«Формирование познавательных компетенций через интегрированное обучение в процессе преподавания химии и биологии»

Вид материала

Документы

Содержание Интеграция обучения. Технологии в интегрированном обучении Первый уровень Второй уровень Третий уровень Четвертый уровень Интегрированный урок Признаки интегрированного урока Преимущества межпредметного интегративного урока Интегративное задание Межпредметная проблемная ситуация Межпредметные связи – Вариант планирования Химия: охрана воздуха, газообразные вещества, подгруппа азота, подгруппа углерода Физика Физика:свойства и применение электромагнитных излучений, поглощенная доза излучения. География Химия:жиры, белки, углеводы, ионы, АТФ, пуриновые основания, тепловой эффект химических реакций, реакции окисления и брожения, Ф Задачи интегрированного характера Программа элективного курса «Химия человеческого организма» В программе реализованы следующие идеи Формы уроков ... Полное содержание

Подобный материал:

• Ивно разрабатываем проблемы индивидуализации развития учеников и развития их субъектности, 262.39kb.
• Конспект урока по теме «Права человека», 566.7kb.
• Ммцит проект рмо учителей химии и биологии, 51.11kb.
• Интеграция учебных дисциплин как способ формирования компетенций учащихся на уроках, 171.62kb.
• Образовательные программы теория и методика преподавания химии и биологии 2009/10 учебный, 918.31kb.
• Целью предлагаемой программы является формирование единой картины мира на основе представлений, 515.54kb.
• Календарно-тематический план по химии 11 класс (2 ч в неделю, всего, 309.7kb.
• План проведения недели химии и биологии Мероприятия Участники Место проведения Час, 23.48kb.
• Формирование познавательных интересов дошкольников в процессе духовно – нравственного, 96.13kb.
• Формирование речи у школьников на уроках химии, 69.4kb.

Тема: «Формирование познавательных компетенций через интегрированное обучение в процессе преподавания химии и биологии»

Актуальность темы.

Методика обучения, как и вся дидактика переживает сложный период. Изменились цели среднего общего образования, разрабатываются новые учебные планы, новые подходы к отражению содержания посредством не отдельных обособленных дисциплин, а через интегрированные образовательные области. Создаются новые концепции образования, основанные на деятельностном подходе. Известно, что качество знаний определяется тем, что умеет с ними делать обучаемый.

Трудности возникают и в связи с тем, что в учебных планах школ увеличивается число изучаемых дисциплин, сокращается время на изучение некоторых классических школьных предметов, в том числе географии, химии. Все эти обстоятельства создают базу для новых теоретических исследований в области методики, требуют иных подходов в организации учебного процесса.

В методике естественных дисциплин накопилось достаточное количество проблем , которые нужно решать. Среди них такие , как проблема интеграции разветвленной системы естественнонаучных знаний , обновление методов , средств и форм организации обучения.

Эта проблема тесно связана с разработкой и внедрением в учебный процесс новых педагогических технологий . Обновление образования требует использования нетрадиционных методов и форм организации обучения, в том числе интегративных, в результате использования которых у детей возникает целостное восприятие мира, формируется как раз тот деятельностный подход в обучении, о котором много говорится. Нельзя опираться так же только на широко распространенные в практике обучения объяснительно-иллюстративные и репродуктивные методы.

Интеграция должна рассматриваться не только с точки зрения взаимосвязей по предметам, но и как интегрирование технологий, методов и форм обучения .Педагогическая деятельность - это сплав нормы и творчества, науки и искусства. Поэтому важно интегрировать , правильно сочетать то разнообразие приемов учебной деятельности , которое существует. От этого будет зависеть успех, а значит и результат обучения.

Таким образом, в профессиональной деятельности учителя всегда есть простор для поиска, педагогического творчества и уже не на уровне традиционной методики, а на уровне интеграции знаний по предметами технологий обучения.

В современных условиях интеграция приобретает новое звучание. Ее актуальность продиктована новыми требованиями , предъявляемыми к школе, социальным заказом общества. Интеграция необходима современной системе образования. Во-первых, традиционная «монологическая» система в образовании почти полностью утратила свою практическую эффективность . Во-вторых, в современной школе учебные дисциплины носят «конкурирующий» характер. Каждая противостоит остальным, как бы претендуя на большую значимость по сравнению с другими. В-третьих, каждая из школьных дисциплин сама по себе представляет набор сведений из определенной области знаний, поэтому не может претендовать на системное описание действительности.

В таких условиях о целостном восприятии мира у школьников не может быть и речи.

Возникает ряд проблем:

- школьники овладевают обрывочными сведениями. У учащихся возникает клочкообразное представление о мире и его законах, в которых не все связано и взаимосвязано и многое существует само по себе. Такое внесистемное знание не способствует развитию творческого мышления и искажает отношение к миру и самому себе;

-обучающиеся не умеют связывать вновь изучаемый материал с пройденным ранее, использовать на уроках знания по другим предметам;

- узкая специализация и внутришкольная дифференциация приводят к разорванному знанию, отчужденному от человека. Вместе с усвоением готового дифференцированного знания обучающиеся усваивают и репродуктивный характер мышления. Возникает такого рода опасность и при переходе на профильное обучение с его еще большей дифференциацией;

- в свою очередь, учителя также затрудняются в правильном , грамотном применении знаний из других предметов по ряду причин: знания из смежных дисциплин забыты или неизвестны в силу своей новизны; нет новой информации о достижениях в пограничных науках; нет методических умений , опыта в реализации связей между предметами.

Интеграция обучения.

Выделяют несколько возможных моделей интеграции:

1. Создание курса, объединяющего несколько предметов из одной образовательной области. При этом удельный вес содержания различных предметов одинаков, а их взаимопроникновение выводит содержание на качественно новый уровень
   
2. Объединение учебных предметов из одной образовательной области на базе преимущественно одной дисциплины.
   
3. Возможно сочетание различных, но близких образовательных областей , которые выступают на равных, а также предметов из близких образовательных областей , где один из них сохраняет специфику, а другие выступают в качестве вспомогательной основы.
   
4. Вариативная часть учебного процесса предполагает создание интегрированных курсов, в которых объединяются предметы из удаленных образовательных областей.
   
5. Общеобразовательное содержание преломляется через профильную специфику, которая представлена, например, в курсах типа «Химия и медицина», «Биология и медицина».
   
6. Возможна интеграция , при которой последующая тема вытекает из предыдущей.
   

Интеграция может осуществляться на любом этапе педагогического процесса:

- на уровне педагогических целей ( ориентация на такие интегральные свойства и характеристики личности , как активность, самостоятельность, креативность);

- на уровне содержания ( интегрированные программы, учебные курсы);

- на уровне сфер активности школьников ( интегрированные уроки, экскурсии, проекты);

- на уровне педтехнологий (вариативность интеграционных форм и методов педагогического воздействия).


Технологии в интегрированном обучении

Термин "технология" заимствован из зарубежной методики, где его используют при описании по-разному организованных процессов обучения. Применение технологий направленно на совершенствование приемов воздействия на учащихся при решении дидактических задач.

Видов педагогических технологий много, их различают по разным основаниям. В дидактике выделяют три основные группы технологий:

1. Технология объяснительно-иллюстрированного обучения, суть которого в информировании, просвещении учащихся и организации их репродуктивной деятельности с целью выработки как общеучебных, так и специальных (предметных) умений.
   
2. Технология личностно-ориентированного обучения, направленная на перевод обучения на субъективную основу с установкой на саморазвитие личности (Якиманская И.С.).
   
3. Технология развивающего обучения, в основе которой лежит способ обучения, направленный на включение внутренних механизмов личностного развития школьника.
   

Каждая из этих групп включает несколько технологий обучения. Так, например, группа личностно-ориентированных технологий включает технологию разноуровневого (дифференцированного) обучения, коллективного взаимообучения, технологию полного усвоения знаний, технологию модульного обучения и т.д. Эти технологии позволяют учитывать индивидуальные особенности учащихся, совершенствовать приемы взаимодействия учителя и учащихся.

Наиболее известные или наиболее применяемые технологии описаны профессором И.В. Душиной. В интегрированном обучении предметам естественно-научного цикла они применяются.

Технология формирования приемов учебной работы. Излагается в виде правил, образцов, алгоритмов, планов описаний и характеристик чего-либо. Эта технология нашла достаточно широкое отражение в методическом аппарате ряда учебников и достаточно хорошо освоена в практике работы многих учителей. Начинающему учителю целесообразно обратить внимание прежде всего на эту технологию.

Технология листов опорных сигналов (логических опорных конспектов - ЛОК или ЛОС). О роли схем логических связей в обучении писал еще Н.Н. Баранский, подчеркивая, что "схемы научают выделять главное и основное, приучают отыскивать и устанавливать логические связи, существенно помогают ученикам усваивать урок." Схемы связей учителя используют постоянно.

Технология формирования учебной деятельности школьников. Суть этой технологии в том, что учебная деятельность рассматривается как особая форма учебной активности учащихся. Она направлена на приобретение знаний с помощью учебных задач. В начале урока классу предлагаются учебные задачи (на доске, плакате и т.п.), которые решаются по ходу урока, а в конце урока, согласно этим задачам, проводится диагностирующая проверка результатов усвоения с помощью тестов. Технология предполагает, что учитель создает систему учебных задач по курсу (разделу, теме), разрабатывает проекты своей деятельности и взаимосвязанной с ней деятельностью школьников.

Технология дифференцированного обучения. При ее применении учащиеся класса делятся на условные группы с учетом типологических особенностей школьников. При формировании групп учитываются личностное отношение школьников к учебе, степень обученности, обучаемости, интерес к изучению предмета, к личности учителя. Создаются разноуровневые программы, дидактический материал, различающийся по содержанию, объему, сложности, методам и приемам выполнения заданий, а также для диагностики результатов обучения.

Очень близка и тесно связана с этой технологией, "технология учебно-игровой "деятельности. Учебная игра дает положительный результат лишь при условии ее серьезной подготовки, когда активны и ученики и сам учитель. Особое значение имеет хорошо разработанный сценарий игры, где четко обозначены учебные задачи, каждая позиция игры, обозначены возможные методические приемы выхода из сложной ситуации, спланированы способы оценки результатов. Типов игр много.

Технология коммуникативно-диалоговой деятельности требует от учителя творческого подхода и организации учебного процесса, владения приемами эвристической беседы, умений вести дискуссию с классом и создать условия для возникновения дискуссии между школьниками. В темах различных естественнонаучных курсов немало проблем, вопросов для организации учебного спора.

Модульная технология. Модулем называют особый функциональный узел, в котором учитель объединяет содержание учебного материала и технологию овладения им учащимися. Учитель разрабатывает специальные инструкции для самостоятельной работы школьников, где четко указана цель усвоения определенного учебного материала, дает четкие указания к использованию источников информации и разъясняет способы овладения этой информацией. В этих же инструкциях приводятся образцы проверочных заданий.

Технология проектной деятельности. Смысл этой технологии состоит в организации исследовательской деятельности. Проекты бывают различных типов: творческие, информативные, фантастические, исследовательские и т.д.

Таким образом, применяя данные технологии в интегрированном обучении, учитель делает процесс более полным, интересным, насыщенным. При пересечении предметных областей естественных наук такая интеграция просто необходима для формирования целостного мировоззрения и мировосприятия.

В современной школе выделяют несколько уровней интеграции.

Первый уровень- интеграция естественнонаучной и гуманитарной культур. Важна интеграция учебных дисциплин, поиск в их взаимодействии подходов к целостному видению мира, к раскрытию духовного потенциала предметов.

Второй уровень- интеграция изучаемых дисциплин на основе разработки учителем единых программ формирования ведущих понятий межпредметного характера в процессе обучения. Такая работа может быть осуществлена на основе выделения стержневых линий учебных курсов.

Третий уровень- интеграция за счет осуществления и усиления практической направленности не только конкретного предмета , но и цикла предметов на основе реализации «горизонтальных» структур взаимосвязей учебных дисциплин. Создание условий для освоения учащимися реалий человеческой практики, материальной и социальной , должно стать одной из главных задач школы. Это предполагает широкое обращение учителей непосредственно к субъектному опыту учащихся и его осмыслению.

Четвертый уровень – использование общенаучных методов познания, обучение этим методам учащихся (наблюдение, гипотеза, эксперимент).


Интегрированный урок.

Интеграция знаний из различных предметов осуществляется с помощью интегрированного урока. Система интегрированных уроков лежит в основе интегрированного обучения.

Интегрированный урок- особый тип урока, объединяющего в себе обучение одновременно по нескольким дисциплинам при изучении одного понятия, темы или явления. К использованию интегрированного урока учителя прибегают нечасто , и главным образом в следующих случаях:

- при обнаружении дублирования одного и того же материала в учебных программах и учебниках

- при лимите времени на изучение темы и желанием воспользоваться готовым содержанием из параллельной дисциплины

-при изучении межнаучных и обобщенных категорий (движение, время, развитие), законов, принципов, охватывающих различные аспекты человеческой жизни и деятельности

- при выявлении противоречий в описании и трактовке одних и тех же явлений , событий, фактов в разных науках

- при демонстрации более широкого поля проявления изучаемого явления, выходящего за рамки изучаемого предмета

- при создании проблемной , развивающей методики обучения предмету.

Признаки интегрированного урока :1)специально организованный урок,т.е.если он специально не был организован, то его вообще может не быть или он распадается на отдельные уроки, не объединенные общей целью;2) цель специфическая, она может быть поставлена для более глубокого проникновения в суть изучаемой темы, для повышения интереса учащихся к предметам, для целостного восприятия изучаемых вопросов, для экономии учебного времени;3)широкое использование знаний из разных дисциплин при осуществлении межпредметных связей.

Преимущества межпредметного интегративного урока перед традиционным монопредметным очевидны:

- на таком уроке можно создать более благоприятные условия для развития самых разных интеллектуальных умений учащихся

- через него можно выйти на формирование более широкого синергетического мышления , научить применению теоретических знаний в практической жизни, в конкретных жизненных , профессиональных и научных ситуациях

- интегративные уроки приближают процесс обучения к жизни, натурализируют его, оживляют духом времени, наполняют смыслом

-помогают учащимся найти и постичь единые закономерности разных наук

- такие уроки взаимообогащают учителей , способствуют их творческому росту .

Интегративное задание- разновидность учебной задачи. Ее особенность заключается в синтезе знаний и умений из разных наук, разных учебных дисциплин, тем, проблем, в объединении их вокруг и ради решения одного вопроса, одной проблемы, ради познания одного объекта или предмета. Как правило, интегративные задания разрабатываются как межпредметные , межцикловые или связывающие теорию и личный опыт учащихся.

Межпредметная проблемная ситуация- спровоцированное (созданное) учителем состояние интеллектуального затруднения ученика , когда он обнаруживает, что для решения поставленной задачи ему недостаточно имеющихся предметных знаний и умений, и осознает необходимость их внутри и межпредметной интеграции. Выделяют несколько видов и способов создания на уроке межпредметных проблемных ситуаций:

1. Ситуация неожиданности создаются при ознакомлении учащихся с материалом, вызывающим удивление, поражающим своей необычностью.
   
2. Ситуации конфликта возникают при наличии противоречия между:
   

а) теоретически возможным способом решения задачи, найденным учащимися на основе своих знаний внутри-и межпредметного характера , и невозможностью его практического осуществления;

б) практически достигнутым результатом (известным фактом) и недостаточностью только предметных знаний для его теоретического обоснования;

в) жизненным опытом учащихся, их бытовыми понятиями и представлениями и научными знаниями.

3. Ситуации опровержения создаются , когда учащимся на основе всестороннего анализа предлагают доказать несостоятельность какого-либо предположения, идеи, вывода, проекта и.т.д.
   
4. Ситуации предположения создаются, когда предполагается существование какого-либо явления или закона, теории и т.д., расходящихся с полученными ранее знаниями, или же требуется доказать справедливость какого-либо предположения.
   
5. Ситуации неопределенности возникают, когда учащимся предъявляют задание с недостаточными или избыточными данными для получения однозначного ответа.
   

Межпредметные связи – сопряженные поля различных учебных предметов. Они взаимно учитывают общее между предметами, как в содержании, так и в организации образовательного процесса. Межпредметные связи предполагают взаимную согласованность содержания образования по различным учебным предметам, построение и отбор материала , которые определяются как общими целями образования, так и оптимальным учетом учебно-воспитательных задач, обусловленных спецификой каждого учебного предмета.

Таким образом, современное образование как средство освоения мира должно и может обеспечивать интеграцию различных способов познания мира и тем самым увеличивать творческий потенциал человека для свободных и осмысленных действий, целостного и открытого восприятия и осознания окружающей действительности.так как интегрированное обучение:

1)способствует развитию научного стиля мышления учащихся

2)дает возможность широкого применения учащимися естественнонаучного метода познания

3)формирует комплексный подход к учебным предметам, единый с точки зрения естественных наук взгляд на ту или иную проблему, отражающую объективные связи в окружающем мире

4)повышает качество знаний учащихся

5) повышает и развивает интерес учащихся к предметам естественнонаучного цикла

6)формирует у учащихся общие понятия химии, биологии, физики, географии и обобщенные умения и навыки(вычислительные, графические, экспериментальные, моделирующие)

7)формирует убеждение учащихся , что они могут изучать с пониманием более сложные вещи в сравнении с теми, которые предлагаются в учебнике

8)расширяет кругозор учащихся, способствует развитию их творческих возможностей, помогает более глубокому осознанию и усвоению программного материала основного курса.


Использованные источники информации:

1. Современный урок. ,С.В.Кульневич, Т.П.Лакоценина,изд. «Учитель»,2006
   
2. Химия. Интегрированные уроки, составитель С.Г.Щербакова ,Волгоград, 2008
   
3. Уроки химии, методическое пособие с электронным приложением, Москва, «Глобус»,2009
   
4. Мастер-класс учителя химии, методическое пособие с электронным приложением, изд. «Глобус», 2010
   
5. сайт festival.1september.ru
   
6. сайт http//www.pedagog.by/prhimiya
   

ВАРИАНТ ПЛАНИРОВАНИЯ

межпредметных связей в темах курса «Общая биология»

№	Тема	Цели	Возможные межпредметные связи:преемственные, перспективные
1	«Эволюционное учение»	Сформировать знания об основных положениях эволюционного учения и его значении для развития естествознания	Обществоведение. Предпосылки марксизма
2	«Развитие органического мира»	Сформировать знания о развитии органического мира и влиянии на него климатических условий в различные эры	География: геологическое летоисчисление. Химия: кислород, распространение в природе
3	«Происхождение человека»	Сформировать умение объяснять взаимосвязь биологических и социальных факторов в антропогенезе	География: население Земли, основные человеческие расы, население и политическая карта мира
4	«Основы экологии»	Обеспечить усвоение сущности основных понятий и закономерностей экологии	География:природа и население своей местности, почвы и земельные ресурсы Физика: первый закон термодинамики, воздействие инфракрасного и ультрафиолетового излучения на живые организмы, электромагнитные волны Химия: круговорот веществ в природе
5	«Учение о биосфере»	Убедить учащихся в необходимости комплексного подхода к охране биосферы на основе изучения закономерностей процессов в биосфере	География: биосфера, взаимосвязи компонентов в природе, мировые природные ресурсы Химия: охрана воздуха, газообразные вещества, подгруппа азота, подгруппа углерода Физика: тепловые двигатели и охрана природы
6	«Размножение и индивидуальное развитие организмов»	Сформировать убеждение в материальном единстве органического мира и причинности свойства изменчивости	Химия: спирты и фенолы, белки, аминокислоты, ДНК и РНК, азотистые основания
7	«Основы генетики»	Изучить основные закономерности наследственности и изменчивости и влияние на них загрязнения окружающей среды	Физика:свойства и применение электромагнитных излучений, поглощенная доза излучения. География: загрязнение окружающей среды и экологические проблемы человечества
8	«Основы цитологии»	Сформировать знания о строении , составе и функциях основных компонентов клетки	Химия:жиры, белки, углеводы, ионы, АТФ, пуриновые основания, тепловой эффект химических реакций, реакции окисления и брожения, Физика:диффузия, необратимость тепловых процессов, КПД

ЗАДАЧИ ИНТЕГРИРОВАННОГО ХАРАКТЕРА

1.В состав артериальной крови человека входит 19 мл кислорода на каждые 100 мл крови, а состав венозной крови – соответственно 12 мл. Круговорот крови составляет 5 л в минуту. Сколько кислорода кровь приносит тканям за одну минуту, за час, за сутки?

2. Для подкормки растений применяют 0,2% раствор натриевой селитры, Сколько надо взять соли для приготовления 5 л раствора? (плотность раствора принять за единицу).

3. Для борьбы с заболеваниями плодовых растений хлорозом используют 1% раствор железного купороса. Сколько соли надо взять для приготовления 50 л данного раствора?(плотность раствора 1,005 г/см)

4.В сутки человек потребляет до 500 г углеводов. При окислении 1 г их образуется 0,56 г воды. Подсчитайте , сколько эндогенной воды образуется при окислении 500г углеводов?

5. В организме человека в сутки перерабатывается 100г белков, при окислении 1 г выделяется 1Ю5 г воды. Сколько воды получится при окислении суточной нормы белка?

6. При окислении 1 г жира получается 1,07 г эндогенной воды. Человек в сутки потребляет до 100 г жиров. Сколько воды образуется при окислении суточной нормы жира?

7. В организме человека масса крови составляет 8% от общей массы тела. Кровь содержит 85% воды. Сколько воды входит в состав крови человека массой 70 кг?

8. За сутки в организме человека выделяется около 600-8—мл желудочного сока (плотность 1,065 г/см). Концентрация в нем соляной кислоты 0,4-0,5%. Определите количество хлорида натрия, нужного для образования соляной кислоты в суточном и месячном объеме желудочного сока.

9. Масса мышц составляет 41,6% от массы тела. В состав мышечной ткани входит хлор-0,07% от ее массы. Определите, сколько хлора содержится в мышцах человека, имеющего массу 70 кг?

10.Раствор хлорида кальция применяется в медицине в качестве кровеостанавливающего средства. Вычислите, сколько кальция-иона поступает в организм при приеме внутрь столовой ложки (15 мл) раствора, содержащего в 100мл 5 г СаСl2*6Н2О.

11.В плазме крови содержится бром в виде ионов массой 1 мг на 100г плазмы. Масса крови у человека составляет 8% от массы тела. Определите массу брома в составе крови вашего организма? Плазма крови составляет 55% массы крови.

12.Йод входит в состав крови человека массой 0,013 мг на 100 г крови. Масса крови человека 8% от массы тела. Определите массу йода в составе крови вашего организма.

13. В щитовидной железе содержится 0,12% йода. Масса щитовидной железы 40г . Определите массу йода в щитовидной железе.

14. В составе плазмы крови в результате обмена веществ могут накапливаться следующие соединения в виде ионов: гидрокарбонат натрия, угольная кислота, гидроксид натрия, дигидрофосфат аммония, гидроксид и гидрофосфат аммония. Как в этом случае устраняется кислая или щелочная среда? Какие компоненты будут вступать во взаимодействие попарно для нейтрализации среды? Напишите схемы возможных реакций.

15. Суточная потребность в фосфоре составляет 1 г. Содержание фосфора в продуктах питания следующее: в мясе-0,204%, в яйцах-0,224%, в сыре-0,701%.Подсчитайте, сколько каждого продукта нужно ввести в рацион, чтобы удовлетворить суточную потребность организма в фосфоре?

16. Содержание фосфора в коровьем молоке 0,08%, в козьем-0,11%. Суточная потребность в фосфоре составляет 1 г. Сколько нужно ввести в рацион каждого вида молока для удовлетворения суточной потребности в фосфоре?

17. Некоторые феромоны насекомых имеют довольно простую химическую природу. Среди них, например, обнаружены: пентадекан, октадекан, гептанол-1, гептанол-2, 3метил-3бутенол, муравьиная кислота, этиловый эфир капроновой кислоты. Напишите формулы этих веществ, определите классы органических соединений, к которым они относятся.


Программа элективного курса «Химия человеческого организма»

(автор –учитель химии и биологии МОУ Ковардицкой СОШ-Москвина Н.И.)

Пояснительная записка.

В настоящее время человечество живет в условиях созданной им . Вместе с тем научно-техническая революция, увеличивающиеся материальные потребности, развитие науки и производства имеют и обратную сторону, характеризующуюся ухудшением экологии окружающей среды и здоровья человека. Существующая идеология потребления и экологическая несостоятельность современного поколения вошли в глубокое противоречие. Для его разрешения необходимо повышение уровня естественнонаучного образования и экологической культуры населения.В системе естественных наук химия занимает важное место, определяемое ее ролью в познании законов природы, в решении глобальных проблем человечества, в формировании научной картины мира. Особая роль химии в воспитании экологической культуры людей: и потому, что эти проблемы имеют в своей основе преимущественно химическую природу, и потому, что в решении многих из них используются химические средства и методы. Недостаточность химической и экологической грамотности порождает угрозу безопасности человека и природы, хемофобию. Для любого человека экология начинается прежде всего с собственного здоровья, ведь ничего не может быть интереснее человеку, чем он сам, его собственный организм. К 9 классу у учащихся накоплен фактологический материал об элементах, веществах, некоторых химических законах. Учитывая и то, что в 9 классе изучается анатомия человека, имеет смысл введения элективного курса химии валеологического содержания. Курс назван «Химия человеческого организма» и носит интегрированный характер (связан с биологией, физикой).

В программе реализованы следующие идеи:

- гуманизация содержания и процесса его усвоения

- экологизация курса химии

- интеграция знаний и умений

- раскрытие разноуровневой организации веществ, взаимосвязи их состава, строения и свойств

Курс рассчитан на 17 часов. Его содержание учитывает возрастные особенности учащихся с целью пробуждения интереса к собственному здоровью и повышения их химико-экологической грамотности.

Формы уроков предполагаются различные: традиционные, лекции, решение практикоориентированных задач, творческие эксперименты, использование ИКТ.


Задачи курса:

- раскрытие роли химии в познании природы и обеспечении жизни общества в условиях ухудшения экологической обстановки

-формирование и развитие внутренней мотивации учения, повышение интереса к познанию химии

- развитие экологической культуры личности учащихся , формирование потребности в здоровом образе жизни

Данный курс целесообразен еще и потому, что в г. Муроме находятся медицинский колледж, естественно-научный факультет в педколледже, куда ежегодно поступают школьники


Планирование курса

№	Тема	Содержание	Кол-во часов
1	Элементы жизни. Химическое равновесие человеческого организма	Биологически важные элементы, их взаимозаменяемость, влияние экологической обстановки на нарушение химического баланса человека	1
2	Железо внутри нас	Содержание в организме, гемоглобин, окислительно-восстановительные процессы с участием железа, продукты-источники железа, профилактика анемии	1
3	Кальциево-фосфорный обмен	Состояние зубов, костей, сердца в зависимости от содержания этих элементов и жесткости употребляемой воды	1
4	Секреты доктора йода	Его роль в обмене веществ и влияние на желудочные расстройства , умственные способности, утомляемость и работоспособность	1
5	Металлы нашего организма	О роли магния, цинка	1
6	Витамины	Источники, признаки а- и гипервитаминоза, профилактика простудных заболеваний	2
7	Роль микроэлементов	Соли калия, селена, меди, кобальта, фтора, марганца, хрома	1
8	Не все ль блаженства – лишь отрава?	О наркотических веществах и табакокурении	2
9	Вещества – аллергены	О соблюдении правил безопасного обращения с хим. препаратами в быту	1
10	Путешествие по домашней аптечке	О лекарственных веществах, правилах их приема, хранения, совместимости с пищевыми продуктами	2
11	Органические вещества организма: «за» и «против»	Сахар и жиры	1
12	Химическая сущность СПИДа		1
13	Резервное время	Задачи, эксперименты, обобщение курса	2

ХИМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

1. Определение белков в пищевых продуктах
   
2. Исследование меда
   
3. Определение витамина С
   

(по материалам ж. «Химия в школе», статья «Исследование пищевых продуктов», авторы Т.В.Северюхина, В.В.Сентемов, ИУУ, Ижевск)


ТРЕБОВАНИЯ К ЗАДАНИЯМ УЧАЩИХСЯ ПО ОКОНЧАНИИ ДАННОГО КУРСА

Учащиеся должны знать:

- химическую и биологическую сущность процессов, протекающих в человеческом организме

- связь строения химических веществ с их свойствами и влиянием на человеческий организм

- приемы безопасного обращения с бытовыми химикатами

Учащиеся должны уметь:

- решать расчетные задачи экологического содержания и прикладного характера

- проводить несложные эксперименты с веществами, встречающимися в повседневной жизни

ПРОГНОЗИРУЕМЫЙ РЕЗУЛЬТАТ:

- повышение общей химической и научной культуры учащихся

- привитие интереса к науке и собственному организму

- подготовка к будущему углубленному изучению в профильной группе

- ориентация на профессии, связанные с химией и экологией


МЕТОДИЧЕСКАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. «Мы изучаем химию» А. А. Тыльдсепп, М., «Просв.», 1988
   
2. « Экология на уроках химии» П. М. Кузьменок, Мiнск, 1996
   
3. «Законы здоровья» М. Гогулан, М., «Сов. спорт» , 2000
   
4. « Химия для любознательных» Л., «Химия» , 1985 Э. Гроссе, Х. Вайсмантель
   
5. «Многоликая химия» Г. Д. Харлампович, А. С. Семенов М., «Просвещ.» , 1992
   
6. «Химия для вас» А. М. Юдин, В. Н. Сучков М., «Хим.» , 1985
   
7. Книги для чтения по химии (I и II часть)
   
8. Ж. и газеты : «Здоровье», «Домашний доктор».
   

МЕЖПРЕДМЕТНЫЕ СВЯЗИ ХИМИИ И БИОЛОГИИИ

Направление межпредметных связей	Содержание понятий в курсе химии	Содержание понятий в курсе биологии
ОБЪЕКТНЫЕ ИЗУЧЕНИЯ Вода	Состав и строение, химические свойства	Биологические функции, обмен в организме
Неорганические соединения	Строение атомов элементов, химические свойства веществ	Биологическая роль элементов органогенов
Органические соединения	Структура и химические свойства, способы промышленного получения	Биологические функции, обмен в организме, распад и биосинтез
Химические реакции	Типы химических реакций. Окислительно- восстановительные реакции. Скорость химических реакций, химическое равновесие, катализ, тепловой эффект	Реакции обмена в организме Фотосинтез Биосинтез Ферментативные реакции Регуляции химических процессов в организме
ОБЩИЕ ТЕОРИИ И ЗАКОНЫ Периодический закон	Строение атома и химические свойства элементов на основании положения в периодической таблице	Зависимость биологических функций химических элементов от строения их атомов
Теория электролитической диссоциации	Механизм диссоциации химических соединений, свойства ионов, реакции ион- обмена	Биологические функции ионов. Действие буферных систем в организме
Учение о химической связи, теория химического строения органических соединений	Виды химической связи и типы молекулярной силы межмолекулярного взаимодействия. Функциональные группы органических соединений. Виды изомерии. Взаимосвязь строения и химических свойств органических соединений	Структура белков и нуклеиновых кислот. Зависимость биологических функций веществ от особенностей их строения

Материалы для урока «Фосфорно-кальциевый обмен»


Значение кальция для организма трудно переоценить. Ведь человек от кончиков волос до кончиков ногтей зависит от этого химического элемента. Са-лучший стилист, визажист, косметолог. Активно участвуя в формировании костной ткани, Са дает человеку красивую осанку, красивую походку, красивые , а значит, здоровые зубы, волосы, ногти.

Недостаток Са в организме, вымывание его из костной ткани провоцирует множество проблем и неприятностей, самая распространенная и серьезная болезнь-остеопороз. По современным научным рекомендациям, ежедневная потребность в Са составляетпримерно1,5 г. Ученые даже в развитых странах констатируют явный недобор Са в повседневном питании, а что говорить о странах, находящихся в сложных социальных условиях? Проблема ликвидации дефицита Са в повседневном питании не так проста, как кажется на первый взгляд. Если этот элемент поступает в организм вместе с жирными кислотами и особенно со щавелевой кислотой, то усвояемость его резко снижается. Лучше всего потреблять Са из продуктов, богатых одновременно и фосфором. За эталон сбалансированного по части фосфорно-кальциевого соединения, можно принять молоко и молочные продукты, особенно сыры.

2/3 фосфора, содержащегося в человеческом организме, сосредоточено в костной ткани. Кроме того, фосфор-необходимый ингридиент нервной ткани, а также велика его роль в энергетическомобмене и обмене веществ организма. Норма суточного потребления этого элемента, такая примерно, как и у кальция, порядка 1,5 г. Дефицит Р люди практически не испытывают, так как этот элемент входит в состав многих продуктов.

Для нормальной жизнедеятельности человеческого организма очень важно в ежедневном рационе соблюдать необходимое соотношение между Са и Р. Оптимальным считается сочетание 1:1. Избыточное содержание Са в пище связывает Р в нерастворимые соединения и нарушает его всасывание в кишечнике. В мясе и рыбе это соотношение сильно сдвинуто в пользу Р-1:10 и выше, это также неблагоприятно сказывается на работе желудочно-кишечного тракта, способствует образованию камней в почках. Следует также учесть, что из растительной пищи фосфор усваивается в 2 раза меньше, чем из продуктов животного происхождения.

Наименование продукта	Мг Са в 100 г продукта	Мг Р в 100 г продукта
Молоко	120	90
Халва подсолнечная	211	292
«шпроты» консервы	297	348
«судак в томате»	507	246
«щука в томате»	379	386
Соя	348	510
Сыр российский, голландский	1000	550

Солидный резерв пополнения запасов Са в организме, особенно для тех, кто по каким-то причинам не может или не хочет употреблять молоко и молочные продукты, представляют рыбные консервы. В них резко возрастает содержание Са за счет разваренных рыбных костей (в свежей рыбе чуть больше 50 мг, а в консервах более 300мг на 100 г веса). Конечно, консервы –не самый здоровый продукт для регулярного питания. Особенно следует следить за поступлением Са и Р при травмах и переломах.

(материалы г. «Аргументы и факты.Здоровье» №8, февраль, 2000)


По содержанию в организме человека (0,95%) Р относится к макроэлементам, входит в состав скелета в виде Са3(РО4)2 и 3Са3(РО4)2*Са(ОН)2, в состав зубов в виде 3Са3(РО4)2*СаF2. Р-необходимый компонент АТФ. Содержание Са в организме человека- 1%. Надо учитывать, что ионы кальция усваиваются лишь на 50%.

Содержание Са в организме регулируются гормонами паращитовидной железы, а усвоение определяется содержанием в организме витамина Д. Недостаток этого витамина приводит к снижению всасывания кальция и как следствие –к рахиту. Ионы кальция принимают активное участие в сокращении мышечных волокон. Нерастворимые соли кальция приводят к образованию почечных камней.


Материалы для темы «Элементы жизни»


ПЛАН лекции

1. Восемь элементов земной коры
   
2. Элементы растений
   
3. Шесть основных элементов человеческого тела
   
4. «Двадцатка» нужнейших
   
5. Макро- олиго- и микробиогенные элементы
   
6. Дополнительная дюжина Вернандского
   
7. Элементы жизни- яды?
   
8. Элементы, биологическая роль которых еще не выяснена
   
9. Исследования Шварца
   
10. Взаимозаменяемость элементов в организме
    
11. Влияние состояния биосферы на состав элементов в организме человека
    

1.Земная кора на 98% сложена всего 8 эл. (О; Si; Al; Fe; Сa; Na; K; Mn ). Хотя все они в ходе эволюции вошли в состав живой материи, главный элемент жизни стал С!

2.Если основу земной коры составляют 8 элементов, то 99,1% тканей растений сотканы 7-ю. ( О-70%, С-18%, Н-10%, Na, K, Ca, по 0,3 % и Si- по 0,15% ). Правда в ничтожно малых количествах присутствуют еще 70.

3.Те же 99,1 % тела человека и животного слагают только 6 элементов: О- в человеке меньше, чем в растении, а С больше. В теле человека вообще преобладают легкие элементы с малыми размерами атомов. В человеке массой 70 кг- 45,5 кг О; 12,6 кг С; 7кг Н; 2,1 кг N; 1,4 кг Ca; 0,7 кг Р. А еще 700 г калия, серы, натрия, хлора, магния,железа и цинка вместе взятых.

4.К середине 20 века выяснилось , что из всех природных элементов, для жизни необходимо только 20.Вот эта «двадцатка»: О,С,Н,N,Ca,P,K,S,Na,Cl,Mg,Fe,Mn,Co,Cu,Mo,Zn,Br,I.

5. По значимости и количественному составу можно сделать следующую классификацию:

Макробиогенные	Олигобиогенные	Микробиогенные
O,C,H,N,Ca,P Каждого более 1% Основной строительный материал белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот	K,S,Na,Cl,Mg,Fe От 0,1до1% Их роль многолика:электрохимические процессы,регуляция осмотического давления,распределе-ние заряда по обеим сторонам клеточной мембраны,энергетичес-кие процессы, состав аминокислот	Mn,Co,Cu,Mo,Zn,F,Br,I (8 исследовано) Менее 0,1% Металлы, склонные к комплексообразованию,ра-ботают в составе ферментов,катализаторов,переносят электроны,ионы водорода и кислорода

Интересно, что все макро-и олигоэлементы(кроме Р)-главные составные части морской воды, а не земной коры. Это ли не свидетельство, что жизнь на нашей планете зародилась в Мировом океане? Однако концентрация кальция и фосфора в морской воде гораздо ниже, чем в живом организме.

6. В последнее время наряду с этой 20-кой твердое признание получили еще 12: Li,B,Al,Si,Sn,Cd,As,Se,Ti,V,Cr,Ni.

Еще Вернадский более полувека назад отнес их к элементам жизни.

Полагают, что живые существа не могут обойтись и еще без 6 элементов:Be,Rb,Ba,Ag,Pb,W.Содержание всех этих 18 элементов в организме человека и животных ничтожно.в теле даже увесистого человекаих миллиграммы или даже десятые доли миллиграмма.Но, как говорят, «мал золотник , да дорог»

7. А не парадоксально ли, что многие растения копят олово? Свинец найден в морских водорослях, семенах, в тельцах насекомых,яйцах птиц. Вывод один, они являются ядами лишь в высоких дозах, в малых же-активируют жизненные силы. Стоит ли после этого удивляться пользе некоторых гомеопатических лекарств, когда в организм поступают малые дозы микроэлементов, в том числе таких ядовитых, как мышьяк, медь, олово.

8. Кроме всех перечисленных в организме человека обнаружены еще цезий, галлий, теллур,германий, висмут,золото,, всеблагородные элементы и даже радий, полоний. Количество радиоактивных ничтожно-1 атом на клетку, вряд ли они необходимы для жизни. Роль этих элементов еще до конца не выяснена.

9. Некоторые считают. Что вполне достаточно знать «20».Это неверно,что и было доказано исследованиями американского ученого Шварца. Он полностью изолировал животных от микроэлементов окружающей среды (стерильные условия, очищенный воздух,отфильтрованная специальным образом вода, еда-смесь тщательно очищенных аминокислот ). Удаляя из рациона тот или иной элемент , Шварц регистрировал состояние животных. Эта методика позволила прибавить к двадцатке еще 7 элементов.

10. Очень часто ион какого-либо металла в организме может замещаться близким по химическимсвойствам и ионному радиусу ионом другого металла, обычно соседа по таблице. (Na-K,Rb,Li;Ca-Sr;Mo-V;Fe-Co). Иногда взаимозаменяемы и различные металлы(магний-марганец), это зависит от изменяемости состава окружающей среды

11. в наши дни, когда биосфера все больше и больше загрязняется различными соединениями, когда началось перераспределение естественной концентрации ионов металлов, мы начинаем сознавать, что не имеем представления о множестве факторов, влияющих на судьбу живой материи. Мы вправе ждать еще многих приятных и неприятных открытий, касающихся роли микроэлементов в жизненных процессах. Ведь до сих пор выявлена потребность в микроэлементах лишь у 300 из 500000видов растений и только для 200 из миллионов видов животных, населяющих нашу планету.

(по материалам статей чл.-кор. АН М.Г.Воронкова и канд.биол.наук И.Г.Кузнецова)


ЗАНЯТИЕ «Роль железа для человеческого организма»

Или «Железо внутри нас»


Цель: показать биологическую роль железа как важнейшего элемента для дыхания организма.


Задачи:- воспитание культуры здорового образа жизни

- формирование межпредметной грамотности


Ход урока:

1. Строение атома железа.
   
2. Решение задач валеологического содержания.
   
3. Содержание железа в продуктах питания.
   
4. Причины железодефицита.
   
5. Круговорот железа в организме человека.
   

Оборудование : булавка, тексты задач, схема круговорота железа, таблица содержания железа в продуктах питания, схема строения гемма.

*****

Рассмотрим положение железа в ПТ и составим схему строения его атома (вызываю 1 человека к доске)




2 8 14 2 1s22s2p63s2p6d64s2


На последнем энергетическом уровне у железа 4 неспаренных электрона


Решим задачу: на долю железа в человеческом организме приходится

0,005 % от массы тела. Вычислите его долю в г в собственном теле.

(если масса 70 кг, получается 3,5 г) (ученик решает на доске для человека массой 70 кг)

Не смотря на то, что железа принадлежит к тем 50 элементам, на долю которых приходится лишь 1 % массы нашего организма, роль его огромна.

Где в организме человека содержится железо?

Сообщение ученика: железо содержится в гемоглобине эритроцитов, переносящих кислород из легких во все органы и ткани.

(рассматриваем схему строения гема)Сущность дыхательной функции гемоглобина состоит в том, что именно железо захватывает кислород в легких и отдает там, где он нужен, в результате окислительно-восстановительных реакций.

Решим еще одну задачу(вызываю ученика)В одной булавочной головке-

5 млн. эритроцитов, каждый из которых похож на крошечную пуговку, в которой в среднем содержится 280 млн. молекул гемоглобина, а в каждой из них -1 атом железа. Тем не менее, обеспечение дыхания тканей нашего организма – не единственная функция железа. Оно содержится в мышечном белке, ферментах и плазме крови. «Дыханием» занимаются лишь 70% от общей массы железа. Сколько это?

3,5*70:100=2,5 г

Учитель:Понятно, что как и любой другой элемент железо поступает в наш организм с пищей (таблица и распечатка)


Содержание железа в продуктах питания (в 100г продукта)

Содержание	Продукты
До 1 мг	Молоко, апельсины, орехи, бананы, рыба, виноград, куры, пшено, лук, морковь, черная смородина
До 2 мг	Свекла,вишня, дыня,абрикосы, слива, макароны, телятина, колбаса
До 3 мг	Говядина, свинина, говядина,хлеб, яйца, чернослив,яблоки, изюм
До 4 мг	Гречка, икра, печенье, финики, персики
До 5 мг	Овсяная крупа
До 6 мг	Петрушка
До 7 мг	Фасоль
До 8 мг	Печень говяжья
11,8 мг	курага

Проанализируем собственный рацион(беседа)

За всю человеческую жизнь (70 лет) человек для нормального функционирования кровеносной системы должен употребить 500 г железа (500 000 мг), реальное суточное потребление составляет не более 15 мг. Вопрос: достаточно ли этого?

1. Сколько суток в 70 годах? 365*70=25 550 дней
   
2. Сколько мг железа поступает за это время? 25 550*15=383250 мг
   

38250 гораздо меньше 500000

Вывод: поступающего с пищей железа не достаточно.

Поэтому а)возникает дефицит железа б) человеческий организм не может себе позволить бесхозяйственного отношения к железу.

А)Причины железодефицита:

-недостаточное количество продуктов, содержащих железо

- неправильное питание, диеты

- молочная диета без фруктов и растительных продуктов

-малая физическая активность , в результате- нарушение клеточного дыхания

Б) Рациональное использование железа, как ценнейшего сырья-«круговорот железа в организме». Именно так решила мудрая природа.

Останки погибших эритроцитов не выбрасываются из организма-специальные системы бережно разлагают гемоглобин на гем и глобин, которые идут на синтез новых молекул для новых эритроцитов.

Кроме того, в нашем организме имеется депо железа-печень. Здесь может быть запасено до 1 г.(имеет смысл рассказать о разрушающем влиянии алкоголя на печень).


Схема кругооборота железа в организме человека












Плазма крови













Эритроциты образуются в красном костном мозге и поступают в плазму крови, туда же поступают разрушенные эритроциты, а из плазмы – в костный мозг. В плазму крови поступает железо из печени, из кишечника, после переваривания продуктов питания. А из плазмы, составной части крови -в ткани, где происходит разрушение эритроцитов. Круговорот не 100%-ный. Без потерь не обойтись. В сутки они составляют до 1 мг. Круговорот железа происходит независимо от желания человека. Что каждый из вас может сделать, чтобы минимально сократить эти потери?

С проблемой железодефицита часто сталкиваются люди, особенно во время болезни или после операции. В чем трудность восстановления содержания железа в крови?

Дело в том, что железо пищи находится в 3-валентной форме, а чтобы из кишечника попасть в кровь, необходимо преодолеть слизистую оболочку, мембраны которой пропускают железо только в 2-валентной форме(просто напросто поры рассчитаны на этот размер частиц!).Должен произойти процесс восстановления. Далее, в кровеносное русло должно попасть 30валентное железо, опять приходится превращаться (окисление)(записываем уравнения).

Таким образом, характер усвоения железа носит окислительно-восстановительный характер.


ИТАК:

1. Железа в человеческом организме всего 3-4 г.
   
2. Из них только 1,5 г выпадает на функцию дыхания тканей.
   
3. Существует круговорот железа в организме человека.
   
4. К нему надо относиться бережно.
   
5. Все процессы, происходящие с участием железа-окислительно-восстановительные.
   

Предлагаю вам протестировать себя на обеспеченность железом.Если на большинство вопросов вы ответили отрицательно, то ваш организм в достаточной степени обеспечен железом.

Часто ли вы чувствуете усталость и подавленность?	да	Нет
Произошли ли у вас в последнее время изменения волос и ногтей?(нетипичная бледность, шероховатость кожи, ломкие волосы, вмятины в ногтях)	Да	Нет
Теряете ли вы впоследнее время много крови, например, при травмах, физиологических причинах, донорстве?	Да	Нет
Занимаетесь ли вы профессиональным спортом?	Да	Нет
Редко ли вы употребляете мясо?	Да	Нет
Выпиваете ли вы больше трех чашек черного чая или кофе в день? Едите ли вы мало овощей?

Рефлексия:

1. Что нового для себя узнали?
   
2. Что удивило?
   
3. Какая информация показалась ценной?
   
4. Сложность в чем?
   
5. Какие вопросы возникли?
   

Домашнее задание:

1. Узнать на ФАПе или в справочной литературе стандартные показатели гемоглобина для детского и взрослого возраста, для женского и мужского организма.
   
2. Составить меню для здорового человека с учетом поступления 15 мг железа и для посещения больного после операции