Роль межпредметных связей в обучении химии.
статья по химии на тему

Роль межпредметных связей в обучении химии.

Истинное знание о предмете как едином целом может быть получено при поиске точек пересечения разных наук, установления взаимосвязи между отдельными открытиями и определением первоначальных причин явления. Поэтому неслучайно появление новых, междисциплинных наук – наук стоящих на стыке нескольких традиционных естественных наук. Среди них – физическая химия, биологическая химия, физико-химическая биология, биофизика, психофизика и т.д.

Значимыми для настоящего этапа и перспектив развития нашего общества признаются такие качества и характеристики человека как инициативность, предприимчивость, перспективное мышление, умение принимать оптимальное решение и т.п. В формировании таких специалистов первостепенное значение имеет развитие системного мышления, умения видеть объект в единстве его многосторонних связей. Во власти педагогов разработать условия, способствующие формированию системных, целостных научных знаний и практических умений, содействующих синтезу, объединению получаемых по разным дисциплинам сведений. Таким образом, сегодня актуальны проблемы интеллектуального развития личности школьника в процессе обучения естественнонаучным предметам на основе межпредметных связей. Знания и умения, полученные учащимися по разным дисциплинам, представляют собой смесь слабосвязанных сведений, не используемых ни в учебе, ни в производственной практике. Поэтому роль межпредметных связей в школьном обучении очевидна.

Исследованием межпредметных связей с различных позиций занимались:

У. Байер, Г.И. Батурина, Р.А. Блохина, Н.И. Горбачева, И.Д. Зверев, П.Г. Кулагин и др.

Анализировали межпредметные связи в процессе преподавания химии:

Д.П. Ерыгин, В.Н. Федорова (химии и биологии); Л.В. Загрекова, В.Р. Ильченко, Д.М.Кирюшкин, Е.Е. Минченков (химия и физика); Е.Г. Шмуклер (химия и математика).

Роль межпредметных связей в процессе обучения химии.

Межпредметные связи обеспечивают эффективное формирование у школьников научных понятий и углубленное усвоение изучаемых теорий, способствует формированию научно-материалистического мировоззрения. Наличие межпредметных связей позволяет создать у учащихся средних классов представления о системах понятий и универсальных законах, а у учащихся старших классов – об общих теориях и комплексных проблемах. Общими для предметов химии и физики, например, является: система понятий о веществе и его строении, которая необходима для усвоения фундаментальной физико-химической теории строения вещества, система понятий об энергии, ее видах и превращениях, включая понятия о внутренней энергии, энергии активации, ионизации и др.

Химию объединяет с биологией и физикой система понятий о материи, формах ее движения и уровнях организации. Химия и физика изучают молекулярный и атомарный уровни организации материи, биология – клеточный, организационный и биоценозный. Молекулы при одних условиях распадаются на атомы, ионы, а при других образуют многомолекулярные коллоидные системы. Коллоиды живых тел изучают биохимия и биофизика. Наблюдения и опыт преподавания в школе показывают, что в процессе осуществления межпредметных связей «биология-химия-физика» учащиеся глубоко осознают общность и особенности структуры живых и неживых микротел.

У учащихся должно быть сформировано понятие о природе как системе, в которой все ее элементы взаимодействуют в круговороте веществ и энергии, постоянно совершаются процессы самовоспроизведения и тем самым поддерживаются нормальные биофизические и биохимические условия жизни на Земле. Важно, чтобы учащиеся осознали, что практическая деятельность человека, его воздействие на природу может протекать благоприятно для нынешних и грядущих поколений только на основе познания ее законов.

Межпредметные связи служат способом раскрытия в содержании обучения современных тенденций развития науки. Усиливается математизация курса химии. Опора на математические методы в программах по химии позволяет количественно оценивать закономерности химических процессов, логически обосновать отдельные законы и теории. Большое познавательное значение имеет построение графиков, отражающих, например, зависимости процентной концентрации раствора от массы растворенного вещества в данной массе раствора; теплового эффекта реакции от массы образовавшегося вещества; полноты окисления вещества от температурных условий; степени диссоциации вещества от концентрации его раствора и т.п. Такие графики важны для развития и конкретизации знаний учащихся о графиках и их свойствах, Они в наглядной и обобщенной форме выражают количественные зависимости химических процессов, При этом происходит обобщение математических и химических знаний и умений учащихся. Благодаря межпредметным связям наука предстает перед учащимися не только как система знаний, но и как система методов.

Виды межпредметных связей в содержании обучения.

Фактические связи – это связи между учебными предметами на уровне фактов, всестороннее их рассмотрение с целью обобщения знаний об отдельных явлениях и объектах природы. Например, в курсах химии, физики и биологии изучаются факты, раскрывающие связи между строением, физическими и химическими свойствами и биологическими функциями элементов-органогенов и неорганических и органических веществ живой природы. Это темы: «Простые вещества – металлы. Простые вещества – неметаллы», «Соединения химических элементов», «Растворение. Растворы» (8кл.); «Подгруппа азота», «Подгруппа углерода», «Галогены» (9кл.); «Сложные эфиры. Жиры», «Углеводы», «Амины. Аминокислоты. Белки» (10кл) – в курсах химии, «Кристаллические тела» – в курсе физики, «Клетка», «Семя», «Корень», «Лист», «Кровь», «Дыхание», «Пищеварение «, «Обмен веществ», «Железы внутренней секреции», «Химическая организация клетки» – в курсах биологии. В этих темах возможно раскрытие взаимосвязей между строением, свойствами и функциями веществ живой природы на основе учения о химической связи и теории строения веществ.

Понятийные связи – межпредметные связи на уровне понятий, которые направлены на формирование понятий, общих для родственных предметов. Так, понятие электролитической диссоциации в обобщенном виде вводится в курсе химии (тема «Теория электролитической диссоциации»). Но для осознания учащимися ее сущности необходима опора на усвоенные в курсе физики понятия: «два вида зарядов», «взаимодействие тел, имеющих заряды» (тема «Строение атома»), «электролит», «прохождение электрического тока в электролитах» (тема «Сила тока. Напряжение. Сопротивление»), а также на изучаемое в курсе физики и химии общее понятие «ион». Совокупность этих понятий помогает учащимся усвоить механизм электролитической диссоциации.

Теоретические связи. Теория – это система научных знаний в определенной предметной области. Межпредметные теоретические связи означают поэлементное приращение новых компонентов общенаучных теорий из знаний, получаемых учащимися на уроках по родственным предметам, с целью усвоения ими теории как единого целого.

Фундаментальную связь естественнонаучных предметов составляет теория строения вещества. Она включает систему знаний о веществе и его строении: что такое вещество, его свойства; молекула и ее характеристики; атом, его строение, ион, электрон,  ядро, его состав, элементарные частицы. Развитие этих понятий происходит путем обогащения их признаков в процессе преемственных межпредметных связей курсов химии и физики и конкретизации понятий в курсах биологии и астрономии. В Курск химии 8 класса развиваются элементы атомно-молекулярной теории строения вещества. В теме «Первоначальные химические понятия» учащиеся должны воспроизвести знания о молекулах и атомах, полученные на уроках физики, и применить их при изучении понятий «чистые вещества», «смеси», «физические явления, «химические явления», «простые вещества», «сложные вещества». Восьмиклассники узнают о новых характеристиках молекул и атомов: свойства вещества зависят от строения его молекул; молекулы сохраняются при физических явлениях и разрушаются при химических процессах; молекулы обладают кинетической и потенциальной энергией; атомы одного и того же вида одинаковы, но отличаются от атомов другого вида; атомы могут соединяться друг с другом, образуя молекулы простых и сложных веществ; атомы – химически неделимые частицы; при химических реакциях происходит их перегруппировка, но сами атомы не изменяются, их массы очень малы. Физика и химия изучают вещества и их свойства, но  объектом физики является молекулярный уровень строения вещества, а объектом химии – атомный. При раскрытии сущности понятий «смеси» и «химические соединения» в теме «Первоначальные химические понятия» можно опереться на представления учащихся, полученные при изучении природоведения, о смесях (воздухе)  и о способах их разделения.

Философские связи помогают  обобщить конкретно-научные и философские представления о мире. Одновременно с философским обобщением знаний необходимо развитие диалектического мышления учащегося. При рассмотрении Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева учитель в доступной форме знакомит учащихся с законами диалектики. Закон перехода количественных отношений в качественные наглядно виден в самом периодическом законе: изменение массы атомов элементов, заряда их атомных ядер ведет к изменению свойств химических элементов. Закон единства и борьбы противоположностей объясняет развитие химических элементов, которое совершается в силу противоречивости строения атома: положительно заряженного ядра и отрицательно заряженной оболочки. В зависимости от того, с какой силой ядро удерживает электроны, происходит развитие свойств простых веществ: ослабление металлических и усиление неметеллических свойств в периодах и усиление, с возрастанием заряда ядра атомов элементов, металлических и ослабление неметаллических свойств в группах. Закон отрицания проявляется в построении периодов: инертный газ, заканчивающий период, отрицает по своим свойствам щелочной металл, начинающий период, но после самого инертного газа вновь идет отрицающий его щелочной металл нового периода. На примере открытия периодического закона и создания периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева необходимо сформулировать основные черты диалектического метода познания. Любое явление, согласно этому методу, рассматривается в развитии, во взаимосвязях, в единстве и борьбе противоречий. Д.И. Менделеев создал первую естественную классификацию многообразия химических элементов. Он построил стройную систему, которая отражает сложные взаимосвязи Элементов и показывает их развитие от простого к сложному. Это развитие идет по восходящей спирали: через определенное число элементов свойства последующих элементов в основном повторяются, затем идет поступательное развитие с усложнением строения атома и увеличением числа элементов в периоде, и вновь происходит как бы возврат к повторяющимся свойствам.

Средства и приемы реализации межпредметных связей.

Средства реализации межпредметных связей в процессе обучения могут быть разнообразны: вопросы, задания, задачи, наглядные пособия, тексты, проблемные ситуации, познавательные задачи, учебные проблемы межпредметного содержания и т.п.

Рассмотрим фрагмент урока химии: «Азот в природе. Применение азота и его соединений» (Приложение 1). Анализ урока показывает, что учительница помогала учащимся вспомнить из курсов биологии и географии нужные знания разными приемами: называла предмет, демонстрировала таблицу, ставила вопросы на повторение и применение знаний. Эти ориентиры облегчали учащимся установление межпредметных связей. Прежние знания переосмысливались и систематизировались под углом зрения нового вопроса (о роли азота в природе и его круговороте). Урок может носить обобщающий характер (Приложение 2). Он позволяет систематизировать знания учащихся об элементах главной подгруппы V группы таблицы Д.И. Менделеева и связать учебный материал с курсами физики и частично биологии.

Одним из средств реализации межпредметных связей могут быть домашние задания межпредметного характера. Задания на связь с другими предметами разнообразны: постановка вопросов на размышление, подготовка сообщений на уроке, написание рефератов, изготовление оригинальных наглядных пособий, требующих знаний учащихся по другим предметам; составление кроссвордов с использованием терминов, употребляемых в смежных курсах. Много домашних заданий  на межпредметные связи в учебниках по химии О.С. Габриелян.

Для обобщения знаний из разных предметов в процессе обучения существенное значение имеют комплексные наглядные пособия: обобщающие таблицы, схемы, диаграммы, плакаты, карты, диафильмы. Они позволяют учащимся наглядно увидеть ту совокупность знаний из разных предметов, которая раскрывает тот или иной вопрос межпредметного содержания. Таблица «Кислород и азот» (Приложение 2) раскрывает особенности строения атомов и молекул важнейших элементов-органогенов и показывает участие кислорода в процессе дыхания и его образование в процессе фотосинтеза, а также роль азота и кислорода в построении нуклеиновых кислот, с помощью которых осуществляется передача наследственных признаков организма. Данная таблица включает сведения из курсов химии и биологии.

В качестве средств реализации межпредметных связей в процессе обучения могут быть использованы кроссворды межпредметного содержания, которые позволяют учащимся закрепить термины, используемые в нескольких предметах, осознать межпредметный характер смежных понятий (Приложение 3).

Есть также опыт проведения межпредметных конференций (Приложение 4) и сюжетно-ролевых игр (Приложение 5), которые позволяют объединить учащихся разных классов и разного возраста. Учащиеся расширяют границы общения и совместной деятельности и открывают широкие возможности для раскрытия положительных сторон личности школьника.

Отмеченные средства реализации межпредметных связей в процессе обучения направлены на воспроизведение, повторение, закрепление, систематизацию и применение знаний учащихся из разных учебных предметов. Они обеспечивают сочетание репродуктивной и поисковой познавательной деятельности учащихся, осуществляемой под непосредственным руководством учителя.

Рекомендации для решения проблем по реализации МПС.

1. Находить в смежных предметах такой материал, который бы способствовал в ярких, образных сравнениях и сопоставлениях сильнее запечатлеть вновь изучаемый материал данной дисциплины.
2. Постоянно учить школьника быстрому и оперативному припоминанию ранее усвоенного в целях более продуктивного усвоения нового.

Создавать у учащихся потребность обращения к учебникам смежных предметов в классной и домашней самостоятельной работе путём постановки, задач, указаний и воспитания интереса и усвоению многосторонних знаний о предмете или явлении реальной действительности.

3. Необходимо развивать коллективные методы учения и систематически поощрять индивидуальные достижения в припоминании и использовании знаний смежных предметов.
4. Постоянно побуждая школьников к работе по припоминанию смежных знаний, необходимо формировать умения творческого их применения.

Выводы.

Благодаря  межпредметным связям учащиеся овладевают ведущими идеями школьных предметов, что создает условия для развития общих приемов умственной деятельности. При этом возникает целостная научная система знаний, имеющих высокую степень осознанности, мобильности и прочности, формируется мировоззрение, как высший синтез основ наук и мышления.

Мне кажется, что использование межпредметных связей является наиболее действенным инструментом в руках учителя, позволяющим побуждать учащихся к творческому поиску, к стремлению использовать весь арсенал своих школьных знаний для объяснения единства природы и поддерживать интерес к познанию химии. С помощью многосторонних межпредметных связей на качественно новом уровне решаются задачи обучения, развития и воспитания учащихся, закладывается фундамент для системного решения сложных проблем реальности.