Как сборка молекул помогает школьникам развивать интеллект на практике

Фото: img.freepik.com

Содержание:

Как проходят турниры по сборке молекул
Что показал камчатский эксперимент

Состязания по конструированию химических молекул способны стать заменой черчению и практическим занятиям по технологии, которые были исключены из школьной программы. К такому заключению пришел исследователь из Камчатского государственного университета имени Витуса Беринга, осуществлявший проведение конкурсов среди старшеклассников в течение трех лет и подтвердивший результативность данного подхода.

Станислав Рогатых, доцент кафедры биологии и наук о Земле КамГУ им. Витуса Беринга и кандидат биологических наук, представил результаты своего исследования в серии публикаций в журналах «Наука и школа» и «Химия в школе». По мнению исследователя, использование игровых методов обучения способствует развитию пространственного мышления и мелкой моторики, не уступая традиционным формам занятий.

Как проходят турниры по сборке молекул

На командных соревнованиях школьники соревнуются в скорости сборки молекулярных моделей из шаростержневых наборов. Соревнование состоит из четырех этапов, усложняющихся по мере прохождения.

На первом этапе участники формируют модель определенного вещества, такого как пропенол или этаналь. Затем они создают изомер этого же соединения. Далее задание становится сложнее: школьники работают исключительно по изображению молекулы, представленному на экране. В заключительной части им необходимо построить модель, имея в распоряжении только название вещества, будь то аспирин, фруктоза или сложные соединения, например 1-амино-5-гидрокси-3-нитро-2-фенилциклогексан.

Формирование мышления обеспечивается одновременной деятельностью нескольких когнитивных процессов. Чтобы ученики смогли представить трехмерную структуру молекулы, им необходимо преобразовать плоское изображение в объемную модель и затем воплотить задуманное точными движениями рук. Для этого требуется понимание типов химических связей, пространственной геометрии молекул и знание валентных углов между атомами.

Развитие мелкой моторики оказывает непосредственное влияние на развитие интеллекта. Соединяя атомы углерода, кислорода и азота в необходимой последовательности, школьник одновременно совершенствует аналитические способности и координацию движений.

Станислав Рогатых

Что показал камчатский эксперимент

В рамках проекта было организовано шесть турниров, в которых соревновались команды из двенадцати школ Камчатского края, в том числе расположенных в сельской местности. Каждая команда состояла из трех учеников, представляющих одно учебное заведение, и включала в себя не только учащихся химико-биологических классов. Например, в 2023 и 2025 годах гуманитарные направления показали результаты, сопоставимые с результатами учеников, выбравших естественно-научный профиль.

Наблюдая за участниками турниров, я обратил внимание, что некоторые из них испытывали трудности с выполнением даже самых элементарных задач: они не могли корректно соединить детали модели, понять, что два изогнутых стержня символизируют двойную связь, или разобраться в способе крепления элементов.

Сокращение учебных программ в школах, в частности, отмена черчения и практических занятий по технологии, оказывает влияние на развитие мелкой моторики и пространственного мышления у учащихся.

Станислав Рогатых

Камчатский эксперимент подтвердил, что использование игровых методик оказывается действенным. Создание моделей стимулирует работу мозга в разных плоскостях: необходимо анализировать химическую формулу, визуализировать пространственное строение и осуществлять точную координацию движений рук. Таким образом, обеспечивается комплексная тренировка, которая ранее требовала одновременного изучения нескольких школьных дисциплин.