Статья «Проектирование интегрированных уроков естественнонаучных дисциплин, ориентированных на результат»

Алимова Н. М.

КГУ СШ №5

учитель физики 2 кв. категория

г. Петропавловск

«Проектирование интегрированных уроков естественнонаучных дисциплин, ориентированных на результат (развитие навыков естественнонаучной грамотности, связанных с программой PISA)»

Приоритетное направление современного образования на развитие личности требует новых подходов к построению содержания образования. В настоящее время идет интенсивный поиск его новой парадигмы, основные черты которой - фундаментальность, целостность, направленность на удовлетворение интересов личности. В этих условиях необходима определённая корректировка содержания естественнонаучного образования, и способов его развертывания в обучении.

Главной особенностью современных знаний является то, что процесс интеграции органично сопровождается дифференциацией наук. Эти два процесса неразрывно связаны.

Естественное развитие научного познания ведет к усилению дифференциации наук. В то же время развитие техники, технологии производства во многом зависит не только от успехов отдельных отраслей науки, но и от междисциплинарного синтеза, интеграции их достижений. Вот почему интеграция наук, научных знаний должна находить свое отражение в образовании и обучении.

Сложившаяся в школе предметная система обучения отражает традиционное разделение предметных областей знания на естественно-математические, технические, гуманитарные. Дифференцированное изучение природы в общеобразовательной школе средствами отдельных предметов не позволяет сформировать целостного представления о природе, естественнонаучную картину мира, определить место и роль в ней человека, не способствует пониманию глобальных экологических проблем, необходимости комплексного подхода к их решению.

Эту проблему в естественнонаучном образовании учащихсяможно решить если будет рациональный и оптимальный отбор содержания, принципов, форм и методов построения интегративного курса по всем дисциплинам естественного цикла.

Что же такое интеграция как термин и явление с методической точки зрения? В словаре или справочнике трудно найти методическое значение слова “интеграция”. Профессор Н. Н. Светловская основой определения этого термина признает:

• наличие однотипных частей или элементов;

• возможность их естественного подчинения единой цели и функции в ряде учебных предметов;

• развитие учащихся средствами определенного учебного предмета и их совокупностью.

Иначе говоря, с практической точки зрения, интеграция предполагает усиление межпредметных связей, снижение перегрузок учащихся, расширение сферы получаемой информации учащимися, подкрепление мотивации обучения.

Методической основой интегрированного подхода к обучению являются формирование знаний об окружающем мире и его закономерностей в целом, а также установление внутрипредметных и межпредметных связей в усвоении наук.

Одно из обязательных и основных требований интегрированного преподавания - повышение роли самостоятельной работы учащихся, потому что интеграция неизбежно расширяет тематику изучаемого материала, вызывает необходимость более глубокого анализа и обобщения явлений, круг которых увеличивается за счет других предметов.

Интеграция обучения и воспитания естественным образом вытекает из стремления дать молодому поколению целостное, единое представление о природе, обществе и своем месте в них.

Общеобразовательный характер школьного обучения также направлен на обеспечение элементарной образованности и воспитанности у выпускников школ независимо от будущей трудовой деятельности.

Конечно, такие условия можно создать не только за счёт интегрированного обучения, но оно является, на мой взгляд, одним из важнейших способов формирования оптимальных условий для развития мышления.

К оптимальным условиям для развития мышления отношу следующее.

1. Изучать предмет не ради предмета, а видеть значение рассматриваемых проблем (значение теоретическое, практическое, для расширения кругозора учащихся и т. п.).

2. Развитие в комплексе элементов научного стиля мышления.Научный стиль мышления определяется следующими качествами: гибкостью (нешаблонностью), глубиной (умением выделять существенное), целенаправленностью (рациональностью мышления), широтой (обобщённостью мышления), активностью, критичностью, доказательностью, организованностью памяти.

Как показывает опыт работы, традиционные формы обучения, как правило, не дают одновременного глубокого формирования совокупности качеств, свойственных научному стилю мышления; в то время как интегрированное обучение позволяет добиться такого формирования.

Темы интегрированных уроков подбираются таким образом, что для их рассмотрения, реализации целей уроков необходимы быстрота ориентировки в новых условиях, умение видеть новое в известном, умение выходить за рамки привычного способа действий — это развивает гибкость мышления.

Для успешной реализации интеграции учитель должен в первую очередь сам «видеть» те специфические элементы связи предметов естественнонаучных дисциплин, которые будут наиболее ярко демонстрировать целостность всех предметов, взаимосвязи и взаимозависимость.

Анализируя содержание учебных программ отдельных тем биологии и химии, можно точно сказать, что они естественным образом сочетаются с учебным содержанием физики, и содействует развитию комплексного системно-целостного взгляда. Таблица 1. Интегративное обучение (физика, химия, биология)

Темы и вопросы по физике	Ключевые вопросы биологии, химии, дополняющие содержание темы,	Форма включения и учебной деятельности
Давление твёрдых тел, жидкостей и газов.	Корневое давление. Кровяное давление. Влияние давления на скорость и равновесие реакции.	Решение качественных, экспериментальных задач. Презентация к уроку.
Звуковые волны. Природа слуха: устройство уха, слуховое восприятие.	Меры предупреждения ослабления слуха.	Информация и анализ конкретных ситуаций, подготовленных самостоятельно учащимися. Учебное проектирование.
Механическая энергия, работа, мощность	Биомеханика мышц, энергия и мощность мышечного сокращения	Решение задач. Практические задания по определению работы и мощности мышц при выполнении физических упражнений.
Законы сохранения энергии.	Энергетический обмен в клетке. Законы сохранения и превращения энергии в химических реакциях. Расход энергии организмом. Метаболизм и фотосинтез.	Решение качественных, экспериментальных задач.
Молекулярно- кинетическая теория. Основное уравнение МКТ. Температура. Газовые законы.	Размеры органических и неорганических молекул. Дыхание растений, животных и человека. Защита организма от переохлаждения. Роль кожи в теплорегуляции. Круговорот воды в природе. Тепловой эффект реакции.	Решение экспериментальных, качественных и расчетных задач.
Магнитное поле. Магнитное поле Земли(география).	Собственное магнитное поле человека. Влияние магнитных полей на организм человека.	Информация и анализ конкретных ситуаций, подготовленных учащимися. Учебное проектирование.
Электромагнитные колебания и волны. Их использование.	Электромагнитные волны органов человека. Влияние электромагнитных волн на человека.	Презентация к уроку. Информация и анализ конкретных ситуаций, подготовленная учащимися. Семинар- практикум.
Волновая и квантовая оптика.	Природа и механизм зрения. Меры предупреждения ослабления зрения.	Презентация к уроку. Учебное проектирование. Решение задач.
Физика атомного ядра.	Биологическое действие излучений на живой организм. Радиоизотопный метод измерения интервалов времени.	Семинар-практикум. Решение качественных задач.

Таблица 2. Примеры тематической интеграции физики с биологией и географией

Разделы и темы курса физики	Материалы биологии и географии
Механика: Давление жидкостей и газов Кинематика и динамика Статика Законы сохранения Механические колебания и волны	Осмос. Корневое давление. Поглощение воды растениями, влияние засухи и засоления на этот процесс. Растения пустынь и полупустынь, земледелие в засушливой зоне. Обмен газов и жидкостей в тканях живых организмов. Кровообращение. Особенности жизни и деятельности человека в горных районах. Значение физических упражнений для человека как здоровье сберегающего фактора. Скелет как опорная структура животных. Рычаги в костно-мышечной системе человека. Проявление закона сохранения импульса при движении некоторых живых организмов. Закон сохранения и превращения энергии в биологических процессах. Расчёт калорийности меню при различных физических нагрузках. Источники звуков в живой природе. Слуховой анализатор. Волны в океане, сейсмические волны.
Молекулярная физика и термодинамика: Взаимные превращения жидкостей и газов Капиллярные явления I и II законы термодинамики Тепловые двигатели	Терморегуляция в организме растений и животных, использование этих знаний в сельском хозяйстве. Передвижение веществ по капиллярам растений, животных и почвы. Закон сохранения и превращения энергии в биосфере. Экологический аспект необратимости процессов природы. Загрязнение среды продуктами сгорания топлива. Безотходные технологии.
Электродинамика: Электрический ток Потенциальная энергия заряда в электрическом поле Электромагнитные излучения	Токи в живых организмах. Действие тока на живые организмы. Производство электроэнергии. Мембранный потенциал. Синтез АТФ. Влияние электромагнитных излучений на живые организмы. Использование электромагнитных излучений в медицине и сельском хозяйстве. Фотопериодизм.

Таблица 3. Примеры тематической интеграции физики с химией и географией

Разделы и темы курса физики	Материалы химии и географии
Механика: Кристаллические и аморфные тела	Строение твёрдых веществ. Кристаллическая решётка. Аллотропные видоизменения веществ.
Молекулярная физика и термодинамика: Тепловые двигатели	Виды топлива, их получение. Экология территорий. Энергия химической связи. Экзотермические реакции.
Электродинамика: Сторонние силы. Электродвижущая сила. Основные положения электронной теории проводимости металлов. Электрическая проводимость полупроводников, её зависимость от температуры. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Электрический ток в растворах и расплавах электролитов. Электролиты.	Гальванический элемент. Электродный потенциал. Нормальные потенциалы металлов. Металлическая химическая связь. Физические и химические свойства металлов. Современная металлургия, сплавы, новые материалы. Природа ковалентной химической связи. Свободные электроны. Электронная дырка. Наукоемкие отрасли промышленности. Теория электролитической диссоциации. Химизм электролитических реакций.
Квантовая физика: Фотоэлектрический эффект и его законы. Химическое действие электромагнитных волн. Спектры.	Металлическая химическая связь. Свободные электроны. Энергия химической связи. Реакции, протекающие на свету. Различия в солнечном освещении различных территорий на Земле, отражение этой закономерности на их органическом мире. Качественный анализ химических веществ.

В таблицах 1, 2, 3 представлены некоторые темы и вопросы программы физики, которые органическим образом интегрируются с химией, биологией, географией Используя данные таблицы, можно легло запланировать различные виды уроков, которые будут способствовать интенсивному формированию основных компетенций у учащихся, использование технологии проблемного обучения способствует формированию учебно-познавательных компетенций учащихся, комплексное решение поставленной проблемы в плоскости сразу нескольких учебных дисциплин и успешное её решение – формирует ценностно-смысловые компетенции. Информационные компетенции формируются на таких уроках через информационные средства обучения (компьютеры) без которых нельзя провести урок с использованием технологии межпредметных связей в современных условиях. Компьютерные средства обучения называют интерактивными, так как они обладают способностью «откликаться на действие ученика и учителя», «вступать сними в диалог», что и составляет главную положительную особенность данной технологии. На интегрированных уроках легче сформировать социально – трудовую компетенцию, так как одной из главных целей является доведение до сознания школьников, что изучаемые предметы не могут быть оторванными от окружающей действительности. Выполнение самостоятельно практических работ, лабораторных опытов по химии, биологии, географии, физикепоказывает, что каждый шаг, каждое действие живой и неживой природы можно и нужно объяснять с помощью законов изучаемых на уроках.

Интеграция — необходимое условие современного учебного процесса, её возможная реализация в рамках какой-либо школы была бы переходом этой школы на новый качественный уровень образования.

Литература:

1. Основные результаты Международного исследования PISA (Национальный отчет) 2012 г.

2. Международного исследования PISA (методическое пособие). Астана 2013 г.

3. 3.Интернет ресурсы

4. 4.И.М. Шапиро « Использование задач с практическим содержанием в преподавании математики»

5. Интеграция предметов естественнонаучного цикла в формировании функциональной грамотности школьников в условиях 12-летнего обучения. Методическое пособие, Астана 2013