Межпредметные задачи как средство формирования
экологической культуры учащихся на уроках математики
Корнеева Екатерина Сергеевна
Человек, овладевший экологической культурой,
относится к природе как к матери, считает ее
своим родным домом, который надо беречь
и о котором надо заботиться.
И.Д. Зверев, академик
относится к природе как к матери, считает ее
своим родным домом, который надо беречь
и о котором надо заботиться.
И.Д. Зверев, академик
Процесс развития Земли проходит под воздействием на нее организмов и, особенно, человека. С ростом численности населения, увеличением объема производства развивались и обострялись экологические проблемы. В системе экологического образования и воспитания исключительно важную роль играет школа, где экологическое образование и воспитание должно носить непрерывный, интегрированный характер.
Под экологическим образованием понимается непрерывный процесс обучения, воспитания и развития личности, направленный на формирование системы научных и практических знаний и умений, ценностных ориентаций, поведения и деятельности, обеспечивающих ответственное отношение к окружающей социально - природной среде.
Формирование экологической культуры личности – цель экологического образования.
Экологизация математики способствует получению учащимися знаний об окружающем мире и его экологических проблемах, осуществляется мотивация учебной деятельности учащихся и решение задач экологического воспитания, формирование представления о роли математики в решении экологических проблем. Важное направление экологизации отдельных предметов – установление межпредметных связей.
Образовательная функция межпредметных связей состоит в том, что с их помощью учитель формирует такие качества знаний учащихся, как системность, глубина, осознанность, гибкость. Межпредметные связи выступают как средство развития математических понятий, способствуют установлению связей между ними и общими понятиями.
Развивающая функция межпредметных связей определяется их ролью в развитии системного и творческого мышления учащихся в формировании их познавательной активности, самостоятельности и интереса к познанию математики. Межпредметные связи помогают преодолеть предметную инертность мышления и расширяют кругозор учащихся.
Воспитывающая функция межпредметных связей выражена в их содействии всем направлениям воспитания школьников в обучении математики. Учитель математики, опираясь на связи с другими предметами, реализует комплексный подход к воспитанию.
Средства реализации межпредметных связей для формирования экологической культуры школьников в процессе обучения разнообразны: тесты, проблемные ситуации, познавательные экозадачи, задания биологического содержания.
Экологическая ситуация, переведенная на язык математической задачи, оказывает сильнейшее влияние на сознание ребенка, ученик видит необходимость приобретения знаний. На уроках математики вопросы взаимодействия человека с окружающей средой находят отражение в текстовых задачах. Условия таких задач могут включать важные сведения о здоровье и гигиене человека, сведения о загрязнении окружающей среды отходами производств, об уменьшении природных ресурсов, о проблеме народонаселения и другие.[3]
Задачи способствуют как усвоению знаний и умений, так и формированию определенного стиля мышления, которое не может осуществляться вне деятельности. «Ни один человек еще не научился думать, читая в готовом виде записанные мысли другого человека. Научиться думать можно лишь размышляя самостоятельно» - писал в Х1Х веке румынский (молдавский) поэт-романтик Михай Эминеску. Поэтому задачи носят деятельностный характер, в процессе их решения учащиеся познают неизвестные свойства изучаемого объекта, причинно-следственные связи, овладевают новыми знаниями.[5]
Под предметными учебными задачами понимают задачи, содержание всех компонентов которых относится к одной образовательной (предметной) области. Если содержание компонентов задачи относится к двум и более образовательным областям, то задачу можно считать межпредметной.[2]
Учебные математические задачи можно разделить на стандартные и нестандартные (поисковые).
Стандартная задача – задача, решение которой требует от учащихся применять тот или иной известный им алгоритм, т.е. «решать по образцу».
Поисковая задача – задача, при предъявлении которой учащиеся не знают заранее ни способа ее решения, ни того, на какой учебный материал надо опираться. Таким образом, в ходе решения таких задач учащиеся должны провести поиск плана решения задачи, проанализировать и выбрать тот или иной способ решения.
В школьных учебниках математики почти нет задач экологического, биологического содержания. Поэтому возникает необходимость подбора задач и заданий такой тематики, которые можно применять на разных этапах уроках математики, начиная с младших классов. Эти задачи могут быть составлены на основе справочно-информационного материала, задачи на построение графиков, диаграмм, задачи, требующие проведения измерительных работ и экспериментов, могут быть получены самими учащимися при изучении объектов природы во время экскурсий. Главное - экологический принцип должен быть определяющим при составлении таких задач.
Например, задачу: «Каждый житель Земли расходует в год количество бумаги, которое получается из трех хвойных деревьев. Сколько хвойных деревьев в год потребуется на вашу семью?» можно предложить в 5ом классе в ходе устной работы. При решении учащиеся не только выполняют определенные арифметические действия, но и задумываются о роли деревьев для всего живого, непосредственно для своей семьи, воспитывается бережное отношение к зеленым насаждениям, устанавливается связь между природоведением и математикой.
При решении экозадач у школьников вырабатывается:
- Умение применять в жизни полученные знания, понимать характер экологических проблем,
- Умение видеть и решать проблемные ситуации экологического характера не только на уроках;
3) Патриотическое сознание через любовь, уважение и бережное отношение к окружающей среде;
4) Устанавливаются межпредметные связи, что способствует формированию целостной картины мира;
Экология - это комплексная наука, изучающая законы существования (функционирования) живых систем в их взаимодействии с окружающей средой. В настоящее время в экологической науке наибольшее развитие получили следующие направления: общая экология, глобальная экология, социальная экология, геоэкология, экология человека, прикладная экология.
Примеры задач по некоторым из вышеназванных направлений развития науки:
1. Социальная экология - рассматривает взаимосвязи и взаимозависимости а системе «общество-окружающая среда», геоэкология - изучает антропогенные изменения природной среды.[1]
- В 5-ом классе в теме «Обозначение натуральных чисел» можно предложить учащимся следующее задание – работа с текстом. Эти задания для развития умений записывать многозначные числа, «видеть» их в тексте, и, параллельно, происходит представление реальной картины загрязнения окружающей среды, вызванного деятельностью человека, о чем с ребятами можно поговорить на уроке математики, связывая материал с природоведением.
Задание 1. Запишите цифрами числа, встречающиеся в тексте.
«Человек ежегодно извлекает из недр Земли свыше тысячи млрд.тонн полезных ископаемых, выплавляет восемьсот млн.тонн различных металлов, рассеивает на поля свыше пятисот млн.тонн минеральных удобрений. Ежегодно сжигается около девяти млрд.тонн условного топлива, что приводит к выбросу в окружающую среду более двадцати млрд.тонн углекислого газа и более семисот млн.тонн других соединений»
Задание 2. Запишите цифрами числа, встречающиеся в тексте.
"На один миллион лесной площади приходится всего шесть работников лесного хозяйства. В тысяча девятьсот девяноста четвертом году вырублено лесов тридцать семь тысяч двести четыре га, а пожарными было охвачено семьдесят четыре тысяч восемьсот пятьдесят четыре га лесной площади. В тысяча девятьсот девяносто пятом году только в июле пожары уничтожили один миллион пятьсот тысяч кубических метров древесины на площади свыше четыреста тысяч га".
Дополнительно во втором задании можно отработать навыки разбиения числа на классы, поговорить о разрядах, о представлении числа в виде суммы разрядных слагаемых. Также через текст происходит осознание своего «места» в системе «общество - окружающая среда».
- В устной работе при изучении темы «Действия с натуральными числами» в 5-ом классе для отработки вычислительных навыков, можно предложить следующие задачи:
Задача 3.
Одно крупное предприятие выбрасывает в атмосферу 200 т сажи в год. После установки очистительных сооружений на этом предприятии количество выбросов сажи уменьшилось в 20 раз. Сколько тонн сажи выбрасывается в атмосферу после установки очистительных сооружений?
Задача 4.
При добыче полезных ископаемых часто прибегают к взрывным работам, которые служат источником пыли и ядовитых газов. В результате одного среднего по массе взрыва в атмосферу выбрасывается от 150 до 300 т пыли. Оцените, сколько тонн пыли будет выброшено в атмосферу в результате 4 взрывов? 10 взрывов?
При выполнении вычислений, кроме развития навыков умножения, деления, умений увидеть связи между данными, происходит понимание того, что в результате производственной деятельности количество выбросов в десятки раз превосходит естественные поступления веществ. Поэтому необходимо уделять внимание созданию малоотходных технологий и очистке выбросов, развивать такие качества, как бережливость.
- при изучении темы «Проценты» в 5-ом классе для понимания смысла «процентов», для умения решать основные задачи на части, выраженные процентами, можно предложить такие задачи, связанные с проблемой использования природных ресурсов. Здесь можно поговорить о рациональном использовании и о необратимом процессе нарушения экологического равновесия.
Задача 5.
В мире ежегодно добывается 1600 млн.кубометров древесины, около 20% всей древесины идет на топливо. Сколько кубических метров древесины ежегодно сжигается?
Задача 6.
Сырой торф содержит в среднем 70 % воды. Сколько сухого торфа получится из 140 тонн сырого? Доп. вопросы: Какова ценность торфа?
Почему летом происходит самовозгорание торфа?
- В 8-ом классе при изучении темы «Решение задач с помощью квадратных уравнений» учащиеся должны уметь самостоятельно анализировать условие задачи, выявлять зависимости между величинами, составлять уравнение и, решив его, выбрать верный ответ, сопоставив с данным условием. Задачи, в основном, предлагаются на движение, на работу. Можно предложить задачу, решив которую обсудить проблему загрязнения окружающей среды, о том, как выбрасывается мусор у нас в стране и за рубежом, например, разделение мусора в Финляндии, об участии каждого человека в этом процессе. Эту задачу учащиеся могут решить разными способами (алгебраическим или арифметическим) – так и в жизни проблемы можно решать более рациональным способом. Развиваются такие качества, как рациональность, ответственность за выбранное решение.
Задача 7.
В небольшом российском городе за 1 день скапливается около 60 т бытового мусора. Для его вывоза на мусороперерабатывающее предприятие требуется некоторое количество машин. Ввиду неисправности дороги на каждую машину пришлось грузить на 0,5 т меньше, чем предполагалось. Поэтому потребовалось дополнительно 4 машины. Какое количество машин было затребовано первоначально? (дополнительный вопрос: Что должен знать человек, выбрасывая мусор?)
2. Экология человека - изучает природную сущность человека, среду его обитания, экологические факторы здоровья.[1]
Велика роль растений в жизни человека. Известно, что деревья не только поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Они «работают» как фильтры, очищая воздух от сажи и пыли. Устанавливается связь с биологией
-В 5-ом классе в теме «Действия с десятичными дробями» можно предложить задачу для отработки навыков решения задач на части и действия умножения десятичной дроби на число.
Задача 8.
Площадь города около 10,8 тысяч га. Парки и бульвары, скверы занимают примерно 1/6 часть этой площади. Сколько квадратных метров зеленых насаждений приходится на человека, если считать, что в городе 800 тысяч человек? (ответ округлите до целых)
В 5-6 классах при решении задач на проценты различными способами (арифметическим, алгебраическим)
Задача 9.
В ячневой крупе белка в 9 раз, а углеводов в 68 раз больше, чем жира. Вода и другие вещества составляют 22%. Сколько жира содержится в 1 кг ячневой крупы? (можно поговорить с учащимися о полезности каш из различных круп, о белке, углеводах, жирах, их ценности и пользе различных продуктов, о правильном питании).
В процессе решения и обсуждения, кроме развития навыков установления математических связей между данными величинами, происходит понимание необходимости полноценного питания для развития здоровья. Используются элементы здоровьесберегающей технологии.
Нарушение экологического равновесия в окружающей среде имеет прямую связь с ухудшением здоровья населения. Если не остановить процессы разрушения окружающей среды, то дефицит пищи, воды, кислорода и генетические изменения приведут к постепенному вымиранию популяций. В обеспечение экологической безопасности свой вклад может внести каждый гражданин страны, который выполняет основные правила природоиспользования и охраны окружающей среды.[1]
Математический язык дает возможность не только описывать те или иные зависимости, характеризующие конкретные явления или процессы, но и осуществлять проверку этих зависимостей путем сопоставления результатов вычислений с результатами, найденными опытным путем.
Экологическое воспитание школьников средствами математики способствует формированию экологической культуры личности, математические знания помогают представить реалистичную картину мира.
«Философия написана в грандиозной книге – Вселенной, которая открыта нашему пристальному взгляду. Но понять эту книгу может лишь тот, кто научился понимать ее язык и знаки, которыми она изложена. Написана же она на языке математики…»,- писал Галилей более 400 лет назад.[4]
Использование на уроках задач экологического содержания, заданий биологического содержания вызывает интерес учащихся к математике, у них возрастает желание узнать новое по какой-либо экологической проблеме, связать знания, полученные на уроке, с реальностью, тем самым дополняется материал смежных с математикой областей знаний: биологии, географии и экологии.
Через задачи эколого-биологического содержания возрастает позитивное отношение к окружающему миру, происходит осознание своей роли в этом мире.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
4) Устанавливаются межпредметные связи, что способствует формированию целостной картины мира;
Экология - это комплексная наука, изучающая законы существования (функционирования) живых систем в их взаимодействии с окружающей средой. В настоящее время в экологической науке наибольшее развитие получили следующие направления: общая экология, глобальная экология, социальная экология, геоэкология, экология человека, прикладная экология.
Примеры задач по некоторым из вышеназванных направлений развития науки:
1. Социальная экология - рассматривает взаимосвязи и взаимозависимости а системе «общество-окружающая среда», геоэкология - изучает антропогенные изменения природной среды.[1]
- В 5-ом классе в теме «Обозначение натуральных чисел» можно предложить учащимся следующее задание – работа с текстом. Эти задания для развития умений записывать многозначные числа, «видеть» их в тексте, и, параллельно, происходит представление реальной картины загрязнения окружающей среды, вызванного деятельностью человека, о чем с ребятами можно поговорить на уроке математики, связывая материал с природоведением.
Задание 1. Запишите цифрами числа, встречающиеся в тексте.
«Человек ежегодно извлекает из недр Земли свыше тысячи млрд.тонн полезных ископаемых, выплавляет восемьсот млн.тонн различных металлов, рассеивает на поля свыше пятисот млн.тонн минеральных удобрений. Ежегодно сжигается около девяти млрд.тонн условного топлива, что приводит к выбросу в окружающую среду более двадцати млрд.тонн углекислого газа и более семисот млн.тонн других соединений»
Задание 2. Запишите цифрами числа, встречающиеся в тексте.
"На один миллион лесной площади приходится всего шесть работников лесного хозяйства. В тысяча девятьсот девяноста четвертом году вырублено лесов тридцать семь тысяч двести четыре га, а пожарными было охвачено семьдесят четыре тысяч восемьсот пятьдесят четыре га лесной площади. В тысяча девятьсот девяносто пятом году только в июле пожары уничтожили один миллион пятьсот тысяч кубических метров древесины на площади свыше четыреста тысяч га".
Дополнительно во втором задании можно отработать навыки разбиения числа на классы, поговорить о разрядах, о представлении числа в виде суммы разрядных слагаемых. Также через текст происходит осознание своего «места» в системе «общество - окружающая среда».
- В устной работе при изучении темы «Действия с натуральными числами» в 5-ом классе для отработки вычислительных навыков, можно предложить следующие задачи:
Задача 3.
Одно крупное предприятие выбрасывает в атмосферу 200 т сажи в год. После установки очистительных сооружений на этом предприятии количество выбросов сажи уменьшилось в 20 раз. Сколько тонн сажи выбрасывается в атмосферу после установки очистительных сооружений?
Задача 4.
При добыче полезных ископаемых часто прибегают к взрывным работам, которые служат источником пыли и ядовитых газов. В результате одного среднего по массе взрыва в атмосферу выбрасывается от 150 до 300 т пыли. Оцените, сколько тонн пыли будет выброшено в атмосферу в результате 4 взрывов? 10 взрывов?
При выполнении вычислений, кроме развития навыков умножения, деления, умений увидеть связи между данными, происходит понимание того, что в результате производственной деятельности количество выбросов в десятки раз превосходит естественные поступления веществ. Поэтому необходимо уделять внимание созданию малоотходных технологий и очистке выбросов, развивать такие качества, как бережливость.
- при изучении темы «Проценты» в 5-ом классе для понимания смысла «процентов», для умения решать основные задачи на части, выраженные процентами, можно предложить такие задачи, связанные с проблемой использования природных ресурсов. Здесь можно поговорить о рациональном использовании и о необратимом процессе нарушения экологического равновесия.
Задача 5.
В мире ежегодно добывается 1600 млн.кубометров древесины, около 20% всей древесины идет на топливо. Сколько кубических метров древесины ежегодно сжигается?
Задача 6.
Сырой торф содержит в среднем 70 % воды. Сколько сухого торфа получится из 140 тонн сырого? Доп. вопросы: Какова ценность торфа?
Почему летом происходит самовозгорание торфа?
- В 8-ом классе при изучении темы «Решение задач с помощью квадратных уравнений» учащиеся должны уметь самостоятельно анализировать условие задачи, выявлять зависимости между величинами, составлять уравнение и, решив его, выбрать верный ответ, сопоставив с данным условием. Задачи, в основном, предлагаются на движение, на работу. Можно предложить задачу, решив которую обсудить проблему загрязнения окружающей среды, о том, как выбрасывается мусор у нас в стране и за рубежом, например, разделение мусора в Финляндии, об участии каждого человека в этом процессе. Эту задачу учащиеся могут решить разными способами (алгебраическим или арифметическим) – так и в жизни проблемы можно решать более рациональным способом. Развиваются такие качества, как рациональность, ответственность за выбранное решение.
Задача 7.
В небольшом российском городе за 1 день скапливается около 60 т бытового мусора. Для его вывоза на мусороперерабатывающее предприятие требуется некоторое количество машин. Ввиду неисправности дороги на каждую машину пришлось грузить на 0,5 т меньше, чем предполагалось. Поэтому потребовалось дополнительно 4 машины. Какое количество машин было затребовано первоначально? (дополнительный вопрос: Что должен знать человек, выбрасывая мусор?)
2. Экология человека - изучает природную сущность человека, среду его обитания, экологические факторы здоровья.[1]
Велика роль растений в жизни человека. Известно, что деревья не только поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Они «работают» как фильтры, очищая воздух от сажи и пыли. Устанавливается связь с биологией
-В 5-ом классе в теме «Действия с десятичными дробями» можно предложить задачу для отработки навыков решения задач на части и действия умножения десятичной дроби на число.
Задача 8.
Площадь города около 10,8 тысяч га. Парки и бульвары, скверы занимают примерно 1/6 часть этой площади. Сколько квадратных метров зеленых насаждений приходится на человека, если считать, что в городе 800 тысяч человек? (ответ округлите до целых)
В 5-6 классах при решении задач на проценты различными способами (арифметическим, алгебраическим)
Задача 9.
В ячневой крупе белка в 9 раз, а углеводов в 68 раз больше, чем жира. Вода и другие вещества составляют 22%. Сколько жира содержится в 1 кг ячневой крупы? (можно поговорить с учащимися о полезности каш из различных круп, о белке, углеводах, жирах, их ценности и пользе различных продуктов, о правильном питании).
В процессе решения и обсуждения, кроме развития навыков установления математических связей между данными величинами, происходит понимание необходимости полноценного питания для развития здоровья. Используются элементы здоровьесберегающей технологии.
Нарушение экологического равновесия в окружающей среде имеет прямую связь с ухудшением здоровья населения. Если не остановить процессы разрушения окружающей среды, то дефицит пищи, воды, кислорода и генетические изменения приведут к постепенному вымиранию популяций. В обеспечение экологической безопасности свой вклад может внести каждый гражданин страны, который выполняет основные правила природоиспользования и охраны окружающей среды.[1]
Математический язык дает возможность не только описывать те или иные зависимости, характеризующие конкретные явления или процессы, но и осуществлять проверку этих зависимостей путем сопоставления результатов вычислений с результатами, найденными опытным путем.
Экологическое воспитание школьников средствами математики способствует формированию экологической культуры личности, математические знания помогают представить реалистичную картину мира.
«Философия написана в грандиозной книге – Вселенной, которая открыта нашему пристальному взгляду. Но понять эту книгу может лишь тот, кто научился понимать ее язык и знаки, которыми она изложена. Написана же она на языке математики…»,- писал Галилей более 400 лет назад.[4]
Использование на уроках задач экологического содержания, заданий биологического содержания вызывает интерес учащихся к математике, у них возрастает желание узнать новое по какой-либо экологической проблеме, связать знания, полученные на уроке, с реальностью, тем самым дополняется материал смежных с математикой областей знаний: биологии, географии и экологии.
Через задачи эколого-биологического содержания возрастает позитивное отношение к окружающему миру, происходит осознание своей роли в этом мире.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Алексеев С.В. ЭКОЛОГИЯ: Учебное пособие для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений разных видов. СПб: СМИО Пресс, 2001.
- Абдуллаева О.А.Педагогический потенциал учебно-познавательных задач: учебно- методическое пособие. – СПб: СПбАППО, 2010.
- Нефедова Н.Х. Дидактические условия формирования экологической культуры школьников на уроках математики // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2010, т. 12, № 5(3).
- Фридман Л.М. Учитесь учиться математике: Кн. для учащихся. – М.: Просвещение, 1985.
- Шейнина О.С., Соловьева Г.М. Математика. Занятия школьного кружка. 5-6 кл. – М.:Изд-во НЦ ЭНАС, 2005.
