Коньякова Людмила Ивановна, учитель химии и биологии МБОУ СШ №41 города Ульяновска. 
Использование педагогами при разработке уроков по химии. Рассчитан для учащихся 8-11кл.

Использование межпредметных связей в процессе преподавания химии

В классической педагогике, в частности в работах Я.А. Коменского, Д.Локка, И.Г. Песталоцци, К.Д. Ушинского, уделялось большое внимание проблеме взаимосвязей между учебными предметами.

К.Д. Ушинский подчеркивал, что системность в обучении обеспечивается развитием ведущих идей и понятий и общих понятий с помощью внутрипредметных и межпредметных связей.

В отечественной педагогике XX века идея межпредметных связей получила свое развитие в исследованиях В.Н. Федорова, Д.М. Кирюшина, В.Н. Максимовой, Ю.М.Кулагина, Н.С.Светловской, М.А.Шаталова, Н.А. Лошкарева.

Как показывает практика, межпредметные связи в школьном обучении являются конкретным выражением интеграционных процессов, происходящих сегодня в науке и в жизни общества.

Межпредметные связи позволяют расширить многоаспектность рассмотрения основных вопросов курса химии. Считается, что эти связи осуществляют межпредметный и межнаучный синтез научного знания. При межпредметном синтезе происходит объединение знаний из различных учебных дисциплин, которое служит основой дальнейшего познания и развития личности ученика.

М. А. Шаталов считает, что использование связей химии с другими дисциплинами невозможно без осуществления системного подхода к отбору учебного материала, который включает:

1) анализ учебного материала курса химии с целью выявления вопросов, для многоаспектного рассмотрения которых необходимо привлечь межпредметный материал;

2) анализ и отбор материала смежных дисциплин, связи с которыми учитель предполагает использовать в учебном процессе;

3) определение количества межпредметного материала, включаемого в содержание одного занятия;

4) прогнозирование предполагаемых результатов межпредметного синтеза.

Опыт использования межпредметных связей в обучении химии на основе комплексного подхода к отбору учебного материала позволил М. А. Шаталову выделить несколько этапов деятельности учителя:

1) отбор межпредметного материала для каждой темы в соответствии с целями ее изучения и научным содержанием;

2) определение места межпредметного материала, логики его подачи и выбор методов и средств обучения;

3) определение критериев и показателей оценки знаний обучаемых, сформированных на межпредметной основе в соответствии с целями обучения.

На начальных этапах обучения химии самостоятельный поиск внутрипредметных и межпредметных связей и их приложения к решению конкретных задач по химии оказываются затруднительным и малоэффективным, что подтверждено результатами научных. Для облегчения этого поиска на данном этапе обучения ученик может использовать несколько системообразующих внутрипредметных связей. Задача преподавателя на начальном этапе изучения химии – научить ученика характеризовать объект с нескольких наиболее важных сторон, отвечающих основным учениям данной науки.

Постепенно осуществляется переход к большему числу связей и в дальнейшем школьники учатся привлекать для описания объекта не только внутрипредметные, но и межпредметные связи. На следующем этапе учащиеся усваивают приемы межпредметного объяснения изучаемых объектов и явлений.

Характер и структура межпредметных и межнаучных связей сходны в основном: учебные предметы, как и науки, связываются через объекты изучения, методы, теории и законы. Например, полимеры изучаются и в химии, и в биологии, и в физике; понятие функции связывает математику с физикой и химией; метод хроматографии связывает физику с химией и биологией; теория электролитической диссоциации связывает химию с физикой и так далее.

Анализ учебных программ и учебников с этой точки зрения показывает, что в содержании обучения заложено немало потенциальных возможностей для расширения межпредметных связей на основе межнаучных связей. 
Чтобы овладеть методикой применения межпредметных связей, преподавателю важно не только понимать их значение в обучении, но, прежде всего, необходимо изучить содержание смежных предметов. Этому может способствовать умение различать отдельные виды межпредметных связей.

В.Н. Максимова считает, что «в основу классификации межпредметных связей могут быть положены различные критерии». Важная роль отводится специфике связей между разными предметами: химией и биологией, химией и математикой, химией и физикой, химией и географией и т.д.

При отборе приемов нужно ориентироваться на следующие положения, которые подскажут основные направления работы при организации и проведений занятий:

• формирование, закрепление, расширение и углубление знаний и способов действий учащихся с учетом материала, усвоенного на уроках смежных дисциплин;
• подбор комплексных учебных программ и задач, требующих всестороннего изучения, которые позволят сгруппировать межпредметные знания вокруг одного объекта познания и привлечь школьников, обладающих разными интересами;
• включение в содержание обучения разнообразных видов теоретической и практической деятельности;
• внимание к имеющимся устойчивым интересам и жизненному опыту школьников;
• регулярное обращение к научно-популярной литературе;
• естественная взаимосвязь всех используемых форм организации обучения.

В процессе обучения химии можно применять все известные современной науке приемы реализации межпредметных связей.

Постановка межпредметных вопросов направляет деятельность учащихся на репродукцию (воспроизведение) в процессе изучения нового материала знаний и способов действий, усвоенных из других учебных курсов.

Выполнение комплексных заданий предполагает всестороннюю характеристику изучаемых процессов, явлений и других объектов на основе единства внутрипредметной и межпредметной интеграции.

Решение межпредметных задач требует привлечения знаний и способов действий из смежных предметов.

Выполнение межпредметных домашних заданий – это прием, который обычно используют для повторения пройденного материала по смежным дисциплинам. Задания могут носить репродуктивный или проблемно-исследовательский характер, чтобы развить, расширить и конкретизировать знания и умения учащихся.

Выполнение межпредметных контрольных работ включает задания из различных учебных предметов, а также комплексные задания. Такой прием позволяет судить о качестве усвоения знаний, умений и других компонентов содержания нескольких предметов.

Использование комплексных наглядных пособий подразумевает работу с обобщающими таблицами, схемами, плакатами, картами и т.п., а также с межпредметными учебными текстами, дополняющими содержание учебника.

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

В системе предметного обучения общедидактические приемы всегда работают в сочетании с приемами, характерными для конкретной учебной дисциплины – специально-предметными.

В химии к специально-предметным приемам относят нижеследующие способы деятельности:

-использование обобщенных планов характеристики объектов («знаний о знаниях»), которые содержат информацию о том, что нужно знать ученику о каждом конкретном понятии, законе, явлении, и о том, по какому алгоритму раскрывать их содержание;

- перенос и использование сложных интеллектуальных умений для решения комплексных задач и учебных проблем, значимых для коллектива и отдельного человека;

- перенос и использование логических умений;

-перенос и применение химических законов и теорий для объяснения природных процессов и явлений, сопоставления законов и теории разных наук;

-постановка и решение межпредметных экспериментальных и теоретических задач;

-перенос и применение предметных и общепредметных приемов практической работы для формирования обобщенных исследовательских умений;

- обращение к жизненному опыту учащихся;

- постановка межпредметных вопросов и поиск правильных ответов на уроках других дисциплин;

- обращение к историческому материалу и литературным произведениям, содержащим химическую информацию.

Современная наука и образовательная практика предоставляют учителю широкий набор приемов реализации межпредметных связей, а выбор будет зависеть от особенностей изучаемого материала, уровня подготовки класса, материально-технической базы кабинета, а также от потребностей и интересов учащихся и учителя.

Рассмотренные методические приемы установления межпредметных связей на практике действуют только в рамках определенных форм организации обучения.

Приемы реализации межпредметных связей и форма организации интегративного обучения подобраны правильно в том случае, если вместе они обеспечивают комплексную постановку задач и достижение целей образования;

-всестороннюю интеграцию предметных знаний и умений учащихся на основе единства внутрипредметных и межпредметных связей;

-сохранение целостного представления о мире, что способствует формированию научного мировоззрения;

- повышение интереса и познавательной активности учащихся.

К формам организации интегративного обучения химии можно отнести:

- интегративный учебный день представляет собой систему связанных единой идеей (проблемой) обобщающих уроков по ряду предметов, преподаваемых классу в течение одного учебного дня;

- межпредметный факультатив по сравнению с обязательным школьным курсом дает более широкие возможности для применения межпредметных связей;

- межпредметная внеклассная работа позволяет установить разнообразные виды межпредметных связей и поэтому способствует не только углублению предметных заданий учащихся, но также позволяет развивать умение работать с дополнительной литературой, планировать и осуществлять исследовательскую работу;

-комплексные формы организации обучения (комплексная экскурсия, комплексный семинар, общественный смотр знаний и др.) призваны решать общепредметные задачи развития и воспитания личности, и предполагают обобщение и применение знаний учащихся по нескольким учебным предметам.

Межпредметный урок признан ведущей формой организации обучения на основе межпредметных связей. На уроке учитель и ученик действуют вместе, а значит, основное развитие и воспитание учащегося средствами предметного обучения происходит именно здесь.

Системное применение межпредметных связей на различных этапах урока (актуализация опорных знаний, формирование новых знаний и умений, развитие способов умственной деятельности) помогает школьникам понять взаимосвязь учебных дисциплин и тем самым развивает научное мировоззрение.

Необходимость межпредметных связей в обучении бесспорна. Последовательное и систематическое их осуществление значительно усиливает эффективность учебно-воспитательного процесса, формирует диалектический способ мышления учащихся. К тому же межпредметные связи - непременное дидактическое условие развития у них интереса к знаниям основ наук, в том числе и естественных.

Анализ уроков химии, физики, биологии, географии показал, что в большинстве случаев учителя ограничиваются лишь фрагментарным включением межпредметных связей. Иными словами, лишь напоминают факты, явления или закономерности из смежных предметов.

Учителя редко включают учащихся в самостоятельную работу по применению межпредметных знаний и умений при изучении программного материала, а также в процессе самостоятельного переноса ранее усвоенных знаний в новую ситуацию. Следствие - неумение ребят осуществлять перенос и синтез знаний из смежных предметов. Нет и преемственности в обучении. Так, учителя биологии непрерывно "забегают вперед", знакомя учащихся с различными физико-химическими процессами, протекающими в живых организмах, без опоры на физические и химические понятия. Согласитесь, что это мало способствует осознанному усвоению биологических знаний[5].

Общий анализ учебников позволяет отметить: многие факты и понятия излагаются в них неоднократно по разным дисциплинам, причем повторное их изложение практически мало что прибавляет к знаниям учащихся. Более того, зачастую одно и то же понятие разными авторами интерпретируется по-разному, тем самым затрудняя процесс их усвоения.

Часто в учебниках используются малоизвестные учащимся термины, в них мало заданий межпредметного характера. Многие авторы почти не упоминают о том, что какие-то явления, понятия уже изучались в курсах смежных предметов, не указывают на то, что данные понятия будут более подробно рассмотрены при изучении другого предмета. Анализ ныне действующих программ по естественным дисциплинам позволяет сделать вывод о том, что межпредметным связям не уделяется должного внимания.

В программах по химии и физике таких разделов нет, и учителям приходится самим устанавливать необходимые межпредметные связи. А это задачка многотрудная - координировать материал смежных предметов таким образом, чтобы обеспечить единство в интерпретации понятий.

К сожалению, программы естественнонаучного цикла не согласованы во времени изучения, и учитель вынужден многие понятия формировать без опоры на физику, химию или биологию. Так, например, при изучении химического состава клетки в курсе химии еще не изучены углеводы, жиры, белки и нуклеиновые кислоты так глубоко, как того требует программа. Поэтому учителю нужно в очень ограниченное время сформировать необходимые для усвоения биологического материала химические понятия.

Важное условие осуществления межпредметных связей - специальная подготовка учителей естественнонаучных дисциплин. Она может осуществляться через различные формы: проблемные курсы, спецкурсы, спецсеминары, стажировки.

Профессиограмма деятельности учителей естественнонаучных дисциплин по реализации межпредметных связей в обучении должна выглядеть следующим образом.

Учитель должен знать и уметь:

Когнитивный компонент:

• содержание и структуру курсов смежных предметов;
• осуществлять согласование во времени изучения смежных предметов;
• теоретические основы проблемы межпредметных связей (виды классификаций МПС, способы их реализации, функции МПС, основные компоненты МПС ;
• обеспечивать преемственность в формировании общих понятий, изучении законов и теорий; использовать общие подходы к формированию умений и навыков учебного труда у учащихся, преемственности в их развитии;
• раскрывать взаимосвязи явлений различной природы, изучаемых смежными предметами;
• формулировать конкретные учебно-воспитательные задачи, исходя из целей межпредметных связей естественнонаучных дисциплин;
• анализировать учебную информацию смежных дисциплин; уровень сформированности межпредметных знаний и умений у учащихся; эффективность применяемых методов обучения, форм учебных занятий, средств обучения на основе межпредметных связей.

Конструктивный компонент:

• формировать систему целей и задач, способствующих реализации межпредметных связей;
• планировать учебно-воспитательную работу, направленную на реализацию межпредметных связей; выявлять воспитательные и развивающие возможности межпредметных связей;
• конструировать содержание межпредметных и интегративных уроков, комплексных семинаров и т.д. Предвидеть трудности и ошибки, которые могут возникнуть у учащихся при формировании межпредметных знаний и умений;
• конструировать методическое оснащение уроков, выбирать наиболее рациональные формы и методы обучения на основе межпредметных связей;
• планировать различные формы организации учебно-познавательной деятельности; конструировать дидактическое оснащение учебных занятий.

Организационный компонент:

• организовывать учебно-познавательную деятельность учащихся в зависимости от целей и задач, от их индивидуальных особенностей;
• формировать познавательный интерес учащихся к предметам естественного цикла на основе межпредметных связей;
• организовывать и руководить работой меж предметных кружков и факультативов; владеть навыками НОТ; методами управления деятельностью учащихся.

Коммуникативный компонент:

• психологию общения; психолого-педагогические основы формирования межпредметных знаний и умений; психологические особенности учащихся;
• ориентироваться в психологических ситуациях в ученическом коллективе; устанавливать межличностные отношения в классе;
• устанавливать межличностные отношения с учителями смежных дисциплин в деятельности по совместной реализации межпредметных связей.

Ориентационный компонент:

• теоретические основы деятельности по установлению МПС при изучении предметов естественного цикла;
• ориентироваться в учебном материале смежных дисциплин; в системе методов и форм обучения, способствующих успешной реализации межпредметных связей.

Мобилизационный компонент:

• адаптировать педагогические технологии для реализации межпредметных связей химии, физики, биологии; предложить авторскую или подобрать наиболее адекватную методику формирования межпредметных знаний и умений в процессе обучения физике, химии, биологии;
• разработать авторскую или адаптировать традиционные методики решения задач межпредметного содержания;
• овладеть методикой проведения комплексных форм учебных занятий; уметь организовать самообразовательную деятельность по овладению технологией реализации межпредметных связей в обучении химии, физике и биологии.

Исследовательский компонент:

• анализировать и обобщать опыт своей работы по реализации МПС; обобщать и внедрять опыт своих коллег; провести педагогический эксперимент, анализ своих результатов.

Профессиограмму можно рассматривать и как основу для построения процесса подготовки учителей естественнонаучных дисциплин к деятельности по реализации межпредметных связей, и как критерий для оценки качества их подготовки.

Вопрос о путях и методах реализации межпредметных связей – это один из аспектов общей проблемы совершенствования методов обучения. Отбор методов обучения учитель производит на основе содержания учебного материала и на подготовленности учащихся к изучению предмета на уровне межпредметных связей.

На первых этапах обучения учащихся приемам установления межпредметных связей преобладает объяснительно-иллюстративный метод. Учитель весь материал межпредметного содержания объясняет сам. Когда у учащихся сформируются умения работы с материалом межпредметного содержания, можно применять репродуктивный и частично-поисковый методы и творческие межпредметные задачи[12].

Использование межпредметных связей вызвало появление новых форм организации учебного процесса: урок с межпредметными связями, комплексный семинар, комплексная экскурсия, межпредметная экскурсия, общественный смотр знаний и др. Уроки с межпредметным содержанием могут быть следующих видов: урок-лекция; урок-семинар; урок-конференция; урок-ролевая игра; урок-консультация, защита проектов и др[2].

Успешная деятельность учителя по реализации межпредметных связей требует специальных условий. К ним можно отнести координацию учебных планов и программ, координацию учебников и методических пособий, а также разработанную и экспериментально проверенную методику обучения учащихся переносу необходимой информации из одной дисциплины в другую и эффективные способы проверки этого важного умения.

Принципиально методику обучения учащихся использованию межпредметных связей в учебной деятельности можно представить состоящей из трех ступеней. На первой ступени (условно названной воспроизводящей) основная цель учителя — приучить учащихся использовать знания, полученные в естественнонаучных дисциплинах. Эта ступень может быть разбита на три этапа:

• I этап. Организация учителем процесса повторения учащимися необходимых сведений из соответствующих дисциплин.
• II этап. Объяснение нового учебного материала учителем с использованием фактов и понятий из какого-либо одного учебного предмета для подтверждения рассматриваемых теоретических положений.
• III этап. Изложение нового материала, при котором учителем привлекается естественнонаучная теория из смежной дисциплины для объяснения рассматриваемых явлений».

Вторая ступень обучения учащихся переносу знаний из предмета в предмет так же, как и первая, состоит из трех этапов. Если на первой ступени учитель требовал от учащихся воспроизведения знаний того материала смежной дисциплины, который он привлекал в процессе объяснения, то теперь основное внимание уделяется самостоятельному применению школьниками сведений из родственных курсов. Поэтому вторую ступень можно назвать ступенью использования знаний.

• На IV этапе (этапы всех ступеней имеют сквозную нумерацию) учитель требует от учащихся самостоятельного (без предварительного повторения в классе) воспроизведения отдельных знаний фактического или теоретического характера из смежной дисциплины. Это требование способствует выявлению степени готовности учащихся применять знания новой учебной ситуации, а также преодоления у них известного психологического барьера, суть которого состоит в затруднении, испытываемым учащимися при необходимости раскрыть содержание материала курса на уроках смежной дисциплины.
• На V этапе учитель уже требует не воспроизведения знаний, полученных на уроках физики, а привлечения учащимися фактов и понятий, усвоенных ими на уроках этого предмета, для подтверждения вновь усваиваемых на уроках, например, математики знаний.
• На VI этапе от учащихся требуется самостоятельное привлечение какой-либо, теории, изученной на уроках физики, для объяснения изучаемых явлений в курсе, например, химии.

Третья ступень обучения учащихся использованию межпредметных связей, переносу знаний из предмета в предмет также состоит из нескольких последовательных этапов. Основная цель этой ступени заключается в том, чтобы обучить учащихся применять понятия, факты, законы и теории для иллюстрации единства мира, а также использовать общие законы диалектики для объяснения явлений, изучаемых на уроках физики и химии. В связи с целями, стоящими перед данной ступенью, ее можно условно назвать обобщающей.

• VII этап. Объяснение учителем проявления в изучаемых на уроках данной дисциплины явлениях общих законов диалектики;
• VIII этап. Объяснение учителем места изучаемых явлений в общей картине мира.
• IX этап. Воспроизведение учащимися общих законов диалектики при объяснении явлений, изучаемых на уроках данной дисциплины;

Использование межпредметных связей – одна из наиболее сложных методических задач учителя химии. Она требует знания содержания программ и учебников по другим предметам. Реализация межпредметных связей в практике обучения предполагает сотрудничество учителя химии с учителями других предметов.

На первых этапах обучения учащихся приемам установления межпредметных связей преобладает объяснительно-иллюстративный метод. Весь материал межпредметного содержания объясняет сам учитель. Когда у учащихся сформируются умения работы с материалом межпредметного содержания, можно применять репродуктивный и частично-поисковый методы и творческие межпредметные задачи.

Приемы реализации межпредметных связей могут быть различны:

- вопросы межпредметного содержания: направляющие деятельность школьников на воспроизведение ранее изученных в других учебных курсах и темах знаний и их применение при усвоении нового материала;

- межпредметные задачи, которые требуют подключения знаний из различных предметов или составлены на материале одного предмета, но используемые с определенной познавательной целью в преподавании одного другого предмета. Они способствуют более глубокому и осмысленному усвоению программного материла, совершенствованию умений выявить причинно-следственные связи между явлениями;

- домашнее задание межпредметного характера – постановка вопросов на размышление, подготовка сообщений, рефератов, изготовление наглядных пособий, составление таблиц, схем, кроссвордов, требующих знаний межпредметного характера;

- межпредметные наглядные пособия - обобщающие таблицы, схемы, диаграммы, плакаты. Они позволяют учащимся наглядно увидеть совокупность знаний из разных предметов, раскрывающую вопросы межпредметного содержания;

- химический эксперимент – если предметом его являются биологические объекты и химические явления;

Использование межпредметных связей вызвало появление новых форм организации учебного процесса: урок с межпредметными связями, комплексный семинар, комплексная экскурсия, межпредметная экскурсия и др.

Уроки с межпредметным содержанием могут быть следующих видов: урок-лекция; урок-семинар; урок-конференция; урок-ролевая игра; урок-консультация и др.

Уроки межпредметного обобщения или тематические задания – проблема педагогики и методики как соединить знания с полезной практической деятельностью.

Разработка теоретических основ межпредметных связей в учебной теме с точки зрения раскрытия ее ведущих положений дает возможность применить механизм выявления и планирования межпредметных связей к конкретным темам изучаемого учебного предмета.

Проводя исследовательскую работу важно научить их использовать не только знания по химии, но и опыт, накопленный в области других естественно - научных дисциплин. Так, проводя изучение вредного воздействия сигарет, выходим на интеграцию сразу трех дисциплин:

• химии (сравнительный количественный анализ табачных вытяжек сигарет, определение содержания оксида углерода (IV) в воздухе, разложение аскорбиновой кислоты.
• информатики (проведение анкетирования и обработка его результатов)
• биология (определение изменений биологических функций организма человека; частоты пульса, кровяного давления, внимания)

Химический эксперимент эффективно вплетается в образовательный процесс при изучении химии и биологии, выполняет интегративную функцию через последовательную смену объектов экспериментирования. Приведем примеры лабораторных работ при изучении курса химии 8-9 классов

Интегрированная лабораторная работа

«Химические свойства кислот» (8 кл.)

Цель: доказать, что все кислоты обладают общими свойствами.

Реактивы и оборудование: образцы кислот, разного происхождения, магний, дистиллированная вода,10% раствор гидроксида натрия, 5% раствор сульфата меди,10% раствор карбоната натрия, универсальная бумага, штатив с пробирками, стаканы, спиртовка.

Ход работы:

Учащиеся делятся на группы - исследовательские лаборатории. Каждая лаборатория исследует свой объект - растительные или минеральные кислоты. Учащиеся записывают результаты в таблицу.

Вывод: изученные образцы кислот разного происхождения проявляют сходные свойства.

Интегрированная лабораторная работа

«Ферменты - биологические катализаторы» (9 кл.)

Цель: исследовать воздействие ферментов на скорость химических реакций;

Реактивы: амилаза, клубень картофеля, спиртовой раствор иода, дистиллированная вода,10% раствор серной кислоты, пробирки, стеклянные стаканы.

Ход работы: Опыт 1.Разложение пероксида водорода.

1.Налейте в три пробирки одинаковые объемы раствора пероксида водорода.

2.Добавьте в одну из них на кончике шпателя диоксид марганца, а в другую - очищенный клубень картофеля (брусок). Что наблюдаете?

3.В третью пробирку опускаем кусочек вареного картофеля.

4.Отметьте изменения, произошедшие в пробирках.