, методы и средства, характерные 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.

Также в языковых школах большую роль для усиления мотивации к изучению химического материала играет использование межпредметных связей химии с иностранным языком. Так, например, эффективно применение заданий на установление англоязычной этимологии химических терминов (например, символьные обозначения относительных атомной и молекулярной масс A_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 в виде схемы:

Таким образом, вначале дается краткое латинское название более электроотрицательного элемента с суффиксом «-ид», а затем – название менее электроотрицательного элемента в родительном падеже и указывается степень окисления, в том случае, если она переменная (хлорид меди один, сульфид железа три, нитрид кальция).

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:

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, т.е. 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.

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 в методике обучения 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 (беседы, диспута, элементов уроков-конференций), что позволяет значительно увеличить долю самостоятельной работы учащихся. Такой подход дает возможность широко использовать межпредметные связи и формировать единую естественно-научную картину мира.

Третий совет относится к химическому эксперименту и решению расчетных химических задач.

Химия – особая учебная дисциплина, при изучении которой наряду с теоретическими знаниями формируются также экспериментальные и расчетные умения и навыки. Но именно на химический эксперимент и решение расчетных задач не хватает времени, отпущенного на учебный процесс на базовом уровне. Поэтому уроки химии могут стать скучными, серыми, лишенными эффектной эмоциональной поддержки, которую обеспечивает яркий наглядный химический эксперимент. Отсюда необходимость обучения химии с обязательным демонстрационным экспериментом на каждом уроке. Поскольку лабораторный ученический эксперимент в силу узкого временного лимита приобретает в обучении эпизодический характер, вероятно, возникает необходимость привлечения к выполнению демонстрационного эксперимента учащихся в качестве ассистентов учителя. Это позволит поддерживать на должном уровне практические умения и навыки учащихся, сформированные в основной школе. Некоторую напряженность в обеспеченности уроков химии наглядностью должны снять обязательные коллекции, подготовленные к каждому уроку химии на основе рисунков-коллажей, имеющихся в учебнике. И, наконец, часть проблем химического эксперимента могут решить многочисленные видеоматериалы. Однако они применимы только в том случае, если диктуются правилами техники безопасности или требуют значительных затрат времени. В остальных случаях замена ученического и учительского эксперимента на видеофрагменты аналогична заочному или виртуальному питанию.

Также эпизодическое, а не системное включение расчетных задач по формулам и уравнениям в процесс обучения химии приводит к разрыву двух взаимосвязанных сторон – качественной и количественной – при рассмотрении химических объектов (веществ и реакций). Ввиду того, что на уроке на решение расчетных задач по химии выкроить время проблематично, необходимо использовать все возможности самостоятельной работы учащихся, и, в первую очередь, при подготовке домашнего задания. Можно использовать приведенные в учебнике в конце каждого параграфа расчетные задачи, оценивая их и комментируя результаты оценок в начале каждого урока на протяжении 3–5 мин. Такая технология позволит решить еще одну проблему, которая возникает при обучении химии на базовом уровне в условиях временного цейтнота, – проблему «накопляемости» оценок и обоснованности выставления рубежных (полугодовых) и итоговых (годовых) оценок учащимся.

Четвертый совет имеет отношение к актуальной в современной дидактике проблеме интеграции. 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 не стоит и говорить. И, тем не менее, идеи интеграции могут плодотворно реализоваться и в обучении химии на базовом уровне.

Во-первых, это внутрипредметная интеграция. 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, 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, а люди, не получившие таких знаний, могут неосознанно стать опасными для этого мира, т.к. химически неграмотное обращение с веществами, материалами и процессами грозит ему немалыми бедами.

В-третьих, это интеграция химии с гуманитарными дисциплинами: историей, литературой, мировой художественной культурой. В свою очередь, такая интеграция позволяет средствами учебного предмета показать роль химии и в нехимической сфере человеческой деятельности (например, выполнение учащимися проектов «Химические сюжеты как основа произведений научной фантастики», «Химические ошибки в средствах массовой информации и их причины» и т.д.). Эта интеграция полностью соответствует идеям гуманизации и гуманитаризации обучения химии.

Пятый совет. Изучение химии на базовом уровне освобождает нас от ответственности за результаты итоговой аттестации по нашей учебной дисциплине, которая с 2009 г. в форме ЕГЭ будет проводиться в штатном режиме. Подготовить учащихся к успешной сдаче ЕГЭ при 1–2 ч в неделю, отпущенных на изучение химии на базовом уровне, просто невозможно. Да это и не наша задача. Наша задача состоит в том, чтобы раскрыть роль химии в жизни современного общества и в жизни каждого отдельно взятого человека, показать ее вклад в формирование целостной научной картины мира. Поэтому не следует загружать учеников сведениями, превышающими базовый стандарт. Побуждаемые благими намерениями дать как можно больше информации, вы получите обратный эффект. Для учащихся нежеланная, немотивированная и непосильная перегрузка превратит химию в скучный и нелюбимый предмет. Поэтому научитесь сдерживать свои благородные порывы, давайте только минимальный необходимый объем сведений в пределах стандарта и получайте удовольствие от легкого и комфортного обучения химии, которая, уверяю вас, в этом случае станет одним из любимых предметов старшеклассников.

Шестой совет. Постарайтесь усилить мотивацию учащихся к изучению непрофильной химии через раскрытие связи изучаемого материала с будущей профессиональной деятельностью выпускника средней школы. Наибольший эффект дает самостоятельная работа старшеклассников по раскрытию этой связи. Учитель наиболее высоко оценивает выполнение учащимися заданий следующего типа: «Подготовьте рассказ о том, как связаны знания по химии конкретной темы с обучением в выбранном вами вузе или с вашей будущей профессией».

Учебный материал непрофильной дисциплины приобретает личностно-значимый характер, если ему придается социальный или философский оттенок. Например, при изучении углеводородов учитель предлагает старшеклассникам ответить на вопросы: «Назовите известные вам международные вооруженные конфликты, которые связаны со стремлением установить контроль над природными источниками углеводородов»; «Приведите примеры интеграций экономик различных стран, основу которых составляет использование природного газа»; «Как мировые цены на нефть влияют на бюджет нашей страны? Предложите свои варианты уменьшения зависимости экономики России от колебания мировых цен на нефть».

В 11-м классе в качестве ориентировочной основы обобщения важнейших понятий и теорий химии может служить великая философская истина о том, что все в окружающем мире, в том числе и химическом, относительно. Учащиеся в ходе дискуссии подтверждают, что деление элементов на металлы и неметаллы относительно (целый ряд химических элементов обладает пограничными свойствами, например германий, сурьма, олово), что деление химической связи на типы носит условный характер (поскольку они характеризуются единой физической природой), что относительно деление полимеров на органические и неорганические (широко известны элементоорганические соединения, например силиконы, которые широко применяются как в промышленности, так и в медицине) и т.д.

И, наконец, седьмой совет, который касается рубежной (тематической, полугодовой, годовой) и итоговой аттестации знаний старшеклассников по химии. Один час в неделю обрекает учителя химии на лекционно-семинарскую форму проведения учебных занятий. В этой связи проблема накопляемости оценок становится наиболее острой, равно как и слабая ориентировка учителя в том, каким должен быть уровень требований к качеству знаний по предмету. Чтобы разрешить эту проблему, приведем примерное содержание обязательных и дополнительных заданий двух (и не более!) контрольных работ в 10-м и 11-м классах.

Контрольная работа 1 по темам:
«Теория химического строения органических соединений А.М.Бутлерова»,
«Углеводороды» (2 ч)

Задание 1. Даны две формулы и два названия различных углеводородов.

О б я з а т е л ь н а я  ч а с т ь. По названию дать формулу и по формуле дать название каждого углеводорода; указать тип (предельный или непредельный) и класс (алкан, алкен, диен, алкин, арен), к которому он принадлежит.

Д о п о л н и т е л ь н а я  ч а с т ь. 1) Для углеводорода, имеющего в составе пять или шесть атомов углерода, записать формулы возможных изомеров и дать им названия;

2) для этого же углеводорода записать формулы двух гомологов, отличающихся друг от друга на одну гомологическую разность, и дать им названия.

Задание 2.

О б я з а т е л ь н а я  ч а с т ь. Записать уравнения реакций, характеризующих свойства конкретного углеводорода (метана, этилена, бутадиена-1,3, ацетилена и бензола). Указать тип и вид реакций, назвать реагенты и продукты реакций.

Д о п о л н и т е л ь н а я  ч а с т ь. 1) Назвать основные способы получения углеводорода в лаборатории и промышленности, записать уравнения реакций для тех способов, где это имеет место;

2) охарактеризовать основные области применения данного углеводорода.

Задание 3 (официальное дополнительное). Расчетная задача на нахождение объема воздуха, необходимого для сжигания определенного объема газообразного углеводорода (н.у.), или на расчет по термохимическому уравнению реакции горения конкретного углеводорода.

Контрольная работа 2 по темам:
«Кислородсодержащие органические соединения» и
«Азотсодержащие органические соединения»

Задание 1. Даны две формулы и два названия различных кислород- и азотсодержащих органических соединений.

О б я з а т е л ь н а я  ч а с т ь. По названию дать формулу и по формуле дать название каждого соединения; указать тип, класс или группу, к которым они принадлежат.

Д о п о л н и т е л ь н а я  ч а с т ь. 1) Указать области применения или значение каждого из веществ;

2) записать уравнения реакций или назвать способы получения конкретного вещества из числа предложенных.

Задание 2.

О б я з а т е л ь н а я  ч а с т ь. Записать уравнения реакций, характеризующих свойства конкретного кислород- или азотсодержащего органического соединения. Указать тип и вид реакций, назвать реагенты и продукты реакций.

Д о п о л н и т е л ь н а я  ч а с т ь. 1) Назвать основные способы получения предложенного кислород- или азотсодержащего органического соединения в лаборатории и промышленности, записать уравнения реакций для тех способов, где это имеет место;

2) охарактеризовать основные области применения или значение данного соединения.

(Разумеется, соединения первой и второй частей контрольной работы не должны повторяться.)

Задание 3 (официальное дополнительное). Даны цепочки превращений, в которых вместо отдельных звеньев стоит многоточие (следовательно, учащиеся должны восполнить отсутствующие звенья). Необходимо записать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить предложенные превращения веществ, назвать их и указать тип или вид реакций.

Контрольная работа 1 по теме
«Строение атома и строение вещества»

Задание 1. Дать характеристику элемента по его положению в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева согласно плану:

1. Положение конкретного элемента (углерода, серы, кальция, алюминия) в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева и строение его атомов.

О б я з а т е л ь н а я  ч а с т ь. Записать электронную и электронно-графическую формулы элемента.

Д о п о л н и т е л ь н а я  ч а с т ь. Рассмотреть валентные возможности атомов предложенного химического элемента в нормальном и возбужденном состояниях.

2. Характер простого вещества (металл, неметалл, переходный металл).

О б я з а т е л ь н а я  ч а с т ь. Строение кристаллической решетки и физические свойства.

Д о п о л н и т е л ь н а я  ч а с т ь. Записать схему образования химической связи в простом веществе.

3. Сравнение свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по подгруппе элементами.

4. Сравнение свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по периоду элементами.

5. Состав высшего оксида, его характер (осно'вный, кислотный, амфотерный).

Д о п о л н и т е л ь н а я  ч а с т ь. Записать уравнение реакции, подтверждающее характер оксида.

6. Состав высшего гидроксида, его характер (основание, кислородсодержащая кислота, амфотерный гидроксид).

Д о п о л н и т е л ь н а я  ч а с т ь. Записать уравнение реакции, подтверждающее характер гидроксида.

7. Состав летучего водородного соединения.

Д о п о л н и т е л ь н а я  ч а с т ь. Записать схему образования химической связи для этого соединения.

Задание 2. Привести примеры неорганических и органических полимеров, охарактеризовать их роль в живой и неживой природе или области применения.

Д о п о л н и т е л ь н а я  ч а с т ь. Для органических полимеров записать уравнения реакций получения и указать их тип (поликонденсация или полимеризация).

Задание 3 (официальное дополнительное). Расчетная задача по формуле органического или неорганического газообразного соединения (нахождение массы по заданному объему (н.у.) и наоборот).

Контрольная работа 2 по темам:
«Химические реакции», «Свойства классов неорганических
и органических соединений»

Задание 1. Дать полную характеристику предложенной реакции синтеза (аммиака, оксида серы(VI), оксида азота(II), метанола) по всем изученным признакам классификаций химических реакций. Рассмотреть условия смещения химического равновесия в сторону образования продуктов реакции.

Д о п о л н и т е л ь н а я  ч а с т ь. Составить электронный баланс, указать окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления.

Задание 2. С какими из перечисленных ниже веществ будет взаимодействовать хлороводород
(в а р и а н т  I) или гидроксид натрия (в а р и а н т  II). Перечень веществ (семь наименований) содержит 3–4 неорганических или органических соединения, вступающих во взаимодействие с указанным веществом.

О б я з а т е л ь н а я  ч а с т ь. Записать уравнения возможных реакций.

Д о п о л н и т е л ь н а я  ч а с т ь. Записать (где это имеет место) ионные уравнения.

Задание 3. Даны цепочки превращений, в которых вместо отдельных звеньев стоит многоточие (следовательно, учащиеся должны восполнить отсутствующие звенья). Необходимо записать уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить предложенные превращения веществ, назвать их и указать тип или вид реакций.

Д о п о л н и т е л ь н а я  ч а с т ь. Записать (где это имеет место) ионные уравнения, а также рассмотреть окислительно-восстановительные реакции.

Задание 4 (официальное дополнительное). Расчетная задача на нахождение объема газообразного продукта (н. у.), если известна масса исходного вещества, данного в виде раствора с указанной массовой долей или содержащей определенную массовую долю примесей.

---

* В «Программе для учителя химии» дано другое название выступления. Содержание данной статьи соответствует содержанию прочитанной на марафоне лекции.

О.С.ГАБРИЕЛЯН
кандидат педагогических наук,
профессор Педагогической академии
последипломного образования
(Московская обл.)