Журнал «Компьютерра» № 30 от 21 августа 2007 года

ПЕРЕПИСКА: Сдвинуть махину косности

Письмо наших читателей из МПГУ, послужившее началом приведенной ниже дискуссии, посвящено преподаванию химии в школе – достаточно частному вопросу, лежащему в стороне от основных интересов «Компьютерры». Однако, когда речь заходит об образовании – и среднем образовании в особенности – мы неизбежно сталкиваемся с целым рядом проблем, носящих фундаментальный характер: слово «химия» в этой переписке очень часто можно заменить на название любого другого школьного предмета – от математики до МХК. Об этих проблемах пишет Преподобный Михаил Ваннах, а Дмитрий Шабанов делится своими идеями о том, в каком направлении можно двигаться, чтобы исправить ситуацию. – И.Щ.

Сразу отметим, что просим не подарков и денег, но помощи. Или, скорее, посредничества. Сказать, что «Компьютерра» совсем не уделяет внимания химии, – значит, соврать. Уделяет, но в соответствии со своим статусом-предназначением бизнес-планом. То бишь – достижениям и прогрессу. С другой стороны, в журнале регулярно появляются материалы об образовании – тоже в соответствии с профориентацией. Между тем, химия как учебный вообще и школьный предмет в частности, кажется, находится в кризисе (в загоне?) (какой предмет не находится?!)…

Это, как говорится, по нашему скромному мнению. Хотелось бы ошибиться, но – не получается! В средней школе от нее бегают, как от огня – предмет же ненужный, да и, пожалуй, трудный! Не можем говорить про МГУ, но в нашем вузе набор "на химиков" сократили на треть – третий год нет конкурса; только на бумаге! С учебными пособиями тоже занятно.

Рекомендованных, одобренных и других школьных учебников полно. Но либо авторы никогда не работали в школе, и тогда уровень заоблачен, а главное, ТЕКСТ сложен для восприятия даже педагогом. Либо это старые и проверенные книги, но и со старыми данными, наоборот уж слишком простые… Да и с преподавателями, учителями, педагогами – сами понимаете… Тут в одной передаче небезызвестный Е. Чичваркин предложил собирать вокруг талантливых педагогов талантливых детей. Логично. А остальных куда?! Вот такой Е…гений…

В общем, сдвинуть махину косности вряд ли получится… Но хотя бы обсудить проблему, наверное, можно. Вдруг и вправду в споре родится истина! Поэтому и просим опубликовать адрес форума на сайте Российского общеобразовательного портала, посвященного химии в современной школе. Перефразируя классиков педагогики: "Какой быть химии в школе?".

Мы не стремимся решить за час вечную проблему. Но нам действительно интересно и нужно мнение всех.

Ждем откликов по адресу: http://tinyurl.com/yu8ycz или по почте.

Заранее спасибо!

С уважением,

Игорь Соколов

(CsCl@mail.ru),

Федор Окольников

(okolnikov-84@yandex.ru);

Московский педагогический

государственный университет

P.S. От себя могу добавить, что очень хотелось бы прочитать мнения Д. Шабанова и М. Ваннаха. В рамках журнала дискуссия по этой теме вряд ли возможна. (И. С.)

Как надо учить химии в школе? А вот возьмем сначала и посмотрим, как это образование проходит в школе высшей, да к тому же технической.

На факультете с шестилетним курсом обучения, готовящем специалистов для оборонного комплекса. Инженеров-оружейников, но не химиков.

И вот тут-то мы сталкиваемся с парадоксом.

Химия преподается в первые два семестра. И излагается по учебникам, вполне соответствующим современному уровню представлений о предмете. И есть маленькое «но». С помощью которого можно загнать в бутылку даже Париж.

Дело в том, что удивительно изящная теория валентностей Лайнуса Карла Полинга, да и вообще все представления о строении вещества требуют для своего усвоения знакомства с квантовой механикой. А таковая излагается, причем весьма конспективно, обычно в применениях к электродинамике, в тех разделах курса физики, которые читаются через год после курса химии.

Но дальше еще смешнее – математика, необходимая для понимания квантовой механики, читается где-то через полгодагод, – а иногда и вообще факультативно, – после курса физики.

Ну и каков же выход из ситуации?

Конечно, тот, кому химия нужна по роду специализации, просто вернется к ее курсам после освоения математики и квантовой механики, к которой ему ТОЖЕ предстоит вернуться. И будет поражен, насколько эффектно и логично связываются между собой разрозненные факты. Большинство же сохранит представление о курсе химии как о чем-то схематичносхоластичном, и хорошо, если научиться правильно наливать кислоту в воду, да обращаться с высокоактивными веществами типа перекиси водорода, похоже, погубившей дорогостоящую субмарину «Курск».

И это после высшей школы!

И это не чья-то прихоть – дело в том, что на химическом уровне реальности работают уже законы, отличающиеся от законов макромира. Ну а о том, как учить химии в школе средней, можно будет говорить после того, как мы решим – чем мы там занимаемся, даем ли людям основу для предстоящего высшего образования; закладываем теоретические основы профессионального образования или социализируем население, выращивая из него послушных граждан и идеальных потребителей.

Последним, я бы сказал, химия совершенно излишня – а то ознакомятся еще с теорией цепных реакций Семенова и освоят ее практические применения…

А универсальное образование в универсальной средней школе – ну, представить такое можно. Но, знаете ли, любая универсальная машина всегда уступает специализированной.

Преподобный Михаил Ваннах

Меня попросили высказать суждение по вопросу, в котором я не очень-то силен, – о проблемах преподавания химии в школе.

А, была не была, рискну. Для начала распишусь в том, что я, как биолог, уважаю и даже люблю химию (а также геологию, физику, астрономию, космологию и другие естественные науки). Хоть эти науки и дают меньшую, чем биология, возможность для сопереживания, но они все же завязаны в один узел естественнонаучным мировоззрением. Вам ведь известно, что науки делятся на естественные, неестественные [Искренне уважаемые мной филологии с математиками и другие науки о символах, а также многообразные технические науки] и противоестественные [Назвать, какие, или сами догадаетесь? Ну эти, которые сейчас стали такими популярными…]? Человек, который понял основы естественных наук, переходит в новое качество. Он видит взаимосвязи, которыми сцеплены свойства окружающего его мира, понимает, как сплетена "ткань бытия [© Пьер Тейяр де Шарден]". Помните старое значение слова «космос»? Оно включало представление об упорядоченности, закономерности мироздания (Универсума), противопоставляя космос хаосу. Сейчас, наверное, невозможно поместить в одной голове знание всех естественных наук на современном уровне; едва ли не последнюю попытку такого рода сделал Александр фон Гумбольдт, универсальный гений начала XIX, уже позапрошлого века. Но даже начатки этих наук дают шанс на целостную картину этого мира, на иной уровень диалога с ним. Так как же сформировать естественнонаучное мировоззрение в школе?

В школе дети изучают основы наук.

Почему науке, лишь одному из способов взаимодействия с действительностью, уделяется такая честь, вопрос особый. Так или иначе, будущий водитель троллейбуса должен знать, что у круглых червей полость тела первичная, у кольчатых – вторичная, а у членистоногих – смешанная (простите, привожу примеры из своей области).

Зачем? Не знаю. Вы думаете, в школьных программах отражено понимание, зачем что-то надо учить? Например, для своей работы я сформулировал такое предназначение школьного курса зоологии: сформировать у детей заинтересованно-бережное отношение к животным, нашим замечательным родственникам. Ну, а изучение конкретных программных вопросов пусть развивает способность детей к мышлению и установлению взаимосвязей… Разделят ли мой подход соответствующие ведомства? Вряд ли. Им проще проверять знание фактов. Неуклюжий переход на тесты [А вы знаете, какие остроумные тесты на понимание (и шире – на когнитивные способности) есть в какойнибудь Америке? Великолепные! Только непонятно, кто у нас их может сочинять и где их использовать…] только ухудшает привязку обучения именно к накоплению массы конкретных знаний. Что могло бы давать изучение химии? Развивать способность к мышлению. А еще? Делать мир вокруг нас понимаемым, закономерным, интересным! Плюс давать массу практически полезных сведений. Когда более четверти века назад я начал учить химию в седьмом классе, я нахватал троек. Надо было запомнить кучу каких-то реакций и свойств, которые были для меня разрозненной кучей фактов. Родители попросили поговорить со мной их знакомого, хорошего школьного химика. Он побеседовал со мной, сидя на скамейке в своем саду, а потом в этакой перипатетической манере продолжил разговор в течение похода в продуктовый магазин и обратно. В ходе этой аудиенции он не стал мне объяснять множество фактов-следствий, а изложил мне их причины, главные принципы. В какой-то степени эти принципы звучат мифологически, но это не мешает использовать их в качестве фундамента для выстраивания фактов. Итак, есть атомы, состоящие из ядер с электронными оболочками. Эти атомы стремятся довести свои электронные оболочки до совершенства, до полноты. Тем, у кого до совершенства не хватает немного, и у кого сильно` взаимодействие ядра с наружными электронами, проще дополнить то, что у них есть. Имеющим мало и плохо удерживающим – проще отдать. Дополнять можно, объединив или отобрав… Сравнение «силы» стремления ядра обладать электронами объясняет, какие реакции идут, а какие – нет. А то, сколько электронов принимают или отдают атомы, определяет соотношения реагентов и формулы получающихся веществ.

А что, моя школьная химичка этого не знала? Конечно, знала. Но у нее не было повода доверительно поговорить с отстающим учеником: она была занята отработкой целей и задач конкретных уроков. Сегодня надо выучить, что эта реакция идет при таких-то условиях, а та – при сяких, неужели это трудно запомнить? А потом ситуация изменилась, преподавать химию к нам в класс пришел биолог, и все стало легко и понятно.

Вы считаете, мне просто не повезло с первым учителем химии? Но похожие вещи были и с математикой. Математичка, считавшая меня тупым, требовала, чтобы я запомнил правила действий с такими и сякими функциями, считая, что тут нечего рассусоливать. Тогда я шел к физику, который оценивал меня, пожалуй, незаслуженно высоко. Физик объяснял мне, что производная – это скорость, а интеграл – это площадь под кривой, и показывал, при решении каких естественных задач полезны эти функции. Получив излишние, с точки зрения математички, пояснения, я кое-как часто не так, как требовала методика)решал предлагавшиеся задачи. Точно не знаю, улучшилась ситуация с преподаванием химии, математики и других наук в школе по сравнению со зрелым застоем или ухудшилась; по аналогии с биологией и по снижению уровня подготовки студентов предполагаю, что ухудшилась [И еще один фактор. Из трех упомянутых здесь хороших учителей один – на том свете, а двое, как евреи, вдалеке от постсоветского пространства].

Владение материалом состоит из двух взаимодополнительных, но независимых компонентов – знания фактов и понимания взаимосвязей. Знание без понимания мертво. Понимание не может не опираться на знание, но, раз возникнув, стремительно раздвигает его горизонт…

Увы, тут встает одна печальная проблема. К пониманию способны не все. Почему в массовой школе совершенствуют знание, а не понимание? Потому что с таким обучением справятся (кто лучше, кто хуже – в зависимости от прилежности и развития памяти)практически все. Изучение с опорой на понимание недемократично, ибо необщеприемлемо. Это то, что можно позволить лишь в какой-нибудь «элитарной» школе [Слово «элитарной» взято в кавычки, потому что у нас элитой себя считают две категории людей – «звезды» (шоумены & шоувумены) и нувориши].

Как бы я преподавал химию? В «массовой» школе – ума не приложу. А в настоящей, где детей учат всерьез, попробовал бы применить идею, которую сейчас со своими коллегами развиваю в курсе экологии, одной из интегрирующих естественных наук [Я писал об этом в очерке "Инновации и реальность" в КТ # 664]. Логика там такова: как понять принципы функционирования нашей биосферы? Сконструировав (в компьютерной модели) искусственную биосферу на какой-то необитаемой планете!

Так вот, наверное, если бы я размахнулся на инновации в преподавании химии, я бы предложил детям разработать альтернативную химию. Так, мне и самому было бы интересно построить химию для двухмерного пространства, иным стабильным количеством «2D-электронов» в оболочках «2D-атомов», а значит, и иными «2D-элементами», иной таблицей "2D-Менделеева [С длиной периодов, зависящей от количества электронов в каждом слое электронной оболочки]", иными валентностями и иными формулами «2D-веществ». Что самое интересное, и в этой химии будут возможны окисление и восстановление, будут свои металлы и неметаллы, кислоты и щелочи… Вероятно, чтобы разработать такую «2D-химию», ученику понадобится разобраться в «3D-химии» так, что он ее начнет по-настоящему понимать. А авторам такого учебного курса понадобится решить нетривиальные задачи по придумыванию и программированию среды, которая позволила бы это сделать. Ну а «4D-химию» вынесем на факультатив для особо одаренных.

Этими методами мы объясним существенную часть общей и неорганической химии. А как быть с органикой? Определить, какой «2D-элемент» будет выполнять функции углерода. Определить, сколько он будет образовывать ковалентных связей (стоп, тут нет особого выбора: четыре – не будет новизны, две – не будет нужного разнообразия соединений; значит, три). Такая "2D-органическая химия" будет беднее обычной, но позволит быстро разобраться со всеми классами соединений (и позволит потом задаться вопросом о том, какие группы веществ из «3D-органики» невозможны в "2D"). А на каких «2D-соединениях» запустим матричный синтез?

Сколько времени должен занимать такой курс? Не более года, а может, всего и половину. Спорим, что будучи правильно проведен, он сократит время, необходимое для изучения основной, «нормальной» химии? Увы, программу придется менять. Что скажут контролирующие органы? Страшно подумать…

Потянет среднестатистический школьник такой курс? Наверное, нет. Но это не означает, что такой курс не нужен – кто-то с ним справится. Прочтет такой курс среднестатистический учитель? Нет. Но какаято часть учителей, особенно молодых да компьютеризованных, заинтересуется и справится. А что предложить "широким массам"? Не знаю. Возможно, занимательные и поучительные рассказы о свойствах веществ и материалов. Так, по крайней мере, честнее – есть надежда, что учебный материал будет усвоен. Может, тогда «понимательная» химия станет престижной, и новые русские будут добиваться, чтобы их дети учили именно ее. Увы, тут встает проблема из области социальной инженерии. Как сделать так, чтобы обучение, основанное на понимании, не подгребла под себя наша «элита», отбирая учеников по статусу или богатству родителей? Вероятно, это тема отдельного разговора. Думаю, что решение состоит в том, чтобы сделать это обучение действительно требующим хорошего развития мозгов, и в том, чтобы финансово заинтересовать учебные учреждения в увеличении числа учеников, успешно осваивающих такую «понимательную» программу.

Что там на очереди? Физика? Жаль, космологию в школе не учат!

Дмитрий Шабанов

Подводя некоторый итог, замечу, что вопросов здесь поставлено много больше, чем дано ответов. Вопросы эти сложные и содержательные, и сформулировать их – уже очень важно. Мне кажется очень правильным, что в этой переписке затрагивались проблемы «обычных» средних школ, а не специализированных «элитных» учебных заведений – и «простых» школьников, а не только "самых способных". В такой постановке мы говорим о будущем всего нашего общества, и поиск решений здесь возможен только в ходе широкого обсуждения, сильно выходящего за рамки соответствующих профессиональных сообществ. Только так мы сможем приблизиться к нахождению наших ответов на эти вопросы – и понять, в каком направлении мы хотим двигать "махину косности".

Илья Щуров