CC BY
79
ИЗВЕСТИЯ
ПЕНЗЕНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА имени В. Г. БЕЛИНСКОГО ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ № 29 2012
IZVESTIA
PENZENSKOGO GOSUDARSTVENNOGO PEDAGOGICHESKOGO UNIVERSITETA imeni V. G. BELINSKOGO NATURAL SCIENCES № 29 2012
удк
ОСОБЕННОСТИ РАССМОТРЕНИЯ ТЕМЫ «ХИМИЯ В СОВРЕМЕННОЙ НАУКЕ»
ПО УЧЕБНИКУ «ХИМИЯ. 11 КЛАСС. ПРОФИЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ»
АВТОРОВ ЕРЕМИНА В.В. И ДРУГИХ
© О. В. ЗОРЬКИНА
Пензенский государственный педагогический институт имени В.Г. Белинского,
кафедра химии и ТиМОХ, e-mail: zorkinaolgasov10@yandex.ru
Зорькина О. В. - Особенности рассмотрения темы «Химия в современной науке» по учебнику «Химия. 11 класс. Профильный уровень» авторов В. В. Еремина и других // Известия ПГПУ им. В.Г. Белинского. 2012. № 29. С. 305-309. - В новом учебнике профильного уровня авторов Еремина В. В. и соавторов тема «Химия в современной науке» выделена в отдельную главу. Тема анализировались на соответствие программе государственного образовательного стандарта по химии (профильный уровень) и основным дидактическим принципам: научности, доступности, систематичности, наглядности.
Ключевые слова: профильный уровень, научность, доступность, систематичность, наглядность, Еремин В. В.
Zorkina O. V. - Peculiarities of the studying the topic «Chemistry in the modern science» in the Student’s book «Chemistry. 11 form. Profile level» written by Eremina V. V. and others // Izv. Penz. gos. pedagog. inst. im.i. V.G. Belinskogo. 2012. № 29. P. 305-309. - In the new Student’s book profile level written by Eremina V. V. and others the topic “Chemistry in the modern science” is pointed out as the separate chapter. The topic is analyzed to the accordance of the State Educational Standards for chemistry program (profile level) and the basic didactic principles: scientific, availability, systematic and visibility.
Keywords: profile level, scientific, availability, systematic, visibility, Eremin V. V.
Изучение темы «Химия в современной науке» в курсе XI класса профильного уровня имеет профессионально-ориентационную направленность, благодаря рассмотрению особенностей современного развития химии, профессиональных источников химической информации, перспективных разработок химиков совместно с другими специалистами, альтернативных источников энергии. Рассмотрение же данных проблем на уроках химии в профильных классах имеет профессионально-ориентационную направленность.
Авторским коллективом преподавателей химического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова В. В. Ереминым и соавторами подготовлен комплект учебников по химии для профильных классов старшей школы. Авторы: Еремин В. В., Кузьменко Н. Е., Лунин В. В., Дроздов А. А., Теренин В. И. - преподаватели химического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова. В своем учебнике для 11-х классов химикобиологического профиля изучению роли химии в современной науке авторы отвели отдельную главу. В этом видится особенность данного учебника, т.к. в результате анализа учебников профильного уровня других авторов, этой теме уделяется очень малое место.
Проблема школьного учебника широко обсуждается в педагогической литературе в самых разных аспектах: содержание, гигиенические характеристики, структурные особенности, воспитательные функции и т.д. Учебник формирует мировоззрение учащихся, со-общаяо пределенные методологические знания и философские идеи, обеспечивает развитие умственной деятельности учащихся, формирование химических и учебных умений и навыков. В учебнике последовательно реализуются все требования комплексного подхода, которые предъявляются к обучению [9].
Рассмотрение любых теоретических проблем школьного учебника невозможно вне чёткого представления о его педагогической целевой принадлежности. В школьном учебнике не может быть ничего случайного, того, что целенаправленно не служило бы решению определённых учебно-воспитательных задач, стоящих перед школой, не помогало бы учителю в реализации этих задач.
Так, современный школьный учебник, реализуя содержание образования, призван систематизировать и интегрировать сведения, полученные учащимися из различных каналов массовой информации. Учебник
объединяет вокруг себя все другие школьные книги (учебные пособия, популярную научную литературу, обязательную и дополнительную художественную литературу и др.) и средства обучения координирует работу.
Оригинальную трактовку определения функционально-целевой направленности учебника, вытекающую из анализа целей и содержания обучения, учёта закономерностей процесса усвоения им индивидуальных особенностей учащихся, даёт Ф. Талызина[5].
Первая группа функций - учебник как носитель содержания обучения.
Вторая группа функций - использование учебника для получения сведений об учащихся.
Третья группа функций связана с введением содержания образования в обучение, формирование мотивов, заставляющих учащихся принять вводимый материал и ту деятельность, в которую он будет включён.
Четвёртая группа функций это разработка и введение учебных задач.
Несмотря на различия в подходах, ученые и исследовательские коллективы едины в главном: учебник должен создаваться как инструмент процесса обучения и должен обладать вполне определёнными качествами, свойствами, призванными помочь учащимся наиболее полно овладеть содержанием образования.
Учебник Еремина В. В.с соавторами является учебником для профильного уровня. Профильное обучение направлено на реализацию личностноориентированного учебного процесса. При этом существенно расширяются возможности выстраивания учеником собственной образовательной траектории.
В концепции профильного обучения, представленной в 2002 г. в журнале «Вестник образования», отмечается, что переход к профильному обучению преследует следующие цели:
• обеспечить углубленное изучение отдельных предметов программыполного общего образования;
• создать условия для существенной дифференциации содержания обучения старшеклассников с широкими и гибкими возможностями построения школьниками индивидуальных образовательных программ;
• способствовать установлению разного доступа к полноценному образованию разным категориям обучающихся, в соответствии с их способностями, индивидуальными склонностями и потребностями;
• расширить возможности социализации учащихся, обеспечить преемственность между общими профессиональным образованием, более эффективно подготовить выпускников школы к освоению программ высшего профессионального образования [6].
Можно отметить, что именно профильный уровень старшей школы как нельзя более подходит для рассмотрения темы «Химия в современной науке», поскольку многие из учащихся продолжат дальнейшее изучение химии в высших учебных заведениях. Знания о способах получения и обработки химического материала и перспективные отрасли развития науки
помогут учащимся впоследствии реализовать свои способности в интересующей их сфере деятельности. Тем более что учащиеся уже имеют фундаментальные знания по химии, на основе которых можно приступить к материалу данной темы. Анализируя другие учебники профильного уровня, которые используют в общеобразовательных школах, нужно отметить, что данная тема либо не представлена вообще (как в УМК линии О. С. Габриэляна и Лысовой Г. Г. [1,2]), либо имеются только некоторые упоминания относительно нанотехнологий и некоторых свойств супрамолеку-лярных структур на примере ДНК (как в учебниках линии Кузнецовой Н. Е.[7,8]).
Тема «Взаимосвязь химии, физики, математики и биологии» присутствует в Государственном стандарте [3], изучается в предыдущих классах, время от времени на ней акцентируется внимание учащихся. В первом параграфе рассматриваемой главы связь этих дисциплин представлена не как теоретическая и общенаучная, призванная сформировать единую научную картину мира, а как общие усилия специалистов-химиков, физиков, биологов, направленные на решение конкретных практических задач. Кроме того, использование методов одной науки в исследованиях другой области естествознания.
О нанотехнологиях, нанохимии, супрамолеку-лярной химии Государственный стандарт не упоминает, но они также могут быть рассмотрены в рамках взаимосвязи химии, физики и биологии - как наглядный пример синтеза знаний и достижений этих наук. В примерной программе есть тема «Новые вещества и материалы в технике», в рамках чего и предусмотрено рассмотрение этих тем авторами учебника.
Параграф «Водородная энергетика» полностью сообразуется с темой «Водород» Государственного стандарта, изучавшийся в курсе основной школы, а также с темой примерной программы профильного уровня «Проблемы безопасного использования веществ и химических реакций в современной жизни». Таким образом, изучение этого параграфа решает две задачи - повторение тем: «Водород», «Основы термодинамики» и перенос теоретических знаний на практическую почву.
Параграф «Источники химической информации» соответствует разделу темы примерной программы профильного уровня по химии: «Источники химической информации: учебные, научные и научнопопулярные издания, компьютерные базы данных, ресурсы Интернета». Таким образом, та информация, которую авторы учебника вынесли в отдельную главу, полностью соответствует требованиям Государственного стандарта и примерной программе по химии профильного уровня.
Теме «Химия в современной науке» в учебнике «Химия. 11 класс. Профильный уровень» В. В. Еремина и соавторов[4] посвящена отдельная десятая глава, содержащая следующие параграфы: особенности современной науки, источники химической информации, нанохимия и нанотехнология, супрамолекуляр-ная химия, водородная энергетика.
Первые два параграфа посвящены особенностям современной науки в целом и, в частности, источникам информации, которые используются в настоящее время профессиональными химиками. Темы «Нанохимия и нанотехнология» и «Супрамолекулярная химия» раскрывают суть этих новых и перспективных направлений, возникших благодаря совместной работе химиков с физиками, технологами и другими специалистами. В параграфе «Нанохимия и нанотехнология» подробно описаны современные представления о свойствах частиц нано-размера, современное состояние нанотехнологии. Представлены определения наночастиц, размерного эффекта, задачи нанохимии, классификация нанообъектов, их применение. В параграфе «Супрамоле-кулярная химия» говорится еще об одном направлении современных исследований, разъяснено строение су-прамолекулярных структур и причины их применения в настоящее время. Охарактеризованы типы межмоле-кулярных взаимодействий, благодаря которым возможно образование и продолжительное существование су-прамолекулярных структур, даны определения молекулярной и супрамолекулярной самосборки. В параграфе «Водородная энергетика» объясняется необходимость поиска новых источников энергии, в качестве альтернативы представлено водородное топливо, достоинства и недостатки его получения и использования [4].
В параграфе «Особенности современной науки» представлены особенности современной науки, которые отличают ее от науки полувековой и даже тридцатилетней давности.
По причине специфичности параграфа, его не представляется возможным анализировать согласно принципу научности, так как в представленном материале не представлена химическая информация, а говорится о состоянии самой науки в современных условиях.
Текст изложен понятным языком, терминология, которая может вызвать сложность у учащихся, -отсутствует. Из этого можно сделать вывод, что принцип доступности в параграфе реализован.
Также реализован и принцип систематичности. Логика изложения материала построена следующим образом: параграф начинается с общего описания изменений последних лет, благодаря которым деятельность ученых-химиков стала иной, после чего приводятся и раскрываются отдельные аспекты, а именно: узкая специализация научных работников; тесная связь с другими научными дисциплинами; растущая доля расчетных, теоретических работ; огромный объем информации, которую необходимо учитывать; высокие расходы на научные исследования.
При изложении данного материала авторы не ставили целью реализовать принцип наглядности, что позволило бы уменьшить объем текста параграфа, представив, например, вместо развернутого объяснения фотографии современного компьютерного оборудования, работы химиков и краткие комментарии. В этом случае учащимся было бы легче обратить внимание на все особенности современной науки и сделать необходимые выводы.
В параграфы «Источники химической информации» представлены различные источники информации, которыми пользуются профессиональные химики: электронные базы данных, справочники, интернет-ресурсы.
Соблюдается принцип научности при упоминании тех или иных веществ и их свойств в указанных примерах.
Принцип систематичности соблюдается следующим образом: сначала дается характеристика информации как ресурса в современном мире, затем на основе определения химии выводится то, какая информация необходима ученым-химикам: информация о свойствах веществ и методики проведения реакций. Далее подробно рассматриваются базы данных, после которых указываются также и бумажные носители аналогичной, хотя и в несравнимо меньшем объеме, информации.
Принцип доступности реализован в параграфе не в полной мере - в тексте присутствует изобилие англоязычных названий баз данных и кодовых названий веществ, хотя эта же самая информация представлена далее наглядно - в виде таблицы. Текст написан сложным для восприятия учащихся языком. В некоторой мере сложность компенсируется иллюстрацией рабочего окна в электронной базе данных БсйА^ег и инструкцию по работе с базой данных. Большое внимание уделено практическому аспекту изучаемой темы -доступность различных источников информации для химиков, стоимость, качество. Вопросы и задания для закрепления к параграфу с одной стороны направлены на повторение номенклатуры и изомерии веществ, с другой стороны - на формирование умения работы с электронными и бумажными источниками химической информации.
Параграф «Нанохимия и нанотехнология» посвящен таким перспективным отраслям исследования как нанохимия и нанотехнология.
Принцип научности соблюдается, так как вся представленная теоретическая информация не искажена через упрощение. Примерами этого могут служить приведенные графики зависимостей температуры плавления частиц и их суммарной площади поверхности от размера частиц, а также объяснение размерного эффекта с позиций химической термодинамики.
Принцип доступности вполне реализуется за счет лаконичного изложения, отсутствия перегруженности текста незнакомыми терминами. Все термины и определения вводятся в параграфе постепенно, согласно логике изложения, с объяснением их значения и применения. Изложение материала подчинено следующей логике: определение нано-размеров, значение нанообъектов на примере использования наночастиц золота, различие свойств растворов с частицами разной величины, огромная суммарная поверхность наночастиц в растворе, определение наноразмерной науки - создание и изучение объектов, состоящих из наночастиц, задачи нанонауки - исследование механических, электрических, магнитных, оптических и химических свойств нанообъектов - веществ и материалов, нано-
технология - технологические процессы с использованием наночастиц, наночастицы- объекты, состоя-щиеиз атомов или молекул и имеющие размер менее 100 нм, отличия физических и химических свойств наночастиц от макрообъектов, состоящих из того же вещества, нанокластеры - отдельные наночастицы, содержащие не более 1000 атомов, объяснение отличительных свойств наночастиц - химические реакции твердых тел происходят на поверхности, которая у наночастиц гораздо обширнее, чем у макрообъектов, классификация нанообъектов - «внешние» (нанокластеры, нанопленки, нанонити, наноточки), «внутренние» (нанотрубки, нанопористые материалы).
Заканчивается параграф ознакомлением учащихся с применением тех или иных наночастиц в деятельности человека.
Исходя из приведенной последовательности изложенного в параграфе материала, можно заключить, что принцип системности применяется, но не реализован полностью, что может представлять трудности для учеников. Для оптимизации восприятия, возможно, некоторое изменение последовательности изложения материала,в частности сначала пояснить учащимся, что такое наночастицы и почему именно частицы такого размера заинтересовали ученых (специфические свойства этих частиц), а уже потом переходить к определению наноразмерной науки и нанохимии. Также оптимально для восприятия будет, если о нанокластерах не будет упоминания, прежде чем рассмотрена классификация наночастиц. Изменяя порядок подачи учебного материала, можно избежать путаницы и облегчить освоение этой сложной темы.
Наглядность в параграфе «Нанохимия и нанотехнология» представлена достаточно и полно: иллюстрация зависимости цвета коллоидных растворов частиц золота от их размера, графики зависимости температуры плавления и площади суммарной поверхности от размеров частиц, схема классификации нанообъектов. Не хватает только графического изображения различных нанообъектов, приведенных в классификации, но это вполне может быть восполнено другими средствами обучения непосредственно на уроке.
В параграфе «Супрамолекулярная химия» принцип научности соблюдается, т.к. рассматриваются основные свойства комплексов «хозяин-гость», типы межмолекулярных взаимодействий в супрамо-лекулярных структурах, термодинамические условия протекания их самосборки.
Принцип доступности реализован полностью -в параграфе мало новых терминов, материал излагается понятным для учащихся языком, специфика супра-молекулярных структур и их образование представлены подробно, все вопросы, которые могут возникнуть у учащихся при изучении данной темы предусмотрены и приведены разъяснения.
Принцип систематичности также соблюдается, так как материал изложен в логической последовательности: причины использования структур, скоординированных межмолекулярными взаимодействия-
ми, определение супрамолекулярной химии, пример комплекса типа «хозяин-гость», его структура, свойства супрамолекулярных соединений, супрамолеку-лярные структуры в природе, типы межмолекулярных взаимодействий в супрамолекулярных соединениях, причины устойчивость супрамолекулярных соединений, самосборка, термодинамические условия ее протекания,виды сборки, применение супрамолеку-лярных структур.
Реализация принципа наглядности представлена в полной мере. В параграфе изображены схемы краун-эфиров и межмолекулярных связей, благодаря которым существуют супрамолекулярные комплексы.
В параграфе «Водородная энергетика» приведен один из альтернативных источников энергии в современном мире.
Принцип научности соблюдается при описании термодинамики реакции горения водорода и его получении конверсией метана.
Принцип доступностив параграфе представлен в рамках общей проблемы поиска альтернативных источников энергии, материал не содержит незнакомой учащимся терминологии, термодинамика процесса, достоинства и недостатки водородной энергетики на данном этапе ее развития объяснены подробно.
Материал параграфа рассматривается в следующей последовательности: необходимость энергии для живой природы и человека, нефть и природный газ как основные источники энергии, причины поиска альтернативных источников энергии, термодинамика реакции горения водорода, энтальпия реакции, энергия Гиббса реакции, теоретический расчет полезной работы при КПД устройства, равном 100%, преимущества водорода перед углеводородным сырьем, необходимость получения водорода, способы промышленного производства водорода, перспективы, недостатки водородной энергетики. Такая логика подачи учебного материала позволяет говорить о том, что принцип систематичности соблюдается и возможно использование именно такой последовательности при проведении урока.
Принцип наглядности в параграфе «Водородная энергетика» не полностью реализован.
Анализируя тему на соответствие основным дидактическим принципам, можно отметить, что принципы научности, доступности, систематичности практически все реализованы в параграфах темы «Химия в современной науке». Текст учебника изложен понятным языком, сложная и непонятная учащимся терминология отсутствует. Авторы старались представить информацию в виде ярких фотографий или доступных для восприятия таблиц и схем. Не во всех параграфах полностью реализован принцип наглядности, но это можно исправить, используя альтернативные мультимедийные средства обучения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Габриелян О. С, Лысова Г. Г., Химия. Учебник. 10 класс. Профильный уровень. М.: Дрофа,2009 г. 322 с.
2. Габриелян О. С, Лысова Г. Г., Химия. Учебник. 11 класс. Профильный уровень. М.: Дрофа, 2009 г. 368 с.
3. Государственный образовательный стандарт среднего (полного) общего образования по химии. Профильный уровень. Примерная просграмма среднего (полного) общего образования по химии (Профильный уровень).
4. Еремин В. В., Кузьменко Н. Е, Лунин В. В, Дроздов А. А., Теренин. Химия. 11 класс. Профильный уровень. М: Дрофа, 2009. 464 с.
5. Зуев Д. Д. Школьный учебник. М.: Педагогика, 1983.240 с.
6. Концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования //Вестник образования.2002.№4.С.22.
7. Кузнецова Н. Е., Титова И. М., Гара Н. Н., Химия. Учебник. 10 класс. Профильный уровень. М.: Вентана-Граф, 2011. 422 с.
8. Кузнецова Н. Е., Титова И. М., Гара Н. Н., Химия. Учебник. 11 класс. Профильный уровень - М.: Вентана-Граф, 2011. 460 с.
9. Чернобельская Г. М. Методика обучения химии в средней школе. М.: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 2000. 336 с.
