Tvorba chemických prvkov a látok. Chémia a chemické vzdelanie. XXI storočie Moderný systém chemických olympiád

Chemické a chemicko-technologické vzdelanie, systém získavania poznatkov z chémie a chemickej technológie vo vzdelávacích inštitúciách a spôsoby ich aplikácie pri riešení inžinierskych, technologických a výskumných problémov. Člení sa na všeobecné chemické vzdelanie, ktoré zabezpečuje zvládnutie vedomostí zo základov chemickej vedy, a špeciálne chemické vzdelanie, ktoré vybavuje znalosťami z chémie a chemickej technológie potrebnými pre odborníkov vyššej a strednej kvalifikácie pre výrobnú činnosť, výskumnú a pedagogickú prácu. tak v oblasti chémie, ako aj v príbuzných odboroch.s ňou aj v oblasti vedy a techniky. Všeobecné chemické vzdelanie sa poskytuje na stredných školách, stredných odborných učilištiach a stredných odborných učilištiach. Špeciálne chemické a chemicko-technologické vzdelanie sa získava na rôznych vyšších a stredných odborných vzdelávacích inštitúciách (univerzity, ústavy, odborné školy, vysoké školy). Jeho úlohy, objem a obsah závisia od profilu prípravy odborníkov v nich (chemický, banský, potravinársky, farmaceutický, hutnícky priemysel, poľnohospodárstvo, medicína, tepelná energetika a pod.). Chemický obsah sa mení v závislosti od vývoja chémie a požiadaviek výroby.

Zlepšenie štruktúry a obsahu chemického a chemicko-technologického vzdelávania je spojené s vedeckou a pedagogickou činnosťou mnohých sovietskych vedcov - A. E. Arbuzova, B. A. Arbuzova, A. N. Bakha, S. I. Volfkoviča, N. D. Zelinského, I. A. Kablukovej, V. A. Kargina, I. L. Pnunyantsa, D. Konovalová, S. V. Lebedeva, S. S. Nametkina, B. V. Nekrasová, A. N. Nesmeyanova, A. E. Porai-Koshits, A. N. Reformatsky, S. N. Reformatsky, N. N. Semenov, Y. K. Syrkin, V. E. Tiščenko, A. E. Favorskij sú zvýraznené špeciálne úspechy v chemickej vede. chemické časopisy, ktoré pomáhajú zlepšiť vedeckú úroveň kurzov chémie a chemickej technológie na vysokých školách. Pre učiteľov vychádza časopis „Chémia v škole“.

V ostatných socialistických krajinách sa príprava odborníkov s chemickým a chemicko-technologickým vzdelaním realizuje na vysokých školách a odborných vysokých školách. Hlavné centrá takéhoto vzdelávania sú: v Bieloruskej národnej republike - Sofijská univerzita, Sofijská univerzita; v Maďarsku - Univerzita v Budapešti, Veszprém; v NDR - Berlín, Technická univerzita v Drážďanoch, Univerzita v Rostocku, Vyššia technická škola v Magdeburgu; v Poľsku - Varšava, Lodž, Lublinské univerzity, Varšavský polytechnický inštitút; v SRR - Bukurešť, univerzity Cluj, Bukurešť, polytechnické inštitúty Iasi; v Československu - Vysoká škola chemicko-technologická v Pardubiciach, Praha; v SFRJ - univerzity Záhreb, Sarajevo, Split atď.

V kapitalistických krajinách sú hlavné centrá chemického a chemicko-technologického vzdelávania: vo Veľkej Británii - Cambridge, Oxford, Bath, Birminghamské univerzity, Manchester Polytechnic Institute; v Taliansku - Bologna, Milánske univerzity; v USA - Kalifornia, Kolumbia, Michiganské technologické univerzity, University of Toledo, California, Massachusetts Institute of Technology; vo Francúzsku - Grenoble 1., Marseille 1., Clermont-Ferrand, Compiegne Technological, Lyon 1., Montpellier 2., Paríž 6. a 7. univerzita, Laurent, polytechnické inštitúty v Toulouse; v Nemecku - Dortmund, Hannover, stuttgartské univerzity, Vyššie technické školy v Darmstadte a Karlsruhe; v Japonsku - Kjóto, Okayama, Osaka, univerzity v Tokiu atď.

Lit.: Figurovsky N. A., Bykov G. V., Komarova T. A., Chémia na Moskovskej univerzite za 200 rokov, M., 1955; História chemických vied, M., 1958; Remennikov B. M., Ushakov G. I., Vysokoškolské vzdelanie v ZSSR, M., 1960; Zinoviev S.I., Remennikov B.M., Vyššie vzdelávacie inštitúcie ZSSR, [M.], 1962; Parmenov K. Ya., Chémia ako akademický predmet na predrevolučných a sovietskych školách, M., 1963; Vyučovanie chémie pomocou nového učebného plánu na strednej škole. [So. Art.], M., 1974; Jua M., Dejiny chémie, prekl. z taliančiny, M., 1975.

Adresa: Petrohrad, emb. R. Moiki, 48

Email organizačného výboru: [chránený e-mailom]

Organizátori: Ruská štátna pedagogická univerzita pomenovaná po. A.I. Herzen

Podmienky účasti a ubytovania: 400 rubľov.

Drahí kolegovia!

Pozývame vás zúčastniť saII Všeruská študentská konferencia s medzinárodnou účasťou „Chémia a chemické vzdelávanie XXI storočia“, venovaný 50. výročiu Chemickej fakulty Ruskej štátnej pedagogickej univerzity pomenovanej po. A.I. Herzen a 100. výročie narodenia profesora V.V. Perekalina.

Konferencia sa uskutoční na Ruskej štátnej pedagogickej univerzite pomenovanej po. A.I. Herzen.

Termíny konania konferencie: od 15. apríla do 17. apríla 2013 Cieľom konferencie je výmena výsledkov štúdia moderných problémov chémie a chemického vzdelávania medzi mladými výskumníkmi a aktívne zapájanie študentov do výskumnej práce. Na konferencii vystúpi sekčné(do 10 min.) a študentské posterové prezentácie, študujúci v bakalárskom stupni, sp. absolventské a magisterské štúdium. Absenciálna účasť s uverejnením abstraktov je možná, abstrakty vybrané organizačným výborom budú uverejnené v zborníku konferenčných materiálov s číslom ISBN. Pozvaní poprední chemici z Petrohradu vystúpia s prezentáciami v pléne.

Hlavné vedecké smery konferencie:

• Sekcia 1 – organická, biologická a farmaceutická chémia
• Sekcia 2 – fyzikálna, analytická a environmentálna chémia
• Sekcia 3 – anorganická a koordinačná chémia, nanotechnológia
• Oddiel 4 – chemická výchova

Ak sa chcete zúčastniť konferencie, musíte:

Do 15. februára 2013 pošlite registračný formulár účastníka a abstrakty správy vo formáte v súlade s požiadavkami na e-mailovú adresu konferencie: conference [email protected]

Zavyalova F.D., učiteľka chémieMAOU "Stredná škola č. 3" s hĺbkovým štúdiom jednotlivých predmetovpomenovaný po hrdinovi Ruska Igor Rzhavitin, Revda

Úloha chémie v modernom svete? Chémia je oblasť prírodných vied, ktorá študuje štruktúru rôznych látok, ako aj ich vzťah k životnému prostrediu. Chemické vzdelanie má veľký význam pre potreby ľudstva. V druhej polovici 20. storočia štát investoval do rozvoja chemickej vedy, v dôsledku čoho sa objavili nové objavy v oblasti farmaceutickej a priemyselnej výroby, v súvislosti s tým sa rozšíril chemický priemysel, čo prispelo k tzv. vznik dopytu po kvalifikovaných odborníkoch. Dnes je chemické školstvo u nás v zjavnej kríze.

Teraz v škole dochádza k dôslednému vytláčaniu prírodných vied zo školských osnov. Príliš sa skrátil čas na štúdium prírodovedných predmetov, hlavná pozornosť sa venuje vlasteneckej a mravnej výchove, zamieňaniu vzdelávania s výchovou, výsledkom čoho je, že dnes absolventi škôl nerozumejú tým najjednoduchším chemickým zákonitostiam. A mnohí študenti si myslia, že chémia je zbytočný predmet a v budúcnosti nebude k ničomu.

A hlavným cieľom vzdelávania je rozvoj mentálnych schopností – to je trénovanie pamäti, vyučovanie logiky, schopnosť nadväzovať vzťahy príčina-následok, budovanie modelov a rozvíjanie abstraktného a priestorového myslenia. Rozhodujúci podiel na tom majú prírodné vedy, ktoré odrážajú objektívne zákonitosti vývoja prírody. Chémia študuje rôzne spôsoby usmerňovania chemických reakcií a rôznorodosť látok, preto zaujíma osobitné miesto medzi prírodnými vedami ako nástroj rozvoja duševných schopností školákov. Môže sa stať, že človek sa pri svojej profesionálnej činnosti nikdy nestretne s chemickými problémami, ale štúdiom chémie v škole sa rozvinie schopnosť myslieť.

Samotné štúdium cudzích jazykov a iných humanitných vied nestačí na formovanie intelektu moderného človeka. Jasné pochopenie toho, ako niektoré javy vyvolávajú iné, zostavenie akčného plánu, modelovanie situácií a hľadanie optimálnych riešení, schopnosť predvídať dôsledky prijatých činov - to všetko sa dá naučiť len na základe prírodných vied. Tieto znalosti a zručnosti sú potrebné úplne pre každého.

Nedostatok týchto vedomostí a zručností vedie k chaosu. Na jednej strane počujeme volanie po inováciách v technologickej oblasti, prehlbovaní spracovania surovín a zavádzaní energeticky úsporných technológií, na druhej strane pozorujeme úbytok prírodovedných predmetov v škole. Prečo sa to deje? Nejasné?!

Ďalším najdôležitejším cieľom školského vzdelávania je príprava na budúci život v dospelosti. Mladý človek do nej musí vstúpiť plne vyzbrojený vedomosťami o svete, ktorý zahŕňa nielen svet ľudí, ale aj svet vecí a okolitú prírodu. Prírodné vedy poskytujú poznatky o hmotnom svete, o látkach, materiáloch a technológiách, s ktorými sa môžu stretnúť v každodennom živote. Štúdium iba humanitných vied vedie k tomu, že tínedžeri prestávajú chápať materiálny svet a začínajú sa ho báť. Odtiaľ unikajú z reality do virtuálneho priestoru.

Väčšina ľudí stále žije v hmotnom svete, neustále v kontakte s rôznymi látkami a materiálmi a podrobujú ich rôznym chemickým a fyzikálno-chemickým premenám. Vedomosti o zaobchádzaní s látkami získava človek na hodinách chémie v škole. Možno zabudne na receptúru kyseliny sírovej, ale bude s ňou počas života narábať opatrne. Na čerpacej stanici si nezapáli cigaretu a už vôbec nie preto, že videl horieť benzín. Len mu v škole na hodine chémie vysvetlili, že benzín má schopnosť odparovať sa, vytvárať so vzduchom výbušné zmesi a horieť. Preto je potrebné venovať viac času ovládaniu chémie a verím, že krátiť hodiny na štúdium chémie na školách bolo márne.

Hodiny prírodovedy pripravujú žiakov na ich budúce povolanie. Nedá sa predsa predpovedať, po ktorých profesiách bude o 20 rokov najväčší dopyt. Profesie súvisiace s chémiou sú dnes podľa ministerstva práce a zamestnanosti na čele rebríčka najžiadanejších na trhu práce. V súčasnosti sú takmer všetky produkty, ktoré ľudia používajú, tak či onak spojené s technológiami, ktoré využívajú chemické reakcie. Napríklad čistenie paliva, používanie potravinárskych farbív, čistiacich prostriedkov, pesticídov na hnojivá atď.

Profesie súvisiace s chémiou nie sú len špecialisti pracujúci v priemysle spracovania ropy a plynu, ale aj tie profesie, ktoré dokážu zaručiť prácu takmer v každom regióne.

Zoznam najobľúbenejších špecialít:

• Chemický technológ alebo procesný inžinier si vždy nájde miesto v mestskej výrobe. V závislosti od profilu odbornej prípravy môže pracovať v potravinárskych alebo priemyselných podnikoch. Hlavnou úlohou tohto špecialistu je kontrolovať kvalitu výrobkov, ako aj zavádzať inovácie do výroby.
• Ekologický chemik, každé mesto má oddelenie, ktoré monitoruje situáciu v životnom prostredí.
• Kozmetický chemik je veľmi populárna profesia, najmä v tých regiónoch, kde sú veľké kozmetické podniky.
• Lekárnik. Vyššie vzdelanie vám dáva možnosť pracovať vo veľkých spoločnostiach vyrábajúcich lieky, miesto v mestskej lekárni si vždy nájdete.
• Biotechnológ, nanochemik, odborník na alternatívne formy energie.
• Forenzné a súdnolekárske vyšetrenie. Ministerstvo vnútra potrebuje aj chemikov, miesto chemika na plný úväzok sa vždy nájde, jeho znalosti môžu pomôcť pri dolapení zločincov.
• Profesiou budúcnosti sú výskumníci alternatívnych zdrojov energie. Koniec koncov, zásoby ropy sa čoskoro vyčerpajú a to isté sa stane s plynom, takže dopyt po takýchto špecialistoch rastie. A možno o 10-20 rokov budú chemici v tejto oblasti na vrchole zoznamu najvyhľadávanejších špecialistov.

Hlavnými požiadavkami na moderných špecialistov sú dobrá pamäť a analytická myseľ, kreativita, inovatívne nápady, kreatívny prístup a nekonvenčný pohľad na známe veci. Štúdium chémie hrá veľkú úlohu pri formovaní týchto zručností a schopností. A človek zbavený prírodovedného vzdelania je ľahšie manipulovateľný.

Na rozdiel od všetkých ostatných živých bytostí sa človek neprispôsobuje podmienkam prostredia, ale mení ho podľa svojich potrieb. Prudký nárast populácie planéty nastal po veľkom objave chemikov, vynáleze antibiotík a začiatku ich výroby v priemyselnom meradle.

S prihliadnutím na všetko uvedené si myslím, že je potrebné zvýšiť počet hodín strávených štúdiom chémie, a začať sa zoznamovať už na juniorskej úrovni.

Ak sa na začiatku minulého storočia vzdelávanie chápalo ako učenie sa počítať, čítať a písať, tak o storočie neskôr tento pojem chápeme ako zabezpečenie napĺňania ľudských potrieb pre rozvoj. Vzdelávanie sa pre nás stalo trvalo udržateľným rozvojom a musí byť kvalitné.

Literatúra:

1. Ruská akadémia vied - o kongrese Mendelejeva v Jekaterinburgu
2. Aká chémia by sa mala študovať v modernej škole? — Genrikh Vladimirovich Erlikh – doktor chemických vied, vedúci výskumník na Moskovskej štátnej univerzite. M. V. Lomonosov.

Chémia a chemické vzdelávanie na prelome storočí: meniace sa ciele, metódy a generácie.

Jurij Aleksandrovič Ustynyuk – doktor chemických vied, ctený profesor Moskovskej štátnej univerzity, vedúci laboratória NMR Fakulty chémie Moskovskej štátnej univerzity. Oblasť vedeckého záujmu: organokovová a koordinačná chémia, fyzikálna organická chémia, spektroskopia, katalýza, problémy chemického vzdelávania.

O tom, čím bola chemická veda ako celok a jej jednotlivé oblasti na prelome storočí, sa už v diskusii vyjadrili mnohí veľmi smerodajní autori. Napriek niektorým rozdielom v detailoch je celkový tón všetkých vyhlásení jednoznačne hlavný. Vynikajúce úspechy vo všetkých hlavných oblastiach chemického výskumu sa jednomyseľne oslavujú. Všetci odborníci poznamenávajú mimoriadne dôležitú úlohu, ktorú pri dosahovaní týchto úspechov zohrali nové a špičkové metódy na štúdium štruktúry hmoty a dynamiky chemických procesov. Rovnako jednomyseľný je názor na obrovský vplyv na rozvoj chémie, ktorý sa nám v posledných dvoch desaťročiach odohrával pred očami, všeobecná a všadeprítomná informatizácia vedy. Všetci autori podporujú tézu o posilňovaní interdisciplinárnej interakcie tak na rozhraní chemických disciplín, ako aj medzi všetkými prírodnými a exaktnými vedami vo všeobecnosti v tomto období. Podstatne viac rozdielov je v prognózach budúcnosti chemickej vedy, v hodnotení hlavných trendov jej vývoja na blízku a vzdialenú budúcnosť. Aj tu však prevláda optimistická nálada. Všetci sa zhodujú, že pokrok bude pokračovať zrýchleným tempom, aj keď niektorí autori neočakávajú v blízkej budúcnosti nové zásadné objavy v chémii, porovnateľné významom s objavmi zo začiatku a polovice minulého storočia /1/.

Niet pochýb o tom, že vedecká chemická komunita má byť na čo hrdá.

Je zrejmé, že v minulom storočí zaujala chémia nielen ústredné miesto v prírodných vedách, ale vytvorila aj nový základ pre materiálnu kultúru modernej civilizácie. Je jasné, že táto kľúčová úloha bude pokračovať aj v blízkej budúcnosti. Preto, ako sa na prvý pohľad zdá, nie je žiadny zvláštny dôvod pochybovať o svetlej budúcnosti našej vedy. Nehanbite sa však, vážení kolegovia, za to, že v harmonickom zbore, ktorý dnes hlása chvály chémie a chemikov, zjavne chýbajú vytriezvenie „contravos“. Podľa môjho názoru tvoria kontrariáni dôležitú, aj keď nie príliš početnú súčasť každej zdravej vedeckej komunity. „Kontraskeptik“, na rozdiel od všeobecnej mienky, sa snaží, ak je to možné, uhasiť výbuchy všeobecného nadšenia z posledných vynikajúcich úspechov. Naopak, „kontraoptimista“ zmierňuje útoky rovnako všeobecného zúfalstva v čase krachu ďalších nenaplnených nádejí. Pokúsme sa v duchu posadiť týchto takmer protinožcov za jeden stôl pozrieť sa na problém chémie na prelome storočí z trochu iného uhla pohľadu.

Storočie sa skončilo. Spolu s ním ukončila svoj aktívny život vo vede brilantná generácia chemikov, ktorých úsilie dosiahlo vynikajúce úspechy, ktoré všetci poznajú a uznávajú. Na ich miesto prichádza nová generácia chemikov-výskumníkov, chemikov-učiteľov a chemikov-inžinierov. Kto sú títo dnešní mladí muži a ženy, ktorých tváre vidíme pred sebou v triedach? Čo a ako by sme ich mali naučiť, aby ich profesionálne aktivity boli úspešné? Aké zručnosti by mali dopĺňať získané vedomosti? Čo zo svojich životných skúseností im môžeme odovzdať a oni budú súhlasiť s prijatím vo forme rád a pokynov, aby sa splnil drahocenný sen každého z nich - sen o osobnom šťastí a pohode? Nie je možné odpovedať na všetky tieto zložité a večné otázky v krátkej poznámke. Nech je to pozvánka na hlbšiu diskusiu a zárodok pre pokojné osobné uvažovanie.

Jeden z mojich dobrých priateľov, ctihodný profesor chémie so štyridsaťročnou praxou, mi nedávno podráždene povedal, keď som mu pri premýšľaní nad touto poznámkou vymenoval vyššie uvedené otázky: „Čo sa vlastne stalo zvláštne a neočakávané? Čo sa tak zmenilo? Všetci sme sa od našich učiteľov niečo málo naučili, niečo sa naučili a nejako. Teraz sa oni, študenti, učia to isté od nás. Takto to ide zo storočia do storočia. Takto to pôjde vždy. Nemá zmysel tu stavať novú záhradu." Dúfam, že to, čo som vtedy povedal v reakcii a čo som tu napísal, sa nestane dôvodom nášho nesúhlasu s ním. Ale moja odpoveď na neho znela veľmi rozhodne. Tvrdil som, že v chemickej vede sa na prelome storočí všetko zmenilo! Je mimoriadne ťažké nájsť v ňom čo i len malú oblasť (nehovoríme samozrejme o odľahlých zákutiach, v ktorých sa príhodne usadili marginalizované relikvie), kde za posledné štvrťstoročie nenastali zásadné zmeny. .

^ Metodologický arzenál chemického výskumu.

Ako správne poznamenal S.G. Kara-Murza /2/, dejiny chemickej vedy možno nielen v rámci tradičného prístupu považovať za vývoj základných pojmov a myšlienok na pozadí objavov a hromadenia nových experimentálnych faktov. Právom ho možno prezentovať aj v inom kontexte, ako históriu zdokonaľovania a rozvoja metodologického arzenálu chemickej vedy. V skutočnosti sa úloha nových metód neobmedzuje len na to, že výrazne rozširujú výskumné možnosti vedeckej komunity, ktorá ich ovláda. V interdisciplinárnej interakcii je metóda ako trójsky kôň. Spolu s metódou preniká jej teoretický a matematický aparát do novej oblasti vedy, ktoré sa efektívne využívajú pri tvorbe nových pojmov. Vyspelosť vývoja metodologického arzenálu chémie sa prejavila najmä v poslednej štvrtine minulého storočia.

Medzi najvýraznejšie úspechy v tejto oblasti samozrejme patrí praktické dosiahnutie fyzikálnych limitov v priestorovom, časovom a koncentračnom rozlíšení v rade nových metód chemického výskumu. Vytvorenie rastrovacej tunelovej mikroskopie s priestorovým rozlíšením 0,1 nm teda zabezpečuje pozorovanie jednotlivých atómov a molekúl. Rozvoj laserovej femtosekundovej spektroskopie s časovým rozlíšením 1–10 fs otvára možnosť štúdia elementárnych aktov chemických procesov v časových intervaloch zodpovedajúcich jednej perióde vibrácií atómov v molekule. Napokon, objav tunelovej vibračnej spektroskopie teraz umožňuje sledovať správanie a premeny jednotlivých molekúl na povrchu pevných látok. Nemenej dôležitá je snáď skutočnosť, že medzi vytvorením fyzikálnych princípov každej z týchto metód a ich priamou aplikáciou na riešenie chemických problémov prakticky neexistovala žiadna časová medzera. To nie je prekvapujúce, pretože všetky tieto a mnohé ďalšie najdôležitejšie výsledky posledných rokov dosiahli interdisciplinárne tímy združujúce fyzikov, chemikov, inžinierov a ďalších odborníkov.

Prielom k novým úrovniam rozlíšenia a citlivosti výrazne podporilo mimoriadne rýchle zlepšenie tých fyzikálnych metód, ktoré dlho tvorili základ arzenálu výskumných chemikov. Za posledných 10 rokov sa rozlišovacia schopnosť a citlivosť všetkých spektrálnych metód zlepšila o rádovo alebo viac a produktivita vedeckých prístrojov sa zvýšila o dva alebo viac rádov. Základ prístrojového parku v popredných výskumných laboratóriách dnes tvoria prístroje 5. generácie - komplexné meracie a výpočtové systémy, ktoré poskytujú kompletnú automatizáciu meraní a spracovania výsledkov a zároveň umožňujú využívať databázy a vedecké databanky na riadok pri ich interpretácii. Pomocou komplexu takýchto prístrojov dostane výskumný chemik približne 2000-krát viac informácií za jednotku času ako pred 50 rokmi. Tu je len niekoľko príkladov.

Ešte pred 10 rokmi bola röntgenová difrakčná analýza monokryštálov jedným z najnáročnejších a časovo najnáročnejších experimentov. Určenie molekulárnej a kryštálovej štruktúry novej látky si vyžadovalo mesiace práce a niekedy sa ťahalo aj roky. Najnovšie automatické röntgenové difraktometre dnes umožňujú pri štúdiu zlúčenín s nie príliš veľkou molekulovou hmotnosťou získať celé potrebné pole odrazov v priebehu niekoľkých hodín a nekladú príliš vysoké nároky na veľkosť a kvalitu kryštálu. . Kompletné spracovanie experimentálnych dát pomocou moderných programov na osobnom počítači trvá ešte niekoľko hodín. Predtým zdanlivo nemožný sen „jeden deň – jedna kompletná stavba“ sa tak stal každodennou realitou. Za posledných 20 rokov XRD zjavne preštudovalo viac molekulárnych štruktúr ako za celé predchádzajúce obdobie svojho používania. V niektorých oblastiach chemickej vedy viedlo používanie röntgenovej difrakcie ako rutinnej metódy k prelomu na novú úroveň poznania. Zásadný význam pre rozvoj molekulárnej biológie, biochémie, biofyziky a príbuzných odborov mali napríklad získané údaje o podrobnej štruktúre globulárnych proteínov, vrátane najdôležitejších enzýmov, ako aj iných typov biologicky dôležitých molekúl. Uskutočňovanie experimentov pri nízkych teplotách otvorilo možnosť konštrukcie presných máp rozdielovej elektrónovej hustoty v zložitých molekulách, vhodných na priame porovnanie s výsledkami teoretických výpočtov.

Zvýšenie citlivosti hmotnostných spektrometrov už poskytuje spoľahlivú analýzu femtogramových množstiev látky. Nové ionizačné metódy a hmotnostné spektrometre s časom letu s dostatočne vysokým rozlíšením (systémy MALDI-TOF) v kombinácii s dvojrozmernou elektroforézou teraz umožňujú identifikovať a študovať štruktúru biomolekúl s veľmi vysokou molekulovou hmotnosťou, napr. bielkoviny. To umožnilo vznik nového rýchlo sa rozvíjajúceho odboru na priesečníku chémie a biológie – proteomiky /3/. Moderné možnosti hmotnostnej spektrometrie s vysokým rozlíšením v elementárnej analýze dobre popisuje G. I. Ramendik /4/.

NMR spektroskopia urobila nový krok vpred. Použitie techník rotácie vzoriek pomocou magického uhla s krížovou polarizáciou umožňuje získať spektrá s vysokým rozlíšením v pevných látkach. Použitie komplexných sekvencií rádiofrekvenčných impulzov v kombinácii s pulznými gradientmi polarizačného poľa, ako aj inverzná detekcia spektier ťažkých a vzácnych jadier umožňuje priamo určiť trojrozmernú štruktúru a dynamiku proteínov s molekulovou hmotnosťou do 50 kDa v roztoku.

Zvýšenie citlivosti metód na analýzu, separáciu a štúdium látok malo ďalší dôležitý dôsledok. Vo všetkých oblastiach chémie došlo alebo dochádza k miniaturizácii chemických experimentov, vrátane prechodu v chemickej laboratórnej syntéze z polmikrónu na mikroúroveň. To výrazne znižuje náklady na činidlá a rozpúšťadlá a výrazne urýchľuje celý výskumný cyklus. Pokroky vo vývoji nových účinných všeobecných metód syntézy, ktoré poskytujú štandardné chemické reakcie s vysokými, takmer kvantitatívnymi výťažkami, viedli k vzniku „kombinatorickej chémie“. V ňom je cieľom syntézy získať nie jednu, ale súčasne stovky a niekedy tisíce látok podobnej štruktúry (syntéza „kombinatorickej knižnice“), ktorá sa uskutočňuje v samostatných mikroreaktoroch pre každý produkt umiestnených vo veľkom reaktore. a niekedy v jednom spoločnom reaktore. Takáto radikálna zmena v úlohách syntézy viedla k vývoju úplne novej stratégie plánovania a vykonávania experimentov a tiež, čo je obzvlášť dôležité vo svetle problémov, o ktorých diskutujeme, k úplnej aktualizácii technológie a zariadenia na jeho implementáciu, čím sa vlastne na program rokovania dostáva otázka plošného zavádzania chemických robotov do praxe .

Napokon poslednou v poradí uvádzania v tejto časti, no v žiadnom prípade nie najmenej dôležitou zmenou v metodologickom arzenáli chemického výskumu je nová úloha, ktorú dnes v chémii zohrávajú metódy teoretických výpočtov a počítačového modelovania štruktúry a vlastností látok. ako aj chemické procesy. Napríklad až donedávna videl teoretický chemik svoju hlavnú úlohu v systematizácii známych experimentálnych faktov a vo vytváraní teoretických konceptov kvalitatívnej povahy na základe ich analýzy. Bezprecedentne rýchly rast výpočtových schopností viedol k tomu, že vysokoúrovňové metódy kvantovej chémie poskytujúce spoľahlivé kvantitatívne informácie sa stali skutočným nástrojom na štúdium zložitých molekulárnych a nadmolekulárnych štruktúr zahŕňajúcich stovky atómov, vrátane atómov ťažkých prvkov. V tomto ohľade možno teraz v počiatočných fázach štúdie použiť ab initio výpočty LCAO MO SSP s korelačnými a relativistickými korekciami, ako aj kvantovochemické výpočty využívajúce metódu hustoty funkcionálu v nelokálnych aproximáciách v rozšírených a rozdelených základniach. s realizáciou syntetického experimentu, ktorý sa stáva oveľa účelnejším. Študenti a postgraduálni študenti sa s takýmito výpočtami ľahko vyrovnajú. Veľmi charakteristické zmeny prebiehajú v zložení najlepších vedeckých tímov vykonávajúcich experimentálny výskum. Čoraz viac sa do nich organicky zaraďujú teoretickí chemici. Vo vedeckých publikáciách na vysokej úrovni sa opisy nových chemických objektov alebo javov často uvádzajú spolu s ich podrobnou teoretickou analýzou. Pozoruhodné možnosti počítačového modelovania kinetiky zložitých viaccestných katalytických procesov a úžasné úspechy dosiahnuté v tejto oblasti dokonale popisuje článok O.N.Temkina /5/.

Dokonca aj veľmi krátky a zďaleka nie úplný zoznam hlavných zmien v metodologickom arzenáli chémie na prelome storočia, ktorý je uvedený vyššie, nám umožňuje vyvodiť niekoľko dôležitých a úplne jednoznačných záverov:

tieto zmeny majú zásadný, zásadný charakter;

tempo vývoja nových metód a techník v chémii v posledných desaťročiach bolo a zostáva veľmi vysoké;

nový metodický arzenál vytvoril schopnosť postaviť a úspešne riešiť chemické problémy bezprecedentnej zložitosti vo výnimočne krátkom čase.

Podľa môjho názoru je vhodné tvrdiť, že chemický výskum sa v tomto období zmenil na oblasť rozsiahlej aplikácie celého komplexu nových a špičkových špičkových technológií spojených s využívaním sofistikovaných zariadení. Je zrejmé, že zvládnutie týchto technológií sa stáva jednou z najdôležitejších úloh pri výcviku novej generácie chemikov.

^ 2. Informačná podpora chemickej vedy a nových informačných a komunikačných technológií.

Čas zdvojnásobenia objemu vedeckých chemických informácií je podľa najnovších odhadov I. V. Melikhova /6/ teraz 11-12 rokov. Rýchlo rastie počet vedeckých časopisov a ich zväzkov, ako aj počet publikovaných monografií a recenzií. Výskum v každej zo súčasných vedeckých oblastí sa súčasne realizuje v desiatkach vedeckých tímov v rôznych krajinách. Voľný prístup k zdrojom vedeckých informácií, ktorý bol vždy nevyhnutnou podmienkou produktívnej vedeckej práce, ako aj možnosť rýchlej výmeny aktuálnych informácií s kolegami v nových podmienkach úplnej internacionalizácie vedy, sa stali limitujúcimi faktormi, ktoré determinujú nielen úspech, ale aj realizovateľnosť realizácie akéhokoľvek vedeckého projektu. Bez neustálej operatívnej komunikácie s jadrom vedeckej komunity sa výskumník rýchlo stáva marginalizovaným, aj keď dosahuje výsledky vysokej kvality. Táto situácia je typická najmä pre významnú časť ruských chemikov, ktorí nemajú prístup na INTERNET a zriedka publikujú v medzinárodných chemických časopisoch. Ich výsledky sa dozvedia členov medzinárodného spoločenstva s časovým oneskorením niekoľkých mesiacov a niekedy vôbec nevzbudia pozornosť, pretože sú publikované v neprístupných a málo autoritných publikáciách, ktoré, žiaľ, stále obsahujú väčšinu ruských chemických časopisov. Zastarané, aj keď cenné informácie nemajú takmer žiadny vplyv na priebeh globálneho výskumného procesu, a preto sa stráca hlavný zmysel celej vedeckej práce. V podmienkach chudoby našich knižníc sa hlavným zdrojom vedeckých informácií stal INTERNET a hlavným komunikačným kanálom e-mail. Opäť sa musíme hlboko pokloniť Georgovi Sorosovi, ktorý ako prvý vyčlenil financie na pripojenie našich univerzít a vedeckých ústavov na INTERNET. Žiaľ, nie všetky vedecké tímy majú prístup k elektronickým komunikačným kanálom a zrejme potrvá najmenej desať rokov, kým bude INTERNET verejne dostupný.

Dnes sa naša ruská vedecká chemická komunita rozdelila na dve nerovnaké časti. Významná, pravdepodobne väčšina výskumníkov pociťuje akútny hlad po informáciách, nemajú voľný prístup k zdrojom informácií. Výrazne to pociťujú napríklad experti RFBR, ktorí musia posudzovať iniciatívne vedecké projekty. Napríklad v súťaži chemických projektov z roku 2000 niektorí renomovaní odborníci, ktorí sa zúčastnili hodnotenia, uviedli, že až tretina autorov projektu nemala najaktuálnejšie informácie o navrhovanej téme. V tomto smere neboli pracovné programy, ktoré navrhli, optimálne. Oneskorenie spracovania vedeckých informácií pre nich by sa podľa hrubých odhadov mohlo pohybovať od jeden a pol do dvoch rokov. Okrem toho existovali aj projekty zamerané na riešenie problémov, ktoré už boli vyriešené, alebo vo svetle výsledkov dosiahnutých v príbuzných oblastiach stratili význam. Ich autori zjavne nemali prístup k moderným informáciám najmenej 4-5 rokov.

Druhá časť chemikov, ku ktorým sa zaraďujem, zažíva ťažkosti iného druhu. Je v neustálom stave preťaženia informáciami. Obrovské objemy informácií sú jednoducho ohromujúce. Tu je najnovší príklad z osobnej praxe. Pri príprave kľúčovej publikácie z novej série vedeckých prác som sa rozhodol starostlivo zhromaždiť a analyzovať všetku relevantnú literatúru. Strojové vyhľadávanie v troch databázach pomocou kľúčových slov za posledných 5 rokov identifikovalo 677 zdrojov s celkovým objemom 5489 strán. Zavedením dodatočných, prísnejších výberových kritérií sa počet zdrojov znížil na 235. Práca s abstraktmi týchto vedeckých článkov umožnila vyradiť ďalších 47 nie veľmi významných publikácií. Zo zostávajúcich 188 diel mi bolo predtým známych a už som ich študoval 143. Zo 45 nových zdrojov bolo dostupných na priame prezeranie 34. V prvom z nových diel som našiel množstvo odkazov na diela jeho autorov zo skoršieho obdobia, v ktorom sa problém, ktorý som študoval, posudzoval z iných pozícií. Sledovanie vedeckých odkazov na pôvod nakoniec odhalilo ďalších 55 zdrojov. Rýchly pohľad na dve recenzie, ktoré boli v nich zahrnuté, viedol k pridaniu ďalších 27 prác z príbuzných oblastí do zoznamu na štúdium. Z nich sa 17 nachádzalo už v pôvodnom zozname 677 zdrojov. Po troch mesiacoch veľmi intenzívnej práce som mal teda zoznam 270 prác priamo súvisiacich s problémom. Medzi nimi 6 vedeckých skupín jednoznačne vyniklo vysokou kvalitou publikácií. Napísal som vedúcim týchto tímov o svojich hlavných výsledkoch a požiadal som ich, aby mi poslali odkazy na ich najnovšiu prácu na tomto probléme. Dvaja odpovedali, že už na tom nepracujú a nič nové nezverejnili. Tri zaslali 14 prác, z ktorých niektoré boli práve dokončené a ešte neboli publikované. Jeden z kolegov na žiadosť nereagoval. Dvaja kolegovia vo svojich listoch uviedli meno mladého japonského vedca, ktorý len pred dvoma rokmi začal s výskumom rovnakým smerom, mal len 2 publikácie na túto tému, ale podľa ich názoru urobil skvelú vedeckú správu na poslednom medzinárodnom konferencie. Okamžite som mu napísal a ako odpoveď som dostal zoznam 11 publikácií, ktoré používali rovnakú výskumnú metódu, akú som použil, ale s niekoľkými dodatočnými úpravami. Upozornil ma aj na niektoré nepresnosti v texte môjho listu pri prezentovaní vlastných výsledkov. Keďže som podrobne rozpracoval len 203 prác z 295, ktoré s témou priamo súvisia, konečne finišujem s prípravou publikácie. Zoznam referencií obsahuje viac ako 100 titulov, čo je podľa pravidiel našich časopisov úplne neprijateľné. Zber a spracovanie informácií trvalo takmer 10 mesiacov. Z tohto pomerne typického príbehu podľa mňa vyplývajú štyri dôležité závery:

Moderný chemik musí stráviť až polovicu alebo viac svojho pracovného času zhromažďovaním a analýzou informácií o svojom výskumnom profile, čo je dvakrát alebo trikrát viac ako pred polstoročím.

Rýchla operatívna komunikácia s kolegami pracujúcimi v rovnakej oblasti v rôznych krajinách sveta, t.j. začlenenie do „neviditeľného vedeckého tímu“ dramaticky zvyšuje efektivitu takejto práce.

Dôležitou úlohou pri príprave novej generácie chemikov je ovládanie moderných informačných technológií.

Jazyková príprava mladšej generácie špecialistov sa stáva mimoriadne dôležitou.

Preto v našom laboratóriu organizujeme niektoré kolokviá v angličtine, aj keď tam nie sú zahraniční hostia, čo u nás nie je nezvyčajné. Minulý rok ma študenti z mojej špecializovanej skupiny, keď sa dozvedeli, že prednášam v zahraničí, požiadali, aby som časť kurzu organickej chémie vyučoval v angličtine. Celkovo som túto skúsenosť považoval za zaujímavú a úspešnú. Asi polovica študentov sa nielen dobre naučila látku, ale sa aj aktívne zapájala do diskusie a stúpla aj návštevnosť prednášok. Tento nápad sa však zjavne nepáčil približne štvrtine študentov v skupine, ktorí mali problém zvládnuť zložitý materiál aj v ruštine.

Ešte podotknem, že situácia, ktorú som opísal, nám umožňuje v reálnom svetle pochopiť pôvod známej tézy o nečestnosti a vierolomnosti niektorých našich zahraničných kolegov, ktorí aktívne necitujú práce ruských chemikov, údajne s tzv. cieľom privlastniť si prioritu niekoho iného. Skutočným dôvodom je veľké preťaženie informáciami. Je jasné, že nie je možné zozbierať, prečítať a citovať všetky potrebné diela. Samozrejme, vždy pred zverejnením citujem práce tých, s ktorými neustále spolupracujem, vymieňam si informácie a diskutujem o výsledkoch. Niekedy, keď mi chýbala práca, musel som svojim kolegom poslať zdvorilostné listy, v ktorých som ich požiadal, aby chybu opravili. A vždy sa opravila, hoci bez väčšieho zadosťučinenia. Raz som sa zase musel ospravedlniť za svoju nepozornosť.

^ 3. Nové ciele a nová štruktúra frontu chemického výskumu.

O nových cieľoch a nových trendoch vo vývoji chémie na prelome storočí geniálne napísal A.L.Buchachenko vo svojej recenzii /7/ a ja sa obmedzím len na krátky komentár. Dominantný trend k integrácii jednotlivých chemických disciplín, ktorý zaznamenal v posledných dvoch desaťročiach, naznačuje, že chemická veda dosiahla taký stupeň „zlatej zrelosti“, keď existujúce prostriedky a zdroje postačujú na riešenie tradičných problémov každej oblasti. Pozoruhodným príkladom je moderná organická chémia. Syntéza organickej molekuly akejkoľvek zložitosti sa dnes môže uskutočniť pomocou už vyvinutých metód. Preto aj veľmi zložité problémy tohto typu možno považovať za čisto technické problémy. To samozrejme neznamená, že by sa mal zastaviť vývoj nových metód organickej syntézy. Práca tohto typu bude vždy relevantná, ale v novej fáze nepredstavuje hlavný, ale základný smer rozvoja disciplíny. V /7/ je identifikovaných osem všeobecných oblastí modernej chemickej vedy (chemická syntéza; chemická štruktúra a funkcia; riadenie chemických procesov; veda o chemických materiáloch; chemická technológia; chemická analytika a diagnostika; chémia života). V skutočnej vedeckej činnosti, v každom vedeckom projekte, v tej či onej miere, sa vždy kladú a riešia konkrétne problémy, ktoré sa týkajú viacerých všeobecných smerov. A to si zase vyžaduje veľmi všestranné školenie od každého člena vedeckého tímu.

Je tiež dôležité poznamenať, že v každej z vyššie uvedených oblastí chémie je jasný prechod k čoraz zložitejším predmetom výskumu. Supramolekulárne systémy a štruktúry sa čoraz viac stávajú stredobodom pozornosti. V tomto ohľade možno novú etapu vo vývoji chemickej vedy, ktorá sa začala na prelome storočí, nazvať etapou supramolekulárnej chémie.

^ 4. Vlastnosti ruskej chemickej vedy dnes.

Desať rokov takzvanej perestrojky zasadilo strašnú ranu ruskej vede všeobecne a ruskej chémii zvlášť. Veľa sa o tom napísalo a neoplatí sa to tu opakovať. Žiaľ, musíme priznať, že medzi vedeckými tímami, ktoré dokázali svoju životaschopnosť v nových podmienkach, nie sú prakticky žiadne bývalé priemyselné chemické ústavy. Obrovský potenciál tohto odvetvia bol prakticky zničený a materiálne a intelektuálne hodnoty boli vydrancované. Mierne financovanie akademickej a univerzitnej chémie, ktorá sa počas celého tohto obdobia obmedzovala na platy na úrovni životného minima alebo pod ním, viedlo k výraznému zníženiu počtu zamestnancov. Väčšina energickej a talentovanej mládeže opustila univerzity a inštitúty. Priemerný vek učiteľov na veľkej väčšine univerzít prekročil kritickú hranicu 60 rokov. Je tu generačná priepasť – medzi zamestnancami chemických ústavov a učiteľmi je veľmi málo ľudí v najproduktívnejšom veku 30 – 40 rokov. Zostávajú starí profesori a mladí postgraduálni študenti, ktorí často nastupujú na postgraduálne školy s jediným cieľom – oslobodiť sa od vojenskej služby.

Väčšinu vedeckých tímov možno zaradiť do jedného z dvoch typov, hoci toto rozdelenie je, samozrejme, veľmi ľubovoľné. „Produkujúce výskumné tímy“ vykonávajú nové veľké nezávislé výskumné projekty a dostávajú značné množstvo primárnych informácií. „Odborné vedecké tímy“ sú spravidla menšie ako výrobné, ale zahŕňajú aj veľmi vysokokvalifikovaných odborníkov. Sú zamerané na analýzu informačných tokov, sumarizáciu a systematizáciu výsledkov získaných v iných vedeckých skupinách po celom svete. Preto sú ich vedeckými produktmi najmä recenzie a monografie. Vzhľadom na enormný nárast objemu vedeckých informácií nadobúda tento druh práce veľký význam, ak sa vykonáva v súlade s požiadavkami, ktoré sa vzťahujú na také sekundárne zdroje informácií, akými sú recenzie a monografie /8/. V podmienkach skromného financovania, nedostatku moderného vedeckého vybavenia a zníženia počtu v ruskej vedeckej chemickej komunite sa počet výrobných tímov znížil a počet tímov odborníkov sa mierne zvýšil. V práci väčšiny tímov oboch typov klesol podiel komplexného experimentálneho výskumu. Takéto zmeny v štruktúre vedeckej komunity v nepriaznivých podmienkach sú celkom prirodzené a v určitom štádiu sú reverzibilné. Ak sa situácia zlepší, expertný tím sa dá ľahko doplniť o mládež a zmeniť sa na produkčný. Ak sa však obdobie nepriaznivých podmienok predĺži, expertné tímy zomierajú, keďže ich vedúcimi sú starší vedci, ktorí z prirodzených dôvodov zastavujú vedeckú činnosť.

Podiel práce ruských chemikov na celkovom objeme výskumu a na globálnych informačných tokoch rapídne klesá. Naša krajina sa už nemôže považovať za „veľkú chemickú veľmoc“. Len za tucet rokov sme kvôli odchodu lídrov a nedostatku rovnocennej náhrady prišli už o značný počet vedeckých škôl, ktoré boli pýchou nielen našej, ale aj svetovej vedy. Zrejme ich budeme strácať aj v blízkej budúcnosti. Podľa môjho názoru dnes ruská chemická veda dosiahla kritický bod, za ktorým sa rozpad komunity stáva lavínovitým a nekontrolovateľnejším procesom.

Toto nebezpečenstvo celkom jasne chápe medzinárodná vedecká komunita, ktorá sa snaží poskytnúť všetku možnú pomoc našej vede rôznymi cestami. Mám dojem, že tí, ktorí sú pri moci v našej vede a školstve, si ešte celkom neuvedomili realitu takéhoto kolapsu. Koniec koncov, nemožno v skutočnosti vážne počítať s tým, že sa tomu dá zabrániť realizáciou programu na podporu vedeckých škôl cez Ruskú nadáciu pre základný výskum a program Integrácia. Neuvedomuje sa, že finančné prostriedky vyčlenené na tieto programy sú výrazne (približne rádovo) pod minimálnou hranicou, po prekročení ktorej je dosah nenulový.

V reakcii na vyhlásenie v tomto tóne v rozhovore s osobou blízkou vyššie uvedeným mocenským štruktúram som počul: „Nadarmo sa nehnevajte, prečítajte si „Hľadaj“. Vďaka Bohu, že najhoršie časy sú za nami. Samozrejme, všeobecné zázemie je stále dosť ponuré, ale existujú celkom prosperujúce výskumné tímy a celé ústavy, ktoré sa prispôsobili novým podmienkam a vykazujú citeľný nárast produktivity. Netreba teda byť hysterický a pochovať našu vedu.“

V skutočnosti takéto skupiny existujú. Zostavil som zoznam desiatich takých laboratórií, ktoré sú tematicky blízke oblasti môjho vedeckého záujmu, išiel som na INTERNET a pracoval som v knižnici s databázou Chemical Abstracts. Tu sú spoločné črty týchto laboratórií, ktoré okamžite upútali pozornosť:

Všetkých desať tímov má priamy prístup na INTERNET, päť z desiatich má dobre navrhnuté vlastné stránky s pomerne úplnými a aktualizovanými informáciami o svojej práci.

Všetkých desať laboratórií aktívne spolupracuje so zahraničnými tímami. Šesť má granty od medzinárodných organizácií, traja vykonávajú výskum na základe zmlúv s veľkými zahraničnými spoločnosťami.

Viac ako polovica členov vedeckých tímov, o ktorých sa našli informácie, vycestovala aspoň raz ročne do zahraničia na medzinárodné konferencie alebo za vedeckou prácou.

Práca deviatich z desiatich laboratórií je podporovaná grantmi Ruskej nadácie pre základný výskum (v priemere 2 granty na laboratórium).

Šesť z 10 laboratórií zastupuje ústavy Ruskej akadémie vied, ale tri z nich sú veľmi aktívne zapojené do spolupráce s Vyššou chemickou akadémiou Ruskej akadémie vied, a preto je v ich tímoch pomerne veľa študentov. Zo štyroch univerzitných tímov tri vedú členovia Ruskej akadémie vied.

Od 15 % do 35 % vedeckých publikácií vedúcich laboratórií za posledných 5 rokov bolo publikovaných v medzinárodných časopisoch. Piati z nich v tomto období publikovali spoločné práce a siedmi prezentovali spoločné správy na vedeckých konferenciách so zahraničnými kolegami.

Na záver poviem to najdôležitejšie – na čele všetkých týchto laboratórií stoja úplne úžasní jedinci. Vysoko kultivovaní, rôznorodo vzdelaní ľudia, ktorí sú nadšení pre svoju prácu.

Kvalifikovaný čitateľ si hneď všimne, že na tak malej a nereprezentatívnej vzorke vedeckých tímov nemá zmysel robiť nejaké všeobecné závery. Priznám sa, že o ďalších úspešne pracujúcich vedeckých tímoch chemikov v krajine nemám úplné informácie. Bolo by zaujímavé ich zozbierať a analyzovať. Ale zo skúseností z vlastného laboratória, ktoré vo všeobecnosti nie je najslabšie, môžem zodpovedne prehlásiť, že bez účasti na medzinárodnej spolupráci, bez neustálej pomoci zahraničných kolegov, od ktorých sme za posledný rok dostali chemické reagencie v hodnote takmer 4000 dolárov a samotné knihy, Bez neustálych služobných ciest zamestnancov, postgraduálnych študentov a študentov do zahraničia by sme vôbec nemohli pracovať. Záver naznačuje sám seba:

V oblasti základného výskumu našej chemickej vedy dnes produktívnu prácu vykonávajú najmä tímy, ktoré sú začlenené do medzinárodnej vedeckej komunity, dostávajú podporu zo zahraničia a majú voľný prístup k zdrojom vedeckých informácií. Dokončuje sa integrácia ruskej chémie, ktorá prežila perestrojku, do svetovej chemickej vedy.

A ak áno, potom naše kritériá kvality vedeckých produktov musia spĺňať najvyššie medzinárodné štandardy. Takmer zbavení možnosti získať moderné vedecké vybavenie sa musíme sústrediť na využívanie veľmi obmedzených možností kolektívnych centier a/alebo na vykonávanie najkomplexnejších a najcitlivejších experimentov v zahraničí.

^ 5. Vráťme sa k problému prípravy našej zmeny.

Veľa o tom hovoria dekani chemických fakúlt dvoch nesporne najlepších univerzít v krajine /9/, a preto netreba zachádzať do mnohých detailov. Skúsme sa posunúť v poradí v súlade so zoznamom otázok sformulovaným na začiatku tejto poznámky.

Kto sú teda tí mladí ľudia sediaci v študentskej lavici pred nami? Našťastie v ľudskej populácii je malá časť jedincov, ktorých osud stať sa vedcami je vopred daný geneticky. Treba ich len nájsť a prilákať na hodiny chémie. Našťastie, naša krajina má dlhoročné a slávne tradície odhaľovania talentovaných detí prostredníctvom chemických olympiád, vytváraním špecializovaných tried a škôl. Úžasní nadšenci tried s nadanými žiakmi stále žijú a aktívne pracujú. Popredné chemické univerzity, ktoré sa na tejto práci aktívne podieľajú, napriek machináciám ministerstva školstva žnú skutočne zlatú úrodu. V posledných rokoch až tretina študentov Chemickej fakulty Moskovskej štátnej univerzity už v 1. ročníku identifikovala svoju oblasť záujmu a takmer polovica začína vedeckú prácu začiatkom 3. ročníka.

Zvláštnosťou modernej doby je, že mladý človek pri nástupe na štúdium na vysokej škole často ešte nevie, v akej oblasti bude musieť po ukončení štúdia pracovať. Väčšina výskumníkov a inžinierov počas svojej profesionálnej kariéry niekoľkokrát zmení odbor. Preto budúci špecialista ako študent musí získať solídne zručnosti v schopnosti samostatne zvládnuť nové oblasti vedy. Samostatná samostatná práca študenta tvorí základ moderného vzdelávania. Hlavnou podmienkou efektívnosti takejto práce je dostupnosť kvalitných moderných učebníc a učebných pomôcok. „Životnosť“ modernej učebnice by sa podľa všetkého mala približne rovnať času, ktorý je potrebný na zdvojnásobenie objemu vedeckých informácií, t. by mal mať 11-12 rokov. Jedným z hlavných problémov nášho školstva je, že nielenže nemáme nové vysokoškolské učebnice základných chemických odborov, ale je katastrofálny nedostatok aj starých. Je potrebný efektívny program na písanie a tlač učebníc chemických odborov pre vysoké školy.

Nadaní a dobre motivovaní študenti majú vlastnosť, ktorú si všimol R. Feyman na svojich slávnych prednáškach. Oni, takíto študenti, v podstate nepotrebujú štandardné vzdelanie. Potrebujú prostredie

Výkon pri druhom
Moskovský pedagogický maratón
výchovných predmetov, 9.4.2003

Prírodné vedy na celom svete prežívajú ťažké časy. Finančné toky odchádzajú z vedy a vzdelávania do vojensko-politickej sféry, klesá prestíž vedcov a pedagógov, rýchlo narastá nevzdelanosť väčšiny spoločnosti. Nevedomosť vládne svetu. Ide o to, že v Amerike pravicoví kresťania požadujú právne zrušenie druhého termodynamického zákona, ktorý je podľa nich v rozpore s náboženskými doktrínami.
Chémia tým trpí viac ako iné prírodné vedy. Väčšina ľudí si túto vedu spája s chemickými zbraňami, znečistením životného prostredia, katastrofami spôsobenými človekom, výrobou drog atď. Prekonávanie „chemofóbie“ a masovej chemickej negramotnosti, vytváranie atraktívneho obrazu chémie vo verejnosti je jednou z úloh chemického vzdelávania, súčasný stav o ktorých v Rusku chceme diskutovať.

Program modernizácie (reformy)
školstvo v Rusku a jeho nedostatky

Sovietsky zväz mal dobre fungujúci systém chemického vzdelávania založený na lineárnom prístupe, pričom štúdium chémie začínalo na strednej škole a končilo na strednej škole. Bola vypracovaná dohodnutá schéma zabezpečenia vzdelávacieho procesu, ktorá obsahuje: programy a učebnice, školenia a nadstavbové školenia pre učiteľov, systém chemických olympiád na všetkých úrovniach, súbory učebných pomôcok („Školská knižnica“, „Učiteľská knižnica“ a
a pod.), verejne dostupné metodické časopisy („Chémia v škole“ a pod.), demonštračné a laboratórne prístroje.
Školstvo je konzervatívny a inertný systém, preto aj po rozpade ZSSR chemické školstvo, ktoré utrpelo veľké finančné straty, naďalej plnilo svoje úlohy. Pred niekoľkými rokmi sa však v Rusku začala reforma vzdelávacieho systému, ktorej hlavným cieľom je podpora vstupu nových generácií do globalizovaného sveta, do otvorenej informačnej komunity. Na dosiahnutie tohto cieľa by podľa autorov reformy mala komunikácia, informatika, cudzie jazyky a interkultúrne učenie zaujať ústredné miesto v obsahu vzdelávania. Ako vidíme, v tejto reforme nie je miesto pre prírodné vedy.
Bolo oznámené, že nová reforma by mala zabezpečiť prechod na systém ukazovateľov kvality a vzdelávacích štandardov porovnateľných so svetom. Bol vypracovaný aj plán konkrétnych opatrení, medzi ktoré patrí najmä prechod na 12-ročnú školskú dochádzku, zavedenie jednotnej štátnej skúšky (USE) vo forme univerzálneho testovania, vývoj nových vzdelávacích štandardov založených na tzv. koncentrická schéma, podľa ktorej by študenti v čase, keď absolvujú deväťročnú školu, mali mať holistické chápanie predmetu.
Ako táto reforma ovplyvní chemické vzdelávanie v Rusku? Podľa nášho názoru je výrazne negatívny. Faktom je, že medzi vývojármi Koncepcie modernizácie ruského vzdelávania nebol jediný zástupca prírodných vied, preto sa v tejto koncepcii úplne nezohľadnili záujmy prírodných vied. Jednotná štátna skúška v podobe, v akej ju koncipovali autori reformy, pokazí systém prechodu zo stredných škôl na vysoké, ktorý univerzity v prvých rokoch ruskej nezávislosti tak ťažko vytvárali, a zničí kontinuitu ruštiny. vzdelanie.
Jedným z argumentov v prospech Jednotnej štátnej skúšky je, že podľa reformných ideológov zabezpečí rovnaký prístup k vysokoškolskému vzdelaniu pre rôzne sociálne vrstvy a územné skupiny obyvateľstva.

Naše dlhoročné skúsenosti s dištančným vzdelávaním spojené so Sorosovou olympiádou v chémii a prijatím na čiastočný úväzok na Chemickú fakultu Moskovskej štátnej univerzity ukazujú, že testovanie na diaľku po prvé neposkytuje objektívne hodnotenie vedomostí a po druhé, neposkytuje študentom rovnaké príležitosti . Za 5 ročníkov Sorosových olympiád prešlo našou katedrou viac ako 100 tisíc písomných prác z chémie a presvedčili sme sa, že všeobecná úroveň riešení veľmi závisí od regiónu; okrem toho, čím nižšia bola vzdelanostná úroveň regiónu, tým viac vyradených diel sa odtiaľ posielalo. Ďalšou významnou námietkou proti jednotnej štátnej skúške je, že testovanie ako forma testovania vedomostí má značné obmedzenia. Ani správne navrhnutý test neumožňuje objektívne posúdiť schopnosť študenta uvažovať a vyvodzovať závery. Naši študenti študovali materiály Jednotnej štátnej skúšky z chémie a objavili veľké množstvo nesprávnych alebo nejednoznačných otázok, ktoré sa nedajú použiť na testovanie školákov. Dospeli sme k záveru, že Jednotnú štátnu skúšku možno použiť len ako jednu z foriem sledovania práce stredných škôl, ale v žiadnom prípade nie ako jediný, monopolný mechanizmus prístupu k vysokoškolskému vzdelávaniu.
Ďalší negatívny aspekt reformy súvisí s vývojom nových vzdelávacích štandardov, ktoré by mali ruský vzdelávací systém priblížiť európskemu. Návrh štandardov navrhnutý v roku 2002 ministerstvom školstva porušil jednu z hlavných zásad prírodovedného vzdelávania - objektívnosť. Vedúci pracovnej skupiny, ktorá projekt zostavila, navrhli zamyslieť sa nad zrušením samostatných školských kurzov chémie, fyziky a biológie a ich nahradením jediným integrovaným kurzom „Prírodoveda“. Takéto, aj keď dlhodobé rozhodnutie, by chemické školstvo u nás jednoducho pochovalo.
Čo sa dá v týchto nepriaznivých vnútropolitických podmienkach urobiť pre zachovanie tradícií a rozvoj chemického školstva v Rusku? Teraz prejdeme k nášmu pozitívnemu programu, z ktorého väčšina už bola implementovaná. Tento program má dva hlavné aspekty – obsahový a organizačný: snažíme sa určiť obsah chemického vzdelávania u nás a rozvíjať nové formy interakcie medzi centrami chemického vzdelávania.

Nový štátny štandard
chemické vzdelanie

Chemická výchova sa začína už v škole. Obsah školského vzdelávania určuje hlavný regulačný dokument - štátny štandard školského vzdelávania. V rámci nami prijatej koncentrickej schémy existujú tri normy v chémii: základné všeobecné vzdelanie(8. – 9. ročník), základný priemer A špecializované stredoškolské vzdelanie(ročníky 10-11). Jeden z nás (N.E. Kuzmenko) viedol pracovnú skupinu ministerstva školstva na prípravu štandardov a tieto štandardy sú už plne sformulované a pripravené na legislatívne schválenie.
Pri tvorbe štandardu pre chemické vzdelávanie autori vychádzali z vývojových trendov modernej chémie a zohľadňovali jej úlohu v prírodných vedách a v spoločnosti. Moderná chémia – toto je základný systém vedomostí o svete okolo nás, založený na bohatom experimentálnom materiáli a spoľahlivých teoretických princípoch. Vedecký obsah normy je založený na dvoch základných pojmoch: „látka“ a „chemická reakcia“.
„Látka“ je hlavným pojmom chémie. Látky nás obklopujú všade: vo vzduchu, potravinách, pôde, domácich spotrebičoch, rastlinách a napokon aj v nás samých. Niektoré z týchto látok nám príroda poskytla v hotovej forme (kyslík, voda, bielkoviny, sacharidy, olej, zlato), druhú časť získal človek miernou úpravou prírodných zlúčenín (asfalt alebo umelé vlákna), ale najväčšie množstvo látok, ktoré boli predtým v prírode neexistovalo, človek si ich syntetizoval sám. Sú to moderné materiály, lieky, katalyzátory. Dnes je známych asi 20 miliónov organických a asi 500 tisíc anorganických látok a každá z nich má vnútornú štruktúru. Organická a anorganická syntéza dosiahla taký vysoký stupeň rozvoja, že umožňuje syntézu zlúčenín s akoukoľvek vopred určenou štruktúrou. V tomto smere sa v modernej chémii dostáva do popredia
aplikovaný aspekt, ktorá sa zameriava na súvislosť medzi štruktúrou látky a jej vlastnosťami, a hlavnou úlohou je hľadať a syntetizovať užitočné látky a materiály s požadovanými vlastnosťami.
Najzaujímavejšie na svete okolo nás je, že sa neustále mení. Druhým hlavným pojmom chémie je „chemická reakcia“. Každú sekundu prebieha vo svete nespočetné množstvo reakcií, v dôsledku ktorých sa niektoré látky premieňajú na iné. Niektoré reakcie môžeme pozorovať priamo, napríklad hrdzavenie železných predmetov, zrážanie krvi a horenie automobilového paliva. Drvivá väčšina reakcií zároveň zostáva neviditeľná, no práve ony určujú vlastnosti sveta okolo nás. Aby si človek uvedomil svoje miesto vo svete a naučil sa ho riadiť, musí hlboko pochopiť povahu týchto reakcií a zákonov, ktorým sa riadi.
Úlohou modernej chémie je študovať funkcie látok v zložitých chemických a biologických systémoch, analyzovať vzťah medzi štruktúrou látky a jej funkciami a syntetizovať látky s danými funkciami.
Vychádzajúc zo skutočnosti, že norma má slúžiť ako nástroj rozvoja vzdelávania, bolo navrhnuté odložiť obsah základného všeobecného vzdelania a ponechať v ňom len tie obsahové prvky, ktorých vzdelávaciu hodnotu potvrdzuje domáca a svetová prax vyučovania chémie. v škole. Ide o minimálny, ale funkčne kompletný znalostný systém.
Štandard základného všeobecného vzdelania obsahuje šesť blokov obsahu:

• Metódy poznania látok a chemických javov.
• Látka.
• Chemická reakcia.
• Základné základy anorganickej chémie.
• Počiatočné predstavy o organických látkach.
• Chémia a život.

Základný priemerný štandard vzdelávanie je rozdelené do piatich obsahových blokov:

• Metódy učenia chémie.
• Teoretické základy chémie.
• Anorganická chémia.
• Organická chémia.
• Chémia a život.

Základom oboch noriem je periodický zákon D.I.Mendelejeva, teória štruktúry atómov a chemických väzieb, teória elektrolytickej disociácie a štruktúrna teória organických zlúčenín.
Základný štandard strednej úrovne je navrhnutý tak, aby absolventom stredných škôl poskytol predovšetkým schopnosť orientovať sa v sociálnych a osobných problémoch súvisiacich s chémiou.
IN štandard na úrovni profilu vedomostný systém sa výrazne rozšíril, predovšetkým vďaka predstavám o štruktúre atómov a molekúl, ako aj zákonitostiach priebehu chemických reakcií, uvažovaných z hľadiska teórií chemickej kinetiky a chemickej termodynamiky. To zabezpečuje, že absolventi stredných škôl sú pripravení pokračovať v chemickom vzdelávaní na vysokej škole.

Nový a nový program
učebnice chémie

Nový, vedecky podložený štandard chemického vzdelávania pripravil živnú pôdu pre vypracovanie nového školského vzdelávacieho programu a na jeho základe vytvorenie súboru školských učebníc. V tejto správe predstavujeme školské osnovy chémie pre ročníky 8 – 9 a koncepciu série učebníc pre ročníky 8 – 11, ktorú vytvoril tím autorov z Fakulty chémie Moskovskej štátnej univerzity.
Program kurzu chémie na základnej strednej škole je určený pre žiakov 8. – 9. ročníka. Od štandardných programov, ktoré v súčasnosti fungujú na ruských stredných školách, sa odlišuje precíznejšími interdisciplinárnymi prepojeniami a precíznym výberom materiálu potrebného na vytvorenie celistvého prírodovedného vnímania sveta, pohodlnej a bezpečnej interakcie s prostredím vo výrobe a každodennom živote. Program je štruktúrovaný tak, že jeho hlavná pozornosť je venovaná tým úsekom chémie, termínom a konceptom, ktoré sú tak či onak spojené s každodenným životom a nie sú „kreslovými znalosťami“ úzko obmedzeného okruhu ľudí, ktorých aktivity súvisia s chemickou náukou.
Počas prvého ročníka chémie (8. ročník) je zameranie žiakov na rozvoj základných chemických zručností, „chemického jazyka“ a chemického myslenia. Na tento účel boli vybrané predmety známe z každodenného života (kyslík, vzduch, voda). V 8. ročníku sa zámerne vyhýbame pre školákov ťažko pochopiteľnému pojmu „krtek“ a prakticky nepoužívame úlohy s výpočtom. Hlavnou myšlienkou tejto časti kurzu je vštepiť študentom zručnosti opisovať vlastnosti rôznych látok zoskupených do tried, ako aj ukázať súvislosť medzi štruktúrou látok a ich vlastnosťami.
V druhom ročníku štúdia (9. ročník) je zavádzanie doplnkových chemických pojmov sprevádzané úvahami o štruktúre a vlastnostiach anorganických látok. Osobitná časť stručne skúma prvky organickej chémie a biochémie v rozsahu stanovenom štátnym vzdelávacím štandardom.

Na rozvoj chemického pohľadu na svet kurz načrtáva široké korelácie medzi základnými chemickými vedomosťami, ktoré deti nadobudli v triede, a vlastnosťami tých predmetov, ktoré školáci poznajú v každodennom živote, ale predtým ich vnímali len v každodennej rovine. Na základe chemických pojmov sú študenti vyzvaní, aby si prezreli drahé a dokončovacie kamene, sklo, kameninu, porcelán, farby, potraviny a moderné materiály. Program rozšíril rozsah objektov, ktoré sú opísané a diskutované iba na kvalitatívnej úrovni, bez použitia ťažkopádnych chemických rovníc a zložitých vzorcov. Veľkú pozornosť sme venovali štýlu prezentácie, ktorý nám umožňuje predstavovať a diskutovať o chemických pojmoch a pojmoch živou a názornou formou. V tomto smere sa neustále zdôrazňuje interdisciplinárne prepojenie chémie s inými vedami, nielen prírodnými, ale aj humanitnými.
Nový program je implementovaný v súbore školských učebníc pre 8. – 9. ročník, z ktorých jedna je už vytlačená a druhá sa práve píše. Pri tvorbe učebníc sme brali do úvahy meniacu sa spoločenskú úlohu chémie a záujem verejnosti o ňu, ktorý je spôsobený dvoma hlavnými navzájom súvisiacimi faktormi. Prvým je "chemofóbia", teda negatívny postoj spoločnosti k chémii a jej prejavom. V tomto smere je dôležité na všetkých úrovniach vysvetliť, že to zlé nie je v chémii, ale v ľuďoch, ktorí nerozumejú prírodným zákonom alebo majú morálne problémy.
Chémia je veľmi mocný nástroj v rukách človeka, jej zákony neobsahujú žiadne pojmy dobra a zla. Pomocou rovnakých zákonov môžete prísť s novou technológiou syntézy liekov alebo jedov, alebo môžete prísť s novým liekom či novým stavebným materiálom.
Ďalším sociálnym faktorom je progresívnosť chemická negramotnosť spoločnosti na všetkých úrovniach – od politikov a novinárov až po ženy v domácnosti. Väčšina ľudí absolútne netuší, z čoho pozostáva svet okolo nich, nepozná elementárne vlastnosti ani tých najjednoduchších látok a nedokáže rozlíšiť dusík od amoniaku, či etylalkohol od metylalkoholu. Práve v tejto oblasti môže kompetentná učebnica chémie napísaná jednoduchým a zrozumiteľným jazykom zohrať veľkú výchovnú úlohu.
Pri tvorbe učebníc sme vychádzali z nasledujúcich postulátov.

Hlavné ciele školského kurzu chémie

1. Formovanie vedeckého obrazu okolitého sveta a rozvoj prírodovedného svetonázoru. Prezentácia chémie ako ústrednej vedy zameranej na riešenie naliehavých problémov ľudstva.
2. Rozvoj chemického myslenia, schopnosť analyzovať javy okolitého sveta v chemických termínoch, schopnosť hovoriť (a myslieť) chemickým jazykom.
3. Popularizácia chemických poznatkov a zavádzanie predstáv o úlohe chémie v každodennom živote a jej aplikovanom význame v živote spoločnosti. Rozvoj environmentálneho myslenia a oboznámenie sa s modernými chemickými technológiami.
4. Formovanie praktických zručností pre bezpečnú manipuláciu s látkami v každodennom živote.
5. Vzbudiť veľký záujem medzi školákmi o štúdium chémie, a to ako súčasť školských osnov a doplnkov.

Základné myšlienky školského kurzu chémie

1. Chémia je ústrednou vedou o prírode, ktorá úzko spolupracuje s inými prírodnými vedami. Aplikované schopnosti chémie majú zásadný význam pre život spoločnosti.
2. Svet okolo nás pozostáva z látok, ktoré sa vyznačujú určitou štruktúrou a sú schopné vzájomných premien. Medzi štruktúrou a vlastnosťami látok existuje súvislosť. Úlohou chémie je vytvárať látky s užitočnými vlastnosťami.
3. Svet okolo nás sa neustále mení. Jeho vlastnosti sú určené chemickými reakciami, ktoré v ňom prebiehajú. Aby bolo možné kontrolovať tieto reakcie, je potrebné mať hlboké pochopenie zákonov chémie.
4. Chémia je mocný nástroj na transformáciu prírody a spoločnosti. Bezpečné používanie chémie je možné len vo vysoko rozvinutej spoločnosti so stabilnými morálnymi kategóriami.

Metodické zásady a štýl učebníc

1. Postupnosť prezentácie materiálu je zameraná na štúdium chemických vlastností okolitého sveta s postupným a jemným (t.j. nenápadným) oboznamovaním sa s teoretickými základmi modernej chémie. Opisné časti sa striedajú s teoretickými. Materiál je rovnomerne rozložený počas celého tréningového obdobia.
2. Vnútorná izolácia, sebestačnosť a logická platnosť prezentácie. Akýkoľvek materiál je prezentovaný v kontexte všeobecných problémov rozvoja vedy a spoločnosti.
3. Neustále predvádzanie spojenia chémie so životom, časté pripomínanie aplikovaného významu chémie, populárno-náučný rozbor látok a materiálov, s ktorými sa žiaci stretávajú v bežnom živote.
4. Vysoká vedecká úroveň a prísnosť prezentácie. Chemické vlastnosti látok a chemické reakcie sú opísané tak, ako sa skutočne vyskytujú. Chémia v učebniciach je skutočná, nie „papierová“.
5. Priateľský, jednoduchý a nestranný štýl prezentácie. Jednoduchý, prístupný a kompetentný ruský jazyk. Používanie „príbehov“ – krátkych, zábavných príbehov, ktoré spájajú chemické znalosti s každodenným životom – na uľahčenie pochopenia. Široké využitie ilustrácií, ktoré tvoria asi 15% objemu učebníc.
6. Dvojúrovňová štruktúra prezentácie materiálu. „Veľké písmo“ je základná úroveň, „malé písmo“ je pre hlbšie učenie.
7. Široké využitie jednoduchých a názorných demonštračných experimentov, laboratórnych a praktických prác na štúdium experimentálnych aspektov chémie a rozvoj praktických zručností študentov.
8. Využitie otázok a úloh dvoch úrovní zložitosti na hlbšiu asimiláciu a upevnenie materiálu.

Do sady učebných pomôcok hodláme zaradiť:

• učebnice chémie pre 8. – 11. ročník;
• usmernenia pre učiteľov, plánovanie tematických hodín;
• didaktické materiály;
• kniha pre študentov na čítanie;
• Chemické referenčné tabuľky;
• počítačová podpora vo forme CD nosičov obsahujúcich: a) elektronickú verziu učebnice; b) referenčné materiály; c) demonštračné pokusy; d) ilustračný materiál; e) animačné modely; f) programy na riešenie výpočtových úloh; g) didaktické materiály.

Dúfame, že nové učebnice umožnia mnohým školákom nový pohľad na náš predmet a ukážu im, že chémia je fascinujúca a veľmi užitočná veda.
Okrem učebníc zohrávajú dôležitú úlohu pri rozvíjaní záujmu školákov o chémiu aj chemické olympiády.

Moderný systém chemických olympiád

Systém chemických olympiád je jednou z mála vzdelávacích štruktúr, ktoré prežili rozpad krajiny. Celúnijná olympiáda v chémii sa pretransformovala na celoruskú olympiádu, pričom si zachovala svoje hlavné črty. V súčasnosti sa táto olympiáda koná v piatich etapách: školská, okresná, krajská, federálna okresná a finále. Víťazi záverečnej fázy reprezentujú Rusko na Medzinárodnej chemickej olympiáde. Najdôležitejšie z hľadiska vzdelávania sú najrozšírenejšie stupne - škola a okres, za ktoré zodpovedajú učitelia škôl a metodické združenia miest a regiónov Ruska. Za celú olympiádu je vo všeobecnosti zodpovedné ministerstvo školstva.
Zaujímavosťou je, že sa zachovala aj bývalá celozborová olympiáda v chémii, no v novej kapacite. Chemická fakulta Moskovskej štátnej univerzity každoročne organizuje medzinárodné Mendelejevova olympiáda, na ktorej sa zúčastňujú víťazi a laureáti chemických olympiád z krajín SNŠ a Pobaltia. Minulý rok sa táto olympiáda s veľkým úspechom konala v Almaty, tento rok v meste Pushchino v Moskovskej oblasti. Mendelejevova olympiáda umožňuje talentovaným deťom z bývalých republík Sovietskeho zväzu vstup na Moskovskú štátnu univerzitu a ďalšie prestížne univerzity bez skúšok. Mimoriadne cenná je aj komunikácia medzi učiteľmi chémie počas olympiády, ktorá prispieva k zachovaniu jedného chemického priestoru na území bývalej Únie.
Za posledných päť rokov sa počet predmetových olympiád výrazne zvýšil z toho dôvodu, že mnohé univerzity pri hľadaní nových foriem prilákania uchádzačov začali organizovať vlastné olympiády a výsledky týchto olympiád počítajú ako prijímacie skúšky. Jedným z priekopníkov tohto hnutia bola Chemická fakulta Moskovskej štátnej univerzity, ktorú každoročne vedie korešpondenčná a intramurálna olympiáda v chémii, fyzike a matematike. Táto olympiáda, ktorú sme nazvali „MSU Entrant“, má tento rok už 10 rokov. Poskytuje rovnaký prístup všetkým skupinám školákov k štúdiu na Moskovskej štátnej univerzite. Olympiáda prebieha v dvoch fázach: korešpondenčná a prezenčná. prvá - korešpondencia– etapa má zoznamovací charakter. Úlohy zverejňujeme vo všetkých odborných novinách a časopisoch a úlohy distribuujeme do škôl. Na rozhodnutie je určených takmer šesť mesiacov. Pozývame tých, ktorí splnili aspoň polovicu úloh druhýštádium – na plný úväzok turné, ktoré sa koná 20. mája. Písomné úlohy z matematiky a chémie nám umožňujú určiť víťazov olympiády, ktorí získavajú výhody pri nástupe na našu fakultu.
Geografia tejto olympiády je nezvyčajne široká. Každý rok sa na ňom zúčastňujú zástupcovia všetkých regiónov Ruska - od Kaliningradu po Vladivostok, ako aj niekoľko desiatok „cudzincov“ z krajín SNŠ. Rozvoj tejto olympiády viedol k tomu, že k nám prichádzajú študovať takmer všetky talentované deti z provincií: viac ako 60 % študentov Fakulty chémie Moskovskej štátnej univerzity pochádza z iných miest.
Univerzitné olympiády sú zároveň neustále pod tlakom ministerstva školstva, ktoré presadzuje ideológiu Jednotnej štátnej skúšky a snaží sa zbaviť univerzity nezávislosti pri určovaní foriem prijímania uchádzačov. A tu, napodiv, celoruská olympiáda prichádza na pomoc ministerstvu. Predstava ministerstva je taká, že výhody pri vstupe na vysoké školy by mali mať len účastníci tých olympiád, ktoré sú organizačne začlenené do štruktúry celoruskej olympiády. Každá univerzita môže samostatne usporiadať akúkoľvek olympiádu bez akéhokoľvek spojenia s celoruskou olympiádou, ale výsledky takejto olympiády sa nebudú započítavať do prijatia na túto univerzitu.
Ak sa takýto nápad pretaví do zákona, zasadí to pomerne silnú ranu pre prijímací systém na vysoké školy a hlavne pre stredoškolákov, ktorí prídu o veľa podnetov, aby sa prihlásili na univerzitu podľa vlastného výberu.
Tento rok sa však prijímanie na univerzity bude riadiť rovnakými pravidlami av súvislosti s tým chceme hovoriť o prijímacej skúške z chémie na Moskovskej štátnej univerzite.

Prijímacia skúška z chémie na Moskovskej štátnej univerzite

Prijímacia skúška z chémie na Moskovskej štátnej univerzite sa koná na šiestich fakultách: chemická, biologická, medicína, pôdoznalectvo, fakulta materiálových vied a nová fakulta bioinžinierstva a bioinformatiky. Skúška je písomná a trvá 4 hodiny. Počas tejto doby musia školáci vyriešiť 10 problémov rôznej úrovne zložitosti: od triviálnych, t. j. „upokojujúcich“ až po celkom zložité, ktoré umožňujú rozlišovať známky.
Žiadna z úloh nevyžaduje špeciálne znalosti nad rámec toho, čo sa študuje na špecializovaných chemických školách. Napriek tomu je väčšina problémov štruktúrovaná tak, že ich riešenie si vyžaduje myslenie, založené nie na memorovaní, ale na znalostiach teórie. Ako príklad by sme chceli uviesť niekoľko takýchto problémov z rôznych odvetví chémie.

Teoretická chémia

Problém 1(Katedra biológie). Rýchlostná konštanta pre izomerizačnú reakciu A B sa rovná 20 s–1 a rýchlostná konštanta pre reverznú reakciu B A je rovná 12 s–1. Vypočítajte zloženie rovnovážnej zmesi (v gramoch) získanej z 10 g látky A.

Riešenie
Nech sa zmení na B X g látky A, potom rovnovážna zmes obsahuje (10 – X) g A a X g B. V rovnováhe je rýchlosť priamej reakcie rovná rýchlosti spätnej reakcie:

20 (10 – X) = 12X,

kde X = 6,25.
Zloženie rovnovážnej zmesi: 3,75 g A, 6,25 g B.
Odpoveď. 3,75 g A, 6,25 g B.

Anorganická chémia

Problém 2(Katedra biológie). Aký objem oxidu uhličitého (NO) musí prejsť 200 g 0,74 % roztoku hydroxidu vápenatého, aby hmotnosť vytvorenej zrazeniny bola 1,5 g a roztok nad zrazeninou sa nezafarbil fenolftaleínom?

Riešenie
Keď oxid uhličitý prechádza cez roztok hydroxidu vápenatého, najprv sa vytvorí zrazenina uhličitanu vápenatého:

ktorý sa potom môže rozpustiť v nadbytku CO2:

CaC03 + C02 + H20 = Ca(HC03)2.

Závislosť hmotnosti sedimentu od množstva látky CO 2 má nasledujúci tvar:

Ak je nedostatok CO 2, roztok nad zrazeninou bude obsahovať Ca(OH) 2 a s fenolftaleínom poskytne fialovú farbu. Podľa tejto podmienky nedochádza k zafarbeniu, preto je CO 2 prebytok
v porovnaní s Ca(OH)2, t.j. najprv sa všetok Ca(OH)2 premení na CaC03 a potom sa CaC03 čiastočne rozpustí v C02.

(Ca(OH)2) = 200 0,0074/74 = 0,02 mol, (CaC03) = 1,5/100 = 0,015 mol.

Aby všetok Ca(OH) 2 prešiel do CaCO 3, musí pôvodným roztokom prejsť 0,02 molu CO 2 a potom ešte 0,005 molu CO 2, aby sa rozpustilo 0,005 molu CaCO 3 a zostáva 0,015 mol.

V(C02) = (0,02 + 0,005) 22,4 = 0,56 l.

Odpoveď. 0,56 l CO2.

Organická chémia

Problém 3(chemická fakulta). Aromatický uhľovodík s jedným benzénovým kruhom obsahuje 90,91 % hmotnosti uhlíka. Pri oxidácii 2,64 g tohto uhľovodíka okysleným roztokom manganistanu draselného sa uvoľní 962 ml plynu (pri 20 °C a normálnom tlaku) a nitráciou sa vytvorí zmes obsahujúca dva mononitroderiváty. Stanovte možnú štruktúru východiskového uhľovodíka a napíšte schémy uvedených reakcií. Koľko mononitroderivátov vzniká pri nitrácii produktu oxidácie uhľovodíkov?

Riešenie

1) Určite molekulový vzorec požadovaného uhľovodíka:

(C):(H)= (90,91/12):(9,09/1) = 10:12.

Preto je uhľovodík C10H12 ( M= 132 g/mol) s jednou dvojitou väzbou v bočnom reťazci.
2) Nájdite zloženie bočných reťazcov:

(CioHi2) = 2,64/132 = 0,02 mol,

(C02) = 101,3 0,962/(8,31 293) = 0,04 mol.

To znamená, že dva atómy uhlíka opúšťajú molekulu C10H12 počas oxidácie manganistanom draselným, preto existovali dva substituenty: CH3 a C(CH3) = CH2 alebo CH = CH2 a C2H5.
3) Určme relatívnu orientáciu bočných reťazcov: pri nitrácii iba para izomér poskytuje dva mononitroderiváty:

Keď sa produkt úplnej oxidácie, kyselina tereftalová, nitruje, vzniká iba jeden mononitroderivát.

Biochémia

Problém 4(Katedra biológie). Úplnou hydrolýzou 49,50 g oligosacharidu vznikol iba jeden produkt - glukóza, ktorej alkoholovou fermentáciou vzniklo 22,08 g etanolu. Stanovte počet glukózových zvyškov v molekule oligosacharidu a vypočítajte množstvo vody potrebné na hydrolýzu, ak je výťažok fermentačnej reakcie 80 %.

N/( n – 1) = 0,30/0,25.

Kde n = 6.
Odpoveď. n = 6; m(H 2 O) = 4,50 g.

Problém 5(Fakulta medicíny). Úplnou hydrolýzou pentapeptidu Met-enkefalínu sa získali tieto aminokyseliny: glycín (Gly) – H 2 NCH 2 COOH, fenylalanín (Phe) – H 2 NCH(CH 2 C 6 H 5) COOH, tyrozín (Tyr) – H2NCH(CH2C6H4OH)COOH, metionín (Met) – H2NCH(CH2CH2SCH3)COOH. Z produktov čiastočnej hydrolýzy toho istého peptidu boli izolované látky s molekulovými hmotnosťami 295, 279 a 296. Stanovte dve možné sekvencie aminokyselín v tomto peptide (v skrátenej forme) a vypočítajte jeho molárnu hmotnosť.

Riešenie
Na základe molárnych hmotností peptidov možno ich zloženie určiť pomocou hydrolýznych rovníc:

dipeptid + H 2 O = aminokyselina I + aminokyselina II,
tripeptid + 2H 2 O = aminokyselina I + aminokyselina II + aminokyselina III.
Molekulové hmotnosti aminokyselín:

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

295 + 2 18 = 75 + 75 + 181,
tripeptid – Gly–Gly–Tyr;

279 + 2 18 = 75 + 75 + 165,
tripeptid – Gly–Gly–Phe;

296 + 18 = 165 + 149,
dipeptid – Phe-Met.

Tieto peptidy môžu byť kombinované do pentapeptidu nasledovne:

M= 296 + 295 – 18 = 573 g/mol.

Možné je aj presne opačné poradie aminokyselín:

Tyr–Gly–Gly–Phe–Met.

Odpoveď.
Met–Phe–Gly–Gly–Tyr,
Tyr–Gly–Gly–Phe–Met; M= 573 g/mol.

Konkurencia na Chemickú fakultu Moskovskej štátnej univerzity a ďalších chemických univerzít je v posledných rokoch stabilná a úroveň prípravy uchádzačov rastie. Preto, aby sme to zhrnuli, tvrdíme, že napriek zložitým vonkajším a vnútorným okolnostiam má chemické vzdelávanie v Rusku dobré vyhliadky. Presviedča nás o tom predovšetkým nevyčerpateľný prúd mladých talentov, zanietených pre našu milovanú vedu, snažiacich sa získať dobré vzdelanie a prospieť svojej krajine.

V.V.EREMIN,
docent, Fakulta chémie Moskovskej štátnej univerzity,
N.E.KUZMENKO,
Profesor Chemickej fakulty Moskovskej štátnej univerzity
(Moskva)