Pomaturalne uwagi o chemii w polskich szkołach średnich

autor: Przemysław Mastalerz

Mamy już za sobą najdłuższy w historii świata egzamin maturalny i możemy ocenić wymagania w zakresie chemii stawiane absolwentom szkół średnich w Polsce. Oprócz pytań, z jakimi borykali się uczniowie na maturze, źródłem informacji o wymaganiach są też różne przedmaturalne publikacje, zawierające treści próbnych egzaminów maturalnych [1-3] i szczegółowe zestawienia wymagań [3]. W informatorze [3] pod hasłem “zdający potrafi” znajdujemy na 17 stronach wykaz tego wszystkiego, co według pedagogów uczniowie powinni umieć. Na podstawie tych materiałów można ocenić nie tylko wymagania egzaminacyjne ale także program nauczania, którego konsekwencją są wymagania stawiane uczniom.

O chemii w szkołach pisałem już w Orbitalu w roku 2001 [4], gdzie wyraziłem opinię, że obowiązujący w Polsce program chemii organicznej mógłby być napisany na początku ubiegłego wieku. Obecnie muszę niestety podtrzymać tamtą opinię i mogę jeszcze dodać, że program chemii nieorganicznej też jest zacofany, bo mógłby powstać około roku 1940.

Zarzut tak wielkiego zacofania jest bardzo poważny i wymaga szczegółowego wyjaśnienia stosownymi przykładami. Niestety, przykładów jest aż za dużo.

Bardzo poważną częścią chemii nieorganicznej i organicznej jest chemia związków kompleksowych. Na lekcjach biologii uczniowie spotykają się z takimi związkami na przykładach chlorofilu i hemoglobiny, ale brak wzmianki o związkach kompleksowych w programach chemii. Tymczasem tak niewiele wysiłku i czasu wymagałoby wyjaśnienie, w jaki sposób związki te różnią się od innych związków chemicznych. Obecny program zbliża się do tego zagadnienia gdy wspomina o reakcji alkoholi wielohydroksylowych z wodorotlenkiem miedzi(II) i potrzebny byłby tylko jeden mały krok dalej, żeby ta marginalna w chemii analitycznej i organicznej reakcja nabrała dydaktycznego sensu i poszerzyła wiedzę uczniów. Inne niewykorzystane zbliżenie do chemii związków kompleksowych ma miejsce przy omawianiu amfoteryczności cynku i glinu.

Bez chromatografii nie byłoby współczesnej chemii, ale próżno byłoby szukać tego słowa w szkolnych programach chemii. Tymczasem nawet najprostsze doświadczenia chromatograficzne na bibule mają ogromny walor dydaktyczny i są bardzo tanie. Zarzut braku lekcyjnego czasu na rozwijanie chromatogramów można łatwo oddalić, bo nic nie stoi na przeszkodzie, żeby lekcje chemii odbywały się w dwóch kolejnych dniach a chromatogramy rozwijałyby się w nocy.

Współczesnej chemii nie byłoby też bez spektroskopii. Tymczasem metody analityczne na egzaminie maturalnym ograniczają się do obserwacji barwy roztworów lub powstawania osadów. Koniecznie trzeba znaleźć czas lekcyjny na uświadomienie uczniom, że współczesny chemik tylko w wyjątkowych przypadkach korzysta z reakcji chemicznych w celach analitycznych, bo analityczne problemy najłatwiej rozwiązuje się metodami spektroskopowymi.

Na lekcjach fizyki uczniowie zapoznają się z podczerwienią i ultrafioletem, więc chociażby dla wykazania jednego z powiązań między fizyką i chemią trzeba wspomnieć o zastosowaniu spektroskopii w badaniach budowy związków organicznych..

W chemii organicznej wyróżniamy reakcje jonowe i rodnikowe. Jest to bardzo ważne uogólnienie, ale nie ma o nim ani słowa w programie nauczania chemii. W maturze 2005 zbliżono się do tego problemu w zadaniu 29, dotyczącym bromowania toluenu. Brak podziału reakcji związków organicznych na jonowe i rodnikowe jest bardzo poważnym mankamentem programu. Skoro już zwraca się uwagę na zależność kierunku bromowania toluenu od warunków reakcji to należy pójść dalej i wyjaśnić, od czego to zależy.

Pouczające jest porównanie programu chemii z programami biologii i fizyki. Na lekcjach fizyki i biologii molekularnej uczniowie muszą wznosić się na wysokie poziomy naukowej abstrakcji a na chemii prezentuje im się program prymitywny i przestarzały. W porównaniu z fizyką, matematyką i biologią pogram chemii sprawia wrażenie, że został napisany dla uczniów, którzy głupieją natychmiast po wejściu do gabinetu, w którym odbywają się lekcje chemii.

Kto nie widzi pilnej konieczności unowocześnienia programu chemii w liceum niech sobie wyobrazi, jaka byłaby reakcja nauczycieli i władz szkolnych, gdyby obecnie zaproponowano programy fizyki i biologii o sto lat opóźnione w stosunku do obecnego stanu tych nauk. Dlaczego zatem nikt nie protestuje przeciwko złemu programowi chemii?

Program chemii budzi zastrzeżenia nie tylko z powodu zacofania. Innym powodem jest niezgodność ze stanem wiedzy. Mogę przytoczyć trzy przykłady:

1. W próbnej maturze, opracowanej przez Okręgowe Komisje Egzaminacyjne w Łomży i w Warszawie, przedmiotem zadania nr 36 [1] jest reakcja czwartego rzędu. Jest to błąd, bo chemia nie zna reakcji czwartego rzędu. Jest to też przykład zbyt formalnego podejścia do kinetyki chemicznej.

2. W zbiorze arkuszy egzaminacyjnych Beaty Kupis na str. 91 i 145 jest omawiane zadanie w którym propanol jest utleniany tlenkiem miedzi CuO do propanalu. Jest to błąd, bo CuO nie nadaje się do otrzymywania aldehydów z alkoholi. Mamy tu jeszcze jeden przykład formalnego podejścia do chemii, bez dbałości o poprawność.

3. W przedmaturalnych zbiorach zadań często można spotkać zadania według których białko wykrywa się na podstawie żółtej barwy, pojawiającej się po dodaniu stężonego kwasu azotowego. Owszem, reakcja taka jest znana ale już od dawna nie jest używana do wykrywania białka.

Nie są to wcale błahe uwagi, bo na egzaminach maturalnych nie może być absolutnie żadnych błędów.

Mój ostatni zarzut dotyczy przeładowania programu niepotrzebnymi szczegółami. Od uczniów, którzy nigdy nie wykonywali żadnych doświadczeń, nie wolno wymagać, żeby pamiętali barwy związków chromu i manganu na różnych stopniach utlenienia albo żeby wiedzieli, jak się wykrywa fenol. Problem przeładowania szczegółami jest tak poważny, że powinien być podjęty przez ekspertów dydaktyki chemii ze wsparciem ze strony tych, którzy rozumieją, co w chemii jest ważne. Ze swej strony mogę dodać, że przykładem przeładowania jest umieszczenie w programie i egzekwowanie na egzaminie maturalnym stopni utlenienia atomów węgla w związkach organicznych (matura 2005, zad. 42). Pojęcia tego nie ma w licznych akademickich podręcznikach, bo nie jest potrzebne do rozumienia chemii organicznej, gdzie są dużo ważniejsze problemy niż umiejętność bilansowania równań reakcji.

PIŚMIENNICTWO CYTOWANE

[1] Chemia, Arkusze Egzaminacyjne, Część pierwsza, Okręgowe Komisje Egzaminacyjne Gdańsku, Poznaniu, Jaworznie, Wrocławiu, Warszawie, Łomży, Krakowie i Łodzi, Wydawnictwo Szkolne Omega, 2005.

[2] B. Kupis, Chemia, Arkusze Egzaminacyjne, Część druga, Wydawnictwo Szkolne Omega, Kraków 2004.

[3] Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Jaworznie, Informator maturalny od 2005 roku z Chemii, Warszawa 2005.

[4] P. Mastalerz, Orbital 6/2001, 263.

[5] Egzamin maturalny z chemii, OKE Kraków i OKE Wrocław.