ПРИКЛАДНОЙ АСПЕКТ В ПРЕПОДАВАНИИ ХИМИИ В ШКОЛЕ:

ФОРМИРОВАНИЕ КОМПЕТЕНЦИЙ ДЛЯ СОВРЕМЕННОГО МИРА

Введение

Преподавание химии в школе традиционно сталкивается с

дихотомией между теоретическим освоением фундаментальных

законов и принципов и демонстрацией их практической значимости. В

условиях стремительного научно-технического прогресса, когда химия

проникает во все сферы человеческой деятельности – от медицины и

сельского хозяйства до материаловедения и энергетики, – акцент на

прикладном аспекте становится не просто желательным, но и

необходимым условием для формирования у учащихся не только

прочных знаний, но и актуальных компетенций. Данная статья

посвящена осмыслению роли прикладного подхода в преподавании

химии, анализу его преимуществ, рассмотрению конкретных методик и

форм его реализации, а также выявлению ключевых условий для

эффективного внедрения в образовательный процесс.

Современное общество предъявляет высокие требования к

выпускникам школ. Они должны быть не только эрудированными, но и

способными применять полученные знания для решения реальных

проблем, адаптироваться к изменяющимся условиям, критически

мыслить и эффективно взаимодействовать с окружающим миром.

Химия, будучи одной из естественных наук, изучающих вещество, его

свойства, строение и превращения, обладает огромным потенциалом

для развития этих компетенций. Однако, если преподавание

ограничивается лишь запоминанием формул, уравнений реакций и

периодических законов, оно рискует остаться абстрактным и

малопривлекательным для большинства учащихся. Прикладной

аспект, напротив, позволяет “оживить” химические концепции,

продемонстрировать их связь с повседневной жизнью,

промышленностью, экологией, технологиями, тем самым повышая

мотивацию к обучению и формируя осознанное отношение к науке.

1. Теоретические основы прикладного подхода в преподавании

химии

Прикладной подход в образовании, в частности в преподавании

химии, предполагает фокусировку на том, как теоретические знания

могут быть использованы для решения практических задач. Это

трансформация от парадигмы “знать, чтобы знать” к парадигме “знать,

чтобы уметь и применять”.

1.1. Концептуальные основы прикладного обучения:

•

Связь с реальностью: Фундаментальный принцип прикладного

обучения заключается в демонстрации того, как изучаемые

химические явления, законы и вещества проявляются в

реальном мире. Это подразумевает выход за рамки учебника и

демонстрацию химических процессов в контексте повседневной

жизни, производства, окружающей среды.

•

Формирование компетенций: Прикладной подход нацелен не

только на усвоение знаний, но и на развитие навыков и умений,

таких как:

o

Проблемно-ориентированное обучение: Постановка

перед учащимися реальных или имитированных проблем,

решение которых требует применения химических знаний.

o

Критическое мышление: Анализ информации, оценка

рисков и преимуществ, принятие обоснованных решений на

основе химических знаний.

o

Исследовательские навыки: Планирование и проведение

экспериментов, интерпретация данных, формулирование

выводов.

o

Коммуникативные навыки: Обсуждение результатов,

представление своих находок, работа в команде.

o

Информационная грамотность: Поиск, оценка и

использование информации из различных источников, в

том числе связанных с прикладной химией.

•

Междисциплинарность: Химия тесно связана с другими

науками – физикой, биологией, экологией, технологией,

медициной. Прикладной подход способствует выявлению этих

связей, показывая, как химические знания интегрируются в

более широкий научный и технологический контекст.

•

Деятельностный подход: Обучение через действие,

эксперимент, практическую деятельность. Учащийся становится

активным участником образовательного процесса, а не

пассивным получателем информации.

1.2. Мотивационная роль прикладного аспекта:

•

Повышение интереса: Когда учащиеся видят, что химия – это

не абстрактная наука, а инструмент для понимания окружающего

мира и решения актуальных задач, их интерес к предмету

значительно возрастает. Примеры из жизни, такие как состав

бытовой химии, процесс приготовления пищи,

функционирование батарейки, действие лекарств, становятся

мощным мотивационным фактором.

•

Осознание значимости: Прикладной подход помогает

учащимся осознать, что химические знания имеют реальную

ценность и могут быть использованы для улучшения качества

жизни, решения экологических проблем, создания новых

материалов и технологий.

•

Профориентация: Демонстрация многообразия профессий, где

химические знания являются основополагающими (химик-

технолог, фармацевт, инженер-материаловед, врач, эколог,

криминалист), помогает учащимся определить свои интересы и

будущую профессиональную траекторию.

1.3. Нормативно-правовая база и концептуальные документы:

Современные образовательные стандарты, такие как Федеральный

государственный образовательный стандарт (ФГОС) в России,

ориентированы на формирование ключевых компетенций, включая

естественнонаучную и цифровую. Прикладной аспект преподавания

химии полностью соответствует этим требованиям, способствуя

развитию системно-деятельностного подхода, проектной

деятельности и межпредметных связей.

2. Практическая реализация прикладного подхода в

преподавании химии

Внедрение прикладного аспекта требует переосмысления

содержания, методов и форм организации обучения химии. Это не

означает отказ от теоретических основ, но предполагает их

интеграцию с практической составляющей.

2.1. Модификация содержания учебного материала:

•

Актуализация примеров: При изучении каждой темы

необходимо подбирать максимально релевантные примеры из

реальной жизни, промышленности, науки. Например, при

изучении темы “Кислоты и основания” целесообразно

рассмотреть их роль в пищеварении, в составе моющих средств,

в кислотных дождях, в процессах обработки металлов.

•

Изучение материалов и технологий: Включение в учебный

процесс информации о современных материалах (полимеры,

композиты, сплавы), их свойствах и применении. Например, при

изучении полимеров можно обсуждать их использование в

производстве упаковки, текстиля, строительных материалов,

медицинских изделий.

•

Экологические аспекты: Особое внимание следует уделять

изучению влияния химических веществ на окружающую среду,

вопросам загрязнения, очистки воды и воздуха, переработки

отходов. Это формирует экологическую культуру и

ответственность учащихся.

•

Химия в повседневной жизни: Анализ состава пищевых

продуктов, косметики, лекарственных препаратов. Обсуждение

принципов работы бытовых приборов, где используются

химические процессы (например, работа стиральной машины,

микроволновой печи).

•

История открытий и изобретений: Рассмотрение истории

важнейших химических открытий и изобретений с акцентом на их

практическую значимость и влияние на развитие цивилизации.

2.2. Методы и формы обучения:

•

Экспериментальная деятельность:

o

Демонстрационные опыты: Должны быть не только

наглядными, но и максимально приближенными к

реальным процессам. Желательно демонстрировать

опыты, связанные с производством, бытом, медициной.

o

Лабораторные работы: Акцент должен делаться на

выполнении практических заданий, моделирующих

реальные производственные или исследовательские

процессы. Например, проведение аналитических

определений (жесткости воды, кислотности почвы), синтез

простых веществ или соединений с последующим

анализом их свойств.

o

Исследовательские проекты: Учащиеся могут

самостоятельно или в малых группах проводить мини-

исследования, связанные с прикладными аспектами химии:

“Влияние различных удобрений на рост растений”,

“Определение содержания витамина C в разных фруктах”,

“Сравнение эффективности различных моющих средств”.

•

Проектная деятельность:

o

Тематические проекты: “Химия в кулинарии”, “Безопасная

бытовая химия”, “Создание нового полимерного

материала”, “Экологические проблемы нашего города:

химический аспект”. Проекты позволяют учащимся глубоко

погрузиться в тему, изучить ее с разных сторон, применить

теоретические знания на практике.

o

Исследовательские проекты: Изучение конкретного

вещества или процесса с точки зрения его практического

применения.

•

Междисциплинарные уроки и проекты: Интеграция химии с

физикой (например, электрохимические процессы, тепловые

эффекты реакций), биологией (биохимия, химия пищи),

географией (химический состав природных объектов),

технологией (производство материалов).

•

Кейс-технологии: Использование реальных или

смоделированных ситуаций (кейсов) из практики, требующих

анализа и принятия решений с применением химических знаний.

Например, анализ причин аварии на химическом предприятии,

разработка рекомендаций по безопасному использованию

химических веществ в быту.

•

Экскурсии: Посещение химических заводов, лабораторий,

музеев, связанных с историей химии, предприятий,

использующих химические технологии.

•

Использование информационных технологий:

o

Виртуальные лаборатории и симуляции: Позволяют

безопасно проводить эксперименты, которые невозможно

или опасно реализовать в школьных условиях.

o

Мультимедийные презентации: Использование

видеоматериалов, демонстрирующих промышленные

процессы, применение химических веществ в различных

областях.

o

Онлайн-ресурсы: Поиск информации о новых материалах,

технологиях, экологических проблемах, связанных с

химией.

2.3. Роль учителя в прикладном преподавании:

•

Фасилитатор: Учитель выступает не как источник информации,

а как наставник, помогающий учащимся самостоятельно

добывать знания, ставить цели, планировать свою деятельность,

анализировать результаты.

•

Источник вдохновения: Учитель должен демонстрировать

собственный интерес к химии, увлеченность ее прикладными

аспектами, способность видеть связь науки с жизнью.

•

Организатор деятельности: Учитель создает условия для

продуктивной работы учащихся, подбирает необходимые

материалы, оборудование, консультирует, помогает

преодолевать трудности.

•

Эксперт: Учитель обладает достаточными знаниями в области

прикладной химии, чтобы грамотно отвечать на вопросы

учащихся, направлять их исследования, оценивать результаты.

3. Примеры реализации прикладного аспекта по разделам

школьной программы

3.1. Общая химия:

•

Строение атома и Периодический закон: Применение

элементов в различных сферах: железо – в строительстве и

медицине, кислород – в дыхании и промышленности, кремний –

в электронике и производстве стекла. Изучение истории

создания Периодической системы как модели, позволяющей

предсказывать свойства еще не открытых элементов.

•

Химическая связь и строение вещества: Разнообразие

материалов, определяемое типами химической связи: прочность

металлов, хрупкость ионных соединений, эластичность

полимеров. Изучение свойств алмаза, графита, стекла,

пластиков.

•

Химические реакции: Типы реакций в контексте

производственных процессов (например, получение аммиака –

синтез удобрений, получение серной кислоты – основа

химической промышленности). Катализ в промышленных

процессах. Экзотермические и эндотермические реакции в

природе и технике (горение, фотосинтез).

•

Растворы: Важность растворов в биологических системах

(кровь, сок растений), в промышленности (пищевая,

фармацевтическая, металлургическая), в быту (приготовление

напитков, чистящих средств). Изучение понятия концентрации,

молярности в контексте дозирования лекарств или

приготовления растворов.

•

Электрохимия: Принцип работы гальванических элементов

(батарейки, аккумуляторы), электролиз (получение металлов,

очистка металлов, нанесение покрытий). Электрохимическая

коррозия металлов.

3.2. Неорганическая химия:

•

Металлы и их соединения: Строительные материалы

(алюминий, сталь), сплавы (бронза, чугун), применение

металлов в электронике, медицине (импланты),

автомобилестроении. Важность металлов в биологических

процессах (железо в гемоглобине, кальций в костях).

•

Неметаллы и их соединения: Кислород – в медицине и

промышленности. Азот – в производстве удобрений и

взрывчатых веществ. Фосфор – в сельском хозяйстве и

производстве спичек. Галогены – в дезинфекции, производстве

пластмасс. Кремний – в производстве стекла, электроники.

•

Кислоты, основания, соли: Применение в производстве,

медицине, сельском хозяйстве. Изучение кислотно-щелочного

баланса в живых организмах и окружающей среде.

3.3. Органическая химия:

•

Углеводороды: Природный газ, нефть, уголь – как источники

энергии и сырья для органического синтеза. Бензин, керосин,

мазут – применение в транспорте и энергетике. Полиэтилен,

полипропилен – широко используемые пластики.

•

Кислородсодержащие органические соединения: Спирты – в

медицине (дезинфекция), как растворители. Карбоновые

кислоты – в пищевой промышленности (уксусная, лимонная), как

компоненты моющих средств. Эфиры – в парфюмерии, пищевой

промышленности.

•

Азотсодержащие органические соединения: Амины – как

сырье для производства красителей, лекарств. Аминокислоты –

строительные блоки белков. Белки – основа жизни, применение

в пищевой промышленности, медицине, биотехнологии.

•

Полимеры: Разнообразие полимеров и их применение в

различных отраслях: текстильная промышленность (нейлон,

полиэстер), упаковочные материалы (полиэтилен,

полипропилен), строительство (ПВХ), медицина (полимеры для

имплантов, протезов).

4. Условия эффективного внедрения прикладного аспекта

Для успешной интеграции прикладного аспекта в преподавание химии

необходим комплекс мер, охватывающий как организационные, так и

содержательные аспекты.

•

Подготовка педагогических кадров: Учителя должны обладать

не только глубокими теоретическими знаниями, но и

представлениями о современных тенденциях в науке и технике,

уметь находить и адаптировать прикладные примеры, владеть

методиками проектной и исследовательской деятельности.

Необходимы программы повышения квалификации, семинары,

мастер-классы.

•

Обновление учебно-методической базы: Разработка и

использование учебников, рабочих тетрадей, дидактических

материалов, ориентированных на прикладной аспект. Включение

в методические рекомендации подробных описаний

демонстрационных опытов, лабораторных работ, проектов с

практической направленностью.

•

Создание современной материально-технической

базы: Оснащение учебных кабинетов современным

лабораторным оборудованием, компьютерами, доступом в

Интернет, проекционным оборудованием. Доступ к виртуальным

лабораториям и симуляторам.

•

Межпредметное взаимодействие: Организация совместных

проектов и уроков с учителями других естественнонаучных

дисциплин, математики, информатики, технологии.

•

Взаимодействие с научными и производственными

организациями: Организация экскурсий на предприятия, в

лаборатории, проведение совместных мероприятий,

приглашение специалистов для проведения мастер-классов и

лекций.

•

Развитие системы оценки: Система оценки должна учитывать

не только знание теоретического материала, но и умение

применять его на практике, решать проблемные задачи,

проводить исследования, работать в команде. Внедрение

проектных заданий, исследовательских работ, кейс-технологий в

систему контроля.

•

Вовлечение учащихся в научное общество: Стимулирование

участия школьников в олимпиадах, конкурсах научных работ,

конференциях, где они могут представить свои исследования и

проекты, связанные с прикладной химией.

Заключение

Прикладной аспект в преподавании химии в школе является не данью

моде, а насущной необходимостью. В условиях динамично

развивающегося мира, ориентированного на решение конкретных

задач и применение научных знаний на практике, именно такой подход

позволяет сформировать у учащихся не только глубокие и прочные

знания, но и актуальные компетенции, необходимые для успешной

адаптации и самореализации в современном обществе. Интеграция

прикладных аспектов в учебный процесс способствует повышению

мотивации к изучению предмета, формированию естественнонаучной

грамотности, развитию критического мышления, исследовательской

культуры и осознанного отношения к науке и ее роли в жизни

человека.

Эффективное внедрение прикладного подхода требует системных

усилий со стороны педагогического сообщества, администрации

образовательных учреждений, а также разработки соответствующей

учебно-методической и материально-технической базы. Переход от

репродуктивной модели обучения к деятельностной, проблемно-

ориентированной, исследовательской, где химия предстает как живая,

развивающаяся наука, открывающая безграничные возможности для

познания и преобразования мира, является ключевым условием для

подготовки выпускников, готовых к вызовам XXI века. Химия,

обогащенная прикладным содержанием, становится не просто

школьным предметом, а мощным инструментом для формирования

гармонично развитой, компетентной и ответственной личности.