Формирование понятий "функция" и "функциональная зависимость величин" у учащихся основной школы в условиях реализации межпредметных связей физики с математикой

• Автор: Турчанинова, Екатерина Вячеславовна
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 161 с.

ГЛАВА I. Теоретические основы формирования научных понятий
§1. Методические основы формирования у школьников научных
понятий в процессе обучения
§2. Роль межпредметных связей в формировании у учащихся научных
понятий
§3. Межпредметные связи физики и математики
в формировании понятий
ГЛАВА II. Методика формирования понятий «функция» и «функциональная зависимость величин» при осуществлении
межпредметных связей физики с математикой
§ 1. Понятие «функция» в современной науке, его роль в учебном
процессе по физике и математике
§2. Методика формирования понятий «функция» и «функциональная зависимость физических величин» в условиях осуществления
межпредметных связей физики с математикой
§3. Углубление понятий «функция» и «функциональная зависимость физических величин» на занятиях элективного курса
«Понятие «функция» в физике и математике»
ГЛАВА III. Методика проведения и результаты педагогического эксперимента по проверке эффективности разработанной методики формирования понятий «функция» и «функциональная зависимость физических величин» в условиях
реализации межпредметных связей физики с математикой
§1. Задачи и методика проведения педагогического эксперимента
§2. Критерии оценки разработанной методики формирования
понятий «функция» и «функциональная зависимость величин»
§3. Результаты педагогического эксперимента
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Последнее десятилетие стало для нашей страны периодом всеобщей переоценки ценностей и идеалов. Современный период развития общества характеризуется стремительными преобразованиями, которые предполагают наличие столь же быстрых изменений, касающихся всех сторон человеческой деятельности. Этот период становления новых идей, новых мыслей и, наконец, нового мировоззрения коснулся всего общества и, в том числе, системы образования - его важнейшего социального института.
Содержание образования меняется под влиянием социального запроса общества. Постоянное развитие науки и производства требует от современного человека умения решать сложные проблемы, используя при этом весь имеющийся у него комплекс знаний. Следовательно, важнейшей задачей обучения и воспитания на сегодняшнем этапе развития общества является формирование всесторонне развитой личности, обладающей творческим стилем мышления, способностью к непрерывному самообразованию. Возрастает потребность в специалистах широкого профиля, способных мобильно использовать знания из разных научных областей в видах деятельности, связанных с профессией.
Необходимо дальнейшее совершенствование системы образования. С учетом происходящих изменений нужно продолжать исследовать возможность перестройки учебного процесса с целью повышения его эффективности в решении поставленных обществом задач.
Особо значимым в современных условиях является интегрированное познание. Важную роль в нем играют общенаучные идеи и методологические принципы. Необходимо приобщать школьников к процессу научной интеграции.
Процессы интеграции и, одновременно, дифференциации наук обостряют противоречия предметной системы обучения:
1) между усвоением учащимися знании и умении по отдельным предметам и необходимостью их комплексного применения в практической деятельности (практический аспект);
2) между задачей формирования целостного индивидуального сознания личности и разобщенным отражением форм общественного сознания в учебных предметах (мировоззренческий аспект взаимосвязей предметов).
Значимость научной интеграции подчеркивают многие исследователи [4; 7; 21; 39; 46; 142 и т.д.]
Т.И. Шамова и Т.М. Давыденко выделяют несколько уровней интеграции, которые должны иметь место в современной школе. Одним из уровней является «интеграция изучаемых дисциплин на основе разработки учителями единых программ формирования ведущих понятий межпредметного характера в процессе обучения» [143, С. 57].
Осмысление человеком многосторонних связей с реальной действительностью лежит в основе его мировоззрения, от которого также зависит применение знаний. В формировании мировоззрения школьников большую роль играют комплексные темы, разделы, курсы, обобщающие знания из разных предметных областей. Необходимым стало овладение системным и междисциплинарным стилем мышления.
Наука - это сфера человеческой деятельности; функцией которой является выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности; одна из форм общественного сознания [БСЭ, Т. 17, С. 323]. Каждая наука, изучаемая в школьном курсе, исследует определенную сторону действительности с помощью выработанных приемов и методов. Однако в природе всё взаимосвязано, следовательно, знания о ней не должны быть отрывочными и разрозненными, они должны быть приведены в систему. Такая система знаний формируется целым комплексом наук. Для достижения этой цели необходимо обращать внимание учащихся на глубокие всесторонние связи между всеми существующими науками, а также на тот факт, что изучить в полной мере какое-либо явление действительности можно, только рас-

димости математических знаний. Как пишет профессор Д.М.Захаров [39], «математика решает целый ряд самостоятельных стратегических задач в образовании, оставаясь при этом «языком» наук, в первую очередь физики».
Опыт работы в школе показывает, что, к сожалению, учителя математики на уроках редко показывают учащимся прикладное значение математики, ограничиваясь лишь программным материалом и содержанием учебника. Учебник, в свою очередь, содержит очень мало сведений о том, где и когда применяется изучаемый материал. Крайне мало в учебниках математики задач прикладного характера по физике, а ведь именно физика, как никакая другая наука, использует математический аппарат. Применяемая на занятиях по математике терминология также отличается от той, которая дастся на уроках физики.
Современные физические науки каждый свой шаг при движении вперед связывают с математикой и, наоборот, многие физические идеи и понятия включаются в содержание ряда математических наук.
Как подчеркивает Л.Л. Пинский, можно выделить следующие три типа взаимосвязей физики и математики [86].
1. Физика ставит задачи, решение которых приводит к появлению новых идей и методов. Эти идеи и методы стимулируют дальнейшее развитие математики.
Например, изучение движения планет привело к созданию математической теории об исчислении бесконечно малых, которая развивалась И. Ньютоном. При решении задачи о распространении тепла Ж. Фурье изобрел ряд.
2. Применение математических теорий для изучения физических явлений приводит к созданию физической теории.
Пример. В первой половине 19 века математически были исследованы электричество и магнетизм. Затем Дж. Клерк Максвелл при анализе полученных разрозненных математических законов обнаружил, что для их математической совместимости необходимо ввести в уравнение еще один член (ток