Интеграция как один из способов повышения качества обучения на уроках физики

    Интеграция как один из способов повышения качества обучения на уроках физики 

Межпредметная интеграция физики и астрономии.

Использование метода проектов на уроках физики и астрономии.

Межпредметная интеграция физики и математики.

«Где учеба не клеится – а это бывает со всеми предметами, - там главная вина падает на учителя. Успехи учащихся – лучшее мерило для достоинств учителя…»
А.Эйнштейн

Испокон веков процесс обучения строился как процесс передачи информации от учителя к ученику, но это в корне противоречит человеческой природе. Дело в том, что люди – существа деятельные: только через собственную деятельность каждый познает окружающий мир, ищет пути решения жизненных, личных и профессиональных проблем. Мотив этой деятельности связан с удовлетворением личных потребностей. В школе же дети выполняют, преимущественно, совершенно иную «деятельность», слушают учителя и одноклассников, причем не по потребности, а потому, что им велят, производят указанные учителем действия, в которых, по большей части, они не видят смысла. Это несоответствие между деятельностью, диктуемой человеческой природой, и той, которую требуют выполнять в школе, рождает массу педагогических проблем, одна из которых – неподготовленность выпускников к самостоятельной жизни и к работе. Решить эту проблему можно лишь одним единственным путем: строить учебный процесс в соответствии с природой человека. Человека нельзя научить, он может только научить себя сам, т.е. научиться. Для этого нужно !изменить представление о роли учителя в учебном процессе: он должен выступать не как источник информации, а как организатор деятельности учащихся, планировать  процесс обучения так, чтобы усвоение знаний доставляло школьникам удовольствие и на уроки они шли с радостью. «Умеет учить тот, кто учит интересно» - эти слова выдающегося физика А.Эйнштейна должен помнить каждый учитель.

1.Космография и физика –две стороны одной медали.

Космография, являясь изложением главных законов космоса, охватывает физический мир в целом: В курсе космографии перед учащимися тот или иной физический закон разрастается за пределы физического кабинета до пределов целой Вселенной: перед учащимися происходит совместное действие различных физических, химических и механических законов: космография приобретает высокую эстетическую ценность, правильно преподаваемая, она внушает мысль о непреложности законов природы, невольно приковывает к себе интерес молодого ума и рождает у него массу новых вопросов: и не только может эти вопросы рождать, но и отвечать на них: Всецело опираясь на физику, космография в то же время и дополняет ее: уже одна обобщающая роль космографии выдвигает ее в качестве серьезного общеобразовательного предмета. Таким образом, цели преподавания элементарной астрономии или космографии: а) обобщение законов механики, физики и углубление их в представлении учащихся; б) сообщение приведенных в систему фактических сведений об окружающем мире" .

Идея интегрирования курсов физики и астрономии основана на том, что между земными и небесными явлениями нет принципиальной разницы, поэтому они описываются одними и теми же теориями, в них действуют одни и те же закономерности. Такой подход исключительно важен с мировоззренческих позиций, т. к. он позволяет сформировать у учащихся более полную естественнонаучную картину окружающего нас Мира. Она не столько итог и механическая сумма знаний после прохождения всего курса физики и астрономии, сколько общее направление курса, передача им современного научного способа мышления.

Космические объекты как часть природы, описываются законами физики, отражающими универсальность законов природы от микрочастиц до Галактических систем. Излагать законы физики без применения их к космическим объектам - значит знакомить учащихся с отдельными аспектами окружающего мира природы и техники. Астрономия же знакомит учащихся с миром в целом - со Вселенной. Включение вопросов астрономии в курс физики способствует преодолению формализма в знаниях, упрощает проблему мотивации обучения, на примере контрастов делает сложный материал наиболее ярким и доступным пониманию. Рассмотрим несколько примеров. Тема кинематики "Относительность механического движения" значительно выигрывает, если в качестве иллюстрации привести пример движения Луны вокруг Земли, планет вокруг Солнца. На примере решения Ньютоном прямой и обратной задач механики можно убедительно показать важную роль законов Кеплера для открытия закона всемирного тяготения. Изучение темы "Термодинамика" целесообразно начать с обсуждения механизма излучения звезд, влияние солнечного излучения на жизнь на Земле, в процессе изучения темы привести примеры различных видов теплообмена: движение атмосферного воздуха, теплообмен в мантии Земли, теплообмен на Солнце, теплообмен организма человека с окружающей средой. В разделе "Атом и атомное ядро" нельзя не сказать о том, что термоядерные реакции - источник энергии Солнца и звезд. Введение понятий "сильное" и "слабое" взаимодействие позволяет показать их роль в реакциях термоядерного синтеза, в рождении и во взаимном превращении элементарных частиц. Рассмотрение понятий "энергия" и "взаимодействие" позволяет обсудить в 11 классе вопрос о круговороте газа и пыли во Вселенной, имеющий большое мировоззренческое значение. Кроме того, изучение основ астрономии влечет за собой изучение материала других предметов. Например, изучая особенности орбит планет, ученики познакомятся с новыми математическими приемами и при изучении источников энергии в звездах приобретут знания в области химии. Таким образом, видна важная роль астрономии в познании фундаментальных законов природы, использование которых является основой научно-технического прогресса. Физика, используя неограниченные возможности астрономии, поднимается на новую высоту. Мировоззренческой функции астрономии не выполнит никакой другой учебный предмет. Интеграция курсов физики и астрономии поможет решить проблему перегрузки учащихся и сокращения часов обучения этим предметам на уровне современных программ и при продуманном построении может явиться тем оригинальным предметом, который укажет индивидуальный путь для каждого ученика в постижении основ мироздания.

2.ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ПРОЕКТОВ НА УРОКАХ ФИЗИКИ И АСТРОНОМИИ

Более подробно хочу остановиться на  применении интеграции, межпредметных связей в поисково-исследовательской деятельности учащихся. Основной задачей такой деятельности считаю формирование умения учащихся работать с научной литературой, выбор темы, составление целей, задач; формирование умения у учащихся сравнивать, обобщать, делать выводы, прогнозировать негативные результаты. 

Основные этапы  деятельности учащихся  при выполнении творческого проекта

  1.Формулировка темы творческого проекта

  2.Постановка целей, задач и прогнозирование

  3.Поиск информации, обработка литературы

  4.Проверка гипотез

  5.Нахождение результата

  6.Презентация

  7.Защита творческого проекта

Задачи педагога при выполнении творческих, исследовательских и иных работ:

•Создать для учащихся условия для самостоятельной работы;

•Вооружить учащихся методами и приемами творческой работы;

 •Обеспечить учащимся основные условия для творческой деятельности;

•Предоставить учащимся время для осуществления всех четырех фаз творчества;

Математика и физика обычно считаются наиболее трудными предметами школьного курса. Во все периоды человеческого сознания эти направления научной мысли развивались взаимосвязано, стимулируя обоюдный прогресс. Общение со школьниками показывает, что непонимание ими какого-либо вопроса из курса физики часто связаны с отсутствием навыков анализа функциональных зависимостей, составление и решения математических уравнений, неумением проводить алгебраические преобразования и геометрические построения.

     Школьная математика практически везде, к сожалению, совершенно оторвана от потребностей физики – как по выбору материала, так и по его трактовкам, постановке задач и развитию навыков.

     Невнимание к физике причиняет урон и самой математике, затрудняется ее понимание, притупляется интерес к ней, принижается роль математики как фундаментальной науки. Не используемый в физике математический аппарат плохо держится в памяти.

Сложности в работе и пути их снижения

     Осветим теперь основные трудности, возникающие при реализации межпредметных связей по линии «математика-физика».

1.      Физические понятия, используемые на уроках математики, не всегда своевременно сформированы в курсе физики, и наоборот: математики не всегда своевременно знакомят с понятиями и действиями, необходимыми для курса физики (понятие вектора и производной; тригонометрические функции)

2.      В курсе физики применяют такие понятия, которые в рамках учебной математической программы вообще не вводятся.

3.      Несогласованность терминологии и обозначений в курсах математики и физики.

4.      В курсах математики и физики иногда одни и те же понятия получают различную трактовку.

5.      Стержневые идеи математики и физики не всегда реализуются в курсе физики.

Взаимосвязь учебных предметов физики и математики отражает взаимосвязь наук физики и математики, которая определяется наличием у них общей предметной области. Эта взаимосвязь выражается в общности идей и методов, которую можно условно разделить на три вида: - физика ставит задачи и создает необходимые для их решения математические методы, которые в дальнейшем служат базой для развития математической теории. Например теория дифференцированного исчисления Ньютона для решения задач о движении тел. - развитая математическая теория используется для анализа физических явлений, что часто приводит к созданию новой физической теории, которая в свою очередь приводит к развитию физической картины мира и к возникновению новых физических проблем. Например, теория Максвелла о теории электромагнитного поля привела к электродинамической картине мира, а та в свою очередь к созданию специальной теории относительности. - физическая теория в своем развитии опирается на математический аппарат, который развивается и совершенствуется по мере его использования в физике. Например, производная в решении физических задач. Эти направления в интеграции физики и математики отражаются в обучении и носят двусторонний характер. Для примера в таблице указана реализация связи физики и математики при изучении механики в средней школе: Что нужно из курса математики физике Что физика дает математике Вектор и операции над векторами Примеры векторных величин и операции над ними Система координат Плоская и пространственная декартовы системы координат Радианная мера угла, соотношение между радианом и градусом Решение задач, помогающих формированию математического языка Линейная функция и её график Уравнение координаты, скорости, графики движения Квадратная функция и квадратное уравнение Уравнение координаты равноускоренного движения, уравнение траектории Понятие о тригонометрических функциях Решение задач Понятие о производной Решение задач Формы и реализации интегрированных занятий могут быть следующими: - опора в процессе изучения нового материала по физике на знания и умения учащихся, полученные при изучении математики; - проведение интегрированных уроков; - решение задач межпредметного содержания; - выполнение комплексных экспериментальных работ; - проведение комплексных экскурсий. - проведение комплексных экскурсий.

Вспоминается известная фраза: «Если у тебя есть яблоко и у меня есть яблоко, поменявшись, каждый из нас имеет по яблоку; если у тебя есть идея и у меня есть идея, поменявшись, каждый из нас будет иметь по две идеи». Фестиваль инновационных проектов подобен яблоневому саду, готовому к сбору урожая.

Краткое описание документа:

Межпредметная интеграция физики и астрономии

Использование метода проектов на уроках физики и астрономии.

Межпредметная интеграция физики и математики.

Космография и физика –две стороны одной медали

Космические объекты как часть природы, описываются законами физики, отражающими универсальность законов природы от микрочастиц до Галактических систем. Излагать законы физики без применения их к космическим объектам - значит знакомить учащихся с отдельными аспектами окружающего мира природы и техники. Астрономия же знакомит учащихся с миром в целом - со Вселенной. Включение вопросов астрономии в курс физики способствует преодолению формализма в знаниях, упрощает проблему мотивации обучения, на примере контрастов делает сложный материал наиболее ярким и доступным пониманию. Интеграция курсов физики и астрономии поможет решить проблему перегрузки учащихся и сокращения часов обучения этим предметам на уровне современных программ и при продуманном построении может явиться тем оригинальным предметом, который укажет индивидуальный путь для каждого ученика в постижении основ мироздания.