Анализ результатов государственной итоговой аттестации выпускников 2009 г. общеобразовательных учреждений Томской области (стр. 24 )

	Название вещества		реагенты
А)		1)	HCl, AgNO3
Б)		2)	Ca(OH)2, H2SO4 (конц.)
В)		3)	KOH, HBr
Г)		4)	S, C
		5)	NaOH, HI
		6)	CuS, HNO3

Задания В6 также вызвали у школьников определенные сложности. Лишь 16 % учащихся справились с решением задания, в котором нужно было выбрать верные стадии бромирования метана.

·  Механизм бромирования метана включает в себя следующие стадии:

1)  СН4 → С + 4Н∙

2)  Br2 → 2Br∙

3)  Br∙ + СН4 → СН3∙ + HBr

4)  СН4 → СН3∙ + Н∙

5)  Br2 + СН4 → СН4Br + HBr

6)  СН3∙ + СН3∙ → СН3СН3

Задания В7 и В8, связанные с химическими свойствами кислород- и азотсодержащих органических соединений, решались примерно 50 % учащихся. Наименее решаемыми были следующие задания:

·  Прпанол взаимодействует с

1)  H2

2)  CH3OH

3)  CuO

4)  C3H7COOH

5)  NaOH (р-р)

6)  Ca(OH)2 (р-р)

·  Аминоуксусная кислота реагирует с

1)  хлороводородом

2)  гидроксидом кальция

3)  метаном

4)  аланином

5)  водородом

6)  бензолом

Задания В9 и В10, являющиеся расчетными задачами, из года в год решаются примерно 40 – 50 % учащихся. Процент выполнения зависит от сложности предложенных задач. Наименьший процент выполнения имели следующие задачи:

·  К раствору хлорида бария массой 160 г и массовой долей 5% добавили 12 г этой же соли. Массовая доля соли в полученном растворе равна __________%

·  Масса раствора уксусной кислоты с массовой долей 40%, которую необходимо добавить к 500 г воды для получения раствора с массовой долей 15%, равна _________.

Задания В10 не решались учащимися из-за сложностей, связанных с написанием уравнения реакции, например, простейшая задача на взаимодействие цинка с раствором щелочи была решена только 20% учеников:

·  29 г цинка растворили в избытке раствора гидроксида калия. Рассчитайте объем газа (н. у.), выделившегося в результате этой реакции.

Решаемость заданий высокого уровня сложности

Задания с развернутым ответом ориентированы на выявление выпускников и абитуриентов, имеющих прочные знания по химии и умеющих применить их в новой ситуации, в том числе и проблемной. Данным обстоятельством обусловлены определенная особенность содержания этих заданий и уровень их сложности.

В структуре экзаменационной работы задания с развернутым ответом самые малочисленные (их только 5 в каждом варианте работы) и относятся к заданиям высокого уровня сложности. Они ориентированы на проверку достаточно сложных элементов содержания по общей, неорганической и органической химии. Выполнение этих заданий предполагает применение знаний в новой ситуации для:

- объяснения причин многообразия веществ и химических явлений; обусловленности свойств и применения веществ их составом и строением, взаимного влияния атомов в молекулах органических соединений; взаимосвязи неорганических и органических веществ; сущности и закономерности протекания всех видов окислительно - восстановительных реакций;

- проведения расчетов по уравнениям химических реакций и по определению молекулярной формулы веществ.

Содержание этих заданий во многих случаях ориентирует учащихся на использование различных способов их выполнения. Тем самым выбранный способ выполнения задания может выступать в качестве показателя способности выпускника к осуществлению творческой учебной деятельности.

Не выходя за пределы «Обязательного минимума содержания образования по химии», задания с развернутым ответом предусматривают одновременную проверку усвоения нескольких (двух и более) элементов содержания из содержательных блоков: «Химическая реакция», «Познание  и применение веществ и химических реакций». Комбинирование проверяемых элементов содержания в этих заданиях осуществляют таким образом, чтобы уже в их условии прослеживалась необходимость последовательного выполнения нескольких взаимосвязанных действий, выявления причинно-следственных связей между элементами содержания, формулирования ответа в определенной логике и с аргументацией отдельных положений. Отсюда становится очевидным, что выполнение заданий с развернутым ответом требует особого внимания к оформлению самого ответа на вопросы, сформулированные в условии.

Таблица 3.

Данные по решаемости заданий части С

Номер задания	Проверяемые элементы содержания	Решаемость, %
С1	Реакции окислительно-восстановительные	45,0
С2	Реакции, подтверждающие взаимосвязь различных классов неорганических веществ.	23,4
С3	Реакции, подтверждающие взаимосвязь различных классов: углеводородов и кислородосодержащих органических соединений.	30,0
С4	Расчеты: массы (объема, количества вещества) продуктов реакции, если одно из веществ дано в избытке (имеет примеси). Расчеты: массы (объема, количества вещества) продукта реакции, если одно из веществ дано в виде раствора с определенной массовой долей растворенного вещества.	25,4
С5	Нахождение молекулярной формулы вещества.	40,7

Тип заданий высокого уровня сложности не изменяется в течение последних четырех лет, что позволяет корректно проследить за динамикой решаемости заданий части С.

В заданиях С1 ученику необходимо закончить уравнение окислительно-восстановительной реакции и уравнять ее методом электронного баланса с указанием окислителя и восстановителя. В последние годы решаемость такого рода задач все время повышалась, но в 2009 г. процент выполнения снизился с 56% до 45%.

Задания	Средний процент выполнения (от максимального балла)
2006 г.	2007 г.	2008 г.	2009 г.
С1	44,5	50	56	45,0

Снижение решаемости заданий С1 связано с усложнением их содержательной части. В то время как в подобных заданиях 2008 г. ученику были даны подсказки в виде продуктов восстановления и окисления, то в билетах ЕГЭ 2009 г. ставится более сложная задача – дописать 2, а то и 3 продукта реакции. Но самые большие сложности ученики испытывали при написании продукта окисления Cr3+, мало того – в щелочной среде. Химия хрома практически не изучается в школьном курсе химии, поэтому учителю необходимо ознакомить учеников с алгоритмом решения подобных заданий и обязательно указать характерные степени окисления некоторых d-металлов.

·  KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 → MnSO4 + … + … + …

·  KMnO4 + FeSO4 + … → … + K2SO4 + K2MnO4

·  NaCrO2 + … + NaOH → … + NaBr + H2O

·  SO2 + KMnO4 + H2O → MnSO4 + … + …

Задания С2 проверяют умения ученика написать несколько возможных реакций между заданными веществами. Решаемость таких заданий всегда низка и колеблется в пределах 20% - 30%. Такие результаты являются вполне закономерными, поскольку для выполнения включенных в эту работу заданий с развернутым ответом было необходимо умение применять знания в новой ситуации: прогнозировать продукты реакции. Задания С2 позволяют дифференцировать учащихся не только по степени их химической грамотности, но и по способности мыслить, думать, то есть проверяют высшую степень образованности в категориях знания-умения-навыки: не знаю, но понимаю, что должно быть так.

·  Даны вещества: железо, вода, азотная кислота (р-р), серная кислота (р-р). Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами.

·  Даны вещества: оксид марганца (IV), концентрированная соляная кислота, перманганат калия, хлорат калия (бертолетова соль), дихромат калия. Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами.

·  Даны вещества: оксид фосфора (V), концентрированный раствор гидроксида рубидия, разбавленная азотная кислота. Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами.

·  Даны вещества: железо, железная окалина, разбавленная соляная кислота, концентрированная азотная кислота. Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами.

Это задание было наиболее сложным среди всех заданий С2, так как, во-первых, для написания уравнений реакций между приведенными веществами требовалось знание формулы железной окалины (Fe3O4), во-вторых, реакцию контрдиспрпоционирования написать школьнику практически невозможно:

Fe3O4 + Fe → FeO

·  Даны вещества: иод, сероводород, водные растворы гидроксида бария и хлорной воды. Напишите уравнения четырех возможных реакций между этими веществами.

Среди указанных взаимодействий наиболее проблематичным явилось следующее:

H2S + Ba(OH)2 = Ba(HS)2 + 2H2O

Задания С3 предполагают написание уравнений реакций между превращений органическими веществами по предложенной схеме превращений. Решаемость заданий составила 30%, многие ученики успешно справились с этой частью раздела С.

Задания С4 содержат сложные, многоходовые задачи, для решения которых требуется написания нескольких уравнений реакций. С заданием справились 25,4% учащихся. Тем не менее, нужно отметить, что многие ученики приступили к решению задачи С4 и правильно выполнили несколько действий. Учителям, при подготовке учеников к сдаче ЕГЭ, необходимо уделить пристальное внимание к проблеме решения сложных расчетных задач, Необходимо сформировать некие подходы, которые помогут учащемуся решить задачу любой сложности. Оптимальным способом решения задач является мольный способ, который имеет научное обоснование (закон Авогадро), заставляет ученика обращать внимание на коэффициенты в уравнении реакции и значительно упрощает расчеты в многоходовых задачах.

·  Карбонат бария массой 15 г растворили при нагревании в 250 мл 20%-ной азотной кислоты (ρ = 1,1 г/мл), Какова массовая доля соли в образовавшемся растворе?

·  Нитрит натрия массой 6,9 г внесли при нагревании в 110 г раствора хлорида аммония с массовой долей 10%. Какой объем азота (н. у.) выделяется при этом и какова массовая доля поваренной соли в получившемся растворе?

Задания С4 представлены классическими задачами на установление молекулярных формул веществ. Средняя решаемость задач составила 40,7%, что является неплохим результатом для заданий высокой степени сложности.

Выводы и методические рекомендации

Анализ результатов единого государственного экзамена по химии в 2009 г. показал, что выпускники школ Томской области показали достаточно высокий уровень теоретических знаний и умений, превышающий в целом общероссийский. Средний тестовый балл участников ЕГЭ по химии превысил аналогичные значения по дисциплинам естественно-научного профиля: химия – 55,25; математика – 45%; физика – 50,2%.

Контрольно-измерительные материалы 2009 г. обладают высокой дифференцирующей способностью и позволяют объективно распределить учеников по степени их подготовленности к сдаче экзамена, а также выявить проблемные разделы химии, вызывающие у экзаменующихся наибольшие затруднения.

Анализ решаемости заданий показал, что процент выполнения 24 базовых заданий из 30 превысил 60%, и таким образом средняя решаемость заданий базового уровня сложности составила 63,25%. Высокий процент выполнения некоторых заданий позволяет судить об успешности усвоения учащимися определенных разделов химии. Так, высокие результаты (решаемость выше 70%) показаны при ответах на вопросы, связанные со строением вещества (строение атома, закономерности изменения свойств химических элементов, химическая связь), ионные реакции, гидролиз солей. Особенно хочется отметить прогресс в освоении темы «гидролиз солей», так как эта тема всегда была одной из трудно доступных для восприятия учениками. В то же время, такие разделы химии как характерные химические свойства неорганических различных классов, химическая кинетика, в частности каталитические процессы, усвоены учениками в меньшей степени.

В качестве методических рекомендаций можно посоветовать учителям, преподносить материал по химическим свойствам веществ, классам неорганических соединений в компактном виде, например в форме таблиц:

Тип оксида, гидроксида	Кислотный	Амфотерный	Основный
Неметаллы	образуют	не образуют	не образуют
Примеры соединений	SO2, Cl2O, Cl2O7, NO2 HNO3, HClO4,
Металлы	Образуют в степенях окисления +8, +7, +6, +5	Образуют в степенях окисления +4, +3	Образуют в степенях окисления +2, +1
Примеры соединений	Mn2O7, CrO3, FeO3, HMnO4, H2Cr2O7, H2FeO4	Fe2O3, Cr2O3, MnO2, Fe(OH)3, Cr(OH)3	Na2O, FeO, MnO, NaOH, Fe(OH)2
Исключения		ZnO – Zn(OH)2 BeO – Be(OH)2 SnO – Sn(OH)2 PbO – Pb(OH)2

В таком сжатом виде материал лучше запоминается учениками.

·  Как показал анализ решаемости заданий С1, ученики испытывают определенные трудности в написании продуктов и реагентов в уравнениях окислительно-восстановительных превращений. Для того чтобы выработать у школьника некое химическое предвидение, его необходимо ознакомить со следующим алгоритмом действия:

·  Необходимо определить степени окисления элементов. Чтобы проделать следующий шаг, ученик должен знать возможные и устойчивые степени окисления элементов главных подгрупп периодической системы и некоторых элементов побочных подгрупп. Характерные степени окисления элементов можно определить исходя из их расположения в Периодической системе (ПС). Элементы, расположенные в первых трёх группах (главных подгруппах) ПС, имеют постоянную степень окисления, которая совпадает с номером группы. У всех последующих элементов набор характерных степеней элементов определяется следующими правилами: высшая степень окисления совпадает с номером группы; низшая степень окисления равна номеру группы минус 8, промежуточные степени окисления обычно равны четным числам для элементов групп с четными номерами и нечетным числам - для элементов групп с нечетными номерами.

Характерные степени окисления элементов главных подгрупп приведены в таблице:

I группа	II группа	III группа	IV группа	V группа
Li	+1	Be	+2	B	+3	C	-4,+2,+4	N	-3,-2,-1,+1,+2,+3,+4,+5
Na	+1	Mg	+2	Al	+3	Si	-4, +2,+4	P	-3, +1, +3, +5
K	+1	Ca	+2	Ga	+3	Ge	-4, +2, +4	As	-3, +3, +5
Rb	+1	Sr	+2	In	+3	Sn	+2, +4	Sb	-3, +3, +5
Cs	+1	Ba	+2	Tl	+3, +1	Pb	+2, +4	Bi	+3, +5

VI группа	VII группа
O	-2, -1, + 1, +2	F	-1
S	-2, +4, +6	Cl	-1, +1, +3, +5, +7
Se	-2, +4, +6	Br	-1, +1, +3, +5, +7
Te	-2, +4, +6	I	-1, +1, +3, +5, +7
Po	+2, +4	At	-1, +1, +3, +5

Как видно из таблицы, исключениями являются 4 элемента, для которых характерен отличительный набор степеней окисления, это H, O, F, N.