Творча робота "ШЛЯХИ РЕАЛІЗАЦІЇ МІЖПРЕДМЕТНИХ ЗВ’ЯЗКІВ У ПРОЦЕСІ ВИВЧЕННЯ ФІЗИКИ І АСТРОНОМІЇ"

КОМУНАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

 

«КІРОВОГРАДСЬКИЙ ОБЛАСНИЙ ІНСТИТУТ ПІСЛЯДИПЛОМНОЇ ПЕДАГОГІЧНОЇ ОСВІТИ ІМЕНІ ВАСИЛЯ СУХОМЛИНСЬКОГО»

 

 

ВИПУСКНА ТВОРЧА РОБОТА

 

 

«ШЛЯХИ РЕАЛІЗАЦІЇ МІЖПРЕДМЕТНИХ ЗВ’ЯЗКІВ
У ПРОЦЕСІ ВИВЧЕННЯ ФІЗИКИ І АСТРОНОМІЇ»

 

 

 

 

 

 

 

Здобувача (слухача)освіти:  «Розвиток професійних компетентностей вчителів
фізики та астрономії».

Поліщука Миколи Володимировича

 

 

 

 

 

 

Науковий керівник: Андрій ДРОБІН

 

 

 

 

 

       Захист роботи : 10.04. 2020 року

          

 

 

 

 

 

м. Кропивницький

 ВСТУП

 

«Наука лише штучно розчленована
на дисципліни, насправді ж це -
єдина система знань
бачення світу».

М.Ф.Реймерс
 

Фізика та астрономія є фундаментальними науками, що вивчають загальні закономірності перебігу природних явищ, закладають основи світорозуміння на різних рівнях пізнання природи і дають загальне обґрунтування природничо-наукової картини світу.Сучасна фізика виступає  теоретичною основою сучасної техніки і технологій, а астрономія розкриває сутність пізнання матерії та Всесвіту. Це й визначаєосвітнє,світоглядне та виховнезначеннянавчального предмета «Фізика і астрономія».

Якість засвоєння учнями знань значною мірою залежить від умілого використання в навчальному процесі міжпредметних зв'язків. Систематичне і кваліфіковане їх застосування сприяє глибокому та свідомому засвоєнню школярами програмового матеріалу, підвищує ефективність формування наукового світогляду та процес їхнього розумового розвитку, формування людяності, національної гідності і краси, учить застосовувати одержані знання на практиці.

У світлі сучасних завдань всебічного розвитку гармонійно розвиненої особистості школяра на базі середньої освіти проблема міжпредметних зв’язків сьогодні набуває важливого значення. Актуальність даної проблеми зумовлена тим, що у наш час перед вчителями постає складне завдання: як під час швидкого збільшення інформації, яку мають засвоїти, й одночасного скорочення кількості навчальних годин та у зв’язку з погіршенням стану здоров'я школярів забезпечити належний рівень загальноосвітньої підготовки підростаючого покоління. Розв’язання цього завдання багато зарубіжних і вітчизняних науковців пов’язують із необхідністю забезпечення навчальної інтеграції в школі. 

Термін  «інтеграція» має латинське походження, та перекладається як відновлення, відтворення, об’єднання в ціле будь – яких окремих частин.

Сьогодні “Концепція загальної середньої школи” підкреслює потребу створення інтегрованих навчальних планів і програм, широке використання педагогами міждисциплінарних зв'язків при викладанні предмета.

Отже, один із важливих аспектів педагогічної майстерності – оволодіння ним теорією й практикою міжпредметного синтезу.

Наукове пізнання навколишнього світу неможливе без виявлення й усвідомлення в повному обсязі властивих йому взаємозв'язків і взаємозалежностей. Окремі навчальні дисципліни ознайомлюють учнів ізхарактеристиками процесів, властивостей, предметів чи явищ. Проте про справжнє пізнання факту чи предмета можна говорити лише за умови розгляду всіх цих властивостей у певній системі, у комплексі, у їх взаємозв'язках і взаємообумовленостях. Це вимагає спеціально організованої, цілеспрямованої роботи вчителів різних шкільних дисциплін.Міжпредметні зв'язки в цьому випадку й виступають фундаментом свідомих знань.

 

РОЗДІЛ 1

ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ВИКОРИСТАННЯ МІЖПРЕДМЕТНИХ ЗВ'ЯЗКІВ У ВИКЛАДАННІ ФІЗИКИ ТА АСТРОНОМІЇ

Яксвідчить практика, одна з причин утрати учнями інтересу до навчання полягає в тому, що вони не бачать мети вивченняматеріалу того чиіншого предмета. Сьогоднівивченняфізики, математики, хімії, біології та іншихпредметівнеможливетільки в планівивченнязагальнихтеорій, безпоказуїхвикористання в практиці, без озброєнняїхзнаннями основ сучасноговиробництва. А цеможливелише наосновівстановленняміжпредметнихзв'язків.

Особливо потрібно відзначити аспект формування спільних для всіх дисциплін прийомів розумової й навчальної діяльності учнів (уміння аналізувати, синтезувати , порівнювати, виділяти головне, працювати зі словником, книгою, текстом; уміння конспектувати, складати план реферату та ін.), які не є прерогативою цієї дисципліни, а належать до проблеми міжпредметних зв'язків, наукової організації розумової праці учня.

 Для успішного розв'язання цих завдань і потрібне узгодження зусиль учителів різних предметів у формуванні єдиного підходу до вироблення вказаних умінь, чіткого визначення етапів цієї роботи, ролі кожного навчального предмета в їх удосконаленні.

У педагогічній науці є більш ніж 30 ви­значень поняття «міжпредметні зв'язки», але й досі немає більш-менш загаль­новизнаного визначення міжпредметних зв'язків.

Одним з найбільш повних визначень є наступне: «Міжпредметні зв’язки –
це педагогічна категорія для позначення 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».

Класифікація міжпредметних зв’язків

Існують різні підходи до класифікації міжпредметних зв'язків. Наведу найзручніші для планування та визначення їхнього змісту.

 

 

Міжпредметні зв'язкизабезпечують:

 

• використання при вивченні фізики та астрономії знань, одержаних при вивченні інших предметів;
• узгоджене в часі вивчення різних навчальних дисциплін з метою їх взаємної підтримки;
• єдність вимог до знань, умінь і навичок;
• обґрунтовану послідовність у формуванні понять;
• показ спільності методів, які застосовуються в різних дисциплінах (генералізація знань);
• виключення повторення в змісті навчальних предметів;
• 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.

 

Забезпечення міжпредметних зв’язків.Успіх застосування міжпредметних зв'язків створює погодженість дій усього педколективу. Тому значну роль у пошуку "спільного", визначенні змісту міжпредметних зв'язків, залежно від мети й завдань навчально-виховного процесу та способів їх реалізації повинні відігравати  методичні об'єднання або творчі групи вчителів. У планах роботи цих об'єднань або груп потрібно передбачати огляди змісту шкільних суміжних дисциплін  в розрізі кожного класу. Мета такої роботи: а) на першому етапі – ознайомлення вчителів суміжних предметів із їхніми навчально-виховними планами та можливостями, відбір споріднених тем навчальних предметів із погляду встановлення зв'язків між ними; б) на другому етапі – визначення й деталізація змісту зв'язку з окремих тем, розділів дисципліни.

Для успішного здійснення міжпредметних зв'язків педагог у кожному конкретному випадку повинен чітко зрозуміти, із якою метою він установлює цей зв'язок і в якій формі це буде зроблено.

Міжпредметні зв'язки можуть здійснюватись із такою метою:

• Глибшого розуміння навчального матеріалу. Міжпредметна інформація залучається у вигляді ілюстрації факту для підтвердження закону або теорії, обгрунтування висновків утворення проблемних ситуацій та ін.
• Систематизації й узагальнення знань.МіжпредметниЙ матеріал використовується як база для порівняння, виділення спільних і відмінних ознак певних об'єктів, процесів, явищ, для складання таблиць, схем та ін.
• Формування науково-матеріалістичного світогляду. Реалізація цього важливого завдання можлива лише на широкій міжпредметній основі за допомогою значної кількості фактів, виокремлення в них істотного, головного, широкого узагальнення й абстрагування.
• Формування в учнівуміньвикористовуватиодержанізнанняпід час вивченняіншихпредметів, у практичнійдіяльності. При цьомудоцільнорозв'язуватирізноманітнізавдання, складені на матеріалірізнихпредметів, а також проблем міжпредметного характеру та ін.
• Розвиток в учнівінтересу до вивчення предмету.Цьомусприяє систематична постановка проблемнихпитань на міжпредметнійоснові.
• Вироблення в школярівузагальненихумінь і навичок, тобто таких, яківикористовуютьсяпід час вивченнядекількохнавчальнихпредметів. При цьомурекомендуєтьсяздійснюватипопереднійаналізструктуридій, розчленуватиїї на складовіелементарніоперації, визначатираціональнупослідовністьїхвиконання та ін.

РОЗДІЛ 2.

 ДОСВІД  ПРАКТИЧНОЇ РЕАЛІЗАЦІЇ МІЖПРЕДМЕТНИХ ЗВ’ЯЗКІВ                У ПРОЦЕСІ ВИВЧЕННЯ ФІЗИКИ ТА АСТРОНОМІЇ

Досвід показує, що досягти глибоких і міцних знань, стійких умінь і навичок учнів допомагає інтеграція фізики з математикою, хімією, біологією, економікою, астрономією тощо.

При розв'язуванні задач з фізики, теоретичному ви­веденні законів, формул, обробці експериментальних результатів широко використовуються знання з мате­матики (перетворення виразів, розв'язування рівнянь та систем рівнянь різними способами, побудова графі­ка функції, дослідження її, застосування похідної, ін­теграла, властивостей показникової та логарифмічної функції тощо); хімії (при розв'язуванні задач на електричний струм у рідинах, задач з молекулярної, атом­ної, ядерної фізики, де застосовуються визначення атомної та молекулярної маси); біології (рух і сили, використання простих механізмів у живих організ­мах, фізичні особливості пристосування різних тварин до навколишнього середовища, вплив радіації, нева­гомості, перевантаження на організм людини, фізич­ні основи екології тощо).

 

Математика та фізикатрадиційновважаютьсянай­більшскладними предметами шкільного курсу. Тому інтеграціяфізики й матема­тики можезробитививченняфізикибільшчітким і доступним на всіхрівняхїївивчення та показатире­альнезастосуванняматематичнихзнань у конкрет­нихситуаціях. Сучасненавчаннявимагаєпоєднанняекспериментального та теоретичногометодіввивченняфізики, виявленнясутіфізичнихзаконів на основівідомихучням понять математики. Такийпідхідодночаснозабезпечуєпідвищеннярівняматематичнихзнань, формуєлогічнемислення, ро­зумінняєдностіматеріальногосвіту. Учнінавчаються застосовувати знання з математики для практичних потреб. Це й використан­няпоняття вектора при вивченнікінематики та ди­наміки, площітрапеції, трикутника для визначенняпереміщеннятіл, фізичногозміступохідної та інтег­рала, співвідношенняміжсереднімарифметичним та середнімгеометричним при використанніпонят­тясередньоїшвидкості, широкевикористаннягра­фіківфункцій, методівїхдослідження, знаходженнянайбільшого та найменшогозначенняфізичноїве­личини, визначенняплощіплоскихфігур при знахо­дженніроботи газу та коефіцієнтакорисноїдіїпро­цесу в термодинаміці.

Більшість фізичних законів можна виразити за допомогою математичних формул, наприклад, закон Ома : І = , другий закон Ньютона:  = та ін.

Найбільш поширені недоліки в знаннях учнів з цих питань такі:

• Деякі учні не знають позначення фізичних величин. Треба частіше перевіряти знання учнями умовних позначень фізичних величин та одиниць їх вимірювання, більше розв’язувати задачі на застосування різних фізичних формул (на уроках фізики та математики).
• Більшість учнів не зовсім правильно розуміють суть співвідношень, виражених тими чи іншими формулами. Щоб цього уникнути учитель повинен докладно проаналізувати кожну з формул

Знання, вміння і навички з математики учні широко застосовують на практиці при розв’язуванні задач з фізики та астрономії, а також при виведенні тих чи інших фізичних формул. Прогалини в знаннях учнів з математики утруднюють розв’язування фізичних та астрономічних задач. При використанні числових обчислень треба привчати учнів користуватися математичними таблицями (квадратних коренів, квадратів, тригонометричних функцій і т д.). Велике значення при вивченні фізики і математики відіграють різні графіки, вміння користуватися якими потрібне учням для їх майбутньої практичної діяльності. Учні часто не вміють правильно побудувати графік тієї чи іншої функціональної залежності, не знають, які величини слід відкладати по осях х і у, тому треба більше розв’язувати графічних задач і вправ з фізики і математики.

Щоб підтримати в учнів цікавість до матеріалу завжди використовую цікаві історичні факти про відкриття законів (інколи випадкові), життя і діяльність вчених та їхні досягнення. Звичайно, вчитель не має можливості приділяти багато часу на уроках вивченню історії фізики. Але це можна зробити на позакласній роботі.

Є задачі-досліди, які в свій час проводились ученими і якіможнавідтворити у фізичнійлабораторії для учнів.Виконуючиїх, дітиглибшепізнаютьфізичніявища, привчаютьсятворчомислити і застосовуватинабутізнання дляпоставленихзавдань. Наприклад,  для домашньогозавданняможназапропонуватиучнямвідо­муісторичну задачу-легенду прозолоту корону: «СіракузькийцарГієрон задумав принести в дар богам золоту корону. Коли майстривиготовилицю корону, царевіхтосьдоніс, щовонизамість чистого золота додали при виготовленнічастинусрібла. Царзвернувся за порадою до Архімеда.

Щобдослідити, скільки золота було в коронізаміщеносріб­лом, Архімедзробив два зливки — один із чистого золота, дру­гийізсрібла — кожнийтакої ваги, як вага корони. Потім, на­повнивши до країв посудину водою, вінзанурював по черзізлив­ки з срібла, золота і корону і помітив, щокількість води, витіс­неноїзливкомізсрібла, не дорівнюєоб'єму води, витісненоїзливкоміз золота, і не дорівнюєоб'єму води, витісненої короною. Застосовуючи відкритий ним закон.  Архімед підрахував, скільки золота було замінено сріблом».

При вивченні теми: «Атмосферний тиск та його вимірювання», актуалізую знання учнів, отримані ними на уроках географії, природознавства.

- Ви добре знаєте, що наша планета Земля оточена зовнішнім шаром – атмосферою.

• Із чого складається атмосфера? (Повітря — це суміш газів. Воно складається з кисню, водню, азоту. Є також ар­гон, вуглекислий газ, гелій, неон, водяна пара, двоокис сірки, аміак, озон .
• Чи у всіх планет Сонячної системи є атмосфера? (Ні, наприклад, атмосфера відсутня на Місяці й практично її немає на Меркурії.)
• Які шари розрізняють в атмосфері? (Тропосфера — най- тепліший шар повітря, у якому й відбуваються в основному формування погоди на Землі; стратосфера — тут пере­буває озоновий шар, який захищає Землю від ультрафіоле­тового випромінювання; мезосфера — найхолодніший шар атмосфери; термосфера (іоносфера і магнітосфера) — тут відбуваються північні сяйва. Див. слайд 4)
• Яке значення має атмосфера для нашої планети? (Ат­мосфера містить кисень, необхідний нам для дихання, підтримує тепловий баланс на нашій планеті, захищає нас від ультрафіолетового випромінювання і від метео­ритних бомбардувань. Завдяки їй над нами блакитне небо, а на Місяці — над планетою чорна безодня з яскравими зірками.)(фізика – географія – природознавство).

Завдяки атмосферному тиску працюють такі пристрої, як шприц, лікувальні банки, піпетка. Тут доцільно використовувати прийоми «Чому так?, як це працює?»

Чому комахи легко тримаються на стіні? Бо на лапках у них є маленькі присоски, тому атмосферний тиск утримує їх.

Як ми дихаємо? Під час вдиху обсяг грудної клітини збільшується, при цьому тиск у легенях стає меншим від атмосферного і повітря через дихальні канали потрапляє в легені. Під час видиху обсяг грудної клітини зменшується, а тиск збільшується і повітря спрямовується у навколишнє середовище. (фізика – біологія).  Дуже цікаві дітям такі факти, як живі барометри.Якщо в сонячну погоду квітикульбабизакриваються – буде дощ. А буває і навпаки: небо хмуриться, по ньомупливуть хмари, а квітикульбабивідкриті, - значить, дощу не буде. Якщо жаба плаває на поверхні води – буде тепло,сонячно; піднімається по драбинці – чекайте дощу; опускається – буде зміна погоди. Якщо ластівки літають досить низько – чекайте дощу.

Деякі приклади міжпредметних завдань:

1. Під час електролізу, де електролітом був розчин арґентум нітрату, на катоді виділилося 25 г срібла. Скільки часу тривав електроліз, якщо сила струму була незмінною й дорівнювала 0,5 А? (фізика – хімія).

2. Знайдіть вік сосни, яку знайшли під час розкопок, якщо період піврозпаду радіоактивного Карбону-14 становить 5700 років, а кількість атомів Карбону-14 зменшилась у 8 разів. (фізика – історія).

3. З якою силоювзаємодіють Місяць і Земля, якщо маса Місяця 710²² кг, а Землі 610²⁴ кг. Відстань між ними 384000 км. (фізика - астрономія).

4. Побудуйте графік проекції швидкості для тіла, яке спочатку протягом 3 с рухається сповільнено з прискоренням - 2, маючи початкову швидкість 4 , потім протягом 2 с рухається рівномірно і далі з прискорюється протягом 2 с до швидкості 2 . (фізика – математика).

5. Якщо в квартирі зменшити споживання енергії на 10 Вт/год (одна діодна лампочка), то скільки електроенергії можна зберегти протягом місяця; року? Яка економія коштів при цьому може бути? (фізика – економіка).

6. Три однакових металевих кульки з однієї точки і в одному напрямку одночасно кидають під кутом 30⁰ до горизонту, з такими початковими швидкостями: ₀₁=60 м/с, ₀₂=70 м/с, ₀₂=80 м/с. В одній системі координат побудувати графіки руху кульок за допомогою комп’ютерної програми та порівняти дальності польоту та максимальну висоту підйому кульок. (фізика – інформатика).

7. Чи змінюється фокусна відстань оптичної системи ока риби, якщо вона висовує голову над водою? Якщо змінюється, то як? (фізика – біологія).

 

 

ВИСНОВКИ

Для правильного, продуманого здійснення взаємозв’язку викладання фізики і астрономії потрібна спільна, узгоджена робота і підготовка вчителів природничо – математичного напрямку: узгодження робочих календарних планів, співпраця вчителів - предметників, встановлення зв’язків між темами з різних предметів, спільне планування уроків, проведення інтегрованих уроків, використання міжпредметних завдань

Взаємозв’язок викладання фізики і астрономії з іншими предметами повинен стати невід’ємною складовою частиною навчально – виховного процесу в школі, що сприятиме більш глибокому вивченню учнями шкільних наук. Такий взаємозв’язок повинен здійснюватись протягом усього навчального року.

Таким чином, міжпредметні зв’язки: стимулюють потяг до знань, розширюють зацікавленість, укріплюють інтерес до предмета, поглиблюють знання, сприяють становленню інтересів професійного плану.

 

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

 

1. Педагогічна майстерність  : навч. посібник /Ю. Г. Барабаш, 
   Р. О. Позінкевич . – Луцьк : Вежа-Друк, 2015. – 392 с.
2. Викладання фізики в школі. Збірник статей.за ред.. В.К.Мітюрьова. К., 1987. – 212 с.
3. Програми для загальноосвітніхнавчальнихзакладів: 10 - 11 класи / Затверджено МОН України 2017 р. (наказ №1539)— Фізика та астрономія.
4. Навчальні програми з фізики 5 – 9 кл., 2017 рік
5. Коваль О.Є. Міжпредметні зв’язки під час вивчення фізики // Фізика в школах України. – 2004. - №20
6. Фізика: підруч. для 8  кл. загальноосвіт. навч. закл./за ред.. В.Г.Бар’яхтара, С.О. Довгого. - Х.: Вид-во «Ранок», 2016. – 240с.
7. Фізика: підруч. для 9  кл. загальноосвіт. навч. закл./за ред.. В.Г.Бар’яхтара, С.О. Довгого. - Х.: Вид-во «Ранок», 2017. – 272с.