А.Т. Шульгин, кандидат педагогических наук
ГБОУ «Лицей «Вторая школа», учитель химии
ЧОУ ДПО «Международная гуманитарная академия», доцент
АКТУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ СТАРШЕКЛАССНИКОВ
ПРИ ПОДГОТОВКЕ К ГИА ПО ХИМИИ
Аннотация. Определив основно́й целью ГИА дифференциацию выпускников, на поверхность «всплыла» оборотная сторона КИМ для ОГЭ и ЕГЭ по химии ГИА. Составители КИМ для ОГЭ и ЕГЭ по химии для повышения «эффективности» дифференциации выпускников стали использовать вычурные приёмы. В статье перечислены некоторые проблемные задачи для выпускников, которые являются основой для учителя основно́го образования или педагога дополнительного образования при актуализации знаний и умений выпускников.
Ключевые слова: методика преподавания химии, проблемная задача, актуализация знаний и умений, педагогические стереотипы, ГИА, ОГЭ, ЕГЭ.
В образовательной области Российской Федерации четырёхбуквенная аббревиатура ФГОС [1, 2] «conduit le bal». («Правит бал» — перевод с французского. — Gounod Ch.F. Faust.) Для человека, связанного с естественнонаучной областью, слово «стандарт» обязывает ко многому. В советские времена на титульном листе каждого ГОСТ имелось устрашающее напоминание: «Несоблюдение стандарта преследуется по закону». Для этого были основания, т.к. в утверждённом стандарте были приведены все используемые понятия и определения. Во ФГОС используется понятие «компетенция».
Понятие «компетенция» во ФГОС не определено. Не будем впадать в «научные» споры, а рассмотрим применение этого понятия в тексте стандарта: «У педагогического работника, реализующего основную образовательную программу, должны быть сформированы основные компетенции, необходимые для обеспечения реализации требований Стандарта и успешного достижения обучающимися планируемых результатов освоения основной образовательной программы, в том числе умения:» [2]. В тексте должны быть перечислены основные компетенции, а перечисляются умения. Хотя во всех научных работах утверждается, что компетенция не является знанием или умением. Согласно С.Л. Рубинштейну [3] способности не сводятся к знаниям, умениям и навыкам. Подмена понятия «способность» понятием «компетенция» в теории не даёт решения проблемы обучения. «Компетенция» — понятие предметной дисциплины «права».
Л.А. Ясюкова, характеризуя современное состояние теории способностей, указывает на то, что на протяжении последних десятков лет исследование способностей осуществлялось в основном в русле экспериментального изучения способностей к конкретным видам деятельности, притом, что теоретико-методологические основы (т.е. методология проведения исследований, понятийный аппарат, определение основной категории) не претерпели за это время существенных изменений. «Подобная устойчивость может быть показателем того, что в теоретической разработке психологии способностей либо сделано уже практически всё возможное, либо — ещё очень мало, почти ничего. [4]»
Поэтому на ГИА определяют наличие знаний и умений у выпускников. Причём, знания и умения определяют поэлементно (http://www.old.fipi.ru/ege-i-gve-11/demoversii-specifikacii-kodifikatory (31 мая 2020 г.).
Процесс актуализации знаний и умений выпускников мы рассматриваем как стимуляцию их применения в процессе подготовки к ГИА. Знания и умения представляют собой простейшие элементы мышления выпускника. В психологии мышление определяется как решение проблемных ситуаций. В отечественной психологической науке классификацию проблемных ситуаций разработал А.М. Матюшкин [5].
Следует отметить то обстоятельство, что проблемная ситуация данная извне таковой не является. Её определяют проблемной задачей. В процессе актуализации знаний и умений обучающихся учитель задаёт проблемные задачи.
Первая проблемная задача, с которой сталкиваются не только выпускники, но и учителя химии. Этой проблемной задачей можно дать название «Велик могучим русский языка». (Иванов А.А. Пародия «Высокий звон» на стихотворение В. Сидорова «Высокий свод». — Телепередача «Вокруг смеха». — 1980.)
Например, задание тестовой части КИМ: «Определите, наиболее распространенные изотопы каких элементов содержат одинаковое число нейтронов.» (https://scienceforyou.ru/trenirovochnye-varianty-dlja-podgotovki-k-egje/trenirovochnij-kim-n13 (31 мая 2020 г.) Хочется задаться вопросом: «С такой стилистикой сможет ли выпускник успешно сдать ЕГЭ по русскому языку?»
Второй проблемной задаче можно дать название «Школьные химические стереотипы». Хорошо известные стереотипы: индикатор метиловый оранжевый в нейтральной среде имеет оранжевый цвет, гидроксид меди(II) является осно́вным гидроксидом и т.д.
Рис. 1. Осадок осно́вного карбоната меди малахитового цвета CuCO3·xCu(OH)2·yH2O
Мало учителей и педагогов знают, что при взаимодействии растворов сульфата меди(II) и гидрокарбоната натрия при соответствующих условиях образуется осадок бирюзового цвета. Действительно, приливая раствор гидрокарбоната натрия к раствору сульфата меди достаточно быстро, выпадает осадок малахитового цвета (рис. 1)
2CuSO4 + 4NaHCO3 = (CuOH)2CO3↓ + 2Na2SO4 + 3CO2↑ + H2O
2Cu2+ + 4HCO3- = (CuOH)2CO3↓ + 3CO2↑ + H2O
Тщательно отмытый осадок малахитового цвета до отрицательной реакции на сульфат-ионы растворяется в соляной кислоте с выделением углекислого газа. После добавления к полученному раствору раствора хлорида бария, образуется лёгкое помутнение, которое свидетельствует о примеси осно́вного сульфата меди. Поэтому можно утверждать, что полученный осадок малахитового цвета представляет собой осно́вный карбонат меди CuCO3·xCu(OH)2·yH2O.
Рис. 2. Осадок осно́вного сульфата меди
Однако раствор гидрокарбоната натрия к раствору сульфата меди(II) можно добавлять с такой скоростью, чтобы условия образования осадка были близки к гомогенному осаждению. В таком случае выпадает осадок бирюзового цвета (рис. 2)
2CuSO4 + 2NaHCO3 = (CuOH)2SO4↓ + Na2SO4 + 2CO2↑
2Cu2+ + SO42- + 2HCO3- = (CuOH)2SO4↓ + 2CO2↑
Отмытый до отрицательной реакции на сульфат-ионы осадок бирюзового цвета растворяется в соляной кислоте без выделения газа, а образовавшийся раствор содержит сульфат-ионы, которые легко можно обнаружить хлоридом бария. На основании качественных реакций можно утверждать, что осадок представляет собой осно́вный сульфат меди CuSO4·xCu(OH)2·yH2O.
Противодействовать школьным химическим стереотипам достаточно сложно. Именитые коллеги-оппоненты приводят основной довод-вопрос: «Вашему ученику надо выполнить проект с химическим экспериментом или успешно сдать ЕГЭ по химии?»
Рис. 3. цис-Диглицерокупрат(II) натрия
А что такое глицерат меди? Глицерин взаимодействует с металлическим натрием, образуя глицерат натрия
2C3H5(OH)3 + 6Na = 2C3H5(ONa)3 + 3H2↑
Однако глицерат натрия не образуется при взаимодействии глицерина со щёлочью гидроксидом натрия. Тем более глицерин не будет реагировать со слабым основанием гидроксидом меди(II). Оказывается, под тривиальным названием «глицерат меди(II)» скрывается какой-то из изомеров ко́мплексного соединения диглѝцерокупра́та(II) натрия (рис. 3 и 4)
2C3H5(OH)3 + Cu(OH)2 + 2NaOH = Na2[Cu(C3H6O3)2] + 4H2O
Рис. 4. транс-Диглицерокупрат(II) натрия
О валентности.
(https://scienceforyou.ru/trenirovochnye-varianty-dlja-podgotovki-k-egje/trenirovochnij-kim-n7 (31 мая 2020 г.) В задании дан перечень химических элементов: азот, фосфор, хром, медь и марганец. В этом перечне надо выбрать два элемента, у которых высшая «валентность» не равна номеру группы. Понятно, что речь идёт о номере группы в Периодической таблице. Но какой? С короткими или длинными периодами? Выпускники правильно выбирают медь, а со вторым элементом испытывают сильные затруднения. Оказывается, что составители задания под «валентностью» подразумевают «ковалентность» — количество общих электронных пар.
«Из правильных ответов угадай правильный» — так можно назвать третью проблемную задачу для выпускников. Например, надо выбрать реактив, с помощью которого можно различить силикат калия и хлорид магния [6, с. 191]. В качестве реактивов предлагаются сульфат бария, фосфат кальция, хлорид аммония и соляная кислота. Химики-профессионалы считают, что различить можно с помощью двух реактивов: хлорида аммония и соляной кислоты. Авторы типовых экзаменационных материалов (эксперты) считают, что различить можно только соляной кислотой. Своё решение эксперты дистантно объяснили, что при реакции с соляной кислотой проходить только одна реакция ионного обмена
K2SiO3 + 2HCl = 2KCl + H2SiO3↓
С хлоридом аммония проходят две реакции: реакция ионного обмена, а затем разложение образовавшегося силиката аммония
K2SiO3 + 2NH4Cl = 2KCl + (NH4)2SiO3
+
(NH4)2SiO3 = 2NH3↑ + H2SiO3↓
_____________________________________
K2SiO3 + 2NH4Cl = 2KCl + 2NH3↑ + H2SiO3↓
Другой пример [6, с. 174]. Дан список веществ: оксид кремния, сульфит натрия, фосфат бария и нитрат аммония. Надо выбрать вещество, с которым реагирует соляная кислота. С точки зрения химиков-профессионалов соляная кислота взаимодействует с двумя веществами в этом перечне.
С сульфитом натрия также протекают две реакции: реакция ионного обмена, потом разложение получившей се́рнистой кислоты
2HCl + Na2SO3 = 2NaCl + H2SO3
+
H2SO3 = SO2↑ + H2O
_____________________________________
2HCl + Na2SO3 = 2NaCl + SO2↑ + H2O
Признаком этой реакции является появление резкого запаха.
В случае взаимодействия соляной кислоты с фосфатом бария протекает только одна реакция ионного обмена с образованием слабого электролита дигидрофосфат-иона
4HCl + Ba3(PO4)2 = 2BaCl2 + Ba(H2PO4)2
4H+ + Ba3(PO4)2 = 3Ba2+ + 2H2PO4-
Признак этой реакции — исчезновение осадка.
В этом задании эксперты правильным ответом определили сульфит натрия, не принимая во внимание доводы, приведённые в примере ранее.
Как выбрать правильный ответ выпускнику? (Данные неточности не является результатом опечаток.)
Ещё одна проблемная задача: «Информационно-семантические задания». В некоторых задачах приводят формулы или названия веществ. Довольно трудно выпускнику определиться о чём идёт речь: о свойствах вещества или его водного раствора.
В настоящее время создалась парадоксальная ситуация, когда используются КИМ, направленные на определение актуального уровня знаний и умений выпускника, однако имеющие цель дифференцировать выпускников. Составители КИМ для достижения этой цели используют ряд недобросовестных, вычурных приёмов для повышения «эффективности» КИМ.
* * *
1. Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации № 1897 от 17 декабря 2010 г. «Об утверждении Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования».
2. Приказ Министерства образования и науки Российской Федерации № 413 от 06 октября 2009 г. «Об утверждении и введении в действие Федерального государственного образовательного стандарта среднего общего образования».
3. Рубинштейн С.Л. Бытие и сознание: О месте психического во всеобщей взаимосвязи явлений материального мира. — М.: Изд-во АН СССР, 1957. — 328 с.
4. Ясюкова Л.А. Взаимосвязь индивидуально-психологических характеристик в структуре профессиональных способностей// Вопр. психол. —1990. —№ 5. — С. 72-81.
5. Матюшкин А.М. Проблемные ситуации в мышлении и обучении. — М.:, 1972. — 178 с.
6. ОГЭ. Химия: типовые экзаменационные варианты: 30 вариантов / под ред. Д.Ю. Доброти