Научные открытия в химии

Открытия в химииПривнесение свежей научной «крови» в школьные учебники химии не просто давно назрело, а прилично запоздало, ведь их содержание, как уже отмечалось, не сильно изменилось за последние сорок лет. Проблема заключается в оптимальном выборе концепций, методов исследования и технологий, которые можно было бы рекомендовать для включения в школьный курс химии.

К ее решению можно подойти с разных сторон. В первую очередь со стороны максимального приближения учебника к реалиям нашей жизни. Необходимо, чтобы выпускник школы хотя бы понимал химические термины, которые могут ему встретиться в повседневной жизни. Но согласно результатам уникального исследования профессора Г.В.Лисичкина и А.В.Карпухина, из 240 наиболее часто встречающихся в СМИ химических терминов 80 отсутствуют в школьном курсе химии.

Из материалов это, например, «керамика», «жидкие кристаллы» и «композиционные материалы». Еще более широк перечень «изгоев» в разделе «химическая технология и экология»: «возобновляемые ресурсы» (источники энергии), «топливные элементы», «биотопливо», «взрывчатые вещества», «отравляющие вещества», «аккумуляторы», «АЭС», «ПДК» и др. Понятно, что такая ситуация недопустима.

Второй аспект — это наиболее значимые достижения химии за последние 30—40 лет. «Утвержденного» списка этих достижений нет, поэтому я рискну привести свою, сугубо субъективную первую десятку в порядке перечисления, а не значимости.

1. Открытие фуллеренов, углеродных нанотрубок, графена. Иными словами — прогресс химии простых соединений, ренессанс неорганической химии. Открытие графена в 2004 году и Нобелевская премия по химии 2010 года, полученная
за это нашими соотечественниками, пусть и работающими з рубежом, — именно тот факт, который может поразить воображение школьника.

2. Сверхпроводящие керамики. Еще один пример феноменального прогресса неорганической химии, что уж говорить о впечатлении от объектов, левитирующих в поле сверхпроводящих магнитов.

3. Создание сканирующих зондовых микроскопов, позволяющих «увидеть» атомы и изучать структуру вещества с атомарным разрешением. Эти «космические» устройства не могут не поразить воображение школьника.

4. Органические полимеры, проводящие электрический ток. Сам факт того, что органическое вещество проводит электри- ческий ток, противоречит тому, что говорят об органических веществах в школе и одним этим привлекает внимание.

5. Твердофазный синтез полипептидов и олигонуклеотидов. В более общем виде — машинный синтез сложных органиче- ских соединений. Синтез «по программе» в полной мере от- вечает умонастроению современных школьников.

6. Расшифровка генома человека. Вершина айсберга, включающего создание разнообразных методов трансформации ДНК, получение генетически модифицированных организмов, генную терапию и т. п. Все эти темы на слуху, их активно обсуж- дают в СМИ, они касаются каждого из нас и потому безусловно интересны школьникам.

7. Полимеразная цепная реакция (ПЦР). Уникальная реакция, позволяющая размножать фрагменты молекулы ДНК, дополнила многочисленные типы химических реакций (соединения, разложения, замещения, полимеризации и т. д.) принципиально новым — размножением по шаблону. Не случайно, что создатель ПЦР Кэри Маллис получил Нобелевскую премию по химии. Генетический анализ, который уже становится неотъ- емлемым атрибутом медицины, невозможен без этой реакции.

8. Прогресс микроэлектроники, в более широком плане — прогресс в области получения полупроводниковых материалов и структур.

9. «Зеленая» химия. Принципиальный курс на разработку технологий, наносящих минимальный вред окружающей среде, а также технологий, использующих возобновляемые источники сырья, — это будущее, которое будут создавать нынешние школьники. И неплохо бы им об этом знать.

10 Абиогенный природный газ. Доказательство возможности абиогенного образования природного газа в земной коре переводит природный газ в разряд возобновляемых ис- точников сырья и энергии и позволяет по-новому взглянуть на перспективы развития цивилизации.

Можно привести и другие примеры. Химия как наука претерпела за последние десятилетия существенные изменения и далеко ушла от тех концепций, которые излагаются в школьном курсе. В какой мере эти изменения должны быть отражены в школьном курсе химии? Или в более общем виде: насколько школьный курс должен соответствовать современному уровню развития науки?

Ответ на этот вопрос далеко не очевиден. В любом случае наука развивается быстрее, чем меняются школьные программы и учебники, и догнать ее невозможно в принципе. При этом в погоне за «современностью» можно утратить понимание фундаментальных основ науки, разъяснению которых и служит школьный курс. Так что вводить «современные» при- меры в школьный курс химии следует взвешенно, осторожно и точечно. Впрочем, выбор примеров зависит от содержания курса, а здесь возможны два варианта.