О РЕАЛИЗАЦИИ МЕЖПРЕДМЕТНЫХ СВЯЗЕЙ МАТЕМАТИКИ И ФИЗИКИ

ON THE IMPLEMENTATION OF INTERDISCIPLIC RELATIONS OF MATHEMATICS AND PHYSICS

Развитие современной науки характеризуется  междисциплинарными связями: физическая химия, математическая физика, биомеханика и т.д. Следовательно, еще в школе необходимо знакомить учащихся с различными связями между наук.

Межпредметные связи – это связи между учебными предметами, которые устанавливает учитель или ученик в процессе познавательной деятельности с целью наиболее глубокого осознания той или иной проблемы, а так же с целью наиболее эффективного применения знаний на практике. В России значение межпредметных связей обосновывали В.Ф. Одоевский, К.Д. Ушинский и другие педагоги, подчеркивали необходимость взаимосвязей между учебными предметами для отражения целостной картины мира, природы "в голове ученика", для создания истинной системы знаний и миропонимания.

В данной статье остановимся на связях  между математикой и физикой. Во-первых, сила – есть вектор, следовательно, при определении воздействия различных сил применяется правило сложения векторов, учитываются отношения между векторами и т.д. Во-вторых, с понятием производной тесно связаны понятия скорости и ускорения. Правила дифференцирования упрощают процесс решения задач на нахождение скорости тела или его ускорения.

Существуют и другие связи между математикой и физикой – чтение графиков, преобразование выражений, нахождение погрешностей. Усвоение физики учащимися зависит от качества их знаний по математике. Изучение связей между науками математика и физика  позволяет, по мнению С.Н. Беликова [2], продемонстрировать их практическую направленность, что повышает эффективность образовательного процесса.

Преподавание смежных дисциплин, объединяя два или более учебных предмета, требует интегрированного подхода. Интеграция означает глубокое взаимопроникновение, слияние. Интеграция учебных предметов представляет собой наиболее полное слияние учебных материалов  на основе общих для каждого предмета знаний.

Интегрированные уроки, с точки зрения А.Н. Абакумовой [1], решают ряд образовательных задач:

  • формируют у школьников целостное представление об окружающем мире;
  • повышают заинтересованность учащихся, мотивацию учебной деятельности за счет использования нестандартных форм занятий;
  • обогащают знания учащихся за счет разностороннего изучения понятий, которые используются в разных предметных областях;
  • организуют целенаправленную работу с мыслительными операциями: анализ, синтез, сравнение и обобщение; и т.д.

Методисты Воистинова Г.Х., Солощенко М.Ю. и другие [3, 6] считают, что для реализации в учебном процессе межпредметных связей математики и физики необходимо

  • изучить и проанализировать научно-методическую литературу;
  • провести сравнительный анализ учебных программ по математике и физике для выявления общих методов познания и общих для каждого предмет сфер, а также определить возможные временные несоответствия в изучении смежных тем;
  • определить принципы отбора межпредметного материала, приемы установления связей между предметами;
  • разработать дидактико-методический комплекс, включающий межпредметные задания к отдельным темам или урокам, инструкции и алгоритмы обучения учащихся;
  • выделить методы диагностики уровня знаний, подобрать критерии и показатели качества знаний и умений учащихся.

Е.В. Емельяненко и Е.А. Михалкина [4] придерживаются мнения, что интегрированные уроки требуют достаточно трудоемкой подготовки и взаимодействия педагогического состава. Наиболее простой вид интеграции – это использование при объяснении темы материалов из двух предметов. Например, при решении геометрических задач, связанных с проекциями, учащиеся могут использовать знания по теме «Определение координаты движущегося тела» из курса физики. Учитель может вначале напомнить материал учебного предмета «Физика», предложить решить уже знакомые учащимся задачи, а затем перейти к задачам по геометрии. При изучении понятия вектора в 9 классе, на этапе закрепления материала можно предложить учащимся найти и показать связь вектор с физическими понятиями «скорость», «перемещение», «сила» и т.д. Такая деятельность подразумевает самостоятельный поиск знаний, формирование навыков сравнения и обобщения материалов.

Другим способом реализации межпредметных связей является проведение обобщенных уроков в нестандартной форме: семинар, конференция, квест, интеллектуальные игры и т.д. В современной школе популярным видом деятельности является проектная деятельность. Подготовка проектов позволяет учащимся  найти и показать связь между двумя предметами. Например, «Использование графиков функций в физике», «Решение физических задач с помощью системы линейных уравнений».

Однако, как отмечает Т.К. Шульга [5], выделяются две основные проблемы, которые затрудняют реализацию межпредметных связей между математикой и физикой:

  1. Временная несогласованность школьных программ. Например, первое представление о векторах учащиеся получают в 7 классе, при изучении таких тем по физике, как «Сила» и «Скорость». В курсе геометрии изучение векторов происходит в 9 классе, учащиеся знакомятся с векторной алгеброй и учатся производить действия с векторами.
  2. Понятийное несоответствие школьных программ. В учебниках по математике и физике используется различная понятийная база, по-разному обозначаются и трактуются отдельные определения и термины. Например, в геометрии вектор определяется как направленный отрезок, а в физике – это физические величины, имеющие направление.

Временной разрыв можно устранить лишь существенным изменением школьной программы, что не всегда возможно. Либо при изучении общих тем, использовать примеры из смежной дисциплины. Понятийное несоответствие устраняется аналогично. Учителя математики, вместо привычных переменных Х и Y, могут водить обозначения из физики: v, s, t. При закреплении пройденного материала предлагать для решения задачи из курса физики. При изучении векторов на примере физических задач можно рассмотреть нахождение проекции вектора, и т.д.

Учитель физики должен быть хорошо знаком со школьной программой по математике, установленными терминами и понятиями. Он может проводить аналогии между понятиями из различных курсов с помощью формул, графиков, таблиц. Например, на основе графика находить значение скорости с помощью представлений о производной.

Таким образом, реализация межпредметных связей математики и физики является актуальной задачей современной системы образования. Такая подача материала показывает практическое применение научных дисциплин, формирует целостное представление об окружающем мире, повышает познавательный интерес учащихся к обоим предметам.  

Список литературы:

  1. Абакумова А.Н. Использование интегрированных уроков для формирования метапредметных компетенций обучающихся // Исследовательская деятельность в образовательном пространстве региона: сб. матер. конф. – Славянск-на-Кубани: изд-во КубГУ, 2017. – С. 196-201.
  2. Беликов С.Н. Интеграция физики и математики в 8 классе общеобразовательной школы // Высокие интеллектуальные технологии в науке и образовании: сб. матер. науч.-практ. конф. – СПб.: ИИУНЦ «Стратегия будущего», 2017. – С. 116-118.
  3. Воистинова Г.Х., Солощенко М.Ю. Обучение решению задач на построение с практическим содержанием // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 3 (часть 4). – С. 817-821
  4. Емельяненко Е.В., Михалкина Е.А. Интеграция в обучении математике и физике с использованием технологий деятельностного типа в общеобразовательной школе // THEORY AND PRACTICE OF SCIENTIFIC RESEARCH: матер. межд. науч.-практ. конф. – Астрахань: Олимп, 2019. – С. 49-50.
  5. Шульга Т.К. Актуальность использования межпредметных связей в курсах математики и физики в средней школе // Вестник Таганрогского института имени А.П. Чехова. – 2017. – №1. – С. 282-287.
  6. Шурыгина И.В., Фунт И.П., Парсаданян А.А. Межпредметная интеграция как один из эффективных методов реализации ФГОС ОО // проблемы и тенденции научных исследований в системе образования: сб. ст. науч.-практ. конф. – Уфа: Омега Сайнс, 2019.–  С. 244-246.