Природа проста и не роскошествует излишними причинами.
Исаак Ньютон
Интегрированные задачи на любых уроках, будь то физика, математика, естествознание, всегда привлекают учащихся любого возраста. Младшие школьники ищут в них интересные или занимательные сведения, старшие - подтверждают известные им сведения из смежных предметов, отвлекаются от текстов стандартных задач. Казалось, с миром растений учащиеся знакомы достаточно хорошо, деревья и цветы окружают нас повсеместно, школьный курс биологии включает в себя ботанику в начальной школе, в 5 классе, а потом обобщает в старших класса. Но, обратив внимание на физический смысл задачи, учащиеся начинают видеть во многих привычных вещах и явлениях проявление законов физики. При решении интегрированных задач учащиеся получают глубокие и разносторонние знания, используя информацию из различных предметов. Так начинает формироваться единая физическая картина мира.
Значит, значение интегрированных задач можно сформулировать так:
- Использование интегрированных задач готовит учащегося использовать полученные на уроках знания в повседневной жизни,
- Готовит к решению задач в нестандартном, измененном виде,
- Учит работать с информацией,
- Помогает формировать единую физическую картину мира.
«Междисциплинарные связи чётче показывают обучаемому границы изучаемой науки и места соприкосновения со смежными науками, а также повышают степень многосторонности рассмотрения изучаемого объекта» [1, с. 28]
Е.А.Демина выводит требования к интегрированным задачам. Наиболее важными из них она считает то, что они должны быть «скоординированы с целями изучения предмета, выстроены в определенную систему» [2, с. 136], соответствовать по уровню сложности возможностям и особенностям учащегося.
Приведем примеры интегрирования задач предметных областей физика и ботаника.
7 класс
1. Шутка 1933 г.: Пароход «Харьков» - самое длинное судно в мире: его нос в Севастополе, а корма в Константинополе». Пароход «Харьков» совершал рейс из Константинополя (Стамбула) в Одессу переводя в трюме груз - сухие бобы. Пароход наскочил на мель и протаранил камнями днище. Вода попала в трюм. Бобы стали разбухать и давить на стенки корабля. И «с оглушительным треском лопнули швы бортов и палубы. Пароход разломился на 2 части. Вызванный буксир перетаскивал носовую и кормовую части по-отдельности» [3, с. 28].
Рис. Буксировка носовой части [4, с. 12]
Рассчитайте давление, которое оказывали разбухшие бобы на 1 м² стенок трюма парохода. Если давление может доходить «до 30 кг на 1 см²».
(Ответ: 3 МПа)
2. У большинства лесных растений корни идут в глубину. У горных растений корни проникают в трещины скал. «У песчаного кустарника джузгуна из пустыни Каракумы корни тянутся вдоль поверхности песков на 15-20 метров» [3, с. 33]. Предположите, чем вызваны такие особенности корневых систем.
(Ответ: большая площадь корневой системы пустынного растения, во-первых, во время редких дождей позволяет собрать и запасти как можно больше влаги, во - вторых, большая площадь позволяет растению лучше удерживаться во время пылевых бурь).
3. Водный гиацинт растение с притоков Амазонки, но его все чаще можно встретить в водоемах средней полосы России (на фотографии экземпляр из ботанического сада МГУ). Его особенности: яркий цветок всегда находящийся над поверхностью воды, на стебле есть несколько больших утолщений. Предположите, как растению удается располагать цветок всегда над водой.
(Ответ: утолщения имеют внутреннюю пористую структуру заполненные воздухом, они действуют как поплавки. Поплавки удерживают цветок всегда выше уровня воды.)
4. Почему сильный ветер может вырвать живое дерево с корнем, а сухое - нет.
(Ответ: сила давления ветра на крону живого дерева больше, чем сухого, поэтому сухое - без кроны, вырвать не может)
5. Почему при заготовке древесины, спиленные деревья часто не перевозили, а сплавляли по реке?
(Ответ: плотность древесины меньше плотности воды, поэтому деревья не тонут)
6. Почему зимой с лесу часто слышен треск?
(Ответ: вода, содержащаяся в дереве, разрывает древесину при сильном морозе, раздается треск)
7. Южноамериканское растение Виктория - напоминающая огромную, до 2 метров диаметром кувшинку, способно выдерживать на своих листьях нагрузку до 50 кг. Первая особенность растения, обеспечивающая такую грузоподъемность, - это загнутые края листьев, своеобразные бортики. Объясните, как помогает растению вторая особенность - обратная сторона листьев имеет своеобразные переборки.
Обратная сторона листа Виктории амазонской
(Ответ: переборки позволяют задерживать воздух, содержащийся в воде, чем увеличивают грузоподъемность.)
8. Для деревьев, растущих в пустыне, характерна интересная особенность: мягкая и губчатая кора. Объясните, зачем нужна такая особенность?
(Ответ: В качестве примера можно назвать дерево-флягу, которое растет в горах Юго-Западной Африки. В самых сухих местностях его ствол чудовищно распухает. Во время дождей кора способна впитать и сохранить огромное количество воды, которой и снабжает затем дерево в долгие месяцы засухи). [6]
8 класс
1. В огородах часто выращивают огурцы. «Температура огурца в жару на 1-2 градуса ниже температуры окружающего воздуха» [5, с. 16]. Объясните причину такой пониженной температуры.
(Ответ: Огурец на 99 % состоит из воды. В жару огурец испаряет воду и охлаждается.)
2. Почему весной вокруг деревьев снег тает быстрее?
(Ответ: днем дерево нагревается сильнее, ночью выделяет тепло - тает снег близ стволов)
9 класс
1. Растение бешеный огурец известно тем, что только стоит прикоснуться к созревшему плоду, он выстрелит семенами, отвалившись от плодоножки. Скорость вылета семян может достичь 10 м/с, дальность «выстрела» доходит до 12 м. Определите время полета семян в случае горизонтального «выстрела», и высоту в случае вертикального.
(Ответ: 1,2 с. 5м)
Литература
- Зайцев О.С. Методика обучения химии. Теоретический и прикладной аспекты. М.: Владос. 1999.
- Демина Е.А. Система интегрированных учебных заданий как средство формирования профессиональных компетенций// Человек и образование. Академический вестник Института педагогического образования и образования взрослых РАО. № 1 (42) 2015.
- Алешко Е.Н. Хрестоматия по ботанике. М. Просвещение. 1967.
- Болгаров Н. Пароход. М. Детгиз.1958.
- Гин А. Причудливые деревья [Электронный ресурс] http://dendrology.ru/books/item/f00/s00/z0000004/st032.shtml