Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса по реализации связи с химией при обучении математике в VII-IX классах 16
1.1 Основные критерии отбора дидактического материала, реализующего связь с химией при обучении математике в VII-IX классах ...16
1.2 Роль химии в жизни общества и системе естественнонаучных дисциплин 23
2. Методологические основы реализации связи с химией при обучении математике в VII-IX классах 31
2.1. Психологический фактор повышения качества знаний учащихся по математике на основе реализации связи с химией . ..31
2.2. Дидактические основы повышения качества знаний учащихся по математике на основе реализации связи с химией :..49
2.3. Методические аспекты обучения математике в основной школе при реализации связи с химией 68
3. Организация и методика проведения экспериментальных исследований и их анализ 87
3.1. Организация и структура исследований 87
3.2. Методика обработки экспериментальных данных „99
3.3. Анализ результатов исследований 105
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 114
ЛИТЕРАТУРА .115
ПРИЛОЖЕНИЯ .127
- Основные критерии отбора дидактического материала, реализующего связь с химией при обучении математике в VII-IX классах
- Психологический фактор повышения качества знаний учащихся по математике на основе реализации связи с химией .
- Организация и структура исследований
Введение к работе
Последние десятилетия математическое образование в школе находится на пути поиска совершенствования своего содержания и методов обучения. Осуществляемые реформы общеобразовательной и профессиональной школы направлены на улучшение качества образования, усиление развивающей функции обучения, практической направленности преподавания. Повышение требований к образованию в школе и к математическому образованию, в частности, обусловлено также происходящими изменениями в социально-экономической сфере общества.
Тем не менее, можно констатировать наличие некоторых недостатков в современном преподавании математики в школе. Одним из существенных является слабое отражение прикладной направленности при изучении многих разделов. Это влечет упущение возможности формирования практических умений учащихся, связанных с решением познавательных задач, раскрывающих связь с жизнью, с другими школьными предметами естественнонаучного цикла. Такое положение толкает многих специалистов в области школьного преподавания математики к поиску выхода из создавшейся Ситуации. Об этом свидетельствуют многочисленные публикации статей в периодической печати, методических и педагогических журналах. Эти публикации носят поисковый характер, иногда противоречивый по смыслу. Тем не менее, является фактом то, что математическое образование является обязательной частью общечеловеческой культуры, оно должно быть реализовано под девизом «математика для всех», особенно в рамках основной школы, являющейся центральным звеном системы образования.
Еще в 1987 г. академик М. А. Прокофьев накануне Всероссийского съезда учителей, определяя задачи школы, высказал ориентир: «С учетом базы «общего» и следует определить пути целесообразного развития личностных задатков» [103 , с.4]. Если вникнуть в эту идею, то вместе с необходимой об щей частью математического образования нужно дать учащимся наиболее важное, определяющее, что имеет смысл развивать и совершенствовать. Это говорит о том, что для определения цели школьного математического образования нужно исходить из общественной потребности (первое условие) и из способностей и возможностей учащихся (второе условие). Объединение этих условий в единое целое позволит согласовать базовое математическое образование с интересами и возможностями учащихся.
Прикладная направленность школьного курса математики должна выражаться не только в решении ряда задач, имеющих практическую значимость, но и прежде всего в формировании у учащихся конкретных осознанных представлений о значении математики для различных областей жизнедеятельности человека и ее роли в системе естественнонаучных дисциплин, в умении применять математические знания на практике, в формировании у школьников общематематической культуры, заключающейся, по определению X. Ш. Шихалиева, в умении «владеть математическим языком для познания и описания законов природы и общества» [133]. Этот процесс протекает по схеме:
Здесь мы видим, что компонент «математическое образование» становится общим в системе не только образования, но и в процессе решения любой практической задачи, возникающей из потребностей общества.
Таким образом, можно выделить три главных компонента, определяющих направленность математического образования в школе:
а) обучение той математике, которая лежит в основе общематематической культуры;
б) обучение математике ориентированной на вопросы практики и находящей в ней свое приложение;
в) обучение математике, осуществляемое таким образом, чтобы приобретаемые знания по предмету не были мертвым грузом, а служили средством познания вообще.
Реализация развивающей функции обучения вообще и математике в частности является одной из основных задач школьной образовательной системы. Она может быть реализована различными методическими средствами, в том числе осуществлением межпредметных связей в образовательном процессе. Проблеме реализации связей между учебными предметами при прохождении школьных курсов естественнонаучных дисциплин посвящены немало исследований (Зверев И.Д., Антонов Н.С., Максимова В.Н. и др.), однако остается немало вопросов, касающихся этого аспекта школьного образования, на которые исследователям еще необходимо ответить. Межпредметные связи имеют особое значение для школьного блока дисциплин естественнонаучного направления, так как они способствуют формированию общепредметных понятий: масса, свойство, вещество, атом, молекула и т.д. Трудно переоценить роль межпредметных связей при обучении математике, так как сама специфика предмета требует наличия практической базы для реализации прикладной направленности получаемых знаний, но при этом чаще всего обращаются к учебному материалу из курса физики, а примеры химического содержания являются редкостью, хотя они также доступны и интересны школьникам в практическом плане. А при прохождении многих тем школьного курса математики использование таких примеров поможет прочнее усвоить учебный материал и может служить мотивационной основой для стимулирования интереса учащихся к математике.
Основная школа предполагает относительно завершенное образование, являющееся базовым для продолжения образования в полной средней школе, поэтому ее задача - создать условия для подготовки учеников к выбору профиля и способа дальнейшего образования, их социального самоопределения и самообразования. Эти вопросы особенно актуальны на современном этапе развития школьного образования, поэтому с 1 сентября 2003 года Министерством образования Российской Федерации начат эксперимент по созданию системы предпрофильной подготовки учащихся основной школы, которая в частности, предполагает изучение школьниками предметных курсов по выбору. В качестве важного аспекта при подготовке тематики таких курсов, бесспорно, выступает реализация межпредметных связей, так как школьник должен выбрать направление своего дальнейшего образования, а ни один из профилей обучения невозможно себе представить без тесной связи нескольких учебных предметов.
Итак, учащийся, оканчивая основную школу, должен обладать такими характеристическими качествами, которые ему пригодятся для самостоятельного решения ряда практических и производственных задач, опираясь на свои накопленные знания. Добиться этого можно, используя в школьном образовании вообще, и в математическом, в частности, межпредметные связи, осуществляющие принцип: «Связь с жизнью». Этот аспект тесно связан и с возрастными возможностями учащихся основной школы, так как в этом возрасте школьники учатся использовать методы научного познания, у #их формируются профессиональные и познавательные интересы, осуществляется первичная ориентировка в различных сферах деятельности общества. По этому нет сомнений в том, что ориентир на практику - важная концепция школьного математического образования, а выбор направлений решения этой задачи - актуальный вопрос для каждого учителя математики в отдельности, и для системы школьного образования вообще. «Надо посмотреть на математику, - пишет А. М. Абрамов [2, с.З], - с точки зрения ее места в общей картине образования. Математика должна быть средством воспитания личности. Но тогда это должна быть другая математика. Она будет сосредотачиваться на тех вещах, которые «ум в порядок приводят», а не на тех вещах, которые помогают один раз в жизни в течение пяти часов решить тригонометрическое уравнение с параметрами, а потом забыть все это, как кошмарный сон». Как мы видим, лучше не скажешь, более того, при таком подходе к математическому образованию присутствие педагогического и психологического элементов в процессе обучения математике представляет шанс для реализации внутри-и-межпредметных связей.
Большинство наших знаний о природе и ее основах связаны с теми или иными сведениями из химии, а химия как учебный предмет изучается, начиная с VIII класса. В связи с этим, естественно, возникает необходимость в более раннем ознакомлении учащихся с основами химических знаний. Здесь речь не идет о перенесении изучения предмета «Химия» с VIII класса в VII класс, а о конструировании обучения математике на элементарных сведениях из химии в качестве практического материала для прочного усвоения математических знаний и тем самым сделать обучение математике целевым процессом, имеющим как практическую базу, так и теоретическую значимость. При таком подходе приобретаемые знания по математике становятся более прочными, так как учащимися осознается практическая ценность этих знаний. Такой ориентир на процесс обучения математике в основной школе вписывается как в методику обучения математике, так и в современные реалии общественной практики. Наряду с этим, такой подход способствует осозна нию того, что математические знания, приобретенные в школе, неоспоримо, имеют практическую значимость вне зависимости от профессии, которую школьник выберет в будущем.
Не секрет, что одним из важных аспектов школьного образования, позволяющих добиться положительных результатов при обучении школьников, является грамотное использование межпредметных связей, но когда говорят о реализации связей математики с другими учебными дисциплинами, то зачастую ограничиваются примерами из физики. Думается, что такая позиция является односторонней и не отвечает требованиям времени. На межпредметную связь нужно смотреть гораздо шире, глубже, исходя из возможностей и требований времени. Вот один из наглядных примеров. С равномерным прямолинейным движением учащиеся знакомятся с начальных классов при обучении математике до особого рассмотрения этой темы по физике в VII классе, а, к примеру, ряд вопросов химии, например, сведения из атомно-молекулярной теории строения веществ, не затрагиваются при обучении на более ранних этапах, до рассмотрения этих тем на уроках химии на стыке VIII-IX классов, хотя с необходимостью ознакомления с подобными сведениями дети стихийно сталкиваются на каждом шагу.
Если бы реализация связей математики и химии осуществлялась в школьном обучении математике на ранних этапах, то это эффективно бы сказалось на комплексном выполнении трех главных требований к математическому образованию: а) изучаемый математический материал должен быть востребованным элементом в деятельности учащихся; б) обучение математике должно быть ориентиром для детей при решении практических задач из любых отраслей знаний; в) обучение математике должно быть развивающим в полном смысле этого слова. Именно при таком подходе к обучению математике, при котором комплексно взаимодействуют предметный сюжет, педагогический процесс и психологический аспект, происходит развитие лично сти, ибо учащиеся чувствуют себя комфортно, используя при этом интеграционный способ получения знаний, умений и навыков. В этом плане можно согласиться с мнением Саранцева Г. И, о том [106, с. 3], что «Решение учебных задач происходит посредством учебных действий и действий контроля и оценки. В такой идущей от психологов форме деятельностный подход редко встречается на практике». Таким образом, реализация в процессе обучения междисциплинарных связей позволяет разработать новые методы обучения при использовании того же математического материала и достичь высокого качества знаний комплексно по различным предметам одновременно,, а это не может не повлиять на развитие мышления учащегося, на его уровень развития как личности.
В связи с этим возникает, естественно, вопрос: имеются ли учебно-методические пособия по математике, содержащие комплекс заданий практической направленности, осуществляющий связь с химией, если да, то в какой степени такие задания отражают эту связь, и какова методика их использования, а если нет, то возникает необходимость в разработке системы обучения математике, отвечающей этим требованиям.
Анализ школьных учебников по математике для основной школы показывает, что эти пособия по математике на такую целенаправленную связь не ориентированны, в лучшем случае в учебниках по математике изредка встречаются задачи на смеси, которые не могут способствовать реализации такой связи. Следовательно, развивающая функция обучения математике может быть осуществлена более эффективно, если на уроках математики использовались бы (как практическая база) задачи с химическим содержанием. Такая потребность диктуется и тем, что на любом предприятии при изготовлении продукции того или иного вида требуется наличие у изготовителя элементарных химико-технологических знаний хотя бы для того, чтобы быть уверенным в том, что выполняемая работа безопасна для здоровья. А это далеко не излишне сегодня, когда «хозяева» многих предприятий более озабочены размерами получаемой прибыли, чем техникой безопасности на предприятиях. Следовательно, общественность заинтересована в получении учащимися элементарных сведений по химии, а в практическом плане школьное математическое образование имеет возможность участия в решении этой проблемы.
Таким образом, с одной стороны, несомненно, что реализация связи с химией при обучении математике будет способствовать повышению уровня интеллектуального развития и расширению кругозора школьников, выбирающих любую профессию, требующую глубоких знаний по предметам естественнонаучного цикла. С другой стороны, имеется возможность без особой перегрузки для учащихся более эффективно построить процесс обучения математике, используя задачи с химическим содержанием.
Итак, вышесказанное указывает наличие противоречий между:
- общепризнанной необходимостью в развитии индивидуальных особенностей личности каждого учащегося и действующей системой образования, ориентированной на единые государственные стандарты;
- потребностью вузов в абитуриентах, способных мыслить творчески, обладающих высоким уровнем математической грамотности и репродуктивным характером образовательного процесса в школе;
- возможностью использования связи с химией при обучении математике в ходе составления практической части учебного материала пособий по математике и отсутствием учебно-методических пособий, реализующих эту возможность.
Указанные обстоятельства подчеркивают актуальность проблемы исследования: поиск путей и средств реализации связи с химией при обучении математике в VII - IX классах через решение системы задач с химическим содержанием.
Целью нашего исследования является разработка системы задач, реализующей связь с химией при обучении математике в VII - IX классах и методика ее использования.
Объект исследования: процесс обучения математике в VII-IX классах, реализующий связь с химией.
Предмет исследования: процесс формирования у учащихся VII - ГХ классов системы математических знаний при целенаправленном решении задач с химическим содержанием.
Цель, объект и предмет исследования определили гипотезу: если процесс обучения математике в VII-IX классах построить на основе методики, целенаправленно и систематически осуществляющей связь с химией через решение системы практических задач в рамках изучаемого программного материала, то у учащихся повысится качество знаний и умений по математике, при одновременном формировании элементарной основы химических знаний.
Для проверки и подтверждения гипотезы необходимо решить задачи:
- изучить содержание школьного курса химии VIII - IX классов для выделения той части учебного материала, которая может являться базовой при реализации связи математики и химии;
- проанализировать содержание и процесс обучения математике школьников VII-IX классов для отбора учебного материала, позволяющего использовать связь математики и химии для обеспечения повышения качества знаний по математике;
- разработать систему упражнений по математике, направленную на реализацию связи математики с химией при обучении в VII -IX классах и способствующую повышению качества знаний по математике;
- разработать методику реализации разработанной системы упражнений, отражающих связь математики и химии;
- экспериментально проверить составленную систему упражнений на предмет доступности и эффективности.
Цель, задачи и выдвинутая гипотеза определили выбор методов исследования:
- научный анализ источников по рассматриваемой проблеме, позволяющий сформулировать исходные позиции исследования;
- изучение, анализ и обобщение учебно-методической литературы и пособий по математике и химии, а так же нормативных документов системы школьного образования;
- наблюдение за деятельностью учителей и учащихся на уроках математики, реализующих связь с химией через решение задач с химическим содержанием;
- наблюдение, опрос, анкетирование, тестирование в ходе проведения экспериментального исследования;
- проведение анализа результатов экспериментального исследования методами математической статистики.
Научная новизна исследования состоит в том, что:
а) обоснована возможность использования межпредметной связи математики и химии как средства повышения качества знаний по математике, а также определен оптимальный объем знаний химического содержания, необходимый для ее реализации на более раннем этапе обучения;
б) составлена система задач и упражнений, направленных на реализацию связи с химией при обучении математике в VII-IX классах, и разработана методика ее использования.
Практическая значимость исследования заключается в возможности использования учителями разработанной системы задач и упражнений, а так же методики ее применения, которая позволит повысить интерес школьников к изучению математики и улучшить качество знаний не только по математике.
Результаты исследования частично внедрены в форме методических разработок и учебных материалов в ряде школ Краснодарского края, на математическом факультете Армавирского государственного педагогического университета, а также эти материалы и методика могут быть использованы студентами, учителями, авторами учебно-методических пособий для школ, в колледжах, профтехучилищах и техникумах.
Методологической основой для исследования послужили фундаментальные работы зарубежных и отечественных психологов в области школьного обучения: Л. С. Выготского, С. Л. Рубинштейна, А. Н. Леонтева, П.Я.Гальперина, В. В. Давыдова, Н. Ф. Талызиной и др, а также современные тенденции в образовании таких авторов как Ю. М. Колягин, X. Ш. Ши-халиев, С. Г. Манвелов, Г. И. Саранцев, А. М. Абрамов, В. К. Совайленко, В. Н. Максимова, П. М. Эрдниев, Б. П. Эрдниев и др.
Среди методологических основ нашего исследования можно выделить современный взгляд на технологию науки и образования, где понятия «математическая культура» и «математический язык» являются базовыми. На защиту выносятся:
- обоснование целесообразности реализации связи с химией при обучении математике в VII - IX классах в качестве средства повышения качества знаний по математике;
- система задач и упражнений по математике с химическим содержанием и методика ее реализации.
Достоверность и обоснованность полученных в диссертации результатов и выводов обеспечиваются:
1) выбором значимых понятий, являющихся носителями связи с химией при обучении математике в VII - IX классах;
2) опорой на результаты фундаментальных психолого-педагогических и методологических исследований;
3) экспериментальным подтверждением полученных результатов; результатами внедрения в практику обучения разработанных автором системы задач и упражнений и методических рекомендаций.
Апробация и внедрение результатов исследования проводились как в сельской местности, так и в городских школах Краснодарского края, в частности, в МОУСОШ № 3, гимназии № 1 Армавира, в МОУСОШ № 12 ст. Михайловской Курганинского района.
Исследование проводилось поэтапно. На первом этапе были определены предмет, цель и задачи исследования, проводились наблюдения, изучение и анализ психолого-педагогической и методической литературы; выделены предпосылки для разработки теоретических основ проблемы исследования, проводился констатирующий эксперимент.
На втором этапе было проведено теоретическое исследование. Выявлены психолого-педагогические и теоретико-методологические основы реализации межпредметной связи с химией в процессе обучения математике в VII-IX классах. Проведен поисковый эксперимент и анализ его результатов.
На третьем этапе был проведен обучающий эксперимент, осуществлялся анализ полученных результатов и обосновывалась формулировка окончательных выводов.
Основные положения, результаты и материалы исследования докладывались и обсуждались на заседаниях кафедр Армавирского государственного педагогического университета и Дагестанского государственного педагогического университета, при проведении научно-практических конференций и совещаний, посвященных проблемам школьного образования в Армавирском филиале Краснодарского краевого института дополнительного про фессионального педагогического образования, на совещаниях с учителями школ г. Армавира и районов Краснодарского края, где проводился эксперимент, на научных конференциях в г. Армавире, на всероссийской научной конференции в г. Челябинске и международной научной конференции в г. Брянске.
По результатам исследования опубликовано 9 работ (см. в списке литературы).
Основные критерии отбора дидактического материала, реализующего связь с химией при обучении математике в VII-IX классах
Прежде всего, следует отметить то, что при реализации межпредметной связи математики и химии обучение математике не должно быть подменено изучением химии на уроках математики, напротив, обучение математике должно быть усовершенствовано на основе примеров из химии, на основе целенаправленной систематической связи с химией через примеры и упражнения, содержание которых прямо или косвенно имеет отношение к химии. При этом возникает вопрос: «Каким должно быть содержание примеров и задач из курса химии, чтобы это, с одной стороны, вписывалось в обучение математике, а с другой стороны, - было направлено на реализацию межпредметной связи математики и химии?» Тут требуется специальный дидактический материал, который, к сожалению, отсутствует в действующих учебных пособиях по математике. В данном случае при отборе мы исходили из следующих соображений:
- на отбираемый материал из курса химии нужно смотреть с точки зрения обучения математике, чтобы реализуемый материал выступал в роли связи при обучении, а не только как важное сведение из химий;
- отбираемый материал с химическим содержанием должен быть последовательно взаимосвязанный и использован на серии уроков по математике в качестве практических примеров;
- учебный материал должен быть прост в восприятии и интересен с познавательной точки зрения;
- объем материала из курса химии должен быть четко ограничен сведениями, необходимыми при решении задач с химическим содержанием на уроках математики.
Исходя из вышесказанного можно сделать вывод: материал по химии, который необходим для реализации связи с математикой, должен быть подобран таким образом, чтобы с его использованием можно было решать задачи, связанные с определением количества и массы вещества, так как эти задачи связаны с арифметическими вычислениями. Чтобы решать такие задачи грамотно, необходимо дать ученикам основные понятия атомно-молекулярной теории строения вещества, в свою очередь этот материал выводит на задачи, связанные с вычислением объемов, давлений, температур веществ. Именно этот материал служит точкой соприкосновения интересов математики и химии и является отправным пунктом реализации связи между этими дисциплинами.
Процесс реализации межпредметной связи математики и химии, осуществляемый с помощью решения задач с химическим содержанием, мы рассматривали на четырех этапах:
- на первом этапе решались текстовые задачи, в которых элементы химических знаний содержались в неявной форме. Такие задачи носят познавательный характер, а в условиях рассматриваются вещества, (без их буквенного обозначения) хорошо знакомые школьникам. Подобные задачи легко вписываются в программный практический материал VII класса по математике, целью таких упражнений было пробудить в учащихся интерес к элементам химических знаний;
- на втором этапе на уроках математики в VII классе рассматривались задачи с химическим содержанием, решение которых требовало знаний основ атомно-молекулярной теории строения веществ. Ознакомление с необходимым материалом химического содержания происходило как на уроках математики в виде небольших по объему сообщений, так и во внеурочное время;
- на третьем этапе продолжалось ознакомление с элементами химических знаний на уроках математики в VIII классе, в то время как учащиеся начинают изучать предмет «Химия». Происходило всё это в процессе решения практических задач и упражнений в контексте изучаемого математического материала;
- четвертый этап включал в себя решение задач в VIII-IX классах на смеси, растворы, получение чистого вещества из смеси. Для решения таких задач школьникам были необходимы знания формул сложных веществ и навыки решения задач с химическим содержанием, полученные на более ранних этапах обучения.
В качестве примера приведем текст урока-лекции, проводимого в VIII классе в рамках третьего этапа реализации межпредметной связи математики и химии при изучении темы «Стандартный вид числа. Приближенные вычисления».
Вещества состоят из мельчайших неделимых частиц, эти частицы, в зависимости от того, представляют ли они соединения элементов или нет, называются атомами или же молекулами. Например, состав питьевой воды составляет водород и кислород, одна неделимая частица этого вещества называется молекулой воды.
Частица, например, меди называется атомом меди, поскольку неделимая единица в составе этого вещества представляет только медь, однородный состав неделимой частицы.
Психологический фактор повышения качества знаний учащихся по математике на основе реализации связи с химией
Возраст учащихся основной школы обладает многообразием качеств, в том числе качеством активной учебной деятельности. Это многообразие имеет широкий спектр, охватывающий, по утверждению Д. Б. Эльконина и Т. В.Драгуновой [10, с. 300], «от наиболее низкого до наиболее высокого уровня развития личности». Первый уровень характеризуется отсутствием элементарных умений у учащихся организовать самостоятельную работу, а последний уровень - умением самостоятельно осваивать новый материал. В этих условиях нужно было определить мотив, который мог бы мобилизовать учебную деятельность учащихся различных уровней развития личности одновременно. Таким мотивом может быть интерес к вопросам, выводящим учащихся на связь с жизнью, поскольку в этом возрасте учащиеся проявляют интерес к поисковой познавательной деятельности. Поэтому текстовые задачи в VII-VIII классах, занимающие по программе большой объем учебного времени, позволяют расширить их список с выходом в дальнейшем на содержание, имеющее отношение к химии. Эти задачи своим содержанием и методикой решения вызывают интерес у учащихся с нескольких точек зрения: а) их содержание носит познавательный характер; б) они способствуют более глубокому закреплению изучаемого материала; в) в задачах рассматриваются ситуации повседневной жизни. Для примера приведем задачу: «Азот в природе в составе воздуха составляет 78% по объему и 75,6% по массе. Определить массу азота в комнате с размерами 5 х 4 х Зм3, если 1м3 воздуха имеет массу 1, 293 кг».
Познавательный характер этой задачи, охватывающей математический материал (нахождение процентов числа, пропорцию, объем) вызывает положительные эмоции, как у слабых учащихся, так и у сильных, а умения и навыки математического характера закрепляются и оттачиваются при решении задачи, выступая в данном случае в роли средства достижения цели. Эта комплексная учебная деятельность, вызванная несколькими компонентами одновременно, способствует развитию личности учащегося, отрабатываются элементы самостоятельного мышления аналитического и синтетического характера.
Решение рассмотренной нами и подобных ей задач эффективно как с точки зрения углубления математических знаний, выступающих в качестве необходимого средства, так и с точки зрения формирования познавательного интереса, вызванного содержанием задачи. Учащиеся посредством активной учебной деятельности повышают уровень своего умственного развития, приобретая знания комплексно, причем все это происходит на базе математического материала, то есть обучение математике становится средством реализации связи с жизнью.
Систематическое решение таких задач в рамках программы VII - го класса формирует у учащихся интерес к получению знаний, имеющих отношение к природе и окружающей среде. Например, такие познавательные сведения не только вызовут у школьников живой интерес, но и позволят им немного отдохнуть во время урока: «При сжигании 1г древесины образуется столько же энергии, сколько необходимо для горения 1 лампы в 100 Вт в течении 1 минуты, а при расщеплении 1 г урана - 235 на атомной электростанции высвобождается столько энергии, сколько хватает для освещения города с населением 60 000 человек в течении 1 часа». Далее можно задать вопрос: «Во сколько раз сжигание 1г древесины дает меньше энергии, чем расщепление 1г урана-235?»
Решая задачи познавательного характера, учащиеся на время забывают о том, что они находятся на уроке математики, а на самом деле глубоко закрепляют свои знания по этому предмету, устраняют пробелы в знаниях по ряду тем, осознают необходимость в таких знаниях, которые, в конечном счете, у них переходят в умения пользоваться приобретенными математическими знаниями при решении практических задач. Такой факт давно подтвержден психологами, в частности В. А. Крутецкий отмечает, что в подростковом возрасте происходят существенные сдвиги в мыслительной деятельности: «Содержание учебных предметов и логика построения учебных курсов требуют нового характера усвоения знаний, опоры на самостоятельное мышление» [60, с. 112].
Как мы видим, как содержание таких задач практического характера, так и методика их решения, а также гармоничность сочетания задач такого плана с общей методикой обучения математике становятся опорой самостоятельного мышления учащихся.
Организация и структура исследований
Экспериментальное исследование проводилось в период с 1996 по 2001/02 учебный год и состояло из трех этапов:
1. Выявление в школьных учебниках по математике задач и упражнений, отражающих межпредметную связь математики и химии.
2. Составление текстов упражнений и задач с химическим содержанием с дальнейшим их распределением в рамках программного материала по математике в VII - IX классах.
3. Экспериментальная проверка предлагаемой нами методики реализации связи математики и химии посредством решения задач с химическим содержанием.
Целью первого этапа было получение данных, позволяющих получить ответы на следующие вопросы:
интересны ли учащимся VII - IX классов задачи и упражнения с химическим содержанием, предлагаемые для решения на уроках математики в рамках реализации связи математики и химии? существует ли возможность для реализации межпредметной связи математики и химии при прохождении действующей школьной программы по математике?
какие темы школьного курса математики VII - IX классов позволяют более гармонично использовать химические понятия при обучении математике, делая процесс реализации связи математики и химии рациональным?
Поскольку первый этап исследования касался констатации реального положения дела, нами проведен анализ действующих школьных учебников на предмет содержания в них задач, реализующих межпредметную связь математики и химии. Результаты такой проверки показали, что подобная направленность отсутствует вообще, если исключить случайные задачи на экологическое воспитание. Если в учебниках по математике V- VI классов встречаются кое-где задачи с содержанием химической направленности - они составляют менее 5% общего числа упражнений и соответственно не могут осуществить полноценной межпредметной связи математики и химии, то в учебниках для VII-IX классах подобные задачи и вовсе отсутствуют.
Для проверки возможности реализации связи с химией при обучении математике учащимся VI -VII классов были предложены вопросы общего характера, ответы на которые могли выявить наличие заинтересованности школьников в комплексном получении знаний по этим предметам. Вот некоторые из них:
1) Знакомы ли Вам газы кислород и водород? Встречалось ли Вам их обозначение буквами? Из каких элементарных частиц состоят такие вещества: например, вода?, сахар?, мыло? и т.д.
2) Перечислите известные Вам полезные ископаемые.
3) Хотите ли познакомиться с записью формул отдельных веществ, например, стекла, песка, мела и т.д.?
4) Перечислите газы, входящие в состав воздуха.
5) Как Вы думаете, будет ли Ваша будущая профессия связана с сельским хозяйством?
6) Какие вещества, входящие в состав зубной пасты, необходимы для здоровья зубов?
7) Перечислите вещества, которые:
растворимы в воде;
нерастворимы в воде. Ответить на эти и подобные вопросы мы попросили учащихся VI-VII классов следующих общеобразовательных учреждений: МОУСОШ № 3, гимназии № 1 г. Армавира.
Проведенные опросы показали отсутствие преград на пути реализации межпредметных связей математики и химии, а так же то, что такая задача выполнима через решение системы практических упражнений в ходе проведения уроков по математике, поскольку у учащихся имеется желание, а по математике имеется возможность реализации этой идеи через задачный материал в рамках той или иной темы.
И, наконец, остается рассмотреть существующие возможности перестройки методической и практической работы учителя с ориентиром на реализацию связи с химией при обучении математике. С этой целью проводились беседы и с учителями и с учащимися. Например, в VII классе гимназии № 1 г. Армавира, предложили задачу такого характера: «В нормальных условиях воздух содержит 78% азота, 21% кислорода по объему. Какой объем занимают азот и кислород в комнате с размерами 5x4x3 м3? Сначала спросили у учителя: «Позволяет ли программа по математике предложить такую задачу в 6-7 классах? Одновременно выяснили у детей, чем привлекательна им такая задача? Смогут ли они решить ее? Ответы, как учащихся, так и учителей, подтвердили то, что существует возможность реализации межпредметных связей математики и химии и эту возможность можно реализовать через задачный материал, а именно задачи с химическим содержанием. Для этого имеется психологические и дидактические основания и предпосылки.
