1. Краткая характеристика КИМ по предмету Подходы к отбору
advertisement
1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КИМ ПО ПРЕДМЕТУ Подходы к отбору содержания, разработке структуры КИМ ЕГЭ по химии 2015г. Контролю и оценке в рамках итоговой аттестации выпускников подлежит содержание Обязательного минимума содержания основных образовательных программ Федерального компонента государственных стандартов основного и среднего (полного) общего образования по химии базового и профильного уровней 2004г., которое представляет обобщенную систему знаний основ неорганической, органической и общей химии. К числу главных составляющих этой системы относятся: ведущие понятия химии: о химическом элементе, веществе и химической реакции; основные законы и теоретические положения химии; знания о системности и причинности химических явлений, генезисе веществ, способах познания химических реакций и веществ, а также их применение. В соответствии с требованиями стандарта данная система знаний является обязательной для освоения обучающимися. Основу подходов к разработке КИМ ЕГЭ по химии составили те общие методические установки, которые были определены в ходе формирования экзаменационных моделей предыдущих лет. Суть данных установок заключается в том, что: - КИМ ЕГЭ по химии, использованные в Свердловской области в 2015г., ориентированы на проверку усвоения системы знаний, которая рассматривается в качестве инвариантного ядра содержания действующих программ по химии для общеобразовательных учреждений. В стандарте эта система знаний представлена в виде требований к подготовке выпускников. - с данными требованиями соотносится уровень предъявления в КИМ проверяемых элементов содержания; - в целях обеспечения возможности дифференцированной оценки учебных достижений выпускников КИМ ЕГЭ осуществляют проверку освоения основных образовательных программ по химии на трех уровнях сложности: базовом, повышенном и высоком; - учебный материал, на основе которого строятся задания, отбирается по признаку его значимости для общеобразовательной подготовки выпускников средней школы; - выполнение заданий экзаменационной работы предусматривает осуществление определенной совокупности действий. Среди них наиболее показательными являются, к примеру, такие как: умение выявлять классификационные признаки веществ и реакций; определять степень окисления химических элементов по формулам их соединений; объяснять сущность того или иного процесса, 1 устанавливать взаимосвязь состава, строения и свойств веществ. КИМ ЕГЭ по химии 2015г. позволили оценить умение экзаменуемого осуществлять разнообразные действия предметного и общеучебного характера при выполнении работы, что в соответствии со спецификацией КИМ ЕГЭ по химии ФГБНУ "ФИПИ", рассматривается в качестве показателя усвоения изученного материала с необходимой глубиной понимания; - равноценность всех вариантов экзаменационной работы обеспечивается строгим соблюдением одинакового соотношения количества заданий, проверяющих усвоение основных элементов содержания различных разделов курса химии. Характеристика заданий. Структура экзаменационной работы 2015 г. претерпела определенные организационно-содержательные изменения по сравнению с КИМ ЕГЭ по химии 2014г. В каждом ее варианте, составленном по единому плану, выделены две части. Одинаковые по форме представления и уровню сложности задания сгруппированы в определенной части работы. Основные изменения, которые были внесены в экзаменационную работу 2015 г. (по сравнению с 2014 г.) состояли в следующем: 1) общее количество заданий в каждом варианте КИМ составило 40 (вместо 42 в работе 2014 г.). При этом максимальный суммарный балл за выполнение работы 64 (вместо 65 в 2014г.); 2) работа включала 26 заданий базового уровня сложности с выбором ответа (вместо 28 в 2014г.); 9 заданий повышенного уровня сложности с кратким ответом и 5 заданий высокого уровня сложности с развернутым ответом; 3) изменено функциональное назначение некоторых видов заданий: задача 40 (нахождение молекулярной формулы вещества) предполагала проверку следующих предметных умений, выраженных в алгоритме решения: - умения производить вычисления, необходимые для установления молекулярной формулы органического вещества; - умение записывать простейшую и истинную молекулярные формулы веществ; - умение составлять структурную формулу вещества, которая однозначно отражает порядок связи в его молекуле; - умение составлять уравнение реакции взаимодействия этого вещества с другим или способа его получения. Задания высокого уровня сложности, предложенные КИМ, на наш взгляд, позволяют достаточно объективно оценить уровень усвоения всех необходимых элементов, предметных умений и способов деятельности. Однако экспертная комиссия при согласовании подходов к оцениванию предложила веер ответов, дополняющих некоторые критерии оценивания. Так, например, в варианте 604 учтена возможность перехода CI+5 в CI2, а не в CI-. В этом случае финальное уравнение приобретает вид: 2 5MnO2 + 2KCIO3 + 4K2CO3 = 5K2MnO4 + CI2 + 4CO2 Эксперты предусмотрели возможность замены выпускниками таких веществ, как KBr и NaI (варианты 604 и 801 соответственно) на HBr и HI. В некоторых ключах ответов расчет массы раствора после реакции (с учетом массы вещества, покидающего сферу реакции) включен в 3 элемент ответа (например, варианты 710,712, 510, 511) и при ошибочном расчете, выпускник лишается сразу 2-х баллов (за 3 и 4 элементы ответа). В других вариантах расчет массы раствора внесен в 4 элемент ответа (варианты 711, 603, 801, 604). При неверном определении массы раствора выпускник в этом случае лишается только 1 балла. Наибольшую сложность выпускники испытали именно при решении 40 задачи. В подавляющем числе вариантов КИМ задача предполагала установление истинной молекулярной формулы по химическим свойствам (или способам получения) вещества, без возможности ее уточнения по молярной массе, поскольку не были приведены ни относительная, ни абсолютная плотности, ни массовая доля какоголибо элемента. В силу этого установление участниками экзамена истинной молекулярной формулы по простейшей формуле зачастую было неверным. Выпускники знали, что молярное соотношение элементов должно быть минимизировано - этот аспект решения задач в школе, как правило, рассматривается. Но то, что для получения истинной молекулярной формулы, которая соответствует химическим свойствам вещества, количество элементов можно удваивать (увеличивать в несколько раз) при сохранении их соотношения – такого рода задачи вызвали максимальное затруднение. Большинство примеров сводилось к нахождению простейшей формулы СН2О, но по свойствам это должна была быть С2Н4О2 – уксусная кислота или даже сложный эфир. В связи с этим в ответах появлялась, например, формула глюкозы С6Н12О6 (с тем же соотношением элементов) или даже альдегидоспирт состава С2Н4О2, который в принципе, также может взаимодействовать с оксидом меди (II) по спиртовой группе, как это требовалось в задаче. Такое некорректное формулирование заданий потребовало от экспертов уточнения единых подходов к оцениванию, а абитуриенты теряли несколько баллов на этих заданиях. Оценивание задания 40 также изменилось по сравнению с 2014г., максимальный балл за верное его решение – 4 балла вместо 3 в 2014г. 4. Практико-ориентированная направленность КИМ поддерживалась заданиями 22, 23 и 32. Применительно к каждому типу заданий экзаменационной работы сохранен тот подход к отбору их содержания и формы его предъявления, который подтвердил свою эффективность по итогам проведения экзамена. Так, задания с выбором ответа построены на материале практически всех важнейших разделов школьного курса химии. В своей совокупности они проверяют на базовом уровне усвоение 3 значительного количества элементов содержания. Эти задания разнообразны по форме предъявления условия: в одних случаях оно сформулировано в виде вопроса, а в других – в виде выбора ответа из двух суждений. При этом в каждом из заданий предложены четыре варианта ответа, среди которых только один является правильным. Таким образом, по характеру действий, которые необходимы для выполнения, они считаются наиболее простыми. Анализ соответствия заданий базового уровня сложности кодификатору элементов содержания по химии позволил установить следующее: задания практически всех вариантов соответствуют кодификатору. Усложняющими элементами формулировки этой части заданий можно считать приведение в массиве ответов не формул, а названий соединений. Количество таких заданий достаточно большое, что совершенно оправданно, поскольку знание номенклатуры (и тривиальной и международной) – одна из культурологических составляющих курса химии. К числу интересных формулировок заданий базового уровня, следует отнести задания, предполагающие применение выпускниками метапредметных умений: умения выстраивать причинно-следственные связи, сравнивать объекты, умения сериации и классификации. Задания с кратким ответом (повышенного уровня сложности), предусматривают анализ большого объема сведений о свойствах веществ и химических элементов, о закономерностях и сущности изученных типов реакций и т.п. Другая весьма существенная отличительная их особенность состоит в том, что в условии этих заданий ответ в готовом виде не сформулирован. Его нужно установить в ходе выполнения задания и записать в виде определённой последовательности цифр (трёх или четырёх) в строгом соответствии с предложенными инструкциями. В экзаменационной работе предложены следующие разновидности этих заданий: – задания на установление соответствия позиций, представленных в двух множествах; – задания на выбор нескольких правильных ответов из предложенного перечня ответов (множественный выбор). Для оценки сформированности интеллектуальных умений более высокого уровня, таких как устанавливать причинно-следственные связи между отдельными элементами знаний (например, между составом, строением и свойствами веществ), формулировать ответ в определенной логике с аргументацией сделанных выводов и заключений, используются задания высокого уровня сложности, с развернутым ответом. 4 Задания с развернутым ответом, в отличие от заданий двух предыдущих типов, предусматривают комплексную проверку усвоения на профильном уровне нескольких (двух и более) элементов содержания из различных содержательных блоков. Они подразделяются на следующие разновидности: – задания, проверяющие усвоение важнейших элементов содержания, таких, например, как «окислительно-восстановительные реакции»; – задания, проверяющие усвоение знаний о взаимосвязи веществ различных классов (на примерах превращений неорганических и органических веществ); – расчетные задачи. Задания с развернутым ответом, наиболее сложные в экзаменационной работе, ориентированы на проверку умений, отвечающих требованиям образовательного стандарта профильного уровня. В частности, они проверяют сформированность таких важных умений метапредметного и предметного характера, как: – выявлять причинно-следственные связи между отдельными элементами учебного материала; – объяснять обусловленность свойств и применения веществ их составом и строением, характер взаимного влияния атомов в молекулах органических соединений, взаимосвязь неорганических и органических веществ, сущность и закономерность протекания изученных типов реакций; – проводить комбинированные расчеты по химическим уравнениям, – формулировать ответ в определённой логике и с аргументацией полученных выводов. При определении количества заданий КИМ ЕГЭ, ориентированных на проверку усвоения учебного материала отдельных блоков / содержательных линий, учтен, прежде всего, занимаемый ими объем в содержании курса химии. Например, принято во внимание, что в системе знаний, определяющих уровень подготовки выпускников по химии, важное место занимают элементы содержания содержательных блоков «Неорганическая химия», «Органическая химия» и содержательной линии «Химическая реакция». По этой причине суммарная доля заданий, проверяющих усвоение их содержания, составила в экзаменационной работе 65% от общего количества всех заданий. Соответствие содержания КИМ ЕГЭ общим целям обучения химии в средней школе обеспечено тем, что предлагаемые в них задания проверяют наряду с усвоением элементов содержания овладение определенными умениями и способами действий, которые отвечают требованиям к уровню подготовки выпускников. 2. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЕГЭ ПО ПРЕДМЕТУ Анализ результатов ЕГЭ по химии сделан на основании статистических данных по основному и резервному дням экзамена. Всего в ЕГЭ по химии в Свердловской 5 области приняло участие 1791 человек, в том числе в основном этапе – 1696 человек. Количество участников экзамена по всем видам образовательных учреждений (образовательных организаций), не преодолевших минимальный порог, составило 68 человек (4,09%). В 2014г. этот показатель составил 230 человек (12,04%). Средний балл ЕГЭ по химии по основному и резервному дням, переведенный в 100-балльную шкалу составил 60,28 (против 55,4 в 2014г.). По основному дню экзамена по всем видам образовательных организаций средний балл за выполнение заданий базового и повышенного уровней (часть I) составил 30,41 и за выполнение заданий высокого уровня сложности (часть II) 7,58. Совершенно очевидна позитивная динамика качества химического образования. Если сравнить результаты экзамена по отдельным видам общеобразовательных учреждений, станет понятным, что лидирующие позиции удерживают лицеи и гимназии. В то же время серьезное повышение среднего была зафиксировано и в работах выпускников средних общеобразовательных школ: Основные показатели ЕГЭ по химии по разным типам образовательных учреждений Средний балл Всего сдававших, Доля получивших (по основному и чел. 80 балла и выше, резервному дню) % По всем видам общеобразовательных учреждений 60,28 1791 8,04 Гимназии 66,91 265 16,23 Лицеи 63,5 177 11,86 Общеобразовательные учреждении с углубленным изучением предметов 60,09 230 6,52 Средние общеобразовательные учреждения 57,32 912 7,77 Существенный вклад в снижение среднего балла внесли вечерние общеобразовательные учреждения, учреждения начального профессионального и среднего специального образования, школы-интернаты, колледжи и техникумы (в таблицу не внесены). Однако следует учитывать и высокий результат, который 6 традиционно демонстрируют выпускники СУНЦ УрФУ: в 2015г.средний балл ЕГЭ по химии – 78,5. 3. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ ИЛИ ГРУПП ЗАДАНИЙ Анализ результатов выполнения заданий с выбором ответа (базовый уровень сложности) Как уже было отмечено в предыдущем разделе первые 26 заданий КИМ ориентированы на базовый уровень освоения государственного стандарта образования. Результаты выполнения заданий этой части экзамена, следовательно, могут быть оценены, как некий срез качества образования и экстраполированы на всех выпускников, завершивших ступень общего образования в истекшем учебном году. Тем более актуальным нам представляется анализ тех ошибок, которые имеют массовый, а, значит, системный характер в среднем образовании при обучении химии. Таблица 1. Статистика выполнения заданий части базового уровня сложности Задание / % правильных ответов Задание/% правильных ответов Задание/% правильных ответов Задание/% правильных ответов Задание/% правильных ответов 1 / 88,88 2 / 84,61 3 / 83,34 4 / 84,61 5 / 77,39 6 / 89,00 7 / 75,83 8 / 65,60 9 / 62,54 10 / 78,05 11 / 80,16 12 / 77,93 13 / 71,80 14 / 67,23 15 /73,90 16 / 72,46 17 / 71,02 18 / 66,27 19 / 71,38 20 / 71,68 21 / 84,4397 22 / 68,55 23 / 43,66 24 / 73,55 25 / 81,00 26 / 80,84 Согласно кодификатору отдельные элементы содержания, на основе которых строятся КИМ, сгруппированы по содержательным блокам: «Теоретические основы химии», «Неорганическая химия», «Органическая химия», «Методы познания в химии. Химия и жизнь». Первый блок детализирован четырьмя содержательными линиями: «Современные представления о строении атома», «Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева», «Химическая связь и строение вещества», «Химическая реакция». Первые три содержательные линии освоены выпускниками Свердловской области на достаточно высоком уровне, о чем свидетельствуют результаты экзамена, приведенные в таблице. 7 В таблице жирным шрифтом выделены задания, включающие элементы содержания курса химии, уровень усвоения которых существенно ниже 70%. Рассмотрим некоторые из них. Таблица 2. Обозначение задания в КИМ 8 9 Поверяемые элементы содержания Проверяемые умения «Характерные Уметь определять химические (классифицировать) свойства принадлежность оксидов: веществ к оснóвных, различным классам амфотерных, неорганических и кислотных» органических соединений. «Характерные Характеризовать химические общие химические свойства оснований и свойства основных классов амфотерных неорганических гидроксидов. соединений, Характерные свойства отдельных химические представителей свойства этих классов. кислот». Уровень сложности задания Средний процент выполнения по региону Базовый 65,6 Базовый 62,54 Качество выполнения заданий 8 и 9 выпускниками организаций различного вида представлено в таблице. образовательных Таблица 3. Задание Гимназии Лицеи СОШ 8 9 77,74% 74,34% 73,45% 72,32% 58,88% 55,04% Образовательные организации с углубленным изучением предмета 68,70% 69,13% Статистика свидетельствует о том, что подавляющее большинство участников экзамена владеет знаниями о типологии оксидов, оснований и кислот, их химических свойствах, умеет прогнозировать возможность взаимодействия с веществами других классов. Однако выпускники средних общеобразовательных учреждений, в том числе и тех, где предмет изучается на углубленном уровне, имеют недостаточно сформированное представление о признаках, которые лежат в основе классификации неорганических веществ, специфике явления амфотерности, не умеют анализировать предложенную информацию. Возможно, формат заданий 8 выглядел сложнее за счет того, что из перечня предложено выбрать вещество, взаимодействующее с одним, но не взаимодействующее с другим веществом. Такого рода задания предполагают определенный уровень сформированности аналитических умений. Освоение учащимися содержания блока «Органическая химия» всегда было проблемным, о чем ежегодно свидетельствуют результаты ЕГЭ по химии. Так, качество выполнения задания 14, чуть выше 67%. Таблица 4. Обозначение задания в КИМ Поверяемые элементы содержания Проверяемые умения Уровень сложности задания Средний процент выполнения по региону 14 Характерные химических свойства предельных одноатомных и многоатомных спиртов, фенола Характеризовать строение и химические свойства изученных органических соединений. Базовый 67,23 Изучение кислородсодержащих органических соединений в школьном курсе химии начинается с рассмотрения химических свойств гидроксильных соединений. В том случае, если изучение этого раздела осуществляется с позиции установления взаимосвязи «строение – электронные эффекты – химические свойства», то выпускники не испытывают затруднений на экзамене. Репродуктивное освоение темы, базирующееся только на запоминании необходимых фактов, не дает возможности перенести известные знания в плоскость новой учебной задачи, что, неизбежно сказывается на результате. Выпускники образовательных организаций различного вида продемонстрировали на экзамене следующие результаты освоения этой темы: Таблица 5. Задание Гимназии Лицеи СОШ 14 74,34% 72,32% 64,69% Образовательные организации с углубленным изучением предмета 65,22% Содержательная линия «Химическая реакция» представлена среди заданий базового уровня, в том числе и заданием 18. 9 Таблица 6. Обозначение задания в КИМ Поверяемые элементы содержания Проверяемые умения Уровень сложности задания Средний процент выполнения по региону 18 Классификации химических реакций в неорганической и органической химии. Уметь классифицировать химические реакции в неорганической и органической (по всем известным классификационным признакам) химии Базовый 66,27 Только немногим более 66% выпускников верно выполнили задание, которое призвано выявить уровень знаний о классификации химических реакций в неорганической и органической химии. Около трети выпускников не смогли идентифицировать химические реакции по определенным признакам, о чем свидетельствуют данные таблицы. В задании 18 различных вариантов приведены, например, названия конкретных реакций (дегидрирование, дегидратация, дегидрогалогенирование и т.п.). Затруднения в соотнесении названий и сущности химических процессов автоматически приводят к затруднениям к классификации последних. Так, например, до сих пор многие выпускники относят к реакциям обмена такие реакции, как взаимодействие спиртов с галогеноводородами или этерификации. Как ни странно, качество выполнения этого задания выпускниками школ с углубленным изучением предмета оказался ниже, чем в обычных СОШ. Таблица 7. Задание Гимназии Лицеи СОШ 18 70,19% 67,23% 65,90% Образовательные организации с углубленным изучением предмета 62,17% Содержательный блок «Методы познания в химии. Химия и жизнь» диверсифицирован на следующие содержательные линии: «Экспериментальные основы химии», «Общие представления о промышленных способах получения важнейших веществ», «Расчеты по химическим формулам и уравнениям реакций». К сожалению, приходится признать, что темы, связанные с промышленными способами получения важнейших веществ, усвоены недостаточно хорошо как выпускниками изучавшими предмет на углубленном, так и на базовом уровнях. 10 Таблица 8. Обозначение задания в КИМ 23 Поверяемые элементы содержания Проверяемые умения Общие Иметь общие представления о представления о промышленных промышленных способах способах получения получения важнейших важнейших веществ. Объяснять веществ общие способы и принципы получения наиболее важных веществ Уровень сложности задания Средний процент выполнения по региону Базовый 43,66 По-прежнему, значительная часть участников экзамена испытывает затруднения в определении основных технологических принципов промышленных процессов, способов переработки и направлений использования природных источников получения химической продукции и т.п. Вероятной причиной таких результатов является то, что основные технологии химических производств изучаются в основной школе. В этой связи необходимо не просто выделять учебное время в старшей школе для повторения этого материала, а рассматривать его в другом контексте, например, при изучении разделов «Кинетика химических реакций» (темы «Скорость химических реакций», «Обратимость химических реакций») и «Энергетика химических реакций» (тема «Тепловые эффекты реакций»). Наиболее низкий процент решаемости заданий такого типа продемонстрировали выпускники школ, изучающих предмет на базовом уровне: Таблица 9. Задание Гимназии Лицеи СОШ 23 50,94% 42,37% 41,34% Образовательные организации с углубленным изучением предмета 43,48% При выполнении задания 25 в 2015г. необходимо было сделать расчет объемных отношений газов при химических реакциях или выполнить расчеты по термохимическому уравнению. Высокое качество выполнения этого задания свидетельствует о том, что выпускники в расчетах учитывают стехиометрические коэффициенты, в вычислениях умеют использовать закон кратных отношений при взаимодействии газов. В 2014г. этот элемент выполнялся выпускниками с качеством значительно ниже 50%. 11 Анализ результатов выполнения заданий с кратким ответом (повышенный уровень сложности) Типология заданий 27-35 - соотнесение двух множеств (установление соответствия между ними). Элементы содержания, проверяемые этими заданиями, относятся к модулям «Вещество» и «Химическая реакция». В таблице приведены сведения только по тем ответам, которые получили максимально возможные 2 балла. На наш взгляд, целесообразно остановиться на таких заданиях, которые вызвали наибольшие затруднения у выпускников и процент их выполнения составляет менее 50%. Мы полагаем, что показатели более 50% входят в статистические отклонения от среднего значения. Таблица 10. Статистика выполнения зданий повышенного уровня сложности Задание Проверяемые элементы содержания 27 28 Классификация неорганических и органических веществ Электроотрицательность, степень окисления и валентность Окислительно-восстановительные реакции Электролиз расплавов и растворов Гидролиз солей Характерные химические свойства неорганических веществ Качественные реакции на неорганические вещества и ионы. Качественные реакции органических соединений Характерные химические свойства углеводородов. Механизмы реакции в органической химии Характерные химические свойства кислородсодержащих соединений Характерные химические свойства азотсодержащих соединений и биологически важных веществ 29 30 31 32 33 34 35 Процент верно выполненных заданий, 2015г. (2014г)% 66,69 (62,96) 72,76 (83,98) 67,17 (78,78) 60,07 (62,71) 31,33 (42,09) 21,11 (57,56) 35,24 (63,91) 33,97 (48,5) 44,86 (60,21) Результаты выполнения заданий 27-30 достаточно высоки и не требуют особого обсуждения. Так, классификация неорганических и органических веществ в задании 27 осуществляется во взаимосвязи с общими формулами классов веществ, их номенклатурой. Классифицировать вещества по этим признакам участникам экзамена оказалось проще, чем оценить возможность химических реакций веществ отдельных классов, что предложено заданиями 8 и 9. По-видимому, именно этим объясняется тот факт, что качество решения заданий базового и повышенного уровня сложности, проверяющего тот же элемент содержания, оказалось примерно одинаковым. В результатах выполнения задания 27, проверяющего такие общеучебные умения участников экзамена, как умение классифицировать массив данных, устанавливать соответствие между двумя множествами, а также знание 12 номенклатуры неорганических и органических веществ, то наблюдается положительная динамика по сравнению с 2014г. Однако более трети участников экзамена еще плохо владеют номенклатурой, как международной, так и тривиальной, что приводит к досадным ошибкам. Элемент содержания «Окислительно-восстановительные реакции. Электролиз» (задания 28 и 29) освоен выпускниками на качественно-высоком уровне, что подтверждается и результатами выполнения задания 36. Результаты решения задания 30, которое предполагает знание выпускниками не только гидролиза солей, но характера среды солей, остаются достаточно стабильными. Ниже приведены результаты выполнения 27-30 заданий выпускниками образовательных организаций различного вида. Таблица 11. Задание Гимназии Лицеи СОШ Образовательные организации с углубленным изучением предмета 61,63% 66,96% 14,36% 11,3% 70,72% 71,30% 11,95% 13,04% 63,38% 67,39% 16,56% 13,48% 54,06% 62,17% 19,19% 15,65% 2 балла 27 79,62% 69,49% 1 балл 8,68% 16,38% 2 балла 28 78,87% 76,84% 1 балл 11,32% 8,47% 2 балла 29 76,98% 74,58% 1 балл 13,21% 8,47% 2 балла 30 73,21% 65,54% 1 балл 14,34% 12,99% В содержательный блок «Неорганическая химия» включены элементы содержания, которые связаны с характерными химическими свойствами металлов, неметаллов и основных классов неорганических соединений. Задание 31 позволяет проверить усвоение этих элементов на другом, более высоком уровне сложности, чем задания 8 и 9. Задания такого формата требуют от выпускника не только предметных знаний, но и таких общеучебных умений, как умение анализировать и прогнозировать результат. В Свердловской области 0 баллов за выполнение этого задания получили 44,86% выпускников и 31,33% - получили максимальный балл. 13 Выполнение таких заданий требует применения знаний не только об общих свойствах вещества данного класса (как представителя определённого класса веществ), но и специфических свойств конкретного неорганического вещества. Возможной причиной недостаточного усвоения элементов содержания, связанных с химическими свойствами простых и сложных веществ, является незнание именно их специфических свойств: окислительно-восстановительной способности, особенностями гидролиза и другими. Наиболее низкий результат выполнения этого задания показали выпускники школ, в которых предмет изучается на базовом уровне. Таблица 12. Задание Гимназии Лицеи СОШ Образовательные организации с углубленным изучением предмета 22,48% 32,61% 25,00% 26,09% 2 балла 31 46,04% 42,94% 1 балл 24,15% 18,64% Как показывают статистические данные, получить 2 балла за выполнение задания 32, которое проверяет знание качественные реакции на неорганические и органические вещества смогли только 21,11% выпускников. Ответ на это задание требует как углубленного изучения качественных реакций неорганических и органических веществ, так и знания свойств неорганических и органических веществ и признаков протекания реакций. Выполнение задания 32 требовало сформированности знаний о качественных реагентах, используемых для определения конкретных неорганических и органических веществ, знаний признаков протекания качественных реакций, умения различить вещества на основании различия в их химических свойствах. Анализ результатов выполнения задания 32 свидетельствует о том, что элемент содержания, связанный с качественными реакциями и признаками реакций освоен недостаточно хорошо: Таблица 13. Задание Гимназии Лицеи СОШ Образовательные организации с углубленным изучением предмета 15,46% 24,78% 19,63% 20,87% 2 балла 32 30,19% 25,99% 1 балл 24,53% 18,08% 14 Одной из возможных причин низких результатов выполнения задания 32 может быть снижение количества учебного времени, выделяемого на лабораторные, практические работы и даже на демонстрационный эксперимент. Реальный эксперимент зачастую подменяется виртуальным с использованием интерактивных способов обучения. Отрицать значимость информационных технологий в обучении бессмысленно и неправильно, однако, применительно к химии – науке экспериментальной, пренебрегать реальным экспериментом не стоит. Показатель решаемости задания 33 несколько выше, чем предыдущего задания: 35,24% участников экзамена получили 2 балла за знание химических свойств углеводородов, понимание механизмов реакций, правила В.В.Марковникова. Между тем, резерв в повышении качества обучении химии, безусловно, есть, о чем свидетельствуют результаты таблицы (количество участников экзамена, получивших 1 балл за выполнение задания): Таблица 14. Задание Гимназии Лицеи СОШ Образовательные организации с углубленным изучением предмета 33,44% 31,30% 41,78% 50,00% 2 балла 33 39,25% 36,72% 1 балл 41,89% 40,68% Учителям при подготовке обучающихся к экзамену необходимо особое внимание уделять вопросу генетической связи между классами органических соединений, что предполагает комплексный характер освоения содержания. Кроме того, знание механизмов реакции позволяет не только знать, но и понимать специфику и направленность химических процессов. С заданием 34, которое, как и задание 14, проверяет усвоение такого элемента содержания, как «Химические свойства кислородсодержащих соединений» не справилось 44,32% участников экзамена, что подтверждает трудности, связанные с изучением этого раздела органической химии: Таблица 15. Задание Гимназии Лицеи СОШ Образовательные организации с углубленным изучением предмета 31,25% 32,17% 45,50% 48,70% 2 балла 34 38,87% 38,42% 1 балл 41,51% 39,55% 15 Изучение классов кислородсодержащих соединений (спирты, карбонильные соединения, карбоновые кислоты, сложные эфиры) имеет интегральный характер, поскольку включает не только вопросы, связанные с химическими свойствами и получением, но и вопросы, подробно рассматриваемые при изучении углеводородов. К сожалению не всегда выпускники могут переносить понятия гибридизации, геометрической изомерии на классы кислородсодержащих органических соединений. Не всегда при изучении классов кислородсодержащих соединений рассматриваются типы гибридизации атома углерода, электронные (индуктивные и мезомерные) эффекты, вопросы геометрической и оптической изомерии. Это неизбежно сказывается и на качестве выполнения заданий ЕГЭ повышенного уровня сложности. Показатель решаемости задания 35 с баллом «2» составляет в целом 44,86%. Однако 38,67% выпускников не справились этим заданием, получив 0 баллов. Таблица 16. Задание Гимназии Лицеи СОШ Образовательные организации с углубленным изучением предмета 36,84% 47,83% 42,43% 39,57% 2 балла 35 58,11% 58,19% 1 балл 30,19% 33,33% Наиболее распространенные ошибки при выполнении заданий, связанных со свойствами азотсодержащих соединений, определяются незнанием тривиальной номенклатуры аминокислот, а также установлением общих свойств аминов и аминокислот. Анализ результатов выполнения заданий с развернутым ответом (высокий уровень сложности) Задания со свободным ответом – наиболее сложная часть КИМ. Выпускники должны не только проявить глубокие знания курса, но и умение прогнозировать реакции, осуществлять ресинтез, решать задачи комплексного характера. Отработанный алгоритм составления окислительно-восстановительных уравнений, решения расчетных задач и цепочек превращений позволил бы выпускникам быть успешными. Однако, судя по результатам выполнения этой части экзаменационной работы, такими навыками овладели далеко не все участники экзамена. В таблице 16 приведены сведения только по тем ответам, которые получили максимальный балл за выполнение данного задания. Таблица 17. Статистика выполнения заданий высокого уровня сложности Задание Проверяемые элементы содержания 36 Реакции окислительно-восстановительные. Коррозия металлов и способы защиты от нее. Реакции, подтверждающие взаимосвязь различных классов неорганических веществ Реакции, подтверждающие взаимосвязь органических соединений. Расчеты массы (объема, количества вещества) продуктов реакции, если одно вещество дано в избытке (имеет примеси), если одно вещество дано в виде раствора с определенной массовой долей растворенного вещества. Расчеты массовой или объемной доли выхода продукта реакции от теоретически возможного. Расчеты массовой доли (массы химического соединения в смеси). Нахождение молекулярной формулы вещества 37 38 39 40 Процент верно выполненных заданий, % 2015г. (2014г.) 54 (60,56) 10,04 (29,43) 17,56 (21,52) 11,73 (29,18) 17,2 (48,85) Задание 36 ориентировано на проверку умений определять степень окисления химических элементов, определять окислитель и восстановитель, составлять электронный баланс, на его основе расставлять коэффициенты в уравнениях реакций. 21,23% участников экзамена получили за выполнение этого задания 0 баллов, и допустили одну ошибку при выполнении 16,18% выпускников. Таблица 18. Задание Гимназии Лицеи СОШ Образовательные организации с углубленным изучением предмета 47,26 57,83 18,42 12,61 3 балла 36 64,53% 62,71% 2 балла 14,72% 15,25% При проверке работ было установлено, что участники экзамена, в основном, правильно определяли окислитель и восстановитель, не делали ошибки в электронном балансе и не затруднялись в определении пропущенных формул 17 участников реакции. Значительная часть ошибок сделана по невнимательности и не может быть отнесена к системным ошибкам. К числу системных могут быть отнесены ошибки в записи формул возможных участников реакции, как исходных веществ, так и продуктов: CrO3 + KBr +H2SO4 Cr2O3 + … или HCI + K2Cr2O7 KOH +… или K2SO3 + KMnO4 + H2O H2SO4 + MnO2+ KOH или K2SO3 + HMnO4 + H2O К2SO4 + MnO2+ KOH Анализ всех вариантов подобных ответов свидетельствует, прежде всего, о несформированности у выпускников умения анализировать и прогнозировать результат реакции. Однако в основе лежит все-таки непонимание общих химических свойств классов соединений, что подтверждают результаты решения заданий 8 и 9 (один и тот же элемент содержания, хотя, в данном случае он не является главным). В первой схеме следовало было обратить внимание на то, что Cr2O3 – оксид амфотерного характера, и он может реагировать с H2SO4. В трех последующих примерах также не учтено, что продукты реакции могут реагировать с исходными веществами или между собой. При указании окислителя и восстановителя участники экзамена часто не указывают степень окисления, например Mn – окислитель. Такая запись означает, что речь идет о простом веществе – металле, который окислителем быть не может. Верный ответ: окислитель – марганец в степени окисления +7, или Mn+7, или KMn+7O4. К сожалению, из года в год повторяются ошибки, связанные с записью полуреакций в электронном балансе: I-1 -2e = I2 , или Br-1 -2e = Br2 , или I+5 + 5e = I2 , или I- - e = I2 Зачастую электронный баланс выпускники не заканчивали определением необходимых коэффициентов. Подавляющее большинство участников экзамена не справились с составлением электронного баланса по схеме: Ca(CIO)2 +HCI CaCI2 + … + … Выпускники предположили, что СI+1 восстанавливается в CI-, а не в CI2. Системной ошибкой можно считать и написание формул таких несущствующих ионов, как Fe2+3, CI2-. Некоторые выпускники записывали баланс с использованием электронноионного метода. Так, в соответствии с заданием была предложена схема H2S SO42. В интерпретации участников экзамена уравнение полуреакции выглядело следующим образом: S2- + 4Н2О - 8e SO42- + 8H+ («горе от ума»). Однако при 18 этом не учтено, что H2S – слабый электролит и в уравнении полуреакции это должно быть отражено: H2S + 4Н2О - 8e SO42- + 10H+. В условии задания 37, проверяющего знание генетической связи различных классов неорганических веществ, было предложено описание конкретного химического эксперимента, ход которого экзаменуемые должны были проиллюстрировать посредством уравнений соответствующих химических реакций. К сожалению, 46,48% выпускников совсем не справилось с этим заданием, получив за него 0 баллов, и только 10,04% участников экзамена получили максимальный балл. Качество решения задания 37 выпускниками образовательных организаций различного вида представлено в таблице. Таблица 19. Задание Гимназии Лицеи СОШ Образовательные организации с углубленным изучением предмета 6,47% 10,00% 5,15% 3,48% 4 балла 37 20,38% 9,60% 3 балла 10,57% 10,73% Наибольшее количество ошибок было допущено выпускниками при записи формул цинкатов и ферратов, которые имеют различный состав при проведении реакции в растворе и при сплавлении. Так, если в задании указано, что цинк растворили в концентрированном растворе гидроксида калия, то речь идет о реакции Zn + 2КOH + 2H2O = К2[Zn(OH)4] + H2. Между тем, продуктом реакции многие участники экзамена указали Zn(ОН)2 или К2ZnО2, который получается только при сплавлении, например, ZnО и карбоната калия, или при прокаливании К2[Zn(OH)4], что и было указано в условиях задач двух вариантов: К2[Zn(OH)4] = К2ZnО2 +2H2O ZnО + К2СО3 = К2ZnО2 + СО2 В качестве продуктов реакции термического разложения цинката калия участники экзамена записывали Zn(OH)2 и КОН, К и ZnО, ZnО и КОН, не анализируя возможность взаимодействия между собой некоторых продуктов реакции. Неумение анализировать состав получаемых веществ и возможность взаимодействия между собой или с исходными веществами проявилось и при выполнении задания, связанного с обработкой цинката калия соляной кислотой по уравнению К2ZnО2 + 4НСI = 2KCI + ZnCI2 + 2H2O. Вместо ZnCI2 предложен Zn(OH)2, который, будучи амфотерным гидроксидом, реагирует с НСI. 19 В перечне продуктов обжига ZnS выпускники указывали SO3, Zn, ZnCO3, К2О, ZnSO3, S, хотя реакция обжига сульфида цинка рассматривается в 9 классе. В одном из вариантов в задании 37 речь шла о сплавлении оксида железа (III) с твердым карбонатом калия. При этом подразумевалась реакция Fe2O3 + К2СО3 = 2КFeО2 + СО2↑ Однако некоторые участники экзамена записывали формулу конечного продукта реакции как Fe2(CO3)3 или K2Fe2O4. Аналогичные системные ошибки, в основе которых лежат недостаточно усвоенные элементы содержания (общие свойства классов соединений, их окислительно-восстановительные свойства), проявились и при выполнении заданий других вариантов. Так, в реакции получения фосфора прокаливанием ортофосфата кальция с углем и песком, в качестве продуктов реакции указаны Р2О5 и СаО (кислотный и основный оксиды, взаимодействующие друг с другом), СО 2, а не СО (СО2 – окислитель, который «сведет на нет» процесс восстановления фосфора). В реакции щелочного гидролиза пентахлорида фосфора раствором гидроксида бария продуктами реакции выпускники указывали ВаСI2 и H3PO4, не учитывая, что в реакционной массе одновременно не могут присутствовать щелочь Ва(ОН)2 и кислота H3PO4. Сложность представила реакция окисления серы концентрированной азотной кислотой. Продуктом реакции в этом случае является серная кислота, а не SO2. Таким образом, экзамен выявил проблемы изучения раздела курса химии, посвященного изучению халькогенов и их соединений. Не все выпускники сумели верно записать уравнение реакции диспропорционирования – взаимодействия оксида азота (IV) и едкого натра. В одном из вариантов в задании 37 было необходимо составить уравнение реакции оксида железа (III) и иодоводородной кислоты. Многие участники экзамена, выполнявшие этот вариант, составили уравнение Fe2О3 +6HI = 2FeI3 +3H2О, что категорически неверно. В таблице растворимости даже отсутствует формула FeI3. Между окислителем Fe3+ и восстановителем I- протекает внутримолекулярная ОВ-реакция: Fe2О3 +6HI = 2FeI2 + I2 + 3H2O. Реакции совместного гидролиза также не всегда составляются выпускниками верно. Так, в реакции совместного гидролиза солей Na2CO3 и FeBr3 продуктами реакции являются Fe(ОН)3, CO2 и NaBr. Выпускники часто вместо CO2 указывали Н2CO3, не учитывая, что эта кислота нестабильна и разлагается. И, наконец, особое внимание при подготовке старшеклассников к экзамену следует уделять номенклатуре, особенно тривиальной. Так, до сих пор выпускники записывают формулу железной окалины как FeO или Fe2O3. Выполнение задания 38 требует от выпускников целого комплекса знаний по органической химии: глубокого понимания генетической взаимосвязи органических 20 веществ, знания их химических свойств и способов получения, умения учитывать условия проведения реакций, анализировать строение органических веществ. В результате выполнения задания должны быть записаны пять уравнений реакций, соответствующих заданной в условии схеме – «цепочке» превращений веществ. Качество выполнения заданий 38 не превышает 17,56%., 17,98% экзаменуемых допустили одну ошибку при выполнении задания. Показатель решаемости задания 38 выпускниками образовательных организаций различных видов приведен ниже: Таблица 20. Задание Гимназии Лицеи СОШ Образовательные организации с углубленным изучением предмета 11,18% 13,91% 15,46% 26,09% 5 баллов 38 35,09% 21,47% 4 балла 18,87% 19,77% Одним из позитивных результатов решения задания 38 является высокое качество составления уравнений ОВ-реакций органических веществ с окислителями. Многие выпускники приводили электронный баланс, в соответствии с которым расставляли затем коэффициенты. Это свидетельствует о неслучайности результата и высокому уровню сформированности предметных умений. По требованию, указанному в задании, органические соединения необходимо записывать в виде структурных формул, что многими было игнорировано. Так, при написании структурных формул циклопропана, ароматических углеводородов атомы углерода были записаны вне циклов. Это привело к неизбежному снижению общего балла при оценке задания. При подготовке школьников к экзамену необходимо добиться понимания того, что структурная формула должна соответствовать валентным возможностям каждого атома и однозначно определять количественный и качественный состав вещества. К сожалению, встречались записи структурных формул, в которых валентности атомов нее соблюдались: СН3-СН2=СН2 или СН3- С(ОН)-СН3. К числу наиболее типичных ошибок при выполнении задания 38 следует отнести неумение выпускников прогнозировать продукты реакции при окислении органических веществ. Так, например, целевым продуктом обработки 1,1дибромпропана водным раствором щелочи является пропаналь. Многие экзаменующиеся продуктом реакции указали гликоль. Сложности возникли и при составлении формул продуктов реакции взаимодействия этилацетата и раствора 21 гидроксида кальция. Формула продукта реакции была записана не как (СН3СОО)2Са, а СН3СООСа (или СН3СООСа2). Иногда в уравнениях реакций отсутствовали (или были записаны неверно) формулы побочных веществ, что давало основания экспертам не присваивать баллы за элемент ответа. Серьезное внимание при обучении старшеклассников следует обратить на класс циклоалканов, получение и свойства которых заложены во многие задания, связанные с органической химией. Так, например, при взаимодействии 1,3дибромпропана с цинком образуется циклопропан, в то время, как некоторые участники экзамена в качестве продуктов реакции указали СН3-СН=СН2 или СН2=С=СН2. Эксперты отмечают, что уровень освоения элементов содержания, которые проверяются заданием 38, достаточно высок. Задание 39 – это расчетные задачи. Их выполнение требует знания химических свойств веществ и предполагает осуществление некоторой совокупности действий, обеспечивающих получение правильного ответа. В числе таких действий можно выделить следующие: – составление уравнений химических реакций (согласно данным условия задачи), необходимых для выполнения стехиометрических расчетов; – выполнение расчетов, необходимых для нахождения ответов на поставленные в условии задачи вопросы. Условия заданий 39 наиболее разнообразны по содержанию и алгоритму их выполнения по сравнению с другими заданиями высокого уровня сложности экзаменационной работы. Несмотря на то, что в процессе выполнения этих заданий выпускники используют почти одни и те же понятия и формулы для расчетов, все же каждое задание предусматривает использование своего алгоритма решения. При этом любой порядок расчетов, который приводит к правильному ответу, оценивается максимальным баллом. Все задачи 39 по сравнению с аналогичными заданиями 2014г. (С4) выглядели очень корректно, соответствовали всем требованиям, которые предъявляются к задачам высокого уровня сложности и позволяли проверить элемент содержания, связанный с расчетами по уравнениям химическим реакций. Из общего числа участников 11,73% полностью справились с заданием, но более 50% (54,6%) задание не выполнили полностью и получили 0 баллов. Показатель решаемости задания 39 участниками экзамена представлен ниже: 22 Таблица 21. Задание Гимназии Лицеи СОШ Образовательные организации с углубленным изучением предмета 8,00% 7,83% 4,50% 6,09% 4 балла 39 20,00% 16,38% 3 балла 5,28% 3,95% При анализе качества решаемости задач из этого блока, следует остановиться, прежде всего, на задаче, в которой речь идет о растворении смеси безводных сульфата алюминия и хлорида меди (II) с последующим добавлением к раствору избытка раствора гидроксида натрия. Эта задача оказалась практически нерешаемой для подавляющего большинства участников экзамена на стадии составления уравнений реакций. Некоторые из них составляли уравнения реакции между солями CuCI2, AI2(SO4)3 и водой с получением гидроксидов (?!). Однако подавляющая часть выпускников, решавших эту задачу, не увидела ключевые слова в ее условии – «избыток раствора гидроксида натрия» и записали продуктом реакции взаимодействия сульфата алюминия и щелочи AI(OН)3, а не Na[AI(OH)4], не учитывая, что гидроксид алюминия имеет амфотерный характер и растворяется в избытке щелочи с образованием комплекса. Таким образом, в данном случае речь идет, как о недостаточно сформированном общеучебном умении анализировать информацию, так и о пробелах предметного характера, а именно – понимании явления амфотерности, знании форм алюминатов в растворе, т.е. недостаточно усвоенном элементе содержания «Химические свойства основных классов соединений». Это уже было показано на результатах выполнения заданий 8, 9 и 31, которые относятся к блоку «Неорганическая химия». Если была правильно выполнена чисто «химическая» часть задачи (верно составлены уравнения реакций), расчетная часть никакой сложности не представляла. В другой задаче из блока заданий 39 речь шла о последовательном растворении в воде аммиака и хлороводорода. При проведении расчетов (даже при верно составленных уравнениях реакций) многие выпускники определяли количество вещества воды по формуле n= V/Vm, считая воду газом, а затем решая задачу по типу «избыток-недостаток». При расчете массы раствора очень часто участники экзамена не учитывали массу продукта реакции, покинувшего ее сферу в виде осадка или газа, что приводило к потере 1-2 баллов в зависимости от содержания задачи и предлагаемых критериев оценивания. 23 Новый формат задач 40 в 2015г. предполагал формулирование логически обоснованного ответа на все поставленные в условии задания (произведение вычислений для определения молекулярной формулы вещества, установление структурной формулы вещества, запись химического уравнения). Из числа участников экзамена 17,56% получили максимальное число баллов, не справились с решением 45,88% выпускников: Таблица 22. Задание Гимназии Лицеи СОШ Образовательные организации с углубленным изучением предмета 13,05% 15,22% 48,90% 51,3% 4 балла 40 26,79% 22,03% 3 балла 38,49% 38,42% Экспертное оценивание решений задач 40 позволило установить следующее. Выпускники используют самые разнообразные, порой фантастические, способы определения молярного соотношения элементов – от решения системы уравнений с двумя неизвестными, до составления пропорций, используя закон сохранения массы. Не зная число атомов углерода (или другого элемента) в веществе, используют формулу ώ (Э) = n•Ar(Э) / М(в-ва) для установления М(в-ва). При определении количества вещества воды, объем которой дан в условии задачи, используют формулу n(H2O) = V/Vm. Главная претензия, которую можно было бы предъявить учителям, готовящим школьников к экзамену по химии – отсутствие единых, оптимальных, эффективных подходов к нахождению простейшей формулы вещества. Справедливости ради следует отметить, что простейшую формулу вещества определяли верно большинство участников экзамена, хотя зачастую, и очень сложными способами. Что же касается истинной молекулярной формулы, то многие выпускники определяли ее неверно, поскольку в условии задачи отсутствовали данные, позволяющие определить молярную массу вещества. И простейшую формулу СН2О некоторые выпускники трансформировали в формулу С6Н12О6, не учитывая, что при определении истинной молекулярной, а, тем более, структурной формулы вещества необходимо соблюдать два условия: они не должны противоречить описываемым химическим свойствам вещества (или способам его получения) и иметь при этом минимально возможное молярное соотношение элементов. 24 Основные выводы Анализ результатов ЕГЭ по химии, показатель решаемости заданий, экспертная оценка решения заданий высокого уровня сложности, позволили определить элементы содержания, умения и виды деятельности, усвоение которых школьниками региона в целом можно считать достаточным. К числу элементов содержания, уровень освоения которых соответствует требованиям стандарта, можно отнести в блоке «Теоретические основы химии»: - современные представления о строении атома; - Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева; - химическая связь и строение вещества; - химическая реакция. В блоке «Неорганическая химия» в число таких элементов входят: - классификация неорганических веществ. Номенклатура неорганических веществ (тривиальная и международная); - характерные химические свойства простых веществ – металлов и неметаллов. В блоке «Органическая химия»: - типы связей в молекулах органических веществ; - классификация органических веществ. Номенклатура органических веществ (тривиальная и международная); - характерные химические свойства углеводородов различных классов; - характерные химические свойства кислородсодержащих соединений. В блоке «Методы познания в химии. Химия и жизнь»: содержательная линия «Экспериментальные основы химии» - определение характера среды водных растворов веществ. Индикаторы; - основные способы получения (в лаборатории) конкретных веществ, относящихся к изученным классам неорганических и органических соединений. содержательная линия «Расчеты по химическим формулам и уравнениям реакций» - вычисление массы растворенного вещества, содержащегося в определенной массе раствора с известной массовой долей; вычисление массовой доли вещества в растворе; - расчеты объемных отношений газов при химических реакциях; - расчеты массы вещества или объема газов по известному количеству вещества, массе или объему одного из участвующих в реакции веществ; - расчеты теплового эффекта реакции. Среди умений и способов деятельности, уровень сформированности которых можно считать достаточным относятся: - определять/классифицировать: валентность, степень окисления химических элементов, заряды ионов; вид химических связей в соединениях и тип 25 кристаллической решетки; характер среды водных растворов веществ; окислитель и восстановитель; - характеризовать: s-, p- и d-элементы по их положению в Периодической системе Д.И. Менделеева; строение и химические свойства изученных органических соединений; - объяснять: зависимость свойств химических элементов и их соединений от положения элемента в Периодической системе Д.И. Менделеева; природу химической связи (ионной, ковалентной, металлической, водородной; сущность изученных видов химических реакций (электролитической диссоциации, ионного обмена, окислительно-восстановительных) и составлять их уравнения; влияние различных факторов на скорость химической реакции и на смещение химического равновесия. К числу элементов содержания , усвоение которых школьниками Свердловской области в целом нельзя считать достаточным, можно отнести: - характерные химические свойства основных классов неорганических соединений (оксидов, оснований, кислот и солей); - взаимосвязь различных классов неорганических веществ; - качественные реакции на неорганические вещества и ионы; качественные реакции на органические вещества. - общие научные принципы химического производства. При подготовке школьников к ЕГЭ по химии следует обратить внимание на те умения и виды деятельности, уровень сформированности которых пока нельзя считать достаточным: - уметь выявлять взаимосвязи понятий; - уметь использовать важнейшие химические понятия для объяснения отдельных фактов и явлений; - объяснять зависимость свойств неорганических и органических веществ от их состава и строения. 4. РАБОТА РЕГИОНАЛЬНОЙ ПРЕДМЕТНОЙ КОМИССИИ. Председатель ПК по химии Гофенберг Ирина Валентиновна, доцент кафедры естественнонаучного образования ГАОУ ДПО СО «Институт развития образования», канд.хим.наук Заместитель председателя ПК по химии Гусева Анна Федоровна – директор департамента «Химический факультет» Института естественных наук Уральского федерального университета им Б.Н.Ельцина, канд.хим.наук Характеристика региональной предметной комиссии (ПК) по предмету Эксперты предметной комиссии Количество Количество экспертов в предметной комиссии, чел. 26 26 из них: учителей образовательных организаций преподавателей учреждений высшего профессионального образования 19 7 Из них: 7 имеющих учёное звание кандидата наук имеющих учёное звание доктора наук имеющих звание «Заслуженный учитель РФ» Из них 8 имеющих статус ведущего эксперта имеющих статус старшего эксперта 18 имеющих статус основного эксперта Организация обучения экспертов и работы предметной комиссии Региональная предметная комиссия по проверке 2-части КИМ ЕГЭ по в 2015г. была сформирована на следующих основаниях: - по результатам анализа качества работы экспертов ПК в 2014г. (количество и доля от общего количества проверенных работ, требующих 3-ей проверки, количество и доля от общего количества проверенных работ, по которым подана апелляция и в результате рассмотрения удовлетворена); - по результатам обучения на дополнительной профессиональной программе «Подготовка экспертов региональных предметных подкомиссий» (80 часов); - по результатам работы на семинаре «Развитие нормативно-правовой и информационно-технологической компетентности экспертов предметных подкомиссий ЕГЭ» (16 часов); - по результатам прохождения квалификационных испытаний. Все кандидаты в состав ПК по химии прошли подготовку по дополнительной профессиональной программе повышения квалификации «Подготовка экспертов региональных предметных подкомиссий» (80 часов). В программу включены тренинги по проверке заданий с развернутым ответом ЕГЭ по химии, разработанные на основании материалов для подготовки экспертов региональных предметных подкомиссий ФБГНУ «ФИПИ», анализа работ участников ЕГЭ, в которых допущены экспертные ошибки в оценивании, анализа работ участников ЕГЭ, по которым поданы апелляции о несогласии с результатами оценивания и по которым принято решение об изменении баллов. По результатам обучения на программе сформирована база данных с результатами тренингов по показателям согласованности баллов экспертов с контрольными баллами. Основания для включения в состав предметной комиссии: 27 - высшее профессиональное образование, подтвержденное соответствующим документом государственного образца; - наличие опыта работы в организациях, осуществляющих образовательную деятельность и реализующих образовательные программы среднего общего, среднего профессионального или высшего образования (не менее 5 лет); - наличие документа, подтверждающего получение дополнительного профессионального образования, включающего в себя практические занятия по оцениванию образцов экзаменационных работ в соответствии с критериями оценивания по соответствующему учебному предмету, определяемыми Рособрнадзором; - результаты итогового тренинга при обучении по программе; - результаты прохождения квалификационных испытаний. Кандидаты на статус председателя и заместителя председателя ПК по химии прошли тренинги в модуле по согласованию подходов к оцениванию с использованием специализированного модуля системы дистанционной подготовки экспертов «Эксперт ЕГЭ» ФБГНУ «ФИПИ», а в январе 2015 года - обучение на семинаре по согласованию подходов к оцениванию в ФБГНУ «ФИПИ». В течение марта-апреля 2015 года все кандидаты в состав ПК прошли дополнительную подготовку на семинаре «Развитие нормативно-правовой и информационно-технологической компетентности экспертов предметных подкомиссий ЕГЭ» в объеме от 16 часов, специализированном модуле системы дистанционной подготовки экспертов «Эксперт ЕГЭ» ФБГНУ «ФИПИ». № п/п Условия Реализация в 2015 году 1. Нахождение ПК в/во вне здания ПК находится в здании РЦОИ РЦОИ, количество зданий, помещений, где размещается ПК 1.1. количество аудиторий при работе ПК Проведение оперативного согласования подходов к оцениванию развернутых ответов в день получения критериев оценивания перед началом проверки 2. количество аудиторий – 1 Проведение инструктажа-согласования подходов к оцениванию перед началом проверки, продолжительность: 1 час Дополнительное согласование в процессе проверки потребовалось по результатам анализа согласованности оценивания экспертами (проводилось ли, продолжительность, была ли потребность в проведении дополнительного согласования в процессе проверки) 28 3. 3.1. 3.2. 3.3. 4. Работа экспертов-консультантов, назначенных председателем ПК при работе ПК количество экспертовконсультантов принцип распределения экспертов-консультантов по помещениям ПК сфера консультирования (консультация экспертов, находящихся в одном помещении/аудитории; консультация по оцениванию ответов на определенные задания и т.п.) Наличие специально оборудованного в помещениях ПК рабочего места с выходом в сеть "Интернет" для обеспечения возможности уточнения экспертами изложенных в экзаменационных работах участников ГИА фактов; востребованность этого рабочего места 5 по количеству заданий с развернутым ответом (повышенного уровня сложности) по количеству заданий с развернутым ответом (повышенного уровня сложности) Оценивание ответов на определенные задания Рабочее место с выходом в сеть "Интернет" для обеспечения возможности уточнения экспертами изложенных в экзаменационных работах участников фактов в аудитории: 1 Сведения о согласованности проверки работ экспертами региональной предметной комиссии Общее количество проверенных работ 3282, из которых 180 (5,48%) работ направлено на 3-ю проверку. Наибольшую сложность при экспертном оценивании решений задач высокого уровня сложности вызвали решения задачи 40. Выпускники использовали самые разнообразные алгоритмы расчета молекулярной формулы, зачастую с использованием сложного математического аппарата, вводили допущения или, напротив, оперировали методом перебора возможных вариантов. Часто встречались решения, в которых вывод верной молекулярной формулы, а также верное уравнение реакции не подкреплялись необходимыми вычислениями. В некоторых работах участники экзамена вместо предлагаемой критериями ответа структурной формулы записывали формулу вещества другого класса, которое обладает аналогичными свойствами. 29 5. РЕКОМЕНДАЦИИ Предложения по совершенствованию методики обучения школьников по выявленным «проблемным» элементам содержания и видам деятельности В первую очередь следует обратить внимание на элемент содержания «Характерные химические свойства основных классов неорганических веществ: оксидов, оснований, кислот и солей», который включен в задания как базового, так и повышенного и высокого уровней сложности. К числу основных претензий к уровню подготовки выпускников в части освоения содержания курса химии в средней школе являются недостаточный уровень знаний: принципов номенклатуры неорганических и, особенно, органических веществ; лабораторных и промышленных способов получения отдельных веществ. При изучении общей химии в 11 классе следует включать вопросы технологического характера в разделы «Скорость химических реакций», «Классификация химических реакций», «Химия высокомолекулярных соединений» и др., что позволит, с одной стороны устранить лакуны в освоении содержания предмета, а, с другой – усилить практикоориентированный характер обучения. Подтверждается необходимость усиления внимания к организации целенаправленной работы по подготовке к ЕГЭ, которая предполагает планомерное повторение изученного материала и тренировку в выполнении заданий различного типа. Результатом работы по повторению должно стать приведение в систему знание/понимание следующих понятий: кислотно-оснόвные свойства вещества, окислительно-восстановительные свойства, функциональная группа, гомология, структурная и пространственная изомерия. Умение применять эти понятия входит в число обязательных требований к подготовке выпускников по химии. На основе анализа полученных данных можно отметить, что одной из актуальных задач в преподавании химии должна стать организация целенаправленной работы по формированию умений выделять в условии задания главное, устанавливать причинно-следственные связи между отдельными элементами содержания, в особенности взаимосвязь состава, строения и свойств веществ. Повышению эффективности усвоения материала об отдельных химических элементах и их соединениях будет способствовать опора на теоретические знания. Прежде всего, следует постоянно обращать внимание учащихся на то, что характерные свойства каждого конкретного вещества и различных классов веществ в полной мере зависят от их состава и строения. 30 На основании результатов ЕГЭ 2015г. в Свердловской области можно высказать ряд предложений по совершенствованию отдельных аспектов преподавания химии в школе. Важным основанием для совершенствования учебного процесса является анализ затруднений выпускников в освоении отдельных элементов содержания курса химии. Наиболее типичные из них были названы в разделе 3. Анализ этих затруднений позволит в рамках учебного процесса организовать подготовку к ЕГЭ по химии. Для успешного формирования важнейших теоретических понятий в учебном процессе целесообразно использовать различные по форме упражнения и задания на применение этих понятий в различных ситуациях. Необходимо также добиваться понимания учащимися того, что успешное выполнение любого задания предполагает тщательный анализ его условия и выбор верной последовательности действий. Таким образом, если говорить об уровне сформированности умений, то, в первую очередь, не только и не столько о специальных умениях, сколько об универсальных учебных действиях. Действительно, подавляющая часть заданий КИМ ЕГЭ была бы выполнена более успешно, если бы выпускники умели: - устанавливать причинно-следственные связи (между положением элементов в Периодической системе химических элементов и свойствами атомов, простых веществ и соединений; между положением металла в ряду напряжений и их активностью; между электронной конфигурацией и степенью окисления и т.п.); - анализировать (предложенные формулы по составу, исходные вещества и продукты реакции и т.п.), понимать их взаимосвязь и границы применения; - оценивать (возможность протекания реакций, продукты реакций, характер среды водного раствора и т.п.); - устанавливать соответствие (между названием, формулой и свойствами; между положением элемента в ряду напряжений и его активностью и т.п.). Поэтапное формирование универсальных учебных действий должно осуществляться на протяжении всех лет обучения в школе средствами различных предметов. Предмет химии в этом плане предоставляет очень широкие возможности, тем более, что стандарты второго поколения предполагают определенный уровень развития не только предметных, но и метапредметных универсальных учебных действий. Следует отметить, что учителя химии крайне редко обращаются к открытому банку заданий ЕГЭ при разработке материалов для контрольных мероприятий, вследствие чего выпускники могут не знать типологии заданий, алгоритма работы с ними. 31 К числу организационно-методических мероприятий, связанных с повышением качества химического образования и, как следствие, повышения результатов ЕГЭ по химии можно отнести: - проведение образовательных семинаров по обеспечению необходимого уровня самостоятельной познавательной деятельности обучающихся для преподавателей вечерних школ, начального профессионального, среднего специального образования, поскольку выпускники именно этих типов ОО резко снижают общие показатели по субъекту федерации; - разработку методических пособий для организации самостоятельной деятельности обучающихся; Предложения по совершенствованию КИМ ЕГЭ по химии (в том числе и по совершенствованию критериев оценивания заданий с развернутым ответом) В критериях оценивания заданий с развернутым ответом необходимо предусматривать как можно более широкий веер ответов. Особенно это касается заданий 36,в которых принимают участие соединения марганца. Так, окислителем может быть не только KMnO4, но и MnO2, K2MnO4. Кроме того, в качестве исходных веществ могут быть взяты другие соединения, чем те, которых указаны в критериях оценивания. Продукты реакции также могут отличаться от тех, которые предложены критериями оценивания. Так. В варианте 604 экспертная комиссия сочла верным решение задачи с переходом CI+5 в CI2, а не в CI-. Следует пересмотреть подходы к разработке критериев оценивания задания 39 (расчетной задачи): включать расчет массы раствора после реакции либо в 3-й, либо в 4-й элемент критериев оценивания во всех вариантах одинаково. В противном случае участники экзамена оказываются в неравных условиях при оценивании ответа. При разработке задач 40, на наш взгляд, следует придерживаться такой версии заданий, которая позволяла бы однозначно определять истинную молекулярную формулу вещества. Это возможно только в том случае, если есть возможность установить его молярную массу. 6. СОСТАВИТЕЛИ ОТЧЕТА О РЕЗУЛЬТАТАХ МЕТОДИЧЕСКОГО АНАЛИЗА: Председатель Гофенберг Ирина Валентиновна, ГАОУ ДПО СО предметной «Институт развития образования», доцент комиссии кафедры естественнонаучного образования, канд.хим.наук Ведущий эксперт Дорофеева Надежда Михайловна, Уральский государственный медицинский университет, доцент, канд.хим.наук, доцент 32 33
