Интегрированный урок "химия + физика" по теме "Строение атома"

Сегодня мы приходим к пониманию того, что в связи с процессами, происходящими в мире, меняются и ценностные ориентации современного человека. Мы должны прийти к пониманию, что к природе и обществу применим единый системный подход, выражающий внутреннее единство мира, что через решение региональных проблем возможно решение проблем мировых, что без воспитания интереса и уважения к культурам народов нашей планеты невозможно понимание сути собственного народа, осознание собственной ценности. То есть, формирование мировоззрения одна из главных целей обучения, а интеграция и есть тот инструмент, который помогает формированию целостного взгляда на мир, пониманию сущностных взаимосвязей явлений и процессов.

Интеграция предметов – это организация предметной деятельности, предполагающая использование системного подхода, ориентированного на формирование системного типа мышления. Интегрированный урок – это урок, который проводится с целью раскрытия общих закономерностей, законов, идей, теорий, отображенных в разных науках и соответствующих им учебных предметах. Его проведение обеспечивает формирование у учеников целостной системы представлений о диалектико-материалистических законах познания окружающего мира в их взаимосвязи и взаимообусловленности; оказывает содействие углублению и расширению знаний учеников, диапазона их практического применения к процессам и явлениям окружающей действительности.

Интегрированные уроки помогают учащимся осознать возможности применения приобретенных знаний в разных (смежных) областях науки и сферах деятельности, синтеза фактов, явлений, процессов с целью выдвижения новых идей, разработки гипотез, позволяют организовать понимание. Этому способствует свойственная интегрированным урокам деятельность учителя и учеников. На интегрированных уроках, как ни на каких других, происходит формирование умений анализировать, синтезировать, обобщать, умение видеть проблему, намечать пути решения проблемы и др. Именно на этих уроках в большей мере происходит формирование личности творческой, самостоятельной, ответственной, толерантной.

Интегрированные уроки в школе могут быть эпизодическими, приуроченными к каким-либо мероприятиям или датам, а могут быть системой научно-методической работы в школе. В последнем случае на учителях-предметниках лежит тяжелая задача – определение сквозных тем и возможностей интеграции. Собственный опыт, анализ литературных источников, интернет-источников и обсуждения на форумах учителей свидетельствует, что интеграция возможна только при личной совместимости и совпадении мировоззренческих подходов у учителей, которые будут проводить интегрированные уроки. Велика роль и администрации в организации подобной работы. Интеграция возможна по темам очень далеким друг от друга. Так в Интернете есть описание интегрированного урока по биологии, химии “Изучение свойств белков”, в котором одной из целей является воспитание толерантного отношения, которое проводится через изучение совместимости тканей. Направление интеграции определяется профилем учебного заведения. Если профиль гуманитарный, то и естественные науки будут интегрированы с литературой или историей (тема круглого стола по антинаркотической пропаганде будет опираться на произведения М.Булгакова и историю опиумных войн в Китае). Если профиль естественно-научный, то и интеграция по географии – биологии – физике –химии будет не расширять, а углублять знания по предметам (тема того же круглого стола будет опираться на изучение химических свойств разных групп наркотических веществ, биохимии их взаимодействия с клетками организма и определению механизмов формирования транспортных потоков в рамках глобализации и интеграции мировой экономики).

В процессе подготовки и проведения интегрированного урока задачи учителей-предметников состоят в:
– определении содержания и объема учебного материала по тем учебным предметам, которые они излагают, согласно поставленным целям и задачам интегрированного урока;
– выборе форм и методов реализации учебного материала;
– выделении объективно существующих связей между базовыми знаниями, которые можно интегрировать.

При этом необходимо учитывать специфику каждого учебного предмета и его возможностей в раскрытии общих законов, теорий, идей, которые являются интегрирующей основой нескольких учебных предметов. Необходима также координация деятельности и действий учителей в процессе подготовки и проведении интегрированного урока. В роли координатора выступает ведущий учитель по данной проблеме. В его обязанность входит, прежде всего, конструирование содержания дидактического материала, определение его оптимального объема и роли каждого учителя на уроке, средств их взаимодействия и активизации деятельности учеников в процессе урока, рациональной технологии реализации содержания интегрированного урока, достижения цели.

Структура интегрированного урока предопределяется поставленными целями и задачами; детерминируется содержанием обучения, особенностями деятельности учителей и учеников.

Интегрированный урок может быть обобщающим по теме для всех интегрируемых предметов, уроком углубления знаний по всем интегрируемым предметам (в 10–11 классах, когда учащиеся после окончания основной школы получили основные ЗУН по теме урока), уроком-повторением для одного предмета и вводным уроком для другого. В последнем случае важным является повторение и анализ основных фактов, событий, явлений и творческое перенесение знаний, умений и навыков учеников в новые ситуации, обобщение и систематизация учебных достижений учеников, развитие знаний учащихся на новом уровне.

В процессе наблюдения и анализа интегрированного урока нужно сконцентрировать внимание на следующих параметрах:

• определение педагогически целесообразной темы интегрированного урока с учетом объективно существующей связи содержания изученного материала по разным учебным предметам;
• постановка и реализация цели и задач урока, мотивация учебно-познавательной деятельности учеников;
• рациональность выбора содержания учебного материала учителями разных предметов, который обеспечивает интеграцию учебных достижений учеников, системность и глубину их знаний;
• рациональный выбор методов и средств организации учебно-познавательной деятельности учеников;
• рациональность технологии проведения интегрированного урока;
• интеграция усилий “активных” и “пассивных” участников в процессе реализации поставленных целей и задач интегрированного урока;
• реализация функциональных обязанностей ведущего учителя в процессе урока;
• подведение итогов интегрированного урока и оценка его эффективности.

В качестве примера рассмотрим интегрированный урок по теме “Строение атома” на предметах физики и химии в 9 классе. Основным предметом является химия.

• образовательная – обобщить и систематизировать знания по физике и химии, сформировать понятия: изотопы, энергетические уровни электронов, сформировать более полное представление об атоме;
• воспитательная – воспитать уважение учащихся к открытиям в области физики и химии, воспитать положительное отношение к одноклассникам независимо от успешного изучения предмета и умение вести уважительную дискуссию;
• развивающая – сформировать потребность использования знаний, полученных на одном уроке при изучении другого предмета, заложить основы единого естественно-научного мировоззрения и критического отношения к наблюдаемым фактам и явлениям, умение работать в группе.

Оснащение: оборудование для демонстрации опыта по вращению магнитной стрелки, мультимедийный проектор для демонстрации опыта Резерфорда, таблица Д.И.Менделеева, таблица “Строение атома”.

Место урока в границах темы: тема “Периодический закон Д.И.Менделеева”. Строение атома является материальной основой периодичности свойств химических элементов. Для учащихся 9 класса этот материал знаком по курсу физики 8 класса по теме “Строение атома. Планетарная модель атома”. Таким образом, тип урока определяется как комбинированный – урок повторения по физике и урок сообщения нового материала по химии.

• закрепить и углубить имеющиеся знания по теме “Строение атома”;
• ввести понятие “энергетические уровни”;
• ввести понятие “изотопы”;
• связать периодичность изменения химических свойств атомов с порядком заполнения энергетических уровней;
• продемонстрировать связь наук.

Таблица 1.

Таблица 2.

Педагогические задачи, решаемые на этапах урока.

Сообщение учащихся:
– о модели Джозефа Джона Томсона – атом – “пудинг с изюмом”: внутри положительно заряженного шара равномерно распределены отрицательно заряженные электроны;
– опыт Резерфорда;
– планетарная модель атома Резерфорда.

Все сообщения подготовлены совместно с учителем физики и сознательно были поручены не самым успешным учащимся. Если ученики видят, что “слабые” учащиеся достойно представляют сложную тему и отвечают на вопросы, которые им задают, это создает ощущение доступности нового материала для изучения и понимания.

Создание проблемных ситуаций путем постановки проблемных вопросов и демонстрации опытов:

1. Планетарная система и броуновское движение (демонстрация) – представить себе столкновение планетарных систем;
2. Если движение электрона происходит с ускорением, что произойдет в конце концов (возможно решение задачи о времени жизни атома до столкновения протона и электрона);
3. Опыт по отклонению магнитной стрелки (демонстрация) – если электрон при движении создает магнитное поле, следовательно он должен излучать.

Обсуждение проблемных ситуаций в группах и выдвижение гипотез приводит к выводу о несовершенстве планетарной модели, формулированию постулатов Бора, которые ученики записывают в тетрадь. Вводится понятие квантового числа и электронной оболочки.

Материал по строению электронных оболочек и энергетическим уровням объясняет учитель химии, начиная с проблемного вопроса: “Предположите как могут двигаться электроны в атоме гелия, лития и т.д.” На этом этапе урока возможно (если ученики изображают эллиптические орбиты электрона) вспомнить герб г.Дубны и сделать отступление от хода урока с целью воспитания гордости за свою страну на примере наукограда – Дубны. Т.к. наша гимназия расположена рядом с Дубнинской улицей, это отступление близко и понятно учащимся. Обсуждение заканчивается демонстрацией электронных s, p, d и f-орбиталей на таблицах и электронной презентации. Этот материал является вводным (пропедевтическим) для изучения образования связей в органических соединения (sp-гибридизация)

Далее рассматривается понятие устойчивого состояния атома и заполнение внешнего энергетического уровня и связь количества электронов на внешнем уровне и химических свойств элементов. Учащиеся опираются на знание свойств инертных газов, правило октав Ньюлендса и правило октета Льюиса. Еще раз обсуждаются постулаты Бора – с химической точки зрения. Эту часть урока можно провести в форме лекции (сообщения нового материала) или в форме диалога с учащимися, когда они отвечают на ряд вопросов учителя и самостоятельно приходят к пониманию устойчивого состояния атома.

Далее учитель физики рассматривает с учащимися понятие изотопов и состава ядра на примере атомов Ве и изотопов ²³⁴Th и ²³²Th. Учитель химии уточняет понятие относительной атомной массы с точки зрения строения атома, количества нейтронов и протонов. На заключительном этапе урока учащиеся самостоятельно записывают количество нейтронов, протонов, заряд ядра, число электронов и их распределение по энергетическим уровням.

Рефлексия. – “Оцените атмосферу нашей работы в классе с помощью любого условного значка (галочка, крестик) рядом с тем высказыванием, которое соответствует вашему самоощущению на уроке”.

Вопросы: 1. Легко ли вспомнился материал, изученный в прошлом году на уроке физики? 2. Как вы оцениваете свои способности в решении проблемных ситуаций на уроке? 3. За что бы вы себя похвалили? 4. На что бы вы обратили внимание, если бы вам пришлось еще раз изучать эту тему по физике? 5.Что бы вы хотели изменить или добавить к ходу урока?

На наш взгляд, урок в целом отвечает современным требованиям. Цели урока соответствуют его типу и месту в теме, являются реально решаемыми.

При отборе учебного материала руководствовались учебными программами по физике за курс 8 класса и по химии за курс 9 класса. Использовался дополнительный материал учебных пособий и интернет-сайтов. Отобранное содержание соответствовало принципам научности, доступности и последовательности. Мы проверили знания учащихся за курс 8 -го класса по теме “Строение атома” и заложили основу для изучения тем “Радиоактивность”, “Квантовая механика” по физике и образование связей в углеводородах по химии. В процессе урока удалось актуализировать опорные знания учащихся и мотивировать их учебную деятельность, что является залогом дальнейших успехов.

В связи со сложностью темы “Строение атома” и важностью ее в формировании мировоззрения учащихся был выбран метод проблемных вопросов, что позволило учащимся лучше понять и освоить данный материал.

Выбранные средства обучения, в том числе технические, сделали урок наглядным.

Был осуществлен дифференцированный подход к обучающимся через разноуровневые задания.

Результат – освоение учащимися нового способа деятельности – достигнут, что, в свою очередь, несомненно привело к развитию личности каждого ученика.

1. Балагурова М.И.Интегрированные уроки как способ формирования целостного восприятия мира // Фестиваль педагогических идей “Открытый урок”. 2003–2004 учебный год. – G\ index.htm – сайт ИД “Первое сентября”.
2. Баркова М. В. Интеграция видов искусств при изучении художественных направлений // Фестиваль педагогических идей “Открытый урок”. 2003–2004 учебный год. – сайт ИД “Первое сентября”.
3. Земцова Г.В. Интегрированный урок как средство развития творческого потенциала младших школьников // Фестиваль педагогических идей “Открытый урок”. 2004–2005 учебный год. – сайт ИД “Первое сентября”.
4. Карпук А. Л., Семеняка Л. М. Интегрированный урок физики и математики в X физико-математическом классе “Применение производной к решению практических задач” // Фiзiка: праблемы выкладання. – 1998. – № 3. – С. 18–24.
5. Михайлова О.С. Интеграция как методическое явление // Фестиваль педагогических идей “Открытый урок”. 2004–2005 учебный год. –сайт ИД “Первое сентября”.
6. Меньшикова Т. В. Интегрированный урок по теме: Магнитное поле Земли (физика, география, биология) // Фестиваль педагогических идей “Открытый урок”. 2006–2007 учебный год. – сайт ИД “Первое сентября”.
7. Петренко Л.А. Интегрированный урок как форма учебного занятия// Фестиваль педагогических идей “Открытый урок”. 2004–2005 учебный год. – сайт ИД “Первое сентября”.
8. http://www.uroky.ru/uroki/integrirovannyy-urok-i-ego-analiz