Крук Катерина

Науковий керівник – Ю.М. Галатюк

Рівненський державний гуманітарний університет

 

Анотація. Міжпредметні зв’язки, що існують між шкільними курсами математики і фізики є відображенням взаємозв’язків, що існують у природі. Встановлення зв’язку між фізикою і математикою у процесі їх вивчення сприяє розвитку в учнів функціонального мислення, формуванню узагальнених знань про фізичні явища і процеси.

Ключові слова: інтеграція навчання, навчання фізики, міжпредметні зв’язки.

 

Інтеграція навчальних дисциплін є одним із важливих механізмів реалізації основних дидактичних принципів у сучасній школі [1; 2]. Окремою складовою цього механізму є актуалізація математичних знань у процесі навчання фізики. Це зумовлено не лише переходом на нові освітні стандарти, але й окремими методичними та історичними аспектами, на яких ми хочемо зупинитися нижче.

Метою нашої роботи є дослідження історичних, методологічних та дидактичних аспектів інтеграції математичних та фізичних знань у процесі навчання фізики у загальноосвітній школі.

Відповідно ставилися завдання: дослідити ретроспективу інтеграції фізичної та математичної наук у змістовому та методологічному аспектах і оцінити можливості та перспективи інтеграції відповідних дисциплін у процесі навчання фізики.

Інтеграція навчання базується на дотриманні принципу вікової доцільності змісту навчального матеріалу, сприяє розвитку творчого мислення учнів, забезпечує узагальнення та систематизацію знань сприяє оптимізації навчально-пізнавальної діяльності. Такі заняття дають змогу одержати багатогранні знання про об’єкт вивчення, сформувати уміння аналізувати та порівнювати процеси і явища, що відбуваються у природі або суспільстві, застосовувати набуті знання на практиці.

Поняття міжпредметних зв’язків включає в себе:

–      взаємну узгодженість програм і підручників;

–      узгодженість роботи вчителів різних дисциплін із всебічного розгляду на уроках явищ і предметів;

–      активну розумову діяльність учнів щодо відтворення раніше засвоєних знань суміжних дисциплін і їх зв’язку з новим матеріалом [2].

Принцип міжпредметності у викладанні шкільних дисциплін обумовлений яскраво вираженою інтеграцією наук, що вивчаються у школі.

Міжпредметні зв’язки, що існують між шкільними курсами математики і фізики, як і між іншими навчальними предметами природничо-математичного циклу, є відображенням взаємозв’язків, що існують у природі.

Встановлення зв’язку між фізикою і математикою у процесі їх вивчення сприяє розвитку в учнів функціонального мислення, формуванню узагальнених знань про фізичні явища і процеси. Паралельне вивчення цих предметів дозволяє викладати багато питань курсу фізики на сучасному науковому рівні, використовуючи відповідний математичний апарат, розкривати прикладний характер відповідних математичних понять.

Міжпредметні зв’язки шкільних курсів фізики і математики ґрунтуються на основі використання спільних понять: функція, відповідність, змінна, величина, вектор, геометричні перетворення.... Математичні моделі широко використовуються під час розв’язування фізичних задач, дослідженні взаємозв’язків, що існують у навколишньому світі. Без використання математичних моделей не можливе місце засвоєння учнями фізичних понять.

Математичні знання дітей не набувають необхідного практичного спрямування, існує певний бар’єр, недостатня мобільність знань. Так у восьмому класі на уроках фізики учням складно засвоїти поняття середньої швидкості, хоча з даним поняттям учні ознайомились на уроках математики у попередніх класах. Знання дітей набувають практичного спрямування лише в ході систематичного застосування знань на уроках фізики, де учням їх потрібно застосовувати у нових ситуаціях. Саме математика відіграє роль апарату для вивчення і аналізу закономірностей реальних явищ і процесів. Широке застосування математики у шкільному курсі фізики дозволяє також полегшити учням розуміння складних питань сучасної фізики та скоротити час вивчення окремих тем.

Зокрема, використання математичного апарату для ознайомлення учнів з фізичними поняттями дозволяє підсилити застосування дедуктивного методу при вивченні курсу фізики, сприяє розвиткові абстрактного мислення учнів, економить час, затрачений на вивчення окремих законів і залежностей, до яких входять величини, що задовольняють одній й тій самій математичній закономірності. Використання міжпредметних зв’язків фізики і математики сприяє підвищенню ефективності понять, спільних для цих дисциплін [5].

Звичайно, однією з головних умов поглиблення взаємозв’язку при вивченні фізики і математики є узгодження програм.

Наприклад у восьмому класі, вивчаючи тему “Обертальний рух тіла. Період обертання”,  немає можливості розглянути формулу періоду коливань математичного маятника, так як учні не знайомі ще з поняттям арифметичного квадратного кореня. Хоча дана тема теж розглядається у восьмому класі, але трохи пізніше.

Курс фізики у 7 класі передбачає вивчення теми  “Будова атома, кількість молекул. Розмір молекул”, в той час як відповідна тема з алгебри “Стандартний вигляд числа” вивчається у 8 класі, що вимагає від вчителя фізики додаткових витрат часу на попередній розгляд матеріалу, який буде детально вивчатись у наступному році. Вивчення у 7 класі ЗОШ теми з фізики “Оптичні явища. Заломлення” вимагає від учнів вільного володіння темою “Тригонометричні функції”, яка у повному обсязі розглядається на уроках алгебри та початків аналізу у 10 класах [3; 4]. Така неузгодженість вимагає більш раціонального розподілу тем як у курсі математики, так і у курсі фізики.

Вимога розв’язування усіх фізичних задач у загальному вигляді потребує від кожного учня високого рівня математичної підготовки. Знання поняття похідної дозволяє кількісно оцінити швидкість зміни фізичних явищ і процесів у часі і просторі, наприклад швидкість випаровування рідини, радіоактивного розпаду, зміни сили струму та інше. Вміння диференціювати та інтегрувати відкриває великі можливості для вивчення коливань хвиль різної фізичної природи і разом з тим для повторення основних понять механіки (швидкості, прискорення) більш глибше, ніж вони трактувалися під час вивчення, а також для виведення формули потужності змінного струму. Користуючись ідеями симетрії, з якими учні знайомляться на уроках математики, можна фізично змістовно розглянути будову молекул і кристалів, вивчити побудову зображень у плоских дзеркалах і лінзи, з’ясувати картину електричних і магнітних полів.

Все сказане дає змогу зробити висновок. Інтеграція математики та фізики у навчальному процесі можлива на основі актуалізації математичних знань на уроках фізики і навпаки, фізичних знань на уроках математики. Формувати творче мислення учня можна тільки на базі зінтегрованого циклу навчальних предметів; це може бути двопредметний фізико-математичний цикл. Проблема інтеграції знань є складною та багатогранною, однією з її граней є регулярне поповнення традиційних курсів фізики і математики інтегруючими елементами з метою вдосконалення форм і засобів мислення.

Список літератури

1. Вегера М., Галатюк Ю.М. Інтеграція навчання математики і фізики у сучасній школі / Ю. Галатюк, М. Вегера //Фізика. Нові технології  навчання – Збірник наукових праць студентів і молодих науковців – Випуск 7. – Кіровоград: Ексклюзив-Систем, 2009. – С.26 – 31.
2. Галатюк Ю.М. Міжпредметні зв’язки у навчанні фізики в основній школі:  навчально–методичний посібник /О. Войнович, Ю. Галатюк.  – Рівне: РВВ РДГУ, 2010. – 122 с.
3. Збірник програм для допрофільної підготовки та профільного навчання. Математика. Част. І-ІІ. Харків: Ранок, 2011. – 57 с.
4. Мантула Т.І. Інтегроване викладання та міжпредметні зв’язки в історичному аспекті та сьогоденні // Все для вчителя. – 2005.-№ 37. – С.23-27.
5. Стецюк К.Р. Методологічні та дидактичні аспекти актуалізації математичних знань у навчанні фізики / К. Р. Стецюк, Ю.М. Галатюк // Фізика. Нові технології навчання: Збірник наукових праць студентів і молодих науковців. Випуск 12. – Кіровоград: Ексклюзив-Систем, 2014. – С. 58 – 63.