Химия в школе

Химия ждет своих рассказчиков
Обзор школьных учебников по химии

Ольга АРХАНГЕЛЬСКАЯ, Игорь ТЮЛЬКОВ

      Требования, предъявляемые к учебникам, многочисленны и разнообразны. Многие из них с трудом поддаются объективной оценке. В нашем обзоре мы попытались обратить внимание на ряд особенностей существующих российских учебников по химии, которые оказываются принципиальным при выборе учителем того или иного комплекта. Во-первых, это последовательность введения материала. Во-вторых, система понятий, которые закладывают в основу курса химии разные авторы. Большинство из них строят свой курс, опираясь на систему понятий о веществе, другие - на систему понятий о химическом процессе. В-третьих, это комплектность учебников (комплект учебников одного авторского коллектива c 8 по 11 класс), поскольку переход с учебников химии одного автора на учебники другого автора, как внутри, так и за пределами одного концентра по вышеназванным причинам оказывается проблематичным.

Общеобразовательный концентр:
вещество или реакция?

      С конца 90-х годов содержание химического образования строится по концентрическому принципу, что находит свое отражение в трех этапах школьного химического образования:

• Пропедевтический (1-4 классы в курсе <Окружающий мир>, 5-6 классы в курсах <Естествознание>, <Физика. Химия. 5-6>, <Введение в химию>, 5-7 классы в курсах биологии, физики, географии). В нашем обзоре эти учебники рассматриваются не будут, поскольку это особая проблема, которая требует отдельного обзора.
• Основной (8-9 классы)
• Профильный (10-11 классы)

      Начиная говорить об учебниках для основного уровня - первого концентра изучения химии, хотим обратить внимание на то, что хорошо известный учителям и обеспеченный методически учебник химии авторов Г.Е. Рудзитиса и Ф.Г. Фельдмана написан на основе концепции линейного образования. Однако сегодня преподавание химии по линейному курсу не может использоваться в школьной практике, так как оно не позволяет реализовать обязательный минимум образования. Именно по этой причине в 2000 г. на очередном заседании комиссии по химии Федерального экспертного совета было рекомендовано не присваивать гриф Министерства образования РФ комплекту учебников по химии Г.Е. Рудзитиса и Ф.Г. Фельдмана. Однако, вероятно этим учебником еще продолжают пользоваться в школах, хотя делать это надо с определенными оговорками.

      Что касается концепции концентрического построения учебного материала,  то  переход на нее потребовал введения в курс химии 8-9 класса изучения основ органической химии. При этом, такое введение осуществлялось двумя путями:

      1) в конце 9 класса после изучения неорганической химии (в учебниках О.С. Габриеляна, Е.Е. Минченкова, Р.Г. Ивановой, Г.И. Шелинского, Н.С. Ахметова);

      2) путем изучения органических веществ, как производных углерода, т.е. при изучении элементов IV-А группы в середине 9 класса (в учебниках Л.С. Гузея, Л. Кузнецовой и Н.Е. Кузнецовой)

      Помимо этого отличия каждый учебник характеризуется рядом индивидуальных особенностей, предпочтение которых зависит от профессиональных склонностей учителя. Так, например, авторский коллектив под руководством Л. С. Гузея ( <Дрофа>) предлагает учащимся минимальное число вводимых специфических химических понятий и терминов. Изложение материала строится так, чтобы уменьшить необходимость запоминания нового сведения. Новый материал представлен в учебнике как новое применение введенного понятия, которое становится очевидным для учащегося.

      В учебнике О.С. Габриэляна (<Дрофа>) предлагается весь теоретический материал по химии давать школьникам на первом году обучения - в восьмом классе, когда лучше всего воспринимается не логика учебного материала, а его  образ. Большинство школьников в этом возрасте могут только формально выучить формулировки теорий и выводы из нее. На 9-й класс остается лишь периодический закон, который изучается больше чем через год (!) после темы <Строение атома>. Также изучаются группы веществ и органическая химия, вынесенная отдельной главой в конец обучения.

      В учебнике Н. Е. Кузнецовой и др. (<Вентана-Граф>) следует отметить присутствие основ коллоидной химии в учебной программе 9 класса. Данный учебный комплекс выделяется наличием четко выраженного методологического материала: в учебнике есть специальная глава: <Методы химии>.

      Курс Р.Г. Ивановой (<Просвещение>) - единственный, который рассчитан на предварительное изучение пропедевтического курса "Естествознание". В этом случае ученики уже ознакомлены с первоначальными химическими понятиями на эмпирическом и атомно-молекулярном уровне (молекула, атом, чистое вещество и смесь, химический элемент, вещества простые и сложные, валентность, химические знаки и формулы, реакции разложения и соединения, оксиды, основания, кислоты) и получили сведения о кислороде и воздухе, горении и топливе, воде и растворах. Это позволяет уже в начале обучения в 8 классе сразу после понятия о веществе перейти к строению атома.

      Особенность курса Е. Е. Минченкова и др. (<Школа-Пресс>) состоит в том, что в процессе обучения ко многим вопросам авторы обращаются и при изучении последующих тем, причем на более глубоком уровне, что обеспечивает лучшее понимание и запоминание материала. Значительное место в содержании курса отводится химическому эксперименту. Курс включает материал, в процессе преподавания которого открывается возможность реализовать систему обобщений.

      Автор другого курса С. И. Шелинский (<АСТ> и <Специальная  литература>) считает, что научно-теоретическую основу школьного курса химии должны составить помимо традиционных теорий, основы учения о возможности осуществления и конкретной реализации химических реакций.

      Л. Кузнецова (<Титул>) после понятия о веществе предлагает сразу приступать к изучению основных классов неорганических веществ, теории электролитической диссоциации и типам химических реакций. Заканчивается обучение химии в 8 классе рассмотрением периодического закона и строением атома. В 9 классе рассматриваются представления о химической связи, химическом равновесии.

      Учебник Н. С. Ахметова (<Просвещение>) в отличие от всех остальных учебников для 8-9 класса, ориентирован на систему понятий о химическом процессе, а не о химическом веществе. Автор показывает, что свойства простых и сложных веществ не определяются однозначно природой образующих их атомов, а зависят также от вида химической связи, типа кристаллической решетки и других факторов. Учащиеся начинают знакомиться с закономерностями протекания химических процессов не с кинетики, а с основ химической термодинамики, т.к. сначала необходимо установить принципиальную возможность протекания процесса, а затем говорить о скорости его протекания. Курс строится на квантово-механических, структурных, термодинамических и кинетических представлениях современной науки. После рассмотрения понятия о химических реакциях следуют разделы, посвященные изучению основных классов неорганических веществ, теории электролитической диссоциации, периодическому закону, строения атома, представления о химической связи, окислительно-восстановительных реакций.

      Заканчивают школьники первый год изучения химии энергетикой химических реакций с точки зрения разрыва и образования химических связей. В это время вводится понятие энтальпии, дается количественная оценка энергетического и энтропийного факторов и их влияние на возможность протекания химических реакций. В 9 классе Н.С. Ахметов рассматривает основные классы химических элементов (кроме галогенов, пройденных в 8 классе), не раз возвращаясь к основам термодинамики. Изучением основ органической химии заканчивается обучение в 9 классе.

      Все из представленных выше учебников соответствуют Обязательному минимуму содержания, но авторский подход к последовательности тем и тематическим акцентам затрудняет переход с одной линии на другую. В этой связи хотелось бы рассказать о некоторых возможностях такого перехода, указав на <дружественные линии>. В зависимости от выбранного профиля учитель может выбрать тот или иной учебник. Определенные трудности могут возникнуть, если преподаватель использует учебники Е.Е. Минченкова и др., Лилии Кузнецовой, Н.Е. Кузнецовой и др., т.к. эти авторские коллективы не написали учебники для 10-11 классов. Несмотря на это, продолжить обучение химии можно по любому из предлагаемых комплектов для старшей школы (среднее (полное) общее образование).

Профильный концентр: на любой вкус

      В зависимости от профиля преподавание химии осуществляется на двух уровнях:

• Уровень А (для классов гуманитарно-филологической, социально-экономического, техническо-технологического профилей)
• Уровень Б (для классов физико-математического и химико-биологического профилей.

      Часть учебников химии для старших классов предполагает двух-трех уровневую структуру, а это значит, что они могут быть использованы во всех профилях.

      Так, в последних изданиях ставшего классическим учебника Л.А. Цветкова (первое издание вышло аж в 1968 году!) предусмотрена двухуровневая структура подачи материала. В зависимости от материала, это в основном либо дополнительные теоретические сведения, либо фактологический материал. Т.е. в основном "углубленный уровень" достигается не расширением системы понятий, и увеличением количества связей внутри системы, а введением отдельных дополнительных единиц информации.

      Все содержание учебника Л.С.Гузея и др. (<Дрофа>) делится на три части: первая - для тех, <кто считает, что без химии может обойтись" (общеобразовательный профиль), вторая - "изучающим химию как науку, необходимую в их будущей профессии, но напрямую с химией не связанную" (естественнонаучный профиль) и третья - "для тех, кто поставил целью продолжить образование в вузе естественнонаучного профиля" (поступающие в вузы). Надо отметить, что разделение на уровни достаточно условно и в большей степени отражается в разделении вопросов и заданий в конце параграфов по сложности.

      Интересно, что в комплекте учебников Л.С.Гузея и др. для всего курса 8-11 классы имеется сквозная нумерация всех параграфов, а в начале каждой главы авторы указывают номера глав и параграфов из предыдущих книг, в которых можно найти информацию по изучаемой теме. В учебнике много места отведено разделу "Практические занятия и лабораторные опыты". С одной стороны это хорошо, поскольку практическая работа учащихся помогает лучше понять и закрепить изученный материал, несет развивающую и воспитательную роль. Однако, с другой стороны,  в школах зачастую не бывает достаточно времени для проведения большого числа лабораторных работ, во многих школах слабая материальная база и нехватка реактивов и приборов. На наш взгляд нецелесообразно включать в учебник такое большое число лабораторных работ, в то время, как многое из предложенного не может быть выполнено по различным причинам (в первую очередь, из-за дефицита учебного времени, отводимого на химию).

      Материал учебников Габриеляна О.С. и др. (<Дрофа>) распределен по двум уровням - базовому (обычный шрифт) и углубленному (более мелкий шрифт). Надо отметить, что в такое выделение (размером шрифта) не очень заметно, хотя по содержанию довольно оправдано. В конце учебника дается химический практикум.

      Учебник для 10 класса Ивановой Р.Г., Кавериной А.А. (<Просвещение>) является продолжением курса неорганической химии, начатого в 9 классе. Он рассчитан на меньшее количество часов химии и сейчас опробуется в эксперименте по совершенствованию структуры и содержания образования как учебник для гуманитарного профиля. Другой учебник по химии для гуманитарного профиля - <Химия-10> и <Химия-11> Савинкиной Е.В. и Логиновой Г.П. (<Аст-Пресс Школа>), на котором стоит остановиться более подробно.

      Вообще проблема изучения химии в классах и школа гуманитарного имеет несколько аспектов. Подавляющее большинство учащихся школ и классов гуманитарного профиля полагают нецелесообразным изложение для них научных основ химии, так как не считают химию областью своей будущей практической деятельности. Учащиеся, перегруженные профильными предметами, зачастую не имеют ни времени, ни желания в полной мере овладевать всеми тонкостями химической науки. Тем не менее, химия, как одна из основополагающих областей естествознания, должна оставаться неотъемлемой частью образования школьников гуманитарного образования.

      Поэтому, по мнению авторов учебника издательства <АСТ-Пресс Школа> из курса химии, который необходим для гуманитариев, следует изъять некоторые теоретические и технологические разделы. В частности, кинетику химических реакций и технологические подробности крупнотоннажных производств, потому что поверхностное знакомство с ними не имеет смысла, а корректное и полное изложение требует введения большого объема дополнительных сведений, представляющих собой избыточную информацию для учащихся. Для данного курса авторами разработаны учебник (в двух частях) и практикум (в двух частях), рассчитанные на два учебных года. Этот курс можно отнести скорее к несистематическим, поскольку написан он слишком популярным языком и больше похож на курс естествознания, чем на курс химии как таковой. В данном учебнике почти отсутствует описательный стиль (рассуждение) и не реализуется дедуктивный подход к подаче материала. Все это может отразиться в формировании неправильного научного и логического мышления у гуманитариев.

      Учебник Н.С. Ахметова для 10-11 классов (<Просвещение>) не вполне традиционен: он полностью отдан неорганической и общей химии, раздела же органической химии в нем нет вообще. И хотя в аннотации к нему это не заявлено, по характеру материала этот учебник подходит для классов с углубленным изучением химии. В 10-11 классах должно происходить углубление знаний по органической химии, но так как в учебнике Н. С. Ахметова этот материал не представлен, учителю для изучения органической химии придется воспользоваться другими учебниками. В конце учебника имеются приложение с таблицами и предметно-именной указатель, что значительно упрощает поиск нужной информации. Предусмотрен краткий справочник "Ученые-химики, внесшие свой вклад в развитие химии". Кроме того, много внимания уделено истории химии и ее связи с другими науками и отраслями жизни (промышленность, охрана окружающей среды, геология, биология).

      Вообще последовательность изложения разделов органической и неорганической химии в учебниках 10 и 11 класса так же разнится. Например, в программах Р.Г. Ивановой и Л.С. Гузея сначала изучается неорганическая химия (10 класс), а потом (11 класс) - органическая. Программа Ивановой вообще построена таким образом, что в 9 классе при изучении таблицы Менделеева основное внимание уделяется изучению неметаллов, а в 10 классе (после повторения ранее пройденного материала) - металлы и их соединения. При таком построении введения материала (сначала неорганическая химия, потом - органическая) особенно, если не предусмотрены часы на обобщение знаний, как показывает практика, к окончанию школы неорганическая химия многими школьниками забывается.

      В учебниках О.С. Габриеляна большинство понятий органической химии вводятся сразу, до изучения отдельных классов соединений. Видимо, автор основывается на том, что органическая химия уже изучалась в 9 классе, и сначала обобщает уже имеющиеся знания, а затем углубляет. Однако, как показано выше, далеко не по всем программам в 9 классе изучают органическую химию. В 10 классе происходит углубление знаний по органической химии, в 11 - изучение общей химии, повторение и обобщение всех полученных в школе знаний по химии. В последнем разделе <Химия и общество> изучается связь химии с важнейшими сферами жизнедеятельности человека. Такое построение материала, на наш взгляд, представляется наиболее логически обоснованным.

      Последовательность материала при изучении органической химии более-менее стандартна. Однако, отличия встречаются и здесь. Например, в классическом учебнике Л.А. Цветкова после знакомства с теорией строения органических веществ Бутлерова А.М. автор сразу переходит к изучению классов неорганических соединений, и уже на конкретных примерах вводит многие понятия органической химии (гомология, виды изомерии, номенклатура, взаимное влияние атомов). После изучения каждой из групп соединений проводятся обобщения.

      В качестве учебников для химического профиля можно использовать также следующие учебники: Зайцев О.С. Неорганическая химия: 10-11 классы. Теоретические основы. Углубленный курс (<Просвещение>); Артеменко А.И. Органическая химия: 10-11 классы. Теоретические основы. Углубленный курс (<Просвещение>); Артеменко А.И. Органическая химия и человек: 10-11 классы. Теоретические основы. Углубленный курс (<Просвещение>). Обучение по этим учебникам требует большего числа часов химии, нежели их отводится на сегодняшний день. При этом учебник О. С. Зайцева, по нашему мнению, может завершать курс химии, так как автор акцентирует внимание на основы общей химии.

* * *

      Подводя итоги нашего небольшого исследования, можно сделать некоторые выводы. Все существующие учебники хорошо оформлены и структурированы. Но, к сожалению, большинство авторов начинают изучения химии с абстрактных понятий, не понятных восьмикласснику, не учитывая возрастные и психологические особенности учеников. Из учебников в значительной мере ушел описательно-повествовательный стиль. Школьник редко чувствует, что учебник написан для него.

      На примере учебников химии можно наиболее ярко продемонстрировать, что разница в программах основной школы не обеспечивает одинакового уровня знаний по ее окончании. Зачастую в десятые-одиннадцатые профильные классы набирают детей из разных школ. А значит, для них нужно подбирать программу, которая подходила бы для всех.

      Разница в программах и в последовательности изложения материала при обучении по разным учебникам приводит к тому, что в одно и то же время во многих школах изучаются разные темы, такая разница наблюдается не только по четвертям, но и по годам. Почти во всех проанализированных программах не предусмотрено достаточного времени для актуализации знаний и обобщения изученного материала, что особенно важно для выпускников.

      На сегодняшний день межпредметная интеграция химии с другими естественнонаучными дисциплинами сводится в основном к экологизации химии. Необходимо, чтобы программы по всем естественнонаучным дисциплинам коррелировали друг с другом, а в классах с нехимической направленностью должна быть усилена гуманитарная составляющая химии. Установление дополнительных межпредметных связей усилит мотивацию к изучению химии. Поэтому, наверное, в представленные учебники химии имеет смысл заглянуть также учителям физики, биологии, истории и литературы. В свою очередь и учителям химии следует ознакомиться с учебниками по другим предметам.

Ольга Архангельская, доцент химического факультета МГУ, кандидат химических наук
Игорь Тюльков, младший научный сотрудник химического факультета МГУ,  кандидат педагогических наук