6. Вклад в повышение качества образования, распространение собственного опыта.

    Васильева П.Д., Отчиева Б.М.

Метаметодический подход к обучению химии и физики на основе технологии укрупнения дидактических единиц

    Актуальность использования метаметодического подхода в подготовке школьников по дисциплинам естественнонаучного цикла обусловлена возросшим уровнем  требований к результатам обучения школьников в форме итоговых аттестаций школьников - единых государственных экзаменов (ЕГЭ), увеличением объема и разнообразия типов задач, подлежащих усвоению школьниками,  и соответственно, поиском единых подходов к понижению этого разнообразия.  ЕГЭ как форма государственной аттестации предъявляет требования не только к ЗУНам, но и выдвигает требования к школьному учителю использовать в практике обучения метаметодический подход, используя задания междисциплинарного характера (1). В содержании химии и физики имеется немало учебных тем, требующие изучение с единых позиций. К числу таких учебных тем традиционно относятся: «Строение атома», «Агрегатное состояние веществ», «Строение вещества», «Периодический закон», газовые законы, законы физической теории растворов, электрохимические процессы.  В соответствии с целями и задачами  учебных предметов, основные понятия физической химии представлены в химии и в физике с разной степенью глубины изучения. Так, в разделе «Закономерности протекания химических процессов», более подробно изучается  кинетика химических процессов, в курсе физики - кинетика радиоактивных процессов, в курсе физики подробно изучаются превращения видов энергии, в химии – только термохимические процессы, в разделе «Электрохимические процессы»- электролиз и гальванические элементы.   Ведущим методом познания и методом обучения в химии и физике является эксперимент, а умения решать расчетные задачи  по химии и физике являются достаточно четким критерием усвоения учащимися теоретических знаний.

            В современной ситуации в обучении химии и физики требуетcя учет междисциплинарных связей и в подготовке школьников к ЕГЭ.      Важными аспектами метаметодического подхода являются применение методов технологии укрупнения дидактических единиц в части: а) выработки единых подходов в решении прямых и обратных задач;  б) единый подход к предъявлению заданий для творческого  составления расчетных задач с помощью матриц данных; б) целенаправленным применением приема сравнения и противопоставления свойств изучаемых объектов.

   На первом этапе обучения химии в разделе «Первоначальные химические понятия» сравниваются физические и химические явления (химические реакции), в сравнении изучаются агрегатные состояния веществ. Курсы химии и физики выполняют важную методологическую функцию формирования у школьников научной картины мира. Не случайно методологи-представители различных естественных наук пристально изучали межпредметные связи (3).

     При структурировании учебного материала по химии и физике в соответствии с технологией УДЕ, дидактически целесообразно противоположные процессы, явления рассматривать одновременно, в сравнении и противопоставлении . Так, с помощью сравнения можно связать новый учебный материал с уже известным, сравнение может быть исходным пунктом при постановке новых вопросов, способствовать закреплению материала. Заключение, сделанное на основе сравнения, всегда представляет собой краткий вывод. Противопоставление, как крайний случай сравнения — надёжный способ дифференцирования знаний. Подобно тому, как целое не есть сумма его частей, дидактическая ценность противопоставления изучаемых явлений состоит в новообразовании знаний.

     Задачи по химии и физике, продуктивнее решать не  изолированно друг от друга, а информационно связывать их между собой. В соответствии с технологией УДЕ, важно показать сходство и различать задач в рамках коротких временных интервалов, в рамках одного занятия (2).  

Задание. Прочитайте содержание двух предложенных задач. При анализе содержания задач определите более простую (по составу действий),  составьте алгоритм ее решения.

      В решении химических и физических задач обратная задача составляется на основе полученного ответа и преобразования условия прямой задачи. Ответ прямой задачи позволяет проверить правильность результата путем решения обратной задачи. Однако следует отметить и различия в подходах к решению расчетных задач. В химии большинство задач описывают химические процессы с помощью уравнений реакций, в физике и химии размерности используемых величин различаются.

     Усиление самостоятельной продуктивной деятельности учащихся достигается путем увеличение самостоятельных творческих заданий.  Общей направленностью в формировании расчетных умений  может  стать предъявление исходных данных для составления задач на уроках химии и физике в компактной матричной форме. В качестве задания для самоподготовки предлагается составить задачи с использованием следующих данных, представленных в таблице. В качестве примера использования данных таблицы подробно обсуждаются задачи на основе числовых данных строки 1 (задача 1), строки 2 (задача 2).

       Таблица 2. Матрица данных для составления задач по физике

Задача 1.

Рассчитайте давление сжатого воздуха, находящегося в баллоне объемом 0,02 м3 при температуре 120 С, если масса воздуха 2кг, молярная масса 0,029 кг/моль.

Задача 2.

Определите объем баллона, в котором содержится сжатый воздух под давлением  8,2*106 Па   и  температуре 120 С, если масса воздуха 2кг, молярная масса 0,029 кг/моль.

    Последующие задачи составляются учащимися при совместном обсуждении сюжета задачи и самостоятельным составлением текста задачи с последующим решением.

   На уроках химии и физики педагоги использует этот методический прием при решении задач по сходным темам. Так, при решении задач на газовые законы составляются задачи и выполняются расчеты с использованием матрицы данных (таблица 2).

Таблица 2. Матрица данных для составления задач по химии

Задание учащимся .  Составьте фабулу задачи. При решении задачи обратите внимание на размерность используемых величин.

      Сочетание приёмов противопоставления с приёмом графического выражения информации можно широко использовать на различных уроках химии и физики. Примером такого подхода, является схема, конструируемая при изучении темы «Электролиз». Основой совмещения этих разобщённых в курсе химии  и физики учебных тем является единство этих противоположных процессов: оба явления — две стороны сопряжённого процесса, выражаемого схемой (рис1.)

Рис.1. Сравнение процессов электролиза и процессов, протекающих в гальваническом элементе.

   В заключении следует отметить, что метаметодический подход, реализуемый в современной школе, нуждается в максимальном  раскрытии  дидактического  потенциала  как в содержательном, так и в операционально-технологическом аспектах.  

Информационные источники

1. Адамова М.Н. Использование межпредметных связей при подготовке к единому государственному экзамену по физике// Сборник материалов Образовательного саммита математиков и информатиков. Якутск, 2012, с 104-109.

2. Васильева П.Д., Емцова О.М. Технология УДЕ при решении расчетных задач // Химия в школе, 2013 № 8, с38-43.
3. Резник Н. Инвариантная основа внутрипредметных и межпредметных связей. Методологические и методические аспекты.: СПб, 2012.

Межпредметная интеграция в обучении предметам естественнонаучного цикла  

     Одна из основных проблем современной системы школьного образования - разобщенность предметных методик, которая проявляется в неcостыковке содержания и методов обучения,  препятствующей  достижению новых целей, обозначенных в стандартах второго поколения. Школьные предметы естественно-научного цикла  имеют межпредметные связи: содержательные,  структурно-логические, операциональные и др.      Реализация интеграции методов в естественнонаучном образовании школьников  осуществляется на операциональном уровне проявляется в применении единых методов  и приемов обучении  учебных предметов проявляются в универсальных учебных действиях (УУД).

  Одним из проявлений интеграции методов обучения является  применение исследовательских методов обучения, в частности, метода проектов. Направленность обучения на формирование у школьников, добывать и применять знания, тщательно обдумывать принимаемые решения и четко планировать действия, эффективно сотрудничать в разнообразных по составу и профилю группах реализуется в методе учебных проектов.  Современное школьное образование выдвигает целый ряд требований к результатам обучения – компетенциям выпускника, имеющих междисциплинарный, интегративный и надпредметный характер (2). К их числу относится: умение работать с различными источниками информации, справочными данными, осуществлять поиск путей решения проблем, использовать современный инструментарий для решения профессиональных задач. Особое значение в формировании ключевых компетентностей придается изучению предметам естественнонаучного цикла.

Другим примером интеграции обучения является широкое привлечение в образовательный процесс (информационно-коммуникативных технологий) ИКТ, значительно ускоряющий и рационализирующий обучение. В изучении всех учебных предметов в школе ИКТ активно внедрены в учебный процесс и влияние электронных средств в образовании, как и в других сферах жизни человека, будет больше возрастать.

Интеграция  естественнонаучного  образования школьников связана в первую очередь с устранением перегрузки учащихся и необходимостью сокращения учебного материала и времени без потери их познавательной емкости. Этой цели можно достичь за счет свертывания, уплотнения,  концентрации учебной информации за счет укрупнения дидактических единиц усвоения (3). Важнейшим способом укрупнения единиц усвоения является решение прямых и обратных задач с последующим составлением системы взаимосвязанных задач. Решение задач отражает практический способ освоения действительности и отражает уровень достигнутых теоретических знаний.

В традиционной практике обучения химии, физике и математике  учащимся предлагаются решение готовых изолированных задач. Деятельностный характер процесса решения задач определяет его как способ и средство формирования ключевых компетентностей учащихся в обучении. Для формирования расчетных умений школьников  мы применяем задания на решение расчетных задач из числа предложенных разработчиками КИМов.  Не ограничиваясь анализом решения задачи,  преобразуем исходную задачу для построения обратной, заменяя одно из известных количественных данных задачи рассчитанной. В результате получается система взаимосвязанных задач на единой информационной основе (1). Такой подход к преобразованию заданий помогает школьнику глубже понять количественные закономерности и  рациональный смысл расчетных действий и операций. Таким образом, варианты заданий по решению задач итоговой государственной аттестации школьников в форме ЕГЭ мы преобразуем в системы задач.

Таблица 1. Система задач по теме «Растворы» (С-4) ЕГЭ

    Такой укрупненный подход применим в формировании расчетный умений не только в математике, в обучении химии, но и физике. Нами предполагается разработка системы задач по физике и внедрение в обучение физики.

        Интеграция – закономерный процесс, направленный на взаимопроникновение содержания и методов обучения. Она  осуществляется на внутрипредметном и  междисциплинарном уровне процедурами свертывания и уплотнения учебной информации, путем  установлением между элементами содержания содержательно-логических, генетических связей (2).  Межпредметную интеграцию можно осуществлять на уровне изучения общих проблем (экологических, экономических, социальных и др.) в ходе выполнения учебных проектов, так и на уровне изучения общенаучных понятий на интегративных уроках. Изучая учебную проблему, учащиеся выходят за пределы предметной области знаний, у них появляется необходимость привлечения знаний из разных источников.

      Внутрипредметная интеграция содержания и методов деятельности реализуется в решении системы задач, в их преобразовании. Большое внимание по решению задач в учебном предмете  уделяется вопросу установления межпредметных связей, систематизации знаний о физических величинах и единицах их измерения в соответствии с требованиями СИ, рассмотрению общих подходов к решению типовых расчетных задач и методике их решения с точки зрения рационального приложения межпредметных знаний. В обучении школьников решению расчетных  задач важно сопровождать сравнением способов решения и оформления задач в математике, химии, физике и биологии, показывать разные способы решения, использовать прямые и обратные задачи, составлять и  решать системы взаимосвязанных задач.

Литература

1. Васильева П.Д., Емцова О.М. Технология УДЕ при решении расчетных задач // Химия в школе, 2013 № 8, с38-43.
2. Резник Н. Инвариантная основа внутрипредметных и межпредметных связей. Методологические и методические аспекты.: СПб, 2012.
3. Эрдниев П.М. Укрупнение дидактических единиц как высокоэффективная технология математического образования// Учитель учителей. Академик П.М.Эрдниев.-Элиста: Изд-во Калмыцкого ун-та, 2006, с 31-58.

Межпредметная интеграция в обучении предметам естественнонаучного цикла  

Макаренкова С.В., Отчиева Б.М., Васильева П.Д.

     Одна из основных проблем современной системы школьного образования - разобщенность предметных методик, которая проявляется в неcостыковке содержания и методов обучения,  препятствующей  достижению новых целей, обозначенных в стандартах второго поколения. Школьные предметы естественно-научного цикла  имеют межпредметные связи: содержательные,  структурно-логические, операциональные и др.      Реализация интеграции методов в естественнонаучном образовании школьников  осуществляется на операциональном уровне проявляется в применении единых методов  и приемов обучении  учебных предметов проявляются в универсальных учебных действиях (УУД).

  Одним из проявлений интеграции методов обучения является  применение исследовательских методов обучения, в частности, метода проектов. Направленность обучения на формирование у школьников, добывать и применять знания, тщательно обдумывать принимаемые решения и четко планировать действия, эффективно сотрудничать в разнообразных по составу и профилю группах реализуется в методе учебных проектов.  Современное школьное образование выдвигает целый ряд требований к результатам обучения – компетенциям выпускника, имеющих междисциплинарный, интегративный и надпредметный характер (2). К их числу относится: умение работать с различными источниками информации, справочными данными, осуществлять поиск путей решения проблем, использовать современный инструментарий для решения профессиональных задач. Особое значение в формировании ключевых компетентностей придается изучению предметам естественнонаучного цикла.

Другим примером интеграции обучения является широкое привлечение в образовательный процесс (информационно-коммуникативных технологий) ИКТ, значительно ускоряющий и рационализирующий обучение. В изучении всех учебных предметов в школе ИКТ активно внедрены в учебный процесс и влияние электронных средств в образовании, как и в других сферах жизни человека, будет больше возрастать.

Интеграция  естественнонаучного  образования школьников связана в первую очередь с устранением перегрузки учащихся и необходимостью сокращения учебного материала и времени без потери их познавательной емкости. Этой цели можно достичь за счет свертывания, уплотнения,  концентрации учебной информации за счет укрупнения дидактических единиц усвоения (3). Важнейшим способом укрупнения единиц усвоения является решение прямых и обратных задач с последующим составлением системы взаимосвязанных задач. Решение задач отражает практический способ освоения действительности и отражает уровень достигнутых теоретических знаний.

В традиционной практике обучения химии, физике и математике  учащимся предлагаются решение готовых изолированных задач. Деятельностный характер процесса решения задач определяет его как способ и средство формирования ключевых компетентностей учащихся в обучении. Для формирования расчетных умений школьников  мы применяем задания на решение расчетных задач из числа предложенных разработчиками КИМов.  Не ограничиваясь анализом решения задачи,  преобразуем исходную задачу для построения обратной, заменяя одно из известных количественных данных задачи рассчитанной. В результате получается система взаимосвязанных задач на единой информационной основе (1). Такой подход к преобразованию заданий помогает школьнику глубже понять количественные закономерности и  рациональный смысл расчетных действий и операций. Таким образом, варианты заданий по решению задач итоговой государственной аттестации школьников в форме ЕГЭ мы преобразуем в системы задач.

Таблица 1. Система задач по теме «Растворы» (С-4) ЕГЭ

    Такой укрупненный подход применим в формировании расчетный умений не только в математике, в обучении химии, но и физике. Нами предполагается разработка системы задач по физике и внедрение в обучение физики.

        Интеграция – закономерный процесс, направленный на взаимопроникновение содержания и методов обучения. Она  осуществляется на внутрипредметном и  междисциплинарном уровне процедурами свертывания и уплотнения учебной информации, путем  установлением между элементами содержания содержательно-логических, генетических связей (2).  Межпредметную интеграцию можно осуществлять на уровне изучения общих проблем (экологических, экономических, социальных и др.) в ходе выполнения учебных проектов, так и на уровне изучения общенаучных понятий на интегративных уроках. Изучая учебную проблему, учащиеся выходят за пределы предметной области знаний, у них появляется необходимость привлечения знаний из разных источников.

      Внутрипредметная интеграция содержания и методов деятельности реализуется в решении системы задач, в их преобразовании. Большое внимание по решению задач в учебном предмете  уделяется вопросу установления межпредметных связей, систематизации знаний о физических величинах и единицах их измерения в соответствии с требованиями СИ, рассмотрению общих подходов к решению типовых расчетных задач и методике их решения с точки зрения рационального приложения межпредметных знаний. В обучении школьников решению расчетных  задач важно сопровождать сравнением способов решения и оформления задач в математике, химии, физике и биологии, показывать разные способы решения, использовать прямые и обратные задачи, составлять и  решать системы взаимосвязанных задач.

Литература

1. Васильева П.Д., Емцова О.М. Технология УДЕ при решении расчетных задач // Химия в школе, 2013 № 8, с38-43.
2. Резник Н. Инвариантная основа внутрипредметных и межпредметных связей. Методологические и методические аспекты.: СПб, 2012.
3. Эрдниев П.М. Укрупнение дидактических единиц как высокоэффективная технология математического образования// Учитель учителей. Академик П.М.Эрдниев.-Элиста: Изд-во Калмыцкого ун-та, 2006, с 31-58.