В статье автор исследует возможность формирования естественнонаучной грамотности в ходе интеграции физики и биологии, географии и химии.
Ключевые слова: интеграция, естественнонаучная грамотность, физика, биология, география, химия.
В настоящее время в школе одной из форм организации учебного процесса является интеграция. Несмотря на то, что на протяжении длительного времени в школе изучаются отдельные дисциплины, напрашивается вопрос: насколько целостно учащиеся усваивают знания о природе, обществе, человеке? На основе чего формируется возможность целостного восприятия действительности? Как происходит формирование творческой, самостоятельной, ответственной личности? Какие нужны условия для решения поставленных задач?
Интеграция или межпредметные связи в школьном образовании знакома каждому учителю, но как организовать учебный процесс и дать возможность ученику сформироваться всесторонне развитой личностью является проблемой, который в современной системе образования звучит несколько по-другому. Его актуальность прогнозируется современными требованиями, которые предъявляются к школе.
На сегодняшний день формирование естественнонаучной грамотности как активная позиция по вопросам, связанных с естественными науками, является одним из требований ФГОС третьего поколения.
Основную нагрузку при изучении природы и ее отдельных компонентов в школе несут следующие предметы области естественнонаучных дисциплин:
— физика — как наука о природе, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие её закономерности. Законы физики лежат в основе всего естествознания [3];
— химия — как наука о веществах и их превращениях, которая изучает состав и строение веществ, зависимость их свойств от строения, условия и способы превращения одних веществ в другие;
— биология — как наука о живых существах и их взаимодействии со средой обитания. Изучает все аспекты жизни, в частности: структуру, функционирование, рост, происхождение, эволюцию и распределение живых организмов на Земле;
— география — как наука об окружающей среде, пространстве и и жителей Земли и их взаимодействии;
— экология — как наука, изучающая основные природные закономерности, взаимодействия живых и неживых организмов [2].
Представленные науки изучают различные элементы, явления и процессы природы. Очевидно, что для сформирования у школьников целостного представления о природе, необходима тесная интеграция все школьных естественнонаучных дисциплин.
При рассмотрении примеров проявления физических явлений и законов в биологических процессах важно не только показывать единство живой и не живой природы, но и особенности физических явлений в биологических объектах.
Пример 2. Тема: Энергическое обеспечение клетки
Цель урока — изучить молекулярные процессы расщепления.
Как известно, клеточная энергия, заключённая в митохондриях, используется для обеспечения жизнедеятельности каждой клетки: на воссоздание клеточных структур, для роста, развития организма, на выполнение организмом работы. Иначе говоря, потенциальная энергия (химическая энергия) сложных органических соединений, поступающих с пищей, превращается:
— в тепловую энергию (для поддержания постоянной температуры тела);
— в механическую энергию (при мышечном сокращении);
— в электрическую энергию (при передаче нервного импульса).
Как видно, в человеческом организме происходит превращение одного вида энергии в другой, при этом всегда оказывается, что энергия не создаётся и не исчезает, а лишь переходит из одной формы в другую.
Даже в условиях полного покоя человек расходует некоторое количество энергии. В организме непрерывно тратится энергия на физиологические процессы, которые не останавливаются ни на минуту. Идут процессы обмена в клетках, работает сердце, почки, лёгкие, печень и другие органы. Поддерживается постоянная температура тела [4].
Вывод: Потенциальная энергия сложных органических соединений, поступающих с пищей, превращается в тепловую, механическую и электрическую энергию.
География и химия относятся к естественным наукам и изучают окружающую природу. К общим понятиями данных дисциплин следует отнести состав и свойства природных вод, горных пород, почв и атмосферы и других природных объектов. Также химия связана с изучением загрязнения окружающей среды и управлением ей. Географическая информация помогает оценить влияние тех или иных факторов [1].
Пример 2. Тема «Химия недр Земли»
Цель урока — формирование представления об основных группах горных пород, их происхождении, химического состава и использования.
В течение урока ответить на следующие вопросы:
- какие элементы больше распространены в земной коре?
- какие вещества входят в состав камней?
- из каких химических элементов они состоят?
Распространение химических элементов в земной коре
О-49,4 % Si — 25,8 % Al — 7,5 % Fe — 4,7 % Ca — 3,4 %, Na — 2,6 % K — 2,4 % Mg — 1,9 % H — 0,9 % Ti — 0,6 %
В горных породах химические элементы принято выражать в виде оксидов.
Рассмотрим, какими свойствами обладают гранит и пемза по отношению к воде и по отношению к кислоте:
В химический стакан с водой опустить гранит и пемзу. Что видите? (гранит тонет в воде, а пемза плавает в воде).
Капнуть кислоту соляную на гранит и пемзу. Почему нет реакций? Каков состав этих пород? Как влияет механизм образования пород на их свойства?
Вывод: В ходе данного типа урока обучающиеся усвоят не только виды горных пород и минералов, но и рассмотрят неоднородность химического состава твёрдой оболочки Земли. Данный прием может быть реализована на уроках исследованиях или презентации.
Таким образом, как показывает педагогическая практика, интегрированный урок обладает рядом возможностей. Проведение данного типа занятия способствует реализации важнейшего принципа дидактики — принципа системности обучения, повышению уровня знаний учащихся по предмету, развитию мышления учащихся (способности к абстрагированию, умению выделять главное, проводить аналогии, осуществлять анализ, сопоставление, обобщение), развитию системного мировоззрения, также формированию и развитию функциональной грамотности в целом.
Литература:
- Блинова Т. Л., Кирилова А. С. Подход к определению понятия «Межпредметные связи в процессе обучения» с позиции ФГОС СОО // Педагогическое мастерство: материалы III Междунар. науч. конф. (г. Москва, июнь 2013 г.). — М.: Буки-Веди, 2013 — С. 65–67.
- Калинин, Э. Ю. Междисциплинарное и трансдисциплинарное пространство современной науки [Электронный ресурс] / Э. Ю. Калинин, М. Б. Люскин // Гуманитарный вестник. 2019. № 5 (79). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/mezhdistsiplinarnoe-i-transdistsiplinarnoe-prostranstvo-sovremennoy-nauki (дата обращения: 02.04.2023).
- Мирзаева, М. М. Методика осуществления межпредметной интеграции физики с дисциплинами естественнонаучного цикла при обучении физике в школе [Электронный ресурс] / М. М. Мирзаева, А. А. Гайдаев // Известия ДГПУ. Психолого-педагогические науки. — 2017. — № 1. — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/metodika-osuschestvleniya-mezhpredmetnoy-integratsii-fiziki-s-distsiplinami-estestvennonauchnogo-tsikla-pri-obuchenii-fizike-v-shkole (дата обращения: 02.04.2023).
- Самоненко, Ю. И. Учителю физики о развивающем образовании: учебное пособие [Электронный ресурс] / Ю. И. Самоненко. — 3-е изд. — Москва: Лаборатория знаний, 2020. — 288 с. — URL: https://e.lanbook.com/book/151594 (дата обращения: 02.04.2023).
