Классификация и специфика задач на олимпиаде по химии

Прежде чем готовить учащихся к олимпиаде по химии, любой преподаватель обязан ознакомиться с примерным набором задач и заданиями прошлых лет, а также иметь в голове примерный план решения этих заданий. В данной статье мы постараемся привести частичную классификацию заданий и рассмотреть особенности каждого типа. Примером  сегодня нам послужит проходящая уже не первый год  Всероссийская олимпиада по химии.

В основном, чтобы понять, в каком направлении двигаться в процессе подготовки, задачи по химии разделяют на типы, чтобы понять, каких задач больше, каких меньше, и на что нужно выделять основную часть времени, где сделать остановки. Справа приведена таблица, и если смотреть задачи по классам участников, то выделяют сперва расчетные задачи, тесты, «угадайки» и задачи на уравнения химических. На картинке в нижней строчке указано общее количество задач по всем классам. Как вы видите, у нас 4 класса, в каждом по 6 задач. Самое большое количество заданий на уравнение реакции и растворы. Сюда включены составление уравнений, расчет состава раствора, поиск химических свойств веществ, классов, соединений и также изомерия. Следующее большое число - это 6.  «Угадайки» - это классика олимпиадных задач. Они бывают часто качественные вообще без единой цифры и бывают с большим количеством дополнительной информацией, даже иногда избыточной, чтобы дети могли использовать разные аспекты решения. Как мы видим, также много бывает задач на уравнения реакций и химические свойства веществ с уклоном на расчетные показатели.

Какие выводы можно сделать из данной таблицы? Исходя из приведенных данным, уже можно начинать строить систему подготовки. По исходным данным, расчётные задачи составляют половину от всего комплекта. Нравится ребёнку читать или не нравится, учить считать придется. Нужно учить детей считать массовые доли, мольные доли, решать обратные задачи: если даны доли и моли – нужно находить формулы. Надо уметь считать по уравнению реакции в молях с выходом, избытком и недостатком. Здесь стоит сделать небольшое отступление. Отличительной особенностью олимпиад по химии является наличие задач, где реакции происходит в условиях избытка одного из веществ. Этот продукт остается в системе, и с этими продуктами реакции потом дальше что-либо делают. Ученики часто забывают, что исходные избыточные вещества тоже могут дальше вступать в реакции.

Вторым выводом по вопросу задач является то, что минимум треть задач требует знания общих химических свойств элементов и веществ. Мы сейчас не говорим о свойствах отдельных химических веществ, потому что все свойства невозможно запомнить и держать постоянно в голове. Ведь, как известно, всего существует более ста миллионов веществ и соединений. Здесь мы больше говорим о знании свойств классов, кислот, оксидов, знание свойств окислителей и восстановителей. В химии очень много обобщений и закономерностей,  у нее нет своих законов. Все законы химии имеют физическую природу. Это хорошо видно по тому, как была проведена всероссийская олимпиада школьников по физике. Все учащиеся, которые имели успех на это олимпиаде, также были когда-то и призерами олимпиад по химии разных уровней. У химии вообще есть очень много эмпирических закономерностей, и эти закономерности нужно обязательно знать. Также стоит всегда держать в голове то, что химия – это количественная наука. Даже «периодический  закон» был только тогда утвержден, когда появились достаточные числовые выкладки.

Приведем примеры таких закономерностей. Во-первых, вещества реагируют между собой, если у них разные природы.  Кислота реагирует с основанием, окислитель с восстановителем, электрофил с нуклеофилом. Химия – это гетеронаука по своей природе, и похожесть встречается только в одном месте - подобное растворяется в подобном. Во-вторых, разные вещества хорошо реагируют между собой, если что-то уходит из сферы реакции. Например, если речь идет о реакции в твердой фазе, хорошо, когда что-то улетучивается, нелетучий оксид может вытеснять летучий и т.д.

Третий принцип заключается в распределении, которое зависит от класса. У всех детей  разные программы, нагрузка, профили т.д. Все это также подлежит обязательному анализу преподавателем и включением нужных тем в программу подготовки.

И заключительный принцип лежит в тотальном отсутствии тестовых задач на олимпиаде по химии. На некоторых региональных и всероссийских этапах можно встретить задания с множественным ответом с неизвестным количеством правильных. Такие задачи уже можно назвать олимпиадными и приводить их в комплект.

Для примера можно взять также и другие всероссийские олимпиады школьников, и везде мы увидим следующие закономерности:

• Распределение задач по типам и разделам химии имеет много общего. Преобладают расчетные задачи и «угадайки», большинство из которых относится к разделам неорганической химии. А также распределение зависит от класса.
• Между олимпиадами есть и существенные различия, такие как количество задач на органическую химию и задач, основанных на общих свойствах классов органических и неорганических соединений. 

Главным выводом данной стать нужно считать то, что при занятиях с будущими участниками олимпиад любого уровня необходимо сочетать общехимическую подготовку с анализом и решением задач конкретной олимпиады.