Межпредметные связи физики и информатики, сущностный подход в изучении физики.

Министерство  образования Российской Федерации

Калужский государственный педагогический университет

им. К.Э. Циолковского  
 

      Кафедра общей Физики 
 

Межпредметные связи физики и  информатики. Сущностный подход в изучении физики. 
 
 

Выпускная работа студента физико-математического факультета V курса 54 группы 

Ковалева  Романа Александровича 
 
 

Научный руководитель: доцент, кандидат технических наук 

Помазков  Василий Викторович 
 
 

      Калуга 2001.

      Оглавление.

Введение.                                        Стр.

Глава 1. Проблема межпредметных связей во взглядах различных педагогов.

Глава 2. Сущностный подход и межпредметные связи в процессе обучения.

      2.1 Актуальность сущностного подхода.

    2.2 Типы межпредметных связей.

Глава 3. Межпредметные связи физики и информатики.

      3.1 Проблема компьютерной грамотности

     3.2 Использование компьютера для  исследовательской работы по физике.

      3.3 Исследование параметров криволинейного движения.

      3.4 Межпредметные связи физики и  информатики в старших классах.

Заключение.

Список  литературы. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

    Взаимосвязи наук находят адекватное отражение  в учебных предметах, представляющих по существу основы соответствующих  наук - в этом проявляется один из аспектов дидактической проблемы межпредметных связей. Поэтому вполне закономерно, что рассмотренные ниже связи информатики, физики, химии и других наук находят соответствующее   выражение в соответствующих связях учебных дисциплин - школьных курсов информатики, физики, химии и других предметов. Реализация межпредметных связей дает возможность экономнее во времени определить структуру учебного плана, программ, учебников, что способствует рационализации учебного процесса в целом. Все отрасли современной науки тесно связаны между собой, поэтому и школьные учебные предметы не могут быть изолированы друг от друга. Межпредметные связи являются дидактическим условием и средством глубокого и всестороннего усвоения основ наук в школе. Установление межпредметных связей в школьном курсе физики способствует более глубокому усвоению знаний, формированию научных понятий и законов, совершенствованию учебно-воспитательного   процесса   и   оптимальной   его организации, формированию научного мировоззрения, единства материального мира, взаимосвязи явлений в природе и обществе. Это имеет огромное воспитательное значение. Кроме того, они способствуют повышению научного уровня знаний учащихся, развитию логического мышления и их творческих способностей. Реализация межпредметных связей устраняет дублирование в изучении материала, экономит время и создает благоприятные условия для формирования общеучебных умений и навыков учащихся.

    Установление  межпредметных связей в курсе  физики, информатики, химии и других учебных дисциплин повышает эффективность политехнической и практической направленности обучения.

    Содержание  и объем материала по межпредметным связям в школьном курсе определяется учебной программой. В рубрике «Межпредметные связи» программа одиннадцатилетней средней школы включает вопросы, изученные по другим предметам. Перечень этих вопросов помогает учителю определить, на какие знания по другим предметам нужно опираться при изучении тех или иных тем курса. Отсюда важность сопоставительного рассмотрения фактов, выявления не только их сходства, но и известного различия в пределах определенного единства (элементы фонетического строя языков, отражение того или иного исторического явления в произведениях литературы, живописи, киноискусства и т.д.).

      Не  каждый из изучаемых фактов служит базой для теоретических обобщений: есть факты, например, в истории, имеющие самостоятельную ценность. Но осмысление и обобщение фактов, как и превращение понятий частных наук в общенаучные, — закономерность науки. Познавая многие факты, учащиеся поднимаются к обобщениям  — философским, экономическим, политическим и т.д., к пониманию идей, теорий, законов, к овладению понятиями. Так например, изучая предметы естественнонаучного цикла, они приходят к пониманию теории строения вещества, законов сохранения.

      Задача  в том, чтобы учащиеся постигли целостную  научную картину явления, более  того — целостную научную картину мира и поняли роль и место в этой картине изученного явления. В определенной системе, наряду с уже познанными человечеством законами, сложившимися идеями, теориями, понятиями, в содержание предмета должны быть включены некоторые проблемы, определяющие дальнейший поиск в науке, тенденции ее развития и требующие в ряде случаев кооперирования и интеграции наук; это благотворно сказывается на формировании творческих потенций учащихся, на широте их подхода к фактам действительности и науки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Глава 1. Проблема  межпредметных  связей во  взглядах  различных педагогов.

   Проблема  межпредметных связей интересовала  педагогов еще в далеком прошлом.  Ян Амос Коменский выступал  за взаимосвязанное изучение грамматики и философии, философии и литературы, Джон Локк — истории и географии.

      В России значение межпредметных связей обосновывали В.Ф. Одоевский, К.Д. Ушинский и другие педагоги. В советское время много внимания межпредметным связям уделяла Н. К. Крупская. «Комплексность комплексности рознь,— писала она в 1932 г. в «Методических заметках».  Есть комплексность,   которая   затемняет  реальные  связи   и опосредствования, которая связывает воедино вещи, ничего общего между собой не имеющие и есть комплексность, способствующая пониманию существующих реальных связей между различными областями явлений и тем способствующая выработке цельного материалистического мировоззрения»

      Комплексные программы 20-х гг. явились показателем  стремления передовой педагогической общественности покончить с разобщенностью, с изоляцией учебных предметов. И хотя эти программы не оправдали возлагавшихся на них надежд, сама идея комплексности, как ее толкует Н. К. Крупская, но может быть отброшена и сейчас. Новый подъем интереса к проблеме межпредметных связей наблюдается в связи с научно-технической революцией.

      Все больший интерес к межпредметным  связям проявляют учителя. Накапливается  большой практический опыт. Некоторые  пути осуществления межпредметных  связей намечены в новых типовых программах.

      Участие межпредметных связей в развитии познавательных способностей, активности, умственной деятельности содержится в трудах Ананьева Б.Г., Выготского Л.С., Рубинштейна С.Л. и др. Однако не все аспекты проблемы исследованы с достаточной точностью. До сих пор нет более или менее точного общепризнанного   определения   межпредметных   связей. Предлагаются их различные классификационные системы. В практике школы реализуются главным образом бинарные, в редких случаях тринарные связи (между двумя или тремя предметами). Не разработаны связи межцикловые (гуманитарных и естественнонаучных предметов). Научно не обоснована практическая методика межпредметных связей. Решение этих вопросов возможно лишь на путях тесного сотрудничества ученых, занимающихся проблемой, с одной стороны, и учителей массовой школы — с другой.

      Генетически межпредметные связи восходят к  межнаучным связям, а в конечном итоге — к наиболее общей закономерности существования мира — всеобщей связи  явлений. В настоящее время происходят глубинные процессы взаимопроникновения и интеграции наук и вместе с тем их дифференциации. Сама «дифференциация научного знания оказывается в диалектическом смысле слова формой проявления интеграции, поскольку новые направления исследований «стирают» традиционно установившиеся границы между различными науками»  Возникают связующие науки — биохимия, биофизика; синтезирующие науки — кибернетика; проблемные — онкология. Все большее влияние на естественные науки оказывают науки гуманитарные. Вместе с возрастанием человеческого фактора в социально-экономической жизни возрастает роль и влияние общественных наук, прежде всего философии как наиболее общей теории развития природы, общества, мышления, затем психологии, лингвистики, эстетики, логики и т.д. на стыках естественных и общественных наук возникают новые: математическая экономика, экономическая кибернетика, техническая эстетика, прикладная лингвистика. Междисциплинарный,  межнаучный  характер  приобретает изучение биосферы.

      Вместе  с тем, как указывается в специальной  литературе, интенсивные процессы взаимопроникновения и интеграции наук не должны приводить к стиранию или ослаблению их специфики, поскольку у каждой науки остается, и должен оставаться, свойственный только ей предмет исследования. Концепции и методы одной науки следует использовать в другой осторожно, строго критически, переосмысливая и видоизменяя их в соответствии с задачами и спецификой данной науки, с учетом диалектики взаимопереходов. Тенденции и выводы науки следует учитывать при построении системы межпредметных связей в высшей школе. 
 
 
 
 
 
 

Глава 2.Сущностный подход и межпредметные  связи в процессе обучения.

      Сегодня в условиях научно-технического прогресса  возрастают требования предъявляемые  к уровню знаний и развития мышления выпускника средней школы. Это связано прежде всего с тем, что увеличивается объем научной, социальной, культурной, и других видов информации, которую необходимо осознанно перерабатывать, усложняется структурная организация человеческого знания. Для того чтобы правильно ориентироваться  в происходящем вокруг, принимать грамотные, квалифицированные решения, необходимо научиться выполнять всесторонний анализ происходящих процессов и явлений, выявлять весь комплекс факторов, влияющих на их протекание, определять среди них значимые и пренебрежимые, осмысливать реальные и потенциально возможные результаты собственных действий, т.е. анализировать весь комплекс связей и отношений зависимости явлений и процессов самого разного порядка.

    Вместе  с тем на сегодня очевидным  фактом является достаточно низкий уровень развития  мышления школьников, что не соответствует социальному заказу общества, предполагающему формирование активной, самостоятельно мыслящей личности. Такое несоответствие обусловлено тем, что зачастую ученик рассматривается лишь как пассивный объект педагогического воздействия, которому необходимо передать определенную сумму знаний из той или иной области науки.

    Таким образом существует противоречие между  задачей формирования у учащихся среднего образовательного заведения умений выявления и анализа комплекса связей и отношений зависимости физических объектов, явлений и элементов физического знания, так и в сформированности аналогичных умений и навыков по отношению к многообразным явлениям окружающего мира и отсутствием целостной обоснованной концепции соответствующего подхода к процессу обучения физике. Это и обусловливает актуальность упомянутой в заголовке главы проблемы.

    В дальнейшем такой подход, при котором  делается основной акцент на выявлении  в процессе познавательной деятельности комплекса связей и отношений зависимости между физическими явлениями, объектами и описывающими их элементами физического знания – теориями, законами, закономерностями, понятиями и величинами мы будем называть сущностным подходом в процессе обучения физике.

    Из  актуальности исследования вытекает его проблема: каким должно быть обучение физике в средней школе в условиях реализации сущностного подхода? Что должно измениться в содержании учебного материала? Как необходимо организовать учебно-познавательную деятельность учащихся?

    Таким образом, объектом нашего исследования является процесс обучения физике в средней школе.

    Предметом исследования является процесс обучения физике в условиях реализации сущностного подхода.

    Цель  исследования можно сформулировать следующим образом: разработка концепции и методики реализации сущностного подхода в процессе обучения физике в средней школе.

    Выдвинута гипотеза: процесс усвоения знаний учащимися, процесс осознанного запоминания материала и формирования мыслительных умений будет протекать наиболее эффективно, если содержание учебного материала, способы организации познавательной деятельности учащихся  будут соответствовать идее реализации в процессе обучения сущностного подхода, акцентирующего на выявлении и анализе учащимися комплекса связей и отношений зависимости изучаемых явлений, объектов и элементов структуры физического знания.

    Цель  и гипотеза обусловили постановку следующих  задач исследования:

1. Дать определение сущностного подхода, определить его структуру и взаимосвязь между основными структурными компонентами, рассмотреть комплекс методических средств его реализации на современном уровне, определить уровень глубины разработки проблемы.
2. Разработать и сформулировать теоретическую концепцию сущностного подхода, включающую структуру сущностного подхода, его функции в процессе обучения, основные характеристики деятельности субъектов процесса обучения физике в рамках осуществления сущностного подхода, способы введения сущностно-ориентированного материала в учебный процесс  и общие подходы к определению соответствующих технологий.
3. Разработать комплекс методических средств реализации сущностного подхода при обучении физике – фрагментов уроков, задачных ситуаций, упражнений и т.п. и определить условия эффективности их использования.
4. Рассмотреть возможность смещения акцентов в системе подготовки учителя к реализации сущностного подхода.