РАЗЛИЧНЫЕ ПОДХОДЫ К ОТБОРУ ПРОГРАММНОГО УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА ПО ХИМИИ

3. РАЗЛИЧНЫЕ ПОДХОДЫ К ОТБОРУ ПРОГРАММНОГО УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА ПО ХИМИИ

Современное содержание школьного курса химии получило научное обоснование в работах крупнейших отечественных методистов: В. Н. Верховского, П. П. Лебедева, Ю. В. Ходакова, С. Г. Шаповаленко, Л. А. Цветкова, И. Н. Черткова, Е. Е. Минченкова, А. Д. Смирнова, Г. И. Шелинского, Н. Е. Кузнецовой, В. П. Гаркунова.

Кроме того, свои методические концепции разработки содержания школьного курса химии четко выражены у каждого из авторов школьных учебников по химии. Тем не менее при разных подходах во всех курсах можно выделить определенный набор дидактических единиц, составляющих структуру курса.

1. Законы и теории. Периодический закон и периодическая система элементов Д. И. Менделеева. Атомно-молекулярное учение. Теория строения вещества. Теория электролитической диссоциации. Закономерности возникновения и протекания

химических реакций (учение о скорости химических реакций и о химическом равновесии). Современная теория строения органических веществ. Постоянство состава и закон сохранения массы веществ при химических реакциях, закон Авогад-ро, закон сохранения и превращения энергии.

2. Понятия. Вещество. Химический элемент. Химическая реакция. Химическое производство.

3. Факты.

4. Методы химической науки.

Химия — это наука экспериментально-теоретическая. Изучение веществ и процессов в этой области основано на анализе фактов, полученных в результате эксперимента, и их теоретическом объяснении и обобщении. Если факты можно объяснить на основе уже имеющихся законов и теорий, то они служат подкреплению этих законов и теорий. Но наиболее интересны факты, которые противоречат существующим теориям. И тогда поиск их объяснения приводит к открытию новых законов, созданию новых теорий. Такова логика химических открытий — в сочетании индуктивного (обобщение накопленных фактов) и дедуктивного (применение теорий и законов к объяснению фактов) путей исследования.

При попытках объяснить факты ученые выдвигают гипотезы, которые затем проверяются экспериментом. Если экспериментальные данные подтверждают гипотезу, она превращается в теорию. История химии знает немало таких теорий. Даже атомно-молекулярное учение долгое время было гипотезой. Теория существует до тех пор, пока не накопятся многочисленные факты, противоречащие ей. Тогда возникает новая теория. Если теория объективно отражает явления окружающего мира, то она не опровергает прежнюю, а расширяет границы ее применения.

В школьном курсе химии также должна найти отражение сущность научных химических методов, в связи с чем предусмотрено формирование определенных групп умений, позволяющих приобщить учащихся к пониманию пути химического исследования:

1)проверка выдвинутой гипотезы экспериментом, вывод, теоретическое осмысление, использование в практике;

2)приобретение умений работать с посудой, материалами, реактивами, инструментами, приборами, освоение приемов, операций, манипуляций, техники химического эксперимента;

3)освоение химической символики, методов моделирования веществ и процессов.

Обогащение понятий новыми качественными характеристиками происходит при изучении той или иной теории. Такой подход отражает в целом соотношение между понятиями и теориями в науке. Важнейшие химические теории, разработанные в разные исторические периоды развития науки, связаны между собой через понятия. Это находит отражение в структуре содержания школьного курса химии. В школьном курсе химии — пять основных теоретических концепций:

—атомно-молекулярное учение;

—периодический закон, периодическая система элементов Д. И. Менделеева и теория строения вещества;

—теория электролитической диссоциации;

—закономерности возникновения и протекания химических реакций;

—современная теория строения органических веществ.

Каждая из этих концепций представляет собой своеобразный рубеж, проходя через который, важнейшие понятия претерпевают качественные изменения, развиваются и совершенствуются. Это может быть выражено схемой 1, из которой видно, что теории связываются между собой через понятия.

Основные химические понятия также тесно связаны между собой. При этом, как показано на схеме 2., ведущими являются понятия «вещество» и «химическая реакция». Именно этим понятиям принадлежит решающая роль при построении содержания различных курсов химии.

Схема 2.

Взаимосвязь систем важнейших химических понятий в курсе химии средней школы

Отбор необходимых фактов для изучения химии превращается в сложную проблему. Постоянное стремление уменьшить описательный материал в курсе химии в пользу теоретического таит опасность недооценки фактов, а это может привести к догматическому изложению теорий, нанести ущерб формированию диалектико-материалистического мировоззрения. Но избыток фактов при недостаточном теоретическом анализе Предметом наибольшего внимания авторов программ и учебников оказался курс химии основной школы, а именно VIII и IX классов. Этот курс в дальнейшем именуется базовым.

Систематические курсы с ориентацией на понятие о веществе

Для систематического курса, как уже говорилось, характерен учет логики науки, развития понятий, т. е. историкологический подход. Принимаются во внимание историческое развитие научных понятий, а также логические приемы раскрытия их взаимосвязи: восхождение от абстрактного к конкретному, движение от простого к сложному, от известного к неизвестному и т. д.

Систематические курсы химии классифицируются, во-первых, по объекту изучения на неорганическую и органическую химии, а во-вторых, по построению в зависимости от того, какая система понятий служит для курса системообразующим стержнем. Большинство систематических курсов построено с ориентацией на систему понятий о веществе. Такая традиция сложилась со времен В. Н. Верховского и нашла отражение в большинстве отечественных учебников. Именно такое построение имел курс химии, отраженный в официальной стабильной программе 60—80-х годов. Значительная часть школ до сих пор пользуется этой программой, внося в нее небольшие изменения. Концепция построения курса химии этого типа заключается в следующем.

Весь курс химии средней школы делится на пять этапов, на каждом из которых происходит качественное изменение важнейших понятий, их развитие.

Первый этап — вводный курс химии, изучаемый до периодического закона на базе атомно-молекулярного учения. В течение этого этапа усваиваются понятия и факты, необходимые для понимания периодического закона. Все последующие этапы входят в основной курс химии.

Второй этап — изучение периодического закона и периодической системы элементов Д. И. Менделеева и электронной теории строения вещества.

Третий этап — изучение наиболее типичных элементов по группам периодической системы Д. И. Менделеева.

Изучение химии элементов прерывается включением в программу теории электролитической диссоциации, а также некоторыми сведениями о скорости химической реакции и химическом равновесии. Это четвертый этап, необходимый для изучения химических реакций.

Пятый этап — изучение органических веществ на основе современной теории их строения.

Между этими этапами, в основе которых лежат теории, происходит накопление фактов, обогащение ими понятий. Изучение же каждой теории приводит к качественному изменению понятий. Периодически в курс включаются обобщения.

Построение программы с ориентацией на формирование и развитие системы понятий о веществе вовсе не означает, что химическим процессам уделяется недостаточно внимания. Просто они «привязаны» к свойствам веществ, их получению и применению. Включены и темы, имеющие отношение непосредственно к химическим процессам.

Для 60-х г. методическое решение разработанной таким образом программы было достаточно прогрессивно, так как она вводила учащихся в круг химических понятий постепенно, переходя от теории к теории. Индуктивный подход обеспечивал сначала накопление фактов, способствовал неформальному усвоению материала. Периодические обобщения позволяли постепенно переходить к дедукции. По мере изучения теорий у учащихся развивались умения строить прогнозы. Замечания нетерпеливых критиков сводились в основном к недостаточному углублению содержания, неполному отражению в нем современных достижений химической науки. Вероятно, поэтому такой методический подход оказался жизнеспособным и перестройка курса в настоящее время ограничивается введением некоторых дополнительных тем. Например, вводится дополнительная тема «Химическая реакция». Некоторые программы выделяют в качестве специального раздела химический язык, методы химии, энергетику химических реакций, исторические сведения, дополнительно вводят законы и другие углубляющие содержание сведения, но стержень при этом остается. Этот стержень — изучение вещества [7,8-10].

Особенности построения курса органической химии

Практически всегда ориентирован на систему понятий о веществе курс органической химии независимо от того, в каком объеме он изучается. В последние годы, как уже говорилось, некоторые сведения об органических веществах помещены в курс химии IX класса. Органическая химия либо помещена в конец курса IX класса, либо включена в раздел, связанный с подгруппой углерода. И то, и другое имеет свое обоснование. В первом случае подчеркивается, что органическая химия — это самостоятельная отрасль химических знаний, обладающая особыми закономерностями и большой спецификой. Во втором подчеркивается единство неорганической и органической химии, единая природа веществ и подчеркиваются внутрипредметные связи.

В старших классах органическая химия изучается в большем объеме и выделена в отдельный курс, где усилена теоретическая сторона предмета. Больше внимания уделяется механизмам реакций, разнообразию изомеров, тонким структурам веществ, чем в 9 классе, где объем содержания значительно меньше, но основные разделы органической химии нашли свое отражение.

Отбор классов органических веществ определяется конечной образовательной целью курса — изучением биологических органических соединений — жиров, углеводов, белков. Весь предшествующий курс подготавливает учащихся к пониманию этих веществ.

В курсе органической химии изучаются три большие группы органических веществ — углеводороды, кислородсодержащие и азотсодержащие органические вещества, которые разделены по темам следующим образом:

Тема «Теория химического строения органических соединений». В ней в основном рассматриваются положения теории А. М. Бутлерова. В дальнейшем освещают стереохимию и электронное строение органических веществ. Таким образом, изучение теоретических основ органической химии не ограничивается теми тремя часами, которые отводятся на эту первую тему курса органической химии. Здесь же начинает формироваться понятие об изомерии.

В отличие от неорганической химии теоретические сведения в органической химии не вводятся едиными крупными блоками, а распределены по всему курсу, постепенно углубляя его. Этого требует логика науки, установление постоянной связи между теорией и фактами. На этой позиции основан, и другой, издавна известный подход — перед изучением теории А. М. Бутлерова для создания некоторой базы фактов по органической химии рассматривают предельные углеводороды, а потом осмысливают их через теорию.

В любом случае раздел «Углеводороды» кладется в основу изучения органической химии как базис, необходимый для понимания и объяснения строения и свойств органических веществ и процессов. Гомологические ряды углеводородов, отобранные для изучения в школьном курсе, многие десятилетия практически не меняются.

В теме «Предельные углеводороды» сосредоточено изучение наиболее простых из органических веществ и на их примере начинают формироваться важнейшие понятия об органических веществах, получающие в дальнейшем свое развитие: «гибридизация», «пространственное и электронное строение», «свободно радикальный механизм реакции замещения», «гомология». Учащиеся знакомятся с систематической номенклатурой, роль которой в органической химии особенно велика. Здесь же рассматриваются и циклопарафины.

В органической химии особенно строго соблюдается движение логики познания от простого к сложному.

Тема «Непредельные углеводороды». Здесь уточняется понятие о ковалентной связи. Изучаются углеводороды этиленового, диенового и ацетиленового рядов.

Тема «Ароматические углеводороды». В школьном курсе химии циклические соединения не выделяются в отдельный раздел, поэтому при характеристике их свойств легче провести аналогию с соединениями алифатического ряда и избежать дублирования.

Тема «Природные источники углеводородов и их переработка». В ней получает развитие система понятий о химическом производстве, основы которой были заложены еще в курсе неорганической химии. Объектами изучения являются природный газ, нефть и каменный уголь и получаемые из них продук ты, использование их в народном хозяйстве. При изучении нефти и способов ее переработки с целью получения важнейших нефтепродуктов главный упор делается на химические способы переработки нефти, а фракционная перегонка рассматривается ознакомительно.

Кислородсодержащие органические вещества представлены четырьмя темами: «Спирты и фенолы», «Альдегиды и карбоновые кислоты», «Сложные эфиры», «Жиры», «Углеводы ».

Последний раздел органической химии — «Азотсодержащие органические вещества», куда постоянно включены амины, аминокислоты и белки, но, кроме них, могут рассматриваться азотсодержащие гетероциклы, нуклеиновые кислоты, что зависит от числа часов в учебном плане.

В конце курса органической химии обычно проводится обобщение. Иногда вводится в конце и еще одна обобщающая тема, устанавливающая связи органической и неорганической химии [12].

Построение курса химии, ориентированного на систему понятий о химической реакции

Курс химии, ориентированный на формирование и развитие системы понятий о химической реакции, совершенно непохож на описанные выше. Например, курс для колледжей, разработанный в США коллективом авторов во главе с Ж. С. Пименталем под редакцией Г. Т. Сиборга [13]. В нем после вводных глав, связанных с описанием общего подхода к научным исследованиям, идет глава, которая так и называется «Химические реакции», затем рассматривается поведение газов, кинетическая теория с расчетами, энергетика химических реакций, их скорость, химическое равновесие, растворение как равновесный процесс и электролитическая диссоциация. Среди тем дважды встречается периодическая система элементов в связи со строением атома. Свойства элементов изучаются не по группам, а по периодам. Особо выделены только галогены, соединения углерода и щелочноземельные металлы. Это построение интересно тем, что, наряду с теоретическими химическими темами, рассматривается и химия элементов, в то время как нередко разработка такого курса сводится к тому, что мы называем общей химией. В отечественной школе, к сожалению, делается мало попыток для создания курса химии такого построения.

Пожалуй, единственной попыткой такого рода является курс О. С. Зайцева «Неорганическая химия», в котором химия так и характеризуется как «наука о превращениях веществ». Этот курс представляет собой комплекс теорий: учение о периодическом изменении свойств элементов, химическая связь и строение вещества, направление химических процессов, скорость химических процессов и химическое равновесие [13].

Школьные программы по химии. Цели, содержание и построение школьного курса химии находят отражение в учебной программе, но не следует думать, что достаточно изложить в программе в определенной последовательности перечень тем и поподробнее расшифровать и конкретизировать их содержание, и можно считать, что программа составлена.

Программа — это прежде всего нормативный документ. Будучи составлена, утверждена и принята учителем к использованию, она определяет всю систему его работы на годы, потому что в основе программы лежит определенная концепция, комплекс идей, и их нельзя менять в течение всего срока обучения, на который рассчитана программа.

Программа может быть утверждена Министерством Российской Федерации, если она предназначена для школ Российской Федерации, региональными органами образования и даже педагогическим советом школы, если она отражает содержание факультатива или спецкурса, реализуемых за счет школьного компонента учебного плана.

Учебная программа имеет четкую структуру. Важнейшим компонентом, на который обращает внимание учитель, прежде чем знакомиться с основным текстом, является объяснительная записка.

В объяснительной записке раскрываются, во-первых, цели и задачи обучения химии, а также основные идеи, реализуемые в курсе. Выбирая программу, учитель внимательно изучает эти идеи и решает, согласен ли он с ними, подходят ли они для учащихся, с которыми он работает, а также имеются ли в школе необходимые условия, соответствующий учебник и другое методическое обеспечение.

На титульном листе программы, предназначенной для федерального курса, должен быть так называемый гриф Министерства общего и профессионального образования Российской Федерации. Это специальная запись о том, что программа утверждена Министерством и допущена (или рекомендована) к использованию в школе.

Следующим важнейшим компонентом программы является ее содержание. Выше уже было сказано о критериях оценки содержания программы, и учитель изучает детально содержание, оценивая его с этих позиций, соотнося его со своими конкретными условиями работы.

Обычно в любой программе при изложении содержания тем подробно перечисляются законы, понятия и т. д., но при этом отсутствует упоминание о деятельности, которую должны осуществлять ученики. Выше уже говорилось, что в содержание должен входить опыт деятельности. Например, в программе написано: «Химические формулы», но не сказано, что нужно делать, чтобы химические формулы были усвоены учащимися. Предполагается, что об этом писать не надо, учитель сам поймет, что с ними надо делать. Но, действительно, что? Просто выучить определение химической формулы и изложить его учителю, или научиться узнавать химическую формулу, писать формулы, или просто принять к сведению, что они существуют? Программа должна определять и уровень усвоения понятия. Это крайне важно еще и потому, что только в деятельности осуществляется воспитание и развитие детей. Если бы было написано еще: «Составление химических формул веществ, состоящих из двух элементов, на основе их валентности», то тогда было бы понятно, чего добиваться от учащихся. Этот недостаток некоторые составители программ стараются устранить, введя особый раздел в конце каждого года обучения «Требования к результатам обучения», но этот раздел мы находим далеко не во всех программах. Его отсутствие в последнее время объясняется еще и тем, что проводилась работа по разработке Государственного Стандарта образования, где нашли отражение эти результаты, но в настоящее время работа над Стандартом временно приостановлена.

Внутри темы в программе, как правило, выделены такие рубрики, как «Расчетные задачи»,«Демонстрации», «Лабораторные опыты», «Практические занятия», «Семинарские занятия» и т. п., а также довольно жестко определено время изучения каждой темы.

Таким образом, учебная программа представляет собой обязательное методическое руководство для учителя, необходимое ему для профессиональной деятельности [14].

ЛИТЕРАТУРА

 

1.    Ахметов Н. С. Неорганическая химия: Пробный учебник. — М.: Просвещение, 1994.

2.    Ахметов Н. С, Кузнецова Л. М. Неорганическая химия: Пробный учебник для 7 класса. — М.: Просвещение, 1983.

3.    Зайцев О. С. Системно-структурный подход к построению курса химии. — М.: Изд-во МГУ, 1983.

4.    Волова Н. Ф., Чернобыльская Г. М. Пропедевтический курс для семиклассников // Химия в школе, 1998, № 3. С 29—33.

5.    Гузей Л. С, Сорокин В. В., Суровцева Р. П. Химия. — М.: Дрофа, 1995.

6.    Гуревич А. Е., Исаев Д. А., Понтак Л. С Физика и химия. 5—6 класс. — М.: Просвещение, 1994.

7.    Иванова Р. Г. Химия. — М.: Просвещение, 1996.

8.      Кузнецова Н. Е., Титова И. М., Тара Н. Н., Жегин А. Ю. Химия. — М.: Вента-на-Граф, 1997.

9.     Общая методика обучения химии / Под ред. Л. А. Цветкова. В 2-х т. т. 1. — М.: Просвещение, 1981.

10.   Цветков Л. А. Органическая химия. — М.: Просвещение, 1988.

11.   Химия и общество / Американское химическое общество; Пер. с англ. — М.: Мир, 1995.

12.   Чернобельская Г. М., Трухина М. Д., Шелехова Л. М. Пропедевтический курс химии с прикладным содержанием для VII класса // Химия в школе, 1995, № 4. С. 19.