Для подготовки учащихся к химической олимпиаде любого этапа необходима такая постановка учебно-образовательного процесса, которая, прежде всего, обеспечивает глубокие и прочные знания химии. Только обладая определенной суммой теоретических знаний, учащиеся обретают веру в себя, начинают в своей учебной деятельности сознательно стремиться к достижению поставленной цели, проявляя при этом максимум активности, творчества, самостоятельности суждений, инициативы.
Формирование глубоко научных знаний, соответствующих современному уровню развития химии, можно обеспечить лишь при условии постоянной работы учителя над совершенствованием и обновлением содержания образования. Именно результаты этой работы позволят в конечном итоге сформировать у учащихся подлинно научную систему взглядов, а образовательный процесс сделать более информационно-насыщенным и интенсивным.
При подготовке к уроку на основе конкретных условий каждый раз приходится решать два взаимосвязанных вопроса: какой материал следует отбирать в соответствии с поставленными условиями и задачами обучения и в какой последовательности его излагать. Основой отбора содержания материала и критерием его оценки является идея организации полноценной учебной деятельности учащихся. Ее реализация обусловливает потребность в логическом изложении содержания, при котором любой изучаемый материал базируется на предыдущем и является базой для последующего; новые осваиваемые способы деятельности являются продолжением предыдущих и частью последующих. С целью организации собственной учебной деятельности учащихся большая часть учебного материала не привносится извне, а как бы “выращивается” в рамках собственного мышления учащихся. Это обеспечивает знаниям основательность и прочность.
Общеизвестно, что логика всего процесса обучения определяется в значительной мере логикой учебного материала. Успех в изучении органической химии (а именно с изучения этого раздела начинается обучение в 10 химическом классе) всецело будет зависеть от того, насколько прочно сформированы у учащихся фундаментальные теоретические представления о видах химической связи в веществах; пространственном строении молекул; типах реагентов, электронных эффектах и способах их передачи; механизмах реакций. Изложение материала строится на основе сопоставления; установления причинно-следственных связей между электронным и пространственным строением молекул с одной стороны и свойствами вещества с другой. Особое внимание уделяется взаимосвязанности вопросов реакционной способности веществ и взаимного влияния атомов в их молекулах. Умение анализировать последовательность соединения атомов в молекулах и, как следствие, их взаимное влияние позволяет учащимся самостоятельно прогнозировать физические и химические свойства вещества. Одновременно учащиеся учатся решать и обратную задачу.
В процессе изучения механизмов реакций внимание учащихся акцентируется на условиях их проведения: роли растворителей; катализаторов и их определяющем влиянии на механизм и, следовательно, направление реакции; перекисных соединений, как инициаторов свободнорадикальных процессов.
Глубокое понимание этих вопросов обеспечивает учащимся цельность знаний, а так же формирует способность грамотно применять их в процессе решения теоретических и экспериментальных задач.
Опыт работы показывает, что детальное изучение этого материала, а так же отработка навыков применения теоретических знаний в процессе решения задач требует больших затрат учебного времени. В связи с этим возникла потребность в авторских научно-методических разработках, подробно освещающих некоторые теоретические вопросы учебного курса. Использование их в работе позволяет в некоторой степени сократить учебное время, затрачиваемое на изучение тех или иных вопросов, а также повысить уровень теоретических знаний учащихся, одновременно прививая им навыки самообразования, развивая самостоятельность.
Существенному повышению эффективности усвоения учебного материала способствует увеличение его информационной емкости за счет одновременного или параллельного изучения тех тем и понятий учебной программы, которые особенно тесно связаны между собой по смыслу. Реализовать такой подход к структурированию учебного материала помогает параллельное изучение в профильном химическом классе разделов органической и общей химии. Способ одновременного изучения взаимосвязанных вопросов, когда они рассматриваются в единстве, совместно позволяет обеспечить понимание общности на первый взгляд различных процессов и явлений, что особенно важно для осуществления успешной подготовки учащихся к интеллектуальным состязаниям, требующим химических знаний.
Например, изучение пространственного строения и формы молекул и ионов на основе явления гибридизации имеет смысл строить, одновременно опираясь на примеры органических и неорганических веществ; при этом не стоит ограничиваться рассмотрением типов гибридизации только с участием s- и p-орбиталей. Подобного рода иллюстрации позволяют подчеркнуть единую химическую природу веществ. Параллельное изучение различных химических процессов, одинаково заканчивающихся установлением химического равновесия (гидролиз, электролитическая диссоциация, этерификация и др.) позволяет обратить внимание учащихся на единый физико-химический смысл их количественных характеристик (степени, константы), а значит и единую сущность самих процессов. Знакомство с ионно-электронным методом расстановки коэффициентов в окислительно-восстановительных реакциях целесообразно осуществлять, опираясь на примеры реакций с участием и неорганических, и органических веществ. Это позволит в очередной раз подчеркнуть одновременное единство и многообразие химических соединений, а так же процессов, происходящих с их участием.
Подобное структурирование учебного материала способствует формированию у учащихся аналитико-синтетических качеств ума, при этом, (что весьма немаловажно в условиях недостатка учебного времени), позволяя сократить временные затраты на обсуждение крупных теоретических вопросов. Таким образом, идея укрупнения дидактических единиц усвоения знаний не только обеспечивает их системность, но и способствует интенсификации учебного процесса.
Овладение навыками количественной оценки химических процессов приобретает большое значение в связи с все возрастающим числом так называемых расчетных олимпиадных задач, решение которых очень часто вызывает затруднения учащихся. Развитию и закреплению этих навыков способствует знакомство учащихся в рамках спецкурса с физико-химическим методом исследования – дифференциально-термическим анализом (ДТА). Пользуясь методом математической обработки дериватографических кривых, учащиеся рассчитывают кинетические параметры реакции (порядок, энергию активации), определяют температурные интервалы происходящих в процессе нагревания образца физических и химических превращений, устанавливают, сопровождаются ли зафиксированные превращения изменением веса (и если да, то каким именно) и тепловыми эффектами. Особенно интересным и важным моментом обучения в данном случае является тесная взаимосвязь материала спецкурса и раздела “Химическая кинетика” основного курса общей химии.
Один из основополагающих вопросов курса химии – описание строения вещества. В процессе работы в профильном химическом классе учитель сталкивается с необходимостью рассмотрения некоторых теоретических вопросов (например, природы одноэлектронной связи, парагмагнетизма молекулы кислорода и др.), сущность которых невозможно объяснить с позиций метода валентных связей (ВС). Обсуждение с учащимися проблем, возникающих в процессе описания электронного строения молекул, ионов методом ВС, приводит к логическому осознанию необходимости знакомства с более современным методом описания химической связи в молекулах – методом молекулярных орбиталей (МО).
Метод МО, по сравнению с методом ВС, обладает более широкими возможностями, особенно в том случае, когда необходимы пространственные теоретические расчеты, исследование спектров и, следовательно, фотохимических свойств молекул. В связи со сказанным (в рамках совершенствования и обновления содержания химического образования) наряду с методом ВС в учебную программу профильного химического класса включено изучение основных положений метода МО.
Таким образом, работа по совершенствованию и обновлению содержания химического образования в профильном классе направлена, прежде всего, на углубление и расширение знаний учащихся в области химии, формирование у них познавательной активности, творческой инициативы, самостоятельности суждений, т.е. свойств личности, обеспечивающих успех в любой сфере деятельности, в том числе и учебной.