Интеграция физики на различных ступенях обучения

Интеграция физики на различных ступенях обучения

Глобальные социальные изменения, происходящие в последние годы, требуют пересмотра традиционного подхода к образованию и воспитанию учащихся средних общеобразовательных школ. Реальность такова, что сегодня возникла необходимость актуализировать накопленный педагогической наукой арсенал, позволяющий осуществить взаимосвязь школьного и внешкольного образования, а также разработать теоретические основы интеграции урочных и внеурочных занятий школьников, создать на их базе новые методики и технологии обучения и воспитания детей и молодежи.

Традиционно считается, что педагогический процесс протекает лишь в стенах школы, а его участниками являются учителя и учащиеся. В действительности обучение, воспитание и развитие детей и молодежи осуществляется не только в школе, но и во внешкольной среде. Участниками данного процесса следует считать школьных учителей, учащихся, их родителей, работников внешкольных учреждений и организаций.

Педагогический (учебно-воспитательный) процесс целесообразно рассматривать как управляемый процесс совместной творческой жизнедеятельности педагогов и школьников, обеспечивающий условия для развития и социальной адаптации учащихся в системе урочно-внеурочных занятий, а также обеспечивающий реализацию потребностей общества и государства в образованной и культурной личности

1. Исследование интеграции в отечественной педагогике

В отечественной и мировой педагогике имеется достаточно богатый опыт исследования проблем интеграции. В ряде исследований последнего времени рассматриваются: сущность интеграции как педагогический феномен (В.С.Безрукова, Л.В.Тарасов), средства и виды интеграции при изучении отдельных дисциплин (Г.И.Батурина, С.В. Васильева, Ю.И.Дик, А.В.Усова), межпредметные связи как один из путей интеграции образования (И.Д.Зверев, В.Н.Максимова), межпредметные связи как единство общего и специально-технического образования (С.Я.Батышев, И.М.Низамов).Авторы рассматривают межпредметные связи как средство реализации единства общего, политехнического и профессионального образования

2. Урочная и внеурочная интеграция

Урочными занятиями считаются занятия, осуществляемые педагогами и учащимися в рамках отведенного времени и определенного контингента школьников. Эти занятия включены в школьное, классное расписание. Структурная единица этих занятий - урок по-прежнему считается основной формой учебно-воспитательной работы в современной школе.

К урочным занятиям можно отнести занятия, проводимые по нормативным учебным программам, а также большинство факультативных занятий по учебным предметам. Урочные занятия обеспечивают четкое планирование и организацию учебно-воспитательной работы, а также систематический контроль процесса и результатов учебно-познавательной деятельности учащихся. Вместе с тем, данные занятия имеют ограниченные возможности для вариативной творческой организации обучения, воспитания и развития личности школьника, создания оптимальных условий для самостоятельной деятельности учителей и учащихся, для учета личностных особенностей педагогов и школьников, региональных возможностей и потребностей, для реальной индивидуализации и дифференциации обучения и воспитания детей и молодежи, для их эффективной социальной адаптации, для развития дружеских партнерских взаимоотношений взрослых и детей в совместной деятельности.

Внеурочная работа «открывает» школу, создает условия для Позитивного сотворчества в педагогическом процессе школьных учителей, учащихся, их родителей, ученых вузов и НИИ, работников детских учреждений дополнительного образования, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, культурных и спортивных учреждений. Внеурочные занятия проводятся как в школе, так и вне ее (рис. 1). (Казаренков В.)

Взаимосвязь урочной и внеурочной деятельности педагогов и школьников позволяет успешно интегрировать различные виды и формы нормативных и самодеятельных занятий, изобретаемых участниками педагогического процесса (как в содружестве, так и индивидуально).

3. Интеграция физики

Взаимосвязь урочных и внеурочных занятий школьников в педагогическом процессе характеризуется различными видами их взаимодействия. Можно выделить внутрипредметное и межпредметное взаимодействие урочной и внеурочной работы.

Под внутрипредметным взаимодействием урочных и внеурочных занятий следует понимать взаимодействие данных видов занятий (различных их форм) по одному и тому же учебному предмету.

Внутрипредметное взаимодействие осуществляется на основе парной взаимосвязи урочных (У) и внеурочных (В) занятий по одному и тому же предмету: У — В. Данное взаимодействие обеспечивает внутрипредметную интеграцию урочных и внеурочных занятий в учебно-воспитательном процессе. Учителя различных предметов по-разному используют формы урочной и внеурочной деятельности в такой интеграции.

Опыт работы по теме «Комплексное изучение учебных тем на уроках физики» позволил мне синтезировать учебный материал в блоки, в качестве педагогической системы использовать интегральную технологию В.Гузеева.

3.1.Физика и математика

Одной из важнейших задач обучения физике является формирование у учащихся представлений о современной физической картине мира, которая является частью научной картины мира. Формирование представлений о современной физической картине мира возможно лишь на межпредметной основе или интеграции предметов, т.к. каждый предмет вносит вклад в решение этой проблемы.

Методологической основой интеграции учебных дисциплин является положение  о единстве материального мира и взаимосвязи природы, общества и мышления.

Взаимосвязь учебных предметов физики и математики отражает взаимосвязь наук физики и математики, которая определяется наличием у них общей предметной области. Эта взаимосвязь выражается в общности идей и методов, которую можно условно разделить на три вида:

- физика ставит задачи и создает необходимые для их решения математические методы, которые в дальнейшем служат базой для развития математической теории. Например теория дифференцированного исчисления Ньютона для решения задач о движении тел.

- развитая математическая теория используется для анализа физических явлений, что часто приводит к созданию новой физической теории, которая в свою очередь приводит к развитию физической картины мира и к возникновению новых физических проблем. Например, теория Максвелла о теории электромагнитного поля привела к электродинамической картине мира, а та в свою очередь к созданию специальной теории относительности.

- физическая теория в своем развитии опирается на математический аппарат, который развивается и совершенствуется по мере его использования в физике. Например, производная в решении физических задач.

Формы и реализации интегрированных занятий могут быть следующими:

- опора в процессе изучения нового материала по физике на знания и умения учащихся, полученные при изучении математики;

- проведение интегрированных уроков;

- решение задач межпредметного содержания;

- выполнение комплексных экспериментальных работ;

- проведение комплексных экскурсий.

Интеграция предметов получает новое решение в условиях профильной школы, т. к. связь с профильными предметами поможет реализовать учебный материал на более высоком уровне и в иных, отличных от традиционных, формах. (Щербакова В.)

3.2. Физика и ИКТ

Построение учебного процесса в современной школе невозможно без использования информационно-коммуникационных технологий. Можно выделить следующие составные элементы данного учебно-воспитательного  процесса: учебные и факультативные занятия по предметам школьного цикла с применением ИКТ, проектная деятельность учителей и учащихся с включением дистанционного компонента работы, научно-исследовательская работа учащихся по профильным направлениям с использованием ИКТ.

Для всех учащихся одинаково действуют следующие принципы:

1. Мотивация и создание условий для получения учебной информации из различных источников (традиционных и новейших).

2. Освоение компьютерной грамотности и использование информационных технологий в учебном процессе, в том числе ресурсов сети Интернет.

3. Формирование способности учащихся к рефлексии своего опыта.

4. Формирование научного типа мышления у учащихся.

5. Формирование стиля общения, в котором преобладает дух сотрудничества, сопереживания и взаимоуважения.

6. Развитие способностей и умений учащихся самостоятельно добывать знания, систематизировать и применять их на практике.

         Оптимально проводить интегрированные уроки по предметам школьного цикла с использованием электронных учебных пособий и мультимедийных систем. Интеграция предполагает слияние двух дисциплин: информатики и профильного предмета. Это позволяет достичь следующих целей:

-повысить интерес учащихся к обоим предметам;

-пробудить интерес к познавательной и исследовательской деятельности;

-инициализировать различные виды деятельности: познавательную, практическую, эвристическую, поисковую и личностно-ориентированную.

Определяющим фактором успешности использования электронных учебных пособий на уроках является овладение учителями — предметниками информационными технологиями и методикой использования ИКТ в профессиональной деятельности.

Использование виртуальных мультимедийных лабораторий, электронных учебников и других программных продуктов на интегрированных урока не только делает школьный курс информатики «реальным», т. е. отражающим современное состояние развития ИКТ, но и методически обоснованным для использования в учебном процессе средней школы.

Нами накоплен подобный  опыт работы, систематизированы имеющиеся в кабинете и школьной библиотеке электронные ресурсы, используемые в учебном процессе, осуществлена подборка Интернет-сайтов по изучаемым темам, систематизирован материал, представленный учащимися (презентации) по классам и темам.

На следующем этапе работы предполагается более полная интеграция с другими дисциплинами во внеурочной работе с использованием метода проектов. Логическим дополнением здесь выступает введение дистанционного компонента интегрированного обучения, позволяющего не только расширить рамки учебного процесса, но и перейти к   научно-исследовательской деятельности учащихся по профилям. Основа работы учащихся в научном проектировании — многосторонняя интеграция физико-математических и естественных дисциплин с информационными технологиями как инструментом решения и анализа сложных задач.

         Под моим руководством учащиеся принимают участие в научно-социальной программе «Шаг в будущее» («Вторая жизнь аккумуляторов», «Создание пилотного учебного пособия с техническим содержанием», «Игра в фишки как  способ повышения познавательного мотива учащихся», «Исследование уровня сформированности творческого мышления старшеклассников»)

         Учащиеся 9-х классов поступили на заочное отделение Югорского физико-математического лицея (3 чел.), обучаются во Всероссийской физико-математической школе «Авангард» (2 чел.)

         Возможности дистанционного участия позволили учащимся 11-х классов участвовать во Всероссийских и Международных  Интернет-олимпиадах, проводимых столичными высшими учебными заведениями (4 чел.), а 7-10 классов - в Интернет-проектах (30 чел.), дистанционных турнирах (5 чел.), олимпиадах (17 чел.), турнирах (5 чел.).

3.3  Физика как одна из естественных наук

Физика – основа техники, поэтому широко используется для исследований в биологии, географии, истории, экологии. В наши дни  общество достаточно информировано о достижениях науки и техники через средства массовой информации (телевидение, радио), используя возможности информационно-компьютерных систем (в частности, сети Интернет). Эту информацию нужно использовать, применяя на уроках и во внеурочной деятельности. Целый ряд сведений из области биологии, химии, экологии, географии получают учащиеся на уроках физики, и, наоборот, приходя на выше названные уроки, получают информацию физическую. Такая взаимосвязь позволяет активизировать деятельность учащихся.

Явления природы взаимосвязаны. Большую роль в формировании целостной картины мира на уроках физики играет составление и решение задач. Задачи связаны с изучаемой темой, способствуют более прочному и глубокому усвоению физических закономерностей, должны научить практическому применению этих закономерностей в биологии, географии, истории, экологии.

Целесообразно излагать учебный материал с использованием компьютерных технологий, видеотехники, плакатов и иллюстраций, географических и исторических карт, таблиц и наглядных пособий, но важно и не перегрузить урок наглядными пособиями, чтобы он не потерял физической сущности.

В связи с запросом учащихся и их родителей мною разработан элективный курс «Элементы медицинской и биологической физики» для учащихся 9-х классов в рамках предпрофильной программы. Учащиеся 11-х классов выбрали курс «Плазма – четвертое состояние вещества», в котором прослеживается интеграция не только с предметами естественнонаучного цикла, но и с историей, техникой и др.

Интеграция физики с предметами биологии, географии, истории, экологии и др. призвана формировать у учащихся любовь к природе, обогащать образное мышление, развивать фантазию, что является необходимым фактором успешного усвоения учебного предмета.

В действующих программах дисциплин «Физика», «Химия», «Биология» для средней общеобразовательной школы нет тем, посвященных ознакомлению с нанотехнологиями. Однако нанотехнологии - это не отдельный предмет для изучения, а продукт интеграции математики, физики, химии, биологии. В элементах атомной и квантовой физики, в представлении о строении атомов и ионов, в периодичности изменения свойств элементов, в структуре и биологической роли молекул биополимеров (ДНК, РНК, белков) излагается материал, который может познакомить с сущностью нанотехнологий. И неслучайно учащиеся старших классов сделали запрос на элективный курс «Нанотехнологии» (Г.Разумовская). Результатом станет ознакомление  выпускников школ с современными достижениями нанотехнологий и способствование их профессиональной ориентации.

3.4. Физика и литература

Межпредметные связи содействуют формированию у учащегося цельного представления о явлениях природы, помогают им использовать ранее приобретенные знания при изучении различных предметов. Так с учащимися основной школы на уроках и к урокам мы совместно подбираем из разных литературных произведений описание явлений и затем их объясняем. Если в текстах автор указывает числовые данные, то составляем и решаем задачи. Чаще всего данные приведены в неосновных единицах, обращаемся для перевода в основные единицы системы СИ к справочному материалу, историческим справкам. В кабинете у нас возможен доступ к Интернет-ресурсам, поэтому данную работу учащиеся делают с удовольствием и достаточно быстро.

При изучении физических явлений также подбирается соответствующий материал с пословицами, поговорками, загадками. Таким образом, отгадывая загадки, анализируя описанное явление, мы проводим физические разминки.

Такие занятия положительно влияют на усвоение основного школьного курса физики, а также способствуют развитию умений решать качественные задачи творческого характера. Это развивает у них мышление, внимание, наблюдательность.

В средней и старшей школе в начале каждой изучаемой темы выбираются «библиотекари» и  «медиабиблиотекари»,  которые предоставляют одноклассникам списки источников информации, предлагаемых библиотеками школы, города, Интернет-сайты. Это позволяет учащимся целенаправленно работать с источниками.

Среди учащихся 2-11 классов  в этом учебном году нами был проведен Интеллектуальный марафон по физике (окружающему миру, математике, информатике. Это одна из форм интеграции, позволяющая выявлять не только определенные знания школьников младшего, среднего и старшего звена, но и умения применять их в новых нестандартных, требующих творческого мышления, ситуациях.

Опытом работы по теме «Интеграция на различных ступенях обучения» делилась на заседаниях методических объединений учителей точных дисциплин, начальных классов.

Для учителей физики, биологии, географии, экологии разработаны методические рекомендации по изучению основных разделов, раскрывающие основы технологии интеграции курса физики и других учебных естественнонаучных дисциплин.

Осуществление внутрипредметной и межпредметной интеграции помогает развитию креативности и профессиональной ориентации обучающихся, способствует росту профессионального мастерства педагога. Практика показывает, что традиционная методика преподавания физики не может в современное время обеспечить необходимой результативности обучения. Одним из эффективных путей решения этой задачи является интеграция физики на разных ступенях обучения.

Используемые источники информации:

1.        Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики. Москва. Просвещение. 1988

2.        Семке А.И. Занимательные задачи по физике 7 класс. М. НЦ ЭНАС.2004

3.        Семке А.И. Занимательные задачи по физике 8 класс. М. НЦ ЭНАС.2004

4.        http://festival.1september.ru/articles/312534/

5.        http://www.gumer.info/bibliotek_Buks/Pedagog/kazar/01.php

6.        http://pedsovet.org/component/option,com_mtree/task,viewlink/link_id,4325/Itemid,118/