Успешность изучения любого предмета, прежде всего, определяется уровнем познавательного интереса учащихся к данной области знаний. Сильно теоретизированный учебный материал, как правило, не только малодоступен пониманию учащихся, но и резко снижает их познавательную активность. Для многих людей знакомство с химией ограничивается рамками школьной программы, в то же время химические знания могут оказаться востребованными в повседневной жизни. Поэтому очень важно подготовить ученика к грамотному и потому безопасному “общению” с химическим веществом.
К сожалению, далеко не всегда выпускник современной школы знаком с областями применения тех или иных веществ, понимает суть происходящих рядом химических процессов. Конечно, можно возразить, что, например, для того, чтобы сделать химическую завивку волос, совсем необязательно понимать сущность химических процессов, происходящих при этом. Однако, знание химической стороны этого приема парикмахерского искусства может обезопасить собственные волосы от сильного повреждения, что весьма немаловажно для любого человека. Чтобы повысить познавательный интерес учащихся к химии, необходимо усилить связь изучаемого материала с жизнью. С этой целью имеет смысл как можно чаще обращаться к жизненному опыту самих учеников, а также использовать дополнительную информацию, расширяющую так называемый “химический” кругозор.
Приведу несколько примеров, иллюстрирующих связь теоретического материала, изучаемого в курсе химии, с жизнедеятельностью человека. При изучении свойств спиртов учащиеся знакомятся с их окислением. Подобные процессы происходят и в организме человека: метанол окисляется до формальдегида, который является сильнейшим ядом, а этиловый спирт - до ацетальдегида и уксусной кислоты, пагубно действующих прежде всего на клетки нервной системы (происходит их постепенное отмирание), а так же на клетки печени, “перерабатывающей” ядовитые вещества. Установлено, что алкоголь обладает наркотическим действием и при длительном его употреблении происходит уменьшение объёма мозга человека, снижение его умственных способностей. Таким образом, обычные реакции окисления спиртов, изложенные в свете связи с жизнью, будут освоены с большим интересом.
Не зная химии или не умея ее применять, можно серьезно пострадать в результате неверного использования горючего или неправильной эксплуатации машин. Учащимся известно, что в выхлопных газах содержатся пары частично несгоревшего горючего, угарный газ, оксиды азота. Поэтому они должны запомнить, что нельзя спать в кабине автомобиля или в гараже, не выключая двигатель.
В процессе изучения химии нельзя игнорировать ее так называемые локальные связи с жизнью, отражающие особенности местных природных условий, в том числе особенности растительного мира, наличие полезных ископаемых, рек и т.д.
Одной из особенностей растительного мира Пермского края является произрастание на его территории клюквы и брусники. Из жизненных наблюдений известно, что эти ягоды сохраняются продолжительное время без консервирования. Причина-присутствие в них природных веществ-консервантов, в частности бензоата натрия - соли бензойной кислоты. В связи с этим в рамках изучения темы “Карбоновые кислоты” имеет смысл более подробно познакомить учащихся с бензойной кислотой и ее функциональными производными.
Развитию познавательного интереса к изучению химии существенно помогает установление межпредметных связей. В многопрофильном учебном заведении осуществление межпредметных связей становится особенно актуальным в связи с присутствием у обучаемых уже сформировавшегося в той или иной степени интереса к основному предмету выбранного профиля.
Приведу несколько конкретных примеров реализации межпредметных связей курса химии с некоторыми вопросами, изучаемыми в рамках других учебных предметов.
В рамках установления межпредметных связей химии и экономической географии имеет смысл обсуждать с учащимися вопросы экономической целесообразности размещения химических производств на тех или иных территориях страны.
Например, чтобы ответить на вопрос о наиболее экономически выгодном размещении предприятий по производству галогенов, учащиеся должны проанализировать виды сырья и способы его переработки. Из курса химии известно, что сырьем для получения хлора служит поваренная соль, раствор которой подвергают электролизу. Следовательно, предприятия по производству хлора должны быть размещены в богатом электроэнергией промышленном центре. Работать такие предприятия могут на привозном сырье.
Бром и йод в природе чрезвычайно рассеяны и не имеют минеральных скоплений. Поэтому основным источником получения брома являются воды соляных озер, содержащие до 0,5% брома. Бром содержат также некоторые буровые воды отдельных нефтеносных районов. Йод также получают из буровых вод и из морских водорослей, зола которых содержит до 0,5% иода. При этом бром и йод получают вытеснением их из растворов соответствующих солей хлором. Проанализировав эту информацию, учащиеся делают вывод, что бром и йод экономически выгодно получать только вблизи источников сырья, т.к. транспортировать буровые воды, содержащие 0,5% брома или йода, экономически невыгодно. Значительно дешевле обеспечить доставку к сырьевым источникам брома или йода сжатого в баллонах хлора.
Межпредметные связи с геологией можно проиллюстрировать следующим примером. Характеризуя химический элемент, необходимо обратить внимание учащихся не только на его свойства, но и на распространение в природе. Большинство химических элементов образуют природные соединения-минералы. Изучая состав минералов, можно рассмотреть физико-химические процессы, которые происходят с ними в природе (выветривание, растворение), а так же охарактеризовать свойства минералов (цвет, блеск, твердость, плотность, цвет черты).
Практически безграничны возможности установления межпредметных связей химии и биологии, поскольку все биохимические процессы, протекающие в живых организмах, основаны на свойствах ионов и органических веществ.
Использование межпредметных связей с курсом физики способствует более глубокому усвоению учащимися сути электрохимических и термохимических процессов.
Применение математических знаний на уроках химии дает возможность показать высокую практическую значимость математики и одновременно привлечь исключительных ее поклонников к изучению химии. Приведу примеры: при изучении строения циклопарафинов возникает учебная необходимость проанализировать устойчивость циклов, что невозможно сделать, не используя геометрические расчеты; изучение темы “Химическая кинетика и равновесие” требует количественной оценки химических процессов, в том числе дифференциальных исчислений; наконец, любая задача требует применения хотя бы элементарных математических расчетов.
Многие связи химии с содержанием других предметов можно устанавливать, используя задачи. К сожалению, решение задач остается для многих учащихся нелюбимым занятием. С целью повышения познавательного интереса к химии имеет смысл в предлагаемые учащимся задания включать интересную информацию научного, краеведческого, производственного характера. Чтобы выявить влияние содержания задачи на успешность ее решения провела простой эксперимент: двум группам учащихся предложила однотипные задачи, но с несколько измененным содержанием. Вариант I включал обычные расчетные задачи, вариант II-задачи с дополнительной познавательной информацией.
Приведу пример. Вариант I: величина pH одного раствора - 7,25, другого -5,9. На какую величину отличается концентрация водородных ионов в этих растворах? Вариант II: величина pH крови здорового человека - 7,25. При высокой температуре величина pH понижается до 5,9. Рассчитайте, как меняется при этом концентрация ионов водорода в крови человека.
Задачу первого варианта учащиеся почти всегда решали без видимого интереса, а задачу второго варианта- с явным удовольствием, поскольку условие задачи вызывало у них интерес, который и обусловливал стремление ее решить.
Формированию познавательного интереса к изучению химии помогает использование на уроках художественной и научно-популярной литературы, содержащей описание химических явлений, свойств веществ и их применения в необычных ситуациях, а так же исторических фактов, тем или иным образом связанных с проявлением химическим веществом его свойств.
Тематически уместно подобранные отрывки и примеры из литературных произведений формируют у учащихся стойкие ассоциативные связи с изучаемым материалом курса химии. Например, сделать более познавательным обсуждение свойств алюминия поможет отрывок из романа Н.Г.Чернышевского “Что делать?”. После его чтения логично задать учащимся вопросы:
- О каких физических свойствах алюминия идет речь в этом тексте?
- Какие области применения алюминия основаны на этих свойствах?
При изучении темы “Углеводы” рассматриваются продукты химической переработки целлюлозы, в частности тринитроцеллюлоза, или пироксилин – сильное взрывчатое вещество.
В качестве иллюстрации силы его взрывчатых свойств привожу исторический факт взрыва, произошедшего во время немецкой оккупации Киева в 1918 г. Спустя годы в своем романе “Белая гвардия” М.Булгаков описал это трагическое событие. Изучение свойств углеводов также позволяет обсудить с учащимися вопрос: почему не удалась попытка отравить Григория Распутина цианидом калия, положенным в пирожное?
Изучение поведения химических веществ и областей их применения в новом аспекте всегда вызывает у учащихся огромный интерес и формирует устойчивую убежденность в необходимости химических знаний.
Особый познавательный интерес у учащихся вызывают примеры применения химических знаний, приведенные из жизненного профессионального опыта учителя.
Работая сотрудником лаборатории физико-химических методов анализа в ПГУ столкнулась с задачей разрешить проблему археологического характера. На исследование были представлены изразцы с целью установления века, которому они принадлежат. Задача оказалась выполнимой. На основе изучения поведения образцов материала в широком интервале температур методом дифференциально-термического анализа (ДТА) и сопоставления результатов ответ с высокой долей достоверности был дан.
Приведу еще один пример, который всегда вызывает интерес учащихся. Сотрудники судебной экспертизы обратились с просьбой установить возможность определения возраста человека путем исследования его костей методом ДТА. Эксперимент показал, что независимо от возраста человека дериватограммы биологического материала выглядят практически одинаково и четкой закономерности не прослеживается. Следовательно, для ответа на поставленный вопрос результатов данного метода исследования недостаточно.
Не меньшую роль в формировании познавательного интереса к изучению химии играет знакомство с историей научных открытий. Один из ярких примеров – “случайное” открытие американским изобретателем Чальзом Гудеиром способа получения резины вулканизацией натурального каучука.
Безусловно, приведенные примеры – это всего лишь иллюстрация того, что использование художественной литературы, исторических фактов на уроках химии – важное, нужное и главное – эффективное средство развития познавательного интереса учащихся.