Программа государственного экзамена «Химия с теорией и методикой обучения» для проведения государственной итоговой аттестации по направлению 050100

Вид материала

Программа

Содержание 4.6. Биохимия с основами молекулярной биологии Аминокислоты, пептиды, белки Нуклеозиды, нуклеотиды, нуклеиновые кислоты Метаболизм основных групп биомолекул Биосинтез белка 4.7. Химическая технология Модули, составляющие курс: « 2-ой модуль: Методические основы обучения химии 3-ий модуль: Технологические основы обучения химии Система естественнонаучного образования в школе Содержание естественнонаучного образования в школе Организация образовательного процесса Методы обучения Средства обучения Контроль знаний и умений Формы организации учебной работы по профильным дисциплинам Внеклассные занятия Внеурочные занятия Личность учителя Методика изучения первоначальных химических понятий ... Полное содержание

Подобный материал:

• Программа государственного экзамена «Химия с теорией и методикой обучения» для проведения, 464.3kb.
• Программа Государственного экзамена по географии с теорией и методикой обучения для, 337.98kb.
• План подготовки и проведения единого государственного экзамена, государственного выпускного, 201.13kb.
• План подготовки и проведения единого государственного экзамена, государственного выпускного, 198.55kb.
• Программа подготовки к государственной итоговой аттестации для магистрантов II курса, 1031.59kb.
• Программа итоговой государственной аттестации студентов по направлению 521600 Экономика, 216.02kb.
• Программа итоговой государственной аттестации магистрантов методические указания для, 448.61kb.
• Методические рекомендации, программа и вопросы комплексного государственного междисциплинарного, 417.55kb.
• Программа государственного итогового междисциплинарного экзамена по специальности 080105, 358.8kb.
• Программа итогового государственного экзамена, 766.14kb.

4.6. Биохимия с основами молекулярной биологии

Стандарт



Химический состав живых организмов. Структурная организация белков. Нуклеиновые кислоты. Углеводы. Липиды. Строение, свойства и механизм действия ферментов. Обмен веществ и энергии в организме. Биологическое окисление. Обмен углеводов, липидов, нуклеиновых кислот, белков и аминокислот в организме человека. Метаболизм углеводов, липидов, аминокислот, характеристика ферментов. Биосинтез белка. Матричный синтез. Регуляция белкового синтеза.



Введение

Краткая характеристика химико-биологических наук, изучающих основы жизнедеятельности организмов, задачи этих дисциплин и их взаимосвязь. Краткий исторический обзор развития биохимии.

Грань между живой и неживой природой. Свойства живой материи. Химический состав живых организмов. Вода как компонент биомассы. Химический состав клетки.

Аминокислоты, пептиды, белки: Белки. Функции белков в живом организме. Методы выделения и очистки белков. Молекулярная масса, размер и форма белковых молекул.

Аминокислотный состав белков. Методы гидролиза белков до аминокислот. -аминокислоты. Классификация -аминокислот. Заменимые и незаменимые -аминокислоты. Стереохимия -аминокислот. Кислотно-основные свойства. Изоэлектрическая точка. Химические свойства: реакции по карбоксильной группе, аминогруппе, превращения по радикалам. Реакции, используемые для качественного и количественного определения аминокислот. Физико-химические методы разделения аминокислот. Методы получения аминокислот (синтетический, ферментативный, микробиологический).

Пептиды. Классификация. Номенклатура. Аминокислотный состав. Физико-химические методы разделения пептидов. Природные пептиды, их физиологическая роль (пептидные антибиотики, гормоны, анальгетики, нейропептиды).

Структурная организация белков. Работы А.Я. Данилевского и Э. Фишера по доказательству полипептидной теории строения белка. Первичная структура белков и методы ее установления. Ферментативный гидролиз белков. Автоматический анализатор аминокислотной последовательности полипептидной цепи. Работы зарубежных и отечественных ученых по установлению первичной структуры белков и пептидов. Гомологичные белки.

Вторичная структура белков и методы ее определения. Структурные особенности пептидной связи и конформация полипептидной цепи. Основные типы вторичной структуры белка: -спираль, -структура, -изгиб. Роль водородных связей в стабилизации вторичной структуры белка. Влияние радикалов аминокислотных остатков на образование вторичной структуры.

Третичная структура белков. Слабые химические взаимодействия (гидрофобные, ван-дер-ваальсовые взаимодействия, водородные и ионные связи) как факторы формирования третичной структуры белковых молекул и других биополимеров. Доменный принцип строения белков. Данные рентгеноструктурного анализа о третичной структуре миоглобина.

Четвертичная структура олигомерных белков. Протомеры и мультимеры. Природа взаимодействий, формирующих четвертичную структуру белков. Комплементарность контактных площадок субъединиц, самосборка эпимолекул. Биологическое значение олигомерных взаимодействий. Белки с четвертичной структурой (гемоглобин, каталаза, вирус табачной мозаики и др.).

Физико-химические свойства белков. Заряд белковой молекулы, изоэлектрическая точка белков. Методы осаждения белков. Нативный белок. Денатурация и ренатурация белков. Факторы, вызывающие денатурацию белков.

Простые и сложные белки. Классификация простых белков по форме и растворимости. Классификация сложных белков: нуклео-, липо-, глико-, гемо-, фосфо-, металлопротеины.

Углеводы: Общая характеристика углеводов. Роль углеводов в жизнедеятельности организма. Классификация углеводов. Моносахариды. Стереохимия и конформационная изомерия. Химические свойства, кольчато-цепная таутомерия. Важнейшие представители моносахаридов: рибоза, глюкоза, манноза, галактоза, фруктоза.

Олигосахариды. Структура и свойства. Важнейшие дисахариды: мальтоза, трегалоза, целлобиоза, лактоза, сахароза.

Полисахариды. Структура, классификация, свойства. Биологическое значение. Резервные и структурные полисахариды: крахмал, гликоген, клетчатка, декстран, хитин, гиалуроновая кислота, хондроитинсульфат, гепарин.

Нуклеозиды, нуклеотиды, нуклеиновые кислоты: История открытия и изучения нуклеиновых кислот. Гидролиз нуклеопротеинов. Химический состав нуклеиновых кислот. Характеристика пуриновых и пиримидиновых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот. Углеводные компоненты. Нуклеозиды.

Мононуклеотиды. Структура, номенклатура, химические свойства. Биологически важные производные мононуклеотидов. Нуклеозидтрифосфаты и их роль в энергетическом обмене. Мононуклеотиды — структурные элементы нуклеиновых кислот.

Полинуклеотиды и нуклеиновые кислоты. Фосфодиэфирная связь. Два типа нуклеиновых кислот: ДНК и РНК. Характеристика ДНК и РНК по составу, молекулярной массе, функциям и локализации в клетке.

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Первичная структура ДНК. Работы Э. Чаргаффа. Вторичная структура ДНК. Модель Дж. Уотсона и Ф. Крика. Комплементарные и межплоскостные взаимодействия нуклеиновых оснований. Третичная структура ДНК. Роль белков в формировании третичной структуры ДНК хромосом. Нуклеосомный тяж. Соленоид. Хроматин. Свойства ДНК. «Плавление» ДНК. Гиперхромный эффект. Синтез ДНК. Полуконсервативная репликация ДНК. Характеристика ДНК-полимераз. Основные принципы репликации. Репарация ДНК. Рекомбинация.

Рибонуклеиновые кислоты (РНК). Классификация. Характеристика различных видов РНК по молекулярной массе, нуклеотидному составу, функциям и локализации в клетке. Структура и функции матричной РНК. Структура и функции транспортной РНК. Особенности первичной структуры тРНК, минорные азотистые основания. Специфика вторичной структуры тРНК, третичная структура тРНК. Структура и функции рибосомальных РНК.

Функции моно- и полинуклеотидов в живых организмах. Вирусы и вирусные болезни.

Липиды: Характеристика, функции и классификация липидов. Омыляемые липиды: жиры, воска. Высшие жирные кислоты как структурные компоненты омыляемых липидов. Физические и химические свойства триацилглицеридов.

Биокатализ: Роль ферментов в процессах жизнедеятельности. Ферментативная функция белка. Специфика ферментов по сравнению с катализаторами небелковой природы. Химическая природа и строение ферментов. Ферменты — простые и сложные белки. Кофакторы ферментов. Коферменты и простетические группы. Витамины как компоненты коферментов. Каталитический центр. Понятие о субстратном и аллостерическом центрах в молекуле фермента.

Механизм действия ферментов. Кинетика ферментативных состояний. Свойства ферментов. Регуляция активности ферментов. Аллостерические ферменты. Проферменты. Изоферменты. Мультиферментативные комплексы. Локализация ферментов в клетке.

Витамины. История открытия, классификация, роль витаминов в питании. Авитаминозы, гиповитаминозы, гипервитаминозы. Водорастворимые витамины. Структура витаминов В₁, В₂, В₃, В₅, В₆, В₁₂, В₁₅, В_С, С, Н; механизмы участия в актах катализа. Жирорастворимые витамины.

Номенклатура и классификация ферментов

Применение ферментов и их ингибиторов в медицине. Химическая модификация и иммобилизация ферментов.

Метаболизм основных групп биомолекул: Общее понятие об обмене веществ и энергии в организме. Автотрофы и гетеротрофы. Метаболизм как совокупность процессов катаболизма и анаболизма. Стадии метаболизма.

Источники энергии для живых организмов. Термодинамика биопроцессов. Эндергонические и экзергонические процессы. Взаимосвязь обмена веществ и энергии. Макроэргические соединения и макроэргические связи. Важнейшие макроэргические соединения: АТФ, ацетил-КоА, фосфоенолпировиноградная кислота и др. Особая роль атомов фосфора в образовании макроэргических связей. Роль АТФ в энергетическом обмене. Аденилатная система, роль ионов магния. Пути ферментативного переноса фосфатных групп.

История развития представлений о биологическом окислении. Современные представления о механизмах биологического окисления. Свободное окисление. Сопряжение биологического окисления с фосфорилированием. Субстратное фосфорилирование. Митохондрии как внутриклеточные центры аэробного дыхания. Дыхательная (электронотранспортная) цепь ферментов. Энергетика переноса электронов. Окислительное фосфорилирование. Механизм энергетического сопряжения процессов окисления и фосфорилирования в митохондриях. Хемиосмотическая гипотеза Митчела. Регуляция окислительного фосфорилирования в митохондриях. Микросомальное окисление.

Обмен углеводов. Превращение углеводов в процессе пищеварения. Ферменты гидролиза полисахаридов и олигосахаридов. Метаболизм моносахаридов. Регуляция уровня глюкозы в крови, роль инсулина. Активирование моносахаридов. Дихотомический путь распада глюкозо-6-фосфата. Гликолиз и гликогенолиз. Брожение и дыхание. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Цикл трикарбоновых и дикарбоновых кислот (цикл Кребса). Энергетический эффект анаэробного и аэробного окисления углеводов. Апотомический (пентозофосфатный) путь окисления глюкозы и его метаболическое значение. Регуляция метаболизма углеводов.

Обмен липидов. Превращение жиров в процессе пищеварения. Роль желчных кислот. Всасывание продуктов гидролиза липидов, ресинтез жиров. Транспорт и запасание липидов. Тканевый и клеточный липолиз. Катаболизм жиров. Обмен глицерина. Механизм окисления высших жирных кислот. Обмен ацетил-КоА. Энергетический эффект окисления высших жирных кислот и глицерина. Синтез ацетоновых тел. Синтез жирных кислот и липидов.

Обмен белков как ядро клеточного метаболизма. Объем и скорость обновления белков различных органов и тканей. Проблема белкового голода. Превращения белков в процессе пищеварения. Характеристика ферментов, обеспечивающих гидролиз белка до пептидов и аминокислот, селективность действия пептидгиролаз. Активный транспорт аминокислот через биологические мембраны. Метаболизм аминокислот. Преобразования аминокислот по аминогруппе, карбоксильной группе, радикалу. Характеристика ферментов, участвующих в этих процессах. Обмен аминокислот как источник синтеза биологически активных веществ. Конечные продукты распада аминокислот. Пути связывания аммиака в организме. Механизм синтеза мочевины (орнитиновый цикл). Связь цикла мочевины с циклом трикарбоновых кислот. Новообразование аминокислот (восстановительное аминирование аминокислот, переаминирование, аминирование непредельных кислот).

Регуляция процессов обмена. Основные принципы регуляции биохимических процессов. Участие внутриклеточных структур в процессе регуляции. Роль гормонов в регуляции процессов жизнедеятельности. Взаимосвязь обмена белков, углеводов и липидов.

Биосинтез белка: История развития представлений о механизме биосинтеза белков. Общая схема матричного механизма биосинтеза белка (транскрипцмя и трансляция информации). Генетическая функция ДНК. Понятие структурного гена. Транскрипция — биосинтез мРНК. Ферменты транскрипции. Структура мРНК. Свойства генетического кода.

Активирование аминокислот. Химизм образования аминоациладенилата и аминоацил-тРНК. Специфичность аминоацил-тРНК-синтетаз, образование тройных фермент-субстратных комплексов.

Строение и свойства рибосом. Характеристика рРНК и белков, входящих в состав субчастиц рибосом. Сборка рибосомального аппарата для синтеза полипептидной цепи. Аминоацильный и пептидильный участки рибосомы. Этапы трансляции: инициация, элонгация, терминация. Компоненты, участвующие на каждом этапе трансляции, функции белковых факторов. Инициирующие кодоны мРНК. Роль формилметионил-тРНК в инициации трансляции. Реакция транспептидирования и процесс транслокации на стадии элонгации трансляции. Терминирующие кодоны мРНК. Процессы, происходящие на стадии терминации трансляции. Энергетика биосинтеза белков. Посттрансляционная модификация белков. Ингибиторы биосинтеза белков.

Регуляция белкового синтеза, концепция Ф. Жакоба и Ж.Моно. Мутации. Мутагены. Генная инженерия и биотехнология. Генно-инженерные белки: интерферон, инсулин. Экологические и этические проблемы генной инженерии. Организация самостоятельной работы.

Азотистые основания. Активный центр. Аминокислоты. Анаболизм. Антикодон. АТФ. Белки. Витамины. Ген. Гликолиз. Гормоны. Двойная спираль. Денатурация. ДНК. Дыхательная цепь. Изоэлектрическая точка. Катаболизм. Кодон. Комплементарность. Кофакторы. Липиды. Матрица. Метаболизм. Минорные основания. Мутация. Нуклеазы. Нуклеотид. Пептидная связь. Правила Чаргаффа. Рекомбинация. Репарация ДНК. Репликация ДНК. РНК. Стэкинг-взаимодействие. Транскрипция. Трансформация. Фермент-субстратный комплекс. Ферменты. Хроматин. Экспрессия генов.


4.7. Химическая технология


Стандарт



Теоретические основы химической технологии. Химико-технологический процесс и реакторы. Катализ в химической технологии. Сырье, энергия и вода в химической промышленности. Технология производства основных химических продуктов: аммиака, азотной кислоты, серной кислоты. Удобрений, продуктов силикатной промышленности и основного органического синтеза, полимерных материалов. Переработка твердых, жидких топлив и газа. Методы защиты биосферы от вредных промышленных выбросов. Безотходные, малоотходные и ресурсосберегающие технологии.





Учение о химическом производстве, основные задачи, решаемые химической технологией. Современные требования к химическим производствам экономического, структурного и экологического характера. Технологические и технико-экономические показатели химического производства. Химия и новые материалы.

Сырье, энергия, вода. Понятие о сырье, промежуточном продукте, готовом продукте, отходах производства, комплексном использовании сырья. Виды и классификация сырья. Подготовка сырья к переработке. Комбинирование производства на основе комплексного использования сырья. Замена пищевого и растительного сырья минеральным. Безотходная технология. Химия и энергетика. Виды и источники энергии, применяемой в химических производствах. Экономия и пути рационального использования энергии и теплоты реакций. Вода и ее использование в химической промышленности. Характери­стика природных вод и примесей, содержащихся в них. Требования, предъ­являемые к качеству питьевой и промышленной воды. Очистка питьевой воды на водопроводных станциях. Подготовка воды к использованию в хи­мической промышленности. Очистка сточных вод для повторного использо­вания.

Характеристика важнейших химических производств и аппаратов. Основные закономерности химической технологии. Реакторы. Понятие о химико-технологическом процессе. Классификация химико-технологических процессов. Равновесие в химико-технологическом про­цессе и оценка возможностей его смещения. Применение принципа Ле-Шателье для определения параметров технологического режима. Гомогенные процессы. Влияние температуры на скорость реакций. Теоретический и практический выход продукта. Типы реакторов. Идеальное вытеснение. Полное смешивание.

Каталитические процессы и контактные аппараты. Значение катализа в химической промышленности. Типы важнейших ка­талитических процессов. Свойства твердых катализаторов. Промышленные контактные массы и требования, предъявляемые к ним. Важнейшие химические производства. Производство серной кислоты. Сорта, свойства и области применения серной кислоты. Контактный способ производства серной кислоты.

Синтез аммиака. Производство азотной кислоты. Методы фиксации атмосферного азота. Синтез аммиака как пример каталитического процесса с небольшим равновесным выходом продукта, осуществляемого по циклической (круговой) схеме. Переработка нитрозных газов в разбавленную азотную кислоту. Свойства и применение азотной кислоты. Экологические аспекты процессов производства аммиака и азотной кислоты.

Химия и увеличение продовольственных ресурсов. Классификация минеральных удобрений. Фосфорные удобрения и их классификация. Фосфорная кислота. Экстракционный метод получения фосфорной кислоты. Концентрирован­ные фосфорные удобрения. Двойной суперфосфат. Синтез карбамида. Свойства и применение карбамида как удобрения, кормового продукта для животных и исходного материала в производстве пластмасс. Калийные удобрения, их применение. Физико-химические основы разделения смеси природных солей на примере получения хлорида калия из сильвинита. Основные направления в развитии производства минеральных удобрений.

Производство силикатных материалов. Классификация и характеристика продуктов силикатной промышленности. Типовые процессы технологии силикатов в производстве керамических изделий, портландцемента и стекла. Стекла, их классификация, зависимость свойств от состава. Способы формования стеклоизделий: вытягивание, литье, прокат, выдувание, прессование.

Химическая переработка топлива. Энергетическая проблема, ее современное состояние и перспективы. Сжигание топлива основной источник загрязнения атмосферы. Виды топлива, их характеристика и роль в энергетическом балансе России. Переработка твердого топлива. Продукты переработки твердого топлива, их значение в народном хозяйстве. Коксование каменных углей. Коксовый газ, его разделение и использование. Переработка нефти и природного газа. Состав нефти; проблема их комплексного использования. Продукты переработки нефти, их состав и свойства, применение. Установка атмосферно-вакуумной перегонки. Продукты прямой гонки нефти. Классификация газообразных топлив. Природный газ и его применение. Состав попутных нефтяных газов и газов нефтепереработки. Использование природного и нефтяных газов в качестве топлива и химического сырья.

Проблема направленного синтеза практически важных продуктов. Промышленный органический синтез. Синтез метанола. Физико-химические основы, оптимальные условия процесса. Катализаторы. Свойства и применение метанола. Синтез этилового спирта прямой гидратацией этилена. Теоретические основы, параметры технологического режима. Применение этилового спирта. Производство уксусной кислоты из ацетилена. Характеристика методов получения ацетилена. Гидратация ацетилена с получением ацетальдегида. Получение уксусной кислоты каталитическим окислением ацетальдегида. Производство формальдегида из метанола. Применение формальдегида в органической технологии.

Высокомолекулярные соединения. Общие свойства и классификация высокомолекулярных соединений. Основные методы получения синтетических ВМС. Физико-химические основы процессов полимеризации и поликонденсации. Классификация, основные свойства и области применения пластических масс. Сырье для производства пластических масс. Поликонденсационные ВМС и пластмассы на их основе. Синтез фенолформальдегидных ВМС. Пластмассы на основе конденсационных смол и различных наполнителей. Полимеризационные ВМС и пластмассы на их основе. Их свойства и применение. Синтез полиэтилена при высоком давлении. Производство целлюлозы. Виды и основные свойства синтетических каучуков.


Рекомендуемая литература

Основная:

1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия.- М.: Высшая школа, 1998.
   
2. Основы аналитической химии /Под ред. Ю.А.Золотова.- М.: Высшая школа, 1999.
   
3. Иванов В.Г., Горленко В.А., Гева О.Н. Органическая химия.- М.: Мастерство, 2003.
   
4. Моррисон Р., Байд Р. Органическая химия.- М.: Мир, 1974.
   
5. Робертс Дж., Касерио М. Основы органической химии, Т. 1,2.- М.: Мир, 1978.
   
6. Органический синтез /Н.В.Васильева, Т.А.Смолина, В.К.Тимофеева и др. .- М.: Просвещение, 1986.
   
7. Киреев В.В. Высокомолекулярные соединения.- М.: Высшая школа, 1992.
   
8. Балезин С.А. Основы физической и коллоидной химии.- М.: Химия, 1975.
   
9. Киреев В.А. Курс физической химии.- М.: Химия, 1975.
   
10. Нифантьев Э.Е., Парамонова Н.Г. Основы прикладной химии.- М.: Владос, 2002.
    
11. Соколов Р.С. Химическая технология. В 2 т.- М.: Владос, 2000.
    
12. Лозановская И.Н. и др. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении.- М.: Высшая школа, 1998.
    
13. Химия окружающей среды /Под ред. Дж. Бокриса.- М.: Химия, 1982.
    
14. Воюцкий С.С. Коллоидная химия. — М., 1975.
    
15. Добычин Д.П. и др. Физическая и коллоидная химия. — М., 1986.
    
16. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. — Л., 1985.
    

Дополнительная:

1. Глинка Н.Л. Общая химия.- Л.: Химия, 2001.
   
2. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия.- М.: Высшая школа, 1997.
   
3. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Основы неорганической химии.- М.: Мир, 1979.
   
4. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. Т. 3. Химия перходных элементов.- М.: Мир, 1996.
   
5. Некрасов Б.В. Основы общей химии, Т. 1,2 .- М.: Химия, 1973.
   
6. Зайцев О.С. Общая химия. Направленность и скорость химических процессов. Строение вещества.- М.: Высшая школа, 1983.
   
7. Глинка Н.Л. Сборник задач и упражнений по общей химии.- М.:
   
8. Несмеянов А.Н., Несмеянов Н.А. Начала органической химии. Т. 1,2.- М.: Химия, 1974.
   
9. Сайкс П. Механизмы реакций в органической химии.- М.: Химия, 1991.
   
10. Нейланд О.Я. Органическая химия .-М.: Высшая школа, 1990.
    
11. Перекалин В.В., Зонис С.А. Органическая химия.- М.: Просвещение, 1982.
    
12. Быков Г.В. История органической химии.- М.: Химия, 1978.
    
13. Соловьев Ю.И. История химии. Развитие химии с древнейших времен до конца ХIХ века.- М.: Просвещение, 1976.
    
14. Алексеев В.Н. Курс качественного химического полумикроанализа.- М.: Химия, 1973.
    
15. Алексеев В.Н. Количественный анализ.- М.: Химия, 1973.
    
16. Воскресенский П.И., Неймарк А. Основы химического анализа.- М.: Просвещение, 1971.
    
17. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Физические и физико-химические методы анализа,Т. 1-3.- М.: Высшая школа, 1977.
    
18. Меркушева С.А. Методика решения задач по аналитической химии.- Минск: Вышэйшая школа, 1985.
    
19. Здешнева Г.Ф., Сидорская Э.А.Сборник задач и упражнений по аналитической химии.- М.: Просвещение, 1981.
    
20. Янсон Э.Ю. Теоретические основы аналитической химии.- М.: Высшая школа, 1987.
    
21. Лопатин Б.Я. Теоретические основы электрохимических методов анализа.- М.: Химия, 1975.
    
22. Болдырев А.И. Демонстрационные опыты по физической и коллоидной химии.- М.: Просвещение, 1976.
    
23. Булатов Н.К. Термодинамика необратимых физико-химических процессов.- М.: Химия, 1984.
    
24. Викторов М.М. Методы вычисления физико-химических величин и прикладные расчеты.- М.: Высшая школа, 1977.
    
25. Глазов В.М. Основы физической химии.- М.: Химия, 1981.
    
26. Денисов Е.Т. Кинетика гомогенных химических реакций.- М.: Просвещение, 1978.
    
27. Жданов В.П. Скорость химической реакции.- М.: Просвещение, 1986.
    
28. Заиков Г.Е., Крицман В.А. Химическая кинетика.- М.: Химия, 1980.
    
29. Дулицкая Р.А., Фельдман Р.И. Практикум по физической и коллоидной химии.- М.: Высшая школа, 1978.
    
30. Климов И.И., Филько А.И. Сборник вопросов и задач по физической и коллоидной химии.- М.: Просвещение, 1983.
    
31. Алтухов К.В., Мухленов И.Л., Тумаркина Б.С. Химическая технология.- М.: Просвещение, 1985.
    
32. Соколов Р.С. Лабораторный практикум по химической технологии.- М.: МГПИ, 1985.
    
33. Ключников Н.Г. Практические занятия по химической технологии.- М.: Просвещение 1978.
    
34. Аранская О.С. Сборник задач по химической технологии.- Минск, 1989
    
35. Беляева И.И. Сборник задач по химической технологии.- М.: Просвещение, 1982.
    
36. Белянин Б.В., Эрих В.Н., Корсаков Н.Г. Химическая технология твердых горючих ископаемых.- М.: Химия, 1986.
    
37. Эрих В.Н., Расина М.Г. Химия и технология нефти и газа .- Л.: Химия, 1985.
    
38. Лебедев П.Г. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза .- Л.: Химия, 1976.
    
39. 39. Фелленберг Г. Загрязнение природной среды: введение в экологическую химию.- М.: Мир, 1 997.
    
40. Защита атмосферы от промышленных загрязнений. Справочник /Под ред. С.Калверга и Г. Инглунда. Т. 1,2.- М.: Металлургия, 1988.
    
41. Ягодин Г.А. и др. Химия и химическая технология в решении глобальных проблем.- М.: Химия, 1988.
    
42. Рабинович В.А., Хавин З.Л. Краткий химический справочник.- Л., 1978.
    
43. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии.- М.: Химия, 1989.
    
44. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки. — М., 1994.
    
45. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия.- М., 1982.
    
46. Кнорре Д.Г., Мызина С.Д. Биологическая химия. — М., 1992.
    
47. Ленинджер А. Основы биохимии. — М., 1985.
    
48. Страйер Л. Биохимия. — М., 1984.
    
49. Филиппович Ю.Б. Основы биохимии. — М., 1993.
    

Технологии и методики обучения химии (ЕНО/х – бакалавр)

Стандарт

ОПД.Ф.03. Технологизация образовательного процесса в системе естественнонаучного образования. Образовательная технология и методика обучения в основной школе. Традиционные образовательные технологии в процессе обучения профильному предмету. Технологии дифференциации и индивидуализации обучения. Понятие о здоровьесберегающих технологиях. Методическая система обучения профильному предмету. Вопросы развития и воспитания учащихся на основе предметного содержания профильной дисциплины. Оценка качества учебных достижений школьников.

300

Модули, составляющие курс: «Технологии и методика обучения химии» (ЕНО/х, бакалавр)


1-ый модуль: Общий раздел дисциплины технология и методика обучения химии

Система естественнонаучного образования в школе на примере химии. Содержание естественнонаучного образования в школе на примере химии. Организация образовательного процесса на примере химии. Методы обучения химии. Средства обучения химии. Контроль знаний, умений. Формы организации учебной работы по химии. Личность учителя.

2-ой модуль: Методические основы обучения химии

Методика изучения первоначальных химических понятий на базе атомно-молекулярного учения (АМУ). Формирование важнейшего понятия химии – химический элемент. Методика изучения Периодической системы химических элементов и Периодического закона Д.И. Менделеева. Методика формирования понятий о химической связи. Методика изучения важнейших классов неорганических веществ. Методика изучения теории электролитической диссоциации. Методика изучения понятия «Химическая реакция». Методика изучения химических элементов и их соединений.

3-ий модуль: Технологические основы обучения химии

Инновации в химическом образовании. Педагогические технологии. Технологизация школьного химического образования как важное направление развития. Технология полного усвоения обязательного минимума содержания базового химического образования в школе. Индивидуально-дифференцированный подход к обучению химии и его технологии. Технологии сотрудничества в обучении химии. Коммуникативные технологии обучения химии на основе общения и сотрудничества. Технологическое проектирование процесса обучения химии. Перспективы дальнейшего развития химического образования.


Общий раздел дисциплины

Введение

Методика обучения по дисциплинам профильной подготовки — педагогическая наука. Связь методики с педагогикой, психологией и естественнонаучными дисциплинами.

Технологии и методики обучения по профильным дисциплинам как учебный предмет в педагогическом вузе. Методическая интерпретация общедидактических, педагогических и психологических понятий, отражающих особенности их функционирования в предметной методике. Гуманистическая парадигма образования. Культурологическая парадигма образования.

Система естественнонаучного образования в школе

Тенденции развития естественнонаучного образования школьников. Идеи школьного естественнонаучного образования. Понятия «учебный предмет» и «образовательная область». Структура системы естественнонаучного образования школьников. Компоненты системы: целевой, мотивационный, проектировочный, содержательный, процессуально-управлен­ческий, оценочно-результативный.

Характеристика компонентов системы.

Цели естественнонаучного образования школьников.

Нормативные документы, регламентирующие естественнонаучное образование в школе.

Функции естественнонаучного образования.

Содержание естественнонаучного образования в школе

Принципы отбора содержания естественнонаучного образования. Содержание естественнонаучного образования как система научных знаний, умений и навыков, ценностных отношений к природной среде.

Взаимосвязь и взаимозависимость познавательного, деятельностного и ценностного компонентов содержания. Система естественнонаучных знаний: теории, законы, закономерности, понятия, научные факты.

Система умений (предметных и общеучебных; интеллектуальных и практических), входящих в содержание школьного естественнонаучного образования. Классификации умений, формируемых в процессе естественнонаучного образования.

Система ценностей и ориентаций в содержании естественнонаучного образования. Классификация ценностей, входящих в содержание естественнонаучного образования.

Основные положения теории развития понятий. Психолого-физиологические и методические основы формирования понятий. Этапы и условия формирования понятий. Реализация межпредметных и внутрипредметных связей как одного из основных условий эффективного развития понятий.

Качество усвоения понятий. Уровни усвоения понятий.

Теория развития умений и навыков в школьном естественнонаучном образовании. Этапы и условия формирования умений.

Система воспитания учащихся в процессе естественнонаучного образования.

Формирование научного мировоззрения при обучении естественнонаучным дисциплинам. Нравственное воспитание. Экологическое воспитание. Трудовое и экономическое воспитание школьников.

Организация образовательного процесса

Этапы и стадии естественнонаучного образования школьников. Взаимосвязь деятельности учителя и ученика в процессе естественнонаучного образования.

Управление процессом естественнонаучного образования.

Формы обучения дисциплинам естественнонаучного профиля, методы и средства обучения естественнонаучным дисциплинам.

Методы обучения

Понятия «научный метод» и «метод обучения». Единство составляющих методов обучения: источника знаний, обучающей деятельности учителя и познавательной деятельности учащихся. Многообразие методов обучения предметам естественнонаучного цикла и их классификация по разным критериям.

Система методов обучения и методических приемов. Критерии выбора методов обучения. Сочетание и развитие методов обучения на уроках.

Развивающие и воспитательные функции методов обучения.

Виды словесных методов. Особенности их применения на уроках. Требования к слову и культуре речи учителя.

Виды наглядных методов. Особенности их применения на уроках.

Виды практических методов. Особенности их применения на уроках.

Применение методов обучения в разных формах обучения; на разных этапах урока. Приемы, усиливающие познавательную активность, самостоятельность и творчество учащихся.

Средства обучения

Роль наглядности в обучении, воспитании и развитии учащихся.

Классификация средств обучения. Принципы выбора средств обучения предметам естественнонаучного цикла. Комплексное использование средств наглядности.

Ученическая тетрадь по предмету. Функции тетради. Требования, предъявляемые к ведению тетради.

Учебник как важное средство обучения. Организация работы учащихся с учебником на уроках и в домашней работе.

Контроль знаний и умений

Формы, типы и виды контроля знаний и умений. Методы контроля знаний и умений. Функции контроля знаний и умений учащихся. Текущий и итоговый контроль. Организация контроля знаний и умений на уроке. Системный, комплексный и индивидуальный подходы к проведению контроля знаний и умений.

Формы организации учебной работы по профильным дисциплинам

Система форм обучения и их функции.

Урок, экскурсия, внеклассные занятия, внеурочные занятия, домашняя работа, общественнополезный и производительный труд учащихся.

Урок — основная форма предметного обучения. Система уроков в теме. Требования, предъявляемые к уроку. Типы и виды уроков. Структура уроков. Особенность структуры урока с проблемным обучением. Особенность обобщающих уроков, уроков-лекций. Виды уроков: уроки-семинары, уроки-конференции, уроки-ролевые игры, уроки-дискуссии и диспуты. Уроки-собеседования, урок-зачет. Теле- и кино-урок. Особенности уроков с использованием компьютерной техники.

Активизация деятельности учащихся на уроке. Индивидуальная и групповая формы организации деятельности учащихся на уроке. Уроки коллективного творчества.

Подготовка учителя к уроку. Принципы выбора вида урока. Развернутый план урока. Требования к конспекту урока, тематическое планирование урока.

Экскурсии как важная дополнительная форма организации учебно-воспитательной работы по предмету. Признаки экскурсии как формы обучения. Методика организации и проведения экскурсий.

Внеклассные занятия. Виды внеклассной работы: групповые, массовые, индивидуальные. Кружки. Факультативы. Тематические вечера, олимпиады по предмету, массовые творческие дела. Внеклассное чтение по предмету.

Внеурочные занятия как форма организации учащихся для выполнения обязательных практических работ, связанных с учебной программой.

Домашняя работа. Изучение соответствующих разделов учебника, выполнение работ практического характера, проведение наблюдений и опытов. Значение домашней работы в обучении и воспитании учащихся.

Личность учителя

Требования к личности и профессиональной деятельности учителя в современной школе. Полифункциональный характер деятельности учителя. Развитие творческих способностей учителя и потребностей в самообразовании, профессиональном совершенствовании. Организация труда учителя. Особенности работы молодого специалиста.

Методические основы обучения химии

Методика изучения первоначальных химических понятий

Формирование первоначальных химических понятий: вещество, свойства веществ, чистые вещества и смеси, физические и химические явления, признаки химических реакций и условия их протекания. Первоначальная классификация веществ. Особенности формирования понятия о веществах на первоначальном этапе обучения. Общие методические принципы изучения конкретных веществ на основе атомно-молекулярной теории (на примере изучения кислорода и водорода в 8 классе). Методика изучения атомно-молекулярной теории как научной основы вводного курса химии.

Формирование первоначального понятия о химическом элементе, о простых и сложных веществах. Формы существования химических элементов и их классификация.

Формирование понятия о химической реакции на основе атомно-молекулярного учения. Первоначальная классификация химических реакций.

Методика изучения стехиометрических основных законов химии. Методика изучения закона постоянства состава и его значение для усвоения первоначальных химических понятий. Закон сохранения массы веществ и его экспериментальное обоснование. Значение исторического материала при изучении законов химии.

Формирование понятий о важнейших классах неорганических соединений

Образовательные задачи и значение изучения важнейших классов неорганических соединений. Краткая характеристика различных методических подходов к изучению оксидов, гидроксидов и солей. Расположение учебного материала об основных классах неорганических соединений и объем сведений о них в действующих программах и учебниках. Взаимосвязь индивидуального и общего в процессе изучения важнейших классов неорганических соединений. Методики изучения оксидов, гидроксидов и солей.

Методика изучения периодического закона и периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева

Периодический закон в свете теории строения атома как концептуальная основа для изучения школьного курса химии. Место и роль периодического закона в курсе химии. Методические подходы к изучению периодического закона и периодической системы, их характеристика. Последовательность и примерный план изучения периодического закона. Методика раскрытия сущности периодического закона в свете теории строения атома. Формирование и развитие понятия о периодической системе как форме выражения периодического закона. Структура периодической системы. Характеристика свойств элементов на основе его положения в периодической системе. Формирование обобщенного умения применять периодический закон и периодическую систему в процессе познания химии.

Методика формирования понятия о химической связи

Место и задачи изучения химической связи и строения вещества в школьном курсе химии. Последовательность и методический план изучения учебного материала данной темы. Методика формирования понятия о химической связи на основе электронных и энергетических представлений. Методика изучения электроотрицательности химических элементов. Методика формирования понятия о видах химических связей, механизмах их образования. Формирование понятия об уровнях организации строения вещества. Методика формирования понятия о кристаллических решетках веществ. Раскрытие зависимости свойств веществ от их строения и структуры. Использование символико-графической наглядности и модельных изображений при изучении темы.

Методика изучения закономерностей химических реакций

Методика формирования понятия о химической реакции в школьном курсе химии. Важнейшие методические принципы формирования понятия о химической реакции. Методика изучения энергетики химических процессов. Методика изучения скорости химической реакции. Методика формирования понятия об обратимых и необратимых реакциях, химическом равновесии. Методика формирования понятий об ионных реакциях, окислительно-восстановительных реакциях, электролизе, об управлении химическими реакциями, о классификации химических реакций, о количественных отношениях веществ при химических реакциях. Химический эксперимент как ведущий метод изучения химических реакций и их закономерностей.

Методика изучения теории электролитической диссоциации

Формирование понятия «раствор» в школьном курсе химии. Методика раскрытия механизма растворения веществ, растворимости и концентрации веществ. Методика применения системы заданий при изучении растворов.

Место и задачи изучения теории электролитической диссоциации в школьном курсе химии. Методические подходы к изучению теории электролитической диссоциации. Методика формирования понятия о гидратированных ионах и основных положений теории электролитической диссоциации. Методика раскрытия особенностей протекания реакции электролитов. Методика использования химического эксперимента при изучении данной темы.

Методика изучения химии элементов и их соединений

Место и задачи изучения учебного материала по химии элементов. Общие методические подходы к изучению химии элементов. Основные методические принципы изучения химических элементов и их соединений в систематическом курсе химии. Общий план изучения элементов и их соединений на основе периодического закона и теории строения веществ. Использование интегративного, дедуктивного и проблемного подходов при изучении химии элементов. Методика применения и развития знаний учащихся о периодическом законе и строении веществ при изучении химических элементов. План характеристики химических элементов на основании их положения в периодической системе. Методика раскрытия ведущей идеи о зависимости свойств веществ от их строения и структуры. Соотношение теоретического и фактического материала при изучении химии элементов. Методика изучения отдельных металлов и их соединений. Новые химические понятия, вводимые при изучении металлов, методика их раскрытия. Методика изучения отдельных неметаллов и их соединений. Новые химические понятия, вводимые при изучении неметаллов, и методика их раскрытия. Роль химического эксперимента и наглядных средств при изучении химии металлов и неметаллов. Пути активизации познавательной деятельности учащихся при изучении металлов и неметаллов. Методика изучения углерода и его соединений. Методические подходы при изучении органических соединений. Ведущие идеи, принципы и понятия, реализуемые при изучении органических соединений.

Технологические основы обучения химии

Инновации в химическом образовании

Новые образовательные парадигмы и реформирование химического и химико-педагогического образования на основе методологии интегративно-контекстного подхода и ведущих идей гуманизации, инноваций и технологизации.

Педагогические технологии

Понятие «педагогические технологии». Педагогические технологии в предметном обучении химии. Отличие педагогических технологий от непедагогических материально-производственных. Уровни функционирования педагогических технологий.

Технологизация школьного химического образования как важное направление развития

Образовательная технология, ее сущность и структура. Технологизация образовательного процесса и ее проявление в системе химического образования.

Школьное химическое образование и его современная концепция. Тенденции дальнейшего развития общего химического образования. Обучение химии в школе как общеобразовательная система. Пути технологизации процесса обучения химии в базовой школе и условия их успешной реализации.

Технология обучения химии как разновидность образовательных технологий. Значение образовательных технологий и требования к ним.

Технологии полного усвоения обязательного минимума содержания базового химического образования в школе

Общая характеристика технологии полного усвоения. Виды технологий полного усвоения как средства управления качеством обязательного программного содержания химии в 8–9 классах.

Программированное обучение химии. Программированные задания по химии и их роль в стандартизации и технологизации химического образования в основной школе.

Алгоритмизация процесса обучения химии как основа полного усвоения обязательного содержания образования.

Компьютерное обучение в системе технологии полного усвоения химии.

Индивидуально-дифференцированный подход к обучению химии и его технологии

Индивидуально-дифференцированный подход и пути его реализации в обучении химии. Внешняя и внутренняя дифференциация обучения химии. Принципы составления систем дифференцированных заданий для самостоятельной работы учащихся и способы ее организации.

Технологии индивидуально-дифференцированного подхода и условия их реализации в процессе обучения химии в основной школе.

Технологии обучения по программированным учебным программам и учебникам и технологии компьютерного обучения как индивидуализированное учение.

Технология организации индивидуально-дифференцированного обучения при самостоятельной работе учащихся с учебником и другими источниками информации.

Технологии личностно-ориентированного обучения химии. Система мотивации и диагностики личностно-ориентированного обучения.

Коррекционное обучение химии в основной школе, его роль и место в системе общего химического образования. Технология коррекционного обучения химии.

Технологии сотрудничества в обучении химии

Педагогика и технология сотрудничества в обучении химии, их теоретические основы. Виды технологий сотрудничества в обучении химии (общая характеристика).

Технология обучения химии в парах постоянного состава. Определение роли и места этой технологии в базовом химическом образовании.

Технология обучения в парах сменного состава (КСО). Способы ее осуществления и диагностики достижений учащихся.

Парацентристские технологии обучения химии и особенности организации обучения на основе этих технологий.

Технологии обучения химии в малых группах.

Коллективистские начала и особенности организации сотрудничества учащихся в процессе изучения химии по этим технологиям.

Коммуникативные технологии обучения химии на основе общения и сотрудничества

Общение как центральное звено процесса обучения химии и совместной деятельности учителя и учащихся. Особенности коммуникативных технологий. Виды коммуникативных технологий по химии.

Игровые технологии обучения химии. Психолого-педагогические основы дидактических игр и их структура. Принципы отбора дидактических игр и проектирования игровых технологий. Виды дидактических игр по химии. Построение игровой технологии. Особенности деятельности учителя и учащихся в процессе проведения игр по химии. Создание базы игр и игровых технологий по темам и курсам основной школы.

Диалоговые технологии, их роль и место в системе базового обучения. Характеристики диалоговых технологий. Эвристические беседы и методика их проведения на начальном этапе обучения химии. Организация диалогов по комплексным проблемам химии. Примеры технологии некоторых дискуссий и диспутов.

Технологическое проектирование процесса обучения химии

Основы педагогического проектирования. Основные процедуры и этапы технологического проектирования систем обучения химии. Технологизированное планирование учебного материала и процесса его изучения. Составление тематических планов. Конструирование целостных технологий обучения химии по разным классам и разделам программ.

Проектирование уроков и технологий их осуществления по разным темам. Диагностические технологии по химии.

Перспективы дальнейшего развития химического образования

Химическое образование в современной средней школе: состояние и перспективы его дальнейшего развития. Формирование химически грамотной, социально и культурно развитой, допрофессионально компетентной личности. Инвариантное ядро и вариативная часть в содержании современного химического образования. Интеграционные и инновационные процессы в реализации ведущих идей гуманизации, информатизации и технологизации.