Химия в школе: проблемы и пути их решения

В настоящее время в условиях реформирования старшей школы и опытные учителя, и, конечно, начинающие педагоги сталкиваются с целым рядом проблем.
В концепции преподавания учебного предмета «Химия» в образовательных организациях Российской Федерации, реализующих основные общеобразовательные программы, утверждённые решением Коллегии Министерства просвещения РФ (протокол от 3 декабря 2019 г. №ПК-4вн), предоставляется система взглядов на базовые принципы, приоритеты, цели, задачи и основные направления развития химического образования как части естественнонаучного образования в РФ. Концепция имеет целью совершенствование преподавания учебного предмета «Химия», а также определяет механизмы, ресурсное обеспечение и ожидаемые результаты от её реализации.
Химические знания – неотъемлемая часть естествознания. Они отражают сложный комплекс отношений «человек-вещество-жизнь» и далее «вещество-материал-практическая деятельность». Формирование в сознании обучающихся химической картины мира обеспечивает выработку научного мировоззрения, культуры мышления и поведения, что является основной целью общего образования.
Химия наполняет конкретным содержанием многие фундаментальные представления о мире: связь между строением и свойствами сложной системы любого типа, вероятностные представления, хаос и упорядоченность, законы сохранения, формы и способы передачи энергии, атомно-молекулярная теория, единство дискретного и непрерывного, эволюция вещества и т.д.
Необходимо отметить важное значение учебного предмета «Химия» в современной системе общего образования. В процессе изучения химии можно выделить три этапа, подчинённые принципу преемственности:
– пропедевтический: на данном этапе получение элементов химических знаний исполняется на уровне начального общего образования в рамках изучения предметной области «обществознание и естествознание» (учебный предмет «Окружающий мир»), а также на уровне основного общего образования;
– предпрофильный: на данном этапе изучается предмет «Химия», целью которого является формирование базы знаний о веществах и химических явлениях, необходимых для безопасной жизнедеятельности, а также продолжение химического образования на уровне среднего общего образования;
– профильный: на данном этапе получение химического образования должно реализовываться в зависимости от выбора обучающимся одного из учебных предметов: «Химия» (базовый уровень), «Химия» (углублённый уровень). Целью данного этапа является развитие системы химических знаний и умений, необходимых для продолжения химического образования в образовательных организациях высшего образования.
Важный аспект химического образования в общеобразовательных организациях – прикладная составляющая химической науки. Система общего образования направлена на овладение обучающимися химическими знаками в объёме, необходимом для повседневной жизни в деятельности во всех областях промышленности, сельского хозяйства, медицины, образования, культуры, науки, государственного управления, в т.ч. непосредственно не связанных с химией. Химическое образование необходимо для создания у обучающихся представлений о роли химии в решении современных, энергетических, экологических, продовольственных и медицинских проблем.
Для обеспечения рационального поведения человека, предотвращения ущерба природе необходима система химических знаний и умений, которая обеспечивается отбором содержания учебного предмета «Химия» на всех уровнях общего образования в сочетании с формированием морально-нравственных убеждений, основанных на общечеловеческих ценностях.
Из вышеизложенного следует важность химического образования на уровнях основного общего и среднего общего образования, обязательность изучения учебного предмета «Химия» всем обучающимся. Как указано в концепции, в изучении и преподавании учебного предмета «Химия» имеются нижеперечисленные проблемы:
– мотивационного характера (при переходе от основного общего к среднему общему образованию обучающимся предлагается сделать выбор профиля обучения. Многие из них затрудняются с выбором или лишены возможности выбора. В таких условиях невозможен равный доступ к полноценному образованию для разных категорий обучающихся. Такая ситуация приводит к деструктивным явлениям в мотивационной сфере, вплоть до потери стремления к учёбе);
– содержательного характера (в федеральном государственном образовательном стандарте основного общего образования (ФГОС ООО) учебный предмет «Химия» определён как обязательный. В соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом среднего общего образования (ФГОС СОО) учебный предмет «Химия» имеет два уровня изучения (базовый и углублённый) и, по сути, не является обязательным);
– методического характера (необходимость реализации ФГОС ООО и ФГОС СОО, а также повышения результативности и эффективности образовательного процесса выдвигает новые требования к методическому обеспечению образовательной деятельности. Не обобщены и не систематизированы наиболее эффективные методы, методики и технологии обучения по химии с учётом возрастных особенностей обучающихся и содержания обучения);
– материально-технического характера (в недостаточной степени решена проблема создания электронных наглядных средств обучения. Зачастую химический эксперимент представлен видеороликами низкого качества как в техническом, так и в дидактическом плане. Практически отсутствуют учебные фильмы, рассказывающие о современных химических производствах, работе аналитических лабораторий и научно-исследовательских институтов. Также не разработана методика использования этих материалов в учебно-воспитательном плане);
– кадровые (поскольку преподавание химии предполагает наличие у учителя теоретических знаний в области химии, математики, физики, биологии, умений и навыков экспериментальной работы, а также владение методикой преподавания учебного предмета, негативное влияние на состояние химического образования оказывает возможность переподготовки специалистов с любым высшим или средним профессиональным образованием, в результате они получают право занимать должность учителя).
Выше была указана проблема мотивационного характера в изучении и преподавании учебного предмета «Химия», по этому поводу хочется ещё раз отметить снижение мотивации к изучению химии в целом. Появление предпрофильных и профильных классов, обоснованное в своё время необходимостью создания лучших условий для личностного самоопределения учащихся, на практике обернулось отказом от получения универсального образования по предмету и формирования знаний основ науки у всех обучающихся, а также существенными трудностями как для учащихся, так и для их родителей: получилось, что выбор профиля обучения нужно сделать, по сути, уже в самом начале 9 класса, так как в феврале утверждаются списки для проведения ОГЭ. Сложно и учителю химии: в большинстве школ изучение химии начинается только в 8 классе, а уже к середине 9 класса появляются учащиеся, не мотивированные на изучение предмета (не выбравшие экзамен по химии).
Вследствие необязательности изучения химии в 10–11 классах возникла необходимость завершить курс в основной школе. Для этого перенесли часть материала из старшей школы в 8–9 классы, в результате чего содержание обучения перестало соответствовать возрастным особенностям учащихся: увеличился объём теоретических представлений, которые опираются только на абстрактные модели, стало гораздо меньше материала, который требует образного мышления. Всё это также не содействовало развитию мотивационной сферы обучающихся и их устойчивого интереса к изучению химии.
Всем нам известны основные факторы, способствующие возникновению желания заниматься химией: химический эксперимент, современное учебно-методическое обеспечение, соответствующее принципам доступности, научности, системность в изложении учебного материала и, конечно, профессиональные и личностные качества педагога. Чтобы желание идти на урок химии в дальнейшем переросло в мотивацию, важно создавать для учащихся ситуации успеха, а это зависит от уровня сформированности у них знаний и умений, способов деятельности, интегрированных понятий и др.
Осознанная мотивация к изучению химии формируется также, если учащийся выбрал сферу будущей профессиональной деятельности, связанную с химией. В этом случае он стремится подготовиться к ГИА и поступить в химический вуз. На развитие осознанной мотивации положительно влияет также опыт участия в олимпиадном движении.
Сегодня в качестве критериев оценки работы учителя используются такие показатели, как результаты ЕГЭ и ОГЭ, количество учащихся – победителей региональных, всероссийских, международных олимпиад и конкурсов. А это значит, каждый урок должен быть нацелен на результат. На мой взгляд, общий результат зависит от того, как составлена рабочая программа, как идёт обучение по этой программе, как достигаются на каждом уроке его триединые цели.
Рабочая программа – это главный документ, по которому работает учитель. В педагогической копилке опытного педагога много вариантов рабочих программ по уровням для всех классов, тематические разработки, банк олимпиадных заданий и т.д. Опытные учителя составляют рабочие программы с учётом принципов научности, доступности, системности, систематичности и в соответствии с требованиями ФГОС, указывая в ней, помимо предметных результатов, также личностные и метапредметные.
Составляя рабочую программу, мы прогнозируем результаты на весь учебный год, и это очень важно. Со временем у каждого учителя вырабатывается своя тактика преподавания предмета, и он планирует каждый урок с учётом индивидуальности учащихся, дифференциации учебного материала в учебниках, оптимального сочетания обязательного и вариативного компонентов образовательной программы, приоритетного использования самостоятельной работы обучающихся во время урока.
Например, в 9 классе учебная нагрузка учащихся два часа в неделю, а объём материала большой, поэтому при составлении рабочей программы важно запланировать интегрированные уроки, уроки в музеях и т.д. В нашем лицее введена зачётная система. Зачёты проводим в конце каждой четверти по кодификатору ОГЭ.
В средней школе, как правило, весьма поверхностно рассматривается материал, связанный с химическими производствами. Я считаю, что данная информация крайне важна для учащихся. Можно провести внеурочные занятия, посвящённые производствам серной кислоты, хлороводорода и соляной кислоты, аммиака, азотной кислоты и минеральных удобрений, алюминия, чугуна и стали, а также силикатной промышленности. Изучать данный материал целесообразно по такому плану:
– теоретическое обоснование производства;
– сырьё;
– технологическая схема;
– научные принципы;
– экологичность, экономичность производства и др.
Особое внимание учащихся обращаю на научные принципы производства, т.е. научно обоснованные технологические приёмы и методы производства, которые позволяют увеличить выход продукта, снизить энергетические затраты, ускорить течение химических процессов, уменьшить выбросы вредных веществ и т.д. К важнейшим научным принципам производства относятся принципы противотока и теплообмена, предварительного обогащения сырья, подбора оптимальных условий, непрерывности производства, циркуляции реагирующих веществ и др.
Эта тема очень важна. Задания, проверяющие знание производства серной кислоты контактным способом из конкретного сырья, имеются в вариантах ЕГЭ, встречаются на олимпиадах разного уровня.
Приведу два примера заданий ЕГЭ и олимпиадную задачу.
Пример 1. Вычислите объём (н.у.) сернистого газа, который образуется при сжигании 500 г пирита (дисульфида железа (II)) в избытке кислорода. Ответ дайте в литрах с точностью до целых.
Пример 2. Газ, выделившийся при обжиге пирита массой 6,8 г, пропустили через 9% раствор гидроксида калия массой 70 г. Рассчитайте массовую долю соли в образовавшемся растворе.
Олимпиадная задача. Во времена золотой лихорадки данный минерал из-за внешней схожести с золотом получил прозвища «золото дураков», «собачье золото», «кошачье золото». С этим минералом связан так называемый Фалунский феномен – замещение этим веществом органических останков, в т.ч. тканей погибших людей. Иногда его путают с минералом, названным в честь шведского геолога П.А. Гейера (1886–1976). При обжиге этого вещества происходит выброс в атмосферу содержащихся в нём вредных примесей, например, мышьяка, отравляющего рабочих, поэтому в шахтах, где добывают это вещество, распыляют известковый порошок в целях замедления окисления этого вещества. Назовите минерал. Напишите уравнение реакции его обжига.
Повышение качества изучения и преподавания учебного предмета «Химия» в системе общего образования достигается посредством решения следующих задач:

1. Обновление содержания ФГОС ООО и ФГОС СОО в части требований к предметным результатам освоения основных общеобразовательных программ с обеспечением их преемственности между уровнями образования.


2. Модернизация УМК, методов, технологий и методик обучения с учётом современного мирового уровня развития науки, промышленности, сельского хозяйства, медицины, подходов в решении глобальных проблем, стоящих перед человечеством (экологических, энергетических, сырьевых, медицинских и других), новейших достижений психологии и педагогики, а также с опорой на усиление взаимосвязи учебного предмета «Химия» с другими учебными предметами, обеспечивающей осознанное понимание сущности материального и культурного единства мира.


3. Увеличение использования электронных образовательных и информационных ресурсов, обеспечивающих высокое качество обучения химии, в т.ч. для дистанционного и сетевого обучения.


4. Совершенствование системы диагностики и контроля учебных достижений обучающихся, включая обновление контрольных измерительных материалов для проведения ГИА по химии.


5. Создание условий для формирования у обучающихся системы химических знаний как компонента естественнонаучной картины мира, представлений о значений химической науки в повседневной жизни и в жизни общества, готовности к осознанному выбору профессиональной деятельности, созидательной гражданской активности, навыков экологически безопасного поведения в целях сохранения здоровья и окружающей среды, для развития личности обучающихся, их интеллектуального, нравственного совершенствования и успешной социализации.


6. Совершенствование системы подготовки учителей (преподавателей) химии и повышения их квалификации с использованием современных педагогических технологий и методов обучения, содействия их профессиональному росту, а также разработка системы оценки качества работы учителей химии.

Таким образом, учебный предмет «Химия» создаёт необходимую основу как для освоения обучающимися фундаментальных естественнонаучных знаний о свойствах окружающего мира, так и для интеллектуального и нравственного совершенствования обучающихся. В этом состоит одна из важнейших целей химического образования в образовательных организациях РФ, реализующих основные образовательные программы, и этим, прежде всего, определяется его значение для формирования личности обучающихся.

Фидалия ХАЛИКОВА,

кандидат педагогических наук, учитель химии высшей квалификационной категории IT-лицея КФУ, доцент кафедры химического образования Химического института
им. А.М. Бутлерова КФУ, почётный работник общего образования РФ, лауреат Государственной премии РТ им. М.И. Махмутова