Как готовиться к олимпиаде по химии
Одиннадцатиклассник, который без единой ошибки решает расчётные задачи, стоит у лабораторного стола с рядом пробирок без этикеток и не знает, с чего начать: пипетку он ни разу не держал в руках. Так выглядит практический тур, который проводят на старших этапах олимпиады, и для большинства детей именно он оказывается самой слабой частью, при том что теоретический тур они решают уверенно.
Школьный курс почти нигде не даёт такого опыта, экзамен его не проверяет, и готовиться, по сути, негде. Вторая неожиданность ждёт в теоретическом туре: математики там гораздо больше, чем принято думать. Экзамен устроен иначе: в структуре ЕГЭ по химии всё известно заранее, и составитель строит задания по списку проверяемых элементов.
Практический тур: что это такое
На старших этапах после теоретического тура участников приводят в лабораторию. Задания бывают разные: распознать несколько веществ без этикеток, пользуясь только их реакциями друг с другом; определить количество вещества в растворе титрованием; получить вещество и описать, что произошло. Оценивают порядок действий, аккуратность, наблюдения, расчёт и соблюдение правил безопасности; требования к конкретному этапу публикует организатор, и читать их стоит до тура.
Время на работу ограничено, поэтому разделить его между опытами и записями тоже входит в задачу: кто потратил всё на первый опыт, остальные делает наспех. Записи ведут по ходу работы, потому что вспоминать после неё поздно; на этом сильные участники отличаются от остальных особенно заметно, ведь проверяющий читает именно записи и по ним восстанавливает, что вы делали и что видели. Привычку формулировать наблюдение одной точной фразой («выпал белый творожистый осадок, не растворяется в избытке») вырабатывают на любом простом опыте, в том числе домашнем.
Возьмём распознавание. Перед вами несколько пронумерованных пробирок, реактивов мало, и надо понять, что в какой. Работает такой порядок: смешивать попарно по каплям, вести таблицу, в которой по строкам и столбцам стоят пробирки, а в клетках наблюдения (осадок, газ, изменение цвета), и только потом делать вывод. Дети, не имевшие практики, смешивают всё со всем и в начале тура расходуют реактив, который был нужен в конце. Знаний у них хватает, они знают, какие реакции возможны; обращаться с малыми количествами веществ они не умеют.
Школьная лаборатория на этом фоне выглядит скромно. Во многих школах практические работы сводятся к демонстрациям или к нескольким занятиям в год. Ближе всего к настоящему опыту подходит ОГЭ: там выполняют реальные опыты и записывают наблюдения (структура ОГЭ по химии и реальный эксперимент). В ЕГЭ же эксперимент только описан словами, и составитель просит записать уравнения. Поэтому одиннадцатиклассник, который решает расчётные задачи на высшем уровне, в лаборатории может оказаться беспомощным: он никогда не титровал и не знает, как отмерить объём пипеткой.
Сказать это нужно прямо, потому что обещание «подготовим к практическому туру онлайн» встречается часто, а честно оно выполнимо лишь частично. Руки онлайн-занятием не заменишь. Практику к тому же привыкли откладывать на лето, а лето заканчивается быстрее, чем кажется, и в апреле выясняется, что лабораторной работы за год не было ни разу.
Где всё-таки взять лабораторию
Способы, которые работают на практике, от самого надёжного к самому слабому:
- кружок или школа при вузе с учебной лабораторией, где практику ведут очно;
- профильная смена или летняя школа с лабораторным практикумом;
- договорённость со школьным учителем химии о занятиях в кабинете под присмотром взрослого;
- безопасная домашняя химия: кислотно-основные индикаторы из овощей, выращивание кристаллов, сравнение растворимости;
- записи чужих практических туров и видеоразборы, которые полезно посмотреть до того, как делать самому.
Онлайн-занятия опыта не дадут, но подготовят к нему на бумаге: репетитор может разобрать с вами практическое задание одного из туров, не ставя опыта, — в каком порядке выполнять действия, что записывать по ходу, как оформить наблюдения, чтобы по записи можно было восстановить весь ход работы. Разобрать можно и ваш собственный конспект первой домашней работы.
Про безопасность отдельно. Опыты с летучими, едкими и ядовитыми веществами дома не ставят ни при каких обстоятельствах, и ни один репетитор не должен вас к этому подталкивать. Домашняя часть подготовки — только то, что безопасно в кухне, и только вместе со взрослым.
Теоретический тур и математика, которой не ждёшь
Если практический тур многих удивляет, то математика в теоретическом удивляет почти всех. Школьная химия строится на запоминании и на расчётах по уравнению реакции, где достаточно пропорции. Олимпиадная химия количественная до самого дна. Здесь равновесия с константами, в которых появляются степени и логарифмы; водородный показатель, который по определению логарифм; термодинамика с энергией и энтропией; кинетика с зависимостями от времени, которые удобно записывать через экспоненту; электрохимия, где потенциал зависит от концентрации. Всё это нужно считать, и без уверенной алгебры решение застревает на первом же шаге. Чтобы найти кислотность раствора слабой кислоты, составляют выражение для константы диссоциации, получают квадратное уравнение и решают его, заметив, что одним из слагаемых можно пренебречь. Для этого хватает школьной алгебры, но с приближением: ребёнок без привычки к приближениям пытается решить точно и тонет в громоздких выражениях.
Я считаю, что слабая математика — главная причина, по которой сильные по химии дети не доходят до регионального этапа, и первым делом я бы занялся с таким учеником алгеброй, органика подождёт. Заставлять скучно, когда химия любимая, а алгебра нет, это понятно. Но сочетание «любит химию и не любит считать» на этой олимпиаде заканчивается довольно быстро, и лучше узнать это в девятом классе, чем в одиннадцатом.
Сравните с экзаменом: расчётные задачи ЕГЭ по химии строятся по знакомым схемам, и подготовка сводится к тому, чтобы довести каждую схему до автоматизма. На олимпиаде схемы нет: условие описывает ситуацию, и нужно самому выбрать, какое уравнение составить и что считать неизвестным. Поэтому тренируются на реальных задачах олимпиад, сначала с разбором, затем самостоятельно.
Школьный курс химии начинается в восьмом классе, поэтому серьёзный разговор об олимпиадной химии обычно начинается вместе с ним. Математику же можно наращивать намного раньше, и это тот случай, когда ранний старт реально работает: ребёнок, прошедший олимпиадную математику в средних классах (олимпиадная математика в 5–8 классе), входит в химию с уже привычными степенями, пропорциями и уравнениями.
Органика, механизмы и физическая химия
На органику и неорганику школьного курса на олимпиаде опираются как на фундамент. Дальше начинается то, чего в учебнике нет: механизмы реакций в органике, комплексные соединения, элементы физической химии. Список не фиксирован, и составить его заранее нельзя: ориентируйтесь на то, что повторяется в заданиях ваших этапов.
Органика на олимпиаде держится на понимании, почему реакция идёт именно так: куда смещена электронная плотность, какой заместитель направляет атаку. Заученные цепочки превращений помогают наполовину, потому что в незнакомой реакции нужен механизм, а цепочки в голове его не содержат. Со временем это превращается в навык, схожий с шахматным: вы видите несколько ходов вперёд, зная, как фрагмент молекулы себя поведёт. Комплексные соединения и физическая химия подаются так же: через несколько общих идей, на которых строится множество частных случаев. Официальные разборы обычно объясняют, зачем сделан каждый шаг, и читать их полезно даже после верного решения, ради чужого хода мысли.
Есть вид задач, который я считаю самым красивым. Дано описание наблюдений: газ выделился, осадок выпал и растворился в избытке реактива. Нужно по этим наблюдениям вывести, какие вещества участвовали. Решения здесь нет в справочнике, оно собирается из мелких следствий, как в детективе. По способу рассуждения такие задачи ближе всего к лингвистическим: там тоже из набора данных восстанавливают правило, и в подготовке к олимпиаде по русскому языку эта же привычка проверять гипотезу на всех примерах сразу даёт результат.
Общая разница между подготовкой к олимпиаде и к экзамену описана в статье чем олимпиадная подготовка отличается от подготовки к ЕГЭ; в химии к ней добавляются лаборатория и расчёты, о которых шла речь выше. План экзаменационной подготовки по химии лежит отдельно: план подготовки к ЕГЭ по химии.
Как проверить репетитора
Это самый короткий и самый практичный раздел. На первом занятии спросите преподавателя, имеет ли он доступ к лаборатории и проводил ли он практические занятия с учениками помимо решения задач на бумаге. Если он готов ограничиться теорией и откровенно скажет, что практику вам придётся искать отдельно, это нормально и честно. Хуже, когда практический тур обещают закрыть онлайн.
Через два месяца занятий спросите себя, что изменилось в работах: стали ли решения короче, исчезли ли пропущенные случаи в логике, появились ли записи наблюдений в письменных ответах. Если ответов «да» нет, разговор с преподавателем стоит провести раньше, чем накопится усталость.
Ещё стоит спросить, как он работает с математической частью: умеет ли он разбирать с учеником логарифмы и степени в химических задачах или советует взять отдельного преподавателя по математике. Что искать в анкете и о чём спрашивать на пробном занятии, описано в статье как выбрать репетитора для олимпиадной подготовки. Если параллельно выбирается и направление поступления, пригодится рамка из статьи как выбрать вуз и специальность в одиннадцатом классе. Где в лестнице этапов стоит практика, видно по обзору олимпиады школьников.
Преподавателей с доступом к лаборатории можно искать в каталоге:
Вопросы и ответы
Можно ли готовиться к практическому туру только по видео? Смотреть полезно, но результата без собственных рук не будет.
С какого класса начинать? Подготовка к олимпиаде по химии разумно начинается тогда, когда начинается школьный курс. До этого стоит укреплять математику: степени, пропорции, уравнения. В самой химии рано стартовать незачем, зато ранняя математика окупается.
Что взять с собой на практический тур? Перечень разрешённого лежит в требованиях к этапу своего года; общего списка на все сезоны нет, так что найти и прочитать требования нужно заранее. Обычно запрещают то, что может дать подсказку, и разрешают то, что нужно для безопасной работы.
Опасно ли заниматься химией дома? Опасно, если ставить опыты с едкими, летучими или ядовитыми веществами, и этого не делают. Безопасные опыты есть, и их достаточно, чтобы привыкнуть к наблюдениям и к записи хода работы. Грань проходит просто: если вещество нельзя купить в продуктовом магазине, дома с ним не работают.
Поможет ли олимпиада поступить на химическое или медицинское направление? У победителей и призёров заключительного этапа всероссийской олимпиады право связано с профилем: какие направления вуз считает соответствующими химии, он пишет в своих правилах приёма, поэтому читайте правила тех вузов, куда собираетесь. Перечневые олимпиады устроены иначе, там вуз решает сам и обычно просит подтвердить диплом результатом ЕГЭ по профильному предмету (перечневые олимпиады и льготы). Как подавать диплом, разобрано в статье что делать с дипломом олимпиады при поступлении.