Изучениет темы углеводы в школьном курсе биологии и химии в 10 классе

Введение

Преподавание темы «Углеводы» в школьном курсе преподается сразу по двум направлениям освещения вопроса: в курсе химии, как вещества и в курсе биологии, как элемент клеточного строения. В контексте данной работы был проведен анализ учебников базового уровня школьной программы по химии и биологии с оценкой качества изложения материала с учетом не только его наполненности, но соответствия таким параметрам, как комплексность, простота понимания, практическая ориентированность.
В процессе подготовки данной работы был изучен обширный материал форумов и сайтов для учителей, что позволило сделать вывод, что учебники постепенно утрачивают свою актуальность. Учителями разрабатываются новые методики, новые способы подачи материала, которые хоть и базируются на классических учебниках, тем не менее, представляют собой более практическое изложение материала и поэтапный контроль воспринимаемого материала.
Тема «Углеводы», в принципе, не является темой простой для изложения, особенно при изучении базового курса в контексте программы средней школы. Для объяснения данной темы требуется значительное количество времени, а также подбор материала, который будет понятен школьнику даже при самостоятельном изучении материала, а также применении данных знаний при итоговой проверке знаний. К сожалению, достичь данного уровня удается не во всем. Язык изложения в некоторых случаях достаточно сложен, особенно учитывая обилие систематических названий и классификационных признаков. В связи с чем в конце работы даны предложения по созданию уроков на тему.
Актуальность темы в связи с вышесказанным можно определить, как оценку качества, полноты и понятности материала в классических учебниках, выявления слабых сторон, проведения сравнительного анализа, что в совокупности позволит дать предложения по развитию практического вклада в преподавания темы «Углеводы» в школьном курсе химии.
Цель работы заключается в изучении преподавания темы «Углеводы» в курсе химии и биологии.
Задачи работы сводятся к анализу материала, синтезу информации и разработке поурочных планов.


 
1. Теоретическая часть
1.1. Анализ содержания учебников по теме «Углеводы» по биологии и химии 10 класс

Содержание учебников должно соответствовать Федеральному компоненту государственного стандарта среднего (полного) общего образования по химии [2]. Кроме обязательного минимума содержания основных образовательных программ общего образования, в этом документе перечислены требования к уровню подготовки выпускников. Данная тема раскрыта на уровне следующих понятий: отнесение к классам органических соединений на основе функциональных групп, физические и химические свойства углеводов, получение углеводов. Также учащиеся должны владеть как тривиальной, так и номенклатурой ИЮПАК органических соединений, в частности углеводов, и уметь записывать структурные формулы некоторых азотсодержащих органических соединений [3, 4].
Построение курса органической химии и биологии в большинстве случаев ориентировано на систему понятий о веществе [5, 6]. В школьном курсе химии согласно обязательному минимуму содержания на базовом уровне изучаются только аминокислоты, а на профильном уровне – строение и получение углеводов, их биологическая роль, пространственные и организационные связи молекул [2].
При сравнении содержания современных школьных учебников за основу взяты учебники, которые не входят в министерский перечень, но на протяжении многих лет являлись стабильными учебниками, по которым с 60-x годов XX века отечественные школьники изучали химию и биологию. В этих учебниках, как ни в каких других, выкристаллизован методический подход к изучению химии. Изучение темы «Углеводы» ведется по каноническому плану, заложенному с самого начала и пронизывающему весь курс органической химии:
1) Гомологический ряд, номенклатура, изомерия;
2) Строение;
3) Физические свойства;
4) Методы получения;
5) Химические свойства;
6) Применение.
В главе «Углеводы» рассматриваются строение и свойства углеводов; приводятся примеры. Дано определение углеводов как гидратов углерода, выделена карбонильная и гидроксильная группы. Описаны физические свойства углеводов, приведены уравнения горения углеводов, подчеркнуты основные свойства углеводов. Очень подробно рассмотрено электронное строение групп и углеводов в целом, рассмотрены в сравнении химические свойства углеводов и других высокомолекулярных веществ. Глюкоза описана также очень подробно: структурная формула, физические свойства, сравнение основных свойств с другими углеводами, взаимодействие с кислотами и бромной водой, получение глюкозы (реакция Зинина) и применение в промышленности. Описана изомерия и распространение в природе углеводов. Описание химических свойств углеводов выводится из рассуждений об их строении – углеводы рассмотрены как органические амфотерные основания: они реагируют с основаниями, с кислотами и со спиртами, а также друг с другом с образованием пептидной связи. Достаточно подробно описано применение и получение углеводов (здесь прослеживается генетическая связь углеводов с другими классами органических соединений).
Налицо четко продуманный и реализованный методический прием: школьник, изучая материал, раскрывал для себя причинно- следственные связи основного методологического постулата «состав – строение – свойства». Происходит это последовательно от строения молекулы к специфическим свойствам отдельных представителей классов органических веществ. Таким образом, план изучения темы приобретает действенную, а не формальную основу. Это и есть метапредметность при изучении конкретного класса соединений. Выверенный годами и методически обоснованный, учебник является яркой иллюстрацией того, что методика обучения предмету является методическим отражением изучаемой науки, когда логика науки находит отражение в логике построения и изучения материала. Этот учебник может быть «отправной точкой» сравнения всех современных учебников по химии.
Прежде чем рассматривать, как представлена тема углеводы в учебниках по химии, включенных в федеральных перечень [8], предположим, что школьник мог изучать курс химии на любом уровне (базовом или профильном) и мог учиться по любому учебнику по химии. Наиболее полно требованиям удовлетворяет содержание учебников профильного уровня О.С. Габриеляна [7] и И.И. Новошинского [14]. Почти весь материал, необходимый для успешного изучения темы содержится в учебниках базового уровня О.С. Габриеляна [9] и Г.Е. Рудзитиса [12]. Практически во всех рассмотренных учебниках приведено сравнение основных свойств углеводов и углерода, кроме учебников В.В. Еремина [10], [8]. В учебнике И.И. Новошинского [4] имеется отдельный параграф, т. е. имеется тенденция сопоставить неорганическую и органическую части школьного курса химии, показывая внутрипредметные связи. Следует также отметить, что во всех анализируемых учебниках содержатся сведения о тех классах углеродсодержащих органических соединений, вопросы о которых не включены в ЕГЭ. В учебниках Н.Е. Кузнецовой [11], [3], Г.Е. Рудзитиса [12] представлена тема «Гетероциклы», в учебнике И.И. Новошинского [4] есть разделы, посвященные различным углеводам, в том числе конденсированным, в учебнике Г.Е. Рудзитиса [8] достаточно подробно описаны структурные группы, а в учебнике В.В. Еремина [2] описаны даже углерододержащие хромофоры.
Более детальный анализ некоторых учебников показал следующее. В учебнике базового уровня Г.Е. Рудзитиса [8] рассмотрению классификации органических соединений посвящен отдельный параграф, в котором представлены три варианта классификации веществ. Первая проводит разделение органических соединений на углеводороды и производные углеводородов. В основе второго варианта классификации лежит различие в строении углеродного скелета (ациклические и циклические) и в кратности связей (предельные и непредельные). Третья классификация основана на содержании различных функциональных групп (которых автор приводит всего три: карбоксильную, гидроксильную и нитрогруппу). При изложении основ номенклатуры автор заявляет, что в учебном пособии приводятся правила международной номенклатуры ИЮПАК, однако для названия заместителей в разветвлённых углеводородных цепях требуется их перечисление в порядке усложнения, что не согласуется с правилами международной номенклатуры ИЮПАК. Чёткие алгоритмы составления названий замещённых углеводородов отсутствуют. Номенклатура углеводов рассмотрена в сильно упрощённом виде: приведено три примера углеводов с названиями по международной номенклатуре ИЮПАК и тривиальной.