УДК 543.544.5.068.7
ББК 24.46

Цикуниб А. Д.
Дзыбов Р. М.
Лаборатория нутрициологии и экологии НИИ комплексных проблем АГУ

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АФЛАТОКСИНА B1 В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ


     Аннотация: на основании анализа отечественной и зарубежной литературы даны современные представления о строении, физико-химических свойствах и методах определения афлатоксина B1 в пищевых продуктах.
    Ключевые слова: афлатоксин В1, высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), тонкослойная хроматография (ТСХ), масс-спектрометрия (МС).

Tsikunib A. D.
Dzybov R. M.
Nutrition and Environment Laboratory, of Scientific Research Institute of complex Problеms of Adyghe State University

MODERN METHODS for the DETERMINATION of AFLATOXIN B1 IN FOOD


    Abstract: on the basis of analysis domestic and foreign literature the modern views on the structure, physico-chemical properties and methods of determination of aflatoxin B1 in food products.
    Key words: aflatoxin B1, high performance liquid chromatography (HPLC), thin layer chromatography (TLC), mass spectrometry (MS).

    Наиболее опасным и часто встречающимся в продуктах питания токсичным веществом является афлатоксин В1 – вторичный метаболит микроскопических плесневелых грибов рода Aspergillus Flavus и Aspergillus Parasiticus [1]. Он плохо растворяется в воде, но хорошо в менее полярных растворителях, таких как метанол, диметилсульфоксид, хлороформ. Соединение в растворе стабильное, однако в химически чистом виде относительно неустойчивое и чувствительное к действию воздуха и света, особенно к УФ-излучению [14]. При детектировании в УФ свете флуоресцирует сине-голубым цветом [2]. Строение и физико-химические свойства афлатоксина B1 представлены на таблице 1.


Таблица 1. Строение и физико-химические свойства афлатоксина B1.

                                                                                                                   

Химическая формула

C17H12O6
Строение афлатоксина B1 было установлено в 1967 году, а в 1969 году подтверждено лабораторным синтезом [8]


 Молярная масса 312,2798 г/моль
Температура плавления.  269 °C
Растворимость в воде 10-20 мкг/мл
λ макс, нм 265,362
Агрегатное состояние бесцветный или светло-желтый кристаллический порошок



   Афлатоксин B1 обладает сильнейшей гепатотоксичностью и гепатоканцерогенной активностью [20]. При воздействии афлатоксина B1 на организм, он гидроксилируется до эпоксида, который воздействует на ДНК печени [18] и вызывает рак печени [20].
   Предотвратить загрязнение продуктов питания афлатоксинами практически невозможно, поэтому необходим строгий контроль данных веществ в пищевых продуктах растительного и животного происхождения [9]. Предельно допустимые концентрации афлатоксина B1 [6] регламентируются в продовольственном сырье и пищевых продуктах растительного происхождения: в России – 0,005 мг/кг, Германии – 0,01, США – до 0,02 мг/кг [7].
   Для определения афлатоксина В1 в продуктах питания применяют в основном хроматографические методы [20]. Общая схема методов определения афлатоксина B1 представлена на рис. 1.


Рис. 1. Общая схема методов определения афлатоксина B1.


   Описаны методы выявления и определения содержания афлатоксина В1 тонкослойной хроматографией (ТСХ) и высокоэффективной жидкостной хроматографией (ВЭЖХ) с флуоресцентным детектированием, основанные на экстракции из зерновых, зернобобовых, орехов, кондитерских изделий, хлебопродуктов и концентратов, плодовых и овощных консервов 10 % раствором хлорида натрия и ацетоном; из какао-бобов, какао-порошка и шоколада гексаном и раствором азотнокислого серебра-хлороформа (1:5); из растительных масел и животных жиров раствором гексана, 4 % раствором хлорида натрия и ацетонитрила (1:5:10); из молочных продуктов раствором хлорида натрия, лимонной кислоты и хлороформа (10:1,2:5). Диапазон измеряемых содержаний афлатоксина B1 во всех продуктах 0,003-0,02 мг/кг [2].
   Наиболее быстрый, дешевый, весьма эффективный, надежный и безопасный процесс выделения и очистки афлатоксина из пробы – метод QuEChERS – (Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged, Safe), основанный на извлечении афлатоксинов из пробы смесью ацетонитрил-вода и добавлении буферирующих неорганических солей. В результате такой экстракции афлатоксины переходят в органическую фазу, а более полярные примеси – в водный слой. Примеси (некоторые сахара и жирные кислоты), оставшиеся в ацетонитриле, могут быть удалены на дисперсионном сорбенте, содержащем амины (PSA сорбент) [11].
   Для совместного определения афлатоксина В1, зеараленона, Т-2 токсина и дезоксиниваленола, содержащихся в одних и тех же продуктах, предложено использовать смесь ацетонитрила и раствора хлорида калия с массовой долей 4% в соотношении 9:1 [3].
   При разделении афлатоксина на хроматографических пластинках «Силуфол» с силикагелевым покрытием хроматографирование проводилось смесью растворителей гексан-ацетон (1:1). При этом величина Rf для афлатоксина В1 – 0,45. В отдельных случаях предложено использование подтверждающего теста водным раствором азотной кислоты, при этом флуоресценция меняется с оттенков голубого и синего на ярко-желтую. Такой подход позволил ускорить выдачу результата и экономно расходовать реактивы и хроматографические пластинки [5].
   Описан метод определения афлатоксина B1 с помощью ТСХ, когда на пластинку наносят 5 мкл основного раствора и 5 мкл стандартного раствора смеси афлатоксинов. Сначала пластинку помещают в камеру, насыщенную парами системы толуол-этилацетат-85%-ная муравьиная кислота (5:4:1), затем хлороформ-метанол (99:1). Пластинку просматривают в УФ-лучах (365 нм). Rf афлатоксина B1 равно 0,39. Вместо системы хлороформ-метанол (99:1) можно использовать систему четыреххлористый углерод-ацетон-уксусная кислота (20:10:1). Rf афлатоксина B1 в этом варианте будет 0,38 [6]. Обобщенные данные об Rf афлатоксина B1 в разных системах растворителей приведены в таблице 2.

Таблица 2. Обобщенные данные об Rf афлатоксина B1 в разных системах растворителей.

Rf афлатоксина B1

Система растворителей

Источник литературы
0,45 гексан-ацетон (1:1)                21
0,34 хлороформ-метанол (99:1) 6
0,38 четыреххлористый углерод-ацетон-уксусная кислота (20:10:1) 6
0,37 толуол-этилацетат-муравьиная кислота (6:3:1) 8

   Для подтверждения присутствия афлатоксина на пластинке, ее обрабатывают парами йода. Если при этом не произошло гашения флуоресценции пятен, пластинку опрыскивают йодом и раствором серной кислоты и рассматривают ее под ультрафиолетом. Изменение окраски пятен свидетельствует о наличии афлатоксина. Затем можно провести полуколичественное определение по минимально детектируемым веществам: на пластинку наносится ряд пятен возрастающего объема из исходного экстракта (1, 3, 5,7 и 9 мкл) и пятна стандарта (2-3 мкл) [8].

  Для определения афлатоксинов обычно используют обращенно-фазовую ВЭЖХ с флуоресцентным детектированием. Применяют колонки, заполненные сорбентом из силикагеля с привитыми алкильными группами С18 и С8. В качестве подвижной фазы используют смеси воды с метанолом или ацетонитрилом [11]. Так, с применением данного метода возможно определение афлатоксинов В1 в зерновых, фруктах, орехах. Афлатоксин экстрагируют метанолом, затем очищают экстракт на иммуноаффинных колонках. В качестве подвижной фазы применяют смесь метанол-вода-ацетонитрил (9:32:9). Детектируют при 440 нм, предел обнаружения составляет 0.1 мкг/кг.
   Для более достоверной идентификации, афлатоксин B1 определяют после предварительного перевода его в производное. Перевод основан на насыщении двойных связей в фурановом кольце. Переводят афлатоксин в производные до разделения на колонке реакцией с трифторуксусной кислотой (ТФУК) или после разделения на колонке реакцией с йодом или бромом [10]. Использование ТФУК основано на переводе афлатоксина В1 в производное В2а, который по сравнению с первым интенсивно флуоресцирует. Реакция дериватизации в зависимости от способа приготовления производных может протекать с разной скоростью. Для определения токсинов в арахисе, орехах, семенах тыквы, кукурузы и в арахисовом масле [19] применяют предколоночную дериватизацию с ТФУК, в качестве подвижной фазы используют смесь вода-ацетонитрил-метанол (70:17:17). Проводят флуоресцентное детектирование с длинами волн возбуждения и детектирования 360 и 440 нм соответственно. Предел обнаружения составляет 0.3 мкг/кг [13].
   Чаще афлатоксин B1 переводят в производное после хроматографического разделения [14]. Получение таких производных возможно при наличии второго изократического насоса. Производные, полученные при взаимодействии афлатоксинов с йодом, детектируются с наивысшей чувствительностью. Раствор йода вводят в поток выходящего элюента, далее смесь прокачивают через катушку из нержавеющей стали, где поддерживается высокая температура (75°С) для протекания реакции, и уже далее образовавшийся продукт регистрируют флуориметрическим детектором.
Разработана методика определения афлатоксинов с переводом их в йод-производные. Разделение проводили на колонке Spherisorb ODS с использованием подвижной фазы вода-ацетонитрил-метанол (60:30:10) и длины волн возбуждения и детектирования 365 и 440 нм соответственно [18]. Аналогично определяют афлатоксины при анализе кукурузы, арахисового масла, сорго и солода. Афлатоксин В1 бромируют добавлением гидробромидапиридиния или электрохимически генерированного брома введением в подвижную фазу KBr и HNO3.
Разработана методика определения афлатоксина B1 в различных специях [12]. Для извлечения микотоксинов применяли смесь метанола и воды, очищали экстракты на иммуноаффинных колонках. Проводили постколоночную дериватизацию c гидробромидпиридином. В качестве подвижной фазы применяли 40%-ную смесь (5:4) метанол-ацетонитрил и воду. Разделение проводили на колонке Spherisorb ОDS2 при длинах волн возбуждения 362 нм и детектирования 418 нм. Пределы обнаружения токсинов составили 0,06 мкг/кг.
   Разработан метод определения афлатоксинов для хлебных злаков с применением постколоночной фотохимической дериватизации. Афлатоксин B1 извлекали смесью метанола и фосфатного буферного раствора, очищали твердофазной микроэкстракцией. В качестве подвижной фазы применяли смесь вода-ацетонитрил-метанол (54:38:8), колонку с адсорбентом C18 при длинах волн возбуждения и детектирования 366 и 440 нм. Пределы обнаружения составили 0,035–0,2 мкг/кг [16, 17].
Разработан метод определения афлатоксина B1 в зерновых культурах, орехах и продуктах переработки с помощью ВЭЖХ с обращенной фазой, с очисткой на иммуноаффинной колонке и послеколоночной дериватизацией. Предел количественного определения афлатоксина В1 – 8 мкг/кг. Метод применим в отношении кукурузы с содержанием 24,5 мкг/кг, арахисового масла с содержанием 8,4 мкг/кг и сырых арахисовых орехов с содержанием 16 мкг/кг общей суммы афлатоксинов [9]. Метод может использоваться для масличных культур, сушеных фруктов и продуктов их переработки, и основан на экстрагировании пробы смесью метанола и воды, ввода его в колонку для аффинной хроматографии, содержащую антитела. Пробу отделяют от антител при помощи метанола. Афлатоксины определяют количественно при помощи ВЭЖХ с обращенной фазой с определением флуоресценции и послеколоночной дериватизацией [15].
  Разработан метод идентификации афлатоксина B1 методом иммуноферментного анализа (ИФА) с использованием моноклональных антител (МкАт), однако он не обладает высокой специфичностью, так как наблюдается высокая перекрестная активность МкАт-4 с афлатоксинами B1, B2 и G1. Это позволяет предложить МкАт в качестве реагента для группового определения афлатоксинов B и G ряда. Отмечено также незначительное перекрестное взаимодействие МкАт с афлатоксином G2 (2,5%-4,5%) [11].
   Благодаря быстрому росту технологических и научных знаний, в современном мире стали возможны быстрые и одновременно чувствительные методы обнаружения афлатоксинов в пищевых продуктах, которые используются для контроля качества продуктов питания и кормов, а также обеспечения здоровья человека. Самым популярным и чувствительным методом по обнаружению афлатоксина B1 является ВЭЖХ, однако, в силу дороговизны оборудования и реактивов. Актуальными остаются методы ТСХ проверенные временем и менее затратные.

Примечания:


1. Другов Ю.С., Родин А.А. Анализ загрязненных биосред и пищевых продуктов. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. 294 с.
2. ГОСТ 30711-2001 Продукты пищевые. Методы выявления и определения содержания афлатоксинов В(1) и М(1).
3. ГОСТ 31748-2012 (ISO 16050:2003) Продукты пищевые. Определение афлатоксина B(1) и общего содержания афлатоксинов B(1), B(2), G(1) и G(2) в зерновых культурах, орехах и продуктах их переработки. Метод высокоэффективной жидкостной хроматографии (с поправками).
4. Буркин М.А., Яковлева И.В., Свиридов В.В. Определение афлатоксина B ИФА с использованием моноклональных антител // Успехи медицинской микологии. 2003. № 1. С. 127-130.
5. Мокшина Н.Я., Селеменев В.Ф., Скопинцева В.Л. Определение микотоксинов в пищевых продуктах методом ТСХ // Сорбционные и хроматографические процессы. 2005. Т. 5, вып. 2. С. 254.
6. Методы ветеринарной клинической лабораторной диагностики: справочник / И.П. Кондрахин, А.В. Архипов, В.И. Левченко [и др.]; под ред. В.Н. Сайтаниди. М.: Колос, 2004. 520 c.
7. СанПиН 2.3.2.1078-01 Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов: санитарно-эпидемиологические правила и нормы. – М.: Академия, 2002.
8. Цикуниб А.Д. Устойчивость семян рапса к токсигенной микрофлоре и разработка рекомендаций по улучшению биологической ценности получаемых продуктов: дис. … канд. техн. наук. М., 1992.
9. Амелин В.Г., Карасева Н.М., Третьяков А.В. Хроматографические методы определения микотоксинов в пищевых продуктах // Журнал аналитической химии. 2013. Т. 68, № 3. С. 212–223.
10. Abdulkadar A.H.W., Abdulla A.Al. Ali, Afrah M.Al. Mycotoxins in food products available in Qatar // Food Control. 2004. Vol. 15. P. 543.
11. Immunoaffinity Column Cleanup with Liquid Chromatography for Determination of Aflftoxin B 1 in Corn Samples: Interlaboratory Study / C. Brera, F. Debegnach, V. Minardi [et al.] // J. AOAC Int. 2007. Vol. 90, № 3. P. 765.
12. Garner R.C., Whattam M.M., Taylor P.J.L., Stow M.W. Analysis of United Kingdom purchased spices for aflatoxins using immunoaffinity column clean up procedure followed up by high-performance liquid chromatographic analysis and post-column derivatization with pyridium bromide perbromide // J. Chromatogr. 1993. Vol. 648. P. 485.
13. Guevara Gonzаlez R.G. Aflatoxins – Biochemistry and Molecular biology. Сroatia: InTech, 2011. Р. 439.
14. Glutathione-S-transferase A3 knockout mice are sensitive to acute cytotoxic and genotoxic effects of aflatoxin B 1 / Z. Ilic, D. Crawford [et al.] // Toxicol. Appl. Pharmacol. 2010. Vol. 242. P. 241–246.
15. Liquid Chromatography for the Determination of Mycotoxins in Foods / R. Romero-González, A. Garrido Frenich, J.L. Martínez Vidal [et al.] // J. Сhromatogr. 2011. Vol. 1218. P. 1477.
16. Determination of aflatoxins in cereal flours by solid-phase microextraction coupled with liquid chromatography and post-column photochemical derivatization-fluorescence detection
/ M. Quinto, G. Spadaccino, C. Palermo, D. Centonze // J. Chromatogr. A. 2009. Vol. 1216. P. 8636.
17. Tarter E.J., Hanchay J.P., Scott P.M. Improved liquid chromatographic method for determination of aflatoxins in peanut butter and other commodities // J. Assoc. Off. Anal. Chem. 1984. Vol. 67. P. 597.
18. Environmental and chemical carcinogenesis / G. Wogan, S. Hecht, J. Felton, A. Conney, L. Loeb // Seminars in Cancer Biology. 2004. Vol. 14. P. 473-486.
19. Simultaneous determination of pesticide residues, mycotoxins and plant toxins in soya meal samples employing UHPLC-MS / M. Zachariasova, J. Hajslova, M. Kostelanska [et al.] // Anal.Сhim. Аcta. 2008. V. 625. P. 77.
20. Human skin penetration of selected model mycotoxins // Toxicology. Vol. 301 (1-3). P. 21–32. DOI:10.1016/ j.tox.2012.06.012. PMID 22749975.

__________________________________________________________________________________________________________________________________

Цикуниб Аминет Джахфаровна, доктор биологических наук, профессор, директор НИИ комплексных проблем АГУ, зав. лабораторией нутрициологии и экологии, 385000, г. Майкоп, ул. Гагарина, 13, 8928461725, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .
Tsikunib Aminet Dzhakhfarovna, Head of Nutrition and Environment Laboratory, Director of Scientific Research Institute of complex Problems of Adyghe State University
Дзыбов Руслан Муратович, магистрант, тел. +79384587911, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Dzybov Ruslan Muratovich, graduate student, tel. +79384587911, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

 

УДК [631.527:633] (470.6)
ББК 41.3
С-59

Шорова Ж.И., Татаева Х.А.
Адыгейский государственный университет, кафедра химии

Эффективность использования дидактических средств при изучении основных классов неорганических соединений в средней школе.


     Аннотация: В статье приведены результаты исследования по использованию дидактических средств: химического эксперимента исследовательского характера, опорных схем и системы дидактических заданий для повышения качества знаний и усвоения их в системном виде по теме «Классы неорганических соединений» в школьном курсе химии.
     Ключевые слова: дидактические средства, химический эксперимент исследовательского характера, система заданий, классификация, генетическая связь.

Shorova Zh.I., Tatаeva Kh.A.
Adyghe state University, department of chemistry

Efficiency of use of didactic tools in studying the main classes of inorganic compounds at high school.


     Abstract: This article gives the results of research on use of didactic tools: a chemical experiment of research character, basic schemes and systems of didactic tasks to improve quality of knowledge and to absorb it in-system on the subject "Classes of Inorganic Compounds" in a school course of chemistry.
     Keywords: didactic tools, chemical experiment of research character, system of tasks, classification, genetic linkage.

     Интегрирование современной школы в мировую систему образования требует новых подходов к обучению и воспитанию. В связи с этим особую актуальность приобретает вопрос о дидактических средствах и методике их использования в современной системе среднего образования. Теоретические положения химии как науки опираются на мощную эмпирическую базу, поэтому их изучение необходимо обогатить разнообразными натуральными и техническими средствами обучения [1, с.47].
     Тема «Классы неорганических соединений» является базовой в курсе химии средней школы. Осознанное усвоение этой темы обеспечивает успешное овладение всем курсом химии. Однако результаты контрольных работ, проведенных нами на диагностическим этапе исследования позволяют сделать вывод, что уровень знаний учащихся по теме низкий.
Думается, что одна из причин этого различие в методических подходах, содержании, последовательности изучения основных классов неорганических соединений и, наконец, количестве часов, отведенных на изучение этой темы у разных авторов программ и учебников.
     Основными целями изучения темы являются: на основе атомно-молекулярного учения и теории электролитической диссоциации развить систему понятий о веществе; изучить классификацию, состав, номенклатуру, способы получения и химические свойства оксидов, оснований, кислот и солей; сформировать понятие о генетической взаимосвязи основных классов неорганических соединений, а также их связи с простыми веществами – как о материальном единстве и многообразии веществ [3,с.10].
    Цели и задачи изучения темы «Классы неорганических соединений» определяют требования к усвоению этой темы учащимися. Учащиеся 8 класса, изучив тему «Классы неорганических соединений», должны знать: классификацию неорганических веществ; классификацию оксидов, оснований, кислот и солей; номенклатуру оксидов, оснований, кислот и солей; способы получения каждого класса неорганических соединений; химические свойств оксидов, оснований, кислот и солей; генетическую взаимосвязь простых веществ и основных классов неорганических соединений.
    Уметь: составлять химические формулы основных классов по названию; давать названия веществам по приведенной химической формуле; составлять химические уравнения химических свойств и способов получения основных классов неорганических соединений; составлять генетические ряды металлов и неметаллов; давать определения и приводить примеры оксидов, оснований, кислот и солей; производить расчеты по химическим формулам и уравнениям реакций; давать смысловую интерпретацию химических формул и уравнений реакции.
    Методические подходы к изучению темы «Классы неорганических соединений» были многообразны на разных этапах развития средней школы.
Проблема определения содержания, структуры изучения темы, оптимальных дидактических средств представляют и сейчас сложную задачу, которая должна решаться с учетом модернизации и оптимизации учебно-воспитательного процесса.
    Проанализировав современные учебники разных авторов, используемые в практике обучения химии, мы пришли к выводу, что последовательность изучения основных классов от оксидов к солям более оправдана для понимания генетической взаимосвязи основных классов неорганических соединений.
   Формирование понятия о генетической взаимосвязи основных классов неорганических соединений, а также их связи с простыми веществами способствует формированию у учащихся мировоззренческих знаний: о единстве и многообразии веществ, об их познаваемости, о роли химического эксперимента в подтверждении истинности знаний.
    Генетические связи в химии являются не формально-логическими, а причинно - следственными, реальными, содержательными. В связи с этим ведущим средством и методом их установления должен стать химический эксперимент, что согласуется с теорией поэтапного формирования умственных действий [2].
      I этап. Информация о способах получения и химических свойствах каждого класса, подтвержденная химическим экспериментом становится убедительной и поэтому осознанно усваивается учащимися.
    II этап. Обсуждение химического эксперимента с учащимися. Главная задача этого этапа понять только что проведенный опыт и его графическое отображение на доске - химические уравнения.
     III этап. Воспринятая информация должна быть закреплена путем применения (выполнение упражнений типа: осуществить превращения), что помогает осознать генетическую взаимосвязь между всеми классами неорганических соединений.
    Формирование структурно-логических отношений между всеми классами неорганических соединений способствует более осознанному и целостному восприятию всего курса химии.
     Под средствами обучения химии (дидактическими средствами) в современной методике обучения химии большинство авторов понимают систему материальных и нематериальных объектов, используемых в учебно-воспитательном процессе преподавателем и обучающимися для решения задач, поставленных перед общеобразовательным учреждением в соответствии с требованиями ФГОС по химии.
    К специальным средствам обучения химии относят: натуральные объекты: вещества, смеси, растворы, материалы, коллекции и т.д.; приборы, химическую посуду и лабораторные принадлежности; учебные модели атомов, молекул, кристаллических решеток, химических производств и т.д.); средства обучения на печатной основе (учебники, задачники, таблицы, плакаты, фотографии, справочники, схемы, графики и т.д.); аудио- и видеосредства (кинофильмы, видеофильмы, транспоранты, звукозаписи, диафильмы), демонстрируемые с помощью соответствующих технических средств (диапроекторы, кодоскопы, кинопроекторы, фильмоскопы, экраны, итерактивные доски и т.д.); современные интерактивные коммуникационные и информационые средства обучения (обучающие, контролирующие, игровые и другие компьютерные программы) с соответствующими установками (видеокамеры, компьютеры, мультимедийные установки, интернет и т.д.); к специфическим средствам обучения химии относят также химический эксперимент (демонстрационный и ученический), систему заданий по химии (упражнения, расчетные и качественные задачи, экспериментальные задачи, познавательные задания и д.р.), а также символико – графическую наглядность (опорные сигналы, конспекты, схемы, терминологическую и номенклатурную системы химии, химическую символику).
На наш взгляд, именно последние обладают наибольшими дидактическими возможностями. Поэтому для решения задач исследования, нами были отобраны следующие дидактические средства: химический эксперимент исследовательского характера; система заданий, адекватная теме «Классы неорганических соединений»; символико–графические средства отображения учебной информации.
   Основные принципы методики использования обозначенных нами дидактических средств определяются общедидактическими принципами, адекватно поставленным задачам конкретного урока и общими целями изучения курса химии: конкретные дидактические средства должны сочетаться с другими средствами; целесообразность выбора набора дидактических средств определяется целями и задачами данного урока; использование дидактических средств на этом уроке должно дать оптимальный результат в формировании новых или развитии изученных понятий; дидактические средства, используемые в учебном процессе должны повышать заинтересованность учащихся к изучению предмета химии; применяемые дидактические средства должны способствовать формированию и развитию познавательных умений и навыков учащихся и способствовать активизации учебно-познавательной деятельности учащихся.
    Для проведения формирующего этапа педагогического эксперимента нами были отобраны: химический эксперимент исследовательского характера характера для более осознанного восприятия и усвоения учебной информации по теме; графические средства отображения информации как основного средства обобщения и систематизации знаний; система дидактических заданий по химии для формирования прочных знаний в процессе их применения.
    Отобранные дидактические средства апробировались в практике изучения темы: «Классы неорганических соединений» в 8 классах средне школы.
Опорные схемы по каждому классу неорганических соединений сначала предъявлялись учащимся в готовом виде для смысловой интерпретации и воспроизведения учебной информации, а затем учащиеся обучались самостоятельному их составлению по следующему алгоритмическому предписанию:
1. Внимательно прочитать параграф.
2. Выделить смысловые части (блоки) учебной информации, прочитав ещё раз параграф.
3. Дать название или продумать символические обозначения (знаки, формулы) каждому блоку.
4. Расположить эти блоки на листе бумаги, пространственно разделив их (требование для лучшего запоминания в наглядной форме) и в логической последовательности.
5. Продумать цветовое решение.
  Анализ результатов контрольного среза на остаточные знания в 9-х классах по теме: «Классы неорганических соединений» показывает, что только 34% учащихся могут классифицировать неорганические вещества и могут дать название по формуле 42%. Составление химических уравнений отражающих химические свойства и способы получения основных классов неорганических соединений составляет трудность для большинства учащихся – только около 36% справляется с заданием.

 

 Опорная схема №4 «Классификация, способы получения и химические свойства солей»

Me + HeMe
Me + кислота + кислота
Me + соль + основание
Кислота + основание+ Me →           СОЛИ                →     
MeK               		 + соль
Кислота + основной оксид средние      кислые       основные           + t0C
Кислота + основание  Na2SO4   NaHSO4    Al(OH)2Cl
Кислота + основной оксид              Na3PO4   NaH2PO4   Mg(OH)Br        
Соль + кислота
Соль + основание
Соль + соль
NH3 + HK

 

    В целом уровень знаний по теме: «Классы неорганических соединений» низкий, не носит обобщенного характера. Учащиеся с трудом составляют уравнения химических реакций, названия основных и кислых солей.По мере изучения темы: «Классы неорганических соединений» в 8 классах проводились контрольные срезы в экспериментальных и контрольных классах, отдельно по темам: «Оксиды», «Основания», «Кислоты», «Соли». При контроле знаний по каждому классу проверялись следующие знания: определение понятий; оксиды, основания, кислоты, соли; классификация; номенклатура; химические свойства; способы получения; генетическая связь между классами неорганических соединений.Сравнение результатов контрольных срезов в экспериментальных классах показали динамику в накоплении необходимых знаний по мере изучения учебного материала от оксидов к солям.

 

Рис. 1.2. Результаты контрольной работы №1 в 8-х классах.

    Сравнительный анализ результатов итоговых контрольных работ по теме: «Классы неорганических соединений» в экспериментальных и контрольных классах показал, что в экспериментальных классах уровень знаний выше от 10% до 30% по всем позициям, что свидетельствует о результативности примененных дидактических средств обучения. 

    Использованные дидактические средства отразились также на отношении учащихся к предмету. Это отразилось на повышении интереса к химии, в частности, к химическому эксперименту, занимательным опытам. Повысился, в целом, уровень владения экспериментальными и познавательными умениями и навыками, учащиеся активнее стали участвовать в обсуждении итогов каждого урока. В ходе эксперимента использовались опорные сигналы и схемы, которые способствовали обобщению и систематизации знаний о способах получения и химических свойств каждого класса неорганических соединений.
   Таким образом, сравнительный анализ результатов итоговых контрольных срезов подтверждает результативность методики использованных дидактических средств: химического эксперимента исследовательского характера, графических средств отображения информации для обобщения и систематизации учебной информации, и системы заданий способствующих осознанному и системному усвоению знаний по теме: «Классы неорганических соединений». Используемые дидактические средства способствуют также повышению уровня познавательных умений и навыков учащихся и, в целом, качества знаний по химии.


Примечания:

1. Петрищева Г.С. Школьный учебник как средство развития компетентностей. Бийск, 2008.
2. Опарина С.А. Методические особенности изучения генетической связи в школьном курсе неорганической химии // Наука и школа. 2013. Вып. 4.
3. Шаталов М.А., Кузнецова Н.Е. Обучение химии. Решение интегративных учебных проблем 8-9 классы: метод. пособие. М.: Вентана - Граф, 2006. 256 с.
References:
1. Petrischeva G.S. School textbook as development tool of competencies. – Biysk, 2008.
2. Oparina S.A. Methodical features of studying a genetic linkage in a school course of inorganic chemistry. Journal of Science and School. Issue 4, 2013.
3. Shatalov M.A., Kuznetsova N.E. Learning chemistry. Solution of integrative educational problems, 8-9 classes. Methodical teaching manual. – M.: Ventana - Graf, 2006 - 256 p.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Шорова Жанна Ибрагимовна, к.п.н, доцент кафедры химии ФГБОУ ВО «Адыгейский государственный университет», ул. Первомайская, 208, г. Майкоп, 385000, Россия, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .
Shorova Zhanna Ibragimovna, Candidate of Pedagogy, Associate Professor of Chemistry Department of Adyghe State University, 208 Pervomayskaya Street, Maikop, 385000, Russia, Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. .
Татаева Хеда Алиевна студентка 5 курса факультета естествознания ФГБОУ ВО «Адыгейский государственный университет», ул. Первомайская, 208, г. Майкоп, 385000, Россия.
Tataeva Kheda Alievna, 5th-course student of Faculty of Natural Sciences of Adyghe State University, 208 Pervomayskaya Street, Maikop, 385000, Russia.

 

Яндекс.Метрика
© Адыгейский государственный университет. НИИ комплексных проблем.