С 1968 года проводятся международные олимпиады по химии для школьников. Каждый раз новые задания, новые страны и новые города. Не меняются только цели – привлечь внимание к химической науке и помочь установить связи молодым людям, которым, вполне возможно, в будущем доведется стать крупными учеными.
Александр Жигалин
В этом году в олимпиаде принимали участие представители 79 стран. Лучшей стала российская команда – ребята, подготовкой которых занимались преподаватели МГУ им. М.В. Ломоносова под руководством декана химического факультета Валерия Лунина, завоевали две золотые и две серебряные медали. Москвич Александр Жигалин, ученик Пироговской школы, был признан лучшим молодым химиком мира.
Олимпийские испытания нельзя назвать простыми. К примеру, в теоретической части нужно было рассчитать давление пара и температуру замерзания камфоры, растворенной в бензоле, в практической – синтезировать аспирин и определить количество получившегося продукта. И это только некоторые из задач.
Александр Жигалин справился со всем этим досрочно и даже получил удовольствие: «Одна задача мне понравилась больше всего. Нужно было взять два вещества, слить их вместе в колбу и растворить в спирте, после чего поставить колбу на водяную баню с четко регулируемой температурой и греть. Потом надо было охладить раствор и отфильтровать выпавшие кристаллы. Их надо было еще раз растворить в кипящем спирте, снова охладить и получить более чистые кристаллы. Это называется перекристаллизацией».
Сейчас Александр Жигалин учится в 11-м классе, но химией он увлекся намного раньше. «Посмотрел сериал «Во все тяжкие», и меня зацепило, что его герои обсуждали непонятные мне вещи. После этого решил, что химию надо подучить», – рассказывает он. Так обычно и начинается любовь к науке. Нет, необязательно с сериала, а со столкновения с чем-то непонятным и неизведанным.
За что любят химию?
Автора учебников по химии Павла Оржековского как-то спросили, что нужно сделать, чтобы заинтересовать ребенка: мол, нынешнее поколение детей химию не любит, считает скучной и бесполезной. На это Павел Александрович ответил: «Теория начинает работать только тогда, когда встречается с фактами». Покажите ребенку то, что он не может объяснить, и, если это его заинтересует, он изучит теорию, и это знание останется с ним.
Занятия в лаборатории Политехнического музея
В химии есть масса «приманок», способных увлечь ум. Почему, если бросить медную монетку в вазу с букетом, организмы, вызывающие гниение, погибнут и цветы сохранят свежесть дольше? Как создавать цветные осадки в опытах с трехвалентным железом, вызывать «огненную метель» или делать вулканы? А есть еще кристаллохимия про алмазы, коллоидная химия про наночастицы, аэрозоли и гели, химия полимеров, объясняющая, как устроены сотни вещей вокруг. Конечно, в школьную программу все не уместишь. Как говорил Дмитрий Менделеев, не стоит гасить огонь познания избытком топлива. Задача школы не подготовить докторов наук, а заинтересовать и дать полезные знания.
«Мы недавно получили новые учебники, и в них акцент делается на прикладное значение химии. Ученики изучают, как октановое число бензина влияет на его качество, как загерметизировать прокол шины и какое чистящее средство больше подходит для лобового стекла – в общем, то, что можно применить на практике», – говорит преподаватель школы №1368 Анна Пушина.
Но чтобы все это понять, нужна база. При всей своей привлекательности химия – предмет непростой. Нельзя рассчитать пропорции раствора без навыков решать уравнения. Не получится провести эксперимент, если не знаешь законов физики. Это тот случай, когда теория без практики мертва, а практика без теории бесполезна. Вот тут и кроется главная проблема – баланс нарушен. Из науки о веществах и превращениях химия становится наукой о формулах и уравнениях.
За что не любят химию?
Школьную программу по химии не критиковал разве что ленивый. Говорят, что она морально устарела, оторвана от жизни, непонятна. Ученики не понимают, зачем им знать разницу между строением калия и кальция или запоминать валентность. Учителя, может, и рады были бы рассказать и показать больше, но с трудом могут втиснуть всю теоретическую базу в учебные часы и найти еще время для опытов.
Курс химии сегодня – один из самых кратких среди школьных предметов
Курс химии сегодня – один из самых кратких среди школьных предметов: в стандартной учебной программе ему отведен лишь один час в неделю. «Не берем химические лицеи или профильные классы: там все более или менее в порядке. Речь об обычных школах и обычных классах. Один час в неделю, который отводится на химию, – это очень мало. При этом по плану мы должны за 8–9-й классы пройти классификацию неорганических веществ, их свойства, применение, стали и сплавы, основы органики», – рассказывает учитель химии высшей квалификационной категории школы №1354 Наталья Вдовина (победитель конкурса лучших учителей России в рамках приоритетного нацпроекта «Образование» в 2008 году). Ее ученики регулярно участвуют с проектами на олимпиадах, становятся лауреатами конкурсов. Наталья знает не понаслышке, что детей можно заинтересовать наукой, но сделать это сейчас очень непросто.
Эти же темы проходили и советские школьники, только не за два, а за четыре года. Учебный процесс тогда был выстроен линейно. Считалось, что учить нужно сразу и основательно, а главное, последовательно, чтобы потом не доучивать и переучивать. «Советская химия была на высоте, – вспоминает Наталья Вдовина. – Причем детей тогда часто водили на предприятия, показывали, как все это работает в реальном мире. При этом инициатива исходила от последних. Когда я училась, нам организовали экскурсию на завод. Там производили резину. Впечатление было неизгладимое. Сколько лет назад это было, а помню до сих пор».
Но ближе к 1990-м стройная цепочка «теория-практика» распалась, сменилась и сама образовательная концепция. Подросткам разрешили уходить после 9-го класса в никуда, и, чтобы не оставлять их недоучками, было решено: пока они еще в школе, нужно дать им представление обо всех разделах предмета, будь то химия, история или математика, а тем, кто остается в старших классах, рассказывать обо всем чуть более углубленно. В итоге школьники в восьмом и девятом классе учат формулы и решают уравнения, но не знают, почему порошок стирает, хлорка дезинфицирует, а рюкзак и пластиковый стул являются продуктами химической промышленности.
Как узнать химию?
Еще одна беда – то, что наука ушла далеко вперед, а школьная программа и учебники за ней далеко не всегда поспевают. Тем же полимерам отводится весьма скромная роль – один-два параграфа. «А наш век смело можно назвать полимерным. Возьмем обычную машину. Сколько раньше было деталей из металлов, а сколько сейчас – мир переходит на пластмассу. Естественно, детям это может быть интересно, они должны понимать, как это все устроено, – говорит Наталья Вдовина. – У меня был один любопытный проект на эту тему. Началось все с того, что ученики разбили колпачки со спиртовки. И один из провинившихся предлагает: а давайте сделаем пластмассовые колпачки. Кульки полиэтиленовые, пробки – не те, что термореактивные, а термопластичные – растопим и заформуем. Сказано – сделано».
Интерес к химическим кружкам в последние годы снова растет
Интересующимся помогают получить знания школьные кружки по химии. Когда-то их было огромное количество, потом в 1990-х многие позакрывались. Теперь интерес к ним вновь растет. «На нашем кружке, где мы проводим разнообразные опыты, всегда аншлаг», – уверяет Наталья Вдовина. Кроме того, организуются дополнительные занятия. Старейшая площадка в Москве – лаборатория Политехнического музея, основанная еще в XIX веке. Здесь есть два кружка: «Грани» (для начинающих) и «Сферы» (для опытных). Первые изучают, что такое вещество, как одно вещество отличить от другого, как твердое вещество становится жидким и наоборот, где химические процессы используются в реальной жизни. А вторые экспериментируют «по-взрослому». Ученики проходят посвящение в «юные химики»: учатся конструировать съедобные модели кристаллических решеток различных веществ из жевательных конфет и зубочисток, запускают ракету «Политех-1» на суперсовременном топливе и узнают, как сжечь железный топор, разбить молотком резиновый мячик или зажечь воду.
Вариант для тех, кто хочет изучать химию всерьез, – университетские субботы. Их проводят крупнейшие отраслевые вузы.
Что дальше?
С одной стороны, химия как наука и отрасль развивается, появляются новые процессы, направления. И это, несомненно, хорошо. С другой – именно из-за этого учиться становится все сложнее. В таких условиях значение практических занятий, где все можно «пощупать» и «попробовать», значительно возрастает.
Один из вариантов – открытие базовых кафедр. Предприятия заключают договор с вузами: представители химических компаний приходят читать лекции студентам, а те получают возможность проходить практику на производстве. В этом случае работодателю в будущем уже не нужно тратить время на адаптацию новичка. Такая кафедра есть, например, у «Газпром нефти» в Омском государственном техническом университете. Для нее была разработана спецпрограмма «технического бакалавриата», по которой до 50учебного процесса связано с практическими занятиями на производстве.
Реанимируют компании и практику сотрудничества со школами. К примеру, при поддержке СИБУРа в тобольских школах открываются профильные классы не только по химии, но также по математике, физике, английскому языку, информатике. А еще школьникам показывают, как устроено настоящее промышленное производство: старшеклассников вживую знакомят с оборудованием и технологическим процессом. «По завершении обучения в школе выпускников ждут профильные факультеты вузов – партнеров компании: Тюменского индустриального университета, Уфимского государственного нефтяного технического университета, Дальневосточного федерального университета», – говорит руководитель направления Корпоративного университета СИБУРа Юлия Воротникова. Таким образом школьники получают возможность получить качественное образование, а компания вкладывается в воспитание специалистов, которые в будущем могут прийти к ней на работу.
Также СИБУР традиционно поддерживает «Химические бои» среди школьников. Во время «боя» одна команда предлагает свое решение химической задачи, а команда-соперник разбирает предложенное решение и оппонирует. Это мотивирует детей к изучению химии. Не обязательно закладывает «фундамент» специальности, но развивает творческий подход и навыки критического мышления.
Александр Жигалин, лучший школьник-химик планеты, несмотря на все свои успехи, со своей будущей профессией еще не определился. Но считает, что химическое образование ему в любом случае пригодится. «Химия, по сути, поровну с физикой сделала наш мир таким, какой он есть. И ее достижения окружают нас со всех сторон, так что в мире химия занимает фундаментальное место, разумеется. А лично для меня химия — инструмент понимания, это та наука, которая ставит мою голову на место и формирует мою картину мира. Через химию я учусь думать», – говорит он.
Где лучше всего учат химии?
Топ-10 школ России химико-биологического профиля:
1. Республиканский лицей для одаренных детей (Саранск);
2. Школа-интернат им. А.Н. Колмогорова (Москва);
3. Школа №192 (Москва);
4. Специализированный учебно-научный центр НГУ (Новосибирск);
5. Школа №171 (Москва);
6. Лицейско-гимназический комплекс на Юго-Востоке (Москва);
7. Школа «Интеллектуал» (Москва);
8. Лицей №41 (Ижевск);
9. Лицей им. Н.И. Лобачевского (Казань);
10. Лицей №1568 им. Пабло Неруды (Москва).
Источник: топ-500 школ России, составленный Московским центром непрерывного математического образования при информационной поддержке «Социального навигатора» МИА «Россия сегодня» и «Учительской газеты» при содействии Минобрнауки РФ.
Мария Хлопотина,
Мария Богородская
