Технология "Интегратор" как разновидность технологий на основе дидактического усовершенствования и реконструирования учебного материала

Разделы: Химия

Чем дальше, тем искусство становится
более научным, а наука более художественной. Расставшись у основания, они
встретятся когда-нибудь на вершине.

Флобер

Человечество живет в созданной им техносфере. Ее возникновение обусловлено интенсивным развитием науки и техники. Одно из ведущих мест в системе последних принадлежит химической науке, технологии и промышленности. Люди используют огромное количество синтетических веществ и материалов. Благосостояние человечества в огромной степени связано с реальными достижениями химической науки и промышленности. Среднее образование должно обеспечивать учащимся условия для ознакомления с окружающим материальным миром и образующими его химическими соединениями.

Последствия развития техносферы во многих отношениях оказались негативными: человечество пришло в состояние экологической неадекватности. Выход из него возможен лишь на пути дальнейшего развития и внедрения в практику научных знаний на основе приоритетов высших ценностей: Истины, Добра, Красоты. Химическое образование, имеющее целью ознакомление с различными аспектами материальной культуры, раскрывает огромные возможности в плане развития мотивации учения национальных истоков, традиций, достижений – в мае териаловедческом и историко-искусствоведческом аспектах. Это обусловлено тем, что в русле развития ремесел и искусств накоплен огромный прикладной материал о способах получения, обработки и свойствах различных веществ. Эти знания составляют исключительно благоприятную основу для создания множества ситуаций, в которых предметные знания и умения по химии получают новое освещение и приложение. То есть на основе историко-материаловедческого анализа материальной культуры создается особый пласт химических познавательных задач и иллюстрация традиционного учебного материала, использование и решение которых на уровнях химии обеспечивает:

– развитие у учащихся целостного взгляда да мир, на единство культуросозидающей деятельности человека; на значимость постоянного интенсивного развития науки для эффективного решения практических проблем;
– обогащение учебно-воспитательного процесса пластом знаний, содействующим “повышению жизненных целей” (В.С.Шубинский) учащихся, развития у них интереса к высокому искусству, к национальной культуре, к истории и достоянию родного города;
– создание эмоционально-комфортной среды;
– обогащение предметной системы наглядности за счет привлечения историко-искусствоведческого материала и иллюстрирующих его средств;
– расширение реальной сферы самостоятельной разноуровневой, в том числе творческой, деятельности учащихся;
– развитие у учащихся познавательных интересов в направлении от любопытства, любознательности к формированию устойчивых интересов.

В связи с этим мне хочется представить свой опыт работы по внедрению культурологических и краеведческих знаний в систему преподавания химии. ГОУ СОШ № 477 Пушкинского района Санкт-Петербурга – это школа с углубленным изучением предметов художественно-эстетического цикла. Концепция развития школы: “Создание социальных и педагогических условий развития личности ребенка в контексте культурного наследия Царского Села” определила необходимость дидактического совершенствования и реконструирования учебного материала на основе культурологических знаний с краеведческим аспектом, поиска новых технологий и методик их внедрения в процесс обучения и в неурочную деятельность. В сотрудничестве с учащимися проводится информационно-поисковая работа в направлениях “Химия и искусство”, “Декоративно-строительные материалы в создании культурных памятников Санкт-Петербурга и Царского Села”. Накопленный материал был классифицирован по направлениям: гидропарки Царского Села, камнерезное искусство в декорировании интерьера дворцов, пудостской камень и плиточный Путиловский известняк в архитектурных сооружениях, мрамор в декорировании дворцов и парков, впервые в Царском Селе, чугунное и бронзовое литье, оксиды и соли в палитре художника и другие. <Рисунок 1>, <Рисунок 2>, <Рисунок 3>.

На основании собранного материала было разработано “Методическое сопровождение к базовой программе по химии с элементами культурологических и краеведческих знаний”, в котором придерживаясь принципа концентрического построения программы, к каждой теме уроков представлены элементы культурологических знаний. Таким образом, появилась культурологическая модель школьного химического образования.

Разработаны и апробированы приемы и методы использования культурологического материала в обучении и внеурочной деятельности:

– ведение эвристической беседы,
– создание и решение проблемных ситуаций на уроке,
– составление и решение расчетных задач с использованием культурологического материала,
– выполнение творческих иллюстрированных работ, как условие для самореализации творческих способностей учащихся, дальнейшее их использование в качестве средств наглядности,
– информационно-поисковая работа с использованием ИКТ и выполнение реферативных работ,
– проектная деятельность учащихся по разработке экскурсий на основе интеграции химии и культурологии.

Формирование дворцово-парковых ансамблей было невозможно без опоры на фундаментальные разделы знания – математику, физику, химию, геологию. Творцы дворцово-парковых ансамблей – это полиглоты культуры и цивилизации. Поэтому культурологическая модель химического образования требует интеграции с другими областями знаний. Примером такой интеграции может служить обобщающий урок в 9-м классе “Архитектура. Наука. Культура” с использованием знаний учащихся за курс неполного общего образования по химии, физике, географии. Главной целью урока является: создание модели технологии строительства памятника архитектуры и иллюстрация значимости естественнонаучных знаний.

В ходе подготовки к уроку учащиеся разбиваются на творческие исследовательские группы: геологи, инженеры, архитекторы, материаловеды, химики и готовят творческие разработки-проекты “Архитектура – наука – русская культура в создании художественного ансамбля Екатерининский дворец”. Во время урока проходит презентация проектов по технологии строительства памятника

архитектуры с использование технологии “Дебаты”. При подведении итогов урока учащиеся выделяют знания из области химии, физики, географии, которые им были необходимы при решении поставленных задач. Схема урока представлена в <Приложении 1>.

В системе интегрированных уроков с использованием знаний из областей разных наук обнаруживаются интеллектуальные мосты, связывающие различные дисциплины, каждая из которых опирается на свой собственный понятийный аппарат. Эти понятия называются интеграторами, через них появилась возможность осуществлять перевод знания с языка одной дисциплины на другие научные языки, что и обеспечивает освоение целостности картины мира.

Так связующим звеном знаний из разных областей наук в содержании урока “Путешествие по глобусу и карте вместе с Жюлем Верном” в 7-м классе является понятие-интегратор миграция, которому придается социальное, биологическое, химическое, географическое значение. Поэтому в урок по изучению литературного произведения естественно удается ввести знания из области химии, демонстрирующие способы получения и обработки веществ, их использование в практической деятельности; и провести химический эксперимент, описание которого встречается на страницах произведения. <Приложение 2>

Одним из основных понятий химии является понятие “химический элемент”. Это частнонаучное понятие явилось интегратором на уроках в 8-м классе по теме “Металлы простые вещества”. Понятие интегратор элемент рассматривается как важнейшая доминанта не только неорганической, но и органической форм движения материи. Поэтому в содержании урока органично сочетаются знания из разных областей знаний. Основные этапы урока отражены в <Приложении 3>.

Процесс формирования понятий-интеграторов обладает неиссякаемым культуротворческим потенциалом на всех стадиях обучения, так как он создает возможности для систематической переработки нового материала, требующего преодоления монодисциплинарного освоения мира. Это позволяет повышать интеллектуальную культуру школьников, создавать условия для личностно-ориентированного и развивающего обучения, формировать методологические подходы к интегративному, междисциплинарному освоению знаний и целостному восприятию мира.

Использование понятий-интеграторов превращает науку и образование в открытую терминологическую систему, объединяющую различные дисциплины. Еще одним ярким примером использования технологии Интегратор является урок химии в 8 классе по теме “Генетическая связь классов неорганических веществ”.

Учебно-воспитательные задачи:

  1. Обобщение и закрепление знаний учащихся о составе и свойствах неорганических веществ. Дать понятие о генетической связи и генетическом ряде на основе понятия интегратора ген – (родство). Рассмотреть в “динамике” генетические ряды металла и неметалла.
  2. Продолжить формирование мировоззрения учащихся о единстве и многообразии мира веществ.
  3. Задейтвовать на уроке весь ученический коллектив. Формировать умение работать в составе творческой группы.
  4. Дать ученикам возможность прикоснуться к настоящей науке, учить свободно мыслить, устанавливать на основе наблюдений причинно-следственные связи, искать пути решения учебных проблем.

Методика:

работа в группах (коллективный способ обучения), выполнение лабораторного и демонстрационного эксперимента, создание проблемных ситуаций, ведение эврестической беседы.

Оборудование:

наборы образцов веществ для выполнения лабораторного и демонстрационного эксперимента, образцы природных соединений кальция, таблица “Образование осадочных пород”, карточки с

общими формулами классов веществ, стенд с иллюстрационными творческими работами учащихся по темам: “Пудостский камень в архитектуре Камероновой галереи и Казанского Собора”, “Мрамор – нежность и красота”, “Садовая мраморная скульптура Екатерининского парка”, видео-материалы “Пригороды Санкт-Петербурга. Царское Село”. На доске: графическая заготовка схемы урока.

Организация пространства:

стол № 1 “Химики”, стол № 2 “Минералоги”, стол № 3 “Геохимики”, стол № 4 “Архитекторы”, “Искусствоведы”.

История большинства химических элементов в земной коре характе-
ризуется круговыми процессами.

В.И.Вернадский

Ход урока

Учитель: ребята, на предыдущих уроках мы познакомились с классами неорганических веществ, рассмотрели их классификацию и свойства. Вещественный мир природы находится в непрерывном движении, в непрерывном химическом превращении. Закройте глаза и представьте себе, что сейчас в каждой клеточке, в капле воды, в миллилитре почвы или воздуха происходят тысячи и тысячи химических реакций. Как разобраться в этом мире взаимных превращений веществ? Сегодня мы сделаем первый шаг на пути решения этой проблемы. Объявляется тема урока “Генетическая связь классов неорганических веществ” и записывается в общую схему урока (заготовка на доске и в тетрадях учащихся).

– Каково значение слова “генетическая”? Обратимся за помощью к толковому словарю. Учащиеся работают с толковыми словарями. Итоги обсуждаются:

– “генетическая” – родственная по происхождению,

– “ген” – набор родственных признаков,

– “генезис” – происхождение.

Учитель: в каких ситуациях мы встречаемся с понятием “ген”, “генетическая”?

Учащиеся приводят примеры из области биологии (генетический код), истории (род, родоначальник), повседневной жизни (родственник). Учитель в ходе такой беседы подводит к выводу, что генетическая связь – это родственная связь.

Проблема: – следовательно, для обнаружения генетической связи между веществами нужно искать родственные связи. В чем заключается родство между отдельными группами веществ?

Для решения проблемы учащимся предлагаются задания.

  1. Ознакомиться с составом предложенных образцов веществ.
  2. К каким классам веществ они относятся?
  3. Запишите химические формулы предложенных вам веществ веществ в тетрадь.
  4. На основании состава веществ определите, в чем заключается родство этих веществ? Какой химический элемент является общим геном?

Итоги групповой работы обсуждаются и записываются на доске:

Fe

Fe2O3

Fe(OH)3

FeCl3

Cu

CuO

Cu(OH)2

CuSO4

S

SO2

H2SO3

Na2SO3

P

P2O5

H3PO4

K3PO4

Вывод: химические элементы железо, медь, сера, фосфор являются родоначальниками групп предложенных веществ.

Проблема: могут ли другие химические элементы являться родоначальниками? Существует ли порядок в организации таких родственных веществ?

Задания для решения проблемы:

  1. Расположите образцы ваших веществ в порядке усложнения их состав.
  2. Изучите физические свойства предложенных веществ. Наблюдаются ли сходства между веществами, образованными атомами одного химического элемента?
  3. С помощью набора карточек общих формул классов веществ, смоделируйте в общем виде полученные вами ряды. Сделайте соответствующие записи в тетрадях.

Итогом обсуждения является схема генетического ряда металла и неметалла.

Выводы:

– мы получили ряд веществ, принадлежащих к разным классам, но имеющим родственные признаки;

– генетический ряд – это “родственны” ряд веществ, образованных от одного химического элемента;

– каждый генетический ряд заканчивается веществом, принадлежащим к классу солей.

Учитель демонстрирует соль карбонат кальция и предлагает составить химическую формулу этого вещества, установить родоначальников этого вещества и составить ряды родственных веществ –генетические ряды углерода и кальция, которые объединяются веществом карбонат кальция.

После обсуждения и записи этих рядов, делаем вывод о единстве всех веществ.

Проблема: Какие связи существуют между веществами ряда металла и неметалла?

Задания для решения проблемы:

  1. На основании знаний химических свойств классов веществ, укажите возможные превращения.
  2. Составьте общую схему генетической связей между классами веществ.

После выполнения заданий делаем выводы:

– связь между веществами, которая проявляется в их взаимном превращении, называется генетической;

– генетическая связь обуславливает единство всех веществ и их многообразие (запись в общую схему урока);

– генетическая связь позволяет получать новые вещества, необходимые в практической деятельности человека (запись в схему урока). Учитель: для иллюстрации генетической связи между рядами соединений кальция и углерода приглашаются сотрудники химической лаборатории.

Группа учащихся-химиков демонстрирует опыты и представляет Соответствующие уравнения реакций:

– взаимодействие оксида кальция с водой, -горение угля в кислороде,

– пропускание углекислого газа через известковую воду.

Проблема:

Возможны ли такие превращения в природе?

Для решения проблемы приглашается группа учащихся-геохимиков, которые представляют процесс карбонизации, приводящий к образованию осадочных пород (используется таблица). Проблема:

Какие разновидности карбоната кальция встречаются в природе? Над решением этой проблемы работали минералоги. Они знакомят учащихся с разновидностями кальцита в природе, демонстрируют образцы минералов кальцита, мела, известняка, ракушечника, мрамора. В ходе обсуждения итогов работы групп ученых делаем вывод: Многообразие веществ в природе обусловлено их взаимным превращением, согласно генетическим связям между классами веществ (запись в схему урока).

Учитель: человек широко использует в практической деятельности природные материалы. Одним из направлений их использования является применение в качестве декоративно-строительных материалов в архитектуре и искусстве (запись в схеме урока). Представляется творческий отчет группы искусствоведов с использованием иллюстрационных работ и видео-материалов по темам:

– пудостский камень в облицовке Камероновой галереи,

– итальянский мрамор “статуарио” в садовой скульптуре,

– сибирский, карельский, уральский мрамор в декорировании Екатерининского парка.

Подведение итогов урока проходит в ходе эвристической беседы с использованием схемы урока, которая постепенно заполнялась на разных этапах обсуждения проблем.<Рисунок 4>

Вывод: генетическая связь – связь веществ по происхождению. Она отражает возможности превращения веществ и делает возможным применение веществ в практической деятельности человека.