Контекстные задачи на уроках химии как средство формирования функциональной грамотности

Автор: Васильева Татьяна Викторовна

Организация: МАОУ СОШ № 47

Населенный пункт: Томская область, г. Томск

На уроках химии в 9 классах я регулярно сталкиваюсь с ситуацией, когда ученик уверенно записывает уравнение реакции, правильно расставляет коэффициенты, знает формулу карбоната кальция — но не может ответить на вопрос, почему в чайнике образуется накипь и как её убрать. Знание есть, а связи с жизнью нет. Именно этот разрыв между заученной формулой и пониманием того, как химия работает в реальности, я считаю главной проблемой, которую нужно решать системно — на уровне методики, а не отдельных заданий.

ФГОС основного общего образования ориентирует педагогов на формирование функциональной грамотности — способности применять предметные знания в ситуациях, не описанных в учебнике. Химия как предмет по своей природе тесно связана с реальностью: от состава продуктов на этикетке до выбросов промышленных предприятий. Однако традиционная система расчётных задач абстрактного характера эту связь практически не отрабатывает.

Цель данной статьи — представить методическую систему использования контекстных задач на уроках химии в 9–11 классах для формирования естественно-научной грамотности и показать результаты её применения.

Я работаю с понятием функциональной грамотности через три составляющих. Первая — умение объяснять явления через химию: почему ржавеет железо, почему уксус удаляет накипь, почему алюминиевая ложка не растворяется в супе, хотя алюминий стоит выше водорода в ряду активности. Вторая — способность воспринимать и анализировать данные: таблицы, графики, этикетки, технические описания — и делать из них выводы. Третья — умение аргументировать решение, опираясь на научные факты, а не на бытовые представления.

Все три составляющие невозможно отработать стандартными расчётными задачами. Нужен инструмент, который погружает ученика в ситуацию, где химическое знание — не самоцель, а средство решения проблемы. Таким инструментом стали контекстные задачи — задания, в которых химическое содержание «упаковано» в реальную жизненную ситуацию, а ученику нужно сначала выделить химическую суть, а потом применить её для ответа на практический вопрос.

Вот простой пример различия. Традиционная задача: «Вычислите массовую долю азота в аммиачной селитре». Контекстная задача: «Перед вами пакет с удобрением для огорода. На упаковке указано, что удобрение содержит аммиачную селитру. Хозяйка хочет узнать, сколько чистого азота она вносит в почву при использовании одного пакета. Проведите расчёт и объясните, почему избыток азота в почве опасен». Первая проверяет память и навык вычисления. Вторая требует того же расчёта, но добавляет анализ, интерпретацию и аргументацию.

В практике я выделила три типа контекстов, которые органично ложатся на курс химии 9–11 классов.

Бытовой контекст — то, с чем ученик встречается каждый день: чистящие средства, продукты, лекарства, вода из-под крана. При изучении кислот я предлагаю задачу о чистке чайника кислотой. Ученики не просто записывают реакцию — они объясняют, почему мраморную столешницу тем же средством чистить нельзя, и формулируют правила безопасности.

Экологический контекст — ситуации, связанные с охраной окружающей среды: выбросы, качество воды, кислотные дожди, утилизация отходов. Я живу в Томске, и здесь есть богатый материал: экологическая обстановка в районе нефтепереработки, качество воды в реке Томь, состав почв в разных районах области. Добавление местных данных резко повышает вовлечённость — ребята обсуждают то, что видят за окном.

Производственный контекст — моделирование профессиональных ролей: лаборант, технолог, агроном. Нужно не просто посчитать, а принять решение. Например, расчёт концентрации удобрения для подкормки с учётом нормы внесения азота и экологических ограничений.

Принципиальное отличие моего подхода от простого «введения интересных задач» — в системности. Контекстные задачи появляются на уроках не от случая к случаю, а встроены в логику изучения тем: каждая ключевая тема 9–11 классов получает набор из 2–3 задач. В каждой задаче формулирую три уровня заданий: низкий — найти в тексте конкретную информацию; средний — применить знание для расчёта; высокий — предложить и обосновать решение проблемы.

Примеры контекстных задач

Задача «Жёсткость воды в Томске: считаем и выбираем» (9 класс). В пробе воды из квартиры в Томске жёсткость составила 6,8 мг‑экв/л. По СанПиН норма — не более 7 мг‑экв/л, но при таком уровне в чайнике быстро образуется накипь. Известно, что 1 мг‑экв жёсткости соответствует 20,04 мг ионов Ca²⁺ в 1 л воды. В магазине предложили три фильтра:

• ионообменный — заменяет Ca²⁺ и Mg²⁺  на Na⁺
• обратного осмоса — удаляет почти все соли;
• угольный — убирает хлор и органику, жёсткость не снижает.

Задание первого уровня — записать уравнение реакции разложения гидрокарбоната кальция. Задание второго уровня — рассчитать сколько миллиграммов ионов Ca²⁺ содержится в 1 л этой воды. Сделайте короткий вывод: насколько критичен уровень жёсткости для бытовой техники. Задание третьего уровня — выберите один фильтр для защиты чайника и стиральной машины и один — для питьевой воды. Кратко (1–2 предложения) обоснуйте выбор. Дополнительно напишите практический совет по уходу за чайником в таких условиях и дайте ему химическое объяснение в одном предложении. На этапе погружения показываю образец накипи и обсуждаем её состав.

Задача «Аммиачная селитра на поле» (9 класс, тема «Азот и его соединения»). У многих учеников бабушки и дедушки держат огород, поэтому задача про удобрение звучит не абстрактно. Первый уровень — вычислить массовую долю азота в аммиачной селитре. Второй уровень — рассчитать, сколько граммов удобрения нужно на участок 70 м², если на 100 м² вносят 200 г азота, а массовая доля азота в селитре — 35%. Третий уровень — объяснить, почему избыток азотных удобрений опасен, и предложить способ контроля содержания азота в почве. Расчётное задание второго уровня по формату совпадает с заданием 19 ОГЭ — расчётной контекстной задачей с практической ситуацией.

Задача «Переработка ПЭТ в Томске: от бутылки до гранулы» (10 класс, тема «Полимеры, массовая доля, выход продукта, практические расчёты.») Школьный экоклуб собрал 120 использованных ПЭТ‑бутылок из‑под сока. Средняя масса одной бутылки — 24 г. После сортировки 12 % тары пришлось отбраковать (этикетки, крышки из другого пластика, загрязнения). Из оставшегося сырья на местном пункте переработки получают гранулы ПЭТ с выходом 88 % от массы подготовленного сырья. Первый уровень — рассчитать общую массу собранной тары в граммах и переведите в килограммы. Второй уровень — рассчитать сколько граммов сырья осталось после отбраковки 12 %, сколько граммов гранул ПЭТ получится из этого сырья при выходе 88 %? Дополнительно, объясните одним предложением, почему крышки и этикетки нужно отделять от ПЭТ‑бутылок до переработки. Третий уровень — предположите, что удалось снизить долю брака с 12 % до 5 %. Пересчитайте массу гранул и оцените, на сколько килограммов больше получится по сравнению с исходным условием. Задача демонстрирует, как расчёт выхода вторичного сырья при переработке ПЭТ помогает сократить объёмы пластиковых отходов и снизить нагрузку на окружающую среду.

Честно о трудностях. Не все темы легко ложатся в контекстный формат. «Строение атома» и «Периодический закон» сопротивляются — бытовых ситуаций мало. В таких случаях использую формат мини-исследований: сравниваем свойства элементов одного периода на примере реальных веществ. Вторая проблема — время: контекстная задача занимает 15–20 минут урока. Решение — включаю их точечно, 1–2 раза в неделю, чередуя с традиционными форматами.

Опыт показал, что системное использование контекстных задач способствует формированию функциональной грамотности: связывает предметное содержание с реальными жизненными ситуациями, развивает навыки работы с информацией, улучшает результаты выполнения заданий ОГЭ, ЕГЭ требующих анализа и расчёта. Трёхуровневая структура заданий обеспечивает дифференциацию обучения и позволяет оценить уровень функциональной грамотности каждого учащегося. Перспективным направлением считаю интеграцию контекстных задач с цифровыми инструментами и расширение регионального компонента.

Список литературы

1. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования: утв. приказом Минпросвещения России от 31.05.2021 № 287.
2. Открытый банк заданий ФИПИ (раздел «Химия»). — URL:https://fipi.ru.