Kemia ja kemian koulutus vuosisadan vaihteessa: muuttuvat tavoitteet, menetelmät ja sukupolvet.

Juri Aleksandrovitš Ustynyuk – kemian tohtori, Moskovan valtionyliopiston kunniaprofessori, Moskovan valtionyliopiston kemian tiedekunnan NMR-laboratorion johtaja. Tutkimusintressit - organometalli- ja koordinaatiokemia, fysikaalinen orgaaninen kemia, spektroskopia, katalyysi, kemian koulutuksen ongelmat.

Keskustelussa siitä, mikä on kemian tiede kokonaisuutena ja sen eri osa-alueita vuosisadan vaihteessa, ovat jo puhuneet monet erittäin arvovaltaiset kirjoittajat. Joistakin yksityiskohdista eroista huolimatta kaikkien lausuntojen yleinen sävy on selvästi tärkeä. Erinomaiset saavutukset kaikilla kemian tutkimuksen tärkeimmillä aloilla todetaan yksimielisesti. Kaikki asiantuntijat panevat merkille äärimmäisen tärkeän roolin, joka uusilla ja uusimmilla menetelmillä aineen rakenteen ja kemiallisten prosessien dynamiikan tutkimisessa on ollut näiden menestysten saavuttamisessa. Yhtä yksimielinen on mielipide siitä valtavasta vaikutuksesta kemian kehitykseen, joka on tapahtunut kahden viime vuosikymmenen aikana, silmiemme edessä, tieteen yleismaailmallisella ja kaikenkattavalla tietokoneisoitumisella. Kaikki kirjoittajat tukevat opinnäytetyötä tieteidenvälisen vuorovaikutuksen vahvistumisesta sekä kemian tieteenalojen risteyksissä että yleisesti kaikkien luonnon- ja eksaktitieteiden välillä tänä aikana. Merkittävästi enemmän eroja on kemian tieteen tulevaisuuden ennusteissa, arvioissa sen kehityksen pääsuuntauksista lähi- ja pitkällä aikavälillä. Mutta tässäkin optimismi vallitsee. Kaikki ovat yhtä mieltä siitä, että edistyminen jatkuu kiihtyvällä tahdilla, vaikka jotkut kirjoittajat eivät odotakaan lähitulevaisuudessa uusia perustavanlaatuisia löytöjä kemiasta, jotka ovat merkitykseltään verrattavissa menneen vuosisadan alun ja puolivälin löytöihin /1/.

Ei ole epäilystäkään siitä, että tieteellisellä kemian yhteisöllä on paljon syytä olla ylpeitä.

On selvää, että viime vuosisadalla kemia ei ole vain ottanut keskeisen paikan luonnontieteessä, vaan myös luonut uuden perustan nykyajan sivilisaation aineelliselle kulttuurille. On selvää, että tämä tärkeä rooli jatkuu lähitulevaisuudessa. Ja siksi, kuten ensi silmäyksellä näyttää, ei ole erityistä syytä epäillä tieteen valoisaa tulevaisuutta. Eikö teitä, hyvät kollegat, kuitenkaan hämmennä se, että sopusointuisessa kuorossa, joka nykyään ylistää kemiaa ja kemistejä, ei selvästikään ole tarpeeksi raikastavia "vastakierrettäjien" ääniä. Mielestäni väärentäjät muodostavat tärkeän, vaikkakaan ei kovin suuren osan terveessä tiedeyhteisössä. "Vastamoottoriskepikko", toisin kuin yleinen mielipide, pyrkii mahdollisimman pitkälle sammuttamaan yleisen innostuksenpurkaukset seuraavia merkittäviä menestyksiä kohtaan. Päinvastoin, "optimistinen vastamoottori" tasoittaa yhtä yleisen epätoivon hyökkäyksiä toisen toteutumattoman toiveen romahtaessa. Yritetään istua henkisesti nämä melkein antipodet yhteen pöytään, tarkastella vuosisadan vaihteen kemian ongelmaa hieman eri näkökulmasta.

Ikä on ohi. Hänen kanssaan aktiivisen tieteellisen elämänsä päättää loistava kemistien sukupolvi, jonka ponnisteluilla saavutettiin kaikkien tiedossa olevia ja kaikkien tunnustamia merkittäviä menestyksiä. Uusi sukupolvi kemistit-tutkijat, kemistit-kasvattajat, kemistit-insinöörit ovat tulossa tilalle. Keitä ovat nämä nykyajan nuoret miehet ja naiset, joiden kasvot näemme edessämme luokkahuoneissa? Mitä ja miten heille tulisi opettaa, jotta heidän ammatillinen toimintansa olisi onnistunut? Mitä taitoja tulisi täydentää hankittua tietoa? Mitä voimme elämänkokemuksestamme välittää heille, ja he suostuvat ottamaan vastaan ​​neuvojen ja ohjeiden muodossa, jotta heidän jokaisen vaalittu unelma toteutuisi - unelma henkilökohtaisesta onnellisuudesta ja hyvinvoinnista? Lyhyesti sanottuna on mahdotonta vastata kaikkiin näihin monimutkaisiin ja ikuisiin kysymyksiin. Olkoon se kutsu syvempään keskusteluun ja siemen verkkaiseen henkilökohtaiseen pohdiskeluun.

Eräs hyvistä ystävistäni, arvostettu kemian professori, jolla on neljänkymmenen vuoden kokemus, kertoi minulle äskettäin ärtyisästi, kun tätä muistiinpanoa mietin, luettelin hänelle yllä olevat kysymykset: ”Mitä todella tapahtui, oli erityistä ja odottamatonta? Mikä on muuttunut niin paljon? Opimme kaikki pikkuhiljaa opettajiltamme, opimme jotain ja jotenkin. Nyt he, opiskelijat, oppivat saman meiltä. Ja niin se menee vuosisadasta vuosisadalle. Näin se tulee aina menemään. Eikä täällä ole mitään aidattavaa uutta puutarhaa. Toivon, että siitä, mitä sanoin vastauksena silloin ja mitä kirjoitin tänne, ei tule syynä kiistamme hänen kanssaan. Mutta vastaukseni hänelle kuulosti hyvin ratkaisevalta. Väitin, että kaikki muuttui kemian tieteessä vuosisadan vaihteessa! Siitä on poikkeuksellisen vaikea löytää edes pientä aluetta (ei tietenkään puhuta takakatuista, joille marginaaliset muinaisjäännökset ovat majoittaneet mukavasti), jossa syvällisiä kardinaalimuutoksia ei olisi tapahtunut viimeisen neljännesvuosisadan aikana.

^ Kemiallisen tutkimuksen metodinen arsenaali.

Kuten S.G. Kara-Murza aivan oikein totesi /2/, kemian tieteen historiaa ei voida pitää pelkästään perinteisen lähestymistavan puitteissa peruskäsitteiden ja -ideoiden kehittymisenä löytöjen taustalla ja uusien kokeellisten tosiasioiden kerääntymisenä. Se voidaan perustellusti ilmaista eri kontekstissa kemian tieteen metodologisen arsenaalin parantamisen ja kehityksen historiana. Itse asiassa uusien menetelmien rooli ei rajoitu siihen, että ne laajentavat suuresti niitä hallitsevan tiedeyhteisön tutkimuskapasiteettia. Tieteidenvälisessä vuorovaikutuksessa menetelmä on kuin Troijan hevonen. Yhdessä menetelmän kanssa sen teoreettinen ja matemaattinen laitteisto tunkeutuu uudelle tieteenalalle, jota hyödynnetään tehokkaasti uusien käsitteiden luomisessa. Kemian metodologisen arsenaalin kehityksen ylivoimainen luonne ilmeni erityisen selvästi juuri viime vuosisadan viimeisellä neljänneksellä.

Tämän alan silmiinpistävimpiin saavutuksiin tulisi ehdottomasti sisällyttää fysikaalisten rajojen käytännön saavuttaminen tila-, aja- ja pitoisuusresoluutiossa useissa uusissa kemiallisen tutkimuksen menetelmissä. Joten pyyhkäisytunnelimikroskoopin luominen, jonka avaruudellinen resoluutio on 0,1 nm, varmistaa yksittäisten atomien ja molekyylien havainnoinnin. Laser-femtosekuntispektroskopian kehitys, jonka aikaresoluutio on 1 – 10 fs, avaa mahdollisuuksia tutkia kemiallisten prosessien alkuvaiheita aikavälein, jotka vastaavat yhtä atomivärähtelyjaksoa molekyylissä. Lopuksi tunnelointivärähtelyspektroskopian löytäminen mahdollistaa nyt yksittäisen molekyylin käyttäytymisen ja muunnosten seuraamisen kiinteiden aineiden pinnalla. Yhtä tärkeätä ei kenties ole myös se, että näiden menetelmien fysikaalisten periaatteiden luomisen ja niiden suoran soveltamisen välillä kemiallisten ongelmien ratkaisemisessa ei ollut käytännössä mitään aikaeroa. Jälkimmäinen tuskin on yllättävää, sillä kaikki nämä ja monet muut viime vuosien tärkeimmät tulokset ovat saaneet poikkitieteellisiä ryhmiä, jotka kokoavat yhteen fyysikoita, kemistejä, insinöörejä ja muita asiantuntijoita.

Läpimurtoa resoluution ja herkkyyden uudelle tasolle tuki voimakkaasti niiden fysikaalisten menetelmien poikkeuksellisen nopea kehitys, jotka ovat pitkään olleet tutkimuskemistin arsenaalin perusta. Viimeisen 10 vuoden aikana kaikkien spektrimenetelmien resoluutio ja herkkyys ovat parantuneet suuruusluokkaa tai enemmän, ja tieteellisten instrumenttien tuottavuus on kasvanut kahdella tai useammalla suuruusluokalla. Johtavissa tutkimuslaboratorioissa instrumentointipuiston perustana ovat nyt 5. sukupolven instrumentit - monimutkaisimmat mittaus- ja laskentajärjestelmät, jotka mahdollistavat mittausten ja tulosten käsittelyn täyden automatisoinnin sekä mahdollistavat myös online-tietokantojen ja tieteellisten pankkien käytön. tietoja tulkinnassaan. Tällaisten laitteiden kompleksia käyttävä tutkimuskemisti saa noin 2000 kertaa enemmän tietoa aikayksikköä kohden kuin 50 vuotta sitten. Tässä on vain muutamia esimerkkejä.

Yksittäisten kiteiden röntgendiffraktioanalyysi 10 vuotta sitten oli yksi työvoimavaltaisimmista ja aikaa vievistä kokeista. Uuden aineen molekyyli- ja kiderakenteen määrittäminen vaati kuukausia työtä ja joskus kesti vuosia. Uusimmat automaattiset röntgendiffraktometrit mahdollistavat nykyään, kun tutkitaan ei liian suuria molekyylipainoja olevia yhdisteitä, saada koko tarvittava heijastussarja muutamassa tunnissa eivätkä aseta liian korkeita vaatimuksia kiteen koolle ja laadulle. Kokeellisten tietojen täydellinen käsittely nykyaikaisilla ohjelmilla henkilökohtaisella tietokoneella kestää vielä useita tunteja. Näin ollen aiemmin toteutumattomasta unelmasta "yksi päivä - yksi täydellinen rakenne" on tullut jokapäiväistä todellisuutta. Viimeisten 20 vuoden aikana röntgendiffraktioanalyysi on ilmeisesti tutkinut enemmän molekyylirakenteita kuin koko sen aikaisemman käyttöjakson aikana. Joillakin kemian tieteen aloilla XRD:n käyttö rutiinimenetelmänä on johtanut läpimurtoon uudelle tiedon tasolle. Esimerkiksi saadulla tiedolla globulaaristen proteiinien yksityiskohtaisesta rakenteesta, mukaan lukien tärkeimmät entsyymit, sekä muun tyyppiset biologisesti tärkeät molekyylit, oli perustavanlaatuinen merkitys molekyylibiologian, biokemian, biofysiikan ja niihin liittyvien tieteenalojen kehitykselle. Kokeiden suorittaminen matalissa lämpötiloissa on avannut mahdollisuuden rakentaa tarkkoja karttoja elektronitiheyden eroista monimutkaisissa molekyyleissä, jotka soveltuvat suoraan vertailuun teoreettisten laskelmien tuloksiin.

Massaspektrometrien herkkyyden lisääminen tarjoaa jo luotettavan analyysin aineen femtogrammimääristä. Uudet ionisaatiomenetelmät ja riittävän korkearesoluutioiset lentoaikamassaspektrometrit (MALDI-TOF-järjestelmät) yhdistettynä kaksiulotteiseen elektroforeesiin mahdollistavat nyt erittäin suurten molekyylipainoisten biomolekyylien, kuten soluproteiinien, identifioinnin ja rakenteen tutkimisen. Tämä mahdollisti uuden nopeasti kehittyvän alueen syntymisen kemian ja biologian risteyskohdassa - proteomiikan /3/. G.I. Ramendik /4/ kuvaa hyvin korkearesoluutioisen massaspektrometrian nykyaikaisia ​​mahdollisuuksia alkuaineanalyysissä.

NMR-spektroskopia otti uuden askeleen eteenpäin. Taikakulmanäytteen kiertomenetelmien käyttö ristipolarisaatiolla mahdollistaa korkearesoluutioisten spektrien saamisen kiintoaineista. Monimutkaisten RF-pulssien sekvenssien käyttö yhdessä polarisoivan kentän pulssigradienttien kanssa sekä raskaiden ja harvinaisten ytimien spektrien käänteinen havaitseminen mahdollistaa proteiinien kolmiulotteisen rakenteen ja dynamiikan suoraan määrittämisen molekyylillä. paino enintään 50 kDa liuoksessa.

Aineiden analysointi-, erottelu- ja tutkimusmenetelmien herkkyyden kasvulla oli toinen tärkeä seuraus. Kaikilla kemian aloilla on tapahtunut tai tapahtuu kemiallisten kokeiden miniatyrisointia, mukaan lukien kemiallisen laboratorion synteesin siirtyminen puolen mikronin mittakaavasta mikromittakaavaan. Tämä vähentää merkittävästi reagenssien ja liuottimien kustannuksia, nopeuttaa merkittävästi koko tutkimussykliä. Edistyminen uusien tehokkaiden yleisten synteesimenetelmien kehittämisessä, jotka tarjoavat tyypillisiä kemiallisia reaktioita korkeilla saannoilla, jotka ovat lähellä kvantitatiivisia, ovat johtaneet "kombinatorisen kemian" syntymiseen. Siinä synteesin tavoitteena on saada ei yhtä, vaan samanaikaisesti satoja ja joskus tuhansia samankaltaisia ​​rakenteellisia aineita ("kombinatorisen kirjaston" synteesi), joka suoritetaan jokaiselle tuotteelle erillisissä mikroreaktoreissa, jotka sijoitetaan suureen reaktorissa ja joskus yhdessä yhteisessä reaktorissa. Tällainen radikaali muutos synteesitehtävissä johti täysin uudenlaisen strategian kehittämiseen kokeiden suunnittelua ja toteuttamista varten sekä, mikä on erityisen tärkeää käsittelemiemme ongelmien valossa, tekniikan ja tekniikan täydelliseen uudistamiseen. laitteet sen toteuttamiseen, mikä todellakin nostaa asialistalle kysymyksen kemiallisten robottien laajasta käyttöönotosta käytännössä.

Lopuksi, viimeinen muutos tämän osan luettelointijärjestykseen, mutta ei suinkaan viimeinen muutos kemian tutkimuksen metodologisessa arsenaalissa, on kemian nykypäivänä uusi rooli teoreettisten laskelmien menetelmillä ja rakenteen ja ominaisuuksien tietokonemallinnuksella. sekä kemiallisia prosesseja. Esimerkiksi aivan äskettäin teoreettinen kemisti näki päätehtäväkseen tunnettujen kokeellisten tosiasioiden systematisoinnin ja laadullisten teoreettisten käsitteiden rakentamisen niiden analyysin perusteella. Tietotekniikan kykyjen ennennäkemättömän nopea kasvu on johtanut siihen, että korkean tason kvanttikemian menetelmistä, jotka tarjoavat luotettavaa kvantitatiivista tietoa, on tullut todellinen työkalu monimutkaisten molekyyli- ja supramolekyylirakenteiden, mukaan lukien satojen atomien, mukaan lukien raskaiden alkuaineiden atomit, tutkimiseen. . Tässä suhteessa LCAO MO SSP:n ab initio -laskelmia korrelaatio- ja relativistisilla korjauksilla sekä kvanttikemiallisia laskelmia käyttäen tiheysfunktionaalista menetelmää ei-lokaalisissa approksimaatioissa laajennetuissa ja jaetuissa emäksissä voidaan nyt käyttää tutkimuksen alkuvaiheessa. ennen synteettisen kokeen suorittamista, josta tulee paljon tarkoituksenmukaisempi. Perus- ja jatko-opiskelijoiden on helppo käsitellä tällaisia ​​laskelmia. Parhaiden kokeellista tutkimusta tekevien tieteellisten ryhmien kokoonpanossa tapahtuu erittäin tyypillisiä muutoksia. Teoreettiset kemistit sisällytetään niihin yhä enemmän orgaanisesti. Korkeatasoisissa tieteellisissä julkaisuissa kuvataan usein uusia kemiallisia esineitä tai ilmiöitä niiden yksityiskohtaisen teoreettisen analyysin ohella. ON Temkinin artikkelissa /5/ kuvataan hyvin monimutkaisten monireittien katalyyttisten prosessien kinetiikan tietokonemallinnuksen merkittäviä mahdollisuuksia ja tällä alueella saavutettuja hämmästyttäviä menestyksiä.

Jopa yllä oleva hyvin lyhyt ja kaikkea muuta kuin täydellinen luettelo tärkeimmistä muutoksista kemian metodologisessa arsenaalissa vuosisadan vaihteessa, antaa meille mahdollisuuden tehdä useita tärkeitä ja melko selkeitä johtopäätöksiä:

nämä muutokset ovat luonteeltaan kardinaalisia ja perustavanlaatuisia;

kemian uusien menetelmien ja tekniikoiden hallinta on viime vuosikymmeninä ollut ja on edelleen erittäin nopea;

Uusi metodologinen arsenaali on luonut mahdollisuuden esittää ja ratkaista menestyksekkäästi ennennäkemättömän monimutkaisia ​​kemiallisia ongelmia poikkeuksellisen lyhyessä ajassa.

Mielestäni on tarkoituksenmukaista todeta, että tänä aikana kemiallinen tutkimus muuttui laajamittaisen sovelluksen alaksi, joka sisältää monia uusia ja uusimpia huipputeknologioita, jotka liittyvät kehittyneiden laitteiden käyttöön. On selvää, että näiden teknologioiden kehittämisestä on tulossa yksi tärkeimmistä tehtävistä uuden sukupolven kemistien koulutuksessa.

^ 2. Kemian tieteen ja uusien tieto- ja viestintätekniikoiden tietotuki.

Tieteellisen kemiallisen tiedon määrän kaksinkertaistumisaika on IV Melikhovin uusimpien arvioiden mukaan /6/ nyt 11-12 vuotta. Tieteellisten lehtien ja niiden volyymien määrä, julkaistujen monografioiden ja katsausten määrä kasvaa nopeasti. Tutkimusta kullakin asiaankuuluvalla tieteenalalla tehdään samanaikaisesti kymmenissä tutkimusryhmissä eri maissa. Vapaa pääsy tieteellisen tiedon lähteisiin, joka on aina ollut välttämätön edellytys tuottavalle tieteelliselle työlle, sekä kyky vaihtaa nopeasti ajankohtaista tietoa kollegoiden kanssa tieteen täydellisen kansainvälistymisen uusissa olosuhteissa on tullut rajoittavia tekijöitä, jotka määräävät paitsi minkä tahansa tieteellisen projektin menestys, mutta myös tarkoituksenmukaisuus. Ilman jatkuvaa operatiivista kommunikaatiota tiedeyhteisön ytimen kanssa tutkija syrjäytyy nyt nopeasti, vaikka hän saisikin korkealaatuisia tuloksia. Tämä tilanne on erityisen tyypillinen sille merkittävälle osalle venäläisiä kemistejä, joilla ei ole pääsyä INTERNETTIIN ja jotka julkaisevat harvoin kansainvälisissä kemianlehdissä. Heidän tulokset tulevat kansainvälisen yhteisön jäsenten tiedoksi useiden kuukausien viiveellä, eivätkä ne toisinaan herätä lainkaan huomiota, koska ne julkaistaan ​​vaikeapääsyisissä ja vähäarvoisissa julkaisuissa, joissa on valitettavasti edelleen suurin osa venäläisistä. kemian aikakauslehdet. Zapodadalla, vaikkakin arvokkaalla tiedolla ei ole juuri mitään vaikutusta globaalin tutkimusprosessin kulkuun, ja siksi kaiken tieteellisen työn päätarkoitus menetetään. Kirjastoidemme köyhyyden vuoksi INTERNETistä on tullut tärkein tieteellisen tiedon lähde ja sähköpostista tärkein viestintäkanava. Meidän täytyy jälleen kumartaa George Sorosille, joka oli ensimmäinen, joka jakoi varoja yliopistojemme ja tutkimuslaitostemme liittämiseen INTERNETTIIN. Valitettavasti kaikilla tieteellisillä ryhmillä ei ole pääsyä sähköisiin viestintäkanaviin, ja kestää todennäköisesti ainakin kymmenen vuotta ennen kuin INTERNET tulee julkisesti saataville.

Nykyään venäläinen tieteellinen kemian yhteisömme on jakautunut kahteen epätasa-arvoiseen osaan. Merkittävä, luultavasti suurin osa tutkijoista kokee akuuttia tiedonnälkää, koska heillä ei ole vapaata pääsyä tietolähteisiin. Tämän tuntevat voimakkaasti esimerkiksi RFBR-asiantuntijat, joiden on tarkasteltava oma-aloitteisia tieteellisiä hankkeita. Esimerkiksi vuoden 2000 kemianprojektikilpailussa joidenkin niiden arvioimiseen osallistuneiden arvovaltaisten asiantuntijoiden mukaan jopa kolmanneksella hankkeen tekijöistä ei ollut viimeisintä tietoa ehdotuksestaan. Tämän seurauksena heidän ehdottamansa työohjelmat eivät olleet optimaalisia. Heille tieteellisen tiedon käsittelyn viive voi alustavien arvioiden mukaan olla puolestatoista kahteen vuoteen. Lisäksi oli myös hankkeita, joiden tavoitteena oli ratkaista ongelmia, jotka oli joko jo ratkaistu tai lähialoilla saatujen tulosten valossa menettänyt merkityksensä. Ilmeisesti heidän kirjoittajansa eivät saaneet nykyaikaista tietoa ainakaan 4-5 vuoteen.

Toinen osa kemiantieteilijöitä, joihin itseni kuulun, kokee toisenlaisia ​​vaikeuksia. Se on jatkuvan tiedon ylikuormituksen tilassa. Valtavat tietomäärät ovat yksinkertaisesti ylikuormitettuja. Tässä viimeisin esimerkki henkilökohtaisesta käytännöstä. Valmistellessani keskeistä julkaisua uuteen tieteellisten julkaisujen sarjaan päätin kerätä ja analysoida huolellisesti kaiken asiaankuuluvan kirjallisuuden. Konehaku kolmessa tietokannassa avainsanoilla viimeisen 5 vuoden aikana paljasti 677 lähdettä, joiden kokonaismäärä oli 5489 sivua. Uusien tiukempien valintakriteerien käyttöönotto vähensi lähteiden lukumäärän 235:een. Näiden tieteellisten artikkeleiden tiivistelmien parissa työskentely mahdollisti vielä 47 ei kovin merkittävän julkaisun karsimisen. Jäljelle jäävistä 188 teoksesta 143 oli aiemmin tuntemani ja niitä olin jo tutkinut.45 uudesta lähteestä 34 osoittautui suoraan katseltaviksi.muilta paikoista. Liike tieteellisten viittausten mukaan alkuperään paljasti lopulta 55 muuta lähdettä. Kohtalainen vilkaisu niihin kahteen arvosteluun johti siihen, että lisäsin luetteloon 27 muuta artikkelia vastaavilta aloilta. Näistä 17 oli jo alkuperäisessä 677 lähteen luettelossa. Siten kolmen kuukauden erittäin kovan työn jälkeen minulla oli luettelo 270 artikkelista, jotka liittyvät suoraan ongelmaan. Niistä erottuivat selvästi 6 tieteellisen ryhmän korkealaatuiset julkaisut. Kirjoitin näiden ryhmien johtajille tärkeimmistä tuloksistani ja pyysin heitä lähettämään linkkejä uusimpiin töihinsä ongelman parissa. Kaksi vastasi, että he eivät enää käsittele sitä eivätkä ole julkaisseet mitään uutta. Kolme heistä lähetti 14 paperia, joista osa oli juuri valmistunut eivätkä olleet vielä loppuneet. Yksi kollegoista ei vastannut pyyntöön. Kaksi kollegaa mainitsi kirjeissään nuoren japanilaisen tiedemiehen nimen, joka aloitti tutkimuksen samaan suuntaan vasta kaksi vuotta sitten, hänellä oli vain 2 julkaisua aiheesta, mutta heidän arvostelunsa mukaan hän teki viimeksi loistavan tieteellisen raportin. kansainvälinen konferenssi. Kirjoitin hänelle välittömästi ja sain vastauksena luettelon 11 julkaisusta, joissa käytettiin samaa tutkimusmenetelmää kuin minäkin, mutta joissain lisämuokkauksin. Hän myös kiinnitti huomioni joihinkin epätarkkuuksiin kirjeeni tekstissä esittäessään omia tuloksiaan. Olen työskennellyt yksityiskohtaisesti vain 203 teoksesta 295 suoraan aiheeseen liittyvästä teoksesta, joten saan vihdoin julkaisun valmistuksen päätökseen. Bibliografiassa on yli 100 nimikettä, mikä on täysin mahdotonta hyväksyä lehtiemme sääntöjen mukaan. Tiedon kerääminen ja käsittely kesti lähes 10 kuukautta. Tästä melko tyypillisestä tarinasta seuraa mielestäni neljä tärkeää johtopäätöstä:

Nykyajan kemistin on käytettävä jopa puolet tai enemmän työajastaan ​​tutkimuksen profiilia koskevien tietojen keräämiseen ja analysointiin, mikä on kaksi tai kolme kertaa enemmän kuin puoli vuosisataa sitten.

Nopea operatiivinen kommunikointi samalla alalla eri maissa työskentelevien kollegoiden kanssa, ts. sisällyttäminen "näkymättömään tieteelliseen ryhmään" lisää dramaattisesti tällaisen työn tehokkuutta.

Tärkeä tehtävä uuden sukupolven kemistien kouluttamisessa on nykyaikaisen tietotekniikan hallinta.

Poikkeuksellisen tärkeää on nuoren asiantuntijasukupolven kielikoulutus.

Siksi laboratoriossamme pidetään joitain englanninkielisiä kollokvioita, vaikka niissä ei olisikaan ulkomaalaisia ​​vieraita, mikä ei ole meille harvinaista. Viime vuonna erikoisryhmäni opiskelijat, saatuaan tietää, että olin luennoinut ulkomailla, pyysivät minua lukemaan osan orgaanisen kemian kurssista englanniksi. Kokemus vaikutti minusta yleisesti mielenkiintoiselta ja onnistuneelta. Noin puolet opiskelijoista paitsi hallitsi materiaalia hyvin, myös osallistui aktiivisesti keskusteluun, luentojen osallistuminen lisääntyi. Noin neljännes ryhmän opiskelijoista, joilla oli vaikeuksia hallita monimutkaista materiaalia jopa venäjäksi, ei kuitenkaan selvästikään pitänyt tästä ajatuksesta.

Huomautan myös, että kuvaamani tilanne antaa meille mahdollisuuden ymmärtää todellisessa valossa tunnetun opinnäytetyön alkuperää joidenkin ulkomaisten kollegojemme epärehellisyydestä ja petoksesta, jotka eivät aktiivisesti lainaa venäläisten kemistien teoksia, väitetysti järjestyksessä. asettaa jonkun toisen etusijalle itselleen. Todellinen syy on kova informaatiotulva. On selvää, että on mahdotonta kerätä, lukea ja lainata kaikkia tarvittavia teoksia. Tietenkin lainaan aina niiden ihmisten työtä, joiden kanssa teen jatkuvasti yhteistyötä, vaihdan tietoa ja keskustelen tuloksista ennen niiden julkaisemista. Joskus, kun työni jäi huomioimatta, minun piti lähettää kohteliaita kirjeitä kollegoille ja pyytää heitä korjaamaan virhe. Ja hän korjasi aina itseään, vaikkakin ilman suurta iloa. Jouduin puolestaan ​​kerran pyytämään anteeksi huolimattomuutta.

^ 3. Kemian tutkimusrintaman uudet tavoitteet ja uusi rakenne.

A.L. Buchachenko kirjoitti loistavasti uusista tavoitteista ja uusista suuntauksista kemian kehityksessä vuosisadan vaihteessa katsauksessaan /7/, ja rajoitan lyhyeen selostukseen. Viimeisten kahden vuosikymmenen aikana vallitseva suuntaus kohti yksittäisten kemian tieteenalojen integraatiota osoittaa, että kemian tiede on saavuttanut sen "kultaisen kypsyyden" asteen, jolloin jo käytettävissä olevat varat ja resurssit riittävät ratkaisemaan kunkin alan perinteiset ongelmat. alueilla. Silmiinpistävä esimerkki on moderni orgaaninen kemia. Nykyään minkä tahansa monimutkaisen orgaanisen molekyylin synteesi voidaan suorittaa jo kehitetyillä menetelmillä. Siksi jopa tämän tyyppisiä erittäin monimutkaisia ​​ongelmia voidaan pitää puhtaasti teknisinä ongelmina. Edellä oleva ei tietenkään tarkoita, että uusien orgaanisen synteesin menetelmien kehittäminen pitäisi lopettaa. Tämäntyyppiset teokset ovat aina merkityksellisiä, mutta uudessa vaiheessa ne eivät ole tieteenalan kehityksen pää-, vaan taustasuunta. /7/ tunnistetaan kahdeksan modernin kemian tieteen yleistä suuntaa (kemiallinen synteesi; kemiallinen rakenne ja toiminta; kemiallisten prosessien ohjaus; kemiallinen materiaalitiede; kemian teknologia; kemiallinen analytiikka ja diagnostiikka; elämän kemia). Varsinaisessa tieteellisessä toiminnassa jokaisessa tieteellisessä hankkeessa asetetaan ja ratkaistaan ​​aina tietyt tehtävät tavalla tai toisella, jotka liittyvät useaan yleiseen suuntaan kerralla. Ja tämä puolestaan ​​vaatii erittäin monipuolista koulutusta jokaiselta tiederyhmän jäseneltä.

On myös tärkeää huomata, että jokaisella yllä mainitulla kemian osa-alueella on selkeä siirtyminen yhä monimutkaisempiin tutkimuskohteisiin. Supramolekulaariset järjestelmät ja rakenteet ovat yhä enemmän huomion keskipisteessä. Vuosisadan vaihteessa alkanutta uutta vaihetta kemian tieteen kehityksessä voidaan siksi kutsua supramolekyylikemian vaiheeksi.

^ 4. Venäjän kemian tieteen piirteet nykyään.

Kymmenen vuotta niin sanottua perestroikkaa antoi kauhean iskun venäläiselle tieteelle yleensä ja venäläiselle kemialle erityisesti. Tästä on kirjoitettu paljon, eikä sitä kannata tässä toistaa. Valitettavasti meidän on todettava, että uusissa olosuhteissa elinkelpoisuutensa osoittaneiden tieteellisten ryhmien joukossa ei käytännössä ole entisiä kemianalan instituutteja. Tämän teollisuuden valtava potentiaali on käytännössä tuhottu ja aineelliset ja henkiset arvot ryöstetään. Akateemisen ja yliopistokemian ylenpalttinen rahoitus, joka rajoittui koko tämän ajan toimeentulorajan tai sitä alhaisempiin palkkoihin, johti henkilöstömäärän merkittävään vähenemiseen. Suurin osa energisistä ja lahjakkaista nuorista jätti yliopistot ja instituutit. Opettajien keski-ikä suurimmassa osassa yliopistoja on ylittänyt kriittisen 60 vuoden rajan. Sukupolvien välinen kuilu on olemassa - kemian laitosten työntekijöiden ja opettajien joukossa on hyvin vähän tuottavimmassa iässä olevia 30-40 vuotta. On vanhoja professoreita ja nuoria jatko-opiskelijoita, jotka usein menevät tutkijakouluun vain yhdellä päämäärällä - päästä eroon asepalveluksesta.

Suurin osa tutkimusryhmistä voidaan luokitella jompaankumpaan kahdesta tyypistä, vaikka tämä jako on tietysti hyvin mielivaltainen. "Tuottavat tiederyhmät" toteuttavat uusia suuria itsenäisiä tutkimusprojekteja ja saavat merkittäviä määriä perustietoa. "Asiantuntijatutkimusryhmiä" on yleensä pienempi määrä kuin tuottavia, mutta niillä on myös kokoonpanossaan erittäin korkeasti koulutettuja asiantuntijoita. Ne keskittyvät tietovirtojen analysointiin, maailman muissa tieteellisissä ryhmissä saatujen tulosten yleistämiseen ja systematisointiin. Näin ollen heidän tieteelliset tuotteet ovat pääasiassa katsauksia ja monografioita. Tieteellisen tiedon määrän valtavan kasvun vuoksi tällaisesta työstä tulee erittäin tärkeää, jos se tehdään noudattaen vaatimuksia, jotka koskevat sellaisia ​​toissijaisia ​​tietolähteitä kuin katsaus ja monografia / 8 /. Kerjäläisen rahoituksen, nykyaikaisen tieteellisen laitteiston puutteen ja venäläisen tiedekemian yhteisön määrän vähenemisen vallitessa tuotantoryhmien määrä on vähentynyt, kun taas asiantuntijaryhmien määrä on hieman lisääntynyt. Useimpien molempien ryhmien työssä monimutkaisten kokeellisten tutkimusten osuus on laskenut. Tällaiset muutokset tiedeyhteisön rakenteessa epäsuotuisissa olosuhteissa ovat melko luonnollisia ja palautuvia tietyssä vaiheessa. Tilanteen parantuessa asiantuntijatiimi voidaan helposti täydentää nuorilla ja tehdä tuottavaksi. Jos epäsuotuisten olosuhteiden aika kuitenkin venyy, asiantuntijaryhmät tuhoutuvat, koska niiden johtajina ovat vanhemmat tiedemiehet, jotka lopettavat tieteellisen toimintansa luonnollisista syistä.

Venäläisten kemistien teosten osuus tutkimuksen kokonaisvolyymista ja maailman tietovirroista on nopeasti laskussa. Maamme ei voi enää pitää itseään "suurena kemiallisena voimana". Noin kymmenen vuoden ajan olemme menettäneet johtajien lähtemisen ja vastaavan korvaavan puuttumisen vuoksi jo huomattavan määrän tieteellisiä kouluja, jotka olivat paitsi meidän, myös maailman tieteen ylpeyttä. Ilmeisesti menetämme heidät lähitulevaisuudessa. Mielestäni Venäjän kemian tiede on tänään saavuttanut kriittisen pisteen, jonka jälkeen yhteisön hajoamisesta tulee lumivyörymäinen ja hallitsemattomampi prosessi.

Tämän vaaran tunnustaa varsin selkeästi kansainvälinen tiedeyhteisö, joka pyrkii tarjoamaan tieteellemme kaiken mahdollisen avun eri kanavien kautta. Minulla on sellainen vaikutelma, että tieteen ja koulutuksen vallassa olevat ihmiset eivät ole vielä täysin ymmärtäneet tällaisen romahduksen todellisuutta. Ei todellakaan voi vakavasti luottaa siihen, että se voidaan estää toteuttamalla tieteellisiä kouluja tukeva ohjelma Venäjän perustutkimussäätiön ja "Integraatio"-ohjelman kautta. Ei ole tiedossa, että näille ohjelmille osoitetut varat ovat merkittävästi (karkeiden arvioiden mukaan suuruusluokkaa) pienempiä kuin vähimmäisraja, jonka saavuttamisen jälkeen vaikutuksen vaikutus on erilainen kuin nolla.

Vastauksena tämän sävyn lausumaan keskustelussa yllä mainittuja valtarakenteita lähellä olevan henkilön kanssa, kuulin: "Älä keitä turhaan, lue" Hae ". Luojan kiitos pahimmat ajat ovat takana. Yleinen tausta on toki vielä varsin synkkä, mutta siellä on varsin menestyviä tutkimusryhmiä ja kokonaisia ​​laitoksia, jotka ovat sopeutuneet uusiin olosuhteisiin ja osoittavat huomattavaa tuottavuuden kasvua. Joten ei ole tarvetta langeta hysteereihin ja haudata tiedettämme."

Itse asiassa tällaisia ​​ryhmiä on olemassa. Tein listan kymmenestä sellaisesta laboratoriosta, jotka toimivat lähellä tieteellisten kiinnostuksen kohteideni alaa, kiipesin INTERNET:iin, työskentelin kirjastossa Chemical Abstracts -tietokannan kanssa. Tässä on näiden laboratorioiden välittömästi silmiinpistäviä yhteisiä piirteitä:

Kaikilla kymmenellä kollektiivilla on suora pääsy INTERNETTIIN, viidellä kymmenestä on omat hyvin suunnitellut sivut, joilla on melko kattavat ja ajantasaiset tiedot heidän työstään.

Kaikki kymmenen laboratoriota tekevät aktiivisesti yhteistyötä ulkomaisten ryhmien kanssa. Kuudella on kansainvälisten järjestöjen apurahoja, kolme tekee tutkimusta suurten ulkomaisten yritysten kanssa tehtyjen sopimusten perusteella.

Yli puolet tutkimusryhmien jäsenistä, joista löytyi tietoa, matkusti ulkomaille vähintään kerran vuodessa osallistumaan kansainvälisiin konferensseihin tai tieteelliseen työhön.

Yhdeksän kymmenestä laboratoriosta on RFBR-apurahoilla (keskimäärin 2 apurahaa per laboratorio).

Kuusi kymmenestä laboratoriosta edustaa Venäjän tiedeakatemian instituutteja, mutta kolme niistä on erittäin aktiivisesti mukana yhteistyössä Venäjän tiedeakatemian Higher Chemical Collegen kanssa, ja siksi heidän ryhmissään on melko paljon opiskelijoita. Neljästä yliopistoryhmästä kolmea johtavat Venäjän tiedeakatemian jäsenet.

15–35 % laboratoriojohtajien tieteellisistä julkaisuista viimeisen 5 vuoden aikana on julkaistu kansainvälisissä julkaisuissa. Tänä aikana viisi heistä julkaisi yhteisiä artikkeleita ja seitsemän esitti yhteisraportteja tieteellisissä konferensseissa ulkomaisten kollegoiden kanssa.

Lopuksi sanon tärkeimmän asian - kaikkien näiden laboratorioiden johdossa ovat ehdottoman merkittävät persoonallisuudet. Korkeasti kulttuurisia, monipuolisia ihmisiä, jotka ovat intohimoisia työhönsä.

Pätevä lukija huomaa heti, että näin pienen ja epäedustavan tieteellisten ryhmien otoksen perusteella ei ole mitään järkeä tehdä yleisluonteisia johtopäätöksiä. Myönnän, että minulla ei ole täydellisiä tietoja muista onnistuneesti toimivista tieteellisistä kemistien ryhmistä maassa. Olisi mielenkiintoista kerätä ja analysoida niitä. Mutta laboratorioni kokemuksen perusteella, joka ei ole yleisesti ottaen heikoin, voin vastuullisesti ilmoittaa, että ilman osallistumista kansainväliseen yhteistyöhön, ilman jatkuvaa apua ulkomaisilta kollegoilta, joilta olemme saaneet viime vuosina lähes 4 000 dollarin arvosta kemiallisia reagensseja ja kirjoja. ilman jatkuvia työntekijöiden, jatko-opiskelijoiden ja opiskelijoiden työmatkoja ulkomailla, emme voisi työskennellä ollenkaan. Johtopäätös ehdottaa itseään:

Nykyään kemiantieteemme perustutkimuksen alalla pääasiassa kansainväliseen tiedeyhteisöön kuuluvat ryhmät työskentelevät tuottavasti, saavat tukea ulkomailta ja heillä on vapaa pääsy tieteellisen tiedon lähteisiin. Uudelleenjärjestelystä selvinneen venäläisen kemian integraatio maailman kemian tieteeseen on päättymässä.

Ja jos näin on, tieteellisten tuotteiden laatukriteeriemme on täytettävä korkeimmat kansainväliset standardit. Melkein vailla mahdollisuutta hankkia nykyaikaisia ​​tieteellisiä laitteita, meidän on keskityttävä yhteiskäyttökeskusten hyvin rajallisten tilojen käyttöön ja/tai monimutkaisimpien ja herkimpien kokeiden suorittamiseen ulkomailla.

^ 5. Palataan vuoromme valmistelun ongelmaan.

Maan kahden epäilemättä parhaan yliopiston kemian laitosten dekaanien artikkelissa on sanottu paljon tästä aiheesta /9/, joten moniin yksityiskohtiin ei voi mennä. Yritetään edetä järjestyksessä tämän muistiinpanon alussa laaditun kysymysluettelon mukaisesti.

Keitä he ovat, nuoret, jotka istuvat opiskelijapenkillä edessämme? Onneksi ihmispopulaatiossa on pieni osa yksilöitä, jotka ovat geneettisesti ennalta määrättyjä tiedemiehiksi. Sinun tarvitsee vain löytää ne ja ottaa heidät mukaan kemian tunneille. Onneksi maassamme on pitkät ja loistavat perinteet lahjakkaiden lasten tunnistamisessa kemian olympialaisten kautta, erikoisluokkien ja koulujen perustamisen kautta. Lahjakkaiden koululaisten luokista merkittävät harrastajat elävät ja työskentelevät edelleen aktiivisesti. Johtavat kemian korkeakoulut, jotka osallistuvat aktiivimmin tähän työhön, opetusministeriön juonitteluista huolimatta keräävät todella kultasatoa. Jopa kolmasosa Moskovan valtionyliopiston kemian tiedekunnan viime vuosien opiskelijoista määrittää jo ensimmäisenä vuonna kiinnostusalueensa, ja lähes puolet aloittaa tieteellisen työn 3. vuoden alussa.

Uuden ajan erikoisuus on se, että yliopisto-opintoja aloittaessaan nuori ei useinkaan vielä tiedä, millä alalla hänen on opintojensa jälkeen työskenneltävä. Useimmat tutkijat ja insinöörit joutuvat vaihtamaan toimialaa useita kertoja uransa aikana. Siksi tulevan opiskelijapenkillä olevan asiantuntijan on hankittava vankat taidot kykyyn hallita itsenäisesti uusia tieteenaloja. Opiskelijan itsenäinen yksilötyö on nykyaikaisen koulutuksen perusta. Pääedellytys tällaisen työn tehokkuudelle on hyvien nykyaikaisten oppikirjojen ja opetusvälineiden saatavuus. Nykyaikaisen oppikirjan "elinajan" pitäisi ilmeisesti olla suunnilleen yhtä suuri kuin tieteellisen tiedon määrän kaksinkertaistuminen, ts. pitäisi olla 11-12 vuotias. Yksi koulutuksemme suurimmista ongelmista on se, että meillä ei vain ole uusia lukion perusoppikirjoja, vaan vanhoistakin puuttuu kovasti. Yliopistoille tarvitaan tehokas kemian alan oppikirjojen kirjoittamis- ja painatusohjelma.

Lahjakkailla ja hyvin motivoituneilla opiskelijoilla on erikoisuus, jonka R. Feiman huomasi kuuluisissa luennoissaan. He, sellaiset opiskelijat, eivät periaatteessa tarvitse tavallista koulutusta. He tarvitsevat ympäristön

Suoritus kakkosella
Moskovan pedagoginen maraton
aiheet, 9. huhtikuuta 2003

Luonnontieteet ympäri maailmaa elävät vaikeita aikoja. Rahoitusvirrat jättävät tieteen ja koulutuksen sotilaspoliittiselle alueelle, tiedemiesten ja opettajien arvovalta laskee ja koulutuksen puute yhteiskunnassa kasvaa nopeasti. Tietämättömyys hallitsee maailmaa. Asia tulee siihen pisteeseen, että Amerikassa kristitty oikeisto vaatii laillista kumoamista termodynamiikan toisesta laista, joka heidän mielestään on ristiriidassa uskonnollisten oppien kanssa.
Kemia kärsii enemmän kuin muut luonnontieteet. Useimmille ihmisille tämä tiede liittyy kemiallisiin aseisiin, ympäristön saastumiseen, ihmisen aiheuttamiin katastrofeihin, huumeiden tuotantoon jne. "Kemofobian" ja joukkokemiallisen lukutaidottomuuden voittaminen, houkuttelevan julkisen kuvan luominen kemiasta on yksi kemian koulutuksen tehtävistä, jonka nykytilasta Venäjällä haluamme keskustella.

Nykyaikaistamisohjelma (uudistus).
Venäjän koulutus ja sen puutteet

Neuvostoliitossa oli hyvin toimiva lineaariseen lähestymistapaan perustuva kemian koulutusjärjestelmä, jolloin kemian opiskelu alkoi keskiluokilla ja päättyi vanhemmille. Koulutusprosessin turvaamiseksi kehitettiin koordinoitu järjestelmä, mukaan lukien ohjelmat ja oppikirjat, opettajien koulutus ja jatkokoulutus, kemiallisten olympialaisten järjestelmä kaikilla tasoilla, opetusvälinesarjat ("Koulukirjasto", "Opettajan kirjasto") ja
jne.), julkiset menetelmälehdet ("Kemia koulussa" jne.), esittely- ja laboratoriolaitteet.
Koulutus on konservatiivinen ja inertti järjestelmä, joten jopa Neuvostoliiton romahtamisen jälkeen kemian koulutus, joka kärsi raskaita taloudellisia tappioita, jatkoi tehtäviensä täyttämistä. Venäjällä aloitettiin kuitenkin muutama vuosi sitten koulutusjärjestelmän uudistus, jonka päätavoitteena on tukea uusien sukupolvien tuloa globalisoituvaan maailmaan, avoimeen tietoyhteisöön. Tätä varten viestintä, tietotekniikka, vieraat kielet ja kulttuurienvälinen koulutus tulisi uudistuksen tekijöiden mukaan olla keskeisellä sijalla koulutuksen sisällössä. Kuten näette, tässä uudistuksessa ei ole sijaa luonnontieteille.
Todettiin, että uuden uudistuksen pitäisi varmistaa siirtyminen maailmanlaajuisesti vertailukelpoiseen laatuindikaattoreiden ja koulutusstandardien järjestelmään. Myös erityistoimenpiteitä koskeva suunnitelma on kehitetty, joista tärkeimpiä ovat siirtyminen 12-vuotiseen koulukoulutukseen, yhtenäisen valtiokokeen (USE) käyttöönotto yleistestauksen muodossa, uusien koulutusstandardien kehittäminen. samankeskisellä mallilla, jonka mukaan yhdeksän vuoden jaksoon mennessä opiskelijoilla tulee olla kokonaisvaltainen näkemys aiheesta.
Miten tämä uudistus vaikuttaa kemian koulutukseen Venäjällä? Mielestämme se on vahvasti negatiivinen. Tosiasia on, että Venäjän koulutuksen nykyaikaistamisen konseptin kehittäjien joukossa ei ollut yhtäkään luonnontieteiden edustajaa, joten luonnontieteiden etuja ei otettu tässä konseptissa ollenkaan huomioon. USE siinä muodossa, jossa uudistuksen laatijat sen suunnittelivat, pilaa toisen asteen koulutuksesta korkea-asteen koulutukseen siirtymisjärjestelmän, jonka muodostamiseksi yliopistot tekivät niin kovasti töitä Venäjän itsenäisyyden ensimmäisinä vuosina, ja tuhoaa venäläisen koulutuksen jatkuvuuden. .
Yksi argumenteista USE:n puolesta on se, että uudistuksen ideologien mukaan se tarjoaa tasavertaisen pääsyn korkea-asteen koulutukseen eri yhteiskunnallisille väestöryhmille ja alueellisille väestöryhmille.

Monen vuoden etäopiskelukokemuksemme, joka liittyy Sorosin kemian olympialaisten järjestämiseen ja osa-aikaiseen pääsyyn Moskovan valtionyliopiston kemian tiedekuntaan, osoittaa, että etätestaus ei ensinnäkään anna objektiivista arviota tiedosta, ja toiseksi, ei tarjoa opiskelijoille yhtäläisiä mahdollisuuksia. Yli 5 vuoden Soros-olympialaisten aikana tiedekuntamme läpi kulki yli 100 tuhatta kemian kirjallista työtä, ja olimme vakuuttuneita siitä, että ratkaisujen kokonaistaso riippuu hyvin paljon alueesta; Lisäksi mitä matalampi alueen koulutustaso, sitä enemmän poistuneita töitä sieltä lähetettiin. Toinen merkittävä vastalause USE:lle on se, että testaamalla tiedon testaamisena on merkittäviä rajoituksia. Edes oikein suunniteltu koe ei mahdollista objektiivista arviointia opiskelijan kyvystä päätellä ja tehdä johtopäätöksiä. Opiskelijamme tutkivat kemian USE-materiaaleja ja löysivät suuren määrän vääriä tai epäselviä kysymyksiä, joita ei voida käyttää koululaisten testaamiseen. Tulimme siihen johtopäätökseen, että USE:ta voidaan käyttää vain yhtenä lukion työn valvontamuotona, mutta ei suinkaan ainoana korkeakoulutukseen pääsyn monopolimekanismina.
Toinen uudistuksen kielteinen puoli liittyy uusien koulutusstandardien kehittämiseen, jonka pitäisi tuoda Venäjän koulutusjärjestelmää lähemmäs eurooppalaista. Opetusministeriön vuonna 2002 esittämässä standardiluonnoksessa loukattiin yhtä luonnontieteiden koulutuksen pääperiaatteista - objektiivisuus. Hankkeen laatineen työryhmän johtajat ehdottivat, että kemian, fysiikan ja biologian erilliset koulukurssit luopuisivat ja korvattaisiin yhdellä luonnontieteiden integroidulla kurssilla. Tällainen päätös, vaikka se tehtiin pitkällä aikavälillä, yksinkertaisesti hautaaisi kemian koulutuksen maassamme.
Mitä näissä epäsuotuisissa sisäpoliittisissa olosuhteissa voidaan tehdä perinteiden säilyttämiseksi ja kemian koulutuksen kehittämiseksi Venäjällä? Nyt siirrymme myönteiseen ohjelmaamme, josta suuri osa on jo toteutettu. Tällä ohjelmalla on kaksi pääosaa - aineellinen ja organisatorinen: yritämme määrittää maamme kemian koulutuksen sisällön ja kehittää uusia vuorovaikutusmuotoja kemian koulutuskeskusten välillä.

Uusi valtion standardi
kemian koulutus

Kemian koulutus alkaa koulussa. Kouluopetuksen sisältö määräytyy pääasiakirjassa - valtion kouluopetuksen standardissa. Käyttämämme samankeskisen järjestelmän puitteissa kemiassa on kolme standardia: yleissivistävä peruskoulutus(8.-9. luokka), perus keskiarvo ja erikoistunut keskiasteen koulutus(luokat 10-11). Yksi meistä (N.E. Kuzmenko) johti opetusministeriön standardien valmistelutyöryhmää, ja tähän mennessä standardit on muotoiltu täysin ja ovat valmiita lainsäädäntöön.
Ottaen huomioon kemian opetuksen standardin kehittämisen kirjoittajat lähtivät modernin kemian kehityssuuntiin ja ottivat huomioon sen roolin luonnontieteessä ja yhteiskunnassa. Nykyaikainen kemia – se on perustavanlaatuinen tietojärjestelmä ympäröivästä maailmasta, joka perustuu runsaaseen kokeelliseen materiaaliin ja luotettaviin teoreettisiin kantoihin. Standardin tieteellinen sisältö perustuu kahteen peruskäsitteeseen: "aine" ja "kemiallinen reaktio".
"Aine" on kemian pääkäsite. Aineet ympäröivät meitä kaikkialla: ilmassa, ruoassa, maaperässä, kodinkoneissa, kasveissa ja lopulta meissä itsessämme. Osa näistä aineista annetaan meille valmiissa muodossa (happi, vesi, proteiinit, hiilihydraatit, öljy, kulta), toisen osan saa ihminen muuttamalla hieman luonnonyhdisteitä (asfaltti tai tekokuidut), mutta suurinta määrää aineita, joita ennen luonnossa oli, ei ollut olemassa, ihminen syntetisoi itsenäisesti. Nämä ovat nykyaikaisia ​​materiaaleja, lääkkeitä, katalyyttejä. Tähän mennessä tunnetaan noin 20 miljoonaa orgaanista ja noin 500 tuhatta epäorgaanista ainetta, ja jokaisella niistä on sisäinen rakenne. Orgaaninen ja epäorgaaninen synteesi on saavuttanut niin korkean kehitysasteen, että on mahdollista syntetisoida yhdisteitä, joilla on mikä tahansa ennalta määrätty rakenne. Tässä suhteessa modernin kemian etuala tulee
soveltava puoli, joka keskittyy aineen rakenteen ja sen ominaisuuksien väliset suhteet, ja päätehtävänä on löytää ja syntetisoida hyödyllisiä aineita ja materiaaleja, joilla on halutut ominaisuudet.
Mielenkiintoisin asia ympärillämme olevassa maailmassa on, että se muuttuu jatkuvasti. Toinen kemian pääkäsite on "kemiallinen reaktio". Joka sekunti maailmassa tapahtuu lukematon määrä reaktioita, joiden seurauksena aine muuttuu toiseksi. Voimme havaita joitain reaktioita suoraan, esimerkiksi rautaesineiden ruostumista, veren hyytymistä ja autojen polttoaineen palamista. Samanaikaisesti suurin osa reaktioista pysyy näkymättöminä, mutta juuri ne määräävät ympäröivän maailman ominaisuudet. Ymmärtääkseen paikkansa maailmassa ja oppiakseen hallitsemaan sitä, ihmisen on ymmärrettävä syvästi näiden reaktioiden luonne ja lait, joita he noudattavat.
Modernin kemian tehtävänä on tutkia aineiden toimintoja monimutkaisissa kemiallisissa ja biologisissa järjestelmissä, analysoida aineen rakenteen ja sen toimintojen välistä suhdetta sekä syntetisoida aineita, joilla on tietyt toiminnot.
Perustuen siihen, että standardin tulisi toimia koulutuksen kehittämisen työkaluna, ehdotettiin yleissivistävän perusopetuksen sisällön purkamista ja siihen jättämistä vain ne sisältöelementit, joiden kasvatuksellisen arvon vahvistaa kotimainen ja maailmanlaajuinen kemian opetuskäytäntö. koulussa. Tämä on määrältään minimaalinen, mutta toiminnallisesti täydellinen tietojärjestelmä.
Yleissivistävä peruskoulutusstandardi sisältää kuusi sisältölohkoa:

• Aineiden ja kemiallisten ilmiöiden tuntemisen menetelmät.
• Aine.
• Kemiallinen reaktio.
• Epäorgaanisen kemian alkeet.
• Alkuajatuksia orgaanisista aineista.
• Kemia ja elämä.

Basic Average Standard koulutus on jaettu viiteen sisältölohkoon:

• Kemian tuntemuksen menetelmät.
• Kemian teoreettiset perusteet.
• Epäorgaaninen kemia.
• Orgaaninen kemia.
• Kemia ja elämä.

Molemmat standardit perustuvat D.I. Mendelejevin jaksolliseen lakiin, atomien rakenteen ja kemiallisen sidoksen teoriaan, elektrolyyttisen dissosiaation teoriaan ja orgaanisten yhdisteiden rakenneteoriaan.
Basic Intermediate Standard on suunniteltu antamaan lukiosta valmistuneelle ensisijaisesti kyky navigoida kemiaan liittyvissä sosiaalisissa ja henkilökohtaisissa ongelmissa.
AT profiilitason standardi tietojärjestelmä on laajentunut merkittävästi, mikä johtuu pääasiassa atomien ja molekyylien rakenteesta sekä kemiallisten reaktioiden kuvioista kemiallisen kinetiikan ja kemiallisen termodynamiikan teorioiden näkökulmasta käsiteltävien ajatusten vuoksi. Tällä varmistetaan ylioppilastutkinnon valmistuneiden valmistautuminen kemian koulutuksen jatko-opintoihin.

Uusi ohjelma ja uusi
kemian oppikirjoja

Uusi, tieteellisesti perusteltu kemian opetuksen taso on luonut hedelmällisen maaperän uuden koulun opetussuunnitelman kehittämiselle ja siihen pohjautuvan oppikirjasarjan luomiselle. Tässä raportissa esittelemme Moskovan valtionyliopiston kemian tiedekunnan kirjoittajaryhmän laatiman kemian koulun opetussuunnitelman luokille 8–9 ja 8–11 luokkien oppikirjasarjan.
Yleissivistävän peruskoulun kemian kurssin ohjelma on tarkoitettu 8-9 luokkien opiskelijoille. Se eroaa Venäjän keskikouluissa tällä hetkellä toimivista vakio-ohjelmista vahvemmilla tieteidenvälisillä yhteyksillä ja tarkalla materiaalivalikoimalla, joka tarvitaan kokonaisvaltaisen luonnontieteellisen maailmankuvan luomiseen, mukavaan ja turvalliseen vuorovaikutukseen ympäristön kanssa tuotannossa ja kotona. . Ohjelma on rakennettu siten, että se keskittyy niihin kemian osiin, termeihin ja käsitteisiin, jotka liittyvät jotenkin arkielämään, eivätkä ole "nojatuolitietoa" kapeasti rajoitetulle ihmisjoukolle, jonka toiminta liittyy kemian tieteeseen.
Ensimmäisenä kemian opiskeluvuonna (8. luokka) päähuomio kiinnitetään opiskelijoiden kemian alkeetaitojen, "kemiallisen kielen" ja kemiallisen ajattelun muodostumiseen. Tätä varten valittiin arjesta tuttuja esineitä (happi, ilma, vesi). 8. luokalla vältämme tietoisesti käsitettä "mooli", jota koululaisten on vaikea havaita, emmekä käytännössä käytä laskentatehtäviä. Kurssin tämän osan pääideana on juurruttaa opiskelijoille taidot kuvata eri luokkiin ryhmiteltyjen aineiden ominaisuuksia sekä osoittaa aineiden rakenteen ja niiden ominaisuuksien välinen suhde.
Toisena opiskeluvuonna (9. luokka) kemiallisten lisäkäsitteiden käyttöönottoon liittyy epäorgaanisten aineiden rakenteen ja ominaisuuksien huomioiminen. Erikoisosiossa tarkastellaan lyhyesti orgaanisen kemian ja biokemian elementtejä osavaltion koulutusstandardin puitteissa.

Kemiallisen maailmankuvan kehittämiseksi kurssi sisältää laajoja korrelaatioita luokassa olevien lasten kemian alkeistiedon ja niiden esineiden ominaisuuksien välillä, jotka koululaiset tietävät jokapäiväisessä elämässä, mutta ennen sitä ne havaittiin vasta oppimisvaiheessa. jokapäiväisellä tasolla. Kemiallisten käsitteiden pohjalta opiskelijat kutsutaan tutustumaan jalo- ja koristekiviin, lasiin, fajanssiin, posliiniin, maaleihin, ruokaan, moderneihin materiaaleihin. Ohjelma laajentaa kuvattujen ja käsiteltyjen kohteiden valikoimaa vain laadullisella tasolla turvautumatta hankalia kemiallisiin yhtälöihin ja monimutkaisiin kaavoihin. Kiinnitimme paljon huomiota esitystyyliin, joka mahdollistaa kemiallisten käsitteiden ja termien esittelyn ja keskustelun eloisassa ja visuaalisessa muodossa. Tässä suhteessa kemian tieteidenvälisiä yhteyksiä muihin tieteisiin, ei vain luonnontieteisiin, vaan myös humanitaarisiin tieteisiin korostetaan jatkuvasti.
Uusi ohjelma toteutetaan 8-9-luokkien kouluoppikirjoissa, joista yksi on jo lähetetty painoon ja toinen on valmisteilla. Oppikirjoja laadittaessa otimme huomioon kemian yhteiskunnallisen roolin ja sitä kohtaan tunnetun yleisen kiinnostuksen muutoksen, joka johtuu kahdesta keskeisestä toisiinsa liittyvästä tekijästä. Ensimmäinen on "kemofobia", eli yhteiskunnan negatiivinen asenne kemiaa ja sen ilmenemismuotoja kohtaan. Tässä suhteessa on tärkeää selittää kaikilla tasoilla, että paha ei ole kemiassa, vaan ihmisissä, jotka eivät ymmärrä luonnonlakeja tai joilla on moraalisia ongelmia.
Kemia on erittäin voimakas työkalu ihmisen käsissä, sen laeissa ei ole käsitteitä hyvästä ja pahasta. Samoja lakeja käyttämällä voit keksiä uuden tekniikan lääkkeiden tai myrkkyjen synteesiin tai voit - uuden lääkkeen tai uuden rakennusmateriaalin.
Toinen sosiaalinen tekijä on progressiivinen kemiallinen lukutaidottomuus yhteiskunnan kaikilla tasoilla - poliitikoista ja toimittajista kotiäiteihin. Useimmilla ihmisillä ei ole aavistustakaan siitä, mistä ympäröivä maailma on tehty, he eivät tiedä edes yksinkertaisimpien aineiden perusominaisuuksia eivätkä osaa erottaa typpeä ammoniakista ja etyylialkoholia metyylialkoholista. Juuri tällä alalla pätevällä kemian oppikirjalla, joka on kirjoitettu yksinkertaisella ja ymmärrettävällä kielellä, voi olla suuri opettavainen rooli.
Oppikirjoja luodessaan noudatimme seuraavia oletuksia.

Koulun kemian kurssin päätehtävät

1. Tieteellisen kuvan muodostaminen ympäröivästä maailmasta ja luonnontieteellisen maailmankuvan kehittäminen. Kemian esittely keskeisenä tieteenä, joka tähtää ihmiskunnan kiireellisten ongelmien ratkaisemiseen.
2. Kemiallisen ajattelun kehittyminen, kyky analysoida ympäröivän maailman ilmiöitä kemiallisesti, kyky puhua (ja ajatella) kemiallisella kielellä.
3. Kemian tietämyksen popularisointi ja käsitys kemian roolista jokapäiväisessä elämässä ja sen soveltavasta merkityksestä yhteiskunnassa. Ekologisen ajattelun kehittäminen ja perehtyminen nykyaikaisiin kemiallisiin teknologioihin.
4. Käytännön taitojen muodostuminen aineiden turvalliseen käsittelyyn jokapäiväisessä elämässä.
5. Herätetään koululaisten keskuudessa innokas kiinnostus kemian opiskelua kohtaan sekä osana koulun opetussuunnitelmaa että sen ohella.

Koulun kemian kurssin pääideoita

1. Kemia on keskeinen luonnontiede, joka on läheisessä vuorovaikutuksessa muiden luonnontieteiden kanssa. Kemian soveltamat mahdollisuudet ovat perustavanlaatuisia yhteiskunnan elämän kannalta.
2. Ympäröivä maailma koostuu aineista, joille on ominaista tietty rakenne ja jotka kykenevät keskinäisiin muunnoksiin. Aineiden rakenteen ja ominaisuuksien välillä on yhteys. Kemian tehtävänä on luoda aineita, joilla on hyödyllisiä ominaisuuksia.
3. Maailma ympärillämme muuttuu jatkuvasti. Sen ominaisuudet määräytyvät siinä tapahtuvien kemiallisten reaktioiden perusteella. Näiden reaktioiden hallitsemiseksi on välttämätöntä ymmärtää syvästi kemian lait.
4. Kemia on tehokas työkalu luonnon ja yhteiskunnan muuttamiseen. Kemian turvallinen käyttö on mahdollista vain pitkälle kehittyneessä yhteiskunnassa, jossa on vakaat moraalikategoriat.

Oppikirjojen metodologiset periaatteet ja tyyli

1. Materiaalin esitysjärjestys on keskittynyt ympäröivän maailman kemiallisten ominaisuuksien tutkimukseen asteittain ja herkästi (eli huomaamattomasti) perehtymällä modernin kemian teoreettisiin perusteisiin. Kuvaavat osiot vuorottelevat teoreettisten osien kanssa. Aineisto jakautuu tasaisesti koko opintojaksolle.
2. Esityksen sisäinen eristyneisyys, omavaraisuus ja looginen validiteetti. Kaikki materiaali esitetään tieteen ja yhteiskunnan yleisten kehitysongelmien yhteydessä.
3. Jatkuva kemian ja elämän yhteyden osoittaminen, säännölliset muistutukset kemian soveltavasta merkityksestä, populaaritieteellinen analyysi opiskelijoiden jokapäiväisessä elämässä kohtaamista aineista ja materiaaleista.
4. Korkea tieteellinen taso ja esitysten tarkkuus. Aineiden kemialliset ominaisuudet ja kemialliset reaktiot kuvataan sellaisina kuin ne todellisuudessa ovat. Oppikirjojen kemia on aitoa, ei paperia.
5. Ystävällinen, kevyt ja puolueeton esitystapa. Yksinkertainen, helppokäyttöinen ja osaava venäjä. "Juonten" käyttö – lyhyitä, viihdyttäviä tarinoita, jotka yhdistävät kemiallisen tiedon jokapäiväiseen elämään – ymmärtämisen helpottamiseksi. Kattava käyttö kuvituksia, joita on noin 15 % oppikirjoista.
6. Materiaalin esittelyn kaksitasoinen rakenne. "Isokokoinen" on perustaso, "pienellä kirjain" on tarkoitettu syvempään opiskeluun.
7. Yksinkertaisten ja visuaalisten demonstraatiokokeiden, laboratorio- ja käytännön työskentelyn laaja käyttö kemian kokeellisten näkökohtien tutkimiseksi ja opiskelijoiden käytännön taitojen kehittämiseksi.
8. Kahden monimutkaisuuden kysymysten ja tehtävien käyttö materiaalin syvempään omaksumiseen ja konsolidointiin.

Aiomme sisällyttää koulutuspakettiin:

• kemian oppikirjoja luokille 8–11;
• menetelmäohjeet opettajille, temaattinen tuntisuunnittelu;
• didaktiset materiaalit;
• kirja opiskelijoille luettavaksi;
• kemian viitetaulukot;
• tietokonetuki CD-levyjen muodossa, jotka sisältävät: a) oppikirjan sähköisen version; b) vertailumateriaalit; c) demonstraatiokokeet; d) havainnollistava materiaali; e) animaatiomallit; f) ohjelmat laskennallisten ongelmien ratkaisemiseksi; g) didaktiset materiaalit.

Toivomme, että uudet oppikirjat antavat monille koululaisille mahdollisuuden tarkastella aihettamme uudella tavalla ja näyttää heille, että kemia on jännittävä ja erittäin hyödyllinen tiede.
Oppikirjojen lisäksi kemian olympialaisilla on tärkeä rooli koululaisten kemian kiinnostuksen kehittämisessä.

Nykyaikainen kemian olympialaisten järjestelmä

Kemian olympialaisten järjestelmä on yksi harvoista koulutusrakenteista, jotka selvisivät maan romahtamisesta. All Unionin kemian olympialaiset muutettiin koko Venäjän olympiaksi, säilyttäen sen pääpiirteet. Tällä hetkellä tämä olympialainen järjestetään viidessä vaiheessa: koulu-, piiri-, alue-, liittovaltiopiiri ja finaali. Viimeisen vaiheen voittajat edustavat Venäjää kansainvälisessä kemian olympialaisissa. Koulutuksen kannalta tärkeimmät ovat massiivimmat vaiheet - koulu ja piiri, joista koulujen opettajat ja Venäjän kaupunkien ja alueiden metodologiset yhdistykset ovat vastuussa. Opetusministeriö vastaa koko olympialaisista.
Mielenkiintoista on, että myös entinen liittovaltion kemian olympialainen on säilynyt, mutta uudessa ominaisuudessa. Moskovan valtionyliopiston kemian tiedekunta järjestää joka vuosi kansainvälisen Mendelejevin olympialaiset, johon osallistuvat IVY-maiden ja Baltian maiden kemiallisten olympialaisten voittajat ja palkitut. Viime vuonna tämä olympialainen pidettiin suurella menestyksellä Alma-Atassa, tänä vuonna - Pushchinon kaupungissa, Moskovan alueella. Mendelejevin olympialaisten avulla lahjakkaat lapset entisistä Neuvostoliiton tasavalloista pääsevät Moskovan valtionyliopistoon ja muihin arvostettuihin yliopistoihin ilman kokeita. Myös kemian opettajien viestintä olympialaisten aikana on erittäin arvokasta, mikä edistää yhtenäisen kemiallisen tilan säilymistä entisen Neuvostoliiton alueella.
Viimeisen viiden vuoden aikana aineolympiadien määrä on lisääntynyt dramaattisesti, koska monet yliopistot, etsiessään uusia muotoja hakijoiden houkuttelemiseksi, alkoivat järjestää omia olympialaisiaan ja laskea näiden olympialaisten tulokset pääsykokeiksi. Yksi tämän liikkeen pioneereista oli Moskovan valtionyliopiston kemian tiedekunta, joka pitää vuosittain kirjeenvaihtoolympialaiset kemiassa, fysiikassa ja matematiikassa. Tämä olympialainen, jota kutsuimme "MSU-hakijaksi", on tänä vuonna jo 10 vuotta vanha. Se tarjoaa kaikille koululaisryhmille yhtäläisen pääsyn opiskelemaan Moskovan valtionyliopistossa. Olympialaiset järjestetään kahdessa vaiheessa: kirjeenvaihto ja kokopäiväinen. ensin - poissaoleva- Tämä vaihe on johdanto. Julkaisemme tehtäviä kaikissa erikoissanoma- ja aikakauslehdissä ja lähetämme toimeksiantoja kouluille. Päätöksen tekemiseen menee noin kuusi kuukautta. Ne, jotka ovat suorittaneet vähintään puolet tehtävistä, kutsumme sinut mukaan toinen vaihe - täysaikainen kiertue, joka järjestetään 20. toukokuuta. Matematiikan ja kemian kirjalliset tehtävät mahdollistavat olympialaisten voittajien selvittämisen, jotka saavat etuja tiedekuntaamme saapuessaan.
Tämän olympiadin maantiede on epätavallisen laaja. Joka vuosi siihen osallistuvat Venäjän kaikkien alueiden edustajat Kaliningradista Vladivostokiin sekä useita kymmeniä "ulkomaalaisia" IVY-maista. Tämän olympiadin kehitys on johtanut siihen, että melkein kaikki lahjakkaat lapset maakunnista tulevat opiskelemaan kanssamme: yli 60% Moskovan valtionyliopiston kemian tiedekunnan opiskelijoista on muista kaupungeista.
Samaan aikaan yliopistoolympialaisia ​​painostaa jatkuvasti opetusministeriö, joka edistää yhtenäisen valtiontutkinnon ideologiaa ja pyrkii riistämään yliopistoilta riippumattomuuden hakijoiden pääsymuotojen määrittelyssä. Ja täällä, kummallista kyllä, koko Venäjän olympialainen tulee ministeriön apuun. Ministeriön ajatuksena on, että vain niiden olympialaisten osallistujilla, jotka on organisatorisesti integroitu All-Russian olympiadin rakenteeseen, tulisi olla etuja yliopistoihin pääsyssä. Mikä tahansa yliopisto voi itsenäisesti suorittaa kaikenlaisia ​​olympialaisia ​​ilman yhteyttä koko Venäjän kanssa, mutta tällaisen olympiadin tuloksia ei lasketa tähän yliopistoon tullessa.
Jos tällainen ajatus annettaisiin lainsäädäntöön, se tekisi melkoisen iskun yliopistojen hakujärjestelmälle ja ennen kaikkea jatko-opiskelijoille, jotka menettäisivät monia kannustimia hakea haluamaansa yliopistoon.
Tänä vuonna yliopistoihin pääsy tapahtuu kuitenkin samojen sääntöjen mukaan, ja tässä yhteydessä haluamme puhua Moskovan valtionyliopiston kemian pääsykokeesta.

Pääsykoe kemiasta Moskovan valtionyliopistossa

Moskovan valtionyliopiston kemian pääsykoe suoritetaan kuudessa tiedekunnassa: kemian, biologian, lääketieteen, maaperätieteen, materiaalitieteiden tiedekunnassa sekä uudessa biotekniikan ja bioinformatiikan tiedekunnassa. Tentti on kirjallinen ja kestää 4 tuntia. Tänä aikana opiskelijoiden on ratkaistava 10 eri monimutkaisuutta omaavaa tehtävää: triviaalisista eli "lohduttavista" melko monimutkaisiin, jotka mahdollistavat arvosanojen erottamisen.
Yksikään tehtävistä ei vaadi erityisosaamista, joka ylittää kemian erikoiskouluissa opiskelun. Suurin osa ongelmista on kuitenkin rakenteeltaan niin, että niiden ratkaisu vaatii pohdiskelua, joka ei perustu ulkoa muistamiseen, vaan teorian hallintaan. Esimerkkinä haluamme antaa useita tällaisia ​​ongelmia kemian eri aloilta.

Teoreettinen kemia

Tehtävä 1(Biologian laitos). A B isomerointireaktion nopeusvakio on 20 s -1 ja käänteisreaktion B A nopeusvakio on 12 s -1 . Laske 10 g:sta ainetta A saadun tasapainoseoksen koostumus (grammoina).

Päätös
Anna sen muuttua B:ksi x g ainetta A, silloin tasapainoseos sisältää (10 – x) g A ja x d B. Tasapainotilassa eteenpäin suuntautuvan reaktion nopeus on yhtä suuri kuin käänteisen reaktion nopeus:

20 (10 – x) = 12x,

missä x = 6,25.
Tasapainoseoksen koostumus: 3,75 g A, 6,25 g B.
Vastaus. 3,75 g A, 6,25 g B.

Epäorgaaninen kemia

Tehtävä 2(Biologian laitos). Mikä tilavuus hiilidioksidia (n.a.) on johdettava 200 g:n 0,74 % kalsiumhydroksidiliuoksen läpi, jotta saostuneen sakan massa on 1,5 g ja saostuman yläpuolella oleva liuos ei anna väriä fenolftaleiinilla?

Päätös
Kun hiilidioksidi johdetaan kalsiumhydroksidiliuoksen läpi, muodostuu ensin kalsiumkarbonaattisakka:

joka voidaan sitten liuottaa ylimääräiseen CO2:een:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2.

Sedimentin massan riippuvuus CO 2 -aineen määrästä on seuraavanlainen:

CO 2:n puuttuessa sakan yläpuolella oleva liuos sisältää Ca(OH) 2:ta ja antaa violetin värin fenolftaleiinin kanssa. Tämän värjäyksen olosuhteiden mukaan ei ole, joten CO 2 on ylimäärä
verrattuna Ca (OH) 2:een, eli ensin kaikki Ca (OH) 2 muuttuu CaCO 3:ksi ja sitten CaCO 3 liukenee osittain CO 2:ksi.

(Ca (OH) 2) \u003d 200 0,0074 / 74 \u003d 0,02 mol, (CaCO 3) = 1,5 / 100 \u003d 0,015 mol.

Jotta kaikki Ca (OH) 2 siirtyisi CaCO 3:ksi, alkuliuoksen läpi on johdettava 0,02 mol CO 2:ta ja sitten vielä 0,005 mol CO 2:a, jotta 0,005 mol CaCO 3 liukenee ja 0,015 mol jää jäljelle.

V (CO 2) \u003d (0,02 + 0,005) 22,4 \u003d 0,56 l.

Vastaus. 0,56 l CO2.

Orgaaninen kemia

Tehtävä 3(kemian tiedekunta). Aromaattinen hiilivety, jossa on yksi bentseenirengas, sisältää 90,91 massaprosenttia hiiltä. Kun 2,64 g tätä hiilivetyä hapetetaan happamaksi tehdyllä kaliumpermanganaattiliuoksella, vapautuu 962 ml kaasua (20 °C:ssa ja normaalipaineessa), ja nitraamalla muodostuu seos, joka sisältää kaksi mononitrojohdannaista. Selvitä alkuperäisen hiilivedyn mahdollinen rakenne ja kirjoita mainittujen reaktioiden kaaviot. Kuinka monta mononitrojohdannaista muodostuu hiilivedyn hapetustuotteen nitrauksen aikana?

Päätös

1) Määritä halutun hiilivedyn molekyylikaava:

(S): (H) \u003d (90,91/12): (9,09/1) \u003d 10:12.

Siksi hiilivety on C 10 H 12 ( M= 132 g/mol), jossa sivuketjussa on yksi kaksoissidos.
2) Selvitä sivuketjujen koostumus:

(C 10 H 12) \u003d 2,64 / 132 \u003d 0,02 mol,

(CO 2) \u003d 101,3 0,962 / (8,31 293) \u003d 0,04 mol.

Tämä tarkoittaa, että kaksi hiiliatomia poistuu C 10 H 12 -molekyylistä kaliumpermanganaatilla tapahtuvan hapetuksen aikana, joten substituentteja oli kaksi: CH 3 ja C (CH 3) \u003d CH 2 tai CH \u003d CH 2 ja C 2 H 5.
3) Määritä sivuketjujen suhteellinen orientaatio: kaksi mononitrojohdannaista nitraamisen aikana antavat vain parisomeerin:

Täydellisen hapetustuotteen, tereftaalihapon, nitraus tuottaa vain yhden mononitrojohdannaisen.

Biokemia

Tehtävä 4(Biologian laitos). 49,50 g:n oligosakkaridin täydellisellä hydrolyysillä muodostui vain yksi tuote - glukoosi, josta alkoholikäymisen aikana saatiin 22,08 g etanolia. Aseta glukoositähteiden lukumäärä oligosakkaridimolekyylissä ja laske hydrolyysiin tarvittava vesimassa, jos fermentaatioreaktion saanto on 80 %.

N/( n – 1) = 0,30/0,25.

Missä n = 6.
Vastaus. n = 6; m(H 2 O) = 4,50 g.

Tehtävä 5(Lääketieteellinen tiedekunta). Met-enkefaliinipentapeptidin täydellinen hydrolyysi tuotti seuraavat aminohapot: glysiini (Gly) – H2NCH2COOH, fenyylialaniini (Phe) – H2NCH(CH2C6H5)COOH, tyrosiini (Tyr) – H2NCH( CH 2 C 6 H 4 OH)COOH, methion Met) - H2NCH (CH2CH2SCH3)COOH. Saman peptidin osittaisen hydrolyysin tuotteista eristettiin aineita, joiden molekyylimassat ovat 295, 279 ja 296. Aseta tähän peptidiin kaksi mahdollista aminohapposekvenssiä (lyhennettynä) ja laske sen moolimassa.

Päätös
Peptidien moolimassan perusteella niiden koostumus voidaan määrittää käyttämällä hydrolyysiyhtälöitä:

dipeptidi + H 2 O = aminohappo I + aminohappo II,
tripeptidi + 2H 2 O = aminohappo I + aminohappo II + aminohappo III.
Aminohappojen molekyylipainot:

Gly - 75, Phe - 165, Tyr - 181, Met - 149.

295 + 2 18 = 75 + 75 + 181,
tripeptidi, Gly-Gly-Tyr;

279 + 2 18 = 75 + 75 + 165,
tripeptidi, Gly-Gly-Phe;

296 + 18 = 165 + 149,
dipeptidi - Phe-Met.

Nämä peptidit voidaan yhdistää pentapeptidiksi tällä tavalla:

M\u003d 296 + 295 - 18 \u003d 573 g / mol.

Myös päinvastainen aminohapposekvenssi on mahdollinen:

Tyr–Gly–Gly–Phe–Met.

Vastaus.
Met-Phe-Gly-Gly-Tyr,
Tyr-Gly-Gly-Phe-Met; M= 573 g/mol.

Kilpailu Moskovan valtionyliopiston kemian tiedekuntaan ja muihin kemian korkeakouluihin on pysynyt vakaana viime vuosina, ja hakijoiden koulutustaso on nousussa. Siksi yhteenvetona väitämme, että vaikeista ulkoisista ja sisäisistä olosuhteista huolimatta kemian koulutuksella Venäjällä on hyvät näkymät. Pääasia, joka vakuuttaa meidät tästä, on nuorten kykyjen ehtymätön virta, joka on intohimoinen suosikkitieteeseemme ja pyrkii saamaan hyvän koulutuksen ja hyödyttämään maansa.

V.V. EREMIN,
apulaisprofessori, kemian tiedekunta, Moskovan valtionyliopisto,
N.E.KUZMENKO,
Moskovan valtionyliopiston kemian tiedekunnan professori
(Moskova)

Kemian ja kemian teknologinen koulutus, kemian ja kemiantekniikan tiedon hallintajärjestelmä oppilaitoksissa, tapoja soveltaa niitä tekniikan, teknologian ja tutkimuksen ongelmien ratkaisemiseen. Se jakautuu yleiseen kemian koulutukseen, joka antaa kemian tieteen perusteiden hallinnan, ja kemian erityisopetukseen, joka varustaa kemian ja kemian tekniikan tietämystä, joka on tarpeen korkea- ja keskiasteen asiantuntijoille tuotantotoimintaa, tutkimusta ja tutkimusta varten. opetustyötä sekä kemian alalla että siihen liittyvillä tieteen ja tekniikan aloilla. Yleinen kemian koulutus annetaan toisen asteen yleissivistävässä oppilaitoksessa, toisen asteen ammatillisissa oppilaitoksissa ja toisen asteen erikoisoppilaitoksissa. Erityistä kemian ja kemianteknologista koulutusta hankitaan erilaisissa korkea- ja keskiasteen erikoisoppilaitoksissa (yliopistot, laitokset, teknikot, korkeakoulut). Sen tehtävät, määrä ja sisältö riippuvat niissä koulutettavien asiantuntijoiden profiilista (kemian-, kaivos-, elintarvike-, lääke-, metallurginen teollisuus, maatalous, lääketiede, lämpövoimatekniikka jne.). Kemikaalipitoisuus vaihtelee kemian kehityksen ja tuotannon vaatimusten mukaan.

Kemiallisen ja kemiallis-teknologisen koulutuksen rakenteen ja sisällön parantaminen liittyy monien Neuvostoliiton tutkijoiden tieteelliseen ja pedagogiseen toimintaan - A.. E. Arbuzov, B. A. Arbuzov, A. N. Bakh, S. I. Volfkovich, N. D. Zelinsky A E. Poray-Koshitsa , A. N. Reformatsky, S. N. Reformatsky, N. N. Semenov, Ya. K. Syrkin, V. E. Tishchenko, A. E. Favorsky ja muut erityisissä kemian aikakauslehdissä, jotka auttavat parantamaan korkeakoulujen kemian ja kemian teknologian kurssien tieteellistä tasoa. Lehti "Chemistry at School" julkaistaan ​​opettajille.

Muissa sosialistisissa maissa kemian ja kemianteknologisen koulutuksen omaavien asiantuntijoiden koulutus tapahtuu yliopistoissa ja erikoistuneissa korkeakouluissa. Suuret tällaisen koulutuksen keskukset ovat: NRB:ssä - Sofian yliopisto, Sofia; Unkarissa - Budapestin yliopisto, Veszpremsky; DDR:ssä - Berliini, Dresden tekninen, Rostockin yliopistot, Magdeburg Higher Technical School; Puolassa - Varsova, Lodz, Lublinin yliopistot, Varsovan ammattikorkeakoulu; SRR:ssä - Bukarest, Cluj-yliopistot, Bukarest, Iasi Polytechnic Institutes; Tšekkoslovakiassa - Prahan yliopisto, Praha, Pardubice Higher School of Chemical Technology; Jugoslavian liittotasavallassa - Zagreb, Sarajevo, Splitin yliopistot jne.

Kapitalistisissa maissa kemian ja kemiallis-teknologisen koulutuksen tärkeimmät keskukset ovat: Isossa-Britanniassa Cambridgen, Oxfordin, Bathin, Birminghamin yliopistot ja Manchester Polytechnic Institute; Italiassa - Bologna, Milanon yliopistot; USA:ssa - Kalifornia, Columbia, Michigan Technological Universities, University of Toledo, California, Massachusetts Institutes of Technology; Ranskassa - Grenoble 1., Marseilles 1., Clermont-Ferrand, Compiegne Technological, Lyons 1., Montpellier 2., Pariisin 6. ja 7. yliopistot, Laurent, Toulouse Polytechnic Institutes; Saksassa - Dortmundin, Hannoverin, Stuttgartin yliopistot, korkeammat tekniset koulut Darmstadtissa ja Karlsruhessa; Japanissa - Kioton, Okayaman, Osakan, Tokion yliopistot jne.

Lit .: Figurovsky N. A., Bykov G. V., Komarova T. A., Kemia Moskovan yliopistossa 200 vuotta, M., 1955; Kemiallisten tieteiden historia, M., 1958; Remennikov B. M., Ushakov G. I., Yliopistokoulutus Neuvostoliitossa, M., 1960; Zinovjev S. I., Remennikov B. M., Neuvostoliiton korkeakoulut, [M.], 1962; Parmenov K. Ya., Kemia akateemisena aineena vallankumousta edeltäneissä ja Neuvostoliiton kouluissa, M., 1963; Kemian opetusta lukiossa uudessa opetussuunnitelmassa. [La. Art.], M., 1974; Joua M., kemian historia, käänn. italiasta, M., 1975.

Zavyalova F.D., kemian opettajaMAOU "Secondary School No. 3", jossa on syvällinen tutkimus yksittäisistä aineistanimetty Venäjän sankarin Igor Rzhavitinin mukaan, GO Revda

Kemian rooli nykymaailmassa? Kemia on luonnontieteiden ala, joka tutkii eri aineiden rakennetta sekä niiden suhdetta ympäristöön. Ihmiskunnan tarpeiden kannalta kemian koulutus on erittäin tärkeää. 1900-luvun toisella puoliskolla valtio investoi kemian tieteen kehittämiseen, minkä seurauksena lääke- ja teollisuustuotannon alalla syntyi uusia löytöjä, minkä yhteydessä kemianteollisuus laajeni ja tämä vaikutti kemianteollisuuden kehitykseen. pätevien asiantuntijoiden kysynnän syntyminen. Nykyään kemian koulutus maassamme on ilmeisessä kriisissä.

Nyt koulu puristaa johdonmukaisesti luonnontieteitä koulun opetussuunnitelmasta. Liian paljon aikaa on lyhennetty luonnollisen syklin aiheiden opiskeluun, päähuomio kiinnitetään isänmaalliseen ja moraaliseen kasvatukseen, sekoittaen koulutusta kasvatukseen, minkä seurauksena koulusta valmistuneet eivät nykyään ymmärrä yksinkertaisimpia kemiallisia lakeja. Ja monet opiskelijat ajattelevat, että kemia on turha aine, eikä siitä ole jatkossa mitään hyötyä.

Ja koulutuksen päätavoite on henkisten kykyjen kehittäminen - tämä on muistin koulutus, logiikan opetus, kyky luoda kausaalisia suhteita, rakentaa malleja, kehittää abstraktia ja spatiaalista ajattelua. Ratkaiseva rooli tässä on luonnontieteillä, jotka heijastavat luonnon kehityksen objektiivisia lakeja. Kemia tutkii erilaisia ​​tapoja ohjata kemiallisia reaktioita ja erilaisia ​​aineita, joten sillä on erityinen paikka luonnontieteiden joukossa koululaisten henkisten kykyjen kehittämisen välineenä. Voi käydä niin, että henkilö ammatillisessa toiminnassa ei koskaan kohtaa kemiallisia ongelmia, mutta koulussa kemiaa opiskellessa ajattelukyky kehittyy.

Vieraiden kielten ja muiden humanitaaristen tieteenalojen opiskelu ei yksin riitä nykyaikaisen ihmisen älyn muodostumiseen. Selkeä ymmärrys siitä, miten jotkin ilmiöt synnyttävät toisia, toimintasuunnitelman laatiminen, tilanteiden mallintaminen ja optimaalisten ratkaisujen löytäminen, kyky ennakoida toimenpiteiden seuraukset - kaikki tämä voidaan oppia vain luonnontieteiden pohjalta. Nämä tiedot ja taidot ovat välttämättömiä kaikille.

Näiden tietojen ja taitojen puute johtaa kaaokseen. Toisaalta kuulemme vaatimuksia teknologia-alan innovaatioihin, raaka-aineiden käsittelyn syventämiseen ja energiaa säästävien teknologioiden käyttöönottoon, toisaalta luonnontieteiden aineiden vähenemistä koulussa. Miksi tämä tapahtuu? Epäselvä?!

Kouluopetuksen seuraava tärkein tavoite on valmistautuminen tulevaan aikuiselämään. Nuoren on astuttava siihen täysin aseistettuna tietämyksellä maailmasta, joka ei sisällä vain ihmisten maailmaa, vaan myös esineiden maailmaa ja ympäröivää luontoa. Tietoa aineellisesta maailmasta, aineista, materiaaleista ja teknologioista, joita he voivat kohdata jokapäiväisessä elämässä, tarjoavat luonnontieteet. Pelkästään humanististen tieteiden opiskelu johtaa siihen, että teini-ikäiset eivät enää ymmärrä aineellista maailmaa ja alkavat pelätä sitä. Sieltä ne menevät pois todellisuudesta virtuaalitilaan.

Suurin osa ihmisistä elää edelleen aineellisessa maailmassa, jatkuvasti kosketuksessa erilaisten aineiden ja materiaalien kanssa ja altistaen ne erilaisille kemiallisille ja fysikaalis-kemiallisille muutoksille. Ihminen saa tietoa aineiden käsittelystä koulussa kemian tunneilla. Hän saattaa unohtaa rikkihapon kaavan, mutta hän käsittelee sitä huolellisesti koko ikänsä. Hän ei tupakoi huoltoasemalla, eikä siksi, että hän olisi nähnyt bensiinin palavan. Koulussa kemian tunnilla selitettiin hänelle, että bensiinillä on taipumus haihtua, muodostaa räjähtäviä seoksia ilman kanssa ja palaa. Siksi kemian kehittämiseen pitäisi omistaa enemmän aikaa, ja mielestäni kouluissa kemian opiskelutunteja on turhaan vähennetty.

Luonnonkierron tunneilla opiskelijat valmistautuvat tulevaan ammattiinsa. Loppujen lopuksi on mahdotonta ennustaa, mitkä ammatit ovat kysytyimpiä 20 vuoden kuluttua. Työ- ja työllisyysministeriön mukaan kemiaan liittyvät ammatit ovat nykyään työmarkkinoiden kysytyimpien listan kärjessä. Nyt lähes kaikki ihmisten käyttämät tavarat liittyvät tavalla tai toisella kemiallisia reaktioita käyttäviin teknologioihin. Esimerkiksi polttoaineiden jalostus, elintarvikevärien, pesuaineiden, lannoitteiden torjunta-aineiden ja niin edelleen käyttö.

Kemiaan liittyvät ammatit eivät ole vain öljynjalostus- ja kaasuteollisuudessa työskenteleviä asiantuntijoita, vaan myös niitä ammatteja, jotka voivat taata työn melkein millä tahansa alueella.

Luettelo kysytyimmistä erikoisuuksista:

• Kemisti-teknologi, insinööri-teknologi löytää aina paikkansa kaupungin tuotannossa. Koulutusprofiilista riippuen hän voi työskennellä elintarvike- tai teollisuusyrityksissä. Tämän asiantuntijan päätehtävänä on valvoa tuotteiden laatua sekä tuoda innovaatioita tuotantoon.
• Ympäristökemistinä jokaisessa kaupungissa on osasto, joka seuraa ympäristötilannetta.
• Kemisti-kosmetologi on erittäin suosittu suunta, etenkin niillä alueilla, joilla on suuria kosmetiikkayrityksiä.
• Farmaseutti. Korkeakoulutus mahdollistaa työskentelyn suurissa lääkeyhtiöissä, paikka löytyy aina kaupungin apteekista.
• Biotekniikka, nanokemisti, vaihtoehtoisen energian asiantuntija.
• Kriminalistinen ja oikeuslääketieteellinen tutkimus. Myös sisäministeriö tarvitsee kemistejä, siellä on aina päätoimisen kemistin paikka, heidän tietämyksensä voi auttaa rikollisten kiinniotossa.
• Tulevaisuuden ammatti on vaihtoehtoisten energialähteiden tutkijat. Loppujen lopuksi öljyn tarjonta loppuu pian, sama tapahtuu kaasun kanssa, joten tällaisten asiantuntijoiden kysyntä kasvaa. Ja ehkä 10-20 vuoden kuluttua tämän alan kemistit ovat halutuimpien asiantuntijoiden listan kärjessä.

Nykyaikaisten asiantuntijoiden tärkeimmät vaatimukset ovat hyvä muisti ja analyyttinen ajattelutapa, luovuus, innovatiiviset ideat, luova lähestymistapa ja epätyypillinen näkemys tutuista asioista. Kemian opiskelulla on tärkeä rooli näiden taitojen ja kykyjen muodostumisessa. Ja koulutuksen luonnontieteelliseltä pohjalta riistettyä henkilöä on helpompi manipuloida.

Toisin kuin kaikki muut elävät olennot, ihminen ei sopeudu ympäristöolosuhteisiin, vaan muuttaa niitä tarpeidensa mukaan. Planeetan väestön jyrkkä kasvu tapahtui kemistien suuren löydön jälkeen, nämä ovat antibioottien keksintöjä ja niiden tuotannon aloittamista teollisessa mittakaavassa.

Kaiken edellä mainitun perusteella olen sitä mieltä, että kemian opiskelutuntien määrää on lisättävä ja tutustuminen on aloitettava jo junioritasolla.

Jos viime vuosisadan alussa sivistys ymmärrettiin laskemaan, lukemaan ja kirjoittamaan oppimisena, niin sata vuotta myöhemmin panostamme tähän konseptiin, joka varmistaa ihmisen kehitystarpeen toteutumisen. Koulutuksesta on tullut meille kestävä kehitys, ja sen on oltava korkealaatuista.

Kirjallisuus:

1. Venäjän tiedeakatemia - Mendelejevin kongressista Jekaterinburgissa
2. Mitä kemiaa nykyaikaisessa koulussa pitäisi opiskella? - Genrikh Vladimirovich Erlikh - kemian tohtori, johtava tutkija, Lomonosov Moskovan valtionyliopisto. M. V. Lomonosov.

28.4.-30.4.2014 All-Russian Scientific Conference, johon osallistuu kansainvälistä teemaa: "Kemia ja kemian koulutus. XXI vuosisata”, omistettu tieteiden tohtori, professori Corr. RANS Nikolai Kaloev.

Moskovan valtionyliopiston, Samaran osavaltion alueyliopiston, Kabardino-Balkarian, Tšetšenian, Ingushin osavaltion yliopistojen ja tietysti yliopistomme tutkijat esittelevät suurelle tieteelle - kemialle - omistettuja tieteellisiä töitään.

Konferenssin avajaiset pidettiin tänään, ja sitä seurasi kolmipäiväisen tapahtuman ensimmäinen täysistunto. SOSU:n vararehtori Galazova S.S. puhui tilaisuuden osallistujille tervehdyksellä, sitten kemian ja tekniikan tiedekunnan dekaani Fatima Agayeva. Yhtenä tällaisen merkittävän foorumin järjestäjistä hän puhui Nikolai Kaloevin korvaamattomasta panoksesta Pohjois-Ossetian-Alanian kemian kehitykseen.

– Avasimme tänään kemiantekniikan tiedekunnan ensimmäisen konferenssin. Se on omistettu ensimmäisen dekaanimme, epäorgaanisen ja analyyttisen kemian laitoksen johtajan, opettajamme Nikolai Iosifovich Kaloevin muistolle, henkilölle, joka inspiroi meitä tekemään tiedettä ja juurrutti meihin rakkauden pedagogiseen työhön. Voimme liioittelematta sanoa, että lähes kaikki tiedekuntamme nykyiset työntekijät ovat hänen opiskelijoitaan, Fatima Aleksandrovna sanoi.

Nimetyn fysikaalisen ja kemiallisen analyysin laboratorion johtaja DI. Mendelejev, Samaran yliopiston professori Alexander Trunin puhui monikomponenttijärjestelmien fysikaalisen ja kemiallisen analyysin kehittämisestä innovatiivisten teknologioiden avulla Samarassa. Muistin sellaisia ​​tieteen kannalta merkittäviä historiallisia henkilöitä kuin Pietari 1, Mihail Lomonosov ...
SOGU:n orgaanisen kemian laitoksen professori Vladimir Abaev esitteli konferenssissa raporttinsa uudesta indolien synteesistä furaanijohdannaisten pohjalta, ja KBSU:n epäorgaanisen ja fysikaalisen kemian laitoksen professori Lera Alakaeva puhui innovatiivisista teknologioista kouluttaa laajan profiilin kemistejä-analyytikoita KBSU:ssa.

Täysistunnon kutsuvieraiden joukossa olivat Nikolai Kaloevin tyttäret - Zalina ja Albina Kaloev.
”Olen erittäin iloinen, että konferenssi järjestetään isämme muiston kunniaksi. Kerran hän omisti myös paljon aikaa ja energiaa tieteelle, kohteli jatko-opiskelijoita suurella rakkaudella, ilmeisesti tämä kannatti. Olemme kiitollisia konferenssin järjestäjille, osallistujille, opiskelijoille siitä, että he arvostivat riittävästi isämme toimintaa. Kiitos paljon!" - sanoi Zalina Kaloeva.

Täysistunnon jälkeen osallistujat jatkoivat työtään, vain kemian ja tekniikan tiedekunnassa. Kun kaikki raportit oli luettu, osallistujat jaettiin ryhmiin työskennelläkseen osioissa. Konferenssin ensimmäinen päivä päättyi kiertueeseen Vladikavkazissa. Konferenssin kaksi seuraavaa päivää "Kemia ja kemian koulutus. XXI vuosisata” lupaavat olla yhtä mielenkiintoisia.