Межпредметная интеграция математики и химии как средство совершенствования образовательного процесса
«Межпредметная интеграция математики и химии как средство совершенствования образовательного процесса»
Романцева Т.В.
учитель химии
Соавтор: Кожевникова Л.А.
учитель математики
Известно, что общие воспитательные задачи направлены на всестороннее гармоничное развитие личности. Важнейшим условием решения этих общих задач является осуществление и развитие межпредметных связей в обучении, согласованной работе учителей-предметников.
Основная образовательная программа основного общего образования определяет содержание и организацию образовательного процесса на ступени основного общего образования и направлена на формирование общей культуры, духовно-нравственное, социальное, личностное и интеллектуальное развитие обучающихся, саморазвитие и самосовершенствование, обеспечивающее социальную успешность, развитие творческих способностей, сохранение и укрепление здоровья обучающихся. Основными целями школьного математического образования в проекте ФГОС ОО названы «освоение учащимися системы математических знаний, необходимых для изучения смежных школьных дисциплин и освоения практической деятельности». Таким образом, изучение математики должно помочь научиться видеть изучаемые структуры в различных контекстах и быть направленным на сохранение здоровья обучающихся.
Изучение всех предметов естественного цикла тесно связано с математикой.
Она даёт учащимся систему знаний и умений, необходимых в повседневной деятельности человека, а также важных для изучения смежных предметов, поэтому учителю математики необходимо стремиться к формированию полипредметных учебных компетенций, способствующих переносу математических знаний в другие предметные области. Так Т.В. Сергеева выделяет 5 типов полипредметных компетенций при обучении математике: алгоритмическая, вычислительная, графическая, логическая, проектировочная.
На основе знаний по математике в первую очередь формируются общепредметные расчётно-измерительные умения. Преемственные связи с курсами естественного цикла раскрывают практическое применение математических умений и навыков. Это способствует формированию у учащихся целостного, научного мировоззрения.
В свою очередь, математические задачи можно рассматривать как средство познания мира, так как, решая непосредственно задачи по математике, учащиеся через условия задачи знакомятся с природными явлениями, веществами, телами.
Рассмотрим более подробно этот вопрос на примере взаимосвязей предметов математика и химия.
· Задачи на пропорции.
Задача: «Рассчитайте, сколько теплоты выделяется при сгорании серы массой 1кг, если известно, что при сгорании 32г серы выделяется 297кДж теплоты».
При решении этой и многих других подобных задач у учеников обычно возникает много вопросов: что такое сера и где она применяется? почему сера горит? почему в процессе горения выделяется теплота? и др. Задача учителя на данном этапе состоит не только в численном решении задачи, но и в том, чтобы суметь ответить на вопросы учеников, вызвать у них интерес к данному явлению, вызвать желание узнать как можно больше о веществах и их свойствах. Именно тогда учитель математики может рассказать детям о науке химии, которая в дальнейшем ответит на все вопросы.
· Задачи на смеси и сплавы.
Задача: «Имеются два сплава меди со свинцом. Один сплав содержит 15% меди, а другой 65%. Сколько нужно взять каждого сплава, чтобы получилось 200г сплава, содержащего 30% меди?»
При решении задач данного типа полезно пользоваться наглядной моделью-схемой, в которой смесь (сплав) изображается в виде прямоугольника, разбитого на фрагменты в соответствии с числом компонентов.
Решая эту задачу, можно подробнее познакомить учащихся с понятием сплав, а также дать названия конкретному сплаву (сплав меди со свинцом - безоловянная бронза).
Важную роль в осуществлении межпредметных связей играет математическое моделирование. Можно привести пример того, как абстрактные понятия, изучаемые на уроках математики, выражают закономерности реального мира. Моделирование как метод познания включает:
Построение модели.
Исследование модели.
Анализ полученных данных и перенос их на подлинный объект.
· Линейная функция.
При изучении линейной функции y = kx + b полезно показать учащимся, что она может описывать зависимость между объёмом газа и его температурой при постоянном давлении Vt = V0(1 +
·t) - закон Гей-Люссака (химия). Изобарический закон, открытый Гей-Люссаком в 1802 году утверждает, что при постоянном давлении объём постоянной массы газа пропорционален абсолютной температуре.
С целью совершенствования математических и химических знаний и умений учащихся можно предложить задачи на применение графиков.
· Работа с графиками функций.
Задача: «На графике изображена зависимость растворимости калийной селитры от температуры. Пользуясь графиком, определите: »
Задания могут быть разнообразные, но при этом необходимо в ознакомительном порядке рассказать о калийной селитре или заранее поручить ученику подготовить доклад об этом веществе.
Метапредметный характер задач можно проследить и в других математических темах.
· Многогранники.
Задача: «Кристалл кварца состоит из правильной 6-угольной призмы с боковым ребром 6,2см и стороной основания 1,7см и двух правильных 6-угольных пирамид с боковым ребром 2,5см. Найти объём кристалла».
·Уравнения первой и второй степени.
Задача: «В 2л водного раствора, содержащего 60% кислоты, добавили 4л чистой воды. Определите процентное содержание кислоты в новом растворе».
· Производная и её применение.
Задача: «Дождевая капля падает, равномерно испаряясь так, что её масса изменяется по закону m(t) = 1 - t. Через какое время после начала падения кинетическая энергия капли будет наибольшей?»
Выполнение предлагаемых заданий позволяет расширить кругозор учащихся, получить дополнительную информацию об окружающем мире. Решая в 5-7 классах математические задачи с элементами химических знаний, дети получают фрагментарное представление о химических веществах и их свойствах. Впоследствии, начиная изучать химию в 8 классе, учащиеся уже имеют представление о предмете данной науки именно благодаря интеграции математики и химии при решении задач на более ранних этапах обучения. При этом они будут активно применять математические знания на уроках химии:
использование математических понятий, величин, единиц измерения, системы координат, а также некоторых приёмов формальной логики;
решение химических задач с использованием арифметических и алгебраических операций;
анализ графиков, построение геометрических моделей атомов, молекул, кристаллов.
При помощи интеграции учебного материала осуществляется повышение мотивации и учебно-познавательных мотивов ученика, развитие творческой направленности, а также социализация ребёнка, что является неотъемлемой частью здоровьесберегающих технологий. В настоящее время можно с уверенностью утверждать, что именно педагог в состоянии сделать для здоровья современного ученика больше, чем врач.
Таким образом, установление метапредметных связей способствует преодолению инертности и узости мыслительных процессов, раскрывает возможности практического применения приобретаемых знаний, обогащает методический аппарат учителя и делает обучение более фундаментальным и целостным.
=
+
М
С
30%
65%
15%
С
С
М
М
Растворимость,
г на 100г раствора
160
70
Температура, 0С