Міжпредметні зв’язки курсів математики та фізики основної школи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Сумський державний педагогічний університет імені А.С. Макаренка

Кафедра математики

ДИПЛОМНА РОБОТА

Міжпредметні зв'язки курсів математики та фізики основної школи

Гніденко Тетяна Миколаївна

Галузь знань 7.0402 Фізико-математичні науки

Спеціальність 7.04020101 Математика*

Освітньо-кваліфікаційний рівень «Спеціаліст»

Науковий керівник - викладач кафедри математики

Шишенко Інна Володимирівна

Суми - 2014

Зміст

Вступ

Розділ 1. Теоретичні основи дослідження

1.1 Міжпредметні зв'язки в системі навчання

1.2 Міжпредметні зв'язки математики та фізики

1.3 Особливості реалізації міжпредметних зв'язків математики та фізики

Розділ 2. Прикладні задачі як засіб реалізації міжпредметних звязків математики та фізики

2.1 Виявлення причин неуспішності у вивченні курсу фізики 7-9 класів

2.2 Аналіз змістових ліній курсів математики та фізики основної школи на предмет формування спільних фізико-математичних понять

2.3 Використання інформаційних технологій в реалізації міжпредметних зв'язків математики і фізики

Висновки

Список використаних джерел

Додатки

Вступ

Реформування системи освіти в Україні нині набуло глобального характеру. Ми є свідками процесів, які безпосередньо пов'язані з реформуванням змісту освіти. Формування компетентностей учнів зумовлене не тільки реалізацією відповідного оновленого змісту освіти, але й впровадженням інноваційних методів та технологій навчання. Якісне навчання забезпечує засвоєння знань та формування умінь, що для випускника школи стануть підґрунтям у його подальшому житті. Продуктом школи є людина, особистість. Тож навчати її треба так, щоб учень відчув, що знання та вміння є для нього життєвою необхідністю. Навчальна діяльність у кінцевому підсумку повинна не просто дати людині суму знань, умінь і навичок, а сформувати її компетенції, визначити шлях до самовдосконалення. У світлі сучасних завдань всебічно, гармонійно розвиненої особистості школяра проблема міжпредметних зв'язків набуває важливого значення. Актуальність даної проблеми зумовлена розвитком науки, техніки, суспільства. Найвагоміші відкриття відбуваються на стику наук. Спеціаліст будь-якої професії цінується, якщо він володіє високим рівнем загальноосвітніх знань, творчо мислить та здатний до постійного оновлення знань. Міжпредметні зв'язки є важливим принципом навчання в сучасній школі, що забезпечує взаємозв'язок наук природничо-математичного і суспільно-гуманітарного циклів. Широке і глибоке проникнення технологій в усі сфери людської діяльності вимагає від молодого покоління, як мінімум, мати базові поняття і знання технологій, які є частиною соціальної культури сучасного суспільства. Міжпредметні зв'язки технологічної і природничо-математичної освіти в цьому сенсі мають домінуюче значення. Проблема не стільки в оволодінні знаннями, скільки в умінні застосовувати їх на практиці в будь-якій життєвій ситуації та у професійній сфері.

Під час виконання поставлених задач застосовувалися такі методи дослідження:

- теоретичні: вивчення державних нормативних документів щодо організації навчального процесу у середніх загальноосвітніх закладах, аналіз літератури з методики викладання фізики в області застосування математичного апарату в шкільному курсі фізики, літератури з педагогіки, психології, філософії і методології; вивчення й узагальнення передового педагогічного досвіду роботи в школі; аналіз навчальних програм з математики та фізики;

- практичні: спостереження за самостійною роботою учнів; узагальнення власного досвіду викладання фізики і математики в середній школі.

Дипломна робота складається зі вступу, двох розділів, висновків, списку використаних джерел та додатків.

У першому розділі розглянуто теоретичні аспекти, що стосуються тематики дослідження: з'ясовано сутність понять міжпредметних зв'язків, їх класифікацію. Основну увагу приділено дослідженню реалізації міжпредметних зв'язків фізики та математики у навчальних програмах для

7-9 класів.

Другий розділ присвячений реалізації міжпредметних зв'язків фізики та математики прикладної спрямованості. В цьому розділі з'ясовано місце прикладних задач в реалізації міжпредметних зв'язків фізики та математики: запропоновано розробки уроків та позакласного заходу.

У висновках до роботи зроблено оцінку стану досліджуваної проблеми та розроблено рекомендації по використанню отриманих результатів.

Розділ 1. Теоретичні основи дослідження

1.1 Міжпредметні зв'язки в системі навчання

міжпредметний математика фізика

Поняття міжпредметних зв'язківВ педагогічній літературі є більше 30 означень категорії "міжпредметні зв'язки", існують різні підходи до їх педагогічної оцінки і різноманітні класифікації. Так, більша група авторів визначає міжпредметні зв'язки як дидактичну умову, причому у різних авторів ця умова трактується неоднаково. Наприклад: «Міжпредметні зв'язки виконують роль дидактичної умови підвищення ефективності навчального процесу (Ф. П. Соколова); «Дидактична умова як сукупність зв'язків між змістом навчання і ефективними методами і організаційними формами навчання» (А. Ю. Сикорскене). Ряд авторів (М.М. Левін, С.А. Рашкова, В.Д. Хомутський, В.Н. Федорова, В.Н. Максимова, А.В. Усова, Н.М. Черкес-Заде, Ф.П. Соколова) дають такі означення міжпредметних зв'язків: " Міжпредметні зв'язки є відображенням в курсі, побудованому з урахуванням його логічної структури, ознак понять, які розкривають на уроках інших дисциплін"; "Під міжпредметними зв'язками в широкому розумінні слід розуміти використання в навчальному процесі всіх видів зв'язків, здатних проявити найбільшу ефективність у покращенні якості навчання в випадку їх застосування в органічній єдності всіма вчителями школи". О.І.Єфремова [1] приводить такі трактовки поняття " міжпредметні зв'язки", знайдені нею в дослідженнях і публікаціях: в одному випадку як "дидактична умова удосконалення навчального процесу", в іншому - "як конкретний засіб підвищення ефективності навчання", в третьому - як "стимул розвитку пізнавальної активності учнів", в четвертому - як "складова частина змісту освіти", в п'ятому - "дидактичний еквівалент міжнаукових зв'язків". Міжпредметним зв'язкам приписуються значення бути "суттєвою особливістю змісту освіти", "конденсатом різнопредметної інформації", "дидактичною системою з складною залежністю між елементами", "методичним зв'язком", "принципом конструювання змісту", "критерієм відбору змісту..."

Отже, міжпредметні зв'язки розглядаються як необхідна умова підвищення ефективності навчання, тому що за умови їх систематичного і цілеспрямованого здійснення вони перебудовують і оптимізують весь процес навчання. Існує думка, що це система роботи вчителя й учнів, що сприяє використанню змісту суміжних дисциплін у навчанні (П.Г. Кулагін). Також міжпредметні зв'язки відносять до засобів формування в учнів матеріалістичного поняття про взаємозалежність явищ природи (В.П. Щуман).

Цінність виявлення і здійснення міжпредметних зв'язків у навчально-виховному процесі полягає не тільки у формуванні в школярів інтегрованих знань, умінь і навичок, але й у появі нових ідей інтеграції, тобто в процесі навчання міжпредметні зв'язки виконують не тільки навчальну і розвиваючу функції, але і виховну.

Всі вище перераховані визначення звичайно правильні, однак їх не можна вважати повними. Для того, щоб вивести найбільш правильне і інформативне визначення поняття «міжпредметні зв'язки», треба підвести його під інше, більш широке. Таким більш широким, родовим поняттям по відношенню до категорії «міжпредметних зв'язків» є поняття «міжнауковий зв'язок», але і перше і друге є похідними від загального родового поняття «зв'язок» як філософської категорії.

При всій різноманітності видів міжнаукової взаємодії можна виділити три найбільш загальні напрямки:

1. Комплексне вивчення різними науками одного й теж об'єкта.

2. Використання методів однієї науки для вивчення різних об'єктів в інших науках.

3. Залучення різними науками одних і тих самих теорій і законів для вивчення різних об'єктів.

Виходячи з цього, можна зробити визначення: міжпредметні зв'язки - це педагогічна категорія для позначення синтезуючих, інтеграційних відносин між об'єктами, явищами і процесами реальної дійсності, що знайшли своє відображення у змісті, формах і методах навчально-виховного процесу і виконують освітню, розвиваючу і виховну функції в їх обмеженій єдності.

Різноманітність висловлювань про педагогічні функції міжпредметних зв'язків пояснюється багатогранністю їх прояву в реальному навчальному процесі. Крім того, дається взнаки недостатній облік зв'язку педагогіки з іншими науками.

Функції міжпредметних зв'язків. Міжпредметні звязки виконують у навчанні кілька функцій:

Методологічна функція полягає в тому, що тільки на їх основі є можливим формування в учнів діалектико-матеаріалістичних поглядів на природу, сучасних уявлень про її цілісність і розвиток, оскільки міжпредметні зв'язки сприяють віддзеркаленню в навчанні методології сучасного природознавства, яке розвивається в напрямку інтеграції ідей і методів із позицій системного підходу до пізнання природи.

Навчальна функція націлена на формування цілісної системи знань учня. Акцент на вдосконалення змісту освіти в школі, на комплексне використання в навчанні міжпредметних зв'язків є одним з критеріїв відбору та координації навчального матеріалу в програмах суміжних предметів. За їх допомогою вчитель формує такі якості знань учнів, як системність, глибина, усвідомленість, гнучкість.

Виховна функція полягає в підвищенні освітнього рівня навчання за допомогою міжпредметних зв'язків, посилює його виховні функції. Психологічною основою дослідження, які розкривають взаємодію освітніх і виховних функцій міжпредметних зв'язків, виступає закономірна єдність свідомості, почуттів і дій у психічній діяльності людини. Забезпечення цієї єдності в навчанні є одна з педагогічних умов комплексного підходу, спрямованого на формування світогляду як інтегральну особистісну освіту (Н. А. Менчинська, Е. І. Моносзон).

Розвивальна функція розкриває вплив на розвиток самостійності, пізнавальної активності та інтересів учнів (В. М. Максимова, Н. А. Чурилін). Міжпредметні зв'язки розглядаються як один із шляхів розвиваючого навчання, який веде до формування якісно нових утворень в навчальній діяльності школярів - міжпредметних понять і міжпредметних умінь (Т. К. Александрова, Л. М. Панчешнікова, Н. О. Сорокін).

Конструктивна функція міжпредметних зв'язків полягає в тому, що за їх допомогою вчитель вдосконалює зміст навчального матеріалу, методи і форми організації навчання, розробляє цикл комплексних форм навчальної й позакласної роботи, які передбачають знання програм суміжних дисциплін.

Різноманітність функцій міжпредметних зв'язків в процесі навчання показує, що сутність даного поняття не може бути визначена однозначно. Явище міжпредметних зв'язків багатовимірне. Вони не обмежуються рамками змісту, методів, форм організації навчання. Міжпредметні зв'язки проникають у навчально-пізнавальну діяльність учнів і навчальну діяльність вчителів. Вони звернені до особистості учня, формують діалектичне мислення, науковий світогляд, переконання, сприяючи всебічному розвитку здібностей і потреб школяра. Принцип міжпредметних зв'язків націлює на формулювання проблеми, питань, завдань для учнів, орієнтованих на застосування і синтез знань і умінь з різних предметів.

Класифікація та види міжпредметних зв'язків. Очевидно, що класифікація такого складного системного об'єкта, яким виступають міжпредметні зв'язки, не може носити лінійний характер. Не випадково дослідники відходять від виділення окремих видів міжпредметних зв'язків і звертаються до більш укрупненим одиницям аналізу - форми, типи, рівні.

Існують різні класифікації міжпредметних зв'язків. Перша класифікація ґрунтується на часовому критерії: попередні, супутні та наступні (перспективні) зв'язку (Ю. Вайткявічус, Н. М. Ворзелян, В. М. Корсунська та ін.). Практичне здійснення таких зв'язків сприяє систематизації знань, дозволяє спиратися на раніше пройдений матеріал по родинних предметів, виявляти перспективи у вивченні знань. Необхідність тимчасового узгодження тем розділів і тем різних предметів, між якими встановлюються необхідні міжпредметні зв'язки, дала можливість провести їх класифікацію за часовою ознакою на наступні типи:

Попередні (наступні) зв'язки, коли раніше засвоєні знання з суміжних предметів використовуються (застосовуються) для вивчення даного навчального предмету. При цьому взаємозв'язані між собою теми предметів вивчаються у різний час і навчальна дисципліна, яка вивчалася раніше, служить як би джерелом інформації і опорою для предмету, який вивчається пізніше.

Супутні (паралельні, або синхронні) зв'язки, коли взаємозв'язані між собою теми різних предметів вивчаються одночасно. Знання, що в цьому випадку набуваються, і уміння взаємно збагачуються, доповнюються і розвиваються вже відомими знаннями і уміннями з іншого навчального предмету, що вивчається синхронно (паралельно).

Перспективні (подальші) зв'язки, коли при вивченні конкретної теми даного предмету застосовуються знання з інших суміжних дисциплін, які вивчатимуться в майбутньому (перспективі).

Спираючись на філософське розуміння структури зв'язку, Н.С. Антонов виділив у понятті міжпредметні зв'язки три ознаки (склад, спосіб, спрямованість) , які реалізують наступні види зв'язків:

А) за складом - об'єкти, факти, поняття, теорії, методи;

Б) за способом - логічні, методичні прийоми і форми навчального процесу, за допомогою яких реалізуються зв'язку в утриманні;

В) за спрямованістю - формування загальних умінь і навичок.

Звернення до внутрішньої сторони процесу навчання розкрило властивий міжпредметних зв'язків двосторонній характер. Були виділені зв'язку між предметами за змістом навчального матеріалу, за який формується умінням і за методами навчання.

Міжпредметні зв'язки у першому випадку створюють в учнів систему узагальнених знань, у другому - систему загальнопредметних умінь у видах діяльності, спільних для споріднених предметів. Значний інтерес представляє питання про роль міжпредметних зв'язків у розвитку якостей особистості, що формуються під впливом систем різного виду знань.

Виходячи з того, що склад міжпредметних зв'язків визначається змістом навчального матеріалу, формованими навичками, вміннями та розумовими операціями, то в перший їхній формі ми можемо виділити наступні типи міжпредметних зв'язків:

1) змістовні; 2) операційні; 3) методичні; 4) організаційні.

Враховуючи складну природу міжпредметних зв'язків, за основу можна брати різні ознаки їх класифікації [13, с.84-85].

Вибудовуючи модель класифікації міжпредметних зв'язків необхідно спиратися на три системні підстави: інформаційна структура навчального предмета, морфологічна структура навчальної діяльності, організаційно - методичні елементи процесу навчання. Розгляд міжпредметних зв'язків з позицій цілісності процесу навчання показує, що вони функціонують на рівні трьох взаємопов'язаних типів: 1) змістовно - інформаційних, 2) операційно -діяльнісних, 3) організаційно - методичних.

1) Змістовно - інформаційні міжпредметні зв'язки

Фактичні зв'язки. Міжпредметні зв'язки на рівні фактів - це встановлення спорідненості досліджуваних у різних навчальних предметах фактів, котрі підтверджують і розкривають загальні ідеї та теорії. Пізнавальна діяльність учнів при фактичних зв'язках спирається на процеси запам'ятовування і актуалізації фактичного матеріалу. Вже на цьому рівні відбувається перенесення і узагальнення знань, відбуваються розумові процеси аналізу і синтезу, формуються «комплекси фактів» як стадії у розвитку загальнопредметних понять. В учнів формуються вміння всебічного аналізу фактів, їх зіставлення, узагальнення, пояснення з позицій загальнонаукових ідей, вміння ввести факти з різних навчальних предметів у загальну систему знань про світ.

Понятійні зв'язки. Поняття - це форма людського мислення, за допомогою якого пізнаються загальні, істотні ознаки предметів. Разом з тим поняття повинні бути гнучкі, рухливі, релятивні, відносні. Міжпредметні понятійні зв'язки - це розширення та поглиблення ознак предметних понять і формування спільних для споріднених предметів понять. Проблемі формування понять учнів на основі міжпредметних зв'язків присвячені багато досліджень (Ф. П. Соколова, А. В. Усова, В. М. Федорова та ін.). Автори розглядають засвоєння окремих природно - наукових та гуманітарних понять яко кремих випадків більш загальних понять. Виявлено світоглядна значущість міжпредметних, тобто що знаходяться на стику різних навчальних предметів і наук, понять (політико-економічних, економіко-географічних, літературно - історичних та ін.). Л.С. Виготський підкреслював, що поняття виникає лише в результаті рішення завдання, що стоїть перед мисленням. Тому так важлива цілеспрямована формулювання навчально-пізнавальних міжпредметних задач у навчанні. В учнів формуються загальнопредметні вміння оперування поняттями: порівняння, конкретизації, узагальнення, формулювання їх визначень, застосування в поясненні фактів та ін. Дії учнів направляються на пізнання зв'язків понять з різних наук, які відображають реальні зв'язку речей природи. Так підвищення рівня міжпредметних змістовних зв'язків веде до якісної. перетворенню способів пізнавальної діяльності учнів, їхніх умінь.

Теоретичні зв'язки. Теорія - це система наукових знань, в якій відображена взаємозв'язок фактів, понять, законів, постулатів, наслідків, практичних положень, які стосуються певної предметної області.

Міжпредметні теоретичні зв'язку в сучасних умовах навчання являють собою поелементне прирощення нових компонентів загальнонаукових теорій зі знань, отриманих на уроках з родинним предметів. Теоретичні зв'язку дозволяють представити кожну теорію і закон як приватні випадки більш широких теорій і діалектичних законів.

Міжпредметні філософські зв'язки - це узагальнення конкретно - наукових і філософських уявлень про світ. Засвоєння філософських знань «в чистому вигляді» відбувається при вивченні учнями курсу суспільствознавства, який виконує синтезуючу роль. Але кожен навчальний предмет робить свій внесок у формування єдиної науково - філософської картини світу. На основі загальних положень матеріалістичної філософії виявляються подібні лінії розвитку спеціальних знань і складається струнка система науково - філософської картини світу. Формуванню в учнів науково - філософського бачення сприяє цілеспрямовано реалізуються міжпредметні зв'язки в різних областях: логічних знань, які у вигляді елементів емпірично засвоюються учнями при вивченні математики, фізики та ін; семіотики, знання про які учні можуть придбати шляхом порівняння знакових засобів природних мов і мов науки, історії науки, що розкриває її соціальні функції і зміну стилів наукового мислення. Ці знання відкривають перед учнями загальні особливості наукового мислення і способи філософського осмислення світу.

Ідеологічні зв'язки. Ідеологія - система поглядів і ідей: політичних, правових, моральних, естетичних, релігійних, філософських. Ідеологічні міжпредметні зв'язки - це синтез ідеологічних знань, включених у зміст предметів різних циклів. Такі зв'язку спрямовані на формування ціннісного ставлення учнів до світу. Поділ міжпредметних зв'язків на названі види - наукові (фактичні, понятійні, теоретичні), філософські, ідеологічні - має відносний характер. Кожен наступний більш високий рівень (вид) зв'язків є узагальненням попередніх, а кожен попередній служить опорою для конкретизації більш високих рівнів міжпредметних зв'язків. Теоретичні, філософські, ідеологічні знання набувають методологічний характер у процесі пізнавальної діяльності учнів, коли ставлення цих знань до пізнання, методи, наукові підходи стають спеціальними об'єктами вивчення. Умовно можна виділити методологічні знання, тобто знання про способи пізнання, які також виробляються на основі міжпредметних зв'язків (І. К. Журавльов, Л. Я. Зоріна).

2) Операційно-діяльнісні міжпредметні зв'язки

Опора на методи науки сприяє формуванню в учнів загальнопредметних умінь практичної діяльності. Перспективні міжпредметні зв'язки на уроках математики виявляють можливі області застосування функцій, прямих і зворотних пропорційних залежностей, їх графіків, векторних величин та ін. зв'язку з математикою стимулюють розвиток загальнопредметних умінь розрахунково - обчислювальної, вимірювальної, зображувально-графічної діяльності, моделювання у навчанні природничих предметів. Ідею зв'язку теорії і експерименту слід проводити і доводити постійно. Це необхідно з метою формування матеріалістичних поглядів учнів і практичних умінь експериментування. Особливе значення операційно - діяльні міжпредметні зв'язки мають у навчальних предметах, призначення яких полягає в залученні учнів до певної діяльності (математика, креслення, російська, іноземні мови, З, спів, музика, трудове навчання). Так, мовна діяльність є природною основою міжпредметних зв'язків російської мови з іншими предметами, а розвиток мови - це загальна освітня та виховна завдання вчителів, оскільки навчання на уроках з кожного предмету відбувається в процесі мовного спілкування вчителя та учнів. Розвиток зв'язного мовлення на міжпредметному рівні спирається на лексичні та лінгвістичні поняття, загальні приписи і правила, застосування яких у процесі засвоєння наукових понять і термінів сприяє оволодінню мовою науки і узагальненими мовними вміннями наукового стилю мовлення. У цих уміннях виражена розкрита Л.С.Виготським зв'язок понятійного мислення і мовного розвитку дитини. Практична мовна діяльність нероздільно з пізнавальними ефектами в навчанні усіх предметів. Одночасно досягаються виховні ефекти навчання. Так, оволодіння публіцистичним стилем мови, що використовують різні засоби впливу на почуття, думки, вчинки людей, пов'язане з виробленням особистісно - оцінного ставлення до обговорюваних питань. Міжпредметні зв'язки за видами діяльності так само, як міжпредметні зв'язки за видами знань розкривають перед учнями діалектику загального, особливого і одиничного в пізнанні світу. Вони завжди вносять світоглядну орієнтацію в процес навчання.

Таблиця 1.1.3.

Міжпредметні пізнавальні завдання та вміння

Види міжпредметних зв'язків.	Міжпредметні пізнавальні завдання.	Міжпредметні узагальнені вміння.
1	2	3
Фактичні - встановлення спорідненості, аналогії фактів, що вивчаються в різних навчальних навчальних предметах, і їх всебічний розгляд з метою формування у свідомості учнів цілісної моделі факту.	Встановлення зв'язку, спільності фактів з різних предметів з метою конкретизації досліджуваного матеріалу, формування нових понять, їх пояснення з позицій загальних теорій, принципів, з метою використання одних фактів для пояснення інших.	Встановлення спільності фактів з різних предметів, їх всебічного аналізу, зіставлення і узагальнення, пояснення з позицій загальнонаукових ідей; вміння зв'язати узагальнені факти із загальною системою знань, знайти і застосувати їх на практиці і т.п.
Понятійні - поетапне, поелементне розширення і поглиблення зв'язків між конкретними ознаками понять, загальних для різних предметів.	Встановлення зв'язків між поняттями з різних предметів з метою їх конкретизації, узагальнення, формування системи понять різного ступеня узагальненості, їх супідрядності і розвитку, пояснення причинно - наслідкових зв'язків явищ.	Встановлення зв'язків між поняттями різних предметів, їх конкретизації, вміння пояснювати процеси і явища однієї науки за допомогою понять іншої науки, робити світоглядні висновки на основі загальних понять; вміння сформулювати в мові зв'язку між поняттями з різних предметів і т.д.
Теоретичні - поелементне прирощення нових компонентів загальнонаукових теорій зі знань, одержуваних на уроках з різних предметів з метою усвідомлення учнями цілісної теоретичної системи знань.	Встановлення зв'язків між теоріями різних наук, їх точок дотику; встановлення зв'язків між структурними компонентами загальнонаукових теорій; встановлення зв'язків між теоретичними знаннями і методами їх пізнання; приведення теоретичних знань у систему	Уміння розглядати наукові теорії як окремий випадок більш загальних теорій; вміння пов'язати структурні елементи загальнонаукових теорій в єдине ціле; вміння на основі теорії однієї науки пояснювати факти, досліджувані суміжній з нею наукою; вміння застосовувати теорію на практиці
Філософські - усвідомлене засвоєння учнями знань про об'єктивні закони розвитку природи, суспільства, пізнання на основі узагальнення конкретно - предметних і філософських знань, одержуваних при вивченні предметів різних циклів.	Встановлення зв'язків між конкретно - предметними та філософськими знаннями з метою формування науково - філософської картини світу, встановлення зв'язків між науковими поняттями та філософськими категоріями т. п.	Уміння розглядати предметні факти, поняття, теорії, закони з позицій загальних діалектичних законів і категорій; вміння провести поелементне узагальнення знань з різних предметів при розкритті найбільш загальних ознак понять діалектичного та історичного матеріалізму, дати визначення цих понять із опорою на конкретно - предметні знання і т . п.
Ідеологічні - поелементне узагальнення та свідоме засвоєння аксіологічних знань, одержуваних учнями при вивченні гуманітарних та природничих дисциплін з метою формування їх ідейно - моральної свідомості.	Засвоєння зв'язків між елементами аксіологічних знань, одержуваних учнями при вивченні різних навчальних предметів; розкриття ідейно - політичних та морально - естетичних аспектів наукових знань з опорою на факти, поняття, ідеї, образи.	Уміння зв'язати в загальну систему знання різних видів, різних форм суспільної свідомості і людської практики; вміння орієнтуватися в комплексних проблемах сучасності, їх гностичних і аксіологічних сторін вміння розкрити точки дотику природничих, гуманітарних і технічних знань.

Дидактичні основи міжпредметних зв'язків у предметному навчанні. Вихідні позиції у побудові навчального предмету були виявлені М.М.Скаткіним, який побачив роль міжпредметних зв'язків у забезпеченні концентризму і системи знань. Концентризм передбачає «більш глибоке і всебічне висвітлення фактів, що спирається на знання, що здобуваються учнями з даного та інших навчальних предметів. Тому правильніше було б порівнювати таку побудову програм не з концентричними колами, що лежать в одній площині, а з рухом вгору по спіралі ». Це спіралевидний рух вгору по системі знань значною мірою забезпечується багатосторонніми зв'язками фактів, понять, теорій, ідей, що вивчаються в різних навчальних предметах. Поняття навчальний предмет, з одного боку, вже, ніж основи науки, так як включає лише основи, що відповідають цілям загальної освіти, а з іншого боку, ширше, оскільки містить і суто педагогічні засоби їх засвоєння. Міжпредметні зв'язки дозволяють будувати пізнавальну діяльність учнів на основі загальнонаукових ідей і методів. Вони формують загальні здібності вчитися і розкривають загальні принципи побудови науки (Є.М.Кабанова-Меллер). Сучасна дидактика виходить із принципу цілісного відображення науки в змісті навчання: як системи знань, як діяльності, в єдності теорії і методу, і як системи її відносин з іншими формами суспільної свідомості та практики. Наука - це і результат пізнання, і діяльність з придбання нових знань. Навчальний предмет - це єдність знань, методів і відносин, які формуються в учнів у процесі вивчення певної науки, галузі людської діяльності. Розгляд навчального предмета на абстрактному рівні у вигляді узагальненої моделі знань, як би «вийнятим», ізольованим від діяльності та процесу навчання, дозволяє виокремити в ньому склад знань: про об'єкт, способи діяльності, про цінності. Підставою даних видів знань служать наступні функції інформації (її види) у процесі сприйняття людиною (Г. С. Сухобская, Ю. А. Шерковін, В. Я. Ядов та ін):

1. епістемічних, що розкриває сутність об'єкта, наукові знання про нього з метою показати суб'єкту, що є даний об'єкт;

2. інструментальна, що показує, як встановлені знання про об'єкт, способи пізнання;

3. мотиваційно - оцінна, розкриває ціннісну сутність знань про об'єкт з позицій ідеології суспільства, світогляду вченого, потреб людини, в результаті чого суб'єкт дізнається, навіщо необхідно вивчати даний об'єкт.

Кожен елемент інформаційної структури навчального предмета, як показують дослідження проблеми, може служити об'єктивною основою міжпредметних зв'язків у змісті навчання. У свою чергу, відображаючи міжнаукові ідеї, вони і є джерелом побудови змістовної структури навчального матеріалу, вносячи в нього «міжнаукові компоненти» (Б. Г. Ананьєв).Отже, міжпредметні зв'язки - це особливо значимий в сучасних умовах наукової інтеграції фактор формування змісту і структури навчального предмета, а сама структура навчального предмета служить одним з об'єктивних джерел різноманіття їх видів і функцій. У традиційному розподілі наук на гуманітарні, природничі, технічні відображені об'єктно - предметні відносини між ними. Такий поділ закріплено в циклах навчальних предметів, які згруповані за спільністю об'єктів вивчення - суспільство, природа, праця. При цьому виникають внутрішньоциклові і міжциклові зв'язки, систематизують знання та вміння учнів навколо спільних об'єктів пізнання. Послідовне проведення вдосконалення шкільних програм спрямовано на створення системи взаємно узгоджених і взаємодоповнюючих один одного навчальних предметів. Кожен шкільний предмет має внутрішню логіку побудови, свою структуру, порушення якої на догоду лише міжпредметних зв'язків може привести до зламу внутрішньопредметні взаємозв'язки понять, системи предметних знань, без якої не може бути міцного засвоєння та ідей суміжних предметів. Навчальний предмет невіддільний від навчальної діяльності. Сутність навчальної діяльності багато дослідників бачать у засвоєнні учнями об'єктивних продуктів соціального досвіду (В. В. Давидов, І. Я. Лернер, А. К. Маркова та ін.) Істотними продуктами цього досвіду є загальнонаукові концепції та поняття, які підлягають засвоєнню сучасними школярами за допомогою міжпредметних зв'язків. Пізнавальна діяльність орієнтована на «відкриття» нових (об'єктивно чи суб'єктивно) знань і способів. Результат навчальної діяльності полягає в зміні самого діючого суб'єкта, учня. Результат пізнавальної діяльності пов'язаний зі зміною ідеальних образів предметів пізнання. У навчанні обидва результати нероздільні, тому що зміна ідеальних образів відбувається у свідомості учня, перебудовуючи його знання, відносини, способи діяльності. Пізнавальна діяльність націлена на перетворення образів (понять, теорій, законів) об'єктів реального світу, що раніше склалися у свідомості учня, що досягається в процесі засвоєння нових знань і способів їх отримання. Оперування знаннями при цьому відбувається у внутрішньому плані, і пізнавальна діяльність учня має теоретичний характер. Міжпредметні зв'язки по лінії пізнавальної діяльності ув'язненні в рішенні на уроках з різних навчальних предметів однотипних пізнавальних завдань, націлених на засвоєння аналогічних за своєю структурою знань (теорій, законів, понять та ін.). Здобуті учнями пізнавальні вміння під впливом міжпредметних зв'язків стають узагальненими, загальнопредметними і міжпредметними. Практична діяльність учнів - це вивчення і перетворення реальних об'єктів шляхом застосування наукових знань з метою отримання нових фактів, емпіричних висновків чи продуктів діяльності. Практична діяльність учнів реалізується в конкретних формах: трудова, фізична, конструктивно - технічна, розрахунково-вимірювальна, обчислювальна, експериментальна, образотворча, мовна. Здійснюючи практичну діяльність учні засвоюють правила дій. Алгоритми операцій і відповідні вміння та навички. Ціннісно-орієнтаційна - це оціночна діяльність учнів. Вона відбувається в процесі засвоєння ціннісних аспектів знань, світоглядних ідей, зв'язків між наукою та ідеологією, які служать орієнтирами у навчальній діяльності учнів під час навчання всіх навчальних предметів. Навчальна діяльність також має специфічні прийоми навчальної роботи, формує вміння самостійної роботи з книгою, необхідні для самоосвіти, а також створює джерела міжпредметних зв'язків по лінії загальнонавчальних умінь - організаційно - пізнавальних, бібліографічних та інших (Н. А. Лошкарьова). Розглядаючи навчальну діяльність як систему діяльностей, не можна забувати про діалектику відносин «діяльність» - «дія». У процесі навчальної діяльності учні можуть здійснювати пізнавальні, практичні, ціннісно - орієнтаційні дії, які відповідають приватним цілям засвоєння системи предметних знань. «Зміщення мотиву на мету» О.М. Леонтьєв розглядав як основний механізм виникнення нового виду діяльності суб'єкта. Виникнення в учнів відповідних мотивів, потреб обумовлює їх включення в пізнавальну, практичну, «ціннісно-орієнтаційну» діяльність, коли пізнання нового, способи дій, ціннісні аспекти знань стають спеціальними об'єктами вчення і самостійними предметами діяльності. Реалізація міжпредметних зв'язків ставить завдання вивчення діяльності учнів по засвоєнню цих зв'язків. Виникає новий компонент навчальної діяльності - «міжпредметний». Усередині циклів навчальних предметів народжуються «циклові» вміння, у яких найбільш тісно переплітаються спільні наукові знання, поняття, методи їх добування та засоби вираження (мова науки -терміни, символи, способи вираження абстракцій - моделі, ідеалізації). Морфологічне поділ умінь у відповідності до змісту знань і відповідними їх видами діяльності (пізнавальні, практичні, оціночні, навчальні) перетинаються з їх функціональним поділом на репродуктивні, пошукові, творчі та міжпредметні (А. В. Усова), які відображає різний рівень сформованості умінь учнів в процесі навчально - пізнавальної діяльності. Дослідження в області формування вмінь учнів на основі міжпредметних зв'язків (Т. К. Александрова) виявили взаємодія загальних, особливих та одиничних компонентів дій в умінні різного рівня узагальненості. Міжпредметних умінь (і знань) - це їх функціональне якість, що набувається в процесі перенесення й узагальнення способів дій з різних навчальних предметів. Міжпредметні як якість знань і умінь відображає їх генезис, походження в процесі наукової інтеграції, породження нових знань і методів на стику різних наук. Міжпредметні вміння - це здатність учня встановлювати й засвоювати зв'язки в процесі перенесення й узагальнення знань і вмінь з суміжних предметів.

Таким чином, навчальний предмет і навчальна діяльність є дидактичними основами визначення міжпредметних зв'язків саме тому, що вони як системні об'єкти процесу навчання являють собою єдність загального та особливого. Спільність структурних компонентів навчальних предметів та навчальної діяльності служить джерелом міжпредметних зв'язків у процесі навчання. Порівняння основних видів знань в структурі навчального предмета й у структурі навчальної діяльності учнів виявляє їх певну аналогію. Тому міжпредметні зв'язки в навчанні можуть здійснюватися в таких основних напрямах:

1) формування необхідних для становлення світогляду учня систем понять з опорою на наукові факти, теорії, закони, ідеї, спільні для суміжних наукових областей;

2) формування спільних для суміжних предметів умінь, і в першу чергу елементарних на яких базуються складніші методи засвоєння ідейних зв'язків між предметами (працювати з картою на уроках історії; застосовувати при аналізі творчості письменника історичні знання; підбирати фізичні приклади математичних залежностей і т.п.);

3) формування на базі узагальнених та умінь вірного оцінного ставлення до предметних знань, у чому особливе значення мають міжциклові зв'язки та світоглядні навчальні проблеми;

4) формування політехнічних знань і трудових умінь, що вимагають комплексного застосування знань основ наук на практиці.

1.2 Міжпредметні зв'язки фізики і математики

Проблему міжпредметних зв'язків слід розглядати насамперед у плані формування світогляду учнів на основі філософського узагальнення знань, що їх здобувають вони при вивченні суміжних дисциплін. Маючи це на увазі, кожний педагог, формуючи світогляд учнів, повинен об'єднати зусилля із зусиллями інших вчителів, насамперед при введені і розвитку таких загальних фундаментальних понять науки, як матерія, час, простір, рух, розвиток тощо. Формування таких понять - це основна лінія викладання основ наук. Інша можливість - розгляд з учнями методологічних проблем науки, зокрема концепції теорії пізнання, що можна успішно здійснювати при вивченні і фізики, і математики.

Умовою підвищення ефективності навчального процесу та вдосконалення якості знань учнів є встановлення та реалізація міжпредметних зв'язків у процесі викладання предметів природничого циклу. Сучасна фізика є базою всіх загально-технічних дисциплін. Таким чином, сьогодні актуальною залишається проблема вдосконалення способів реалізації міжпредметних зв'язків математики з фізикою.

Зв'язки між математикою і фізикою багатогранні і постійні [7]. Об'єктом чистої математики є реальний матеріал: просторові форми і кількісні співвідношення матеріального світу. Той факт, що цей матеріал має абстрактну форму, може лише дещо затушувати його походження із внутрішнього світу. Але щоб мати змогу дослідити ці форми і взаємопроникнення в чистому вигляді, необхідно відділити їх від змісту. Із цих міркувань випливає, що основним методом математики є метод абстракції. За способом відображення дійсності вона є аспектною наукою. Її предметною областю є вся дійсність, іншими словами, немає жодної матеріальної галузі, у якій не існували б закономірності, що їх вивчає математика. Таким чином, математика вивчає кількісні взаємозв'язки і просторові форми, які можна "сконструювати" [3].

Узагальнення знань учнями є важливою умовою глибокого засвоєння навчального матеріалу, створює міцний фундамент для розширення знань, забезпечує розвиток мислення. Якість засвоєння узагальнених знань і ефективність формування відповідного типу мислення визначається метою, засобами й способами узагальнення в системі навчальної діяльності [2, 5].

При вивченні фізики значну увагу приділяють розгляду різних величин і законів, завдяки чому створюються сприятливі умови для узагальнення знань у процесі розкриття їх змісту й встановлення зв'язків між ними. Як показує аналіз літературних джерел і практики навчання, узагальнення знань традиційно розглядають як кінцеву мету вивчення певного класу явищ, окремої теми або розділу курсу фізики. Однак, кінцевою метою всієї пізнавальної діяльності людини є також успішне розв'язання різних практичних завдань наукового або виробничого характеру.

Отже, до узагальнення знань при вивченні фізики слід ставитись як до процесу згортання знань про окреме або розгортання знань про загальне, кінцевою метою якого є розв'язування задач.

Математика надає фізиці засоби і прийоми загального й точного вираження залежностей між фізичними величинами, які були відкриті в результаті експерименту або теоретичних досліджень. Тому зміст і методи

викладання фізики залежать від рівня математичної підготовки учнів. Математика вивчає кількісні відношення та просторові форми об'єктів матеріального світу, що вже існують, або які можна сконструювати. Фізика як наука має у своїй предметній сфері задачі, що пов'язані з основними властивостями матерії. Взаємозв'язки математики й фізики визначаються насамперед загальною предметною сферою, хоча і вивчають вони її з різних точок зору.

Сучасний шкільний курс математики побудований на множинах, функціях, геометричних перетвореннях. Учні вивчають похідні елементарних функцій, інтеграли, диференційні рівняння, працюють з математичними виразами. У той самий час завдання вчителя фізики полягає в тому, щоб ознайомити учнів під час вивчення фізичних явищ з теоретичними методами дослідження природи, основу яких складає математика.

Одне з головних математичних понять у шкільному курсі фізики - поняття функції. Воно містить у собі як змінні, так і відповідності, що є важливими для розкриття динаміки фізичних явищ та встановлення причинно-наслідкових зв'язків між ними. У шкільному курсі математики розглядають координатний метод, вивчають пряму та обернену пропорційні залежності, квадратичну, кубічну, показникову, логарифмічну, тригонометричні функції, будують їхні графіки, досліджують їхні властивості. Усе це дозволяє учням усвідомлювати математичні вирази фізичних законів, за допомогою графіків аналізувати фізичні явища і процеси, такі, як механічний рух, ізопроцеси, коливання, спектральні коливання електромагнітних випромінювань тощо. Засвоєння координатного методу допомагає більш усвідомлено використовувати поняття системи відліку та принципу відносності руху.

Проте відсутність узгодженості у часі вивчення цих питань створює

проблеми для вивчення фізики. У методиці навчання фізики системою, що вирішує проблему застосування математичних знань у шкільному курсі фізики, вважаються міжпредметні зв'язки.

Не дивлячись на велику кількість робіт, матеріали міжнародних конференцій з даної проблеми, свідчать, що необхідно продовжувати дослідження в області міжпредметних зв'язків. І це не випадково, адже міжпредметні зв'язки є міжнауковим відображенням у змісті і методах навчання, сприяють повнішому поглибленому розумінню учнями єдності матерії і форм її руху, сприяють поглибленому розумінню законів природи, формуванню наукового світогляду, розвитку діалектичного системного розуміння учнів, умінню узагальнювати знання із різних предметів [1].

У наш час більша частина наукових досліджень, в тому числі і дисертаційних, присвячується загальноосвітній школі (О.І. Єфремова, Т.І. Війчук, С.В. Повар). При цьому всі автори відмічають, що проблеми міжпредметних зв'язків, які використовуються у вищій школі, потребують додаткового дослідження тому, що процес навчання студентів у ВНЗ має свої особливості і специфіку в порівнянні з навчально-виховним процесом в школі. Варто також виділити дослідження, де викладені передові психолого-педагогічні концепції міжпредметних зв'язків взагалі і фізики та математики зокрема. Такими є дослідження І.І. Бавріна, О.І. Бугайова, С.У. Гончаренка, В.О. Гусєєва, В.А. Далінгера, Н.Т. Донченка, Л.Р. Калапуші, Є.В. Коршака, В.Н. Максимової, Ф.П. Нестеренка, О.О. Пінського, О.В. Сергєєва, В.Н. Федорової, З.Ю. Філера, Л.Г. Філон, В.Д. Хомутського, О.Л. Швай та інших вчених-методистів, які підтверджують необхідність здійснення міжпредметних зв'язків фізики й математики, застосування математичних знань на уроках фізики, узгодженого викладання цих дисциплін.

Міжпредметні зв'язки математики і фізики забезпечують:

· узгоджене в часі вивчення різних навчальних дисциплін з метою їх взаємної підтримки;

· обґрунтовану послідовність у формуванні понять;

· єдність вимог до знань, умінь і навичок;

· використання при вивченні фізики знань, одержаних при вивченні інших предметів;

· ліквідацію невиправданого дублювання в змісті навчальних предметів;

· показ спільності методів, які застосовуються в різних дисциплінах (генералізація знань);

· розкриття взаємозв'язку природних явищ, показ єдності світу;

· підготовку учнів до оволодіння сучасними технологіями.

Шляхи здійснення міжпредметних зв'язків:

· використання знань, одержаних при вивченні інших дисциплін;

· виконання комплексних експериментальних робіт;

· проведення комплексних екскурсій;

· узагальнююче повторення.

Зміст і обсяг матеріалу по міжпредметним зв'язкам в шкільному курсі визначається навчальною програмою. В рубриці “Міжпредметні зв'язки” шкільна програма включає питання, що якраз і вивчають інші предмети. Перелік цих питань допомагає вчителю визначити, на які знання по іншим предметам можна опиратися при вивченні тих чи інших тем курсу фізики. Разом з тим, деякі знання фізичних понять використовуються і при вивченні інших предметів. Це означає, що міжпредметні зв'язки взаємні. Конкретний же розподіл матеріалу міжпредметного характеру по темам представлений самому вчителю [3].

Як вже розглядалося у попередньому пункті, розрізняють два типи міжпредметних зв'язків між навчальними предметами: часовий (хронологічний) і понятійний (ідейний). Перший тип має на увазі узгодження проходження програми різних предметів, другий - однакове трактування наукових понять на основі загальних методичних положень. Міжпредметні зв'язки можуть бути розкриті і по спільності методів досліджень (експериментальний метод в фізиці і хімії, метод моделювання в фізиці і математиці) та інше.

Вчителю фізики практично доводиться мати справу з трьома видами міжпредметних часових зв'язків: попереднім, супутнім і перспективним.

Попередні міжпредметні зв'язки - це такі зв'язки, коли при вивченні певного матеріалу курсу фізики вчитель опирається на раніше отримані знання з інших предметів (наприклад, на знання із курсів природознавства, географії, математики).

Супутні міжпредметні зв'язки - це зв'язки, які враховують той факт, що ряд питань і понять одночасно вивчаються як в фізиці так і в інших предметах (наприклад, поняття про вектор майже одночасно подається в курсах геометрії і фізики; поняття про звук вивчає фізика, а ограни слуху (вухо) - біологія та ін.).

Перспективні міжпредметні зв'язки мають місце тоді, коли вивчення матеріалу по фізиці випереджає його застосування по іншим предметам (наприклад, поняття про будову атома в фізиці вивчають раніше, ніж в курсі хімії, в цьому випадку вчитель хімії спирається на знання, отримані на уроках фізики). В цьому випадку вчителю фізики слід націлити дітей на глибоке засвоєння матеріалу, який в наступних класах знадобиться для вивчення інших предметів.

Міжпредметні зв'язки в курсі фізики в більшості випадків попередні, так як вчитель частіше спирається на відомі учням знання з інших предметів. Однак інші види міжпредметних зв'язків (супутні і перспективні), хоч і зустрічаються раніше, також мають важливе значення і не можуть бути знехтувані.

Взаємозв'язок навчальних предметів математики і фізики відображає взаємозв'язок між науками, який визначається завдяки їх спільній предметній області і прослідковується у спільності ідей та методів. Цей взаємозв'язок вчені умовно поділяють на три види:

- фізика ставить задачі й створює необхідні для їх розв'язування математичні методи, які в подальшому стають базою для розвитку математичної теорії;

- розвинена математична теорія використовується для аналізу фізичних явищ, що призводить до створення нової фізичної теорії, яка відповідно зумовлює розвиток фізичної картини світу і виникнення нових фізичних проблем;

- фізична теорія у своєму розвитку спирається на математичний апарат, який розвивається та вдосконалюється за потребами його використання у фізиці.

Ці напрямки в інтеграції математики і фізики відображуються в навчанні й мають двосторонній зв'язок. Якщо розвити ідеї міжпредметних зв'язків фізики та математики до рівня математизації знань учнів, тоді:

- вдасться підвищити ефективність навчання фізики у середній школі взагалі;

- підвищити загальну культуру розумової діяльності;

- ефективніше організувати самостійну роботу учнів з розв'язування фізичних задач, обробки результатів експерименту, аналізу різних формул та рівнянь з погляду їхньої варіативності і реалізації.

Сучасне навчання фізики має на увазі поєднання експериментального й теоретичного підходів, виявлення суті фізичних законів на основі математичних методів у рамках навчальної програми.

Аналіз навчального процесу з фізики [1] свідчить про наступне:

- знання учнів з фізики та математики не завжди досить глибокі і міцні, особливо в старших класах. Учні ототожнюють поняття вектор і векторна величина, функція і функціональна залежність між змінними фізичними величинами, не володіють у достатній мірі навичками застосування математичних знань;

- суттєвим недоліком навчального процесу є недосконалість змісту підручників фізики і математики.

- учителі фізики і математики не завжди узгоджують свої календарно-тематичні плани, у результаті чого при виведеннях, розв'язуваннях задач трапляються випадки використання математичного апарату, що учнями ще не вивчався.

Таким чином, ряд педагогічних показників, таких як науковий рівень, глибина, міцність і якість фізичних і математичних знань, на жаль, недостатньо високі і не відповідають вимогам до шкільної фізичної освіти. Отже, здійснення тільки міжпредметних зв'язків фізики і математики вже не відповідає сучасним тенденціям удосконалення педагогічного процесу. В умовах зміни концепції середньої фізичної освіти повинна змінитися і концепція міжпредметних зв'язків фізики і математики. В умовах диференціації фізичної освіти, що досягається через індивідуальний підхід до навчання і виховання школярів, підвищити якість навчання фізиці можна шляхом формування в них певної бази математичних знань, математичного мислення.

Отже, якщо розвити ідеї міжпредметних зв'язків фізики та математики до рівня математизації знань учнів, тоді :

- підвищиться ефективність навчання фізики в навчальному процесі школи;

- підвищиться загальна культура розумової діяльності;

- ефективно організується самостійна робота учнів з розв'язування задач міжпредметного характеру, аналізу різних формул та рівнянь з погляду їхньої варіативності і реалізації.

Збагачення знань учнів про природу і їхній розвиток засобами фізики й математики як наук і явищ є загальнолюдською культурою. А це, насамперед, і є реформуванням змісту фізичної освіти, подолання негативних тенденцій загальноосвітньої школи. Тому зміст курсу фізики повинен бути підібраний таким чином, щоб система освіти розвивала творчі здібності учня, збагачувала його духовний світ, пізнавальні інтереси, мотиви до самоосвіти, формувало наукову картину світу.

Використання фізичного матеріалу сприяє розвитку навиків в використанні математичного апарату, дає можливість використовувати різноманітні методи (векторний, координатний і інші) для розв'язання прикладних задач, допомагає формувати в учнів уявлення про роль математики при вивченні навколишнього світу, бачити різницю між реальним і ідеальним, між фізичним явищем і його математичною моделлю, викликає додатковий інтерес і мотивацію до навчання. Тож міжпредметні зв'язки дають змогу розширити світогляд школярів, зробити їхні знання міцнішими і змістовнішими.

1.3 Шляхи реалізації міжпредметних зв'язків математики та фізики

...