Межпредметные связи физики и химии, как одно из средств повышения мотивации учащихся.
статья по физике по теме

Межпредметные связи физики и химии, как одно из средств формирования мотивации учащихся.

Учитель: Горбылева Т.М.

Проблема  формирования положительной мотивации учения для меня является очень важной. Как создать на уроках такую атмосферу, в которой учащиеся чувствуют необходимость учебных занятий, с интересом воспринимают новые знания?

Занимаясь самообразованием, я много работаю над решением этой проблемы. Однажды я задумалась над тем, как  могу использовать для этого свой опыт   в преподавании двух предметов – ведь, наряду с физикой, я уже восьмой год преподаю химию.

“Химик без знания физики подобен человеку, который всего должен искать ощупом. И сии две науки так соединены между собой, что одна без другой в совершенстве быть не могут”.

Эти слова М.В. Ломоносова  подтверждаются делом, когда первые химические понятия строятся на тех знаниях учеников, которые они получают на уроках физики и наоборот.

Цель, которую я поставила - использование МПС физики и химии для развития мыслительного процесса учащихся и повышения их мотивации к учению.

Для достижения этой цели я поставила перед собой следующие задачи:

Изучение печатных изданий и Интернет-ресурсов по МПС вообще и по физике и химии, в частности, а также возможности их использования для повышения мотивации.

Анализ программ по физике и химии с целью установления взаимосвязи их содержания.

Разработка материалов для реализации МПС.

Применение МПС на уроках, внеклассных мероприятиях, проектной деятельности.

Обобщение опыта по использованию МПС и их влиянию на мотивацию учащихся.

На основе анализа  информации о межпредметных связях физики и химии при изучении печатных изданий и Интернет-ресурсов, я выделила главные, по моему мнению, моменты, которые представлены ниже.

Современные представления человека о мире формируются в сложной системе наук. Каждая  наука не может развиваться изолированно от других. То или другое явление или определённый предмет природы может быть объектом изучения различных наук.

Поскольку учебные предметы строятся в основном в логике той или иной науки, постольку они не могут быть изолированы друг от друга. В этом выражается основная необходимость реализации межпредметных связей.

Общие структурные элементы учебных предметов создают объективные основы комплексного осуществления межпредметных связей в обучении: (слайд).

научные объекты изучения, факты;

понятия, законы, теории;

мировоззренческие идеи;

исторические проблемы и пути науки;

методологические основы и методы науки;

обобщенные способы познания;

специфические умения и навыки;

языки науки;

идейно-воспитательные аспекты знаний.

Учебные  программы по физике и химии требуют от учителей данных предметов решение общих задач:

формирование диалектико-материалистического мировоозрения школьников, их верного представления о современной картине мира, атеистических взглядов на усвоение системы научных знаний о природе;

воспитание учащихся в процессе усвоения основ наук о природе, формирование бережного отношения к ним, приобщение школьников к ее охране;

формирование общепредметных умений в тех видах деятельности, которые являются общими для данных предметов (учебная, познавательная, экспериментально – практическая, расчетно-измерительная и т.д.);

политехническое образование и трудовая подготовка школьников.

Решение этих задач опирается на общность физики и химии, которые связаны общей методологией и методами познания (диалектический, системно-структурный методы, физико-химический методы наблюдения, язык терминов, символов, формул, общность единиц измерения); общими комплексами проблем (охраны природы, рационального использования её ресурсов, освоение космоса, мирового океана, энергетики и др.); техническим применением знаний в современном производстве.

Взаимосвязи курсов физики, химии, должны отразить те объективные связи различных форм движения материи, которые существуют в природе.

Физика и химия включают общие методологические, фундаментальные научные идеи, законы и принципы (сохранения материи и энергии, периодичности, относительности, причинности, системности, симметрии).

Наиболее  значимыми направлениями реализации межпредметных связей являются следующие:

формирование и развитие системы понятий о веществе при изучении его физических свойств и строения;

изучение теорий и законов, общих для физики и химии; рассмотрение сущности физико-химических процессов;

знакомство с устройством и принципами работы технологического оборудования;

использование на уроках физики химических понятий, величин и единиц измерений;

обзор возможностей привлечения фундаментальных законов и теорий естествознания для объяснения явлений;

формирование представлений о круговороте элементов, веществ и энергии.

Вывод, который могу для себя сделать: нет чётко разработанной системы МПС физики и химии. Существующие программы и учебники не приспособлены для их реализации. Приходится по крупицам собирать материал и устанавливать параллели между двумя предметами. Собранный материал систематизирую в виде таблиц (Приложение 1), планирую отразить его в тематическом планировании.

Так как смысл моей работы по теме самообразования не только в том, чтобы найти точки пересечения физики и химии, но и в том,  чтобы мотивировать учащихся, то потребовалась работа и в этом отношении. Анализ различных источников информации, убедил меня в том, что основными факторами, влияющими на формирование устойчивой мотивации к учебной деятельности являются следуюшие:

1.Содержание учебного материала.

2. Организация учебной деятельности.

3. Оценка учебной деятельности.

4. Стиль педагогической деятельности учителя.

В изученной по теме самообразования литературе я выделила для себя различные  методы мотивации:

Эмоциональные: 

1 - поощрение,

2 - порицание,

3 - учебно-познавательная игра,

4 - создание ярких наглядно-образных представлений,

5 - создание ситуации успеха,

6 - стимулирующее оценивание,

7 - свободный выбор задания,

8 -удовлетворение желания быть значимой личностью.

Познавательные: 

1 - опора на жизненный опыт,

2 - познавательный интерес: новизна материала; обновление уже известного материала; историзм; практическая необходимость знаний для жизни.

3 - создание проблемной ситуации,

4 - побуждение к поиску альтернативных решений,

5 - выполнение творческих заданий,

6 - “мозговая атака”,

7 -развивающаяся кооперация.

Волевые: 

1- предъявление учебных требований,

 2 -информирование об обязательных результатах обучения,

3 - формирование ответственного отношения к учению,

4 - познавательные затруднения,

5 - самооценка деятельности и коррекция,

6 - рефлексия поведения,

7 - прогнозирование будущей деятельности.

Социальные: 

1 - развитие желания быть полезным Отечеству,

2- побуждение подражать сильной личности,

3 - создание ситуации взаимопомощи,

4 -поиск контактов и сотрудничества,

 5 - заинтересованность в результатах коллективной работы,

6 - взаимопроверка,

 7 - рецензирование.

Многие из них,  использую в практике своей работы.

Как показывает многолетний опыт – формирование мотивов учения – проблема, которая связана с развитием мышления учащихся.

Содержание учебного материала с использованием межпредметных связей, как и любого другого, должно быть направлено на вовлечение учащихся в постоянную деятельность с выполнением различных заданий на развитие памяти, мышления, воображения.

Задания данных типов можно использовать не только на физике, но и на химии при изучении подобных вопросов. Это позволяет учащимся осмыслить прошлые знания и опыт, узнать известное с новой стороны, т. е. более глубоко изучить соответствущие понятия, явления и процессы.

Например, это могут быть задания типа:  выберите выигрышный путь; установите соответствие; прочтите текст и заполните пропуски; составьте текст из фрагментов; заполните схему; уберите лишнее и др.

Наш знаменитый педагог К.Д.Ушинский говорил: «Ученье лишённое всякого интереса и взятое только силою принуждения, убивает в ученике охоту учиться».

То, что становится понятным, вызывает интерес, формирует чувство уверенности в себе и становится мощным стимулом в учёбе.

Как одно из средств, облегчающих понимание  и запоминание, использую составление таблиц, в том числе и межпредметного содержания.

Это позволяет формировать умения:

Анализировать учебный материал

Сравнивать

Обобщать

Находить причинно – следственные связи

Классифицировать

 Появляется возможность не только вспомнить и повторить материал, рассмотренный  на другом предмете, но и изучить его более глубоко, привести знания в систему. Планомерное развитие мышления, в данном случае, приводит к формированию мотивов учения.

Обращаю внимание и на оформление учебного материала межпредметного содержания (впрочем, и любого другого!): он должен подаваться в такой форме, чтобы вызвать у школьников эмоциональный отклик. Содержательно и наглядно бедный материал не обладает мотивирующей силой и не способствует пробуждению интереса к учению. С этой точки зрения хочется отметить те возможности для повышения мотивации, которые даёт компьютер: наглядно, образно, действенно! Я думаю, что мой опыт использования компьютера является одним из факторов формирования мотивов учения.

 В целях большей эмоциональной привлекательности для учащихся я использую задачи, содержание которых опирается на жизненный опыт учащихся. В том числе – это задачи межпредметного содержания.

Например, я составила ряд задач «Химические элементы в организме человека» (Приложение 2). Содержание этих задач направлено не только на привлечение знаний физики и химии, но и позволяет учащимся узнать много интересного о своём организме.

Важный  источник познавательного интереса, а значит и мотивации учащихся – сам процесс деятельности.

Успешно протекающая самостоятельная деятельность вызывает у учащихся положительные переживания, усиливающие активность протекания мыслительных процессов и помогающие осознать необходимость преодоления больших и малых трудностей.

В своей работе для организации самостоятельной деятельности учащихся использую разнообразные дидактические материалы: печатные издания, цифровые ресурсы Интернета и собственные разработки, накапливаю материалы межпредметного содержания, которые можно использовать на различных уроках (Приложение 3).

Такие  материалы ставят перед учащимися различные проблемы, в случае с этими (Приложение 3), например, экологические. Работа над решением проблемы, а не преподавание готовых, годных лишь для заучивания фактов и выводов всегда вызывает неослабевающий интерес учеников.

Формирование мотивов учения происходит не только на уроках, но и во внеклассной работе. Для меня меня это ещё и возможность использовать межпредметные связи.

-Ах, картошка! На этом мероприятии с точки зрения физики и химии ребята взглянули на привычную всем картошку.

-Познай себя! Множество интересных заданий позволили ребятам с точки зрения физики и химии задуматься об особенностях человеческого организма.

С точки зрения физики, удалось рассмотреть процессы, связанные с дыханием, движением и др. С точки зрения химии, взглянуть на состав волос и др.

-Наноликбез. Это мероприятие по своей сути интегрированное. Ведь предмет нанотехнологий  - из области изучения не только физики, но и химии.

Игровая методика этих мероприятий также способствует формированию положительной мотивации. Ни для кого не секрет, что  игры  и игровые моменты, используемые на уроках и во внеклассной работе, существенно повышают интерес учащихся к предмету, позволяют им лучше запоминать формулировки, определения, формулы и, самое главное, – “раскрепощают” ученика, его мышление.

Занимательность многих заданий воздействует на чувства ученика, способствует созданию положительного настроя к учению и готовности к активной мыслительной деятельности у всех учащихся.

С 2007 г занимаюсь проектной деятельностью. Фактически, все проекты являются интегрированными.

-Семь металлов древности: этот проект позволил с точки зрения физики и химии рассмотреть металлы. Например, такие свойства, как тепло- и электропроводность используются при изучении физики и химии.

-Гений земли русской: ребята рассмотрели вклад М.В. Ломоносова в развитии физики и химии. Сам М.В.Ломоносов говорил: «Химия моя  -физическая». На основе материалов этого проекта  к 300-летию М.В.Ломоносова в ноябре 2011 г выпущена  газета и проведено внеклассное мероприятие «Всё испытал,  и всё проник».

 -В мире массы:  проект смело можно назвать интегрированным. Ведь понятие массы является одним из основных не только для физики, но и для химии. В рамках этого проекта был рассмотрен вопрос «Химические элементы в организме человека». На основе материалов этого проекта подготовлено и проведено  внеклассное мероприятие «В мире массы», которое также реализует межпредметные связи.

-«Океан энергии или энергетический голод?» - рассмотрены традиционные и нетрадиционные способы производства энергии. Одна из работ – «Всемогущий водород», рассматривает возможность применения водорода в качестве топлива.

Выводы:

использование межпредметных связей физики и химии положительно влияет на формирование мотивации учащихся.

реализация межпредметных связей успешна, если базируется на использовании современных технологий, основанных на возможностях компьютера.

необходимо систематическое повышение квалификации учителя в области современных технологий.  

Приложение 1

Межпредметные связи курса физики с химией.

Межпредметные  связи темы "Строение атома".

Межпредметные связи темы "Электромагнитное поле"

Приложение 2.

Подборка задач межпредметного содержания.

Химические элементы в организме человека.

Данные задачи можно использовать на химии в 8 классе при изучении понятий «количество вещества», «молярная масса», на уроках физики в 10 классе при изучении темы «Основы молекулярно-кинетической теории».

1. Человек массой 70  кг содержит:

45  кг  кислорода; 12  кг  углерода;  7  кг водорода; 2  кг азота;  1  кг кальция.

Рассчитайте  для каждого из указанных компонентов количество вещества.

2. Самый  важный минерал для сердца магний. Его дефицит обычное явление для людей, подвергающихся хроническим стрессам. Суточная потребность в магнии – 280 мг. Определите количество вещества магния и число атомов в данной массе.

3.Для нормальной работы щитовидной железы человеку требуется йод. Суточная потребность составляет 0,2 мг в сутки (1 чайная ложка на 75 лет жизни!). Определите количество вещества и число молекул в данной массе йода.

4. Фтор участвует в образовании костной ткани и зубной эмали.
Потребность организма во фторе — 0,5-1,0 мг в сутки. Определите количество вещества и число молекул в данной массе фтора.

5. Марганец играет важную роль в процессах роста, образования костной ткани и др..
Недостаточность марганца вызывает быструю потерю массы тела, изменение цвета волос, анемию. Суточная потребность в марганце — 5-10 мг. Определите количество вещества и число молекул в данной массе марганца.

6. Железо — элемент, участвующий в образовании гемоглобина крови, обеспечивающего перенос кислорода от легких к тканям и органам.
Суточная потребность взрослого человека в железе составляет в среднем 10-18 мг.

Определите количество вещества и число молекул в данной массе железа.

7.Кальций  - элемент, необходимый для формирования костной ткани. Основной источник кальция – молочные продукты. В 100 г творога его содержится 150 мг. Определите количество вещества и число молекул в данной массе кальция.

8.Поддерживает работу сердца и нормализует давление крови калий. В 100 г изюма его содержится около 860 мг. Определите количество вещества и число молекул в данной массе калия.

9. Основным и практически единственным пищевым источником натрия является поваренная соль. Одна чайная ложка (ок. 5,5 г) соли содержит 2,132 г натрия.

Определите количество вещества и число молекул в данной массе натрия.

10. Для здоровья ваших зубов необходим фосфор. Суточная потребность в нём – около  1,2 г . Определите количество вещества и число молекул в данной массе калия.

Приложение 3.

Возникновение  «парникового эффекта».

Данный материал можно использовать на физике:

В 7 классе при изучении вопроса об атмосфере

В 8 классе при изучение темы «Топливо. Удельная теплота сгорания топлива»;

В 8 классе при изучении темы «Двигатель внутреннего сгорания»;

В 10 классе при изучении темы «Тепловые двигатели».

На химии:

В 9 классе при изучении оксидов углерода;

В 10 классе при изучении химических свойств органических веществ на примере реакции горения.

 Серьезная  проблема, непосредственно связанная со сжиганием топлива. Ежегодно в атмосферу поступает около 20 млрд. тонн углекислого газа. В последние десятилетия содержание его в атмосфере стало заметно увеличиваться и сегодня уже на 15-20% превысило уровень 40-х годов. В атмосфере задерживается примерно половина поступающего в нее углекислого газа, вторую поглощают мировой океан и растительность. Углекислый газ существенно влияет на тепловой баланс Земли. Он пропускает большую часть солнечного излучения, но непроницаем для инфракрасного, теплового излучения поверхности Земли. Не давая этому излучению выйти за пределы земной атмосферы, углекислый газ действует как стекло или полиэтиленовая пленка в парниках. Предполагают, что повышение температуры даже на 1 градус может привести к значительному изменению атмосферной циркуляции и условий увлажнения почвы и, как следствие, к сильному смещению зон, оптимальных для земледелия и других видов хозяйственной деятельности.

Разрушение  слоя озона в атмосфере - «озоновая дыра». 

Данный материал можно использовать на физике:

В 7 классе при изучении вопроса об атмосфере

В 8 классе при изучении темы «Двигатели внутреннего сгорания»;

В 9 классе при изучении темы «Биологическое действие радиоактивных излучений»;

В 10 классе при изучении темы «Тепловые двигатели»;

В 11 классе при изучении темы «Биологическое действие радиоактивных излучений».

На химии:

В 9 классе при изучении аллотропных модификаций кислорода;

В 9 классе при изучении галогенов;

В 10 классе при изучении свойств органических веществ.

Содержание озона в атмосфере не достигает и 1/1000000-й доли от содержания остальных газов, однако именно озон поглощает большую часть солнечной ультрафиолетовой радиации, не давая ей достигнуть земной поверхности. Снижение концентрации стратосферного озона опасно, поскольку следующее за этим увеличение интенсивности ультрафиолетового излучения влечет за собой много неприятных последствий. Оно повышает частоту раковых заболеваний и катаракты, повреждает сельскохозяйственные культуры, разрушает фитопланктон. Главным виновником снижения концентрации озона в атмосфере являются фторхлоруглероды. Атомы хлора, входящие в состав фторхлоруглеродов разрушают слой озона. « Озоновая дыра» - это область резко-пониженной концентрации озона в стратосфере. Она наблюдается над антарктикой, где в последнее десятилетие содержание озона снизилось на 50%.

"Кислотные дожди".

Этот материал можно использовать на физике:

В 8 классе при изучение темы «Топливо. Удельная теплота сгорания топлива»;

В 8 классе при изучении темы «Изменения агрегатных состояний вещества»;

Этот материал можно использовать на химии:

В 9 классе при изучении темы «Кислородные соединения азота»; «Соединения серы»; «Коррозия»;

В 11 классе «Коррозия металлов и способы защиты от неё».

 При сжигании топлива выпадают еще и «кислотные дожди» (к которым относятся также «кислотные» снега, туман и роса). Это побочные продукты химических реакций в атмосфере, в которых участвуют оксиды азота и диоксид серы. В ходе таких реакций, эти газы соединятся с водой, и превращаются в азотную и серную кислоты. Капельки такого раствора, падающие на землю и представляют собой «кислотный» дождь. Они наносят колоссальный ущерб здоровью людей и материальным средствам. Под их влиянием гибнут озера, вместе со своими обитателями, коррозирует почва, живые массивы лесов превращаются в мертвые леса. «Кислотные» дожди разъедают не только легкие человека, но и металлы, краски и даже камень.