Одна из самых серьезных проблем, на которые наталкивается сегодня химия в школе, – «нечувствительность» восьмиклассников к нашему новому и трудному для них предмету. К 13–14 годам специфика интересов и поведения большинства учащихся плюс необходимость освоить абсолютно новое содержание всего за два класса вызывают общеизвестные негативные установки. К окончательной утрате интереса ведет и постепенно растущая «функциональная» химическая неграмотность. Ученики самоопределяются, не выбирая этот предмет для профильного обучения, и постоянно конфликтуют с требованиями школьной программы и образовательных стандартов.
В то же время младший подростковый возраст, 11–12 лет, в котором химию обычно не изучают, более всего чувствителен к новообразованиям внутри практической деятельности: наибольший интерес вызывают те предметы, где можно многое делать собственноручно и самостоятельно [6, 7]. Для продления интереса к освоению и опробованию новых предметов химия предоставляет наибольшие возможности. Многих учеников, для которых усвоение понятий в практической деятельности составляет единственно возможный путь умственного развития, именно химия могла бы удержать в рамках познавательного процесса в этот образовательный период.
Интерес к информации «из области химии» велик и постоянно подкрепляется популярным чтением, разговорами взрослых, рекламой и т.п. Однако дети сами не могут критически отнестись к образовавшимся у них в повседневной жизни бытовым представлениям – они должны получить для этого адекватную психологическую основу в сензитивный для такого переосмысления период, который важно не пропустить. Очевидно, что интересы детей должны быть поддержаны и развиты, во избежание как его быстрого угасания, так и фиксации на примитивном уровне бытового «экспериментирования». Не секрет, что обычные попытки взрослых «объяснить» научным языком наблюдаемые явления, привлекая для этого категории из «ненаблюдаемой» реальности, как правило, заканчиваются характерной понятийной путаницей в головах детей.
Эти проблемы, по нашей гипотезе, в предшествующий систематическому изучению химии образовательный период может решить специальная организация развивающей учебной среды вхождения учеников в содержание основополагающих химических понятий. Курс «Введение в химию», о котором идет речь, призван организовать особую учебно-исследовательскую деятельность детей по отношению к начальным химическим понятиям, исключающую введение детям их определений в «готовом» виде. Их особое содержание и принципиальная новизна, связанные с особостью исторически складывающейся химической практики, в которой они возникли, должны быть обнаружены детьми в их собственной деятельности [3, 4]. Учебная среда, соответственно, должна воспроизводить для детей существенные условия их происхождения, раскрывать их деятельный, ориентирующий смысл и позволять осваивать их непосредственно в применении к задачам собственной учебно-практической деятельности [1, 5].
Основной частью вводного курса является специальный практикум «Лаборатория загадок». Основной задачей, решаемой здесь школьниками, является задача целенаправленного превращения веществ, обычно как получение возможно большего числа новых веществ из имеющихся. Формулы и химические названия веществ, с превращениями которых дети имеют здесь дело, им не сообщаются: по мере продвижения в учебно-практической ситуации задачи дети пользуются своими условными обозначениями веществ и составляют схемы химических превращений, отражающие собственный опыт по их осуществлению [8].
На таких уроках не учитель «объясняет эту тему», а школьники «сочиняют эту схему». В такой ситуации каждое новое химическое знание становится особым предметом обсуждения. Цепочки генетических превращений вещества, как и положено, рано или поздно «замыкаются в круг». Это их замечательное свойство дает содержательную основу появления у детей понятия о химическом элементе, наличие или отсутствие которого в веществе связано с возможностью включать в этот круг новые вещества и различать их по принадлежности к разным «элементным» кругам. Постепенно составляется «формула» вещества – основным назначением ее становится закрепление в ее условных значках сведений о возможности получения его из известных других и его дальнейших превращений.
Самостоятельно записанные «элементные» формулы, содержащие знаки обнаруженных элементов и условные значки, фиксирующие наличие других, позволяют планировать и анализировать их превращения, выполняемые с целью проверки выдвинутых гипотез. Составление элементного круга дает возможность определить простые и сложные вещества на основании обнаруженных различий условий их превращения по разным схемам. Следя за тем, как и во что превращаются вещества, школьники строят схемы замещения и сравнивают их со схемами обмена, находя их существенные отличия. Здесь обсуждаются и способы анализа как способы установления наличия тех или иных элементов в составе веществ. Анализируются возможности построения рядов активности металлов или неметаллов, кислотно-основное взаимодействие, обмен между солями и многое другое. Так, формула вещества становится необходимым обозначением приобретенных детьми практических знаний: она закрепляет опыт осуществления его целенаправленных превращений [3].
Главной задачей вводного курса является приобретение учащимися оснований химического мышления, тесно связанных с культурной историей действий по осуществлению превращений веществ. Решение этой задачи предполагает обширную реконструкцию исторического естественнонаучного материала, так или иначе связанного с постановкой и способами решения химических задач. Поэтому курс строится так, что понятийный аппарат, который дети для себя придумывают и которым пользуются, чем дальше, тем больше напоминает настоящую «доатомную» химию XVI-XIX вв. – ту химию, в которой были выработаны все химические понятия, в которой стали известны элементы, определены формулы и типы соединений – все то, что потом подлежало объяснению на основе строения атомов, как только это строение атомов впоследствии обнаружилось [2, 4]. Приобретение опыта освоения химических знаний в контексте их возникновения и развития, формирование представления о химическом эксперименте как об исключительно целенаправленном и контролируемом действии составляет, на наш взгляд, один из важнейших личностных результатов развития учеников, начинающих изучение химии с такого введения. Собственная исследовательская деятельность, открывающая необходимость и значение первоначальных понятий, создает реальную основу понимания школьниками смысла и значения происходящего в «большой» науке.
В ходе многолетней апробации курса [3, 7] мы убедились, что включение младших подростков в такого рода деятельность дает возможность учителю вырастить особенных старшеклассников, для которых изучение химии связано в первую очередь с удовлетворением собственных познавательных потребностей. Среди детей, прошедших «начальную школу большой химии», существенно повышается количество избравших этот предмет для углубленного изучения и для успешной сдачи экзаменов. Их профессиональное самоопределение впрямую исходит из школы, а не из случайных источников. Характерно, что в «профильных» группах старших классов тогда появляются учащиеся, которые, хотя и не предполагают сдавать экзамены по химии, при этом изучают ее с удовольствием, несмотря на предъявляемые к ним высокие требования. Вводный курс дает детям возможность реального самоопределения по отношению к этому сложному предмету, позволяющему им получить ответ на реально поставленные когда-то вопросы.