CC BY
126
ственный педагогический университет (ДГПУ) Махачкала, Россия; e-mail: m.m.g. 198 [email protected]
Шапиев Абдула Магомедович, старший преподаватель, кафедра ФВ, ДГПУ, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]
Магомедов Гусен Камилович, старший преподаватель, кафедра ФВ, ДГПУ, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]
Принята в печать 10.03.2020 г.
kala, Russia; e-mail: [email protected]
Abdula M. Shapiev, senior lecturer, the chair of PhE, DSPU, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]
Gusen K. Magomedov, senior lecturer, the chair of PhE, DSPU, Makhachkala, Russia; email: [email protected]
Received 10.03.2020 г.
Педагогические науки / Pedagogical Science Оригинальная статья / Original Article УДК 378.14
DOI: 10.31161/1995-0659-2020-14-2-11-18
Межпредметные связи химии с биологией, медициной и физикой
Азизова Л. Р. 1, Гусейнов Р. М. 2, Гусейнова Т. Р. 3
1 Юридический колледж, Дагестанский государственный университет, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected] 2 Дагестанский государственный педагогический университет, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]
3 Школа № 417 Москва, Россия; e-mail: [email protected]
РЕЗЮМЕ. Целью настоящего исследования является анализ явления интеграции химии, биологии и физики на основе их тесной связи на междисциплинарном и научном уровнях. Метод. Изучение, сравнение и анализ учебных и научных данных, описанных в учебной и научной литературе по химии, биологии и физике. Результаты. Путем сравнения, анализа и изучения многочисленных примеров показано, что между химией, биологией и физикой существует тесная генетическая связь, которая приводит к взаимному обогащению, развитию и способствует лучшему усвоению всех дисциплин одновременно. Вывод. С одной стороны, изучение межпредметных связей химии, биологии и физики способствует лучшему усвоению всех этих дисциплин, а с другой стороны, это приводит к активизации познавательной деятельности, так как при этом в процесс обучения вносятся элементы игры и повышается степень усвоения и понимания сути явлений.
Ключевые слова: междисциплинарный уровень, интеграция межпредметных связей, генетическая связь, активизация познавательной деятельности.
Формат цитирования: Азизова Л. Р., Гусейнов Р. М., Гусейнова Т. Р. Межпредметные связи химии с биологией и физикой // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Психолого-педагогические науки. 2020. Т. 14. № 2. С. 11-18. 001: 10.31161/1995-0659-2020-14-2-11-18
The I ntersubject Connections of Chemistry with Biology, Medicine and Physics
Luiza R. Azizova 1, Rizvan M. Guseynov 2, Tamila R. Guseynova 3
1 Low College, Dagestan State University, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]
2 Dagestan State Pedagogical University, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]
3 School No. 417, Moscow, Russia; e-mail: [email protected]
ABSTRACT. The aim of this research is the analysis of the integration phenomenon of the chemistry, biology and physics on the base of their close connection on the interdisciplinary and scientific levels. Method. The study, comparison and analysis of the educational and scientific literature written in the educational and scientific literature on the chemistry, biology and physics. Result. By the way of comparison method, analysis and study of the numerous examples it is shown the presence of the genetic connection between chemistry, biology and physics. This connection brings to mutual enrichment, development and learning completely three disciplines simultaneously. Conclusion. The study of the Intersubject connections of the chemistry, biology and physics on the one hand brings to better learning of all three disciplines. On the other hand, it brings to activization of cognitive activity because in this case to the teaching process introduced the play elements and as consequence the degree of learning and understanding is increased.
Keywords: interdisciplinary level, integration of intersubject connections, genetic connection, activization of the cognitive activity.
For citation: Azizova L. R., Guseynov R. M., Guseynova T. R. The Intersubject Connections of Chemistry with Biology, Medicine and Physics. Dagestan State Pedagogical University. Journal. Psychological and Pedagogical Sciences. 2020. Vol. 14. No. 2. Pp. 11-18. (In Russian) DOI: 10.31161/1995-0659-2020-14-2-11-18
Введение
О наличии естественных и тесных межпредметных связей между химией, медициной и биологией, с одной стороны, и между химией и физикой - с другой стороны, свидетельствует существование смешанных специальностей для выпускников вузов, заканчивающих химико-биологический факультет (или биолого-химический), а также наличие в учебных программах вузовских дисциплин под названием «Физическая химия», «Химическая физика» и «Биологическая химия».
Межпредметные связи химии с биологией, медициной и физикой мы по возможности будем рассматривать в отдельности на конкретных примерах.
Межпредметные связи химии, биологии и медицины мы попытаемся рассматривать на следующих примерах и явлениях [5].
1. Рассмотрение важнейших химических элементов биогенного характера (т. е элементов, принимающих участие в образовании живых организмов, или же принимающих участие в жизненно важных процессах как микроэлементы) и их роли в биологических процессах.
2. Рассмотрение участия химических соединений или химических веществ в биологических процессах, представляю-
щих интерес для нормального функционирования живых организмов.
3. Рассмотрение аналогий между чисто химическими процессами или явлениями и биологическими явлениями (возможно даже экологической направленности или сельскохозяйственного направления).
4. Сравнение близости и различий между живой и неживой материей, вытекающих из рассмотрения межпредметных связей химии и биологии.
5. Химическая эволюция или пребио-эволюция и биологическая эволюция, их связь и роль в появлении человеческой жизни на планете Земля.
Что касается межпредметных связей химии и физики, то такую связь можно анализировать на следующих практически очень важных явлениях, таких как:
6. Работа химических источников тока (ХИТ), в том числе и топливных элементов и объяснение работы этих устройств на основе законов физики.
7. Объяснение природы скачков потенциалов на границах раздела фаз в электрохимических устройствах (например, контактной разности потенциалов, скачка потенциала на границе электрод-электролит, диффузионного скачка потенциалов, природы электродвижущей
силы в ХИТ), которые производятся только лишь на основе законов физики.
8. Объяснение и определение степени химического загрязнения водных растворов физико-химическими методами (в частности, кондуктометрическим методом, т. е. путем измерения электропроводности раствора).
9. Определение конца титрования, т. е. конца процесса нейтрализации кислоты щелочью методом измерения эдс (чисто физическим методом).
10. Определение величины мембранного потенциала, а также объяснение природы «животного электричества», явлений электрофореза, электроосмоса и электродиализа чисто физическими методами.
Целью настоящего исследования является анализ явления интеграции химии, биологии и физики на основе их тесной связи на междисциплинарном и научном уровнях.
Методы: изучение, сравнение и анализ учебных и научных данных, описанных в учебной и научной литературе по химии, биологии и физике.
Материалы и их обсуждение
Межпредметные связи химии с биологией и медициной
1. Почти все химические элементы, особенно биогенные химические элементы (которых насчитывается порядка 10-15 химических элементов из 118 ныне известных и существующих реально) так или иначе находят непосредственное применение и использование в биологии и физиологии, т. е. в жизненно важных функциональных процессах в живых организмах [1].
Например, при потере человеком крови, представляющей собой коллоидный раствор, для восстановления кровяного давления врачи применяют так называемый физиологический раствор, создаваемый водным раствором поваренной соли с концентрацией 0,9 %. Именно раствор такой концентрации хлористого натрия создает такое же осмотическое давление, которое является нормальным кровяным давлением в человеческом организме.
Химические элементы кальций и фосфор входят в состав костей человека, так как кости состоят из фосфата кальция. Поэтому эти элементы обязательно должны входить в состав применяемой человеком пищи: кальций входит в состав пить-
евой воды, а фосфор входит в состав рыбной пищи, которую человеку рекомендуют употребить регулярно.
Химический элемент железо входит в состав гемоглобина крови как составная часть в виде гема. Без гемоглобина процесс переноса кислорода к тканям организма не может быть осуществлен, в результате наступает нехватка кислорода (т. е. асфексия) и человек умирает.
Металлы натрий и калий входят в состав нервных тканей, за счет чего и при помощи чего осуществляются нервные импульсы тканей в человеческом организме. Эти металлы принимают непосредственное участие в создании потенциалов действия в организме человека, а это лежит в основе всех функциональных действий в человеческом организме путем возбуждения клеток и создания электрических импульсов.
Ионы водорода, т. е. протоны как признак кислоты способствуют процессу пищеварения в организме. Что касается воды, то она входит в состав крови и всех клеток организма человека (как в связанном состоянии, так и в свободном состоянии).
Элемент селен (порядковый номер селена равен 34, а заряд ядра равен 79) выполняет множество важнейших функций в человеческом организме. Дефицит селена вызывает целый ряд расстройств и заболеваний, таких как: ухудшение когнитивных (познавательных) способностей; рак легких, рак предстательной железы, прямой кишки и кожи; сердечную недостаточность; ишемическую болезнь сердца (атеросклероз).
Элемент углерод в виде активированного угля применяется в противогазах и благодаря своим способностям поглощать газообразные, в том числе и токсичные газы, защищает человеческий организм от отравления вредными и токсичными соединениями.
Элементы цинк и медь также выполняют в человеческом организме целый ряд очень важных функций и поэтому используются человеком в качестве необходимых микроэлементов.
Приведенный выше список областей применения химических элементов при желании можно и нужно продолжать. Однако и приведенного здесь материала вполне достаточно, чтобы продемонстрировать связь химии с биологией.
2. В качестве примера участия химического соединения или комплекса химических соединений в биологических процессах, протекающих в организмах человека и других животных, мы рассмотрим действие буферных растворов на физиологические процессы в организме человека [ 1].
Буферные растворы представляют собой смесь слабой кислоты (например, уксусной кислоты) со щелочной ее солью (например, ацетатом натрия), основным назначением которых является поддержание постоянного значения рН крови. Другими словами, буферные смеси играют роль регулятора постоянной концентрации ионов водорода; изменение рН крови приводит к гибели организма.
Перечислим еще несколько химических соединений, играющих важное значение в медицинской практике (в том числе и в биологии). Так, гидроксид алюминия в смеси с гидроксидом магния под названием «алмагель» применяется для защиты слизистой оболочки желудка от действия соляной кислоты, оказывая обезболивающее действие на организм.
Аскорбиновая кислота под названием витамина С применяется в медицине с целью регулирования окислительно-восстановительных процессов и углеводного обмена; для повышения общей сопротивляемости организма инфекциям; для профилактики и лечения цинги, против кровотечений и т. д.
Ацетилсалициловая кислота под названием аспирин применяется в медицине как универсальное противовоспалительное средство, а также для профилактики образования тромбов и предупреждения сердечных приступов.
Спиртовый раствор йода применяется для дезинфекции кожи и слизистых оболочек, вызывая ее обеззараживание.
Перманганат калия под названием (конечно же неправильным названием) марганцовка применяется как антисептический препарат для наружного применения в медицине, убивая находящиеся на коже микробы.
Глюконат кальция используется для нормализации содержания кальция в организме при его недостатке и придает костной ткани твердость и прочность.
Сода питьевая, т. е. гидрокарбонат натрия применяется в медицине для снижения кислотности желудочного сока, а
также для предупреждения образования камней в желчных и мочевых путях.
Нашатырный спирт, т. е. раствор аммиака в воде применяется также в медицине для приведения человека в чувство при внезапной потере сознания во время обморока.
Спирт этиловый применяется как средство, расширяющее кровеносные сосуды и как средство, губительно действующее на микроорганизмы (обладающее антисептическими свойствами).
3. Из анализа аналогий (сходных явлений) в химии и биологии (а частично, в экологии и в сельском хозяйстве) мы можем сравнить между собой такие явления как принцип Ле Шателье в химии и близкий к этому принципу по своей логике закон минимума Либиха, широко применяемый в экологических исследованиях. Кстати, автором «закона минимума» или закона лимитирующих факторов является знаменитый немецкий ученый - химик Юстус Либих. Этот автор хорошо известен химикам как знаменитый ученый-химик, а экологам он известен как хороший эколог. Данный факт можно рассматривать как яркое доказательство, с одной стороны, наличия междисциплинарной связи между химией и экологией, а с другой стороны - наличия неминуемых связей между живой и неживой материей (т. е. об отсутствии между ними непреодолимых преград) [2].
Химический принцип Ле Шателье гласит: если на систему, находящуюся в состоянии динамического равновесия, оказать внешнее воздействие в виде изменения давления или температуры, то равновесие системы смещается в направлении той реакции, которая приведет к ослаблению внешнего воздействия. Другими словами, на внешнее воздействие система оказывает такое противодействие, которое компенсирует (или же уменьшает или же сглаживает) внешнее воздействие [3].
Полную аналогию химическому принципу Ле Шателье мы находим в экологии или биологии на примере такого явления, как гомеостаз популяций. Гомоестаз популяций - это равновесное состояние, когда численность популяции поддерживается на вполне определенном, оптимальном уровне (между минимальными и максимальными ее размерами).
Широко распространенное в биологии явление саморегуляции или авторегуля-
ции также имеет много общего с химическим принципом Ле Шателье.
При вредных воздействиях на индивидуальные организмы наблюдаются процессы приспособления (т. е. адаптации), нейтрализации вредного воздействия (т. е. потеря физиологической активности токсичного вещества или детоксикация) и его обезвреживание. Другими словами, как ответная реакция организма на внешние раздражители включаются внутренние резервы организма.
4. О непосредственной междисциплинарной связи между химией и биологией свидетельствует анализ и сравнение таких близких явлений, как биологическая эволюция, и химическая эволюция или пре-биоэволюция, которая, можно смело утверждать, проложила путь настоящей биологической эволюции. Без предварительной химической эволюции, подготовившей атмосферу Земли к возможности появления и существования человеческой популяции, возникновение жизни на ней было бы невозможно. Ведь известно, что только наша планета Земля благодаря своим особенным характеристикам (подходящей гравитационной оптимальной массе и наличию магнитного поля, обладающего защитными свойствами) и подходящими параметрами создала необходимые и достаточные условия для возникновения человеческой жизни [4].
Слишком массивные планеты Солнечной системы (как например, Юпитер и Сатурн) благодаря своей гигантской массе сохранили первоначальную токсичную атмосферу, которая не позволяет возникнуть разумной жизни.
Слишком малых размеров и сравнительно небольших масс планеты Солнечной системы (как, например, безатмосферная планета Меркурий, а также частично и с разреженной углекислой атмосферой Марс) не имеют достаточных и подходящих условий для возникновения на них разумной жизни [6].
Межпредметные связи химии и физики
5. Наш анализ межпредметной связи химии и физики мы намерены начать с рассмотрения работы (т. е. функционирования) химического источника тока (ХИТ) или гальванического элемента. Названное устройство позволяет преобразовать энергию химических окислительно-восстановительных реакций в элек-
трическую энергию. Следовательно, ХИТ перебрасывает настоящий энергетический мостик между химической энергией и электрической энергией, и создает, таким образом, междисциплинарную связь между этими учебными и научными дисциплинами.
6. В химических источниках тока (ХИТ) или гальванических элементах, в том числе и в топливных гальванических элементах функционируют трех типов межфазные границы: граница электрод - раствор электролита; электрод 1 - электрод 2 (типа метал 1 - метал 2) и граница типа раствор 1 - раствор 2.
Природа скачков потенциалов, образующихся на вышеотмеченных границах фаз, объясняется исходя из законов физики. Например, контактная разность потенциалов на границе между двумя разными металлами объясняется различной работой выхода электронов из различных металлов. Электроны из металла с меньшей работой выхода электронов легко переходят в валентную зону металла с большей работой выхода. При этом металл с меньшей работой выхода заряжается положительно, а металл с большей работой выхода заряжается отрицательно. Между отрицательно заряженным и отрицательно заряженными металлами возникает скачок потенциала величиной в 1 В (вольта).
На границе металлический электрод -раствор электролита возникает двойной электрический слой (ДЭС) наподобие электролитического конденсатора. Одна обкладка этого конденсатора с активным металлическим электродом (например, цинкового электрода в элементе Даниэля - Якоби) заряжается отрицательно. А другая обкладка (жидкофазная обкладка) заряжается положительно. Образующийся при этом двойной электрический слой, естественно, обладает и соответствующим скачком потенциала.
Что касается диффузионного скачка потенциала, возникающего на границе двух растворов, то его объясняют различием в подвижностях ионов и катионов различных электролитов. Величина этого скачка потенциала (так называемого диффузионного скачка потенциала) составляет всего лишь 40 мВ. Но для точных измерений эдс (электродвижущей силы) гальванического элемента этот скачок по-
тенциала необходимо устранить, что делается с помощью солевого мостика. Солевой мостик - это раствор электролита, в котором катионы и анионы обладают одинаковой подвижностью (т. е. скоростью перемещения).
Что касается величины эдс гальванического элемента, то физика рекомендует ее вычислить как разницу электродных потенциалов катода и анода.
Здесь необходимо для соблюдения исторической справедливости отметить, что понятия «электрода», «катода» и «анода», «катиона» и «аниона», «иона», «электролита» и «электрохимического эквивалента» были введены в электрохимическую литературу и практику Майклом Фарадеем, который сформулировал также все три закона электролиза.
А возникновение скачка потенциала и электрического тока на границе контакта двух разнородных металлов доказал итальянский ученый-физик Александро Вольта, который впервые создал первый гальванический элемент, получивший название «Вольтов столб». Другой же итальянский врач Гальвани случайным образом создал первый гальванический элемент при контакте мышцы лягушки с двумя разнородными металлами и употребил термин «животное электричество». Так что можно сказать, что почти на всех этапах становления и развития химической науки это развитие шло рядом с физической наукой и с помощью ученых-физиков. Поэтому можно смело утверждать, что в основе химической науки, особенно в основе физической химии лежат физические законы. К данному месту очень подходят слова, сказанные великим русским ученым академиком М. В. Ломоносовым: «Химик без знания физики подобен человеку, который всего должен искать ощупью. И сии две науки так соединены между собой, что одна без другой в совершенстве быть не могут».
7. Еще одним примером связи химии и физики можно считать использование физических методов для анализа и определения степени загрязненности водных растворов, создаваемых попаданием в водную среду удобрений, тяжелых металлов и других токсичных химических соединений. Для определения степени загрязнения ионных соединений в водной среде, как известно, применяют кондук-тометрический метод, основанный на из-
мерении электропроводности раствора. Чем выше значение электропроводности водного раствора, и чем выше значение ионной силы, тем выше содержание в воде (в том числе и в питьевой воде) загрязнителей.
8. Определение точки конца титрования, т. е. конца процесса нейтрализации кислоты щелочью также проводят либо кондуктометрическим методом (путем измерения проводимости раствора, а именно установлением точки минимума на графике зависимости электропроводности от количества прилитой для титрования щелочи), либо потенциометриче-ским методом (т. е. путем снятия графика измерений зависимости рН (кислотности раствора) от количества прилитой для титрования щелочи. Так что и в данном случае на помощь химии снова приходит физика с ее точными методами, благодаря которым химия и превратилась из чисто экспериментальной науки в настоящую науку со всеми присущими ей признаками.
9. Мембранный потенциал и электрохимические явления в биологических системах также получают полноценную интерпретацию на основе законов физики. Поясним сказанное. В растительных и животных тканях, когда физиологические растворы организма оказываются разделенными полупроницаемой мембраной, наступает мембранное равновесие и соответствующий ему мембранный скачок потенциала.
Мембранные потенциалы играют очень важную роль в биологических процессах. Все жизненно важные процессы, такие как обмен веществ, передача информации, рост и движение, связаны с изменением мембранных потенциалов, которых в биоэлектрохимии называют потенциалом покоя и потенциалом действия. Под потенциалом покоя понимают значение мембранного потенциала, когда организм находится в состоянии покоя, а потенциал действия - это значение мембранного потенциала, когда организм находится в состоянии возбуждения. Так, например, при обмене веществ (т. е. при окислении органических веществ при клеточном дыхании) накопление энергии происходит в виде изменения мембранной разности потенциалов.
Передача информации, т. е. распространение электрического импульса по нервным волокнам также связано с потен-
циалом действия, т. е. с мембранным потенциалом.
Как объясняет физическая наука, основной механизм изменения мембранного потенциала связан с ионным обменом, т. е. с проникновением ионов натрия из межклеточной жидкости внутрь клетки или в обратном направлении (этот механизм известен в биоэлектрохимии как действие натриевого насоса) [1].
Еще один пример, подтверждающий межпредметную связь электрохимических явлений с явлениями биологическими -это существование в природе электрических рыб - электрического угря и электрического ската. Интересно и любопытно отметить тот факт, что как установил Майкл Фарадей, между «животным электричеством» и электричеством, получаемым с помощью гальванического элемента, существует полная идентичность. Оказывается, напряжение между головой и хвостом электрического угря при разряде на воздухе составляет около 600 В [2].
10. Такие явления, как электрофорез и электроосмос, а также диализ и электро-
коллоидной химии. М. : Просвещение, 1980. 271 с.
2. Волков В. А., Вонский У. В., Кузнецова Г. И. Выдающиеся химики мира. М. : Высшая школа, 1991. 656 с.
3. Исмаилов Ш. И., Гусейнов Р. М., Хасиха-нов М. С. Экологизация науки как объективная
kolloidnoj himii [Practical work on the physical and colloidal chemistry]. Moscow, Prosveshenie Publ., 1980. 271 p. (In Russian)
2. Volkov V. A., Vonskiy U. V., Kuznetsova G. I. Vydayushchiesya himiki mira [Prominent chemists of world]. Moscow, Vysshaya Shkola Publ., 1991. 656 p. (In Russian)
3. Ismailov Sh. I., Guseynov R. M., Hasikhanov M. S. Ekologizaciya nauki kak ob"ektivnaya predposylka optimal'nogo pri-rodopol'zovaniya [Greening of science as an ob-
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ Принадлежность к организации
Азизова Луиза Ризвановна, кандидат педагогических наук, старший преподаватель, Юридический колледж, Дагестанский госу-
диализ, т. е. явления, сочетающие в себе коллоидные процессы, осуществляемые с помощью электрического тока, также указывают на связь химических явлений с физическими. Поскольку с помощью электрофореза в организм человека вносится с помощью электрического тока нужное лекарство, то в данном случае осуществляется одновременно связь между тремя научными дисциплинами: физика, химия и медицина.
Заключение
На основании проведенного нами теоретического анализа и сравнения многочисленных примеров явлений из нескольких областей науки и практики - химии, медицины, биологии и физики можно прийти к выводу о том, что связь между всеми этими дисциплинами очевидна и неоспорима. С другой стороны, наш анализ и рассмотрение показывает, что между неживой и живой природой также существует связь, что между живой и неживой материями не существует непреодолимых границ, что между ними возможны и определенные переходы.
ния. Махачкала: Мавел, 2005. 160 с.
4. Короновский Н. В., Ясаманов Н. А. Геология. М. : Академия, 2008. 448 с.
5. Новая медицинская энциклопедия. Минск, Харвест, 2008. 752 с.
6. Петров К. М. Общая экология. СПб. : Хим-издат, 2000. 352 с.
management]. Makhachkala, Mavel Publ., 2005. 160 p. (In Russian)
4. Koronovskiy N. V., Yasamanov N. A. Ge-ologiya [Geology]. Moscow, 2008. 448 p. (In Russian)
5. Novaya medicinskaya enciklopediya [New medical encyclopedia]. Minsk, Harvest Publ., 2008, 752 p. (In Russian)
6. Petrov K. M. Obshchaya ekologiya [General Ecology]. Saint Petersburg, Himizdat, 2000. 352 p. (In Russian)
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Affiliations
Luiza R. Azizova, Ph. D. (Pedagogy), senior lecturer, Low College, Dagestan State University, Makhachkala, Russia; e-mail: LuizaAz-
Литература
1. Балезин С. А. Практикум по физической и предпосылка оптимального природопользова-
References
1. Balezin S. A. Praktikum po fizicheskoj i jective prerequisite for optimal environmental
дарственный университет, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]
Гусейнов Ризван Меджидович, доктор химических наук, профессор, кафедра химии, Дагестанский государственный педагогический университет, Махачкала, Россия; e -mail: [email protected]
Гусейнова Тамила Ризвановна, воспитатель высшей категории, Школа № 417, Москва, Россия; e-mail: [email protected]
Принята в печать 20.04.2020 г.
izova1981 @gmail.com; [email protected] Rizvan M. Guseynov, Doctor of Chemistry, professor, the chair of Chemistry, Dagestan State Pedagogical University, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]
Tamila R. Guseynova, schoolmaster of highest quality, School No. 417, Moscow, Russia; email: [email protected]
Received 20.04.2020 г.
Педагогические науки / Pedagogical Science Оригинальная статья / Original Article УДК 378.01
DOI: 10.31161/1995-0659-2020-14-2-18-25
Методологическая основа концептуального изменения образовательной деятельности будущего учителя физики с использованием
компетентностного подхода
Амиралиев А. Д., Инусова Х. М., Магомедов Г. М., Гаджиагаев Ш. С.
Дагестанский государственный педагогический университет, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]
РЕЗЮМЕ. Целью данного исследования явилось изучение возможностей проблемы переноса акцента с узкопрофессионального подхода при подготовке будущих учителей физики на всестороннее интеллектуально-духовное развитие личности с учетом их индивидуальных особенностей на основе компетентностного подхода. Метод. Анализ психолого-педагогической литературы, наблюдение, анкетирование, собеседование, тестирование, экспериментальное преподавание, анализ результатов письменных проверочных работ и проектирования. Результаты. Определена методологическая основа концептуального изменения образовательной деятельности будущего бакалавра педагогического образования по профилю физика с использованием компетентностного подхода. Подтверждается, что внедрение методических компетенций способствует развитию творческих способностей личности студента с учетом их индивидуальных способностей. Выявлены принципиальные особенности образовательной среды для достижения личностных, метапредметных и предметных результатов обучения и обеспечения качества учебно -воспитательного процесса с использованием компетентностного подхода. Выводы. Введение методических компетенций расширяет: возможности владения основополагающими физическими понятиями, закономерностями, законами и теориями; уверенное пользование физической терминологией и символикой; владение основными методами научного познания, используемыми в физике: наблюдение, описание, измерение, эксперимент; умения обрабатывать результаты измерений, обнаруживать зависимость между физическими величинами, объяснять полученные результаты и делать выводы; умения применять полученные знания для объяснения условий протекания физических явлений в природе и для принятия практических решений в повседневной жизни; владение умениями выдвигать гипотезы на основе знания основополагающих физических закономерностей и законов, проверять их экспериментальными средствами, формулируя цель исследования.
Ключевые слова: стандарты образования, компетенции и компетентный подход, профессиональная подготовка, бакалавр, педагогическое образование.
