Межпредметные связи курсов физики и математики

Особенность развития науки заключается в том, что одна область способна проникать в другую, тем самым образуя неразрывную связь. Ярко выраженное взаимопроникновение наук способствует более глубокому изучению мира вещей и природы. Применение достижений одной области позволяет делать невероятные открытия в другой, тем самым предоставляя возможность следовать по более легкому и проверенному пути. Связь физики и математики не является исключением. Ведь еще Галилео Галилей писал: «Математика – это язык, на котором написана книга природы». Издавна математика и физика шли рука об руку, дополняя друг друга, способствуя правильному изложению тех или иных открытий, позволяя делать точные расчеты.

Актуальность темы заключается в том, что система образования построена на взаимопроникновении дисциплин, поэтому современному педагогу очень важно уметь грамотно и эффективно использовать межпредметные связи в учебном процессе. Целью работы является выявление межпредметных связей физики и математики, применение междисциплинарной связи при решении задач.

Методика преподавания оценивает межпредметную связь как использование знаний, полученных на уроках разных дисциплин, для эффективного освоения и осмысления материала. Стоит отметить, что переносимые знания могут быть точь-в-точь одинаковыми или же схожими, что формируются на уроках данной дисциплины. Многие методисты привыкли рассматривать межпредметные связи как взаимосвязи учебных дисциплин. По их мнению, при наличии связи между биологией и химией обязательно наличие взаимосвязи и химии с биологией. Тем не менее, при допущении междисциплинарных связей стоит принять во внимание иерархию движения материи, которая изучается в стенах общеобразовательных учреждений. Школьные дисциплины, которые знакомят с явлениями, относящимися к совершенно разным проявлениям материи, отнюдь не являются связанными [1, с. 202].

Системность методологического принципа при реализации межпредметных связей заключается в формировании системного мышления. Благодаря этому школьники учатся быстро принимать решения, анализировать ситуацию и находить выходы из трудных ситуаций. Изучение универсальных связей вещей, явлений, процессов, которые рассматриваются различными дисциплинами, достигается при непосредственном использовании межнаучных связей.

Реализовать межпредметную связь можно через интегрированные уроки, объединяющие в себе обучение одновременно по нескольким дисциплинам при изучении одной темы, понятия, явления или процесса. В таком уроке всегда выделяются: ведущая дисциплина, выступающая интегратором, и вспомогательные дисциплины, которые способствуют углублению, расширению, уточнению материала ведущей дисциплины.

Учителя, как физики, так и математики могут практиковать преподавание уроков, на которых будут применяться знания смежных дисциплин. Для более успешной и продуктивной работы учителям физики и математики рекомендуется проводить координацию действий. Наглядным примером является составление координационных таблиц, позволяющих выявить «точки соприкосновения» учебных программ. На следующем этапе составляется технологическая карта интегрированного урока, для которой отбирается необходимый материал, учитываются возможные трудности и осуществляется поиск их преодоления.

При совместной работе учителей физики и математики, учащиеся будут лучше воспринимать такие новые понятия, как обыкновенная и десятичная дроби, степень, так как на уроках физики они подкрепляются практическими примерами изучаемых величин. Обучение математике и физике становится продуктивным и успешным, ведь ученики приходят к выводу о необходимости учебных занятий, об эффективности переноса знаний с одних дисциплин на другие, с интересом начинают воспринимать изучаемые явления и законы, в результате чего становятся активными участниками образовательного процесса.

Одним из способов реализации межпредметной связи физики и математики выступает графический метод. Зачастую учащиеся испытывают трудности при решении графических задач. Это связано с тем, что при описании физических процессов и законов в школе превалирует аналитический способ записи с помощью формул, схем и таблиц. Впоследствии функциональная зависимость воспринимается учениками лишь формально и без должного осмысления. При сравнении с аналитическим методом, графический имеет ряд преимуществ. С помощью графиков можно наглядно увидеть закономерность или подробно описать происходящие процессы. Процесс установления зависимости между физическими величинами и изображения их с помощью прямых, парабол, гипербол позволяет укрепить в сознании школьников понятия о прямой и обратной зависимости, расширить представления о линейной, логарифмической, квадратичной функциях, показать, как легко находятся максимумы и минимумы функций. Эти знания способствуют более глубокому анализу физических процессов и закономерностей [2, с. 1-4].

Нахождение пути, скорости, места встречи тел, температуры, коэффициента упругости с помощью графиков и т. д., требует применение математических вычислений, однако для многих учеников представляет собой трудность, чем решение математических задач. Поскольку графические зависимости описывают физические процессы такие, как тепловые, электрические, механические и т. п., а точки на графике соответствуют определенному положению или состоянию процесса. Применение общего подхода при исследовании графиков формирует, в первую очередь, общие умения при работе с графиками на уроках математики и физики.

В математике графики, как правило, не связывают с конкретными процессами, а рассматривают абстрактно. В физике же наоборот, изучение физических явлений способствует их конкретизации. На уроках важно акцентировать внимание учащихся на роли математического аппарата при изучении физических законов. Решение задач по физике с применением графиков яркое тому доказательство. Графический способ решения задач включает в себя два этапа: построение и анализ процесса. Именно графический метод дает осмысленное усвоение материала, глубокое понимание физических процессов [3, с. 78].

Еще одна трудность, с которой сталкиваются учащиеся – нахождение кинематических характеристик движения таких, как путь, скорость, ускорение, нахождение времени встречи тел. Применяя графический метод, подобные задачи решаются довольно просто. Ребята на конкретных примерах убеждаются в том, что графики функций имеют конкретный физический смысл, а также характеризуют физические величины. Многократное применение графиков для нахождения скорости, перемещения, ускорения тел способствует, во-первых, повторению изученного материала, во-вторых, его глубокому пониманию. К концу урока у ребят выработаются навыки применять математические знания на уроках физики [4, с. 4-5].

Таким образом, представление физических процессов в виде графиков обеспечивает наглядность, формирует абстрактное мышление, умение сопоставлять и анализировать. Абстрактные математические законы подкрепляются физическим смыслом. Еще одним положительным аспектом является тот факт, что графические задачи выступают в роли «мостика» между математикой и физикой, способствуя реализации межпредметной связи. Ведь особенностью наук, а также школьных дисциплин является взаимопроникновение. Стоит помнить, что учебные предметы могут и должны дополнять, помогать друг другу, поэтому следует рационально использовать данную возможность. Ведь в данном случае речь идет о повышении эффективности обучения и воспитания, о возможности интеграции полученных знаний, умений и навыков на практике. Усиливая реализацию межпредметных связей, мы можем более точно определить роль тех или иных дисциплин в будущей профессии учеников. Именно от молодого поколения зависит развитие и процветание не только страны, но и всего мира.