Дайджест по проблеме «Профильное обучение химии»

Представила: Криворучкина Л.В., зав. УМК химии ООИПКРО
Дата: 25.02.2004 (в апреле)

Пентин А.Ю. Естественные науки для «пользователя» // Естествознание в школе. – 2004. - №1. – С. 10 - 15

Новый вариант базисного учебного плана предполагает введение в профилях гуманитарной специализации интегрированного курса «Естествознание».

Впервые создан стандарт для преподавания интегрированного курса «Естествознание» в гуманитарных классах профильной школы.

Автор сравнивает различные подходы к отбору содержания нового курса, рассматривает основные принципы построения нового стандарта.

На все естественнонаучные предметы (физику, химию и биологию) в гуманитарных профилях отводится не более 3 часов в неделю. Преподавание одночасовых курсов с дидактической точки зрения считается нецелесообразным. Другая принципиальная трудность состоит в определении содержания таких курсов, которое должно удовлетворять ряду рамочных требований:
- учитывать особенности учащихся классов данного профиля;
- обладать определенной полнотой, то есть включать минимально необходимый перечень разделов;
- вносить новое содержание по сравнению с соответствующим курсом основной школы. Удовлетворить этим требованиям в одночасовых курсах физики, химии и биологии практически невозможно. В качестве реальной альтернативы рассматривается курс «Естествознание», объем которого составляет 210 учебных часов на 10 и 11 классы старшей школы. По отношению к этому курсу в силе остаются выше сформулированные рамочные требования. Возможны различные подходы к построению курса «Естествознание».

Фундаментальный (иерархический) подход

Главной целью такого подхода является «построение единой естественнонаучной картины мира». Считается, что курс предъявляет ее ученикам в непротиворечивом и законченном виде, а они способны усвоить этот образец.

Фундаментальный подход присутствует в программе А.М.Мансурова и Н.А.Мансурова и создаваемом на ее основе учебнике, а также в программе «Естественнонаучная картина мира» авторского коллектива под руководством Е.К.Страута и др.

Методологическия подход

При этом подходе на первый план в качестве цели изучения курса выходит серьезное знакомство с методом научного познания , овладение некоторыми исследовательскими умениями. Естественнонаучная картина мира имеет при данном подходе фрагментарный вид, зато подчеркивается ее исторический характер.

Акцент на методологический подход сделан в программе Н.К.Ханнова, В.А.Орлова и др. и готовящемся к изданию учебнике.

Подход универсальных понятий

Содержание курса группируется вокруг ряда важнейших понятий, имеющих универсальное значение для всех естественных наук. Особенностью этого подхода является более глубокая интеграция естественнонаучного материала.

Подход универсальных понятий представлен в попытке Пентина А.Ю. построить курс на основе понятий «энергия», «порядок – беспорядок», «случайность», «симметрия», «самоорганизация», вокруг которых структурируется весь естественнонаучный материал

Натурфилософский подход

В этом варианте акцент делается на неких истолкованиях природных закономерностей. Здесь главная цель – увлечь школьников философским, метафизическим содержанием естественнонаучного знания и тем самым пробудить интерес к естественным наукам. Однако проблема в том, что курс рассчитан на 15 – 16 – летних школьников, а для философского осмысления естественнонаучного материала надо иметь хорошую базовую подготовку в этих дисциплинах, а это крайне редко отличает учащихся гуманитарных или социально – экономических классов.

Натурфилософский подход доминирует в учебнике Л.А.Битюцкой и др. «Естествознание» для 10 класса. Основные разделы учебника: уроки познания, праязык науки, познание пространства, познание времени, симметрия и гармония мира, эволюция и катастрофы, земные миры человека.

Прагматический подход

Смысл его в том, чтобы приобрести поверхностные знания и умения, которые могли бы, с одной стороны, обеспечить минимально необходимый культурный кругозор ученика в области естественных наук, а с другой - использоваться в быту. Актуальностью определяется отбор содержания: энергетика, экологическая безопасность, синтетические материалы, биотехнологии, медицина.

Не менее важная сторона этого подхода - попытка дать представление о характере научной деятельности, о способах, с помощью которых ученые получают свои результаты.

Пример прагматического подхода - экспериментальный британский учебник Science for Public Understanding (ed. by R. Millar, A. Hunt) - Heinemann, 2000.

Стандарт по естествознанию

Задача выбора подхода встала в ходе разработки стандарта по естествознанию для полной средней школы. Здесь в качестве главенствующего был выбран прагматический подход. В значительной степени выбор базируется на методе исключения.

Для построения стандарта не годятся подход универсальных понятий, натурфилософский и фундаментальный подходы. Первый из них чересчур непривычен, а значит, труден для учителя - предметника. Он предлагает новую структуру и новое содержание естественнонаучного курса. Проявления в природе таких универсальных факторов, как порядок - беспорядок (энтропия), симметрия, случайность, самоорганизация, практически не отражены в содержании подготовки учителей и мало методически освоены.

Натурфилософский подход предполагает расширенную подготовку учителей, включающую вопросы методологии и философии науки. Кроме того, метафизические смыслы научного знания дискуссионны и зависят от авторской позиции.

Не учитываются особенности учащихся профилей гуманитарной специализации при фундаментальном подходе. Ученики, которые не собираются специализироваться в естественных науках, не склонны к систематическому изучению в старшей школе естественнонаучных курсов, построенных по фундаментальному принципу.

Решение задачи формирования минимального естественнонаучного кругозора выпускника в наибольшей степени отвечает прагматический подход с присутствием методологического.

Основные принципы построения разработанного стандарта по естествознанию для полной средней школы следующие: основная цель изучения курса - получение естественнонаучного образования на уровне пользователя. Это означает хотя бы поверхностную ориентацию в естественнонаучной информации, по возможности ее критический анализ, представление о естественнонаучном методе как способе получения и обоснования знаний, использование знаний для решения практически важных задач.

Обязательный минимум содержания, определяемый стандартом, включает главные достижения естественных наук и их практическую реализацию в технике и технологии. Логика стандарта состоит не в том, чтобы представить фундаментальное знание, а наглядно показать, какую роль играют естественные науки в развитии цивилизации. Формировании нашего материального окружения. Наших знаний о себе.

Требования к уровню подготовки выпускников сводятся главным образом к ориентации в научных понятиях, работе с информацией естественнонаучного характера, владении некоторыми элементами исследовательского метода, использованию знаний в практических ситуациях.

Существуют определенные требования и ограничения к степени и формам интеграции, задаваемым проектом стандарта или предполагаемым курсом. К ним относятся, например, кадровые возможности преподавания курса «Естествознание». На первых порах этот курс будут преподавать традиционные учителя - предметники, поэтому стандарт разбивается на элементы физического, химического и биологического содержания. Но в нем присутствуют меж - и метадисциплинарные разделы, обеспечивающие интеграцию. Например, превращения энергии в живой и неживой природе, случайные процессы и вероятностные закономерности, эволюции (физический, химический и биологический уровни), глобальные экологические проблемы и др.

Савинкина Е.В., Логинова Г.П. Химия. Для школ и классов гуманитарного профиля: Учебник. 10 класс. – М.: Аст – Пресс, 2001.

От авторов

Учебник «Химия» для школ и классов гуманитарного профиля базируется на авторской программе, в которой реализована идея дифференцированного обучения в старшей школе. Особенностью этой программы является широкое использование межпредметных связей, максимальное привлечение примеров из повседневной жизни, прикладная направленность. В основу авторской программы легли понятия «экология», «энергетика», «химические материалы», «человеческая жизнь».

Учебник состоит из двух частей, рассчитанных на два учебных года (при учебной нагрузке 1 час в неделю).

Учебник для 10 –го класса включает три раздела: «Химия и экология», «Химия и энергетика», «Металлы». Проблемы экологии постепенно становятся основным фактором, определяющим перспективы жизни на Земле. Энергетика, с одной стороны, важнейшая область человеческой деятельности, обеспечивающая развитие промышленности, транспорта, сельского хозяйства, с другой стороны, она в наибольшей степени загрязняет окружающую среду. Металлы – важнейшие конструкционные материалы, основа современной техники.

В структуре учебника выделен дополнительный текст, помещенный на цветном фоне. На развороте книги расположены иллюстрации, усиливающие наглядность изложения материала. Встречающиеся в тексте первый раз ключевые понятия и термины, как ранее известные, так и новые, выделены шрифтом полужирного курсивного начертания. Их определения даны в Словаре, помещенном в конце книги. Шрифтом светлого курсивного начертания выделены названия химических веществ и их смесей. Формулы химических веществ и составы смесей приведены в Указателе.

Каждый параграф учебника завершается вопросами, расположенными преимущественно по возрастанию сложности (от вопросов, имеющих прямой ответ в тексте параграфа, до заданий на составление уравнений химических реакций и проблемных вопросов). А к каждому разделу дана подборка интересных фактов из жизни знаменитых химиков.

Методический аппарат к учебнику (лабораторные работы по всем темам курса, расчетные задачи с пояснениями, задания для самостоятельной внеклассной работы, итоговые контрольные работы) в основном вынесен в практикум. Учебник и практикум взаимно дополняют друг друга и должны использоваться в комплекте, включающем также книгу для учителя.

Учебно – методический комплект «Химия» для школ и классов гуманитарного профиля соответствует обязательному минимуму образования и достаточен для освоения теоретического материала на уровне требований к знаниям и умениям учащихся полной средней школы. Для более широкого изучения предмета и поиска ответов на проблемные вопросы предложен Список рекомендуемой литературы. В него включены научно – популярные издания, которые могут заинтересовать учащихся школ и классов гуманитарного профиля.

 

Савинкина Е.В., Логинова Г.П. Химия. Для школ и классов гуманитарного профиля: Практикум. 10 класс. – М.: АСТ – ПРЕСС, 2001.

От авторов

Структура практикума соответствует структуре учебника. Издание содержит три раздела и восемь тем. Темы III и IV, VII и VIII объединены в соответствии с почасовым планированием курса (1 час в неделю).

Каждая лабораторная работа начинается с формулировки цели и включает перечень оборудования и реактивов, подробное описание хода работы, форму записи наблюдаемых явлений и вопросы для проверки усвоения материала. Приведены схемы лабораторных установок. Даны указания по технике безопасности.

Часть опытов учащиеся проводят сами, приобретая полезные навыки безопасного обращения с химическими веществами. Наиболее сложные опыты показывает учитель.

С учетом имеющихся в школе оборудования и реактивов он может самостоятельно выбрать опыты для выполнения в классе, организовать коллективное их проведение ученическими бригадами и т.п.

Согласно концепции авторской программы, решение задач по химии с применением математического аппарата имеет подчиненное значение.

Расчетные задачи дополняют изложенный в учебнике материал конкретными примерами, которые переносят учащихся в реальные жизненные ситуации. Чтобы заинтересовать школьников решением задач, в условия введены исторические факты, ссылки на литературные произведения. географические объекты.

Все задачи снабжены пояснениями к их решению. В конце книги даны ответы. Рекомендуется разбирать пояснения на уроке. Это прежде всего относится к наиболее сложным задачам. Учитель вправе предложить другой способ решения расчетных задач.

Творческие задания помогут учащимся расширить знания по химии, благодаря использованию в вопросах межпредметных связей с гуманитарными дисциплинами. Для их выполнения следует воспользоваться Списком рекомендуемой литературы. Эти задания предназначены для самостоятельной внеклассной работы.

Завершающий этап изучения тем – контрольные работы. Контрольная работа включает 8 вариантов заданий по 10 вопросов (в том числе не более двух расчетных задач), которые объединены в смысловые блоки по 2 –3 вопроса. Ответы к контрольным работам помещены в книге для учителя.

В Приложениях приведен справочный материал, необходимый для выполнения всего комплекса заданий. Под названием «Самокат» дано описание приспособления для решения химических задач.

 

Илья Леенсон. Химия – простому гражданину
Вышли первые в России учебники химии для школ и классов гуманитарного профиля //Школьное обозрение. – 2002. - №6. – С. 35 – 38

Преподаватели Московской академии тонкой химической технологии им. М.В.Ломоносова Е.В.Савинкина и Г.П.Логинова первыми в России написали учебники химии для школ и классов гуманитарного профиля (10-й и 11 классы). Учебники подготовлены при содействии Национального фонда подготовки кадров; они победители на конкурсе по созданию учебников нового поколения для средней школы, проводимого Национальным фондом подготовки кадров и Министерством образования РФ, изданы в 2001- 2002 гг. с грифом Министерства образования небольшим тиражом - 20000 для 10 –го и 5000 для 11 класса.

Учебники для 10 –го содержат всего три раздела: «Химия и экология» (с четырьмя темами – «Химия атмосферы», «Химия гидросферы», «Химия литосферы» и «Круговорот химических элементов»); «Химия и энергетика» (этот раздел включает две темы: «Энергия углеродсодержащих веществ» и «Современные разделы энергетики»); последний раздел – «Металлы» (состоит из двух тем: «Свойства металлов» и «Получение и применение металлов. Каждый раздел заканчивается небольшим параграфом «Знаменитые химики». В учебнике для 11 класса также три раздела: «Химия в быту и медицине», «Химия и питание» и «Полимеры» (они включают семь соответствующих тем).

Структура нового учебника резко отличается от всех отечественных учебников химии, но она не является принципиально новой. В 1988 году в США был опубликован учебник «ChemCom» (русский перевод «Химия и общество»).

Учебник для 10 класса содержит всего 127 страниц, из которых 17 –оглавление, словарь и указатель веществ, а из остальных 110 не меньше половины составляют большие поля, рисунки и дополнительный материал. В учебнике минимум уравнений химических реакций. Усвоить материал в таком объеме не должно составить труда, особенно если он интересен.

Всю «химическую кухню»: химические уравнения, расчеты по ним и другие задачи авторы включили в «Практикум», который входит в комплект учебников 10 –го и 11 классов.

Основное достоинство рецензируемых учебников – строго научное и в то же время простое и доступное изложение материала. Химические формулы, строение молекул и другие вопросы теории вводятся непринужденно, обычно в качестве дополнительного текста на цветном фоне. Авторы разделили материал на основной и дополнительный. Основные способы получения металлов, разделение металлов на группы по их активности, методы их защиты от коррозии, сведения о том, что особенно быстро железо и его сплавы подвергаются коррозии в морской воде, помещены в основной текст. Электронное строение атомов металлов, уравнения реакций цинка с серной кислотой, алюминия со щелочью и меди с азотной кислотой даны как материал дополнительный. Но не всегда очевидно такое разделение сведений. Например, авторы считают, что сведения о возможности перевозки концентрированной серной кислоты в стальных цистернах (основной текст) важнее, чем помещенное в дополнительный текст указание на то, что хромирование металлов не только красиво, но и защищает их от коррозии.

Большое внимание уделено таким злободневным темам, как уменьшение концентрации озона в верхних слоях атмосферы, неправильное питание и избыточный вес, загрязнение воздуха промышленными предприятиями и автотранспортом и др. Сильный акцент сделан на практическое применение веществ в быту. Многие страницы учебника будет интересно читать даже химикам – каждый найдет в нем что – то новое для себя.

Следует отметить прекрасное полиграфическое исполнение, интересные рисунки и фотографии «живых объектов».

Интересны многие творческие задания в «Практикумах». Например, найти примеры из литературных произведений, где отмечены красота и совершенство форм кристаллов. Или обсудить перспективы жизни современного человека без нефти. Или перечислить элементы, названия которых произошли от имен собственных, от географических названий и др. Замечательно задание по поиску и обоснованию пословиц и поговорок, в которых фигурируют различные химические вещества. Чтобы ответить на вопрос, что такое «сусальное золото», «червонное золото», «самоварное золото», какого происхождение названий хлопка, льна, шерсти, шелка, капрона, лавсана и вискозы, учащимся придется провести лингвистическое исследование. Выполняя такие задания, учащиеся видят единство природы, убеждаются в необходимости элементарных химических знаний.
К сожалению, учебники не свободны от ошибок.

На заметку учителям и будущим авторам учебников

Изложение материала в учебниках 10 –го и 11 классов опирается на знания, полученные при изучении химии в 8 – м и 9 классах. Но почему вдруг появляются пояснения, которые даются для начинающих изучать химию. Так, на с. 62 (5 –я тема 10 класса) дается определение понятию валентности, говорится о том, что у атома водорода один электрон и поэтому он одновалентен, что «черта между символами атомов показывает ковалентную связь».

В учебнике немало чисто редакционных огрехов. Так, в предисловии к учебнику 10 класса говорится, что названия химических веществ выделены курсивом. Однако на с.73 метан, этан и бутан даны обычным шрифтом, а пропан – курсивом. В «Указателе» приведены все эти названия, но ни при одном из них не указано, что они встречаются на с.73. На с.102 говорится фактически о пассивации железа и алюминия в некоторых средах, но без использования этого термина. На с.106 термин «пассивация» (относительно хрома) вводится без пояснения и не выделен полужирным шрифтом, что противоречит сказанному во введении на с.6. Подобных случаев много.

Не имеет смысла выражение «продукты жизнедеятельности с известняком» (с.59). На с.92 говорится о длиннопериодном варианте таблицы, тогда как речь идет о короткопериодном, о чем свидетельствует рисунок на с.93. На с.98,99 говорится, что «золото и платину невозможно окислить даже концентрированными кислотами», но этому противоречит то, что написано на с.104. Золото, например, растворяется в селеновой кислоте, а на платину действуют горячие растворы HBr и HI, а также «царская водка». На с.103 утверждается, что «со временем на поверхности меди появляется темный налет, представляющий собой оксид меди», на с.105 – что на воздухе (а он всегда содержит влагу) «поверхность меди покрывается зеленоватым налетом» основного карбоната меди.

Нет логики в утверждении, что «сталь, содержащая 20% хрома, устойчива к действию …концентрированных растворов щелочей», поскольку и без хрома сталь в щелочах не растворяется. В параграфе «Защита металлов от коррозии» весьма странно выглядит утверждение, что известкование почвы применяется «для того, чтобы уменьшить коррозию» (с.107).

Некоторые отдельные ошибки и неточности есть в тексте учебников. Непонятно, что должны отвечать школьники на требование написать уравнения реакций с водой азотной кислоты и гидроксида калия (с.29) – оба вещества с водой не реагируют. Состав воды в разных реках может отличаться очень сильно. Например, в Оке и Волге в 1 л. воды содержится 50 мг. кальция, а в северных реках – всего 5 мг. Поэтому не имеет смысла приведенный «точный» состав речной воды (с.31). На следующей странице именно об этом и говорится и т. д.

Есть претензии и к «Практикуму». Вот лишь некоторые из них. Проведение опыта по «определению состава воздуха» сжиганием фосфора (с.9) опасно даже для учителя. Придерживая левой рукой горловину склянки и внося в нее горящий фосфор на ложечке с длинной ручкой, легко задеть ложкой за край склянки. Последствия – сильнейший ожог кисти. Кроме того, этот опыт вовсе ничего не доказывает! Вода засасывается в склянку не столько потому, что в ней «выгорел» кислород, сколько потому, что горящий фосфор сильно нагрел в ней воздух, и после его остывания в нее заходит вода, чтобы выровнять давление.

Опыт по обнаружению сульфат – ионов и ионов железа в водопроводной воде (с.34) практически всегда будет закончен неудачно, так как этих ионов там обычно чрезвычайно мало. Их скорее можно обнаружить в некоторых минеральных водах. И тем более невероятно обнаружить ионы трехвалентного железа в почве.

Получить «кристаллы в полоску» из растворов алюминиевых и хромовых квасцов (с.51) невозможно. Во-первых, степень растворимости этих веществ в воде различна, т.е. один из кристаллов будет растворяться даже в насыщенном «чужом» растворе.

Во – вторых, равновесие кристалл – раствор динамический процесс, поэтому при внесении окрашенного кристалла в бесцветный раствор этот раствор начнет неминуемо окрашиваться.

Указанные недочеты исправимы.

 

ИПКиППРО ОГПУ

Банк_педагогической_информации