Организация преподавания химии
в классах физико-математического
и гуманитарного профиля

Переход к профильному обучению, которое позволяет подготовить учащихся к осознанному выбору профессии, более полно учитывать их интересы за счет изменений в структуре, содержании и организации образовательного процесса, сегодня является одной из важнейших задач модернизации образования. Профильное обучение выступает как средство дифференциации и индивидуализации обучения, способствует получению полноценного образования разными категориями обучающихся в соответствии с их способностями и потребностями.

Мы понимаем, что для большинства учащихся классов физико-математического и гуманитарного профиля химия не является областью будущей практической деятельности. Тем не менее, химическое образование является важным звеном в системе общего образования, что определяется безусловной практической значимостью химии, возможностями, предоставляемыми этой наукой, в познании методов изучения природы, а также фундаментальных научных теорий и закономерностей.

Цели обучения химии как в классах естественно-научного профиля, где химия является профильной дисциплиной, так и в классах физико-математического и гуманитарного профилей, где химия изучается на базовом уровне, предполагают различное содержание, методику, формы и методы обучения. Методические подходы к отбору содержания, форм и методов обучения химии определялись на основании особенностей учебно-познавательной деятельности учащихся. При этом мы учитывали мнение авторов психолого-педагогических исследований (Г.А.Беруловой, Н.М.Зверевой, В.А.Крутецкого, Н.С.Пурышевой, Ю.В.Шапиро) о том, что учащихся физико-математических профильных классов отличает наличие математической и естественно-научной направленности учебно-познавательных процессов, а также способностей, необходимых при изучении химии: аналитико-синтетические качества ума, подвижность мыслительных процессов, пространственное воображение, способность к абстрагированию, оперированию символами и числами.

Ряд авторов (И.В.Гиттис, С.А.Изюмова, В.И.Киреенко, М.Ф.Косилова, И.А.Левочкина, Б.М.Теплов) установили характерные психофизиологические особенности пяти групп учащихся-гуманитариев (литераторов, художников, музыкантов, историков и лингвистов-языковедов): аналитико-синтетическое и эмоциональное восприятие, наглядно-образное мышление, образную и словесную память.

Проблема отбора содержания химии для преподавания в физико-математическом и гуманитарном профильных классах остается актуальной и определяется задачами, стоящими перед естественно-научным циклом в целом, и конкретным предметом химией, в частности.

Мы выделяем следующие задачи для предметов естественно-научного цикла:

• формирование научной картины мира;

• развитие умения ориентироваться в потоке информации;

• формирование ценностного отношения к науке и научным знаниям;

• развитие умения использования знания в практической деятельности;

• формирование творческого мышления;

• воспитание экологической культуры.

В связи с быстрым развитием науки возрастает значение формирования научной картины мира, которая должна быть у каждого человека независимо от сферы его деятельности. Отсутствие сформированной научной картины мира может явиться причиной неадекватного поведения человека.

Задача по развитию умения ориентироваться в потоке информации является новой, возникшей не так давно. Многие научные достижения, например в области генетики, генной инженерии, синтеза органических соединений популяризируются сегодня, становятся предметом обсуждения в обществе. Необходимо формировать научное мировоззрение учащихся для восприятия новой информации и критической ее переработки.

Формирование ценностного отношения к науке и научным знаниям ведет к раскрытию системы аксиологических знаний и воспитанию эмоционально-ценностных отношений личности к науке, социуму, другой личности. Так, изучение и оценка различных гипотез и теорий, возникавших в истории развития естествознания, способствует воспитанию уважения к чужой точке зрения, плюрализму мнений, умению вести дискуссию. Кроме того, освещение гуманитарного аспекта естественно-научного знания предполагает показать средствами предмета такие общечеловеческие ценности, как право на существование любого живого существа, ценность жизни и здоровья и др.

Развитие умения использовать знания в практической деятельности направлено на решение проблемы мотивации обучения и дает возможность осмысленного выбора профессии в дальнейшем.

Формирование творческого мышления основано на том, что творческий процесс есть во всех сферах человеческой деятельности и областях знания.

Воспитание экологической культуры осуществляется средствами всех естественно-научных предметов, включением экологических знаний в содержание учебного материала.

В различных профильных классах должны реализовываться все задачи, но их конкретное наполнение приобретает определенную специфику.

При отборе содержания учебного материала мы обращаем внимание на такие составляющие, как:

• естественно-научная, предполагающая изучение законов, гипотез, теорий, терминов, понятий;

• прикладная, включающая изучение фактов и научных приложений;

• гуманитарная, предполагающая использование исторического, философского, мировоззренческого и аксиологического материала.

В классах разных профилей перечисленные выше составляющие имеют разную значимость.

Так, в классах гуманитарного профиля, наряду с естественно-научной, особое значение приобретает гуманитарная составляющая. В физико-математических классах вместе с естественно-научной первые позиции занимает прикладная составляющая. Таким образом присутствует дидактический подход к отбору содержания образования на уровне учебного материала: значимость, объем и наполнение таких составляющих учебного материала, как естественно-научная, прикладная и гуманитарная, изменяются в зависимости от профиля класса.

Обращаясь к проблеме организации обучения химии в классах физико-математического профиля, следует отметить необходимость выявления не только общих направлений, отражающих специфику содержания, формы и методы обучения химии, но и путей их реализации при изучении каждой темы, на каждом конкретном уроке. Такой подход позволяет учесть профильную направленность целостно и системно. В результате у учащихся физико-математических классов должно сложиться представление о химии как о точной науке, о единстве объектов, изучаемых химией и физикой, о единстве и взаимосвязи химических и физических законов и теорий, взаимосвязи методов исследования, применяемых в химии и физике. Содержание школьного курса химии для учащихся классов физико-математического профиля должно состоять из двух частей: инвариантного ядра и вариативной оболочки.

Инвариантное ядро содержания включает химическую символику, основные химические понятия, законы, теории, факты, методы химической науки и предполагает достаточно глубокое изучение учащимися данных классов теоретического материала по химии.

Вариативная оболочка состоит из физического и математического компонентов, которые взаимосвязаны между собой химическим компонентом инвариантного ядра содержания.

Мы выделяем следующие направления математизации школьного курса химии: использование математических подходов при объяснении химического материала; выявление функциональных отношений между величинами; поиск математической формы выражения химических концепций; графическая интерпретация функциональных отношений; формулировка и решение математических задач как следствие решения химических проблем; решение количественных задач, требующих подхода к проблеме с общих позиций.

При анализе содержания конкретной темы мы учитываем следующее:

1) знания базового курса за 8-й и 9-й классы являются опорными при изучении учебного материала старшей ступени обучения;

2) инвариантное ядро содержания включает материал, направленный на развитие и дополнение базового курса химии;

3) вариативная часть содержания учитывает специфику данного профиля обучения – изучение химии должно осуществляться на интегративной основе во взаимосвязи с физикой и математикой;

4) межпредметные связи отражаются в согласовании материала школьных курсов физики и математики, необходимых для более глубокого понимания и усвоения, с химическим содержанием темы (в данном случае важно установить корреляцию времени изучения этого материала в курсах химии, физики и математики и продумать пути реализации предшествующих, сопутствующих и последующих межпредметных связей химии с профильными дисциплинами);

5) содержание деятельности по изучению темы строится с учетом особенностей учебно-познавательной деятельности учащихся физико-математических классов.

Курс химии в классах гуманитарного профиля направлен на раскрытие роли химии как части общей культуры человечества, на обеспечение необходимым запасом химических знаний, позволяющих ориентироваться в общественно значимых проблемах. При отборе содержания учебного материала по химии для учеников-гуманитариев мы реализовали идеи гуманитаризации химического образования. Химия как часть мировой культуры и одна из фундаментальных наук содержит в себе огромный гуманитарный потенциал, который включает мировоззренческое, нравственное, гражданское, эстетическое и развивающее начала, их умелое раскрытие на уроках химии способствует всестороннему гармоническому развитию личности ученика.

Программы по химии для учеников гуманитарных классов также предлагают двухкомпонентную структуру содержания школьного курса химии, состоящую из инвариантного ядра и вариативной оболочки. Инвариантное ядро содержания включает в себя основные химические понятия, законы, теории, факты и методы химической науки, которые необходимы для объяснения явлений живой и неживой природы и должны войти в культурный багаж каждого образованного человека независимо от его профессиональных интересов. Вариативная часть представляет собой гуманитарный компонент содержания школьного курса химии для учащихся классов данного профиля, в котором реализованы принципы полипредметной интеграции знаний, историзма, методологизации, социализации, экологизации, практической значимости, соответствия инвариантному ядру содержания и необходимой достаточности гуманитарного компонента.

В школьном курсе химии для гуманитарных классов химическое содержание должно интегрироваться с материалом таких дисциплин, как литература, изобразительное искусство, музыка, что усиливает воздействие на эмоциональную сферу и пробуждает интерес к химической науке.

Литературные произведения, органически связанные с материалом темы урока химии, вводят в мир высоких чувств, воспитывают способность видеть, понимать и ценить прекрасное в жизни, фрагменты из литературных произведений несут обучающую нагрузку и развивают творческий потенциал школьников.

В ходе реализации межпредметных связей учащиеся знакомятся с метафорическим употреблением химических терминов, с синонимическими рядами названий, используемых не только в учебной и научной литературе, но и в разговорной речи.

Нахождение межпредметных связей химии и искусства способствует повышению интереса к химической науке у всех групп гуманитариев. В школьном курсе можно показать роль химии в развитии живописи, скульптуры, архитектуры и декоративно-прикладного искусства.

Школьников учат выражать свои представления о химических явлениях средствами изобразительного искусства. Это развивает художественное мышление, творческое воображение, цветоощущение, зрительную память, пространственные представления, высокое чувство формы, пропорций и композиций, что очень важно для глубокого понимания строения и свойств веществ.

При обучении химии также важно показать, что музыка сопровождала жизненный и творческий путь ученых-химиков; одни из них любили слушать музыку, другие – играли на музыкальных инструментах, третьи – сочиняли музыкальные произведения.

Кроме этого, необходимо акцентировать внимание учеников-гуманитариев на социально-нравственных аспектах химической науки, «очеловечивать» изучаемый на уроке материал. Изучая явление радиоактивности, мы знакомим школьников с работами М.Склодовской-Кюри, вся жизнь которой – подвиг, беззаветный труд во имя науки. При этом особенно важно, чтобы старшеклассники осознавали огромное практическое значение научного открытия для человека и на благо человека.

Большое внимание на уроках химии следует уделять формированию экологической культуры. Прежде всего это будет способствовать преодолению хемофобии. Необходимо, чтобы ученики-гуманитарии осознавали, что химию нельзя считать главной виновницей экологических проблем, наоборот, именно химии принадлежит одна из ведущих функций в решении проблемы охраны окружающей среды.

Важным требованием к содержанию школьного курса химии становится его прикладная направленность, которая предполагает разъяснение того, как знание химических законов и теорий, свойств наиболее распространенных веществ, владение химическими методами исследования можно использовать в повседневной жизни при решении практических задач в быту и на производстве.

Как показывают исследования, особый интерес у ребят вызывают ассоциативные, творческие задания, выполнение которых развивает образное мышление. Поэтому на уроках химии целесообразно использовать сочинение стихов, сказок, загадок, кроссвордов и т.д.

Xимия – наука экспериментальная, поэтому химический эксперимент органично вплетается в ткань всего школьного курса. Подобранные опыты с учетом специфики учащихся профильных классов позволяют наглядно отразить связь теории и эксперимента, на практике убедиться в действенности законов химической науки и возможности научного предвидения. Использование химического эксперимента в обучении и позволяет ознакомить учащихся не только с самими явлениями, но и с методами химической науки. Кроме того, химический эксперимент как источник приобретения эмпирических знаний служит надежным средством превращения знаний в убеждения и, следовательно, способствует формированию мировоззрения.

Специфика работы в гуманитарных классах требует не только строгого выполнения всех общеметодических требований к проведению химического эксперимента (наглядность, безопасность для учащихся и учителя, доступность для понимания учащимися, надежность и сопроводительное объяснение), но и учета познавательных интересов и психофизиологических особенностей гуманитариев. В связи с этим можно выделить ряд требований к отбору содержания опытов по химии для учащихся гуманитарных классов. Опыты должны:

– быть эффектными и способствующими формированию интереса к изучаемому материалу;

– иллюстрировать изучаемый теоретический материал, способствовать формированию химических понятий (например, зависимость скорости реакции от различных факторов);

– моделировать процессы, происходящие в природе (например, выделение кислорода при фотосинтезе и его обнаружение), или имитировать возможные последствия экологических бедствий (например, сжигание серы при проведении опыта «Кислотный дождь»);

– показывать практическую значимость отдельных веществ, их химические и физические свойства (например, испытание среды растворов сока лимона, яблока, слюны);

– позволять воспроизводить химический эксперимент на основе исторического материала.

При подготовке к проведению химического эксперимента мы учитываем: познавательную значимость конкретного опыта (какие законы и теоретические положения, основные химические понятия должны быть повторены, углублены, расширены и применены в опыте); те практические умения и навыки, которые будут развиваться с помощью опыта; вклад опыта в развитие умственных способностей учащихся; реализации каких воспитательных задач может способствовать опыт.

При этом большое значение приобретает способ подачи химического опыта, предполагающий соответствующий культурологический экскурс, например исторической, экологической и практической направленности. Используемый нами экскурс в историю позволяет моделировать или реконструировать исторический опыт. Учитель и учащиеся превращаются в участников процесса открытия, по сути, воспроизводят историческую реальность. В результате достигается понимание учащимися того, что достижения современной химической науки – результат длительного исторического пути ее развития.

Обязательная часть химического образования школьников – решение химических задач. Специфика химических задач для гуманитариев состоит во введении в их содержание гуманитарного компонента. Химические задачи по содержанию гуманитарного компонента можно классифицировать как историко-искусствоведческие, экологические, литературные, регионального характера, практического характера.

Одним из результатов своей работы по обучению химии в классах разных профилей мы считаем повышение мотивации к изучению химии и рост познавательной активности школьников. Анализ результатов анкетирования показал, что более 90 % опрошенных школьников профильных классов считают знания химии полезными для дальнейшей жизни, половина учащихся признают необходимость химических знаний для объяснения явлений, происходящих в окружающем мире.

Н.М.НЕЧАЕВА,
учитель химии средней школы № 41
(г. Вологда),
Л.Е.САВАШКЕВИЧ,
методист кафедры
естественно-научного образования
Вологодского института развития образования