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.

М

М

С

С

15%

65%

+

=

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:

1. Построение модели.

2. Исследование модели.

3. 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 V_t = V₀(1 + αt) - 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: …»

160

70

Температура, ⁰С

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.