Program nauczania chemii w zakresie rozszerzonym dla liceum ogólnokształcącego i technikum

Założenia programu nauczania

Jednym z celów programu jest zwrócenie uwagi na korelację międzyprzedmiotową w nauczania chemii i biologii, która ułatwi uczniom realizację zagadnień w podstawie programowej biologii m.in.:

1.3.- Wyjaśnia rolę wody w życiu organizmów, z uwzględnieniem jej właściwości fizycznych i chemicznych.
2.1.- Przedstawia budowę węglowodanów (uwzględniając wiązania glikozydowe α, β); rozróżnia monosacharydy (glukoza, fruktoza, galaktoza, ryboza, deoksyryboza), disacharydy (sacharoza, laktoza, maltoza), polisacharydy (skrobia, glikogen, celuloza, chityna) i określa znaczenie biologiczne węglowodanów, uwzględniając ich właściwości fizyczne i chemiczne; planuje oraz przeprowadza doświadczenie wykazujące obecność monosacharydów i polisacharydów w materiale biologicznym.
2.2. - Przedstawia budowę białek (uwzględniając wiązania peptydowe); rozróżnia białka proste i złożone; opisuje strukturę I-, II-, III- i IV-rzędową białek; planuje i przeprowadza doświadczenie wykazujące obecność białek w materiale biologicznym; przedstawia wpływ czynników fizycznych i chemicznych na białko (zjawisko koagulacji i denaturacji); określa biologiczne znaczenie białek (albuminy, globuliny, histony, kolagen, keratyna, fibrynogen, hemoglobina, mioglobina); przeprowadza obserwacje wpływu wybranych czynników fizycznych i chemicznych na białko.
2.3. - Przedstawia budowę lipidów (uwzględniając wiązania estrowe); rozróżnia lipidy proste i złożone, przedstawia właściwości lipidów oraz określa ich znaczenie biologiczne; planuje i przeprowadza doświadczenie wykazujące obecność lipidów w materiale biologicznym.
2.2. - Przedstawia znaczenie NAD+, FAD, NADP+ w procesach utleniania i redukcji.

Warto nadmienić, iż realizacja wymienionych zagadnień podczas zajęć biologii jest trudna. Niestety przypada ona na klasę pierwszą, podczas gdy w klasycznym układzie nauczania chemii treści te realizowane są dopiero pod koniec klasy czwartej. W związku z tym zaistniała obiektywna konieczność dydaktyczna zmodyfikowania kolejności tematów realizowanych w ramach podstawy programowej z chemii. Wcześniejsze wprowadzenie niezbędnych treści biochemicznych ułatwi biologom realizację ich programu nauczania, a uczniom ułatwi rozumienie procesów oraz zjawisk przyrodniczych. Umożliwi to uczącym się dostrzeganie naturalnych powiązań między zjawiskami, a to z kolei pozwala spojrzeć na wiele problemów w szerszym zakresie. Ponadto pozwala to na uniknięcie dualizmu pojęciowego i sprawia, że opanowanie trudnych zagadnień biologicznych staje się znacznie efektywniejsze, gdy uczeń posiada już podbudowę z podstawowych wiadomości chemicznych.

Program opiera się na współczesnych założeniach neurodydaktyki, wykorzystując mechanizmy optymalizujące procesy zapamiętywania i tworzenia śladów pamięciowych. W tym celu zaplanowano zwiększoną ilość powtórzeń opartych na zadaniach pochodzących z arkuszy maturalnych CKE z lat ubiegłych (49godzin). Dodatkowo uczniowie w całym cyklu kształcenia przystąpią do pięciu diagnoz (15 godzin), z których każda kolejna obejmować będzie cały materiał zrealizowany od początku nauki.

Struktura ta bezpośrednio realizuje neurobiologiczny efekt odstępu (spaced repetition) oraz efekt testowania (retrieval practice). Regularne, aktywne wydobywanie informacji z pamięci podczas rozwiązywania zadań problemowych stymuluje neuroplastyczność mózgu, zapobiega naturalnemu procesowi zapominania i skutecznie umożliwia przeniesienie wiedzy z pamięci krótkotrwałej do pamięci długoterminowej. Dzięki temu proces powtórzeniowy staje się bardziej efektywny i naturalny dla biologicznych możliwości ludzkiego mózgu.

W programie celowo zaplanowano specjalny dział powtórkowo-syntetyzujący o nazwie „Metale, niemetale i ich związki. Synteza wiadomości z chemii ogólnej, nieorganicznej i fizycznej”. Z punktu widzenia neurodydaktyki, czyli nauki o tym, jak uczy się ludzki mózg, dział ten działa na zasadzie tzw. nauczania spiralnego. Oznacza to, że uczeń wraca do znanych już tematów, ale patrzy na nie z szerszej perspektywy i łączy je w spójną całość.

W tym dziale nie chodzi o zwykłe powtarzanie regułek z pamięci krótkotrwałej. Przeplatanie suchej teorii z chemii fizycznej z praktycznymi opisami reakcji metali i niemetali zmusza mózg do głębokiego, aktywnego myślenia. Dzięki temu uczeń tworzy w głowie trwałą sieć powiązań między różnymi tematami. Taki proces pozwala przenieść wiedzę do pamięci długotrwałej, uczy wyciągania wniosków i zapobiega sytuacji, w której uczeń zna materiał tylko powierzchownie.

Podczas realizacji programu istotną rolę wychowawczą odgrywa nauczyciel chemii. Jego zadaniem jest wychowanie ucznia w postawie proekologicznej. Powinien zadbać o świadome i krytyczne spostrzeganie zagrożeń wynikających z zanieczyszczenia środowiska, co pozwoli uczniom dostrzegać, jakie dobrodziejstwa i zagrożenia są konsekwencją obecności pojawiających się nowych substancji oraz materiałów chemicznych w produktach codziennego użytku, spożywczych i kosmetykach.

Istotne jest, aby w miarę możliwości unikać formy pokazu na rzecz samodzielnego (lub w nielicznych grupach) wykonywania doświadczeń chemicznych, badań, eksperymentów i obserwacji zjawisk. Jest to niezwykle ważne, ponieważ pozwala wzbudzić kreatywność, pomysłowość oraz uczy komunikacji. Kształtuje również umiejętność stawiania hipotez oraz ich weryfikację, analizowanie wyników i odczytywanie danych z wykresu. Uczeń powinien nabywać prawidłowe umiejętności korzystania z różnych źródeł informacji, selekcjonowania, właściwej interpretacji i stosowania przyswojonej wiedzy w życiu codziennym. Należy bazować na samodzielnej pracy uczniów, stosując np. metodę lekcji odwróconej, co wpływa na zwiększenie motywacji wewnętrznej.

Praktycznym narzędziem do realizacji tych założeń są zawarte w programie treści nauczania opisane czasownikami operacyjnymi takimi jak: wyszukuje, porządkuje, porównuje, prezentuje. Opisują one umiejętności złożone, które nie są związane z prostym przyswajaniem wiadomości przez zapamiętywanie i nie powinny być egzekwowane jako czysta wiedza faktograficzna. Na kształcenie tych proekologicznych i analitycznych kompetencji zaplanowano w rozkładzie materiału łącznie 9 godzin, które zostaną w całości przeznaczone na realizację dwóch dedykowanych projektów edukacyjnych o charakterze badawczo-prezentacyjnym:

W ramach działu „Chemia w życiu codziennym”.
W ramach działu „Elementy ochrony środowiska”.

Wdrożenie metody projektu edukacyjnego idealnie odpowiada na te założenia. Pozwala przenieść środek ciężkości z nauczania podającego na samodzielną, zespołową pracę badawczą uczniów, bezpośrednio ukierunkowaną na realne problemy otaczającego nas świata i zwieńczoną publiczną prezentacją wyników. Zastosowanie technologii informacyjno-komunikacyjnych (TIK) jako naturalnego narzędzia badawczego na lekcjach chemii pozwoli na rozwijanie krytycznego myślenia, pobudzi kreatywność i innowacyjność, a w dalszej perspektywie wykształci u uczniów proaktywne nastawienie oraz chęć tworzenia nowoczesnych, ekologicznych rozwiązań. Takie przygotowanie sprawi, że absolwenci będą potrafili efektywnie i świadomie funkcjonować w stale ewoluującym świecie. W związku z powyższym, realizacja tych dwóch obszarów programowych zostaje wdrożona w formie autorskiej innowacji metodycznej.

W procesie kształcenia chemicznego istnieje konieczność skoncentrowania się na rozwijaniu umiejętności zorientowanych na przyszłość, które mogą stanowić jeden z fundamentów osiągnięcia sukcesu w dynamicznym środowisku zawodowym. Jednym z kluczowych elementów osiągania sukcesu zawodowego jest zdolność do szybkiego przyswajania informacji dostępnych w wyniku nowych odkryć i postępów naukowych. Ponadto istotne jest nabywanie i rozwijanie umiejętności kompleksowego rozwiązywania problemów. Myślenie analityczne i krytyczne, w tym umiejętne wyciąganie wniosków poprzedzone analizą danych, stanowi kolejny kluczowy aspekt, za pomocą którego możliwe jest głębsze zrozumienie zjawisk chemicznych. Równocześnie umiejętności oceny i podejmowania decyzji są niezbędne, aby skutecznie zarządzać i podejmować trafne decyzje w różnorodnych sytuacjach. Rejestrowanie i ocena uzyskanych wyników to istotny element, który wspiera rozwój umiejętności samooceny. Poprzez systematyczne analizowanie wyników eksperymentów czy projektów, uczniowie uzyskują możliwość oceny efektywności swojej pracy i mogą podejmować świadome decyzje dotyczące dalszego rozwoju. Wspólnie te umiejętności tworzą solidny fundament dla absolwentów kształcenia chemicznego, przygotowując ich do wyzwań i dynamicznych zmian w dziedzinie chemii.