Статья «Межпредметные связи на уроках химии как способ повышения качества образования»

Статья «Межпредметные связи на уроках химии как способ повышения качества образования»

   Проблему повышения качества образования, развития самостоятельности и творческой активности обучающихся нельзя полностью решить без установления целостной картины мира на основе межпредметных связей в учебном процессе.

   Суть межпредметных связей состоит в объединении идей, научных теорий, понятий в процессе скоординированной деятельности учителей разных учебных предметов. Отсутствие тесной взаимосвязи в преподавании в школе основ наук или недостаточное их взаимодействие приводит к тому, что ученики отделяют понятия от предметов, не видят в научном понятии всего многообразия, не умеют использовать полученные знания по одному предмету при изучении другого. Психологи установили, что наличие у школьника глубоких знаний еще не гарантирует их эффективного применения. Но благодаря межпредметным связям удается повысить эффективность учебного процесса.

   Преподавание химии тесно связано с некоторыми вопросами программного материала по математике, физике, географии, биологии, ОБЖ.

Межпредметные связи с физикой

   Знание учащимися закона сохранения и превращения энергии можно использовать при объяснении тепловых явлений в случае растворения веществ в воде. С этой целью можно продемонстрировать опыты растворения серной кислоты в воде и растворение аммиачной селитры в воде. На демонстрационном столе – дистиллированная вода и концентрированная серная кислота (ρ = 1,84 г/см³). Оба вещества сохраняются при одинаковых условиях и имеют одинаковую температуру, допустим 20 градусов. Учащимся предлагается подумать и высказать предположения, какая будет температура раствора, образованного при растворении серной кислоты в воде. Исходя из того, что оба вещества находятся в тепловом равновесии, в соответствии с законом сохранения и превращения энергии, температура раствора должна остаться 20 градусов. Помешивая термометром воду. Вливаем в нее серную кислоту. Температура раствора повышается и составляет теперь 115 градусов, то есть температура повысилась на 95 градусов. Проводим опыт растворения аммиачной селитры воде. В этом случае температура полученного раствора снизилась на 15 градусов. В чем причина? Учащиеся высказывают свое мнение. Учитель поясняет механизм растворения веществ в воде, тепловые явления, сопровождающие процесс растворения.

   Из курса физики учащиеся знают понятие «плотность вещества» и формулу для ее вычисления. Это помогает им самостоятельно получать новые знания по химии в теме «Молярный объём газов». Изучая тему «Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева», используем знания о строении атома, полученные на уроках физики, акцентируем внимание на то, что планетарная модель атома уже не удовлетворяет современную науку. При  изучении строения и свойств углеводородов в курсе органической химии необходимо использовать знания о квантово-механической модели атома, внутренней энергии. Исходя из этого, поясняем, что метан и другие насыщенные углеводороды при обычных условиях не взаимодействуют с кислородом, т.к. их внутренняя энергия недостаточна, чтобы началась реакция. В случае поджигания углеводородов увеличивается внутренняя энергия веществ, участвующих в процессе горения.

Межпредметные связи с математикой

   Современная химия не может обойтись без математических вычислений, а решение задач при изучении школьного курса химии активизирует мышление учащихся, развивает навыки самостоятельной работы. На уроках химии используется математическая терминология, правила и законы, умения и навыки. Так, например, задачи на количественное определение состава смеси являются одними из наиболее сложных в школьном курсе химии. Но они довольно легко решаются алгебраическим методом. При решении задач на расчет массовой доли растворенного вещества можно использовать химический способ, а можно и алгебраический, с помощью уравнения с одним неизвестным.

Межпредметные связи с биологией

   Из всех предметов биология и химия наиболее тесно связаны между собой. Используя знания по обоим предметам, учащиеся могут провести исследование о влиянии минеральных удобрений на рост и развитие сельскохозяйственных культур. На уроках химии учитель обращает внимание на биогенную роль азота, кислорода и других элементов.

    Изучая тему «Вода. Растворы», учащиеся приходят к выводу, что с водой растения достают питательные вещества. Нехватка воды задерживает развитие растений, уменьшает интенсивность фотосинтеза. В процессе изучения темы «Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева. Строение атома» обратить внимание на значение меченых атомов в исследовании жизнедеятельности растительных организмов.  Радиоактивные изотопы дают возможность проследить за скоростью прохождения питательных веществ через корень и листья. Используя радиоактивный изотоп ¹⁴С в составе углекислого газа, было доказано, что углекислый газ поступает  в растительные организмы не только через листья, но и через корневую систему.

   При изучении серы и ее соединений, учитель обращает внимание, что некоторыми соединениями этого элемента протравливают семена и обрабатывают растения, чтобы предотвратить грибковые и бактериальные болезни.

   При изучении родственных тем на уроках химии учитель может предложить учащимся задачи с биологическим содержанием. Например,

1.     Вычислите молярную массу и длину гена, состоящего из 618 нуклеотидов. Относительная молекулярная масса нуклеотида равна 345.

2.     Мицелий грибов содержит (в %): О – 40, С – 40, Н – 3. Сравните массовые доли элементов, в сравнении с приведенными, в веществах: этанол, муравьиный альдегид, уксусная кислота.

3.     В горбах верблюда содержится 115 кг тристеарата. Какая масса воды запасена в горбах?

4.     Жук Abax ater в случае опасности выстреливает жидкость – метилметакрилат СН₂ = С (СН₃) – СООН. Это вещество полимеризуется в полиметилметакрилат, и этот полимер парализует врага. Напишите строение полимера.

Межпредметные связи с географией

   При изучении географии в курсе школы значительное место отводится изучению природных ресурсов. Исходя из этого, межпредметные связи в преподавании географии и химии следует осуществлять в таких направлениях:

1.     Изучение природных богатств страны.

2.     Ознакомление с достижениями и проблемами хозяйства, связанными с химическими производствами.

3.     Основные технологические процессы химических производств.

4.     Проведение краеведческой работы.

  При изучении тем «Природные источники углеводородов», «Минеральные удобрения», «Металлы», «Каучук», «Производство серной кислоты» на уроках химии можно использовать географические карты, коллекции, макеты.

На уроках химии можно предложить учащимся решить задачу с географическим содержанием. Например, такую.

В Мировом океане содержится огромное количество минерального сырья. Так, хлора там находится 2,6 ∙ 10⁶ т, натрия – 1,4 ∙10¹⁶ т, магния – 1,8 ∙10¹⁵ т, кальция -   5,6 ∙ 10¹⁴ т, калия – 5,3 ∙10¹⁴ т, урана – 2 ∙10¹¹ т, меди – 1.5 ∙ 10¹¹ т, серебра –

5∙  10¹⁰ т , золота – 1,1 ∙10⁸ т . Вычислите массы хлоридов, если бы данные вещества вступили бы во взаимодействие. Валентность урана и золота считать равной  III.

Межпредметные связи с ОБЖ

   Изучая основы безопасности жизнедеятельности, учащиеся изучают темы, с которыми первоначально знакомятся на уроках химии. Это правила возникновения и прекращения горения, правила обращения с бытовой химией. В старших классах учащиеся изучают тему «Спирты», акцентируют внимание на вредное влияние алкоголя, изучают действие никотина на организм человека, более детально узнают о радиации и радиоактивных веществах. Данные вопросы могут быть темами исследовательских работ, проектов.

  Формой межпредметной связи  могут быть интегрированные и бинарные уроки: биологии и химии, физики и химии, химии и математики и т.д. Такие уроки позволяют учащимся посмотреть на изучаемый вопрос под другим углом, способствуют получению более прочных знаний, формируют компетенции, расширяют кругозор учащихся.