На чем основан процесс школьного химического образования. Школьное химическое образование за рубежом. Вопросы и задания

На чем основан процесс школьного химического образования. Школьное химическое образование за рубежом. Вопросы и задания

Школьное химическое образование в России:
стандарты, учебники, олимпиады, экзамены

В.В.Еремин , Н.Е.Кузьменко , В.В.Лунин , О.Н.Рыжова
Химический факультет Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова

Химия - наука общественная в том смысле, что она развивается, в первую очередь, в тех направлениях, которые диктуются общественными потребностями. Содержание химического образования, в том числе школьного, также определяется общественными интересами и отношением общества к науке. В России под влиянием западных финансовых институтов сейчас происходит реформа (модернизация) всей системы образования с целью "вхождения новых поколений в глобализованный мир". Эта реформа в том виде, в каком она была задумана, представляла серьезную угрозу для химического образования в России. Стремительное проведение реформы могло привести к тому, что предмет "Химия" в школе был бы ликвидирован и заменен интегрированным курсом "Естествознание". Этого удалось избежать.

Реформа проявилась в другом. Принципиально новое ее следствие состоит в том, что впервые в стране подготовлен единый государственный стандарт школьного образования, в котором четко сформулировано, чему и как учить в школе. В стандарте закреплено преподавание химии по концентрической схеме с разделением общего (8-9 классы) и среднего (10-11 классы) образования. Несмотря на свою жесткую структуру, новый стандарт учитывает тенденции развития современной химии и ее роль в естествознании и в обществе и может послужить инструментом развития химического образования. Первый шаг в использовании нового стандарта школьного химического образования уже сделан: на его основе создан проект школьной программы и написаны школьные учебники по химии для 8 и 9 класса.

Реферат. Обсуждается современное состояние школьного химического образования в России. Принципиальная новизна ситуации состоит в том, что впервые подготовлен единый государственный стандарт школьного образования. Рассмотрены идейные предпосылки и содержание стандарта по химии. Представлены концепция и методические принципы новой школьной программы по химии и нового комплекта школьных учебников, написанных авторским коллективом химического факультета МГУ на основе этого стандарта. Обсуждена роль химических олимпиад в системе школьного образования.

Естественные науки во всем мире переживают нелегкие времена. Финансовые потоки уходят из науки и образования в военно-политическую сферу, престиж научных работников и преподавателей падает, а необразованность большей части общества растет стремительными темпами. Миром правит невежество. Дело доходит до того, что в Америке правые христиане требуют юридической отмены второго закона термодинамики, который, по их мнению, противоречит религиозным доктринам.

Больше других естественных наук страдает химия. У большинства людей эта наука ассоциируется с химическим оружием, загрязнением окружающей среды, техногенными катастрофами, производством наркотиков и т.д. Преодоление "хемофобии" и массовой химической безграмотности, создание привлекательного общественного образа химии - одна из главных задач школьного химического образования, современное состояние которого в России мы хотим обсудить.

I Программа модернизации (реформы) образования в России и ее недостатки
II Проблемы школьного химического образования
III Новый государственный стандарт школьного химического образования
IV Новая школьная программа и новые учебники по химии
V Современная система химических олимпиад
Литература

Сведения об авторах

  1. Вадим Владимирович Еремин, кандидат физико-математических наук, доцент химического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова, лауреат премии Президента РФ в области образования. Научные интересы: квантовая динамика внутримолекулярных процессов, спектроскопия временного разрешения, фемтохимия, химическое образование.
  2. Николай Егорович Кузьменко, доктор физико-математических наук, профессор, зам. декана химического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова, лауреат премии Президента РФ в области образования. Научные интересы: молекулярная спектроскопия, внутримолекулярная динамика, химическое образование.
  3. Валерий Васильевич Лунин, доктор химических наук, академик РАН, профессор, декан химического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова, лауреат премии Президента РФ в области образования. Научные интересы: физическая химия поверхности, катализ, физика и химия озона, химическое образование.
  4. Оксана Николаевна Рыжова, младший научный сотрудник химического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова. Научные интересы: физическая химия, химические олимпиады школьников.

Работа выполнена благодаря частичному финансированию Государственной программой поддержки ведущих научных школ Российской Федерации (проект НШ № 1275.2003.3).

Вопросы, рассматриваемые на лекции Цели и задачи школьного
химического образования
Содержание и структура
школьного химического
образования

Цель школьного химического образования:

формирование личности,
обладающей знаниями основ
химической науки как фундамента
современного естествознания,
убежденной в материальном
единстве мира веществ и
объективности химических
явлений,
понимающей
необходимость сбережения
природы – основы жизни на Земле,
готовой трудиться и умеющей
организовать свой труд

Задачи школьного химического образования:

развитие личности обучающихся:
их мышления, трудолюбия,
аккуратности и собранности,
формирование у них опыта
творческой деятельности
формирование системы
химических знаний (важнейших
факторов, понятий, законов,
теорий и языка науки) как
компонента естественнонаучной
картины мира

формирование представлений о
методах познания, характерных для
естественных наук, –
экспериментальном и теоретическом
выработка у школьников понимания
общественной потребности в развитии
химии, формирование у них
отношения к химии как возможной
области будущей практической
деятельности

формирование
экологической культуры
школьников, грамотного
поведения и навыков
безопасного обращения с
веществами в повседневной
жизниСодержание химического
образования эт о сист ема, функционально
полная с т очки зрения решения
задач обучения, воспит ания и
развит ия учащихся

Система включает знания:

о веществе и химической реакции
об использовании веществ и
химических превращений, а также
возникающих при этом
экологических проблемах и путях
их решения
представления о развитии
химических знаний и объективной
необходимости такого развития

Этапы изучения химии в средней общеобразовательной школе:

1. Пропедевтический
2. Основной
3. Профильный

Пропедевт ический эт ап получения химических знаний
должен охватывать период с 1-го по 7-й
классы основной школы
первоначальные знания из области химии
учащиеся получают при изучении
интегрированных курсов «Природоведение»,
«Окружающий мир», «Естествознание»,
систематических курсов биологии,
географии, физики
за счет школьного или регионального
компонента возможно изучение химического
пропедевтического курса под условным
названием «Введение в химию»

Химические знания, получаемые на пропедевтическом этапе обучения, служат решению задачи формирования у школьников

первоначального
целост ного предст авления о мире

В результате пропедевт ической
подгот овки по химии учащиеся
должны получить:
представление о составе и
свойствах некоторых веществ
первоначальные сведения о
химических элементах, символах
химических элементов,
химических формулах, простых и
сложных веществах, химических
явлениях, реакциях соединения и
разложения

Изучение химии на ступени основного общего образования направлено на достижение следующих целей:

освоение важнейших знаний об основных
понятиях и законах химии, химической
символике
овладение умениями наблюдать
химические явления, проводить
химический эксперимент, производить
расчеты на основе химических формул
веществ и уравнений химических реакций

развитие познавательных интересов и
интеллектуальных способностей в
процессе проведения химического
эксперимента, самостоятельного
приобретения знаний в соответствии с
возникающими жизненными
потребностями
воспитание отношения к химии как
одному из фундаментальных
компонентов естествознания и элементу
общечеловеческой культуры

применение полученных знаний и
умений для безопасного использования
веществ и материалов в быту, сельском
хозяйстве и на производстве, решения
практических задач в повседневной
жизни, предупреждения явлений,
наносящих вред здоровью человека и
окружающей среде

Химические знания на основном этапе
обучения, формируемые при изучении курса
химии (YIII-IX классы), являются
фундаментом как для продолжения
профильного изучения предмета в старших (XXI) классах средней (полной) школы, так и для
освоения минимума химических знаний (в
соответствии со стандартом) в классах
нехимического профиля
Нормативный объем курса в соответствии с
Федеральным базисным учебным планом
составляет 2 часа в неделю в каждом классе в
течении 3-х лет

Содержание химического образования на
его основном этапе призвано обеспечить
формирование у учащихся предст авлений:
о многообразии веществ
о зависимости свойств веществ от их
строения
о материальном единстве и генетической
взаимосвязи органических и неорганических
веществ
о роли химии в познании явлений жизни
о решении экологических проблем

Содержание курса химии для основного
общего образования сгруппировано в блоки:
методы познания веществ и химических
явлений
вещество
химическая реакция
элементарные основы неорганической
химии
первоначальные представления об
органических веществах
химия и жизнь

В структуре содержания курса химии
выделяют следующие дидакт ические
единицы::
законы, теории и понятия
химический язык
методы химической науки
научные факты
исторические и
политехнические знания
специальные, общенаучные и
интеллектуальные умения

Выпускник
основной школы:
должен уметь применять:
теоретические знания
фактологические знания
знания о способах деятельности,
имеющих отношение к изучению
химии
должен уметь проводить:
химический эксперимент в строгом
соответствии с правилами техники
безопасности

Учащиеся должны осуществлять также
учебную деятельность различной степени
сложности:
называт ь
определят ь
характ еризоват ь
объяснят ь
пользоват ься (обращат ься с
лаборат орным оборудованием)
проводит ь эксперимент
проводит ь необходимые расчет ы
соблюдат ь соот вет ст вующие правила
техники безопасност и

Третья ступень школьного химического образования приходится на X-XI классы Изучение предмета ведется дифференцированно в двух

вариант ах –
базовый и профильный уровень
На этом этапе изучение химии
осуществляется в рамках
сист емат ических курсов, включающих
инвариантное ядро содержания,
но отличающихся по объему и глубине
изложения материала, а также
прикладной направленностью

Факульт ат ивные курсы как компонент
системы школьного химического
образования:
реализуют дифференцированный подход
к обучению учащихся
обеспечивают условия для формирования
устойчивого интереса школьников к
химии, развития их творческих
способностей

готовят учащихся основной школы к
выбору профиля дальнейшего обучения
в старших классах, а учащихся старших
классов – к обучению в высших учебных
заведениях

Лекция 1.1.

Современные требования к профессиональной подготовке

учителя химии

План:

1. Требования к современному учителю химии в соответствии с требованиями ФГОС

2.

3.

4. Цели, содержание и структура химического образования в средней школе

Современный учитель химии должен не только владеть предметными знаниями, методическими приемами и современными педагогическими технологиями, но и применять их на практике, моделируя и анализируя различные педагогические ситуации.

В последнее время актуальной является проблема стандартизации школьного химического образования. Это вызвано переходом школ на новые, более свободные формы организации учебного процесса. Федеральный Государственный стандарт образования определяет нормы и требования обязательного минимума содержания основных образовательных программ общего образования, максимальный объем учебной нагрузки обучающихся, уровень подготовки выпускников образовательных учреждений, а так же основные требования к обеспечению образовательного процесса.

Государственный стандарт общего образования является основой для разработки учебного плана, примерных программ по учебным предметам; объективного оценивания уровня подготовки выпускников образовательных учреждений; объективного оценивания деятельности самих образовательных учреждений; установления федеральных требований к образовательным учреждениям в части оснащения учебного процесса, оборудования учебных помещений. Государственный стандарт общего образования включает три компонента: федеральный, региональный (национально-региональный) компонент и компонент образовательного учреждения.


Профильное обучение начинается с 10-го класса. Элективные учебные предметы (9 кл) являются обязательными по выбору обучающихся из компонента образовательного учреждения. При базовом обучении на изучении химии отводится 1 час в неделю в 10-11-х классах, а в профильных классах – до 3-х часов в неделю. Определяют следующие направления спецификации профильных классов:

Ø при обучении в непрофильных классах (классах универсального, т. е., общеобразовательного профиля), а так же на базовом уровне предполагается в классах физико-математического, экономического, информационно-технологического, социально-гуманитарного профилей;

Ø изучение химии на профильном уровне в классах физико-химического, химико-биологического, биолого-географического и др. профилей;

Ø в классах психолого-педагогического, социально-экономического, социально-гуманитарного, филологического, художественно-эстетического профилей учебными планами предусматривается возможность включения химии в состав курса «Естествознание» (по 3 часа в неделю в 10-11-х классах).

Таким образом, система предпрофильного обучения через элективные курсы по химии должна обеспечить: - поддержку изучения данного школьного предмета через углубление, расширение, систематизацию материала, например, более глубокое изучение элементов данной группы или членов гомологического ряда; - внутрипрофильную специализацию обучения; - воспитание социально адаптированной и компетентной личности выпускника; - осуществить предварительную подготовку учащихся к ЕГЭ по химии и т. д.

Практика использования в школе вариативных программ по химии выявила объективную необходимость применения специальной технологии разработки преемственных базисных программ и учебно-методических комплектов к ним. Основу такой технологии разработки программ составляют следующее:

3. В соответствии с принципом преемственности основные изучаемые единицы содержания получают дальнейшее свое развитие. Это выражается в линейно-циклической структуре курсов, представляющих данную предметную область. Вместе с тем на каждой из ступней общеобразовательной школы наряду с общими задачами решаются и специфические, связанные с возрастными особенностями учащихся и особенностями учебного заведения.

4. Планируемые результаты усвоения содержания учебной программы соотносятся с «Требованиями к уровню подготовки выпускников».

Каждая из программ отражает инвариантное содержание курса химии для соответствующей ступени школы и логику его изучения. Программы не являются рабочими, а могут служить лишь ориентиром для разработки отдельных учебных программ, логика построения и вариативная часть содержания которых будут отвечать авторским замыслам каждого учителя химии.

Теория обучения химии как педагогическая наука

Теорию обучения (дидактику) химии традиционно рассматривают как относительно самостоятельную часть педагогической науки. Современная дидактика (обучение химии) призвана реализовать идеи гуманной педагогики, направленной на формирование свободной, творческой, социально активной, полезной и успешной личности в условиях реализации школьного химического образования. Знание теории обучения необходимо каждому учителю химии, так как задачи образования, воспитания и развития учащихся в педагогической деятельности наиболее эффективно решаются с опорой на научные знания.


Дидактика (от греч. didaktikos – «поучающий, обучающий») – теория обучения.

Ещё Древней Греции учитель, преподающий в школе, назывался дидаскáлом. Термин «дидактика» появился в XVII веке. Он был введён В. Ратке в значении «искусство обучения». в своей книге «Великая дидактика» определил дидактику как «универсальное искусство учить всех всему». Однако по мере развития педагогической науки дидактика постепенно сосредоточила своё внимание исключительно на учебном процессе.

Современное определение (на основе исследований,) дидактики обучения химии – это относительно самостоятельный раздел педагогики, наука, которая занимается изучением теоретических и методических основ обучения химии, даёт научное обоснование целям, содержанию, методам, средствам, организации обучения и образования .

Предметом современной дидактики обучения химии является взаимосвязь и взаимодействие преподавания (обучающе-воспитывающей деятельности учителя химии) и учения (учебно-познавательной деятельности учащихся).

Основные группы задач современной дидактики:

1) описывать и объяснять процесс обучения химии и условия его протекания;

2) совершенствовать процесс обучения химии, разрабатывать новые, более эффективные системы обучения и образовательные технологии школьного химического образования.

Теория обучения химии как педагогическая наука представляет собой частную, предметную дидактику, то есть, это наука, которая находится на стыке химических и психолого-педагогических наук. Предмет курса – это дисциплина школьной направленности, содержание и структура которой представляют собой особую педагогическую конструкцию, а также процесс овладения учащимися содержанием химического образования при взаимосвязи деятельности учителя и ученика. Теория обучения химии находится в тесной взаимосвязи с психолого-педагогическими, химическими, общественными и другими дисциплинами.

Теория обучения химии как наука определяет следующие вопросы:

1.Формулирование целей и задач, стоящих перед учителем при обучении учащихся химии. Методика должна вначале ответить на вопрос по определению задач химии в структуре среднего образования . В целом, для чего учить химию в средней школе? При этом учитывается логика развития и достижений химической науки, ее истории, психолого-педагогические условия, а также определение оптимального соотношения теоретического и фактического материала. Цель общего химического образования - обеспечить усвоение каждым молодым человеком знаний и умений, необходимых как для использования в повседневной и трудовой деятельности, так и для получения дальнейшего химического образования и формирования единой химической картины мира (ЕХКМ).

2. Отбор содержания и конструирование построения учебного предмета химии в соответствии с задачами курса химии в средней школе и дидактическими требованиями к его преподаванию. Это уже следующий вопрос методики химии: чему учить? Цели и содержание химического образования зафиксированы в учебных программах, учебниках, учебных пособиях по химии.

3. Методика химии как наука должна разработать соответствующие методы обучения и рекомендовать наиболее рациональные и эффективные средства, приемы и формы обучения. Решение этой проблемы позволит ответить на вопрос: как учить? Преподавание – это деятельность учителя, направленная на передачу химической информации учащимся, организацию учебного процесса, руководство их познавательной деятельностью , привитие практических навыков, развитие творческих способностей и формирование основ научного мировоззрения.

Теория обучения химии – это педагогическая наука, изучающая содержание школьного курса химии и закономерности его усвоения учащимися. В целом, ТОХ решает следующие проблемы: определяет цели и задачи обучения химии, определяет содержание учебного предмета, разрабатывает методы, средства и формы обучения, изучает процесс усвоения предмета учащимися.

Теория обучения химии как предмет в вузе

Учебная дисциплина по теории обучения химии в вузе обеспечивает профессиональную подготовку современного учителя химии. От того, в какой мере учитель владеет методикой, зависят успех урока, совершенствование мастерства учителя, его авторитет среди учеников.

Главная задача ТОХ как учебной дисциплины заключается в обеспечении условий для усвоения студентами знаний и умений, необходимых для работы в средней школе. Для студентов важна структура изучения науки и построение учебной дисциплины. Теория обучения химии изучается в определенной последовательности: вначале рассматриваются основные образовательные, воспитывающие и развивающие функции учебного предмета химии в средней школе. Далее происходит ознакомление студентов с общими вопросами организации процесса обучения химии, структурными элементами которого являются основы процесса обучения, методы обучения химии, средства обучения, организационные формы обучения, методика внеклассной работы по предмету, рекомендации по проведению урока и отдельных его этапов. Подготовка учителя химии в современной школе неотъемлемо связана с использованием разнообразных педагогических технологий и информационных средств обучения химии. На завершающем этапе рассматриваются основы научно-исследовательской работы в области методики химии и направления повышения ее эффективности на практике.

В целом, курс теории обучения химии в ходе теоретической и практической подготовки студентов должен раскрыть содержание, построение и методику изучения школьного курса химии, ознакомить с особенностями преподавания химии в школах различного уровня и профиля. Необходимо сформировать устойчивые умения и навыки будущих учителей химии по использованию современных методов и средств обучения химии, обеспечить усвоение основных требований к современному уроку химии и добиться реализации их на практике, ознакомить с особенностями проведения элективных курсов по химии и различными формами внеклассной работы по предмету. Таким образом, система вузовского курса ТОХ в значительной мере формирует основные знания, умения и навыки будущего учителя химии.

Вопросы для самоконтроля

1. Определение понятия «Теория обучения химии».

2. Определение предмета теории обучения химии как науки.

3. Задачи курса.

4. Методы исследования теории обучения химии.

5. Основные этапы становления теории обучения химии как науки.

6. Определение современного состояния и проблем ТОХ.

7. Теория обучения химии как предмет в педагогическом вузе.

8. Определение основных требований социума к профессиональным качествам учителя химии.

9. Какими из этих качеств Вы уже обладаете?

в средней школе

Основными компонентами процесса обучения химии являются: цели обучения, содержание предмета, методы и средства, деятельность учителя и учащихся и достигаемые при этом результаты.

В настоящее время школьное химическое образование основывается на изучении следующих основных теоретических концепций:

1. атомно-молекулярное учение,

2. теория электролитической диссоциации,

3. механизм и условия протекания химических реакций,

4. периодический закон и периодическая система химических элементов,

5. теория строения органических соединений.

Профессиональная деятельность современного учителя химии начинается с правильно определенных задач процесса обучения, способствующих отбору содержания, выбору структуры, реализации методов и средств обучения. Поэтому на каждом уроке учитель не только должен четко и аргументировано проговорить основную цель и задачи урока, но и определить подцели каждого из этапов урока. Только обозначив общую цель и логически вытекающие подцели процесса обучения, учитель химии сможет совершить весь процесс обучения и воспитания.

Школьный курс химии образуется двумя основными системами знаний – системой знаний о веществе и системой знаний о химических реакциях. Из огромного многообразия веществ для изучения были отобраны следующие:

Имеющие большое познавательное значение (водород , кислород, ввода, основания, соли);

Имеющие большое практическое значение (минеральные удобрения, иониты, мыла, синтетические моющие вещества и др.);

Играющие важную роль в неживой и живой природе (соединения кремния и кальция, жиры, белки, углеводы и др.);

На примере которых можно дать представления о технологических процессах и химических производствах (аммиак , серная и азотная кислота, этилен, альдегиды и др.);

Отражающие достижения современной науки и производства (катализаторы, синтетические каучуки и волокна, пластмассы, искусственные алмазы, синтетические аминокислоты, белки и др.).

Отечественный школьный курс основан на изучении понятия о веществе.

Вариативность школьных программ по химии определяет инвариантное ядро, то есть, материал, являющийся единым для всех программ. Содержание школьного предмета химии должно содержать следующее: систему научных, химических, знаний; систему умений и навыков (специальных, интеллектуальных, общеучебных); описание опыта творческой и производственной деятельности, накопленной человечеством в области химии; отображение положения химии в окружающей действительности; возможности развития и воспитания учащихся на материале предмета.

Принципы построения школьных программ по химии:

Принцип научности устанавливает отбор в учебной программе только тех теорий, законов, фактов, явлений и вопросов, которые научно доказаны и не вызывают сомнений. Кроме того, необходимо ознакомить учащихся с методами исследования.

Принцип доступности определяет уровень и объем научной информации, а также перечень методов исследований данной науки, чтобы ученики, в силу различных возрастных особенностей и объема приобретенных знаний, смогли бы усвоить весь материал учебника.

Принцип систематичности предусматривает определенное построение содержания школьного курса, логику, последовательность изложения материала от известного - к неизвестному, от простого - к сложному (дедукция и индукция).

Принцип системности предполагает отражение в учебнике целостной системы научных знаний со всеми их фактами, связями, теориями и т. д.

Принцип историзма требует приведение в учебнике примеров развития науки и ее методологии, вклада ученых в те или иные открытия, роль этих открытий и т. д.

Принцип связи обучения с жизнью, с практикой определяет использование в учебниках примеров прикладного значения химии, что в значительной степени обеспечивает интерес учащихся к химии, то есть мотивацию учения.

Кроме этого и учебник, и все обучение химии должны соответствовать принципу безопасности и принципу здоровьесбережения (валеологический аспект обучения).

Дополняют указанные принципы и критерии отбора содержания учебного материала для школьных дисциплин (по):

Критерий научной значимости, отражающий широту применения научных знаний. Знания, носящие всеобщий характер, должны включаться в первую очередь. На этом основании в действующие программы по химии включены Периодический закон и периодическая система химических элементов, закон о сохранении и превращении энергии, теория строения органических веществ и др.

Критерий соответствия объема содержания предмета времени, отведенному на изучение химии. В связи с сокращением часов на изучение химии должно изменяться и содержание предмета.

Критерий соответствия имеющимся в массовой школе условиям. В школах должны быть типовые кабинеты химии, оснащенные в соответствии с перечнями необходимого химического оборудования в соответствии с современными требованиями. Содержание практической (экспериментальной) составляющей школьного учебника должно соответствовать возможностям проводить необходимые опыты в школе.

Критерий соответствия государственным образовательным и международным стандартам.

Критерий целостности содержания учебного материала.

Выступление на втором
Московском педагогическом марафоне
учебных предметов, 9 апреля 2003 г.

Естественные науки во всем мире переживают нелегкие времена. Финансовые потоки уходят из науки и образования в военно-политическую сферу, престиж научных работников и преподавателей падает, а необразованность большей части общества стремительно растет. Миром правит невежество. Дело доходит до того, что в Америке правые христиане требуют юридической отмены второго закона термодинамики, который, по их мнению, противоречит религиозным доктринам.
Больше других естественных наук страдает химия. У большинства людей эта наука ассоциируется с химическим оружием, загрязнением окружающей среды, техногенными катастрофами, производством наркотиков и т. д. Преодоление «хемофобии» и массовой химической безграмотности, создание привлекательного общественного образа химии – одна из задач химического образования, современное состояние которого в России мы хотим обсудить.

Программа модернизации (реформы)
образования в России и ее недостатки

В Советском Союзе существовала отлаженная система химического образования, основанная на линейном подходе, когда изучение химии начиналось в средних классах и заканчивалось в старших. Была разработана согласованная схема обеспечения учебного процесса, в том числе: программы и учебники, подготовка и повышение квалификации учителей, система химических олимпиад всех уровней, комплекты учебных пособий («Библиотека школы», «Библиотека учителя» и
т. д.), общедоступные методические журналы («Химия в школе» и т. д.), демонстрационные и лабораторные приборы.
Образование – консервативная и инертная система, поэтому даже после распада СССР химическое образование, которое понесло тяжелые финансовые потери, продолжало выполнять свои задачи. Однако несколько лет назад в России началась реформа системы образования, главная цель которой – поддержка вхождения новых поколений в глобализованный мир, в открытое информационное сообщество. Для этого, по мнению авторов реформы, центральное место в содержании образования должны занимать коммуникативность, информатика, иностранные языки, межкультурное обучение. Как видим, для естественных наук места в этой реформе не предусмотрено.
Объявлено, что новая реформа должна обеспечить переход на сопоставимую с мировой систему показателей качества и стандартов образования. Разработан и план конкретных мероприятий, среди которых главные – переход на 12-летнее школьное обучение, введение единого государственного экзамена (ЕГЭ) в форме всеобщего тестирования, разработка новых стандартов образования на основе концентрической схемы, согласно которой к моменту окончания девятилетки ученики должны иметь целостное представление о предмете.
Как повлияет эта реформа на химическое образование в России? На наш взгляд, резко отрицательно. Дело в том, что среди разработчиков Концепции модернизации российского образования не было ни одного представителя естествознания, поэтому интересы естественных наук в этой концепции совершенно не учтены. ЕГЭ в той форме, в какой его задумали авторы реформы, испортит систему перехода от средней школы к высшей, которую вузы с таким трудом сформировали в первые годы независимости России, и разрушит преемственность российского образования.
Один из аргументов в пользу ЕГЭ состоит в том, что он, по мнению идеологов реформы, обеспечит равный доступ к высшему образованию для различных социальных слоев и территориальных групп населения.

Наш многолетний опыт дистанционного обучения, связанный с проведением Соросовской олимпиады по химии и заочно-очной формой приема на химический факультет МГУ, показывает, что дистанционное тестирование, во-первых, не дает объективной оценки знаний, а во-вторых, не обеспечивает школьникам равных возможностей. За 5 лет Соросовских олимпиад через наш факультет прошло больше 100 тыс. письменных работ по химии, и мы убедились в том, что общий уровень решений очень сильно зависит от региона; кроме того, чем ниже был образовательный уровень региона, тем больше оттуда присылали списанных работ. Еще одно существенное возражение против ЕГЭ состоит в том, что тестирование как форма проверки знаний имеет существенные ограничения. Даже корректно составленный тест не позволяет объективно оценить умение школьника рассуждать и делать выводы. Наши студенты изучили материалы ЕГЭ по химии и обнаружили большое число некорректных или неоднозначных вопросов, которые нельзя применять для тестирования школьников. Мы пришли к выводу, что ЕГЭ можно использовать только как одну из форм контроля работы средних школ, но ни в коем случае не как единственный, монопольный механизм доступа к высшему образованию.
Другой отрицательный аспект реформы связан с разработкой новых стандартов образования, которые должны приблизить российскую систему образования к европейской. В проекте стандартов, предложенном в 2002 г. Министерством образования, был нарушен один из главных принципов естественно-научного образования – предметность . Руководители рабочей группы, которые составляли проект, предлагали подумать о том, чтобы отказаться от отдельных школьных курсов химии, физики и биологии и заменить их единым интегрированным курсом «Естествознание». Такое решение, пусть даже принятое на долгосрочную перспективу, просто похоронило бы химическое образование в нашей стране.
Что же в этих неблагоприятных внутриполитических условиях можно сделать для сохранения традиций и развития химического образования в России? Теперь мы переходим к нашей позитивной программе, многое из которой уже удалось реализовать. Эта программа имеет два основных аспекта – содержательный и организационный: мы стараемся определять содержание химического образования в нашей стране и развивать новые формы взаимодействия центров химического образования.

Новый государственный стандарт
химического образования

Химическое образование начинается со школы. Содержание школьного образования определяется главным нормативным документом – государственным стандартом школьного образования. В рамках принятой у нас концентрической схемы существуют три стандарта по химии: основное общее образование (8–9-е классы), базовое среднее и профильное среднее образование (10–11-е классы). Один из нас (Н.Е.Кузьменко) возглавил рабочую группу Министерства образования по подготовке стандартов, и к настоящему времени эти стандарты полностью сформулированы и готовы к законодательному утверждению.
Принимаясь за разработку стандарта химического образования, авторы исходили из тенденций развития современной химии и учитывали ее роль в естествознании и в обществе. Современная химия это фундаментальная система знаний об окружающем мире, основанная на богатом экспериментальном материале и надежных теоретических положениях . Научное содержание стандарта базируется на двух основных понятиях: «вещество» и «химическая реакция».
«Вещество» – главное понятие химии. Вещества окружают нас везде: в воздухе, пище, почве, бытовой технике, растениях и, наконец, в нас самих. Часть из этих веществ нам дана природой в готовом виде (кислород, вода, белки, углеводы, нефть, золото), другую часть человек получил путем небольшой модификации природных соединений (асфальт или искусственные волокна), но самое большое число веществ, которые раньше в природе не существовали, человек синтезировал самостоятельно. Это – современные материалы, лекарства, катализаторы. На сегодняшний день известно около 20 млн органических и около 500 тыс. неорганических веществ, и каждое из них обладает внутренней структурой. Органический и неорганический синтез достиг такой высокой степени развития, что позволяет синтезировать соединения с любой заранее заданной структурой. В связи с этим на первый план в современной химии выходит
прикладной аспект , в котором упор делается на связи структуры вещества с его свойствами , а основная задача состоит в поиске и синтезе полезных веществ и материалов, обладающих заданными свойствами.
Самое интересное в окружающем мире состоит в том, что он постоянно изменяется. Второе главное понятие химии – это «химическая реакция». Каждую секунду в мире происходит неисчислимое множество реакций, в результате которых одни вещества превращаются в другие. Некоторые реакции мы можем наблюдать непосредственно, например ржавление железных предметов, свертывание крови, сгорание автомобильного топлива. В то же время подавляющее большинство реакций остаются невидимыми, но именно они определяют свойства окружающего нас мира. Для того чтобы осознать свое место в мире и научиться им управлять, человек должен глубоко понять природу этих реакций и те законы, которым они подчиняются.
Задача современной химии состоит в изучении функций веществ в сложных химических и биологических системах, анализе связи структуры вещества с его функциями и синтезе веществ с заданными функциями.
Исходя из того, что стандарт должен служить инструментом развития образования, было предложено разгрузить содержание основного общего образования и оставить в нем только те элементы содержания, образовательная ценность которых подтверждена отечественной и мировой практикой преподавания химии в школе. Это минимальная по объему, но функционально полная система знаний.
Стандарт основного общего образования включает шесть содержательных блоков:

  • Методы познания веществ и химических явлений.
  • Вещество.
  • Химическая реакция.
  • Элементарные основы неорганической химии.
  • Первоначальные представления об органических веществах.
  • Химия и жизнь.

Стандарт базового среднего образования разбит на пять содержательных блоков:

  • Методы познания химии.
  • Теоретические основы химии.
  • Неорганическая химия.
  • Органическая химия.
  • Химия и жизнь.

Основу обоих стандартов составляют периодический закон Д.И.Менделеева, теория строения атомов и химической связи, теория электролитической диссоциации и структурная теория органических соединений.
Стандарт базового среднего уровня призван обеспечить выпускнику средней школы прежде всего возможность ориентироваться в общественных и личных проблемах, связанных с химией.
В стандарте профильного уровня система знаний значительно расширена в первую очередь за счет представлений о строении атомов и молекул, а также о закономерностях протекания химических реакций, рассматриваемых с точки зрения теорий химической кинетики и химической термодинамики. Тем самым обеспечивается подготовка выпускников средней школы к продолжению химического образования в высшей школе.

Новая программа и новые
учебники по химии

Новый, научно обоснованный стандарт химического образования подготовил благоприятную почву для разработки новой школьной программы и создания комплекта школьных учебников на ее основе. В этом докладе мы представляем школьную программу по химии для 8–9-го классов и концепцию серии учебников для 8–11-го классов, созданных авторским коллективом химического факультета МГУ.
Программа курса химии основной общеобразовательной школы рассчитана на учащихся 8–9-го классов. От типовых программ, действующих в настоящее время в средних школах России, ее отличают более выверенные междисциплинарные связи и точный отбор материала, необходимого для создания целостного естественно-научного восприятия мира, комфортного и безопасного взаимодействия с окружающей средой в условиях производства и в быту. Программа построена таким образом, что в ней главное внимание уделяется тем разделам химии, терминам и понятиям, которые так или иначе связаны с повседневной жизнью, а не являются «кабинетным знанием» узко ограниченного круга лиц, чья деятельность связана с химической наукой.
В течение первого года обучения химии (8-й класс) основное внимание уделяется формированию у учащихся элементарных химических навыков, «химического языка» и химического мышления. Для этого выбраны объекты, знакомые из повседневной жизни (кислород, воздух, вода). В 8-м классе мы сознательно избегаем сложного для восприятия школьников понятия «моль», практически не используем расчетные задачи. Основная идея этой части курса – привить ученикам навыки описания свойств различных веществ, сгруппированных по классам, а также показать связь между строением веществ и их свойствами.
На втором году обучения (9-й класс) введение дополнительных химических понятий сопровождается рассмотрением строения и свойств неорганических веществ. В специальном разделе кратко рассматриваются элементы органической химии и биохимии в объеме, предусмотренном государственным стандартом образования.

Для развития химического взгляда на мир в курсе проводятся широкие корреляции между полученными ребятами в классе элементарными химическими знаниями и свойствами тех объектов, которые известны школьникам в повседневной жизни, но до этого ими воспринимались лишь на бытовом уровне. На основе химических представлений учащимся предлагается взглянуть на драгоценные и отделочные камни, стекло, фаянс, фарфор, краски, продукты питания, современные материалы. В программе расширен круг объектов, которые описываются и обсуждаются лишь на качественном уровне, не прибегая к громоздким химическим уравнениям и сложным формулам. Мы обращали большое внимание на стиль изложения, который позволяет вводить и обсуждать химические понятия и термины в живой и наглядной форме. В этой связи постоянно подчеркиваются междисциплинарные связи химии с другими науками, не только естественными, но и гуманитарными.
Новая программа реализована в комплекте школьных учебников для 8–9-х классов, один из которых уже сдан в печать, а другой находится в стадии написания. При создании учебников мы учитывали изменение социальной роли химии и общественного интереса к ней, которое вызвано двумя основными взаимосвязанными факторами. Первое – это «хемофобия» , т. е. отрицательное отношение общества к химии и ее проявлениям. В этой связи важно на всех уровнях объяснять, что плохое – не в химии, а в людях, которые не понимают законов природы или имеют нравственные проблемы.
Химия – очень мощный инструмент в руках человека, в ее законах нет понятий добра и зла. Пользуясь одними и теми же законами, можно придумать новую технологию синтеза наркотиков или ядов, а можно – новое лекарство или новый строительный материал.
Другой социальный фактор – это прогрессирующая химическая безграмотность общества на всех его уровнях – от политиков и журналистов до домохозяек. Большинство людей совершенно не представляет, из чего состоит окружающий мир, не знает элементарных свойств даже простейших веществ и не может отличить азот от аммиака, а этиловый спирт от метилового. Именно в этой области грамотный учебник по химии, написанный простым и понятным языком, может сыграть большую просветительскую роль.
При создании учебников мы исходили из следующих постулатов.

Основные задачи школьного курса химии

1. Формирование научной картины окружающего мира и развитие естественно-научного мировоззрения. Представление химии как центральной науки, направленной на решение насущных проблем человечества.
2. Развитие химического мышления, умения анализировать явления окружающего мира в химических терминах, способности говорить (и думать) на химическом языке.
3. Популяризация химических знаний и внедрение представлений о роли химии в повседневной жизни и ее прикладном значении в жизни общества. Развитие экологического мышления и знакомство с современными химическими технологиями.
4. Формирование практических навыков безопасного обращения с веществами в повседневной жизни.
5. Пробуждение живого интереса у школьников к изучению химии как в рамках школьной программы, так и дополнительно.

Основные идеи школьного курса химии

1. Химия – центральная наука о природе, тесно взаимодействующая с другими естественными науками. Основное значение для жизни общества имеют прикладные возможности химии.
2. Окружающий мир состоит из веществ, которые характеризуются определенной структурой и способны к взаимным превращениям. Существует связь между структурой и свойствами веществ. Задача химии состоит в создании веществ с полезными свойствами.
3. Окружающий мир постоянно изменяется. Его свойства определяются химическими реакциями, которые в нем протекают. Для того чтобы управлять этими реакциями, необходимо глубоко понимать законы химии.
4. Химия – мощный инструмент для преобразования природы и общества. Безопасное применение химии возможно только в высокоразвитом обществе с устойчивыми нравственными категориями.

Методические принципы и стиль учебников

1. Последовательность изложения материала ориентирована на изучение химических свойств окружающего мира с постепенным и деликатным (т. е. ненавязчивым) знакомством с теоретическими основами современной химии. Описательные разделы чередуются с теоретическими. Материал равномерно распределен по всему периоду обучения.
2. Внутренняя замкнутость, самодостаточность и логическая обоснованность изложения. Любой материал преподносится в контексте общих проблем развития науки и общества.
3. Постоянная демонстрация связи химии с жизнью, частое напоминание о прикладном значении химии, научно-популярный анализ веществ и материалов, с которыми учащиеся сталкиваются в повседневной жизни.
4. Высокий научный уровень и строгость изложения. Химические свойства веществ и химические реакции описываются так, как они идут на самом деле. Химия в учебниках – реальная, а не «бумажная».
5. Дружелюбный, легкий и беспристрастный стиль изложения. Простой, доступный и грамотный русский язык. Использование «сюжетов» – коротких, занимательных рассказов, связывающих химические знания с повседневной жизнью, – для облегчения восприятия. Широкое использование иллюстраций, которые составляют около 15% объема учебников.
6. Двухуровневая структура представления материала. «Крупный шрифт» – это базовый уровень, «мелкий шрифт» предназначен для более глубокого изучения.
7. Широкое использование простых и наглядных демонстрационных опытов, лабораторных и практических работ для изучения экспериментальных аспектов химии и развития практических навыков учащихся.
8. Использование вопросов и задач двух уровней сложности для более глубокого усвоения и закрепления материала.

В комплект учебных пособий мы предполагаем включить:

  • учебники по химии для 8–11-го классов;
  • методические указания для учителей, тематическое планирование уроков;
  • дидактические материалы;
  • книгу для чтения учащимися;
  • справочные таблицы по химии;
  • компьютерную поддержку в виде компакт-дисков, содержащих: а) электронный вариант учебника; б) справочные материалы; в) демонстрационные опыты; г) иллюстративный материал; д) анимационные модели; е) программы для решения расчетных задач; ж) дидактические материалы.

Мы надеемся, что новые учебники позволят многим школьникам по-новому взглянуть на наш предмет и покажут им, что химия – увлекательная и очень полезная наука.
В развитии интереса школьников к химии кроме учебников большую роль играют химические олимпиады.

Современная система химических олимпиад

Система химических олимпиад – одна из немногих образовательных структур, которые выдержали распад страны. Всесоюзная олимпиада по химии трансформировалась во Всероссийскую, сохранив ее основные черты. В настоящее время эта олимпиада проходит в пять этапов: школьный, районный, областной, федеральный окружной и финальный. Победители финального этапа представляют Россию на Международной химической олимпиаде. Самыми важными с точки зрения образования являются наиболее массовые этапы – школьный и районный, за который отвечают школьные учителя и методические объединения городов и районов России. За всю олимпиаду в целом отвечает Министерство образования.
Интересно, что бывшая Всесоюзная олимпиада по химии тоже сохранилась, но в новом качестве. Ежегодно химический факультет МГУ организует международную Менделеевскую олимпиаду , в которой участвуют победители и призеры химических олимпиад стран СНГ и Балтии. В прошлом году эта олимпиада с большим успехом прошла в Алма-Ате, в этом году – в г. Пущино Московской области. Менделеевская олимпиада позволяет талантливым детям из бывших республик Советского Союза поступить в МГУ и другие престижные вузы без экзаменов. Необычайно ценно также общение преподавателей химии во время олимпиады, которое способствует сохранению единого химического пространства на территории бывшего Союза.
В последние пять лет число предметных олимпиад резко возросло за счет того, что многие вузы в поисках новых форм привлечения абитуриентов стали проводить собственные олимпиады и засчитывать результаты этих олимпиад в качестве вступительных экзаменов. Одним из пионеров этого движения был химический факультет МГУ, который ежегодно проводит заочно-очную олимпиаду по химии, физике и математике. Этой олимпиаде, которую мы назвали «Абитуриент МГУ», в этом году исполняется уже 10 лет. Она обеспечивает равный доступ всем группам школьников к обучению в МГУ. Олимпиада проходит в два этапа: заочный и очный. первый – заочный – этап имеет ознакомительный характер. Мы публикуем задания во всех профильных газетах и журналах и рассылаем задания по школам. На решение отводится почти полгода. Тех, кто выполнил хотя бы половину заданий, мы приглашаем на второй этап – очный тур, который проходит в 20-х числах мая. Письменные задания по математике и химии позволяют определить победителей олимпиады, которые получают преимущества при поступлении на наш факультет.
География этой олимпиады необычайно широка. Каждый год в ней участвуют представители всех регионов России – от Калининграда до Владивостока, а также несколько десятков «иностранцев» из стран СНГ. Развитие этой олимпиады привело к тому, что почти все талантливые дети из провинции едут учиться к нам: более 60% студентов химического факультета МГУ – иногородние.
В то же время вузовские олимпиады постоянно испытывают давление со стороны Министерства образования, которое проводит идеологию ЕГЭ и стремится лишить вузы самостоятельности в определении форм приема абитуриентов. И здесь на помощь министерству приходит, как это ни странно, Всероссийская олимпиада. Идея министерства состоит в том, что преимущества при поступлении в вузы должны иметь только участники тех олимпиад, которые организационно вливаются в структуру Всероссийской олимпиады. Любой вуз может самостоятельно проводить какую угодно олимпиаду безо всякой связи с Всероссийской, но результаты такой олимпиады не будут засчитываться при поступлении в этот вуз.
Если такая идея будет законодательно оформлена, это нанесет довольно сильный удар по системе приема в вузы и, самое главное, по школьникам выпускных классов, которые лишатся многих стимулов к поступлению в выбранный ими вуз.
Однако в этом году прием в вузы будет проходить по прежним правилам, и в связи с этим мы хотим рассказать о вступительном экзамене по химии в МГУ.

Вступительный экзамен по химии в МГУ

Вступительный экзамен по химии в МГУ сдают на шести факультетах: химическом, биологическом, медицинском, почвенном, факультете наук о материалах и новом факультете биоинженерии и биоинформатики. Экзамен – письменный, рассчитан на 4 часа. За это время школьники должны решить 10 задач разного уровня сложности: от тривиальных, т. е. «утешительных», до довольно сложных, которые позволяют дифференцировать оценки.
Ни одна из задач не требует специальных знаний, выходящих за рамки того, что изучают в профильных химических школах. Тем не менее большинство задач строится так, что для их решения требуются размышления, основанные не на запоминании, а на владении теорией. В качестве примера мы хотим привести несколько таких задач из разных разделов химии.

Теоретическая химия

Задача 1 (биологический факультет). Константа скорости реакции изомеризации A B равна 20 с –1 , а константа скорости обратной реакции B A равна 12 с –1 . Рассчитайте состав равновесной смеси (в граммах), полученной из 10 г вещества A.

Решение
Пусть в B превратилось x г вещества A, тогда в равновесной смеси содержится (10 – x ) г A и x г B. При равновесии скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции:

20 (10 – x ) = 12x ,

откуда x = 6,25.
Состав равновесной смеси: 3,75 г A, 6,25 г B.
Ответ . 3,75 г A, 6,25 г B.

Неорганическая химия

Задача 2 (биологический факультет). Какой объем углекислого газа (н. у.) надо пропустить через 200 г 0,74%-го раствора гидроксида кальция, чтобы масса выпавшего осадка составила 1,5 г, а раствор над осадком не давал окраски с фенолфталеином?

Решение
При пропускании углекислого газа через раствор гидроксида кальция сначала образуется осадок карбоната кальция:

который затем может растворяться в избытке CO 2:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2 .

Зависимость массы осадка от количества вещества CO 2 имеет следующий вид:

При недостатке CO 2 раствор над осадком будет содержать Ca(OH) 2 и давать фиолетовое окрашивание с фенолфталеином. По условию этого окрашивания нет, следовательно, CO 2 находится в избытке
по сравнению с Ca(OH) 2 , т. е. сначала весь Ca(OH) 2 превращается в CaCO 3 , а затем CaCO 3 частично растворяется в CO 2 .

(Ca(OH) 2) = 200 0,0074/74 = 0,02 моль, (CaCO 3) = 1,5/100 = 0,015 моль.

Для того чтобы весь Ca(OH) 2 перешел в CaCO 3 , через исходный раствор надо пропустить 0,02 моль CO 2 , а затем пропустить еще 0,005 моль CO 2 , чтобы 0,005 моль CaCO 3 растворилось и осталось 0,015 моль.

V(CO 2) = (0,02 + 0,005) 22,4 = 0,56 л.

Ответ . 0,56 л CO 2 .

Органическая химия

Задача 3 (химический факультет). Ароматический углеводород с одним бензольным кольцом содержит 90,91% углерода по массе. При окислении 2,64 г этого углеводорода подкисленным раствором перманганата калия выделяется 962 мл газа (при 20 °С и нормальном давлении), а при нитровании образуется смесь, содержащая два мононитропроизводных. Установите возможную структуру исходного углеводорода и напишите схемы упомянутых реакций. Сколько мононитропроизводных образуется при нитровании продукта окисления углеводорода?

Решение

1) Определим молекулярную формулу искомого углеводорода:

(С):(Н) = (90,91/12):(9,09/1) = 10:12.

Следовательно, углеводород – С 10 Н 12 (М = 132 г/моль) с одной двойной связью в боковой цепи.
2) Найдем состав боковых цепей:

(С 10 Н 12) = 2,64/132 = 0,02 моль,

(СО 2) = 101,3 0,962/(8,31 293) = 0,04 моль.

Значит, из молекулы С 10 Н 12 при окислении перманганатом калия уходят два атома углерода, следовательно, было два заместителя: СН 3 и С(СН 3)=СН 2 или СН=СН 2 и С 2 Н 5 .
3) Определим относительную ориентацию боковых цепей: два мононитропроизводных при нитровании дает только параизомер:

При нитровании продукта полного окисления – терефталевой кислоты – образуется только одно мононитропроизводное.

Биохимия

Задача 4 (биологический факультет). При полном гидролизе 49,50 г олигосахарида образовался только один продукт – глюкоза, при спиртовом брожении которой получено 22,08 г этанола. Установите число остатков глюкозы в молекуле олигосахарида и рассчитайте массу воды, необходимой для гидролиза, если выход реакции брожения – 80%.

N /(n – 1) = 0,30/0,25.

Откуда n = 6.
Ответ . n = 6; m (H 2 O) = 4,50 г.

Задача 5 (медицинский факультет). При полном гидролизе пентапептида Met-энкефалина были получены следующие аминокислоты: глицин (Gly) – H 2 NCH 2 COOH, фенилаланин (Phe) – H 2 NCH(CH 2 C 6 H 5)COOH, тирозин (Tyr) – H 2 NCH(CH 2 C 6 H 4 OH)COOH, метионин (Met) – H 2 NCH(CH 2 CH 2 SCH 3)COOH. Из продуктов частичного гидролиза этого же пептида были выделены вещества с молекулярными массами 295, 279 и 296. Установите две возможные последовательности аминокислот в данном пептиде (в сокращенных обозначениях) и рассчитайте его молярную массу.

Решение
По молярным массам пептидов можно установить их состав, пользуясь уравнениями гидролиза:

дипептид + H 2 O = аминокислота I + аминокислота II,
трипептид + 2H 2 O = аминокислота I + аминокислота II + аминокислота III.
Молекулярные массы аминокислот:

Gly – 75, Phe – 165, Tyr – 181, Met – 149.

295 + 2 18 = 75 + 75 + 181,
трипептид – Gly–Gly–Tyr;

279 + 2 18 = 75 + 75 + 165,
трипептид – Gly–Gly–Phe;

296 + 18 = 165 + 149,
дипептид – Phe–Met.

Эти пептиды можно объединить в пентапептид таким образом:

M = 296 + 295 – 18 = 573 г/моль.

Возможна также прямо противоположная последовательность аминокислот:

Tyr–Gly–Gly–Phe–Met.

Ответ .
Met–Phe–Gly–Gly–Tyr,
Tyr–Gly–Gly–Phe–Met; M = 573 г/моль.

Конкурс на химический факультет МГУ и в другие химические вузы в последние годы остается стабильным, а уровень подготовки абитуриентов растет. Поэтому, подводя итоги, мы утверждаем, что, несмотря на сложные внешние и внутренние обстоятельства, химическое образование в России имеет хорошие перспективы. Главное, что нас в этом убеждает, – неиссякающий поток юных талантов, увлеченных нашей любимой наукой, стремящихся получить хорошее образование и принести пользу своей стране.

В.В.ЕРЕМИН ,
доцент химического факультета МГУ,
Н.Е.КУЗЬМЕНКО,
профессор химического факультета МГУ
(Москва)

Выступление на втором
Московском педагогическом марафоне
учебных предметов, 9 апреля 2003 г.

Естественные науки во всем мире переживают нелегкие времена. Финансовые потоки уходят из науки и образования в военно-политическую сферу, престиж научных работников и преподавателей падает, а необразованность большей части общества стремительно растет. Миром правит невежество. Дело доходит до того, что в Америке правые христиане требуют юридической отмены второго закона термодинамики, который, по их мнению, противоречит религиозным доктринам.
Больше других естественных наук страдает химия. У большинства людей эта наука ассоциируется с химическим оружием, загрязнением окружающей среды, техногенными катастрофами, производством наркотиков и т. д. Преодоление «хемофобии» и массовой химической безграмотности, создание привлекательного общественного образа химии – одна из задач химического образования, современное состояние которого в России мы хотим обсудить.

Программа модернизации (реформы)
образования в России и ее недостатки

В Советском Союзе существовала отлаженная система химического образования, основанная на линейном подходе, когда изучение химии начиналось в средних классах и заканчивалось в старших. Была разработана согласованная схема обеспечения учебного процесса, в том числе: программы и учебники, подготовка и повышение квалификации учителей, система химических олимпиад всех уровней, комплекты учебных пособий («Библиотека школы», «Библиотека учителя» и
т. д.), общедоступные методические журналы («Химия в школе» и т. д.), демонстрационные и лабораторные приборы.
Образование – консервативная и инертная система, поэтому даже после распада СССР химическое образование, которое понесло тяжелые финансовые потери, продолжало выполнять свои задачи. Однако несколько лет назад в России началась реформа системы образования, главная цель которой – поддержка вхождения новых поколений в глобализованный мир, в открытое информационное сообщество. Для этого, по мнению авторов реформы, центральное место в содержании образования должны занимать коммуникативность, информатика, иностранные языки, межкультурное обучение. Как видим, для естественных наук места в этой реформе не предусмотрено.
Объявлено, что новая реформа должна обеспечить переход на сопоставимую с мировой систему показателей качества и стандартов образования. Разработан и план конкретных мероприятий, среди которых главные – переход на 12-летнее школьное обучение, введение единого государственного экзамена (ЕГЭ) в форме всеобщего тестирования, разработка новых стандартов образования на основе концентрической схемы, согласно которой к моменту окончания девятилетки ученики должны иметь целостное представление о предмете.
Как повлияет эта реформа на химическое образование в России? На наш взгляд, резко отрицательно. Дело в том, что среди разработчиков Концепции модернизации российского образования не было ни одного представителя естествознания, поэтому интересы естественных наук в этой концепции совершенно не учтены. ЕГЭ в той форме, в какой его задумали авторы реформы, испортит систему перехода от средней школы к высшей, которую вузы с таким трудом сформировали в первые годы независимости России, и разрушит преемственность российского образования.
Один из аргументов в пользу ЕГЭ состоит в том, что он, по мнению идеологов реформы, обеспечит равный доступ к высшему образованию для различных социальных слоев и территориальных групп населения.

Наш многолетний опыт дистанционного обучения, связанный с проведением Соросовской олимпиады по химии и заочно-очной формой приема на химический факультет МГУ, показывает, что дистанционное тестирование, во-первых, не дает объективной оценки знаний, а во-вторых, не обеспечивает школьникам равных возможностей. За 5 лет Соросовских олимпиад через наш факультет прошло больше 100 тыс. письменных работ по химии, и мы убедились в том, что общий уровень решений очень сильно зависит от региона; кроме того, чем ниже был образовательный уровень региона, тем больше оттуда присылали списанных работ. Еще одно существенное возражение против ЕГЭ состоит в том, что тестирование как форма проверки знаний имеет существенные ограничения. Даже корректно составленный тест не позволяет объективно оценить умение школьника рассуждать и делать выводы. Наши студенты изучили материалы ЕГЭ по химии и обнаружили большое число некорректных или неоднозначных вопросов, которые нельзя применять для тестирования школьников. Мы пришли к выводу, что ЕГЭ можно использовать только как одну из форм контроля работы средних школ, но ни в коем случае не как единственный, монопольный механизм доступа к высшему образованию.
Другой отрицательный аспект реформы связан с разработкой новых стандартов образования, которые должны приблизить российскую систему образования к европейской. В проекте стандартов, предложенном в 2002 г. Министерством образования, был нарушен один из главных принципов естественно-научного образования – предметность . Руководители рабочей группы, которые составляли проект, предлагали подумать о том, чтобы отказаться от отдельных школьных курсов химии, физики и биологии и заменить их единым интегрированным курсом «Естествознание». Такое решение, пусть даже принятое на долгосрочную перспективу, просто похоронило бы химическое образование в нашей стране.
Что же в этих неблагоприятных внутриполитических условиях можно сделать для сохранения традиций и развития химического образования в России? Теперь мы переходим к нашей позитивной программе, многое из которой уже удалось реализовать. Эта программа имеет два основных аспекта – содержательный и организационный: мы стараемся определять содержание химического образования в нашей стране и развивать новые формы взаимодействия центров химического образования.

Новый государственный стандарт
химического образования

Химическое образование начинается со школы. Содержание школьного образования определяется главным нормативным документом – государственным стандартом школьного образования. В рамках принятой у нас концентрической схемы существуют три стандарта по химии: основное общее образование (8–9-е классы), базовое среднее и профильное среднее образование (10–11-е классы). Один из нас (Н.Е.Кузьменко) возглавил рабочую группу Министерства образования по подготовке стандартов, и к настоящему времени эти стандарты полностью сформулированы и готовы к законодательному утверждению.
Принимаясь за разработку стандарта химического образования, авторы исходили из тенденций развития современной химии и учитывали ее роль в естествознании и в обществе. Современная химия это фундаментальная система знаний об окружающем мире, основанная на богатом экспериментальном материале и надежных теоретических положениях . Научное содержание стандарта базируется на двух основных понятиях: «вещество» и «химическая реакция».
«Вещество» – главное понятие химии. Вещества окружают нас везде: в воздухе, пище, почве, бытовой технике, растениях и, наконец, в нас самих. Часть из этих веществ нам дана природой в готовом виде (кислород, вода, белки, углеводы, нефть, золото), другую часть человек получил путем небольшой модификации природных соединений (асфальт или искусственные волокна), но самое большое число веществ, которые раньше в природе не существовали, человек синтезировал самостоятельно. Это – современные материалы, лекарства, катализаторы. На сегодняшний день известно около 20 млн органических и около 500 тыс. неорганических веществ, и каждое из них обладает внутренней структурой. Органический и неорганический синтез достиг такой высокой степени развития, что позволяет синтезировать соединения с любой заранее заданной структурой. В связи с этим на первый план в современной химии выходит
прикладной аспект , в котором упор делается на связи структуры вещества с его свойствами , а основная задача состоит в поиске и синтезе полезных веществ и материалов, обладающих заданными свойствами.
Самое интересное в окружающем мире состоит в том, что он постоянно изменяется. Второе главное понятие химии – это «химическая реакция». Каждую секунду в мире происходит неисчислимое множество реакций, в результате которых одни вещества превращаются в другие. Некоторые реакции мы можем наблюдать непосредственно, например ржавление железных предметов, свертывание крови, сгорание автомобильного топлива. В то же время подавляющее большинство реакций остаются невидимыми, но именно они определяют свойства окружающего нас мира. Для того чтобы осознать свое место в мире и научиться им управлять, человек должен глубоко понять природу этих реакций и те законы, которым они подчиняются.
Задача современной химии состоит в изучении функций веществ в сложных химических и биологических системах, анализе связи структуры вещества с его функциями и синтезе веществ с заданными функциями.
Исходя из того, что стандарт должен служить инструментом развития образования, было предложено разгрузить содержание основного общего образования и оставить в нем только те элементы содержания, образовательная ценность которых подтверждена отечественной и мировой практикой преподавания химии в школе. Это минимальная по объему, но функционально полная система знаний.
Стандарт основного общего образования включает шесть содержательных блоков:

  • Методы познания веществ и химических явлений.
  • Вещество.
  • Химическая реакция.
  • Элементарные основы неорганической химии.
  • Первоначальные представления об органических веществах.
  • Химия и жизнь.

Стандарт базового среднего образования разбит на пять содержательных блоков:

  • Методы познания химии.
  • Теоретические основы химии.
  • Неорганическая химия.
  • Органическая химия.
  • Химия и жизнь.

Основу обоих стандартов составляют периодический закон Д.И.Менделеева, теория строения атомов и химической связи, теория электролитической диссоциации и структурная теория органических соединений.
Стандарт базового среднего уровня призван обеспечить выпускнику средней школы прежде всего возможность ориентироваться в общественных и личных проблемах, связанных с химией.
В стандарте профильного уровня система знаний значительно расширена в первую очередь за счет представлений о строении атомов и молекул, а также о закономерностях протекания химических реакций, рассматриваемых с точки зрения теорий химической кинетики и химической термодинамики. Тем самым обеспечивается подготовка выпускников средней школы к продолжению химического образования в высшей школе.

Новая программа и новые
учебники по химии

Новый, научно обоснованный стандарт химического образования подготовил благоприятную почву для разработки новой школьной программы и создания комплекта школьных учебников на ее основе. В этом докладе мы представляем школьную программу по химии для 8–9-го классов и концепцию серии учебников для 8–11-го классов, созданных авторским коллективом химического факультета МГУ.
Программа курса химии основной общеобразовательной школы рассчитана на учащихся 8–9-го классов. От типовых программ, действующих в настоящее время в средних школах России, ее отличают более выверенные междисциплинарные связи и точный отбор материала, необходимого для создания целостного естественно-научного восприятия мира, комфортного и безопасного взаимодействия с окружающей средой в условиях производства и в быту. Программа построена таким образом, что в ней главное внимание уделяется тем разделам химии, терминам и понятиям, которые так или иначе связаны с повседневной жизнью, а не являются «кабинетным знанием» узко ограниченного круга лиц, чья деятельность связана с химической наукой.
В течение первого года обучения химии (8-й класс) основное внимание уделяется формированию у учащихся элементарных химических навыков, «химического языка» и химического мышления. Для этого выбраны объекты, знакомые из повседневной жизни (кислород, воздух, вода). В 8-м классе мы сознательно избегаем сложного для восприятия школьников понятия «моль», практически не используем расчетные задачи. Основная идея этой части курса – привить ученикам навыки описания свойств различных веществ, сгруппированных по классам, а также показать связь между строением веществ и их свойствами.
На втором году обучения (9-й класс) введение дополнительных химических понятий сопровождается рассмотрением строения и свойств неорганических веществ. В специальном разделе кратко рассматриваются элементы органической химии и биохимии в объеме, предусмотренном государственным стандартом образования.

Для развития химического взгляда на мир в курсе проводятся широкие корреляции между полученными ребятами в классе элементарными химическими знаниями и свойствами тех объектов, которые известны школьникам в повседневной жизни, но до этого ими воспринимались лишь на бытовом уровне. На основе химических представлений учащимся предлагается взглянуть на драгоценные и отделочные камни, стекло, фаянс, фарфор, краски, продукты питания, современные материалы. В программе расширен круг объектов, которые описываются и обсуждаются лишь на качественном уровне, не прибегая к громоздким химическим уравнениям и сложным формулам. Мы обращали большое внимание на стиль изложения, который позволяет вводить и обсуждать химические понятия и термины в живой и наглядной форме. В этой связи постоянно подчеркиваются междисциплинарные связи химии с другими науками, не только естественными, но и гуманитарными.
Новая программа реализована в комплекте школьных учебников для 8–9-х классов, один из которых уже сдан в печать, а другой находится в стадии написания. При создании учебников мы учитывали изменение социальной роли химии и общественного интереса к ней, которое вызвано двумя основными взаимосвязанными факторами. Первое – это «хемофобия» , т. е. отрицательное отношение общества к химии и ее проявлениям. В этой связи важно на всех уровнях объяснять, что плохое – не в химии, а в людях, которые не понимают законов природы или имеют нравственные проблемы.
Химия – очень мощный инструмент в руках человека, в ее законах нет понятий добра и зла. Пользуясь одними и теми же законами, можно придумать новую технологию синтеза наркотиков или ядов, а можно – новое лекарство или новый строительный материал.
Другой социальный фактор – это прогрессирующая химическая безграмотность общества на всех его уровнях – от политиков и журналистов до домохозяек. Большинство людей совершенно не представляет, из чего состоит окружающий мир, не знает элементарных свойств даже простейших веществ и не может отличить азот от аммиака, а этиловый спирт от метилового. Именно в этой области грамотный учебник по химии, написанный простым и понятным языком, может сыграть большую просветительскую роль.
При создании учебников мы исходили из следующих постулатов.

Основные задачи школьного курса химии

1. Формирование научной картины окружающего мира и развитие естественно-научного мировоззрения. Представление химии как центральной науки, направленной на решение насущных проблем человечества.
2. Развитие химического мышления, умения анализировать явления окружающего мира в химических терминах, способности говорить (и думать) на химическом языке.
3. Популяризация химических знаний и внедрение представлений о роли химии в повседневной жизни и ее прикладном значении в жизни общества. Развитие экологического мышления и знакомство с современными химическими технологиями.
4. Формирование практических навыков безопасного обращения с веществами в повседневной жизни.
5. Пробуждение живого интереса у школьников к изучению химии как в рамках школьной программы, так и дополнительно.

Основные идеи школьного курса химии

1. Химия – центральная наука о природе, тесно взаимодействующая с другими естественными науками. Основное значение для жизни общества имеют прикладные возможности химии.
2. Окружающий мир состоит из веществ, которые характеризуются определенной структурой и способны к взаимным превращениям. Существует связь между структурой и свойствами веществ. Задача химии состоит в создании веществ с полезными свойствами.
3. Окружающий мир постоянно изменяется. Его свойства определяются химическими реакциями, которые в нем протекают. Для того чтобы управлять этими реакциями, необходимо глубоко понимать законы химии.
4. Химия – мощный инструмент для преобразования природы и общества. Безопасное применение химии возможно только в высокоразвитом обществе с устойчивыми нравственными категориями.

Методические принципы и стиль учебников

1. Последовательность изложения материала ориентирована на изучение химических свойств окружающего мира с постепенным и деликатным (т. е. ненавязчивым) знакомством с теоретическими основами современной химии. Описательные разделы чередуются с теоретическими. Материал равномерно распределен по всему периоду обучения.
2. Внутренняя замкнутость, самодостаточность и логическая обоснованность изложения. Любой материал преподносится в контексте общих проблем развития науки и общества.
3. Постоянная демонстрация связи химии с жизнью, частое напоминание о прикладном значении химии, научно-популярный анализ веществ и материалов, с которыми учащиеся сталкиваются в повседневной жизни.
4. Высокий научный уровень и строгость изложения. Химические свойства веществ и химические реакции описываются так, как они идут на самом деле. Химия в учебниках – реальная, а не «бумажная».
5. Дружелюбный, легкий и беспристрастный стиль изложения. Простой, доступный и грамотный русский язык. Использование «сюжетов» – коротких, занимательных рассказов, связывающих химические знания с повседневной жизнью, – для облегчения восприятия. Широкое использование иллюстраций, которые составляют около 15% объема учебников.
6. Двухуровневая структура представления материала. «Крупный шрифт» – это базовый уровень, «мелкий шрифт» предназначен для более глубокого изучения.
7. Широкое использование простых и наглядных демонстрационных опытов, лабораторных и практических работ для изучения экспериментальных аспектов химии и развития практических навыков учащихся.
8. Использование вопросов и задач двух уровней сложности для более глубокого усвоения и закрепления материала.

В комплект учебных пособий мы предполагаем включить:

  • учебники по химии для 8–11-го классов;
  • методические указания для учителей, тематическое планирование уроков;
  • дидактические материалы;
  • книгу для чтения учащимися;
  • справочные таблицы по химии;
  • компьютерную поддержку в виде компакт-дисков, содержащих: а) электронный вариант учебника; б) справочные материалы; в) демонстрационные опыты; г) иллюстративный материал; д) анимационные модели; е) программы для решения расчетных задач; ж) дидактические материалы.

Мы надеемся, что новые учебники позволят многим школьникам по-новому взглянуть на наш предмет и покажут им, что химия – увлекательная и очень полезная наука.
В развитии интереса школьников к химии кроме учебников большую роль играют химические олимпиады.

Современная система химических олимпиад

Система химических олимпиад – одна из немногих образовательных структур, которые выдержали распад страны. Всесоюзная олимпиада по химии трансформировалась во Всероссийскую, сохранив ее основные черты. В настоящее время эта олимпиада проходит в пять этапов: школьный, районный, областной, федеральный окружной и финальный. Победители финального этапа представляют Россию на Международной химической олимпиаде. Самыми важными с точки зрения образования являются наиболее массовые этапы – школьный и районный, за который отвечают школьные учителя и методические объединения городов и районов России. За всю олимпиаду в целом отвечает Министерство образования.
Интересно, что бывшая Всесоюзная олимпиада по химии тоже сохранилась, но в новом качестве. Ежегодно химический факультет МГУ организует международную Менделеевскую олимпиаду , в которой участвуют победители и призеры химических олимпиад стран СНГ и Балтии. В прошлом году эта олимпиада с большим успехом прошла в Алма-Ате, в этом году – в г. Пущино Московской области. Менделеевская олимпиада позволяет талантливым детям из бывших республик Советского Союза поступить в МГУ и другие престижные вузы без экзаменов. Необычайно ценно также общение преподавателей химии во время олимпиады, которое способствует сохранению единого химического пространства на территории бывшего Союза.
В последние пять лет число предметных олимпиад резко возросло за счет того, что многие вузы в поисках новых форм привлечения абитуриентов стали проводить собственные олимпиады и засчитывать результаты этих олимпиад в качестве вступительных экзаменов. Одним из пионеров этого движения был химический факультет МГУ, который ежегодно проводит заочно-очную олимпиаду по химии, физике и математике. Этой олимпиаде, которую мы назвали «Абитуриент МГУ», в этом году исполняется уже 10 лет. Она обеспечивает равный доступ всем группам школьников к обучению в МГУ. Олимпиада проходит в два этапа: заочный и очный. первый – заочный – этап имеет ознакомительный характер. Мы публикуем задания во всех профильных газетах и журналах и рассылаем задания по школам. На решение отводится почти полгода. Тех, кто выполнил хотя бы половину заданий, мы приглашаем на второй этап – очный тур, который проходит в 20-х числах мая. Письменные задания по математике и химии позволяют определить победителей олимпиады, которые получают преимущества при поступлении на наш факультет.
География этой олимпиады необычайно широка. Каждый год в ней участвуют представители всех регионов России – от Калининграда до Владивостока, а также несколько десятков «иностранцев» из стран СНГ. Развитие этой олимпиады привело к тому, что почти все талантливые дети из провинции едут учиться к нам: более 60% студентов химического факультета МГУ – иногородние.
В то же время вузовские олимпиады постоянно испытывают давление со стороны Министерства образования, которое проводит идеологию ЕГЭ и стремится лишить вузы самостоятельности в определении форм приема абитуриентов. И здесь на помощь министерству приходит, как это ни странно, Всероссийская олимпиада. Идея министерства состоит в том, что преимущества при поступлении в вузы должны иметь только участники тех олимпиад, которые организационно вливаются в структуру Всероссийской олимпиады. Любой вуз может самостоятельно проводить какую угодно олимпиаду безо всякой связи с Всероссийской, но результаты такой олимпиады не будут засчитываться при поступлении в этот вуз.
Если такая идея будет законодательно оформлена, это нанесет довольно сильный удар по системе приема в вузы и, самое главное, по школьникам выпускных классов, которые лишатся многих стимулов к поступлению в выбранный ими вуз.
Однако в этом году прием в вузы будет проходить по прежним правилам, и в связи с этим мы хотим рассказать о вступительном экзамене по химии в МГУ.

Вступительный экзамен по химии в МГУ

Вступительный экзамен по химии в МГУ сдают на шести факультетах: химическом, биологическом, медицинском, почвенном, факультете наук о материалах и новом факультете биоинженерии и биоинформатики. Экзамен – письменный, рассчитан на 4 часа. За это время школьники должны решить 10 задач разного уровня сложности: от тривиальных, т. е. «утешительных», до довольно сложных, которые позволяют дифференцировать оценки.
Ни одна из задач не требует специальных знаний, выходящих за рамки того, что изучают в профильных химических школах. Тем не менее большинство задач строится так, что для их решения требуются размышления, основанные не на запоминании, а на владении теорией. В качестве примера мы хотим привести несколько таких задач из разных разделов химии.

Теоретическая химия

Задача 1 (биологический факультет). Константа скорости реакции изомеризации A B равна 20 с –1 , а константа скорости обратной реакции B A равна 12 с –1 . Рассчитайте состав равновесной смеси (в граммах), полученной из 10 г вещества A.

Решение
Пусть в B превратилось x г вещества A, тогда в равновесной смеси содержится (10 – x ) г A и x г B. При равновесии скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции:

20 (10 – x ) = 12x ,

откуда x = 6,25.
Состав равновесной смеси: 3,75 г A, 6,25 г B.
Ответ . 3,75 г A, 6,25 г B.

Неорганическая химия

Задача 2 (биологический факультет). Какой объем углекислого газа (н. у.) надо пропустить через 200 г 0,74%-го раствора гидроксида кальция, чтобы масса выпавшего осадка составила 1,5 г, а раствор над осадком не давал окраски с фенолфталеином?

Решение
При пропускании углекислого газа через раствор гидроксида кальция сначала образуется осадок карбоната кальция:

который затем может растворяться в избытке CO 2:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2 .

Зависимость массы осадка от количества вещества CO 2 имеет следующий вид:

При недостатке CO 2 раствор над осадком будет содержать Ca(OH) 2 и давать фиолетовое окрашивание с фенолфталеином. По условию этого окрашивания нет, следовательно, CO 2 находится в избытке
по сравнению с Ca(OH) 2 , т. е. сначала весь Ca(OH) 2 превращается в CaCO 3 , а затем CaCO 3 частично растворяется в CO 2 .

(Ca(OH) 2) = 200 0,0074/74 = 0,02 моль, (CaCO 3) = 1,5/100 = 0,015 моль.

Для того чтобы весь Ca(OH) 2 перешел в CaCO 3 , через исходный раствор надо пропустить 0,02 моль CO 2 , а затем пропустить еще 0,005 моль CO 2 , чтобы 0,005 моль CaCO 3 растворилось и осталось 0,015 моль.

V(CO 2) = (0,02 + 0,005) 22,4 = 0,56 л.

Ответ . 0,56 л CO 2 .

Органическая химия

Задача 3 (химический факультет). Ароматический углеводород с одним бензольным кольцом содержит 90,91% углерода по массе. При окислении 2,64 г этого углеводорода подкисленным раствором перманганата калия выделяется 962 мл газа (при 20 °С и нормальном давлении), а при нитровании образуется смесь, содержащая два мононитропроизводных. Установите возможную структуру исходного углеводорода и напишите схемы упомянутых реакций. Сколько мононитропроизводных образуется при нитровании продукта окисления углеводорода?

Решение

1) Определим молекулярную формулу искомого углеводорода:

(С):(Н) = (90,91/12):(9,09/1) = 10:12.

Следовательно, углеводород – С 10 Н 12 (М = 132 г/моль) с одной двойной связью в боковой цепи.
2) Найдем состав боковых цепей:

(С 10 Н 12) = 2,64/132 = 0,02 моль,

(СО 2) = 101,3 0,962/(8,31 293) = 0,04 моль.

Значит, из молекулы С 10 Н 12 при окислении перманганатом калия уходят два атома углерода, следовательно, было два заместителя: СН 3 и С(СН 3)=СН 2 или СН=СН 2 и С 2 Н 5 .
3) Определим относительную ориентацию боковых цепей: два мононитропроизводных при нитровании дает только параизомер:

При нитровании продукта полного окисления – терефталевой кислоты – образуется только одно мононитропроизводное.

Биохимия

Задача 4 (биологический факультет). При полном гидролизе 49,50 г олигосахарида образовался только один продукт – глюкоза, при спиртовом брожении которой получено 22,08 г этанола. Установите число остатков глюкозы в молекуле олигосахарида и рассчитайте массу воды, необходимой для гидролиза, если выход реакции брожения – 80%.

N /(n – 1) = 0,30/0,25.

Откуда n = 6.
Ответ . n = 6; m (H 2 O) = 4,50 г.

Задача 5 (медицинский факультет). При полном гидролизе пентапептида Met-энкефалина были получены следующие аминокислоты: глицин (Gly) – H 2 NCH 2 COOH, фенилаланин (Phe) – H 2 NCH(CH 2 C 6 H 5)COOH, тирозин (Tyr) – H 2 NCH(CH 2 C 6 H 4 OH)COOH, метионин (Met) – H 2 NCH(CH 2 CH 2 SCH 3)COOH. Из продуктов частичного гидролиза этого же пептида были выделены вещества с молекулярными массами 295, 279 и 296. Установите две возможные последовательности аминокислот в данном пептиде (в сокращенных обозначениях) и рассчитайте его молярную массу.

Решение
По молярным массам пептидов можно установить их состав, пользуясь уравнениями гидролиза:

дипептид + H 2 O = аминокислота I + аминокислота II,
трипептид + 2H 2 O = аминокислота I + аминокислота II + аминокислота III.
Молекулярные массы аминокислот:

Gly – 75, Phe – 165, Tyr – 181, Met – 149.

295 + 2 18 = 75 + 75 + 181,
трипептид – Gly–Gly–Tyr;

279 + 2 18 = 75 + 75 + 165,
трипептид – Gly–Gly–Phe;

296 + 18 = 165 + 149,
дипептид – Phe–Met.

Эти пептиды можно объединить в пентапептид таким образом:

M = 296 + 295 – 18 = 573 г/моль.

Возможна также прямо противоположная последовательность аминокислот:

Tyr–Gly–Gly–Phe–Met.

Ответ .
Met–Phe–Gly–Gly–Tyr,
Tyr–Gly–Gly–Phe–Met; M = 573 г/моль.

Конкурс на химический факультет МГУ и в другие химические вузы в последние годы остается стабильным, а уровень подготовки абитуриентов растет. Поэтому, подводя итоги, мы утверждаем, что, несмотря на сложные внешние и внутренние обстоятельства, химическое образование в России имеет хорошие перспективы. Главное, что нас в этом убеждает, – неиссякающий поток юных талантов, увлеченных нашей любимой наукой, стремящихся получить хорошее образование и принести пользу своей стране.

В.В.ЕРЕМИН ,
доцент химического факультета МГУ,
Н.Е.КУЗЬМЕНКО,
профессор химического факультета МГУ
(Москва)


Самое обсуждаемое
Нефертити: история жизни египетской царицы Нужна помощь по изучению какой-либы темы Нефертити: история жизни египетской царицы Нужна помощь по изучению какой-либы темы
Мигрирующие генетические элементы (мгэ) Мигрирующие генетические элементы (мгэ)
«Поет зима аукает» анализ Сергей есенин поёт зима аукает «Поет зима аукает» анализ Сергей есенин поёт зима аукает


top