Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I.АНАЛИЗ СОСТШНИЯ ВСПРОСА О МЕШРВДЕТНЫХ СВЯЗЯХ В ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЕ, В УЧЕБНЫХ ПРОГРАММАХ, УЧЕШИКАХ И ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
I.I. Психолого-педагогические основы межпредметных связей II
I.E.Анализ состояния проблемы межпредметных связей курсов физики и химии в диссертационных исследованиях 25
1.3.Отражение межпредметных связей в программах и учебниках по физике и химии 30
1.4.Констатирующий педагогический эксперимент 33
ГЛАВА II.ИЗУЧЕНИЕ ТЕОРИЙ, ЯВЛЕНИЙ, СТРОЕНИЯ И СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВА В КУРСАХ ШЗИКИ И ХИМИИ IX КЛАССА В УСЛОВИЯХ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ МЕТРОДИНЫХ СВЯЗЕЙ
2.1. Исходные принципы разработки методики реализациимеж предметных связей 46
2.2.Изучение молекулярно-кинетической теории в курсах физики и химии 51
2.3.Изучение строения и некоторых свойств твердыхтел в курсах физики и химии 76
2.4.Поверхностные явления в курсах физики и химии 101
2.5.Явление электролиза и его изучение в курсах физики и химии 118
2.6.Межпредметные связи физики и химии как один из факторов систематизации знаний 126
ГЛАВА III. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1. Организация педагогического эксперимента 135
3.2.Результаты педагогического эксперимента 141
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 151
- Психолого-педагогические основы межпредметных связей
- Исходные принципы разработки методики реализациимеж предметных связей
- Организация педагогического эксперимента
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Одним из условий совершенствования естественно-математического образования является приведение учебных предметов в единую систему. В настоящее время общеобразовательная школа полностью перешла на новое содержание образования по физике и химии. В связи с этим возникает задача исследования двусторонних межпредметных связей физики и химии. Причиной исследования связей именно этих предметов служит следующее: в школьных курсах физики и химии изучаются строение и свойства вещества, общие законы неживой природы, формируется ряд обобщенных понятий. Поэтому осуществление межпредметных связей физики и химии является необходимым условием успешного обучения этим наукам. Еще М.В.Ломоносов указывал: "Химик без знания физики подобен человеку, который всего должен искать ощупом. И сии две науки так соединены между собой, что одна без другой в совершенстве быть не могут. [l2Ifc.4I4] .
В Отчетном докладе ЦК КПСС ХХУІ съезду партии было справедливо указано на перегруженность учащихся. Одним из путей снятия перегрузок учащихся может быть тщательно методически разработанная реализация двусторонних межпредметных связей курсов физики и химии. Она позволит избежать неоправданного дублирования учебного материала, добиться единой научной трактовки общих понятий физики и химии, будет способствовать систематизации знаний учащихся.
В настоящее время в методической литературе для учителя не описана методика реализации межпредметных и одновременно внутри-предметных связей курсов физики и химии, не определено содержание межпредметных связей.
Вопросу реализации межпредметных связей курсов физики и хи-
- 4 -мий посвящено несколько диссертационных исследований: О.У.Абас-Заде "О связи физики с химией в процессе преподавания физики в средней школе" [4] , Л.В.Загрековой "Влияние межпредметных связей на формирование у учащихся понятий о строении вещества при изучении физики и химии в 6-8 классах" [бб] , В.Н.Янцена "Межпредметные связи на опыте преподавания физики во взаимосвязи с химией в средней школе" [23б] , Е.Е.Минченкова "Межпредметные связи химии и физики в школьном обучении на основе структур курсов (на материале восьмилетней школы)" [іЗб] , В.Р.Ильченко "Формирование у учащихся представлений об общности основных законов неживой природы" [82] , С.рузибаева "Использование межпредметных связей физики и химии в целях повышения качества знаний учащихся по физике атома и атомного ядра в средней школе" [і73] , Н.Б.Гафурова "Влияние межпредметных связей физики и химии на качество знаний учащихся" [43] .
Анализ этих исследований показывает, что большая часть из них выполнена либо при обучении по программам, действовавшим до 1969 года [4] , [23б] , либо на материале восьмилетней школы [бб], [135] .
диссертационные исследования [4] , [43] , [23б] рассматривают содержание и методику реализации межпредметных связей при изучении отдельных тем или фрагментов курсов физики или химии. Нет такого диссертационного исследования, где бы рассматривались содержание или методика реализации двусторонних межпредметных связей при прохождении программы всего года обучения. В существующих диссертационных исследованиях рассматриваются проблемы взаимосвязи физики и химии лишь с позиции изучения курса физики или химии. Связи же должны быть двусторонними, ибо только при двусторонних связях создается реальная и прочная основа для решения проблемы в
--5-практике преподавания.
Несомненно, разработка методики реализации межпредметных связей, проведенная в исследованиях [4] , [43] , [82] , [23б] при изучении отдельных тем или фрагментов законов, внесла определенный вклад в решение вопроса о реализации межпредметных связей физики и химии. И все же нельзя не отметить, что в этих работах не уделяется должного внимания разделению задач, решаемых каждым из учебных предметов при изучении общих теорий, явлений, понятий; не разработана методика одновременной реализации внутрипредметшх связей, хотя в работах психологов [l77] , [189] указано, что межпредметные ассоциации могут быть сформированы только тогда, когда сформированы внутрипредметные ассоциации; не проведено выделение общих понятий; не разработана методика их формирования и развития. Поскольку усвоение основ наук начинается с усвоения отдельных понятий и системы их , то важность исследования возможностей реализации межпредметных и внутрипредаетных связей при развитии и формировании общих понятий физики и химии не вызывает сомнения. Интересен в этом плане материал курсов физики и химии IX класса, так как именно в IX классе происходит не только развитие, но и завершение формирования многих общих понятий физики и химии, таких как молекула, атом, ион, кристалл;
В 1981 году вышли усовершенствованные программы по физике и химии. В этих программах после каждой темы есть подраздел "Межпредметные связи", в котором указывается, с какими курсами могут осуществлять эти связи учителя физики и химии. Анализ программ показывает, что подраздел "Межпредметные связи" нуждается в корректировке и дополнениях.
Указание на межпредметные связи в содержании программ не исчерпало проблемы реализации межпредметных связей в практике пре-
- б -
подавання физики и химии, а поставило целый ряд новых задач:
определить содержание указанных в программе межпредметных связей;
разработать методику их реализации на протяжении каждого года обучения;
- добиться единой научной трактовки общих понятий курсов.
Решение этих задач является сложным для учителей физики и
химии. Сложность объясняется прежде всего особенностью подготовки учителей. На физических факультетах университетов и пединститутов, где готовят учителей физики, химия вообще не изучается, а на химических факультетах курс общей физики изучается на первом и втором курсах. Поэтому учителя физики и химии нуждаются в подробных методических разработках по реализации межпредметных связей. Анкетирование 200 учителей физики и химии Кемеровской области, проведенное нами, показало следующее:
большинство учителей не ведет систематическую и планомерную работу по реализации межпредметных связей (на это указало 77 >%);
учителя слабо знакомы как с урочными, так и с внеурочными формами работы по реализации межпредметных связей;
только 0,3% учителей указали, что они проводя* межпредметные экскурсии;
0,5% учителей указали, что они предлагают учащимся делать доклада межпредметного характера, остальные 99,2% назвали только часть урочных форм организации реализации межпредметных связей.
Систематической работе по реализации межпредметных связей учителям мешало по их признанию:
слабое знание- смежного предмета (на что указали 98%);
отсутствие подробных дидактических материалов (указали
- 7 -95%).
Все вышесказанное позволяет утверждать, что тема нашего исследования актуальна.
Цель исследования: совершенствование методики изучения курсов физики и химии IX класса на основе реализации двусторонних межпредметных и внутрипредметных связей.
Исходя из общей цели исследования, были поставлены следующие задачи:
определить темы, при изучении которых в курсах физики и химии требуется реализация межпредметных связей;
разработать содержание и методику реализации межпредметных и одновременно внутрипредметных связей при изучении конкретных тем курсов физики и химии IX класса;
выделить основные понятия, явления, законы межпредметного характера;
разработать методику завершения формирования общих понятий курсов, таких как молекула, атом, ион при реализации двусторонних межпредметных связей;
определить наглядный материал межпредметного характера, а также отобрать диапозитивы, диафильмы, фильмы, несущие информацию межпредметного характера;
рассмотреть влияние разработанной методики реализации межпредметных и одновременно внутрипредметных связей на систематизацию знаний учащихся;
- разработать методические рекомендации для учителей физики и химии по реализации межпредметных и одновременно внутрипредметных связей.
Для решения поставленных задач нами были использованы сле-
дующие методы исследования:
изучение и анализ психолого-педагогической, методической и учебной литературы, а также диссертационных работ по избранной проблеме;
анализ учебных программ и учебных пособий по физике и химии;
наблюдение учебного процесса, беседы с учителями, анкетирование учителей;
педагогический эксперимент, анализ и обработка его результатов;
апробация результатов исследования, их внедрение в практику обучения.
Педагогический эксперимент проводился в период с 1978 по 1981 годы в шести школах г.Кемерова ( № I, № 5, №10, № 24, №31, № 44) и в школе № 8 г.Топки Кемеровской области. В школе № 31 уроки проводил сам диссертант. Анализ результатов проводился на основании письменных работ учащихся и их устных ответов.
Научная новизна проведенного исследования состоит в том,что
разработана методика реализации двусторонних межпредметных связей курсов физики и химии IX класса, отличительными особенностями которой являются: синхронная реализация внутрипредметных связей и концентрация главного внимания на выделение, формирование и развитие общих понятий физики и химии;
в процессе исследования впервые рассмотрено влияние реализации межпредметных и одновременно внутрипредметных связей физики и химии на систематизацию знаний учащихся.
Практическая ценность работы заключается в следующем:
- разработанная методика реализации межпредметных связей
курсов физики и химии IX класса может быть использована во всех
средних общеобразовательных школах;
- рекомендованы дополнения к разделу "Межпредметные связи"
программ по физике и химии для IX класса.
На защиту выносятся;
обоснование необходимости разработки методики реализации межпредметных связей курсов физики и химии IX класса;
исходные принципы разработки методики реализации межпредметных связей физики и химии в IX классе;
- методика реализации межпредметных связей при изучении мо-
лекулярно-кинетической теории, строения и некоторых свойств твер
дых тел, поверхностных явлений, электролиза в курсах физики и
химии IX класса.
Апробация работы. Основные результаты исследования докладывались:
На ХУІ, ХУЛ, ХУШ Зональных семинарах преподавателей Сибири, Урала и Дальнего Востока.
В областном институте усовершенствования учителей г.Кемерова ежегодно, начиная с 1976 г.
На аспирантском семинаре кафедры методики преподавания физики МГПЙ им.В.И.Ленина в 1980 г.
На факультете повышения квалификации МГПИ им.В.И.Ленина.
На кафедре методики преподавания физики МГПИ им.В.И.Ленина.
Основное содержание исследования отражено в следующих публикациях:
Уфимцева Л.Д. Развитие представлений о молекуле. - Вечерняя средняя школа, 1978, № 3, с.82-83.
Уфимцева Л.Д., Яворский Б.М. Развитие молекулярных представлений при изучении оптики. - Вечерняя средняя школа,1980, №3, с.63-64.
Усанов В.В., Уфимцева Л.Д. К изучению понятия о молекуле. -
- 10 -Физика в школе,1980, Р 5, с.28-30.
Уфимцева Л. Д. Осуществление межпредметных связей между физикой и химией при преподавании физики: Метод.указания. - Кемерово: Кемеровский госуниверситет, 1980. - 33 с.
Уфимцева Л.Д., Яворский Б.М. Осуществление межпредметных связей между физикой и химией при формировании и развитии понятия "молекула" в курсе физики. - В сб.: Межпредметные связи естественно-математических дисциплин. - М.: Просвещение,1980, с.195-203.
Уфимцева Л.Д. Дидактический материал по осуществлению межпредметных связей между физикой и химией при обучении физике и химии в средней школе: Метод.указания. - Кемерово: Кемеровский госуниверситет,1981. - 59 с.
Уфимцева Л.Д. Использование связей с химией при преподавании физики на химическом факультете. - В сб.: Научно-методические статьи по физике. - М.: Высшая школа,1981, вып.8, с.35-38.
Уфимцева Л.Д. Выработка умения систематизировать учебный материал. - Вечерняя средняя школа, 1981, Р 6, с.61-62.
- II -гмва і. аншз состояния вшіроса о МЕжтздштшх связях в
ПСИХ0Л0Г0-ПЕДАГ0ГИЧЕСН0Й ЛИТЕРАТУРЕ, В УЧЕБНЫХ ПРОГРАММАХ, УЧЕБНИКАХ И ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
1.1. Психолого-педагогические основы межпредметных связей»
Характеризуя психологические основы межпредметных связей,
следует исходить из результатов исследований о развитии мышления
и усвоения знаний в процессе взаимосвязанного обучения.
Психофизиологические основы межпредметных связей были заложены
учением академика И.П.Павлова о динамическом стереотипе и второй
сигнальной системе. Физиологическим механизмом усвоения знаний
И.П.Павлов считал образование в коре головного мозга сложных си-
ч^ стем временных связей: "Все обучение заключается в образовании
временных связей, - пишет он, - а это есть мысль, мышление, знание" [145,с.509].
Для установления наиболее дифференцированных и прочных связей решающее значение имеет образование в коре головного мозга очагов оптимальной возбудимости. Образование этих очагов зависит от интенсивности раздражителя. Эта интенсивность, по И.П.Павлову, зависит, в свою очередь, от воздействий, которым подвергался индивидуум ранее. Центральная нервная система реагирует на раздражитель не только в зависимости от его характера, но и от подготовленности действиями предшествующих раздражителей.
Таким образом, усвоенные ранее знания, привлекаемые учителем или учеником при изучении нового материала, выступают в роли дополнительных раздражителей, оказывая влияние на функциональное состояние участков коры больших полушарий головного мозга, связанных с предстоящей деятельностью учащихся по усвоению новых знаний.
Как правило, предметы и явления реальной действительности, связанные между собой цепью различных обстоятельств, предстают взаимосвязанными и в памяти человека. Встретившись с одним из данных предметов или явлений, человек по ассоциации может вспомнить и другой предмет, связанный с ним.
Успех обучения во многом будет зависеть от количества необходимых взаимосвязанных факторов, помогающих развивать способности учащихся быстро и точно воспроизводить в памяти ранее усвоенные знания. В формировании этой способности межпредметным связям принадлежит важная роль.
В результате отражения объективной действительности в мозгу человека складывается система постоянных и временных связей, обеспечивающая единство поведения человека, системность его знаний о мире - динамический стереотип. Эта система динамична, изменяется под новыми воздействиями. Вместе с тем она обладает и относительной устойчивостью, необходимой для функционирования человека как биологического существа.
Раскрыв нейродинамическую природу ассоциаций и показав ее системный характер, И.П.Павлов всю психическую деятельность, вплоть до высшего ее проявления - мышления, трактовал в плане своей концепции как ассоциативную деятельность. "Наша умственная деятельность, - писал он,- главнейше основана на длинной цепи раздражений, на ассоциациях", [l44,c.I90].
Всякое обучение сводится к образованию новых связей (ассоциаций). Новые знания вступают в многообразные связи (ассоциации) с уже имеющимися в сознании сведениями, которые были получены в результате обучения и опыта.
Говоря о влиянии устанавливаемых связей в процессе мышления на более глубокое познание сущности объекта, С.Л.Ї^убинштейн пи-
- ІЗ -шет:"Основная форма анализа, основной нерв процесса мышления заключается в следующем: объект в процессе мышления включается во все новые связи и в силу этого выступает во все новых качествах, которые фиксируются в новых понятиях: из объекта, таким образом, как бы вычерпывается все новое содержание; он как бы поворачивается каждый раз другой своей стороной, в нем выявляются все новые свойства " [172,с.98-99].
Развивая эту мысль, Е.А.Будилова отмечает, что "объекты обнаруживают разные свойства в разных связях и отношениях,... специальным способом познания новых сторон, качеств и свойств предметов является анализ через синтез''[21,с.290|.
Характеризуя некоторые аспекты взаимосвязи обучения и умственного развития, Г.С.Костюк подчеркивает, что развивающий аспект мышления обусловливается содержанием обучения и методами. "Структурное построение содержания, выделение в нем основных понятий, их систем и связанных с ними операций, создает благоприятные возможности полноценного усвоения его учащимися"]^ 7,с.24].
Единство анализа и синтеза составляет две неразрывно связанные стороны мыслительного процесса, выступающие в познаватель' ном процессе сравнения. Всякое сравнение двух или нескольких предметов начинается с сопоставления или соотношения их друг с другом, т.е. синтеза. В ходе синтеза происходит анализ сравниваемых предметов и явлений, выделение в них общего и различного. Общие свойства могут быть двух видов: общие как сходные и общие как существенные признаки. Общие существенные признаки выделяются в ходе и результате углубленного анализа и синтеза. Выдающийся педагог К.Д.Ушинский придавал большое значение сравнительному анализу в процессе обучения. Он считал, что с самого начала обучения дети должны овладевать умением составлять, сравнивать,
- 14 -классифицировать, задавать вопросы, думать. Эта идея была реализована им в учебнике "Детский мир".
Из исследований о роли анализа и синтеза в создании межсистемных ассоциаций вытекает важный вывод о том, что внутренние закономерности умственного развития учащихся наиболее полно проявляются в процессе всей системы обучения, а не изолированного учебного предмета. В.И.Ленин писал: "Чтобы действительно знать предмет, надо охватить, изучить все его стороны, все его связи и опосредования. Мы никогда не достигнем этого полностью, но требование всесторонности предостережет нас от ошибок и от омертвения" [l,c.290] .
Осуществление связей между учебными предметами не может ограничиться только проявлением внешней взаимосвязи. Для педагогики очень важно подчинить этот процесс мышлению, раскрыть внут- / ренние, смнсловые связи, объективно существующие в содержании родственных учебных предметов.
Рассмотрение вопроса о внутренних закономерностях умственного развития тесно связано с обоснованием проблемы превращения знания в личные убеждения. "Приобрести, сделать своим достоянием сообщаемые ему знания, - подчеркивает Л.Й.Анцыферова, - человек может лишь в том случае, если он преобразует, переосмыслит их, соотнесет с тем, что ему уже известно, что он умеет" [б, c.IOl] .
Осуществление межпредметных связей требует переноса знаний с одного предмета на другой. "Переносом" в психологии называется явление, которое заключается в том, что приобретенные в конкретной ситуации знания и навыки находят свое применение в новых условиях, отличающихся от тех, в которых они первоначально сформировались. Е.Н.Кабанова-Меллер различает несколько сторон перено-
- 15 -са: во-первых, процесс переноса, характеризующийся тем, как он выполняется (каковы особенности воспроизведения ранее усвоенного, какие процессы осуществляются на заданном материале), во-вторых, условия, способствующие переносу, и, в-третьих, личностный фактор в переносе [|5,с.204].
Значительная часть работ, посвященных этой проблеме, касается условий, способствующих переносу. Наибольший интерес в рассмотрении проблемы межпредметных связей представляет концепция обобщения как условие переноса. "Прием обобщения от частного к общему, - подчеркивает Е.Н.Кабанова-Меллер,-может быть объективно выражен, как известно, в таком перечне действий: а) сопоставить заданные предметы, б) выделить в каждом из них общие для всех признаки и назвать их, в) выделить предметы по этим признакам" [86,c.I0-Il] .
Советские психологи рассматривают перенос как активный процесс, который не ограничивается только воспроизведением знаний, умений, способов деятельности, а приводит к обобщениям более высокого порядка, на основе сопоставления, сравнения, установления общего и отличительного в изучаемых явлениях.
В любой процесс обобщения входит абстракция. Эта форма це- \ реноса особенно важна при формировании межпредметной системы знаний, когда учащиеся должны не просто воспроизвести известные им из различных учебных предметов факты, события, явления, а , абстрагируясь, найти общие направления, пересекающиеся точки, являющиеся наиболее характерными для данного явления, "сквозные линии", которые прослеживаются при изучении различных аспектов проблемы.
В явлении переноса важную роль играют особенности личности учащегося, его способности, характер умственной деятельности.
Применение знаний более подготовленным учеником характеризуется самостоятельностью мышления, умением сочетать конкретные и абстрактные его формы, активностью мысли. У учащегося со слабой подготовкой наблюдается пассивность мыслительной деятельности, склонность к конкретным формам мышления. Это положение не может не учитываться при осуществлении переноса, когда требуется не только знание конкретного материала, но и умение его применять в новой обстановке.
Рассмотрение психологических аспектов межпредметных связей невозможно без учета возрастных особенностей учащихся. Каждый акт мыслительной деятельности школьника представляет собой сложную, взаимосвязанную совокупность многих форм мышления, наиболее многогранно проявляющихся у учащихся старших классов. В отличие от младших школьников старшеклассники не только осознают предметное содержание своего мышления, но и его процесс. Они могут на основе отдельных данных находить законы или правила, применять их по отношению к единичному случаю, классифицировать изучаемый объект, строить доказательства, делать выводы. Одной из особенностей мышления старшеклассников является не только умение находить одну-две причины изучаемого явления, но и вскрывать причины явлений, находить главное и второстепенное, выделять общее и частное.
Мыслительный процесс систематизации развивается у школьников в связи с совершенствованием процессов сравнения, анализа, синтеза и обобщения построением индуктивно-дедуктивных умозаключений.
С увеличением объема знаний в старших классах происходит
значительное изменение в развитии мышления: учащиеся овладевают
і всеми видами логических операций, учатся правильно определять по- 1
нятия, строить умозаключения, делать выводы, обосновывать и дока-
- 17 -зывать правильность своих суждений.
Характеризуя особенности мышления старшеклассников, СИ. Гальперин подчеркивает, что чем старше подросток, "тем меньше иррадиация возбуждения и выше его конкретизация, а следовательно, и дифференцирование внутренних торможений, Это обусловливает большую эффективность учебного процесса"[ 9,с.40] .
Все более полное и всестороннее проникновение в сущность явлений, их взаимосвязи и взаимообусловленности качественно меняют сам характер мышления, глубину анализа и синтеза, степень абстракции и обобщений.
Усвоение системы знаний требует опоры на все более глубокие смысловые связи и тем самым способствует развитию логической памяти.
Характеризуя умственную деятельность старшеклассников,Ю.А. Самарин обращает внимание на наиболее рациональный стиль их умственной работы, отличающийся целенаправленностью, сознательным овладением всеми психическими процессами, необходимыми для достижения поставленной цели [7,с.298] .
Эта психологическая особенность усвоения системы знаний учащимися старших классов учтена нами при осуществлении межпредметных связей в процессе работы.
Становление проблемы межпредметных связей в процессе обучения связано с именами выдающихся педагогов: Яна Амоса Коменского, И.Г.Песталлоцци, Н.И.Новака, К.Д.Ушинского и др. "Все, что находится во взаимной связи, должно преподаваться в такой же связи",-писал в своей "Великой дидактике" Ян Амос Коменский [92,с.287] . Большое внимание вопросу межпредметных связей в деле обучения и воспитания молодого поколения уделяла Н.К.Крупская . Это нашло отражение в ее статьях "Диалектический подход к изучению отдель-
- 18 -ных дисциплин", "Главное в преподавании математики" [l04] ,
[105] .
Одним из важных направлений в современных исследованиях педагогических аспектов проблемы взаимосвязи между учебными предметами является исследование основ теории межпредметных связей и их классификации.
Необходимо отметить, что существуют разные подходы исследо- ' вателей к определению понятия "межпредметные связи". В "Педагогическом словаре" межпредметные связи определяются как "взаимная согласованность учебных предметов, обусловленная системой наук и дидактическими целями" [ I47,c.68l] .
Некоторые исследователи характеризуют межпредметные связи как систему работы учителя и учащихся, в процессе которой привлекается содержание смежных дисциплин, или одну из особенностей содержания образования, выражающуюся в согласовании учебных программ и проявляющуюся в принципе систематичности (П.Г.Кулагин [109] , К.И.Королева [94] ).
В.Н.Шедорова трактует их "...как дидактическое условие, способствующее повышению научности и доступности обучения, значительному усилению познавательной деятельности учащихся, улучшению качества их знаний и позволяющее эффективно развивать научно-материалистические взгляды и убеждения школьников" [213,с.29] .
Определяя понятие "межпредметные связи", Н.А.Лошкарева предлагает выделить в содержании данного термина два значения - теоретическое и конкретное. "Теоретическое значение - межпредметные связи понимаются либо как принцип.дидактики, либо как одно из проявлений принципа систематичности и последовательности, либо как дидактическое условие. Конкретное значение - межпредметные связи понимаются как выражение фактических связей, устанавливав-
- 19 -мых в процессе обучения или в сознании ученика между различными учебными дисциплинами" [122,с.50] .
Мы считаем, что определение понятия "межпредметные связи" прежде всего должны отражать его сущность, поэтому наиболее удачным нам кажется краткое определение межпредметных связей,данное в "Педагогическом словаре1.1 Дидактическим условием межпредметные связи могут стать в том случае, если их реализовать в практику преподавания.
Значительный интерес для практической реализации представляет вопрос о классификации межпредметных связей, которые в современной педагогической литературе классифицируются по содержанию и по времени [212] .
Наблюдаются разные подходы исследователей классификации межпредметных связей по содержанию. Так, В.Н.Федорова и Д.М.Кирюш-кин [212] выделяют по содержанию три вида межпредметных связей:" фактические, понятийные, теоретические. Они считают, что эти три вида связей обусловливают:
углубленное и расширенное восприятие учащимися фактических данных;
эффективное формирование научных понятий;
осознанное усвоение теорий, входящих в содержание каждой изучаемой естественно-научной дисциплины.
Мы считаем, что эта классификация удачна, так как действительно содержание учебных дисциплин состоит из научных фактов, понятий, теорий, они составляют ту учебную информацию, которая усваивается учащимися на уроках.
В.Н.Янцен [23б] в своем исследовании выделяет II типов свя-\ зей. На наш взгляд, такое изобилие типов связей в его исследовании связано с тем, что он смешивает формы осуществления связей с
- 20 -типом связи. Так, например, один из типов связи в его работе выражается в рассмотрении отдельных вопросов программы в их комплексе, осуществляемом при проведении межпредметных ученических конференций, школьных тематических вечеров, экскурсий, итогового повторения. Проведение межпредметных экскурсий, ученических конференций тематических вечеров для рассмотрения отдельных вопросов программ в комплексе - это форма организации, осуществления межпредметных связей, но не связи.
Есть работы [і7,с.2б] , в которых делается попытка разделения межпредметных связей на виды в соответствии с различными видами межнаучного взаимодействия. Так, Н.Ф.Борисенко, выделив три вида межнаучного взаимодействия: I) при комплексном изучении разными науками одного и того же объекта (проблемы); 2) при использовании метода одной науки в других науках для изучения разных объектов; 3) при использовании разными науками одной и той же теории (закона) для изучения разных объектов, - показывает, что межпредметные связи в процессе обучения должны в меру познавательных возможностей и в соответствии с дидактическими целями.отражать межнаучное взаимодействие и его результаты. Исходя из этого, называются три вида межпредметных связей:
Связь устанавливается при наличии у двух или нескольких учебных дисциплин общего объекта изучения. Таким объектом может быть предмет, вещество, явление, процесс, понятие и т.д.
Показываются пути проникновения того или иного метода в разные науки. При этом вскрывается один из многочисленных аспектов связи между различными дисциплинами, в которых этот метод нашел применение.
Межпредметные связи устанавливаются выяснением применимости той или иной теории (закона) для объяснения явлений приро-
-21-да, изучаемых в разных учебных дисциплинах.
Все эти виды межпредметных связей были использованы нами в процессе работы при отборе содержания материала для разработки методики реализации межпредметных связей.
Существует еще деление межпредметных связей по временному признаку, установленное в работе [212] . По временному признаку межпредметные связи делятся на сопутствующие, предшествующие и перспективные. К предшествующим связям относятся связи, определяемые учебной информацией двух дисциплин, проявляющиеся в ограниченные, но последовательные периоды учебного года. Например, в IX классе в курсе химии в первой четверти изучается тема: "Теория электролитической диссоциации". Затем в третьей четверти в курсе физики этого же класса изучается явление электролиза, при изучении которого учитель может привлекать знания учащихся по теории электролитической диссоциации.
К сопутствующим связям относятся связи, определяемые учебной информацией двух или трех дисциплин, действующие в одни и те же (синхронные) периоды учебного времени (четверть и полугодие). Примером сопутствующих связей могут служить связи, обеспечивающие усвоение учащимися физико-химического явления, - электролиза при изучении физики и химии в IX классе. Явление электролиза изучается в третьей четверти сначала на уроках физики, а затем химии. На уроках физики изучается количественная сторона электролиза -зависимость массы вещества, выделившегося при электролизе,от количества электричества, прошедшего через раствор. Спустя несколько уроков (3-4) это явление рассматривается на уроках химии. При этом рассматриваются окислительно-восстановительные реакции, протекающие на катоде и аноде, зависимость продуктов электролиза от ионного состава среды и др. Это изучение понятий по времени име-
- 22 -ет сопутствующий характер, совпадая не только по четвертям учебного года, но и практически по урокам.
Перспективные связи определены как связи, обусловленные учебной информацией двух или трех дисциплин, действующие в течение более или менее длительных периодов учебного времени - двух, трех и более лет. Примером перспективной связи является связь, способствующая формированию понятия о молекуле.
Первый этап связи; Физика, УІ класс. Формируется понятие о молекуле как наименьшей частице вещества: дается представление о размерах молекулы и ее массе$
Второй этап связи; Химия, УП класс. Развивается понятие о молекуле, дается отличие и сходство между атомом и молекулой.
Третий этап связи; Химия, УШ класс. Рассматривается сложное строение молекул, вводится понятие о типах химических связей между атомами в молекулах.
Четвертый этап связи: Шизика, IX класс. Учащихся знакомят с современными методами наблюдения молекул, происходит более детальное рассмотрение неотъемлемого свойства молекул - их непрерывного движения. Учащихся знакомят с опытом Штерна по определению скоростей молекул.
На основе обобщения знаний о молекуле, полученных из курсов физики и химии в предшествующие периоды, дается развернутое,более полное и научно-достоверное определение молекулы.
Все эти виды связей использовались нами в процессе работы. Помимо этих связей, мы выделили по временному признаку еще один вид связей - опережающие связи. Опережающие связи - это связи, обусловленные учебной информацией двух дисциплин, проявляющиеся в ограниченные периоды учебного года.
В отличие от предшествующих связей здесь происходит обра-
- 23 -щение к информации, которая еще не получена учащимися в смежном предмете, а будет изучаться ими несколько позднее.
В педагогической литературе [70] , [7l] , [lI7] большое место отводится выявлению дидактических функций межпредметных связей. Обобщая данные по этому вопросу, можно выделить следующие дидактические функции межпредметных связей:
способствуют координации учебной информации и придают ей обобщенную направленность;
способствуют формированию и развитию диалектического мировоззрения;
стимулируют последовательное развитие и обобщение знаний и умений учащихся;
способствуют эффективному формированию научных понятий;
создают благоприятные условия для осуществления принципа политехнического обучения;
способствуют активизации мышления учащихся;
способствуют прочности знаний учащихся;
создают благоприятные условия для систематизации знаний учащихся.
В современной дидактике выделяются следующие формы организации познавательной деятельности учащихся в условиях реализации межпредметных связей:
предварительные домашние задания на повторение материала из смежных предметов с указанием параграфов из учебников;
проведение повторительной беседы, выявляющей знания из других предметов, в начале урока или в процессе объяснения
нового материала;
- создание проблемных ситуаций, постановка и решение проб
лемных вопросов, требующих знаний из смежных предметов;
сочетание индивидуальных и групповых заданий (по интересам, по выбору, обязательных) с коллективной работой в классе;
подготовка докладов межпредметного характера, написание рефератов;
опора на внеклассную работу, обобщающую знания учащийся из разных предметов. Сюда входит организация экскурсий межпредметного характера, проведение физико-химических вечеров.
Анализ психолого-педагогической литературы по проблеме меж-предметных связей позволяет нам сделать следующие выводы: v
В современных исследованиях проблема межпредметных связей интенсивно решается в разных ее аспектах. Это подтверждает важность и актуальность данной проблемы и вместе с тем ее сложность.
Наибольшее внимание в педагогической литературе уделяется, на наш взгляд, таким вопросам:
определению понятия межпредметных связей;
классификации межпредметных связей;
выявлению дидактических функций межпредметных связей;
выделению форм организации познавательной деятельности в условиях реализации межпредметных связей.
Вопрос о межпредметных связях в приложении к конкретному ' содержанию образования разработан недостаточно.
Практически отсутствуют дидактические материалы и методические пособия для учителей по осуществлению межпредметных связей
Вышеперечисленные выводы говорят о том, что изучение межпредметных связей применительно к конкретному содержанию образования остается важной и нерешенной пока проблемой.
- 25 -Анализ современной педагогической литературы позволил нам установить, что
формы организации познавательной деятельности учащихся в V условиях осуществления межпредметных связей уже разработаны и их можно использовать в практике экспериментального преподавания;
необходимо так разрабатывать методику осуществления меж- \ предметных связей курсов физики и химии IX класса, чтобы открывались максимальные возможности для реализации в практике преподавания всех дидактических функций межпредметных связей.
1.2. Анализ состояния проблемы межпредметных связей курсов физики и химии в диссертационных исследованиях
Проблеме межпредметных связей физики с химией посвящен ряд диссертационных работ: О.У.Абас-Заде [4] , Л.В.Загрековой [бб] , В.Н.Янцена [236] , В.Р.Ильченко [82] , Б.В.Тевлина [l9l] , Е.М. Минченкова [іЗб] , Е.Л.Морозовой [139] , С.рузибаева [l73] .
О.У.Абас-Заде в своем исследовании "О связи физики с химией в процессе преподавания физики в средней школе" подробно изложил методику преподавания таких тем, как "Электрический ток в электролитах", "Гальванические элементы и аккумуляторы", и вскользь упомянул о возможной взаимосвязи физики с химией при изучении строения атома. Однако, понимая взаимосвязь физики и химии только в таком узком плане, автор при исследовании вопроса не раскрыл многогранную структуру межпредметных связей и их психологических особенностей. В работе рассмотрена связь физики и химии и влияние знаний по химии на усвоение физических понятий, то есть односто-
- 26 -ронняя связь, а не межпредметная, одним из глубоких признаков которой является двусторонняя связь при изучении родственных явлений.
Л.В.Загрекова в своей работе "Влияние межпредметных связей на формирование у учащихся понятий о строении вещества при изучении физики и химии в 6-8 классах" проанализировала содержание межпредметных связей при формировании элементарных понятий о строении вещества на уроках физики в 6-7 классах. В работе даны ценные методические указания по данной проблеме.
В.Н.Янцен в своей работе "Межпредметные связи на опыте преподавания физики во взаимосвязи с химией в средней школе" рассмотрел роль межпредметных связей в формировании материалистического мировоззрения и политехнической подготовке учащихся. Освещение этих двух дидактических функций межпредметных связей придает работе несомненную ценность.
В работе также разработана методика осуществления различных видов связей при рассмотрении отдельных вопросов физики:
а) взаимосвязь физики с химией при изучении вопросов молеку
лярной физики;
б) виды химической связи на уроках физики;
в) изучение физических свойств полимеров в курсе физики.
Из перечисления видно, что исследовались вопросы реализации межпредметных связей при изучении отдельных фрагментов курса физики, один из которых - "Изучение физических свойств полимеров" -в действующие программы не включен. Помимо этого, рассмотрение видов химической связи на уроках физики представляло по действующей тогда программе сверхпрограммный материал, данный без дидактических оббснований. Автором была сделана попытка осуществления межпредметных связей и на уроках химии. В работе указано,что
- 27 -при изучении темы "Растворы". Теория электролитической диссоциации", кроме традиционного материала учебника, на уроках химии рассматривались такие вопросы, как растворимость газов в воде, зависимость растворимости газов от температуры и природы жидкости и газа, особенности взаимного растворения жидкостей, примеры хорошо и плохо растворимых жидкостей.
Методика осуществления этих связей никак не раскрывается в работе. В диссертации и приложении к ней нет дидактического материала по осуществлению межпредметных двусторонних связей.
Диссертация Е.Е.Минченкова "Межпредметные связи химии и физики в школьном обучении на основе структур курсов" выполнена на материале восьмилетней школы. В работе сделана попытка с помощью матричного метода выяснить такую структуру курсов физики и химии восьмилетней школы, при которой для реализации межпредметных связей создавались бы наиболее благоприятные условия. Много места в работе отводится описанию методики использования матричного метода для выяснения структур курсов. Итогом работы является нахождение автором структуры курсов физики и химии восьмилетней школы, при которой для реализации межпредметных связей открываются наибольшие возможности.
Г.В.Йльченко осветила в своей работе методику осуществления межпредметных связей физики и химии при изучении закона сохранения массы, энергии, заряда, а также Периодического закона Д.И. Менделеева, Несомненно, вопрос об осуществлении межпредметных связей при изучении законов сохранения и Периодического закона Д.И.Менделеева является важным для средней школы, но он не исчерпывает содержание межпредметных связей между физикой и химией.
Б.Л.Тевлин осветил в общем плане методику осуществления межпредметных связей дисциплин естественного цикла в УТ-УП классах
средней школы на примере некоторых тем курса физики УІ-ХШ классов.
Работа Е.Л.Морозовой "Формирование диалектико-материалистического мировоззрения учащихся в процессе обучения физике при реализации межпредметных связей" посвящена важному вопросу формирования диалектико-материалистического мировоззрения учащихся в процессе обучения физике при реализации межпредметных связей с химией и биологией. В работе достаточно полно и глубоко раскрыта одна из дидактических функций межпредметных связей - мировоззренческая, разработан удачный дидактический материал.
Диссертация С.Г^гзибаева "Использование межпредметных связей физики в целях повышения качества знаний по физике атома и атомного ядра в средней школе" выполнена на материале программы, существующей с 1969 г., и посвящена, как видно из названия, одному разделу курса физики.
В работе сделана попытка разработать методику реализации межпредметных связей при изучении строения атома и атомного ядра на основе введения пропедевтического материала. На кружковых занятиях по физике в УЇЇ классе автор предлагает изучение очень сложных вопросов, таких как:
- объяснение распределения электронов в атомах по их кван
товым числам;
- изучение двух принципов распределения электронов и т.д.
При этом никак не описывается ни методика, ни психолого-педагогическое обоснование введения столь сложного дополнительного материала в УП классе. Несмотря на то, что работа посвящена узкому вопросу, нельзя считать, что он решен в ней до конца.
В работе Н.Б.Гафурова "Влияние межпредметных связей физики и химии на качество знаний учащихся" сделана попытка разработки
- 29 -методики реализации межпредметных связей для трех тем курса физики IX класса: "Молекулярно-кинетическая теория", "Полупроводники", "Электролиз". При этом рассматривается изучение материала этих тем только в курсе физики с привлечением учебного материала из химии. В работе не показывается,как молекулярно-кинетическая теория и электролиз изучаются в курсе химии и как можно там реализовать межпредметные связи с физикой, то есть межпредметные связи носят односторонний характер. Не показано, как можно реализовать внутрипредметные связи при изучении данных тем, хотя в работах психологов [177] указано, что межпредметные ассоциации могут быть сформированы только тогда, когда сформированы внутрипредметные ассоциации. В работе вводится сложный дополнительный материал при изучении полупроводников в IX классе: квантование энергии электронов. При этом не дается ни обоснование для введения этого материала, ни подробная методика его введения.
Анализ диссертационных исследований позволяет сделать следующие выводы:
1. Все диссертационные исследования, как правило, рассматривают
содержание или. методику осуществления межпредметных связей
при изучении отдельных тем или фрагментов курса, при этом не
рассматривается синхронная реализация внутрипредметных связей. Нет ни одного диссертационного исследования, где бы рассматривались содержание межпредметных связей и методика их осуществления при изучении всех тем физики и химии IX или X класса.
2. В существующих диссертационных иссдедованиях рассматриваются
проблемы взаимосвязи физики и химии с позиций изучения либо кур
са физики, либо курса химии. Связи же должны быть двусторонними.
Ибо только при двусторонних связях создается реальная и прочная
- зо -
основа в практике преподавания.
3. В диссертациях и приложениях к ним материал по реализации межпредметных связей, как правило, сводится лишь к составлению таблиц, где показано соотнесение программного материала из курсов физики и химии.
1.3. Отражение межпредметных связей в программах, учебниках по физике и химии
Анализ программ по физике и химии, действующих с 1969 г. по 1981 год, показывает, что расположение материала в них выдержано согласно логике каждого учебного предмета, при этом учителям не давалось никаких указаний, где и с какими предметами они могут осуществлять межпредметные связи.
Вместе с тем, само содержание программного материала по физике и химии открывает большие потенциальные возможности для осуществления межпредметных связей. Физика и химия изучают достаточно много общих теорий, понятий, процессов, явлений. Не имея возможности рассмотреть все объекты, совместно изучаемые в школьных курсах физики и химии, перечислим лишь некоторые из них, которые,на наш взгляд, являются наиболее важными: молекулярно-кинетическая теория, вещество и его свойства, явления диссоциации, адсорбции, электролиза, понятия: "атом", "молекула", "диполь", "электрон".
В 1981 году вышли усовершенствованные программы по физике и химии. В этих программах после каждой темы есть подраздел "Межпредметные связи", где учителям указано, с какими разделами смежных курсов могут они осуществлять межпредметные связи при изложении данной темы. Впервые в практике советской школы межпредметные связи введены в содержание учебных программ. Это
- ЗІ -есть официальное подтверждение актуальности темы нашего исследования. Введение указаний на межпредметные связи в содержании учебных программ не исчерпало этой проблемы, а поставило целый ряд новых задач. Задачи эти, на наш взгляд, следующие:
необходимо определить содержание указанных в программах межпредметных связей;
разработать методику их осуществления;
создать дидактический материал для учителей.
Нельзя не отметить, что в подразделах "Межпредметные связи" составители программ не везде полностью указали материал из смежных предметов, на который может опираться учитель, осуществляя межпредметные связи. Так, в программе по химии после темы "Подгруппа углерода" не указана тема из физики "Поверхностное натяжение в жидкостях". При изучении данной темы, объясняя механизм адсорбции, учитель химии может опираться на знания учащихся, полученные в курсе физики при изучении поверхностного натяжения в жидкостях. Перечень подобных примеров можно продолжить. Это позволяет нам утверждать, что подразделы "Межпредметные связи" программ по физике и химии нуждаются в корректировке и дополнениях.
Анализ учебников химии УП-ІХ классов и физики УІ-ІХ классов позволяет нам сделать следующие выводы:
1. В учебниках, как правило, не реализуются межпредметные связи
при изложении учебного материала. Изложение материала часто
ведется без опоры на знания по смежному предмету.
2. Наблюдается несогласованность терминологии и, в некоторых слу
чаях, трактовки общих для обоих курсов понятий: так, в учеб
ном пособии по физике для IX класса до 1979 года издания [ 25 ]
было дано такое определение электролиза : "Процесс выделения на
электродах веществ, входящих в состав электролита, называют элек-
- 32 -тролизом". В учебном пособии по физике для IX класса 1980 и 1981 годов издания [26,с.177] дано следующее определение электролиза: "Процесс выделения на электродах веществ, связанный с окислительно-восстановительными реакциями, называют электролизом".
В учебнике химии для IX класса [2І7,с.І2і] дано иное определение электролиза: "Окислительно-восстановительные реакции под действием электрического тока называют электролизом".
Несмотря на то, что авторы учебного пособия по физике пытались устранить явно выраженную несогласованность в определении электролиза, задача эта не решена до конца. Учащимся дано два разных определения одного и того же явления. Им совершенно неясно, каким из определений они должны оперировать.
Существует совершенно необоснованное дублирование учебного материала. Например, применение электролиза рассматривается в учебнике физики IX класса, затем повторяется в учебнике химии IX класса.
При изложении материала в учебниках часто не используются знания, уже сформированные в смежном предмете. Так, при изложении 43 "Адсорбция" (химия IX) авторы учебника совершенно не учитывают, что в курсе физики IX класса к этому времени достаточно глубоко и подробно уже изучены поверхностные явления в жидкостях, изложение материала ведется без опоры на эти знания. В учебнике физики IX класса формирование понятия "электрический диполь" ведется без опоры на знания учащихся, полученные в курсе химии IX класса при изучении теоришэлектролитической диссоциации.
В результате, как показывают наблюдения, у учащихся склады-,,,-вается ложное представление, что дипольным моментом обладают только молекулы с ионной связью. При изложении темы "Электро-
- 33 -лиз" в курсе физики IX класса недостаточно используются знания, полученные учащимися при изучении теории электролитической диссоциации. 5. Ни в одном из курсов нет обобщенной темы, приводящей в единую систему знания об ббщих законах, явлениях, изученных в физике и химии в данном классе. Вышеперечисленные недостатки учебников не могут не повлиять на качество знаний учащихся,на умение применять знания из одного предмета при изучении другого. С целью изучения состояния знаний учащихся по овладению межпредметными понятиями и общими для физики и химии законами, а также по умению применять физические законы для объяснения химических явлений нами был проведен констатирующий педагогический эксперимент.
1.4. Констатирующий педагогический эксперимент
Констатирующий педагогический эксперимент проводился нами в трех направлениях. Каждое направление имело свои цели. Первое - мы подвергали анкетированию в течение трех лет (1976 - 1978 годы) студентов I курса химического факультета Кемеровского госуниверситета. Анкетирование проводилось сразу после зачисления и имело следующие цели:
выяснить,предполагают ли вчерашние школьники, поступая на химический факультет, что им придется в процессе обучения на факультете изучать физику, то есть тем самым установить,видят ли они связь между химией и физикой;
проверить, совпадает ли проявление интереса к химии,как предмету, с проявлением интереса к физике;
- проверить знание общих для курсов физики и химии законов.
В анкеты были включены вопросы:
Какие предметы были у Вас самыми любимыми в школе?
Проявляли ли Вы интерес к физике?
Запишите оценки Ваших аттестатов по физике и химии.
Предполагали!ли Вы, что при обучении на химическом факультете Вам придется изучать физику?
Какие общие для физики и химии законы Вы изучали в школе?
Результаты анкетирования показали:
Химия - любимый предмет 96,9 %
Физика - любимый предмет 1,6 %
Имели в аттестате:
оценку 5 по химии 71,2 %
по физике 42,4 %
оценку по химии 4 28,8 %
по физике 54,5 %
оценку 3 по химии 0 %
по физике 3 %
Предполагали, что при обучении на химическом факуль
тете будут изучать физику 66,6 %
Обще для физики и химии законы, изучаемые в
школе, назвали:
Закон сохранения и превращения энергии 63,6 %
Закон Авогадро 18,1 %
Закон сохранения заряда 0 %
Закон сохранения массы 7,5 %
Периодический закон 3,0 % Не смогли назвать общие для физики и химии
законы 18,2 %
Результаты анкетирования позволили сделать нагл следующие выводы:
проявление интереса к химии как к предмету не совпадает с проявлением интереса к физике;
довольно большой процент студентов - вчерашних школьников не предполагает, что при обучении на химическом факультете может изучаться физика, то есть они не видят тесной связи между этими дисциплинами;
несмотря на то, что большинство анкетируемых имели в аттестате высокий балл по физике и химии, они затруднялись назвать общие фундаментальные для физики и химии законы, и смутило их, как показала беседа, слово "общие".
Второе направление, в котором велся констатирующий педагогический эксперимент, заключался в том, что 250-ти учащимся X классов была предложена самостоятельная работа, ответы на вопросы которой требовали знаний межпредметного характера. Проводя самостоятельную работу, мы ставили своей целью выяснить:
как учащиеся владеют основными межпредметными понятиями;
как умеют применять знания из смежного предмета при выяснении черт сходства и различия общих понятий курсов физики и химии;
-.умеют ли применять физические законы для объяснения химических явлений;
- видят ли общие для физики и химии законы, изучаемые и при
меняемые в обоих курсах.
Самостоятельная работа имела два варианта:
I вариант
Что Вы понимаете под молекулой, под атомом?
В чем отличие атома от молекулы?
Что такое диполь?
Почему атомы в молекулах расположены на определенных расстоя-
- 36 -ниях? 5. Назовите общие для физики и химии законы.
П вариант
Почему при экзотермических реакциях теплота выделяется, а при эндотермических поглощается?
Что такое электролит?
Всегда ли справедливо утверждение: все тела состоят из молекул?
В чем отличие физических явлений от химических?
Физическим или химическим процессом (явлением) является процесс растворения?
С целью более тщательного анализа ответы учащихся на вопро- ), сы 1,2,3,4 из 1-го варианта и вопросы 1,4,5 из П-го варианта мы делили на 4 группы:
Правильные полные п.п.о.
Неверные частично н.ч.о.
Неверные полностью н.п.о.
Отсутствие ответа о.о.
Правильным и полным ответом на 1-й вопрос 1-го варианта мы считали такой, в котором учащиеся утверждали, что молекулы - это частицы, из которых состоят тела, делящиеся при химических реакциях; атом - это наименьшая частица вещества, неделящаяся при химических реакциях и являющаяся носителем химических свойств элемента.
Неверным частично считался ответ, в котором учащиеся утверждали, что молекула - мельчайшая частица вещества, состоящая из атомов. Видно, что в подобных ответах было противоречие. Мельчайшая частица сама состояла из других частиц.
Неверными полностью были такие ответы, в которых учащиеся
- 37 г путали понятие молекулы и атома. В таких ответах утверждалось, что молекула - это частица, состоящая из атомов.
Правильным и полным ответом на 2-ой вопрос считали такой ответ, в котором учащиеся утверждали, что отличие молекулы от атома заключается в следующем: молекула - химически делимая частица, атом химически неделим. В случае инертных газов понятие молекула и атом совпадают.
Неверными частично считались ответы, в которых учащиеся утверждали, что молекула - это более крупная частица, чем атом. Различие в размерах не является основным признаком отличия этих понятий.
Неверными полностью считались ответы типа: отличие атома от молекулы в том, что молекула состоит из атомов, а атом, в свою очередь, не может состоять из молекул.
Полный и правильным ответом на вопрос 3 первого варианта считался такой ответ, в котором учащиеся утверждали: диполь -это система двух связанных зарядов, одинаковых по величине, но противоположных по знаку. Такую систему двух связанных зарядов представляет собой полярная молекула.
Неверным частично считался ответ, в котором учащиеся утверждали:
Диполь - это полярная молекула. При этом определения полярной молекуле не давалось.
Диполь - это молекула, на одном конце которой сосредоточен положительный, а на другом - отрицательный заряд. То, что заряды одинаковы по численному значению, учащиеся не отмечали.
Неверным полностью считался ответ типа:
Диполь - молекула гантелеобразной формы.
Диполь - это молекула воды, которая находится в вытянутом
- 38 -состоянии и на концах имеет противоположные заряды.
Диполь - это частица, один конец которой положителен, другой - отрицателен.
диполем является молекула воды. Это молекула, состоящая из двух полей: положительного и отрицательного.
Правильным и полным ответом на 4-й вопрос 1-го варианта считали такой ответ, в котором учащиеся утверждали: согласно принципу минимума энергии любая система стремится прийти в состояние, в котором энергия системы минимальна. Атомы в молекулах располагаются на таких расстояниях, при которых энергия в целом минимальна.
Неверным частично считали ответы, в которых учащиеся утверждали, что атомы в молекулах устанавливаются на таких расстояниях, при которых силы отталкивания уравновешивают силы притяжения.
Неверным полностью считали ответ типа: атомы в молекулах расположены на определенных расстояниях потому, что между ними действуют силы притяжения и отталкивания.
Правильным ответом на 1-ый вопрос 2-го варианта мы считали такой, где выделение и поглощение энергии при протекании реакций объяснялось на основе закона сохранения энергии: при экзотермических реакциях внутренняя энергия веществ, вступающих в реакцию, больше, чем внутренняя энергия веществ, образовавшихся в результате реакции. Разность внутренних энергий выделяется в виде тепла. При эндотермических реакциях внутренней энергии веществ, вступающих в реакцию, недостаточно для того, чтобы образовалось новое вещество, поэтому образование конечных продуктов реакции идет с поглощением тепла. Энергия конечных продуктов реакции меньше, чем энергия веществ, вступающих
- 39 -в реакцию.
Частично правильными мы считали ответы, где учащиеся писали, что экзотермические реакции идут о выделением тепла, так как энергия исходных веществ больше, чем энергия.веществ, образующихся в результате реакции. Для протекания эндотермических реакций необходима затрата энергии для разрыва или образования новых связей, поэтому поглощается определенная теплота.
Полностью неправильными ответами мы считали ответы типа:
При экзотермических реакциях химические связи разрушаются,их энергия переходит в тепло. При эндотермических реакциях происходит образование новых химических связей за счет тепловой энергии окружающего пространства.
При экзотермических реакциях теплота выделяется потому, что происходит процесс распада веществ, а при эндотермических поглощается, так как происходит возникновение новых веществ.
Правильным и полным ответом на 2-ой вопрос 2-го варианта мы считали такой ответ, в котором учащиеся утверждали, что электролит - это раствор солей, кислот, щелочей, проводящий электрический ток. Электролитом могут быть также расплавы металлов и солей.
Неверными частично считались ответы, в которых учащиеся утверждали, что электролиты - это растворы солей. Это очень узкое определение.
Неверным полностью считали определение типа: электролит -это раствор, в составе которого есть свободные электроны...
Правильным и полным ответом на 3-й вопрос 2-го варианта считался такой ответ, в котором учащиеся утверждали, что положение: все тела состоят из молекул - справедливо не всегда, например, в случае ионных кристаллов типа NuLt весь кристалл
- 40 -представляет собой гигантскую молекулу.
Частично правильным или неполным ответом считался ответ, в котором учащиеся утверждали, что не всегда справедливо это утверждение, но не поясняли, почему.
Полностью неправильным ответом считался ответ, в котором учащиеся утверждали, что данное положение справедливо не всегда.
Правильным и полным ответом на 4-й вопрос 2-го варианта считали ответ, в котором учащиеся утверждали, что отличие физических явлений от химических заключается в том, что при физических явлениях не происходит образования новых веществ, но при этом может меняться плотность, агрегатное состояние, однако вещество таким же и остается. При химических явлениях происходит образование новых веществ.
Неверными частично считали ответы, в которых учащиеся утверждали, что при химических явлениях меняется внутреннее строение вещества, а при физических явлениях только внешние изменения.
Неверными полностью считали ответы типа:
Химические явления - это явления, происходящие внутри молекул, а физические явления - не только внутри.
Химические явления всегда связаны с веществом, а физические явления могут быть связаны с полем.
В физических явлениях участвуют тела, а в химических - атомы и молекулы.
Правильным и полным ответом на 5-й вопрос 2-го варианта считался ответ, в котором учащиеся утверждали, что растворение - физико-химический процесс, и приводили примеры, почему это физико-химический процесс.
Неверным частично или неполным ответом считали ответ, в ко-
- 41 -тором было написано, что растворение - это физико-химический процесс и никак не пояснялось, почему растворение - это физико-химический процесс.
Неверным полностью считались ответы типа:
Растворение - физический процесс, это диффузия.
Растворение - это химический процесс.
Результаты самостоятельных работ представлены нами в таблицах 1,2. Поскольку ответ на пятый вопрос 1-го варианта состоит из нескольких пунктов, то мы выделяли результаты ответа на этот вопрос.
Таблица I I вариант
30% учащихся;
25%
16,72%
10,2%
- 0%
Общие для физики и химии законы назвали:
Закон Авогадро Закон сохранения энергии Закон сохранения массы Закон сохранения заряда Периодический закон
Таблица 2 П вариант
Результаты проведенной самостоятельной работы говорят о том, что учащиеся:
не умеют применять физические законы и принципы для объяснения химических явлений и процессов. Об этом говорит качество их ответов на вопросы 4 из 1-го варианта и I из 2-го варианта;
слабо владеют межпредметными понятиями: не знают их правильного определения, не умеют применять знания из смежного предмета при выяснении черт сходства и различия понятий. Так, при выяснении отличия атома от молекулы ни один ученик не указал, что основное различие атома и молекулы заключается в том, что атом - это химически неделимая частица;
затрудняются назвать общие для физики и химии законы;
плохо знают отличие физических явлений от химических.
Третье направление, в котором велся констатирующий педагогический эксперимент, - работа с учителями. Данное направление имело следующие цели:
- проверить состояние работы, проводимой учителями физики
и химии по реализации межпредметных связей и степень их подго-
- 43 -товленности к такой работе;
- выявить, какие пути улучшения работы по реализации межпредметных связей физики и химии видят учителя.
Учителям физики и химии была предложена небольшая анкета:
Осуществляете ли Вы межпредметные связи с химией (физикой) в процессе своей работы планомерно, систематически?
Перечислите формы организации межпредметных связей, которые Вы используете в своей работе.
Что Вам мешает осуществлять межпредметные связи планомерно и систематически?
Назовите
а) общие для физики и химии законы;
б) общие понятия курсов физики и химии.
5. Какие пути улучшения работы по реализации межпредметных
связей Вы видите?
Результаты анкетирования учителей физики и химии (200 человек) позволили нам сделать следующие выводы:
Большинство учителей не ведут систематическую работу по реализации межпредметных связей (76,6%).
Учителя слабо знакомы с внеурочными формами работы по реализации межпредметных связей:
только 0,3% учителей указали, что они проводят межпредметные экскурсии;
0,5% указали, что они дают доклады межпредметного характера; остальные 99,2% назвали только урочные формы организации реализации межпредметных связей.
3. Систематической работе по реализации межпредметных связей
учителям мешает:
слабое знание смежного предмета (на что указали 98%);
- отсутствие дидактического материала (указали 95%).
О слабых знаниях смежного предмета говорили не только искренние признания учителей, но и качество их ответов на вопрос 4. Действительно, подготовка учителей физики и химии такова, что на физических факультетах пединститутов и университетов химия вообще не изучается, на химических факультетах курс физики изучается на первом и втором году обучения. Поэтому естественно, что учителя физики и химии имеют слабые знания по смежному предмету и остро нуждаются в соответствующем дидактическом материале, в подробных разработках по реализации межпредметных связей.
При ответе на вопрос: какие пути улучшения работы по реализации межпредметных связей Вы видите? - учителя, как правило, называли несколько путей:
самообразование как путь улучшения работы по реализации межпредметных связей 53,2 %
создание подробных методических разработок
по реализации межпредметных связей 58,4 #
- рекомендовали больше заниматься этим
вопросом на кустовых и методических секциях 44,6 %
рекомендовали проводить цикл лекций по реализации межпредметных связей на курсах усовершенствования учителей 30,0 %
совершенствование программ и учебников как
путь улучшения работы по данному вопросу 20,1 % Результаты всего констатирующего эксперимента позволили нам установить, что в школах не ведется планомерная систематическая работа по реализации межпредметных связей курсов физики и химии. Подтверждением тому являются результаты проведения самостоятельных работ среди учащихся и анкетирование абитуриентов и
- 45 -учителей.
Одной из основных причин отсутствия планомерной систематической работы по реализации межпредметных связей является неподготовленность учителей физики и химии к проведению этой работы. Учителям физики и химии необходима подробная разработка методики реализации межпредметных связей.
Психолого-педагогические основы межпредметных связей
Характеризуя психологические основы межпредметных связей, следует исходить из результатов исследований о развитии мышления и усвоения знаний в процессе взаимосвязанного обучения. Психофизиологические основы межпредметных связей были заложены учением академика И.П.Павлова о динамическом стереотипе и второй сигнальной системе. Физиологическим механизмом усвоения знаний И.П.Павлов считал образование в коре головного мозга сложных си ч стем временных связей: "Все обучение заключается в образовании временных связей, - пишет он, - а это есть мысль, мышление, знание" [145,с.509].
Для установления наиболее дифференцированных и прочных связей решающее значение имеет образование в коре головного мозга очагов оптимальной возбудимости. Образование этих очагов зависит от интенсивности раздражителя. Эта интенсивность, по И.П.Павлову, зависит, в свою очередь, от воздействий, которым подвергался индивидуум ранее. Центральная нервная система реагирует на раздражитель не только в зависимости от его характера, но и от подготовленности действиями предшествующих раздражителей.
Таким образом, усвоенные ранее знания, привлекаемые учителем или учеником при изучении нового материала, выступают в роли дополнительных раздражителей, оказывая влияние на функциональное состояние участков коры больших полушарий головного мозга, связанных с предстоящей деятельностью учащихся по усвоению новых знаний.
Как правило, предметы и явления реальной действительности, связанные между собой цепью различных обстоятельств, предстают взаимосвязанными и в памяти человека. Встретившись с одним из данных предметов или явлений, человек по ассоциации может вспомнить и другой предмет, связанный с ним.
Успех обучения во многом будет зависеть от количества необходимых взаимосвязанных факторов, помогающих развивать способности учащихся быстро и точно воспроизводить в памяти ранее усвоенные знания. В формировании этой способности межпредметным связям принадлежит важная роль.
В результате отражения объективной действительности в мозгу человека складывается система постоянных и временных связей, обеспечивающая единство поведения человека, системность его знаний о мире - динамический стереотип. Эта система динамична, изменяется под новыми воздействиями. Вместе с тем она обладает и относительной устойчивостью, необходимой для функционирования человека как биологического существа.
Раскрыв нейродинамическую природу ассоциаций и показав ее системный характер, И.П.Павлов всю психическую деятельность, вплоть до высшего ее проявления - мышления, трактовал в плане своей концепции как ассоциативную деятельность. "Наша умственная деятельность, - писал он,- главнейше основана на длинной цепи раздражений, на ассоциациях", [l44,c.I90].
Всякое обучение сводится к образованию новых связей (ассоциаций). Новые знания вступают в многообразные связи (ассоциации) с уже имеющимися в сознании сведениями, которые были получены в результате обучения и опыта.
Говоря о влиянии устанавливаемых связей в процессе мышления на более глубокое познание сущности объекта, С.Л.Ї убинштейн пи - ІЗ -шет:"Основная форма анализа, основной нерв процесса мышления заключается в следующем: объект в процессе мышления включается во все новые связи и в силу этого выступает во все новых качествах, которые фиксируются в новых понятиях: из объекта, таким образом, как бы вычерпывается все новое содержание; он как бы поворачивается каждый раз другой своей стороной, в нем выявляются все новые свойства " [172,с.98-99].
Развивая эту мысль, Е.А.Будилова отмечает, что "объекты обнаруживают разные свойства в разных связях и отношениях,... специальным способом познания новых сторон, качеств и свойств предметов является анализ через синтез [21,с.290.
Характеризуя некоторые аспекты взаимосвязи обучения и умственного развития, Г.С.Костюк подчеркивает, что развивающий аспект мышления обусловливается содержанием обучения и методами. "Структурное построение содержания, выделение в нем основных понятий, их систем и связанных с ними операций, создает благоприятные возможности полноценного усвоения его учащимися"] 7,с.24].
Исходные принципы разработки методики реализациимеж предметных связей
Приступая к исследованию, мы считали, что реализация межпредметных связей должна вестись при синхронной реализации внутрипредметных связей, так как в этом случае создаются оптимальные условия для переноса знаний в другие ситуации, интегрирования полученных учащимися знаний, их систематизации. Систематизация знаний, кан известно, способствует повышению качества обучения учеников, так как "только система, конечно, разумная, выходящая из самой сущности предметов, дает нам полную власть над нашими знаниями. Голова, наполненная отрывочными бессвязными сведениями, похожа на кладовую, где все в беспорядке и где сам хозяин ничего не отыщет" [208,с.355] .
Мы также считали, что разработка методики реализации двусторонних межпредметных и одновременно внутрипредметных связей в курсах физики и химии IX класса должна вестись на основе поэлементного анализа содержания знаний,уже полученных учащимися в курсах физики и химии УІ-УШ классов. Поэлементный анализ позволяет сделать следующее:
- установить, какие элементы знаний уже известны учащимся;
- четко выделить, что принципиально нового будет изучаться при изучении общих теорий, явлений, понятий в курсах физики и химии IX класса;
- какие элементы содержания знаний, уже известных учащимся, являются общими для курсов физики и химии. В этом случае поэлементный анализ является методом установления межпредметных связей; - найти черты сходства и отличия этих содержательных элементов знаний;
- определить, что может спросить учитель после проведения предварительного повторения материала из своего и смежного предмета, на что он может опираться при объяснении нового материала.
Поэлементный анализ дает возможность избежать неоправданного дублирования в изложении материала, широко использовать как межпредметные, так и внутрипредметные связи. Вот почему в своем исследовании мы широко использовали поэлементный анализ знаний.
Поскольку в современной дидактике уже разработаны формы организации познавательной деятельности учащихся в условиях реализации межпредметных связей (их описание дается в главе I, с.23-24),то материал по реализации межпредметных связей для учителя нужно было построить так, чтобы его структура и содержание способствовали воплощению в практику преподавания большинства поурочных форм организации познавательной деятельности учащихся.
Материал по реализации межпредметных и одновременно внут-рипредметных связей строился по следующей схеме:
- указывались новые знания, формирующиеся и развивающиеся при осуществлении межпредметных связей;
- выделялся материал из смежного и данного курса, который необходимо задать повторить учащимся накануне изучения темы;
- давались вопросы повторения, которые требовали воспроиз - 48 -ведения знаний из смежной и данной дисциплины, приобретенных ранее;
- предлагались вопросы по закреплению материала. Вопросы требовали, как правило, синтеза знаний, полученных в курсах физики и химии;
- при составлении вопросов к некоторым темам, там, где возникала необходимость, мы предваряли вопросы подробными методическими замечаниями для учителей.
Вопросы были составлены так, чтобы меньшая часть из них требовала репродуктивного уровня воспроизведения знаний, большая часть - синтетического и творческого. Приводимый в приложении дидактический материал для курсов физики и химии дает возможность видеть его содержание и структуру.
Материал был разработан для всех тем физики IX класса, при изучении которых можно осуществлять межпредметные связи с химией. ПЬдобный материал был разработан и для всех тем курса химии IX класса. Это позволило учителям осуществлять двусторонние межпредметные связи и вести работу не фрагментарно, а целенаправленно, систематически на протяжении всего курса физики и химии IX класса.
Организация педагогического эксперимента
Поисковый педагогический эксперимент проходил в 1978-1979 годах. Базой для его проведения были школы № 1,5,10,44,24,31 г. Кемерова и школы № 1,8 г. Топки. Поисковый педагогический эксперимент имел следующие цели:
- отобрать содержание материала из смежного и данного предметов, который можно привлекать при изучении всех тем курсов физики и химии IX класса, требующих реализации межпредметных связей.
Итогом поискового педагогического эксперимента были разработанные для учителя физики и химии материалы по реализации межпредметных связей.
Обучающий педагогический эксперимент проводился в 1979 -1981 годах в тех же школах, где проводился поисковый эксперимент. При проведении обучающего педагогического эксперимента мы ставили целью проверить, как последовательная систематическая реализация двусторонних межпредметных и одновременно внутрипредметных связей влияет:
- на качество знаний;
- на усвоение межпредметных понятий;
- на умение применять физические законы для объяснения химических явлений;
- на прочность знаний.
Педагогический эксперимент вели учителя с различным стажем, работы в школе, но не менее 5 лет. Выбор нижней границы стажа работы в школе не менее 5 лет обусловлен тем, что, на наш взгляд, эксперимент по реализации межпредметных связей мог вести учитель, который достаточно овладел методикой преподавания собственного предмета. В одной и той же школе, в одних и тех же классах, именуемых экспериментальными, велась одновременная реализация межпредметных связей учителями физики и химии. В экспериментальных классах учителя вели уроки с привлечением материалов по реализации межпредметных связей, разработанных нами, как для уроков физики, так и для уроков химии. Материал по реализации межпредметных связей был разработан для всех тем, где возможна реализация межпредметных связей. Так, в курсе физики IX класса нами были выделены следующие темы, при изучении которых открываются наибольшие возможности для реализации межпредметных связей:
1. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Масса и размеры молекул. Броуновское движение.
2. Газовые законы.
3. Свойства жидкостей, поверхностное натяжение.
4. Кристаллические тела. Анизотропия кристаллов. Поликристаллы. Аморфные тела.
5. Взаимные превращения жидкостей и твердых тел.
6. диэлектрики в электрическом поле.
7. Электрический ток в металлах и полупроводниках.
8. Электрический ток в электролитах. Законы электролиза.
По всем этим темам был разработан достаточно подробный дидактический материал по реализации межпредметных и внутрипред-метных связей и проведены самостоятельные и контрольные работы.
В курсе химии IX класса также были выделены темы, при изучении которых открываются максимальные возможности для реализации межпредметных связей с физикой. Такими темами оказались
1. Теория электролитической диссоциации.
2. Подгруппа углерода.
3. Общие сведения о металлах. Положение металлов в периодической системе. Металлическая связь. Кристаллическое строение металлов. Характерные физические и химические свойства металлов. Электролиз. Практическое применение электролиза.
По всем этим темам были также разработаны для учителей химии материалы по реализации межпредметных и внутрипредметных связей.
В контрольных классах учителя вели уроки традиционно, без привлечения наших материалов по реализации межпредметных связей, то есть там не велась последовательная реализация двусторонних межпредметных связей. Самостоятельные и контрольные работы в контрольных классах были такими же, как и в экспериментальных классах.
При разработке принципов составления проверочных заданий для анализа приобретенных знаний, умений и навыков учащихся в условиях осуществления межпредметных и внутрипредметных связей мы исходили из имеющихся в психолого-педагогической науке положений .
