Использование интеграции математики и физики в рамках системно-деятельностного подхода как средство повышения познавательной активности.
В современной системе наук четко наметился процесс взаимного проникновения и связи между науками. Это – объективный процесс, который обусловлен единством окружающего мира. Развиваясь каждая наука не только углубляет свои знания о природе, но и расширяет границы своих исследований. Вследствие этого происходит взаимное проникновение наук и возникновение граничных наук – биофизика, физическая химия, физическая география и т.д.
Межпредметные связи – это дидактическая категория, которая отображается во взаимосвязанном и взаимообусловленном изучении учебных предметов в школе.
Межпредметные связи обеспечивают:
Согласованное во времени изучение разных учебных дисциплин с целью их взаимной поддержки;
Единство требований к знаниям, умениям и навыкам;
Использование при изучении физики знаний, полученных при изучении других предметов;
Ликвидацию неоправданного дублирования в содержании учебных предметов;
Показ общности методов, которые применяются в разных дисциплинах (генерализация знаний);
Раскрытие взаимосвязи природных явлений, показ единства мира;
Подготовка обучающихся к овладению современными технологиями.
Классификация межпредметных связей.
Межпредметные связи бывают содержательные и операционные. Их направленность: односторонняя, двухсторонняя, многосторонняя. Связи делят и по хронологии, и по хронометрии:
Хронологические связи обеспечивают согласованное преподавание предметов во времени в соответствии с потребностями каждого учебного предмета;
Информационные связи проявляются в единстве трактовки понятий, фактов, положений, которые рассматриваются при изучении разных предметов.
Межпредметные связи на уровне знаний , раскрываемые посредством языка. (Это вид основан на применении понятий и операций, взятых из другой науки.)
Пример. Векторный язык можно использовать в курсе физики для иллюстрации III закона Ньютона применительно к паре тел.
Межпредметные связи на уровне знаний, раскрываемые посредством элементов теории. (Суть приема: использование отдельных правил, теорем, аксиом из теории другой науки.)
Пример: В курсе физики при изучении электрического поля может быть применена математическая теорема «О прекции суммы векторов на ось».
Межпредметные связи на уровне знаний, раскрываемые посредством информации, играющей «прикладную» роль. (Прием основан на применении методов из другой науки.)
Пример. При изучении кинематики можно рассмотреть задачи, при решении которых «соединяются» воедино графики движения (физика) и метод (материал о свойствах и признаках) подобных треугольников (геометрия).
Пути осуществления межпредметных связей:
Использование знаний, полученных при изучении других дисциплин;
Выполнение комплексных экспериментальных работ;
Проведение комплексных экскурсий;
Обобщающее повторение.
Инновационные процессы, идущие сегодня в системе образования наиболее остро ставят вопрос о поисках резервов совершенствования подготовки высокообразованной, интеллектуально развитой личности.
Одна из проблем современной школы состоит в том, что в ней недостаточно развиты межпредметные связи. Часто ученик, успешно занимающийся в рамках одной дисциплины, не может применить имеющиеся у него знания не только в реальной жизни, но и в других предметах.
Основная причина этого заключается в том, что в общеобразовательной школе основное внимание традиционно уделяется накоплению знаний. В современный же период необходимо подготовить выпускника умеющего применять свои знания в реальных жизненных ситуациях. Обучающиеся должны уметь воспринимать и обрабатывать большие объемы информации овладевать современными средствами, методами и технологией работы с ними в любой предметной области.
Я считаю, что в настоящее время необходимо разрабатывать систему интегрированных уроков, психологической и методической основой которых будет установление связей между понятиями, являющимися сквозными, общими в ряде учебных предметов. Причем, межпредметные связи должны быть установлены на уровне содержательной стороны урока и обеспечены необходимыми средствами обучения.
Взаимосвязи математики и физики определяются прежде всего, наличием общей предметной области, изучаемой ими.
Эти связи можно условно разделить на 3 вида:
Физика ставит задачи и создает необходимые для их решения математические идеи и методы, которые в дальнейшем служат базой для развития математической теории.
Развитая математическая теория с ее идеями и математическим аппаратом используется для анализа физических явлений, что часто приводит к новой физической теории, которая, в свою очередь, приводит к развитию физической картины мира и возникновению новых физических проблем.
Развитие физической теории опирается на имеющийся определенный математический аппарат, но последний совершенствуется и развивается по мере его использования в физике.
В процессе работы был выявлен математический материал, который вызывает наибольшую трудность в курсе физики 7-9 классов:
Перевод единиц измерения;
Выражение величины из формулы;
Решение линейных и квадратных уравнений;
Округление цифр;
Построение графиков функций;
Нахождение по графику значений функций;
Составление уравнений по графикам линейной и квадратичной функций;
Решение системы двух уравнений с двумя неизвестными;
Нахождение соотношений между сторонами и углами прямоугольного треугольника;
Действия с векторами;
Нахождение проекции точки и вектора на оси координат.
Процесс интеграции физики в урок математики можно осуществлять при изучении следующих тем.
7 класс:
Алгебраические выражения;
Уравнение с одной переменной;
Функции и их графики;
Взаимные расположения графиков линейной функции;
Решение систем линейных уравнений.
8 класс:
Графики функции;
Погрешность и точность приближения;
Стандартный вид числа;
Соотношение между сторонами и углами прямоугольного треугольника;
Подобие треугольников;
Четыре замечательные точки треугольника.
При изучении нового материала, на уроках-практикумах, уроках – обобщениях интеграцию предметов можно проводить в форме групповой работы, в основу которой берется системно-деятельностный подход. Урок в условиях системно-деятельностного подхода имеет следующую структуру.
Деятельность учителя:
Создает проблемную ситуацию;
Организует размышление над проблемой и ее формулировкой;
Организует поиск гипотезы;
Организует проверку гипотезы;
Организует обобщение результатов и применение полученных знаний.
Деятельность ученика:
Осознает противоречия;
Формирует проблему;
Выдвигает гипотезы, объясняющие явления;
Проверяет гипотезу в эксперименте, решении задачи;
Анализирует результаты, делает выводы;
Применяет полученные знания.
На уроке, который проводится по технологии системно-деятельностного обучения, соблюдаются следующие этапы:
Мотивация, создание проблемной ситуации;
Выдвижение гипотез и их запись на доске;
Исследование (теоретическое, практическое);
Обмен информацией при работе в группах, парах, представление работы;
Обработка информации (выделение значимой информации, подтверждение или опровержение высказанных ранее гипотез)4
Подведение итогов урока, рассмотрение новых вариантов решения проблемы;
Рефлексия.
Данная технология в наибольшей степени развивает навыки самостоятельной работы, обеспечивает повышение познавательной и социальной мотивации учащихся, формирует умение применять ранее усвоенные знания в новой ситуации, творчески их преобразовывать, способствует развитию интеллектуальных особенностей обучающихся.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Иванов А.И. О взаимосвязи школьных курсов физики и математики при изучении величин, - «Физика в школе», 1997, №7.
Чередов И.М. Формы учебной работы в средней школе, - М.Просвещение. 1998 г.
Коробов В.А. Опыт применения математики в преподавании физики.- «Физика в школе». №4, 1991 г.
Цацурян А.М. Повторение курса физики с привлечением знаний по математике. – «Физика в школе». №4, 1990 г.
Элитарное образование. М.Просвещение, 1993 г.
Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования. – 2010г.
