Исследовательские работы школьников по химии являются одной из важнейших форм внеурочного обучения предмету, как в плане подготовки кадров для проведения научно-исследовательских разработок, так и в плане личностного развития выполняющего такую работу школьника.
Научным руководителем в таких случаях, как правило, выступает школьный учитель химии, специализирующийся в конкретной области, так что вполне закономерно, что сами работы в большинстве случаев могут быть чётко соотнесены с химической наукой. Это воспринимается как нормальное явление.
Однако замыкание только на одном предмете химии снижает интерес к исследованиям у некоторых школьников. Межпредметные связи значительно повышают интерес к исследованиям.
В современной науке (а школьное исследование при любых условиях в какой-то мере науку моделирует) процессы интеграции различных дисциплин очень глубоки.
В значительной мере это обусловлено активным обменом методами работы и приборами между различными областями науки
Есть примеры, касающиеся применения биологических методов для химии и, в первую очередь, экологии. Благодаря обмену методиками грани между науками размываются, и очень часто на стыке возникают новые продуктивные идеи или перспективные научные направления.
Исходя из подобных тенденций, можно сказать, что наиболее перспективными представляются школьные исследования, подключающие материал сразу нескольких предметов.
В идеале школьнику следует предлагать задачи, в которых он может применить максимальное количество имеющихся у него знаний. В этом случае возрастает мотивация расширения кругозора юного исследователя в процессе работы, пусть при этом и будет преобладать какое-то конкретное направление, соответствующее тому или иному школьному предмету.
Более того, в исследовании можно заранее запланировать точки ветвления, в которых школьник сам сможет выбирать дальнейшее направление своего развития. возможность попробовать различные пути. А при наличии достаточного количества желающих можно создать команду школьников, которая будет прорабатывать несколько вариантов параллельно друг другу во взаимодействии.
В процессе обучения химии, особенно на начальном этапе, необходимо использовать указанный круг пропедевтических знаний и практических умений. Возможны различные приемы привлечения имеющихся знаний. Одним из них является актуализация ранее усвоенных знаний путем постановки вопросов, заставляющих учащихся оперировать определенной суммой знакомых им фактов и понятий при овладении новыми знаниями.
По определению Д.П. Ерыгина: “Межпредметные связи можно рассматривать как дидактическую систему, которая отражает в школьных курсах объективно существующие взаимосвязи, обеспечивает посредством согласованного взаимодействия ее учебных компонентов осуществления целенаправленного процесса обучения школьников”.
Использование межпредметных связей – одна из наиболее сложных методических задач учителя химии. Она требует знания содержания программ и учебников по другим предметам. Реализация межпредметных связей в практике обучения предполагает сотрудничество учителя химии с учителями других предметов.
Использование опорных знаний других предметов при изучении отдельных тем курса химии – важнейшее средство формирования диалектико-материалистического мировоззрения, целостного представления о явлениях природы и взаимосвязи между ними.
Решение этой задачи успешно осуществляется при совместной согласованной работе учителей различных дисциплин: природоведения, химии, физики.
Практические работы межпредметного характера раскрывают взаимосвязь между различными классами химических соединений, развивают идею о познаваемости мира.
Не менее важно и то, что межпредметные связи позволяют более целесообразно планировать изучение материала, экономить время, при этом знания по другим предметам конкретизируются, углубляются, обобщаются.
Вопрос о путях и методах реализации межпредметных связей – это один из аспектов общей проблемы совершенствования методов внеурочного обучения. Отбор тем исследовательских работ проводится на основе содержания учебного материала и уровне подготовленности учащихся к изучению химии на уровне межпредметных связей.
На первых этапах внеурочного обучения учащихся приемам установления межпредметных связей преобладает объяснительно-иллюстративный метод. Когда у учащихся сформируются умения работы с материалом межпредметного содержания, можно применять репродуктивный и поисковый методы и творческие межпредметные задачи.
Средства реализации межпредметных связей могут быть различны:
- вопросы межпредметного содержания: направляющие деятельность школьников на воспроизведение ранее изученных в других учебных курсах и темах знаний и их применение при усвоении нового материала.
- межпредметные задачи, которые требуют подключения знаний из различных предметов или составлены на материале одного предмета, но используемые с определенной познавательной целью в преподавании одного другого предмета. Они способствуют более глубокому и осмысленному совершенствованию умений выявить причинно-следственные связи между явлениями.
- постановка вопросов на размышление, подготовка сообщений, рефератов, изготовление наглядных пособий, составление таблиц, схем, кроссвордов, требующих знаний межпредметного характера.
- межпредметные наглядные пособия - обобщающие таблицы, схемы, диаграммы, плакаты. Они позволяют учащимся наглядно увидеть совокупность знаний из разных предметов, раскрывающую вопросы межпредметного содержания.
- химический эксперимент – если предметом его являются биологические объекты и химические явления, происходящие в них.
Вышесказанное справедливо при соблюдении следующих условий:
- Работать со школьниками нужно начинать с восьмого или девятого класса по принципу « чем раньше, тем лучше»
- Постановка задачи может подразумевать как субъективную новизну исследования, так и новизну объективную
- Активно использовать научную литературу, в том числе периодику и Интернет-ресурсы.
Первый пункт обусловлен тем, что привлечение школьников к исследовательской деятельности впервые в старших классах не даёт нужных результатов.
Второй пункт подразумевает, что объект исследования и возможные результаты могут оказаться новыми и интересными не только для выполняющего работу школьника и руководителя, но и для широкого круга специалистов (от школьных учителей и методистов до занимающихся такими проблемами учёных). При этом дажепри отсутствии в работе объективной новизны (т.е. исследуемое явление в науке уже описано) её субъективная новизна может быть достаточной для высокой мотивированности как школьника, так и его руководителя. Последнее стоит отметить особо, так как интерес к работе со стороны руководителя облегчает общение с руководимым школьником, может вызвать у последнего энтузиазм и повышает качество исследования в целом.
На третьем пункте следует сделать акцент, так как сознательный отказ от использования литературы существенно понижает ценность исследования. Кроме того, возможность (и даже обязанность) работы с литературой вырабатывает у школьника навык, без которого в реальном научном сообществе не обойтись. Также это, разумеется, расширяет кругозор школьника вообще и углубляет его по конкретной теме.
Далее представляется уместным привести несколько примеров исследовательских работ, по сути являющихся межпредметными со школьной точки зрения.
Химия и история. «Роль Н. К. Байбакова в развитии нефтегазовой промышленности в Краснодарском крае».
Химия и экология. «Исследование содержания кислорода в воздухе классных комнат школы»
Использованный довольно простой метод определения содержания кислорода в воздухе дал интересные результаты. Работа стала дипломантом Всероссийского конкурса им. Вернадского.
Химия и биология. «Изучение микрофлоры кисломолочных продуктов, влияние некоторых факторов на её развитие». Интереснейший объект биологии ( конкретно – микробиологии). Большой интерес вызвал у автора процесс фотографирования изображения микроорганизмов в микроскопе.
Работа стала дипломантом Всероссийского конкурса им. Вернадского
Химия и экология. «Исследование экологических проблем, связанных с деятельностью автомобильных моек в Тихорецком районе» и
«Влияние деятельности промплощадки «Тихорецкая» ТРУМН на экологическую обстановку Тихорецкого района».
Химия и экономика. « Экономические обоснования необходимости развития в Тихорецком районе производств химической направленности».
Основными проблемами при организации ученических исследовательских работ с использованием межпредметных связей являются :
- невысокий уровень заинтересованности большинства учащихся в проведении исследовательских работ.
- дефицит времени учителя в связи с необходимостью выполнения им в школе во внеурочное время заданий, несвойственных для учителя химии.
- отсутствие необходимого оборудования и приборов в школьной лаборатории.
- необоснованный запрет на использование и требование уничтожения некоторых реактивов, входящих в перечень школьной химической лаборатории, таких как перманганат калия, красный фосфор, фенол и другие.
- отсутствие в рамках научно-практических конференций и конкурсов межпредметных секций.