Инновации и эксперимент в образовании

Слушаю – забываю,
Смотрю – запоминаю,
Делаю – понимаю.
Конфуций.

Тенденции развития современного общества предъявляют новые требования к учебному процессу, в том числе и предметам естественного цикла. С одной стороны, изменяется содержание образования – увеличивается нагрузка на ученика, с другой – возникает необходимость качественно новых методик преподавания, которые позволили бы не только увязать разнообразные знания в единую систему, но и сформировать у детей компетенции, необходимые для жизни в современном мире.

Компетентностный подход – это попытка привести в соответствие систему образования и потребностей современного общества.

Данный подход обеспечивается за счет деятельностного подхода, активных форм обучения, организации учебного процесса через систему учебных задач, реализацию принципов развивающего обучения. На мой взгляд, эффективно реализовать данные направления можно с помощью интегрированного обучения на уроках химии. Суть данной работы развитие ключевых компетенций учащихся в процессе изучения химии на основе межпредметных связей.

Цель работы – создать условия для развития ключевых компетенций учащихся на основе межпредметных связей в обучении химии.

Задачи:

• изучить механизм формирования ключевых компетенций в процессе обучения;
• рассмотреть теоретические положения межпредметной интеграции на уроках химии;
• разработать и апробировать модели реализации межпредметной интеграции в школьном курсе химии на основе компетентностного подхода.

Гипотеза: применение активных форм обучения на уроках химии на основе интегративного подхода будет способствовать развитию ключевых компетенций.

Для реализации поставленной цели были использованы принципы развивающего обучения: научности – способствует развитию у учащихся познавательной активности, мышления, творчества; межпредметности – целенаправленное применение межпредметных связей для эффективного достижения целей; доступности – позволяет каждому ученику реализовать в процессе обучения свои возможности; прочность – повторение как основа эффективности обучения; сознательности и активности – способствует усвоению знаний через поисковую активность; принцип связи теории и практики – практическая применимость выдвигается на первое место не только как критерий обученности, но и как инструмент обучения; оптимальности – реализуется через дифференцированный подход в обучении.

В опыте работы использованы современные педагогические технологии: интегрированного обучения; проблемного обучения; проектного обучения. Данные технологии, на мой взгляд, являются механизмом формирования ключевых компетенций учащихся.

Теоретическое обоснование опыта работы

 Стратегия модернизации образования РФ также предполагает, что в основу обновленного содержания общего образования будут положены ключевые компетентности: «Основным результатом деятельности образовательного учреждения должна стать не система знаний, умений и навыков сама по себе, а набор заявленных государством ключевых компетенций в интеллектуальной, общественно – политической, коммуникативной, информационной и прочих сферах».

{mosregread}Следовательно, основным направлением развития школьного образования является формирование ключевых компетенций у учащихся – готовности использовать усвоенные знания, умения и способы деятельности в реальной жизни для решения практических задач.

Содержание современного образования не соответствует «потребностям экономики и цивилизации». Т.М.Ковалева связывает компетентностный подход с «идеей открытого заказа на школьное образование».

Компетентностный подход – один из тех подходов, которые противопоставлены «знаниевому». При компетентностном подходе осуществляется попытка внести личностный смысл в образовательный процесс, в качестве результата рассматривается не сумма усвоенной информации, а способность человека действовать в различных проблемных ситуациях.

В имеющихся стандартах заложена предметно – ориентированная концепция, которая дает возможность формировать лишь предметные компетенции. В современных условиях знания и умения как единицы образовательного результата необходимы, но недостаточны, чтобы быть успешными в информационном обществе. Для человека чрезвычайно важна не столько способность применять обобщенные знания и умения для разрешения проблем, возникающих в реальной деятельности, сколько уметь действовать в различных жизненных ситуациях. При таком подходе знания являются базой формирования компетентностей.

На сегодняшний день нет единой классификации компетенций, так же как нет и единой точки зрения на то, сколько и каких компетенций должно быть сформировано у человека. Различные подходы существуют и к выделению оснований для классификации компетенций учащихся. Так, А.В.Хуторской предлагает трехуровневую иерархию компетенций школьников:

1. ключевые компетенции, которые относятся к общему (метапредметному) содержанию образования;
2. общепредметные компетенции, которые относятся к определенному кругу учебных предметов и образовательных областей;
3. предметные компетенции – имеют конкретное описание и возможность формирования в рамках учебных предметов.

Основные приемы методики преподавания в сравнении с традиционным обучением

Следовательно, учебная среда должна выстраиваться таким образом, чтобы ребенок оказался в ситуациях, способствующих становлению ключевых компетенций. Речь идет как о содержании учебных курсов, так и о формах организации учебного процесса практико – ориентированной направленности. Данный подход обеспечивается за счет деятельностного подхода, активных форм обучения, организации учебного процесса через систему учебных задач, реализации принципов развивающего обучения. На мой взгляд, эффективно реализовать данные направления можно с помощью интегрированного обучения на уроках химии.

Названные направления наиболее полно учтены в модели проблемно – интегративного обучения: ядра развивающего обучения.

Проблемно – интегративное обучение – это обучение, в котором приобретение, закрепление и применение знаний и способов действий происходят одновременно с их интеграцией в процессе решения учебных проблем.
Эта модель предполагает концентрацию учебного материала вокруг основополагающих идей, понятий, законов и теорий с последующим его внедрением в общую систему естественно – научных знаний о мире. В рамках такого образования учащиеся приобретают новую информацию при постановке и решении учебных проблем (экологических, природоохранных и др.). В процессе проблемно – поисковой деятельности школьники самостоятельно и осознанно усваивают знания и учатся их применять. Исследованием вопросов интеграции занимались методисты-химики: О.С.Габриелян, В.П.Гаркунов, Д.П.Ерыгин, И.Д.Зверев и др.

Процесс интеграции наук в школьном обучении реализуется через межпредметные связи. Принцип межпредметных связей представляет собой конкретизацию общего дидактического и методологического принципа систематичности обучения, важного не только для более успешного и прочного усвоения знаний, но и формирования у обучаемых особого типа мышления – системного.

Для химии основными предметами интеграции являются предметы естественного цикла: биология, география, физика, экология и др. Установление взаимосвязей со смежными дисциплинами расширяет объем опорных знаний, необходимых для понимания и осознанного усвоения программного материала по химии. Интеграция с теми предметами, которые кажутся школьникам достаточно привлекательными, позволяет успешно повышать интерес к химии и развивать мотивацию ее изучения. Механизмом осуществления выступают межпредметные связи, которые в комплексе с внутрипредметными связями являются одним из методологически важных средств обучения химии и способом ее внедрения в образовательную область «Естествознание». Практическим приложением идеи межпредметной интеграции является принцип межпредметности.

Принцип межпредметности – это принцип обучения, который ориентирует на целенаправленное и систематическое применение межпредметных связей в образовательной практике школы для эффективного достижения целей и решения задач обучения.

Выделяют три группы интеграционной связи:

1. Содержательно-информационные – по видам знаний (научные, фактические, понятийные, теоретические, философские, идеологические).
2. Операционно-деятельностные – по видам умений (познавательные, практические, ценностно-ориентационные).
3. Организационно-методические – по способам реализации межпредметных связей (логические, ассоциативные, понятийные, концептуальные).

Виды интеграционных связей

1. Способ усвоения – репродуктивные, поисковые, творческие.
2. Широта осуществления – внутрицикловые, межцикловые.
3. Хронология реализации – преемственные, сопутствующие, перспективные.
4. Способ установления – односторонние, двусторонние, многосторонние, прямые и обратные.
5. Постоянство реализации – эпизодические, периодические, систематические.
6. Форма “организации” - поурочные, тематические, сквозные, комплексные.

Этапы реализации принципа межпредметности

Реализация принципа межпредметности охватывает все этапы учебно-воспитательного процесса: целевой, содержательный, процессуально-деятельностный, организационно-управленческий, результативно-оценочный. Определив цели обучения на основе интегративного подхода, необходимо отобрать материал, достаточный для их достижения, а затем адекватное этому материалу дидактико-методическое обеспечение, что позволит вовлечь школьников в познавательную деятельность интегративного характера.

Для проектирования такой системы и воплощения ее в реальный процесс нужно выполнить следующие виды работ:

• проанализировать стандарты общего естест­венно-научного и химического образования, программы и учебники по химии и смежным предметам для выявления целей, задач, общих методов познания и возможных сфер интеграции материала на основе межпредметных связей;
• определить принципы отбора межпредметного материала, его место в структуре курса и содержании отдельных уроков, а также наиболее подходящие приемы установления межпредметных связей в каждом конкретном случае;
• подобрать, а в случае необходимости создать дидактико-методический комплекс для установления межпредметных связей, который может включать межпредметные задания к учебным темам и отдельным урокам, приблизительные инструкции, алгоритмы, справочные таблицы и схемы, приемы мотивации деятельности учащихся и другие схемы по усмотрению учителя;
• выделить и обосновать методы диагностики, критерии и показатели качества знаний и умений учащихся, эффективности методики преподавания и обучения в целом.

Межпредметный материал к уроку должен не препятствовать усвоению собственно предметно-химического материала, но органично дополнять его и интегрироваться в единую систему содержания школьного курса. Так, привлечение межпредметного материала необходимо при раскрытии:

• аксиологических (ценностных) аспектов обучения химии;
• всесторонней характеристики природных объектов, сущности взаимосвязанных природных явлений и процессов;
• роли химии в развитии общества, приумножении его материльного и духовного наследия;
• вклада химии и естественных наук в сохранение природы и биологического разнообразия, их участия в решении глобальных проблем человечества, обладающих ярко выраженным интегративным характером (экологических, продовольственных, энергетических, сырьевых и др.);
• значения химических знаний для сохранения здоровья и обеспечения безопасности жизни человека;
• истории развития химической науки, включающей описания открытий, биографий ученых и др.

Исходя из собственного опыта и анализа положительных результатов школьной практики, считаю, что установление межпредметных связей в курсе химии 8 - 9 классов основной школы должно быть нацелено на формирование у школьников прочной и осознанной теоретической базы знаний и способов действий как основы для дальнейшего изучения предмета. Учащиеся должны овладеть умениями установления межпредметных связей в собственной познавательной деятельности (в том числе проблемно-поискового характера) и научиться применять интегрированные знания в новых ситуациях. При этом надо отдавать предпочтение межпредметным связям с уже приобретенными или параллельно формируемыми знаниями. Наиболее подходящ в этом плане материал курсов естествознания, биологии, географии и физики.

В 10–11 классах установление межпредметных связей должно способствовать расширению системных теоретических знаний по предмету, расширению научного кругозора учащихся, приобретению опыта построения и применения межпредметных связей при решении проблемных задач. Соответственно, в 9 классе нужно отбирать такой межпредметный материал, который поможет школьникам понять взаимосвязь природных и искусственных объектов, т.е. осознать единство окружающего мира, увидеть перспективу применения имеющихся знаний и умений. Решающая роль в этом также принадлежит связям курса химии с предметами естественно-математического цикла.

По мере изучения курса химии межпредметная интеграция становится средством приобретения предметных знаний и способов действий, их объединения со знаниями смежных предметов в единую систему естественно-научных представлений об окружающем мире. При этом формированию обобщенных учебных и общепредметных знаний способствует вовлечение школьников в процесс раскрытия и установления причинно-следственных зависимостей, существующих на внутрипредметном и межпредметном уровне.

Методические приемы реализации межпредметных связей на основе компетентностного подхода

Метод решения задач

Учебная задача является формой предъявления учащимся учебного материала, требующей от них высокой умственной самостоятельности при ее освоении. Решение расчетных задач занимает важное место в изучении основ химической науки. При решении задач происходит более глубокое и полное усвоение учебного материала, вырабатываются навыки практического применения имеющихся знаний, развиваются способности к самостоятельной работе, происходит формирование умения логически мыслить, использовать приемы анализа и синтеза, находить взаимосвязь между объектами и явлениями. В первую очередь, я вооружаю учащихся методикой решения, которую они могут использовать при решении задач различного рода.

«Компетенция» может быть описана через специфику условий и способов решения задач.

1) Задачи с алгоритмическим способом решения, когда условия задачи достаточны для ее решения. Алгоритмические задачи могут быть как простыми, так и составными (несколько последовательных алгоритмических действий, алгоритмы решения задач представлены в приложениях).

Рассмотрим пример решения задачи в 9 классе в теме: «Щелочные металлы».

• Предлагаю учащимся условие задачи: 70 граммов Li реагирует с водой. Чему равна масса получившегося гидроксида лития?
• Разбираем алгоритм решения задачи.

2) Задача с неизвестным способом решения, когда для решения необходимы преобразования условий или привлечение информации из других областей. Задачи этого типа ближе всего находятся к понятию «изобретательские задачи» и способствуют развитию оригинальности мышления.

• Предлагаю задачи с интегрированным содержанием. Так, например: кубик лития с ребром 2 см (r=0,53 г/см3) бросили в воду. Раствор какого вещества получится в результате реакции? Найдите его массу. В алгоритм решения задачи добавляется нахождение массы лития через плотность и объем.

3) Комплексная задача с неопределенным условием (исследовательская; когда условие и сама задача становится выбором самого исследователя).

• Через растворы, находящиеся в четырех пробирках, пропустили бесцветный газ. В первой пробирке сначала выпал черный осадок, который растворился при дальнейшем пропускании газа. Во второй пробирке выпал голубой осадок, который затем растворился с образованием синего раствора. В третьей пробирке выпал бурый осадок, в четвертой – белый. К тем же исходным растворам был добавлен бесцветный раствор. В первой и в четвертой пробирках выпал желтый осадок; во второй – белый, а раствор побурел; в третьей пробирке увеличилась интенсивность окраски. Приведите уравнения всех реакций, которые происходили в пробирках.

Исследовательские задачи в наибольшей полноте соответствует идее развития практических знаний.

Уровни оценки компетенции

Высокую активность и самостоятельность учащиеся проявляют при выполнении экспериментальных заданий, где вырабатываются умения и навыки работы с приборами, обрабатываются и анализируются результаты. Наибольший интерес у учащихся вызывают задачи, позволяющие чередовать различные умственные операции, требующие повторения пройденного и постоянного привлечения знаний смежных дисциплин.

Решение межпредметных учебных проблем вовлекает учащихся в познавательную проблемно-интегративную деятельность, направленную на самостоятельный поиск знаний, приобретение умений и навыков.

Методические приемы: проблемная ситуация, учебно – исследовательская ситуация, интегративное задание. Рассмотрим их поподробнее.

Проблемные ситуации – особая разновидность учебной задачи, заключающей в себе противоречие, конфликт, отсутствие необходимых знаний и умений для ее решения.

Так, на уроке в классе предлагаю учащимся следующую учебную проблему: «Почему углерод и кремний, принадлежащие одной подгруппе в периодической системе элементов, в природе играют разные роли – углерод считают элементом живой природы, а кремний относят к царству горных пород и минералов?» Поиск решения под руководством учителя потребует от школьников внутрипредметного и межпредметного переноса, синтеза и применения знаний об электронном строении и радиусе атома, о типах гибридизации атомных орбиталей, об энергии связи как мере ее прочности, о s- и p-связях, одинарных и кратных связях, об аллотропных модификациях углерода и др. В результате школьники придут к заключению о том, что уникальную биогенную роль углерода определяет способность его атомов образовывать устойчивые цепи и циклы разнообразного состава и строения. Для кремния известна только алмазоподобная модификация, а его устойчивые соединения с кратными связями еще пока не получены.

В зависимости от сложности проблемы, можно выделить уровни овладения компетенциями.

Если результатом образования считать «способность действовать, разрешая проблемные ситуации», то логика движения такова: усложняются задачи, стоящие перед учеником.

Последний из названных приемов имеет огромное значение, так как является основой предметного обучения, которое, по оценкам последних лет, занимает ведущую позицию в сфере развивающих технологий. Наука и педагогика отдают приоритет такому проблемному обучению, которое построено на интегративной основе. Практическое использование данной технологии предполагает знание теоретических основ ее организации, в частности, наиболее значимых этапов постановки и разрешения учебных проблем на уроке:

• актуализация опорных знаний и способов действий (т.е. обращение к имеющемуся опыту учащихся), которые необходимы для должного восприятия учебной проблемной ситуации;
• создание проблемной ситуации – условий для постановки учебной проблемы;
• постановка учебной проблемы, т.е. конкретизация проблемной ситуации в форме вопроса, задачи и т.п.
• решение учебной проблемы – выдвижение гипотезы (обоснованного предположения), построение плана проверки гипотезы и формулирование окончательного решения;
• доказательство правильности найденного решения.

Учебно – исследовательская ситуация (задание) – разновидность учебной задачи связана с самостоятельным поиском, добыванием отсутствующей информации. Отличие учебно-исследовательской задачи от научно-исследовательской состоит в том, что назначение первой – обучение исследовательской деятельности, а второй – проведение самого исследования.

Алгоритм решения: поиск материала, анализ, поиск противоречия, определение проблемы, выдвижение гипотезы, применение методов исследования для доказательства гипотезы.

Интегративное задание – особенность заключается в синтезе знаний и умений из разных наук, разных учебных дисциплин. Интегративные задания разрабатываются как межпредметные и связывают теорию и личный опыт учащихся.

Элементы внедрения межпредметных связей:

• фактический учебный материал;
• формирование общих понятий и терминов;
• формирование ведущих идей;
• формирование следственных связей;
• формирование умений и приемов учебной деятельности.

В системе предметного обучения общедидактические приемы всегда работают в сочетании с приемами, характерными для конкретной учебной дисциплины. В результате такого синтеза возникают комплексные приемы установления межпредметных связей, которые соответствуют специфике учебного предмета – специально-предметные приемы. В химии к специально-предметным относят нижеследующие способы деятельности:

Перенос и применение химических законов и теорий для объяснения природных процессов и явлений, сопоставления законов и теорий разных наук.

1. При изучении теории электрической диссоциации в химии используются знания по теме «Электрический ток» курса физики. Знания по теме «электрический ток» позволяют ответить на вопрос: Каков механизм протекания тока в растворах электролитов?
2. Знания по теме «Коррозия металлов» помогает ответить на вопрос из области техники: Почему алюми­ниевые листы обшивки морских судов нельзя соединять медными заклепками?

Постановка и решение межпредметных экспериментальных и теоретических задач.

1. Например, в ходе объяснения процесса растворения можно продемонстрировать растворение аммиачной селитры и концентрированной серной кислоты. (В одном случае идет охлаждение раствора, в другом – нагревание). Перед опытом задается вопрос: Растворение – это процесс физический или химический? По определению – физический, по внешним признакам – химический. Почему?
2. В теме «Электролитическая диссоциация» выясняем: как будет изменяться электропроводность гидроксида кальция, если через раствор пропустить углекислый газ. Постройте график зависимости электропроводности раствора (l) от времени пропускания углекислого газа (t).

{/mosregread} В школьном обучении важно активно использовать разнообразные межпредметные расчетные задачи. Некоторые из наиболее распространенных типов: на определение состава минеральных удобрений, сырья и материалов, применяемых в производстве, расчеты на составление растворов, используемых промышленности, медицине, сельском хозяйстве, быту термохимические и энергетические расчеты; расчеты на основании газовых законов, расчеты по электрохимии, на распознание веществ и их состава на основе качественных реакций. Приведем примеры.

1. При изучении темы «Соединения азота» решаем задачи: на полях с люцерной накапливается на каждом гектаре 140 кг азота за один вегетационный период, а без люцерны – 20 кг. Определите массу азота, накопленного люцерной на поле S = 800га. Какой массе сульфата аммония соответствует это количество.
2. Задача экологической тематики: тепловые электростанции потребляют 320 т каменного угля в сутки. Среднее содержание серы в угле – 0,5%. Определите максимальную возможную массу сернистой кислоты, которая может выпасть с дождем в результате суточной работы ТЭС?

Перенос и применение предметных и общепредметных приемов практической работы для формирования обобщенных исследовательских умений.

Объяснение приемов обращения с лабораторным штативом на уроках химии нужно строить с учетом знаний и навыков работы, полученных школьниками при изучении курса физики.

Обращение к жизненному опыту учащихся.

В теме «Белки как биополимеры» актуализация знаний о процессах, происходящих с куриным белком при варке яиц, позволит лучше усвоить знания о химических свойствах белков.

Постановка межпредметных вопросов и поиск правильных ответов на уроках других дисциплин.

1. Для закрепления нового материала по окислительно-восстановительным реакциям можно предложить учащимся задание: «О каком окислительно-восстановительном процессе говорится в отрывке из стихотворения А.Ахматовой?
            «На рукомойнике моем позеленела медь.
            Но так играет луч на нем, что весело глядеть».
   Составьте уравнение данной химической реакции и подберите для него коэффициенты методом электронного баланса».
2. Этимология различных химических терминов. При изучении знаков химических элементов говорится о происхождении названий этих элементов (Плутон – в честь бога подземного царства, литий – от греч. (литос) – камень, скала, Рутений – от лат. названия России и т.д.); на получение термина «альдегид» пошло арабское слово «алькоголь» - спирт и «дегидрирование» - отщепление водорода, имеющее латинские корни; изучая силикатную промышленность, нельзя не упомянуть о происхождении керамики, о древнегреческих ремесленниках; при изучении многих веществ, мы будем говорить о том времени, где применялись изделия из него.

Таким образом, ведется работа по развитию ключевых компетенций учащихся на основе межпредметных связей курса химии.

Кочуров В.Н.
учитель химии
г. Лянтор, МОУ СОШ №6

Электронный адрес автора: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.