ИНТЕГРИРОВАННЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ХИМИИ КАК СПОСОБ РЕАЛИЗАЦИИ МЕЖПРЕДМЕТНЫХ СВЯЗЕЙ НА ОСНОВЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТНОГО ПОДХОДА
методическая разработка по химии (8, 9, 10, 11 класс)

«ИНТЕГРИРОВАННЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ХИМИИ КАК СПОСОБ
РЕАЛИЗАЦИИ МЕЖПРЕДМЕТНЫХ СВЯЗЕЙ НА ОСНОВЕ
ДЕЯТЕЛЬНОСТНОГО ПОДХОДА
»

Глобальные изменения в информационной, коммуникационной, профессиональной и других сферах современного общества требуют корректировки содержательных, методических, технологических аспектов образования, пересмотра прежних ценностных приоритетов, целевых установок и педагогических средств. Технология классно-урочной системы на протяжении столетий оказывалась наиболее эффективной для массовой передачи знаний, умений, навыков молодому поколению. 

Народ, который думает на 1 год вперед – выращивает хлеб.

Народ, который думает на 10 лет вперед – выращивает сад.

Народ, который думает на 100 лет вперед  -

выращивает молодое поколение!

(древняя мудрость)

Происходящие в современности изменения в общественной жизни требуют развития новых способов образования, педагогических технологий, имеющих дело с индивидуальным развитием личности, творческой инициацией, навыка самостоятельного движения в информационных полях, формирования у обучающегося универсального умения ставить и решать задачи для разрешения возникающих в жизни проблем — профессиональной деятельности, самоопределения, повседневной жизни. Акцент переносится на воспитание подлинно свободной личности, формирование у детей способности самостоятельно мыслить, добывать и применять знания.

Самое решающее звено такой новации в УВР - учитель. Из носителя знаний и информации, всезнающего оратора, учитель превращается в организатора деятельности, консультанта и коллегу по решению проблемы, добыванию необходимых знаний и информации из различных источников. Работа над учебным проектом или исследованием

позволяет выстроить бесконфликтную педагогику, вместе с детьми вновь и вновь пережить вдохновение творчества, превратить образовательный процесс из скучной принудиловки в результативную созидательную творческую работу.

Сегодня, как никогда ранее, необходимы поиски наиболее результативных путей и способов интенсификации образовательного процесса, улучшение качества преподавания. В ряду основных факторов, способствующих повышению уровня преподавания, важная роль принадлежит использованию внутри − и межпредметных связей.

Идея интеграции стала в последнее время предметом интенсивных теоретических и практических исследований и приобрела особую актуальность в силу серьезных причин. Во-первых, интеграция дает возможность, с одной стороны, показать мир в целом, преодолев дисциплинарную разобщенность научного знания, а с другой − позволяет высвобождаемое при этом учебное время использовать для полноценного осуществления профильной дифференциации в обучении.

Интеграция в образовании – неотъемлемая черта времени, одна из сторон социокультурного развития общества. «На нынешнем этапе развития образовательных систем, − пишет З.Е. Гельман, − идея интеграции − это не просто методический прием. Это методологический принцип, своего рода краеугольный камень образования XXI века».

Внедрение в работу данных технологий призвано разрешить следующие проблемы в обучении:

•        школьники овладевают обрывочными сведениями. У учащихся возникает клочкообразное представление о мире и его законах, в которых не все связано и зависимо и многое существует само по себе. Такое внесистемное знание портит мышление и искажает отношение к миру и самому себе;

•        обучающиеся не умеют связывать вновь изучаемый материал с пройденным ранее, использовать на уроках знания по другим предметам;

•        узкая специализация и внутришкольная дифференциация приводит к разорванному знанию, отчужденному от человека. Вместе с усвоением готового дифференцированного знания обучающиеся усваивают и репродуктивный характер мышления. Возникает такого рода опасность и при переходе на профильное обучение с его дифференциацией;

•        в свою очередь, учителя также затрудняются в правильном, грамотном применении знаний из других предметов по ряду причин: знания из смежных дисциплин забыты или неизвестны в силу своей новизны; нет новой информации о достижениях в пограничных науках; нет методических умений, опыта в реализации связей между предметами.

•        учителям необходимо более активно овладевать сравнительно новой для них компетенцией в интегративной сфере учебного процесса.

Интеграция -

1.        создание у обучаемых целостного представления об окружающем мире (интеграция как цель обучения);

2.        нахождение общей платформы сближения предметных знаний (интеграция как средство обучения)

Интегрированный урок – особый тип урока, объединяющий в себе обучение одновременно по нескольким дисциплинам при изучении одного понятия, темы или явления.

Интеграция содержания – процесс установления связей между структурными компонентами содержания разных учебных дисциплин с целью формирования целостного представления о мире

Уровни интеграции содержания учебного материала:

        Внутрипредметная – интеграция понятий, знаний, умений и т.п. внутри отдельного учебного предмета.

        Межпредметная – синтез фактов, понятий, принципов и т.д. двух и бо-лее дисциплин.

        Транспредметная – синтез компонентов основного и дополнительного содержания образования.

Е.И. Рудянская рассматривает интегрированный урок следующим об-разом: интегрированный урок – это междисциплинарная форма учебного процесса, которая базируется, на теории познания и понимания того, что поиск знания является лучшим способом междисциплинарного исследования. Особенностью интегрированного урока является то, что в этом процессе могут участвовать содержания, излагать отдельные его части различными способами.

Одним из видов интеграции является использование межпредметных заданий.

Эпиграфом к нашему мастер классу я взяла слова А.К. Арбузова:

«Не могу представить себе химика, не знакомого с высотами поэзии, с картинами живописи и с хорошей музыкой, вряд ли он создаст что-то значительное в своей области».

Посмотрите на слайд и подумайте, о чем пойдет речь? (Предположительный ответ: о красках из химических веществ». Да, это действительно так.

(Слайд 3). Тема нашего мастер-класса «Волшебная химия цвета». Не случайно я выбрали эту тему. В современных условиях жизни недостаточно просто владеть набором знаний, умений и навыков, надо уметь применять их в реальной жизни, реальной ситуации. Наиболее целесообразной формой использования творческого потенциала учащихся считается практическая деятельность.  

Радость от восприятия цвета – одно из старейших культурно-эстетических чувств человечества. Сколько помнит мир, люди рисовали всегда. Во все времена люди старались украсить своё жилище. Эта традиция сложилась ещё в доисторическую эпоху. Первобытные художники оставляли на стенах пещер многочисленные изображения животных и сцен из их жизни. Самые первые рисунки первобытных охотников выполнены древнейшим красителем- сажей. Уже З тыс. лет назад нашим предкам были известны мел и охра. Примерно 6 тыс. лет назад художники начали применять в качестве пигментов малахит, лазурит, киноварь. В 5 веке до н.э. к ним добавились свинцовые белила, сурик, глёт.

Первоначально рисунки создавались только с помощью пигментов мелко истолчённых твёрдых окрашенных веществ. Позднее в их состав стали вводить связующие вещества - кровь животных, яичный желток, крахмальный клейстер, масло льняное, оливковое, смолы.

Так получили краски. Благодаря долговечности минеральных красок, до наших дней дошли изображения, возраст которых исчисляется сотнями и тысячами лет.

(Слайд 5). Древние иконописцы, виртуозно владея техникой рисования и знанием красок, создавали восхитительные фрески в храмах. Старинные иконы смотрят на нас, поражая глубиной образов и нетленными красками.

(Слайд 6). В замках, церквях и дворцах солнце, льющееся сквозь кружево витражей, погружает нас в фантастический мир цвета.

(Слайд 7). Со стен музеев смотрят на нас полотна старых мастеров, знакомые и близкие сюжеты картин наших современников.

(Слайд 8). Пигменты ещё несколько десятилетий назад называли обычно минеральными красками, подчёркивая их происхождение: многие природные пигменты получали измельчением окрашенных материалов. И сейчас поступают порою так же, особенно если надо приготовить яркие, сочные, стойкие краски для живописи. Но гораздо чаще в наши дни используют синтетические пигменты всевозможные оксиды и соли металлов. Если же пигменты имеют органическую природу, то их чаще называют красителями; пожалуй, главная область их применения — изготовление акварельных красок.

Что же нужно нам, чтобы ощутить себя художником? Карандаши, кисти, бумага, вдохновение и краски… Сейчас у нас есть все, кроме красок… Не волнуйтесь! Химия вам поможет! Ведь природа нам подарила столько красок!

– Сейчас мы с вами, используя химические вещества природных минералов и горных пород, получим акварельные краски в нашей школьной лаборатории.

Вначале мы приготовим с вами основу, которую будем добавлять во все вещества.

3.        Практическая часть

 Инструкция по приготовлению основы.

Смешайте 4 ч. л. муки, 2 ч. л. соли, влейте воду до образования массы чуть гуще, чем блины, затем добавьте 2 ч. л. ПВА и все хорошенько разотрите в ступке пестиком.  

        Теперь приступайте к изготовлению красок. Для этого вы делитесь на 3 группы и каждой группе предоставляется получить свои цвета.

Карточка для 1 группы.

1.        Получение коричнево-красной краски.

         В фарфоровую чашечку насыпьте немного оксида железа (III)- Fe2O3 и разотрите хорошенько пестиком до однородной массы. Добавьте основу и хорошенько снова разотрите.

2.        Получение черной краски.

        В фарфоровую чашечку насыпьте немного угля, разотрите его пестиком до состояния пудры, добавьте основу и снова разотрите.

3.        Получение оранжевой краски.

В ступке смешайте в одинаковой пропорции дихромат калия (K2Cr2O7) и борную кислоту (H3BO3). Хорошенько разотрите пестиком, добавьте основу и вновь разотрите.

4.        Получение малиново-коричневой краски.

Разотрите в ступке марганцовку (КMnO4), добавьте основу и вновь разотрите.

Карточка для 2 группы.

1.        Получение коричнево-красной краски.

В фарфоровую чашечку насыпьте немного оксида железа (III)- Fe2O3 и разотрите хорошенько пестиком до однородной массы. Добавьте основу и хорошенько снова разотрите.

2.        Получение желтой краски.

В фарфоровой ступке при помощи пестика измельчите жёлтый порошок хромата калия К2Cr04, добавьте связующего вещества и разотрите.

3.        Получение белой краски.

В фарфоровую чашечку насыпьте немного мела и разотрите хорошенько пестиком до однородной массы. Добавьте основу и снова хорошенько разотрите.

4.        Получение зеленой краски.

В качестве зеленой краски на Руси часто использовали мелко истертый, хорошо известный как поделочный камень – малахит. Малахит – комплексное соединение карбоната и гидроксида меди CuCO3•Cu(OH)2.

Для приготовления искуственного малахита возьмите немного карбоната меди CuCO3, добавьте немного гидроксида натрия (NaOH) и затем немного сульфата меди (II) (CuSO4). Все истолките в ступке, а затем тщательно разотрите с основой.

Карточка для 3 группы.

1.        Получение коричнево-красной краски.

В фарфоровую чашечку насыпьте немного оксида железа (III)- Fe2O3 и разотрите хорошенько пестиком до однородной массы. Добавьте основу и хорошенько снова разотрите.

2.        Получение темно-зеленой краски.

Сейчас зеленые краски в основном получают синтетическим путем. Многие из них в основе своего красящего пигмента содержат оксид хрома(III) Cr2O3, называемый еще хромовой зеленью. Очень редкий минерал, содержащий в своем составе до 30% оксида хрома (III) Cr2O3 волконскоит имеет красивый зеленый цвет различных оттенков – от темно-зеленого до ярко-зеленого.

Такой пигмент мы можем сейчас получить с помощью несложного, но эффектного опыта.

Проведем опыт «Извержение вулкана» по уравнению реакции:

(NH4)2Cr2O7 = N2 + Cr2O3 + 4H2O

Для этого насыпьте на асбестовую сеточку немного дихромата аммония ((NH4)2Cr2O7), добавьте 2-3 капли спирта и подожгите. После прохождения реакции смесь нужно охладить, хорошо растереть в ступке, добавить основы.

3.        Получение «Железной» желтой краски.

 «Железную» желтую акварельную краску можно получить при помощи соли трехвалентного железа FeCl3, которую смешиваем с раствором хромата калия K2CrO4. Мгновенно образуется желтый осадок Fe2(CrO4)3.

2FeCl3 + 3K2CrO4 ═ Fe2(CrO4)3↓ + 6KCl.

Полученное вещество истолките в ступке, а затем тщательно разотрите с основой.

4.        Получение красной краски.

В фарфоровой чашечке смешайте немного хлорида железа (III)- FeCL3  и роданид аммония NH4CNS. Добавьте основу и хорошенько разотрите.

Итак, краски готовы, можно приступать к созданию картин (рисунков).

(Слайд 9)

 Разукрашу жизнь яркими красками,

И улыбку вам всем подарю,

Пусть реальность красивою сказкою,

Где все счастливы я сотворю!

А попробуй и сам! Получается?

Ну не бойся, палитру бери!

Не волнуйся, они не кончаются,

И смелее! Твори же, твори!

Продемонстрируйте свое творчество другим группам. Молодцы!

Итак, заканчивается наш мастер-класс, на котором вы выступили не только в роли художников, творцов прекрасного, но и в роли мастеров, которые смогли создать краски. Научные знания химической лаборатории соединились с мастерской  художника.

Процесс обучения должен быть построен таким образом, чтоб, с одной стороны, разграничить между собой отдельные предметы, а с другой – объеди-нить в нашем сознании схожие и родственные, внося тем самым огромную ясность в наше сознание и после полного их уточнения повысить до ясных понятий.» (И.Г. Песталоцци).

Необходимость межпредметных связей связана с тем, что «монологиче-ская» система образования утратила свою эффективность; каждая учебная дис-циплина является  набором сведений из определенной области знаний, не дающая системного описания действительности; учащиеся обладают обрывочными сведениями  из различных дисциплин; не умеют связывать материал одного предмета, разных предметов; учителя затрудняются в грамотном применении знаний из других предметов.  

Интегрированные задания способствуют формированию познавательных мотивов. Вникая в сущность заданий, учащиеся  еще раз убедятся, насколько тесна связь между знаниями по химии и другими предметами, повседневной жизнью человека, физиологической потребностью организма в тех или иных веществах. Помимо образовательных моментов учащиеся поймут, что знания свойств веществ важно для сохранения здоровья и, что трудно переоценить роль химических реакций в повседневной жизни человека.

Результаты интегрированного обучения:

•        способствует развитию научного стиля мышления учащихся;

•        даёт возможность широкого применения учащимися естественнонаучного метода познания;

•        формирует комплексный подход к учебным предметам, единый с точки зрения естественных наук взгляд на ту или иную проблему, отражающую объективные связи в окружающем мире;

•        повышает качество знаний учащихся;

•        повышает и развивает интерес учащихся к предметам естественно-математического цикла;

•        формирует у учащихся общие понятия физики, математики, информатики; обобщённые умения и навыки: вычислительные, измерительные, графические, моделирования, наблюдения, экспериментирования,— которые вырабатываются согласованно;

•        формирует убеждение учащихся, что они могут изучать с пониманием более сложные вещи в сравнении с теми, которые предлагаются в учебнике;

•        позволяет использовать авторские компьютерные программы учащихся (созданные на базе интеграции) в дальнейшем учебном процессе;

•        расширяет кругозор учащихся, способствует развитию творческих воз-можностей учащихся, помогает более глубокому осознанию и усвоению про-граммного материала основного курса физики, математики, информатики и других предметов на уровне применения знаний, умений, навыков в новых условиях;

•        приобщает школьников к научно-исследовательской деятельности.

Кроме того, актуальность интегрированных заданий связана с тем, что в рамках ФГОС нового поколения в систему учебных действий включены личностные, метапредметные и предметные результаты.

Метапредметные образовательные результаты предполагают, что у учеников будут развиты:

•        уверенная ориентация в различных предметных областях за счет осознанного использования при изучении школьных дисциплин философских и общепредметных;

•        владение основными общеучебными умениями информационно-логического характера,

•        умениями организации собственной учебной деятельности,

•        основными универсальными умениями информационного характера, информационным моделированием как основным методом приобретения знаний, широким спектром умений и навыков использования средств информационных и коммуникационных технологий для сбора, хранения, преобразования и передачи различных видов информации,

•        базовыми навыками исследовательской деятельности, проведения виртуальных экспериментов,

•        способами и методами освоения новых инструментальных средств,

•        основами продуктивного взаимодействия и сотрудничества со сверстниками и взрослыми.

Таким образом, при систематическом использовании межпредметных свя-зей у учащихся:

1.        Повышается интерес к предмету.

2.        Учащиеся приучаются искать связь химии с жизнью, что побуждает их пользоваться дополнительными источниками информации.

3.        Повышается уровень знаний.

4.        Совершенствуются навыки самообразования.

5.        Формируется диалектико-материалистическое мировоззрение.

Результаты анкетирования участников мастер-класса свидетельствуют об акту-альности темы мероприятия, пользе и значимости рассматриваемых проблем.

Карточка для 1 группы.

1.        Получение коричнево-красной краски.

         В фарфоровую чашечку насыпьте немного оксида железа (III)- Fe2O3 и разотрите хорошенько пестиком до однородной массы. Добавьте основу и хорошенько снова разотрите.

2.        Получение черной краски.

        В фарфоровую чашечку насыпьте немного угля, разотрите его пестиком до состояния пудры, добавьте основу и снова разотрите.

3.        Получение оранжевой краски.

В ступке смешайте в одинаковой пропорции дихромат калия (K2Cr2O7) и борную кислоту (H3BO3). Хорошенько разотрите пестиком, добавьте основу и вновь разотрите.

4.        Получение малиново-коричневой краски.

Разотрите в ступке марганцовку (КMnO4), добавьте основу и вновь разотрите.

Карточка для 2 группы.

1.        Получение коричнево-красной краски.

В фарфоровую чашечку насыпьте немного оксида железа (III)- Fe2O3 и разотрите хорошенько пестиком до однородной массы. Добавьте основу и хорошенько снова разотрите.

2.        Получение желтой краски.

В фарфоровой ступке при помощи пестика измельчите жёлтый порошок хромата калия К2Cr04, добавьте связующего вещества и разотрите.

3.        Получение белой краски.

В фарфоровую чашечку насыпьте немного мела и разотрите хорошенько пестиком до однородной массы. Добавьте основу и снова хорошенько разотрите.

4.        Получение зеленой краски.

В качестве зеленой краски на Руси часто использовали мелко истертый, хорошо известный как поделочный камень – малахит. Малахит – комплексное соединение карбоната и гидроксида меди CuCO3•Cu(OH)2.

Для приготовления искуственного малахита возьмите немного карбоната меди CuCO3, добавьте немного гидроксида натрия (NaOH) и затем немного сульфата меди (II) (CuSO4). Все истолките в ступке, а затем тщательно разотрите с основой.

Карточка для 3 группы.

1.        Получение коричнево-красной краски.

В фарфоровую чашечку насыпьте немного оксида железа (III)- Fe2O3 и разотрите хорошенько пестиком до однородной массы. Добавьте основу и хорошенько снова разотрите.

2.        Получение темно-зеленой краски.

Сейчас зеленые краски в основном получают синтетическим путем. Многие из них в основе своего красящего пигмента содержат оксид хрома(III) Cr2O3, называемый еще хромовой зеленью. Очень редкий минерал, содержащий в своем составе до 30% оксида хрома (III) Cr2O3 волконскоит имеет красивый зеленый цвет различных оттенков – от темно-зеленого до ярко-зеленого.

Такой пигмент мы можем сейчас получить с помощью несложного, но эффектного опыта.

Проведем опыт «Извержение вулкана» по уравнению реакции:

(NH4)2Cr2O7 = N2 + Cr2O3 + 4H2O

Для этого насыпьте на асбестовую сеточку немного дихромата аммония ((NH4)2Cr2O7), добавьте 2-3 капли спирта и подожгите. После прохождения реакции смесь нужно охладить, хорошо растереть в ступке, добавить основы.

3.        Получение «Железной» желтой краски.

 «Железную» желтую акварельную краску можно получить при помощи соли трехвалентного железа FeCl3, которую смешиваем с раствором хромата калия K2CrO4. Мгновенно образуется желтый осадок Fe2(CrO4)3.

2FeCl3 + 3K2CrO4 ═ Fe2(CrO4)3↓ + 6KCl.

Полученное вещество истолките в ступке, а затем тщательно разотрите с основой.

4.        Получение красной краски.

В фарфоровой чашечке смешайте немного хлорида железа (III)- FeCL3  и роданид аммония NH4CNS. Добавьте основу и хорошенько разотрите.