Интеграция при обучении естествознанию
методическая разработка по теме

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

«ПЕРВОУРАЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИКУМ»

 «Интеграция при обучении естествознанию»

Кузнецова Алина Валентиновна,

преподаватель высшей к. к.

2017 г.

Содержание.

стр.

Введение………………………………………………………………………….......3

Компетентностный подход как основа интегративного обучения.........................4

1.  Структурная интеграция учебной дисциплины……………………………4

2. Формирование методического обеспечения интегрированной дисциплины…………………………………………………………………………..8

3. Оценка результатов освоения интегрированной дисциплины……….….11

Заключение………………………………………………………………………….13

Литература………………………………………………………………………….14

Приложение 1 Технологическая карта учебного занятия

Приложение 2 Бланки лабораторных занятий

Приложение 3 Бланки практических занятий

Приложение 4 Контрольная работа по разделу «Химия»

Введение.

В профессиональных образовательных организациях, реализующих образовательную программу среднего общего образования в пределах освоения ОПОП СПО на базе основного общего образования, изучается интегрированная учебная дисциплина «Естествознание», включающая три раздела, обладающие относительной самостоятельностью и целостностью — «Физика», «Химия», «Биология» [1].

Основное требование, предъявляемое к результату обучения естествознанию – формирование у обучающихся целостной естественно-научной картины мира. При этом предлагается преподавателям физики, химии и биологии совместно организовать изучение естествознания, используя имеющиеся частные методики преподавания предмета [1]. Содержание учебной дисциплины «Естествознание» также чётко разделено на три раздела, изучающих физику, химию и биологию, связь между которыми практически не просматривается.

Поэтому целью данной работы является представление опыта интеграции при обучении естествознанию на основе компетентностного подхода [2].

Задачи:

• сформировать единую структуру, позволяющую интегрировать разделы учебной дисциплины;
• сформировать методическое наполнение предложенной структуры;
• сформировать систему оценки результата освоения обучающимися учебной дисциплины.

  ---

Компетентностный подход как основа интегративного обучения.

1. Структурная интеграция учебной дисциплины.

Для построения единой структуры в содержании учебной дисциплины «Естествознание» выделяются объекты изучения, которые являются элементами первого порядка данной системы. Выбор этих элементов зависит от изучаемого раздела естествознания. Так при изучении раздела «Физика» целесообразно выделить следующие объекты: физическая величина, физический закон, физическое явление, математическая модель, техническое устройство, научная гипотеза [4]. При изучении раздела «Химия» выделяются следующие элементы структуры: химическое вещество [5], химическая реакция (химическое явление). В разделе «Биология» представляется возможным выделить: биологический объект, биологический процесс (биологическое явление). Такие объекты как научная теория и экологическая проблема выделяются при изучении всех трёх разделов естествознания. Также при изучении раздела «Химия» целесообразно выделять физические величины, физические законы и физические явления, а при изучении раздела биологии – научные гипотезы. В таблице 1 представлены элементы первого порядка.

Таблица 1 «Распределение объектов изучения по разделам дисциплины «Естествознание».

Уже при выделении элементов первого порядка структуры учебной дисциплины наблюдается «сцепление» отдельных разделов. Более глубокая связь просматривается при построении структуры второго порядка.  

Для каждого объекта изучения разрабатывается план характеристики, пункты которого являются элементами второго порядка структуры учебной дисциплины. Эти элементы позволяют сформировать базовые компетенции у обучающихся [3]. В таблице 2 представлена структура второго порядка.

Таблица 2 «Построение структуры второго порядка дисциплины «Естествознание».

На этом уровне структурирования обнаруживается связь между объектами изучения как внутри одного раздела, так и между разделами дисциплины «Естествознание». Данная связь проявляется двояко: через пункты планов характеристик объектов изучения и через формируемые базовые компетенции. Также единый подход к структурированию способствует интеграции всех трёх разделов дисциплины. При этом не нарушается содержание и структура учебной дисциплины, изложенная в примерной программе [1].

2. Формирование методического обеспечения интегрированной дисциплины.

Методическое наполнение структуры учебной дисциплины осуществляется на основе компетентностного подхода. Целенаправленное формирование у обучающихся базовых компетенций возможно при создании единой структуры методических и учебно-методических материалов. Данная структура содержит помимо рабочих программ, методические разработки, технологические карты учебных занятий, комплект лабораторных работ, комплект практических работ, комплект материалов для тематического контроля (по разделам учебной дисциплины) и промежуточной аттестации (дифференцированный зачёт).

Технологическая карта содержит помимо обязательных разделов (деятельность педагога, деятельность обучающихся и др.) указание на формирование базовых компетенций на различных этапах учебного занятия (см. Приложение 1). В содержании технологической карты также даны указания на использование конкретных объектов изучения. При проведении учебных занятий интеграция отдельных разделов и тем осуществляется при формировании базовых компетенций с использованием выделенных в содержании изучаемого материала объектов изучения.

Целью проведения лабораторных работ является овладение обучающимися навыками учебно-исследовательской деятельности.  Формируемые результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3 «Результаты, формируемые на лабораторных занятий».

В приложении 2 представлены дидактические материалы (бланки) для проведения лабораторных занятий при изучении различных разделов дисциплины «Естествознание». Бланк лабораторной работы содержит номер работы в соответствии с рабочей программой дисциплины, тему работы, цель выполнения работы для обучающихся, перечень используемого оборудования, последовательность выполняемых действий, таблицу для записи результатов исследования. Таким образом, интеграция учебного материала осуществляется при формировании базовых компетенций, а также за счёт единства требований к выполнению лабораторных работ.

Также в учебном процессе я применяю практические задания, которые позволяют активизировать познавательную деятельность обучающихся при работе с учебной литературой. Формируемые результаты представлены в таблице 4.

Таблица 4 «Результаты, формируемые на практических занятиях».

В приложении 3 представлены дидактические материалы (бланки) для проведения практических занятий при изучении различных разделов дисциплины «Естествознание». Интеграция учебного материала осуществляется при формировании базовых компетенций.

3. Оценка результатов освоения интегрированной дисциплины.

Для оценки результатов освоения обучающимися учебной дисциплины «Естествознание» целесообразно использовать систему уровневого контроля, основанную на использовании планов характеристики объектов изучения (см. табл. 5) [3].

Таблица 5 «Распределение объектов изучения по уровням сложности».

Включение объектов изучения на различных этапах контроля обеспечивает интеграцию оценки результатов освоения разделов естествознания. Виды контроля представлены в таблице 6.

Таблица 6 «Реализация интегрированного контроля».

Уровневые контрольные работы позволяют не только оценивать достижения обучающихся, но и проследить динамику результата [5], так как задания по различным разделам естествознания интегрированы по форме, структуре, имеют единую систему оценки и анализа результата. В приложении 4 представлена контрольная работа по разделу «Химия».

При подведении итогов промежуточной аттестации в форме дифференцированного зачёта используются результаты выполнения уровневых контрольных работ по разделам «Физика», «Химия» и «Биология». Оценка за зачёт выводится как среднее арифметическое оценок, полученных студентами при выполнении контрольных работ. Таким образом, результат промежуточной аттестации является интегрированным и по форме, и по структуре, и по содержанию (табл. 7).

Таблица 7 «Бланк оценки дифференцированного зачёта по дисциплине «Естествознание» группы _______».

Заключение.

Таким образом, дисциплина «Естествознание» интегрируются единой структурой, которая позволяет объединить содержание разделов «Физика», «Химия» и «Биология», учебно-методический комплекс и оценку результатов достижений обучающихся.

Технология интеграции, предложенная автором апробирована на двух потоках студентов.

Литература.

1. Самойленко П. И. Примерная программа общеобразовательной учебной дисциплины «Естествознание» для профессиональных образовательных организаций/ П. И. Самойленко, О. С. Габриелян, П. М. Скворцов. — М.: Издательский центр «Академия», 2015. — 34 с.
2. Темняткина О.В. Формирование общих компетенций и универсальных учебных действий у обучающихся ОУ СПО в процессе преподавания дисциплин общеобразовательного цикла. Методические рекомендации. Екатеринбург, 2012.
3. http://nsportal.ru/kuznetsova-alina-valentinovna1 Интеграция и дифференциация при обучении физики
4. http://nsportal.ru/kuznetsova-alina-valentinovna1 Формирование базовых компетенций при изучении дисциплины «Физика»
5. http://nsportal.ru/kuznetsova-alina-valentinovna1 Инновационные технологии оценки достижений обучающихся

Приложение 1

Технологическая карта учебного занятия.

Учебная дисциплина: естествознание.

Раздел: физика.

Тема: электромагнитная индукция.

Содержание: электрогенератор. Переменный ток. Получение и передача электроэнергии.

Цель: формирование базовых компетенций.

Задачи:

-сформировать представление об устройстве и принципах действия электрогенератора и трансформатора (информационные);

- развивать умения работать в группе, анализировать полученную информацию, делать выводы (деятельностные);

- формирование бережного отношения к природе, рационального природопользования (мотивационные).

Форма: деловая игра.

Методы обучения: лекция, демонстрационный эксперимент, деловая игра.

Планируемый результат деятельности: формирование экологической культуры.

Продукт деятельности студента:  

Приложение 2

Лабораторная работа № 4.

(раздел «Физика»)

«Измерение ускорения свободного падения с помощью математического маятника».

Цель: Измерить ускорение свободного падения с помощью маятника. Сделать вывод о совпадении полученного результата со справочным значением.

Оборудование: штатив, шарик на нити, динамометр, секундомер, линейка.

Ход работы.

1. Подвесьте шарик на нити с помощью штатива.
2. Толчком отклоните шарик от положения равновесия.

                                                                 α          

                                                                            l

                                                                                  N

                                                                                    mg

3. Измерьте время t, за которое маятник совершает не менее 20 колебаний (одно колебание – это отклонение в обе стороны от положения равновесия).
4. Измерьте длину подвеса шарика l.
5. Используя формулу периода колебаний математического маятника, рассчитайте ускорение свободного падения:

Т = 2.π.            l       ;     Т = _t _  ;   _t _  =  2.π.           l       ;  _t2   =  4.π2. l          

                                    g                      n          n                         g           n2          g

                                                               g =  4. π2 . l. n2         ;

                                                                             t2                                                

          (π2 можно принять равным 10).

6. Результаты занесите в таблицу:

7. Сравните полученное значение ускорения свободного падения со справочным значением.
8. Сделайте вывод.

Приложение 2

Лабораторная работа № 7.

(раздел «Химия»)

«Устранение жёсткости воды».

Цель: ознакомиться со способами устранения постоянной жёсткости воды. Сделать вывод о наиболее эффективном способе устранения жёсткости воды.

Оборудование: два стакана с водой, стакан с карбонатом натрия, стакан с жидким мылом, ложечка.

Ход работы.

1. Добавьте в стакан с водой с помощью ложечки небольшое количество карбоната натрия и встряхните стакан. Опишите наблюдаемое явление.

2. Продолжайте понемногу добавлять карбонат натрия. Объясните результат опыта. Результаты опыта запишите в таблицу.

3. Добавьте в другой стакан с водой с помощью ложечки небольшое количество жидкого мыла. Встряхните стакан. Опишите наблюдаемое явление.

4. Продолжайте добавлять жидкое мыло небольшими порциями и встряхивать стакан до появления устойчивой пены. Объясните результат опыта. Результаты опыта запишите в таблицу:

5. Сделайте вывод.

Приложение 2

Лабораторная работа № 9.

(раздел «Биология»)

«Наблюдение клетки».

Цель: наблюдать с помощью микроскопа растительные, животные клетки и клетки грибов. Сделать вывод о совпадении наблюдаемых объектов с представленными изображениями.

Оборудование: микроскоп, микропрепараты, презентация с фотографиями наблюдаемых объектов.

Ход работы.

1. Познакомитесь с презентацией, в которой представлены фотографии растительных и животных клеток, клеток грибов.
2. Внимательно наблюдайте микропрепараты с помощью микроскопа. Обратите внимание на форму клеток, их разнообразие, органоиды, которые можно видеть.
3. Результаты наблюдения занесите в таблицу:

4. Сделайте вывод.

Приложение 3

Практическая работа №9.

(раздел «Физика»)

«Фундаментальные взаимодействия».

Фундаментальные взаимодействия – это качественно отличающиеся типы взаимодействия элементарных частиц и составленных из них тел.

Гравитационное взаимодействие – это универсальное фундаментальное взаимодействие между всеми материальными телами.

Электромагнитное взаимодействие – это фундаментальное взаимодействие между частицами, обладающими электрическим зарядом.

Сильное взаимодействие – это фундаментальное взаимодействие в масштабах порядка размера и менее, в котором участвуют кварки и глюоны и составленные из них частицы (адроны).

 Слабое взаимодействие – это фундаментальное взаимодействие, проявляющееся на расстояниях значительно меньших размера атомного ядра и отвечающее, в частности, за бета-распад ядра.

1. Прочитайте § 28, п. 3 учебника (Генденштейн Л. Э. Физика. 11 класс. В 2 ч. Ч. 2. Учебник для общеобразовательных учреждений (базовый уровень)/ Л. Э. Генденштейн, Ю. И. Дик. – М.: Мнемозина, 2010. – 367с).
2. Заполните таблицу:

Приложение 3

Практическая работа № 12.

(раздел «Химия»)

«Химические реакции».

1. Химическая реакция (химическое явление) – это процесс, в результате которого из одних веществ образуются другие вещества, отличающиеся от исходных веществ по составу или строению.
2. Прочитайте § 13 учебника (Габриэлян О. С. Химия. 11 класс. Базовый уровень: учебник/ О. С. Габриэлян. – М.: Дрофа, 2014. – 223с.).
3. Дайте характеристику реакций, которые не сопровождаются изменением состава веществ, заполнив таблицу 1.

Таблица 1. «Реакции, которые не сопровождаются изменением состава веществ».

4. Прочитайте в § 14 на стр. 118 -123 учебника (Габриэлян О. С. Химия. 11 класс. Базовый уровень: учебник/ О. С. Габриэлян. – М.: Дрофа,
5. 2014. – 223с.).
6. Заполните таблицу 2.

Таблица 2. «Типы химических реакций, протекающих с изменением состава вещества».

Приложение 3

Практическая работа № 17.

«Значение химических соединений для живых организмов».

1. Прочитайте § 1 учебника (Биология. Общая биология. 10 -11 классы; учеб. для общеобразоват. организаций: базовый уровень/ [Д.К. Беляев, Г.М. Бородин, Н.Н. Воронцов и др.]; под ред.  Д.К. Беляева, Г.М. Дымшица; - М.: Просвещение, 2013. – 304 с.).

2. Заполните таблицу № 1 «Значение неорганических соединений»:

3. Прочитайте §§ 2, 4 учебника (Биология. Общая биология. 10 -11 классы; учеб. для общеобразоват. организаций: базовый уровень/ [Д.К. Беляев, Г.М. Бородин, Н.Н. Воронцов и др.]; под ред.  Д.К. Беляева, Г.М. Дымшица; - М.: Просвещение, 2013. – 304 с.)

4. Заполните таблицу № 2 «Значение органических соединений»:

Приложение 4

Министерство общего профессионального образования

Свердловской области

Государственное автономное профессиональное

образовательное учреждение

Свердловской области «Первоуральский политехникум»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО РАЗДЕЛУ «ХИМИЯ».

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ОУД. 14 ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ

в рамках программы подготовки квалифицированных рабочих и служащих

38.01.02 «Продавец, контролёр-кассир»

Пояснительная записка.

Контрольная работа разработана в соответствии с рабочей программой по учебной дисциплине «Естествознание».

Вид контроля: тематический.

Форма контроля: уровневая контрольная работа.

Цель контроля: оценка образовательных достижений студентов

Форма заданий: учебная задача.

Количество вариантов: 8

Количество заданий в варианте: 3

Содержание заданий:

Показатели и критерии оценивания заданий:

*Сформированность эмоционально-психологических компетенций учащихся отслеживается по поведению во время выполнения контрольной работы и не влияет на оценку учащегося.

Текст заданий.

Вариант 1.

1. Дайте характеристику химического вещества: соляная кислота.
2. Дайте характеристику химической реакции: получение из глюкозы молочной кислоты.
3. Запишите электронную конфигурацию атома элемента с порядковым номером 7 в Периодической системе Д.И. Менделеева.  К какому электронному семейству относится этот элемент?

Вариант 2.

1. Дайте характеристику химического вещества: жиры.
2. Дайте характеристику химической реакции: взаимодействие металла с солью.
3. Определите массу сухого вещества в 280 г 15% раствора этилового спирта.

Вариант 3.

1. Дайте характеристику химического вещества: гидроксид натрия.
2. Дайте характеристику химической реакции: получение из метана сажи.
3. Запишите электронную конфигурацию атома элемента с порядковым номером 11 в Периодической системе Д.И. Менделеева.  К какому электронному семейству относится этот элемент?

Вариант 4.

1. Дайте характеристику химического вещества: белки.
2. Дайте характеристику химической реакции: взаимодействие галогена с водородом.
3. Определите массовую долю меди в медном купоросе.

Вариант 5.

1. Дайте характеристику химического вещества: вода.
2. Дайте характеристику химической реакции: взаимодействие жира с щёлочью.
3. Запишите электронную конфигурацию атома элемента с порядковым номером 13 в Периодической системе Д.И. Менделеева.  К какому электронному семейству относится этот элемент?

Вариант 6.

1. Дайте характеристику химического вещества: метан.
2. Дайте характеристику химической реакции: взаимодействие кислоты с оксидом.
3. Определите массу сухого вещества в 120 г 60% раствора этилового спирта.

Вариант 7.

1. Дайте характеристику химического вещества: хлорид натрия.
2. Дайте характеристику химической реакции: разложение белков на аминокислоты.
3. Запишите электронную конфигурацию атома элемента с порядковым номером 9 в Периодической системе Д.И. Менделеева.  К какому электронному семейству относится этот элемент?

Вариант 8.

1. Дайте характеристику химического вещества: глюкоза.
2. Дайте характеристику химической реакции: взаимодействие водорода с азотом.
3. Определите массовую долю углерода в этане.

Справочные материалы.

Задание № 1

 План характеристики химического вещества.

1. Описание;
2. Химическая формула;
3. Химические свойства;
4. Применение.

Задание № 2

План характеристики химической реакции.

1. Название;
2. Схема реакции;
3. Условия протекания;
4. Примеры применения (проявления).

Алгоритм решения задачи.

Задание № 3

1. Записать краткое условие задачи, используя условные обозначения;
2. Записать решение задачи;
3. Записать полученный результат.

Оценка контрольной работы по разделу «Химия».

Анализ результатов.

Сформированность базовых компетенций.

Критерии уровней сформированности базовых компетенций.

Вывод.

1. В целом наблюдается средний уровень сформированности эмоционально-психологических, регулятивных, социальных и творческих компетенций.
2. Аналитические компетенции и компетенции самосовершенствования сформированы на уровне ниже среднего.

Распределение по уровням выполнения.

Вывод.

1. 5% обучающихся выполнили задание на высоком уровне.
2. 25% обучающихся выполнили задание на уровне выше среднего.
3. 5% обучающихся выполнили задание на среднем уровне.        
4. 55 % обучающихся выполнили задание на уровне ниже среднего.
5. Никто из обучающихся выполнили с задание на низком уровне.        
6. Все обучающихся задание выполнили.

Традиционная оценка результата.

Планируемая деятельность.

1. Укрепление учебной дисциплины.
2. Развитие у обучающихся социальных компетенций при переводе информации из одной знаковой системы в другую.
3. Формирование у студентов аналитических компетенций при выполнении лабораторных и практических заданий.
4. Развитие творческого потенциала учащихся при выполнении заданий, не имеющих однозначного ответа.
5. Формирование у студентов компетенций самосовершенствования при оценке результата, значении научных и практических достижений, выводе о проделанной работе.