Межпредметные связи физики и информатики, сущностный подход в изучении физики. (стр. 6 из 6)
В организации внеклассных занятий большое значение имеет отбор учебного материала для всех исследований, который должен строго соответствовать основным принципам дидактики: научности, систематичности, последовательности, доступности, наглядности, индивидуальному подходу к учащимся в условиях коллективной работы, развивающему обучению, связи теории с практикой. В реальном процессе обучения эти принципы должны быть в тесном взаимодействии друг с другом. Процесс обучения учащихся на внеклассных исследовательских работах определяется многими закономерностями, и только при правильном их применении можно рассчитывать на полный успех в учении школьников. Любой из рассмотренных выше принципов приобретает приобретает свое действенное значение только в тесной связи с остальными.
Анализ работы передовых учителей показывают важность применения всех принципов обучения при организации внеклассной исследовательской работы. Для самостоятельных наблюдений и исследований целесообразно включать такие объекты, которые имеют тесную связь с учебной программой по физике и могут быть использованы в учебном процессе для формирования у учащихся основных физических понятий, развития логического мышления, познавательных интересов, совершенствования практических умений и навыков.
Прежде всего с помощью учителя учащиеся устанавливают объект исследования , выясняют связи его с другими физическими явлениями, законами. Используя физические приборы и оборудование, многократно наблюдают объект, проводят нужные измерения и фиксируют их результаты, сравнивают и обобщают данные исследований, устанавливают функциональные зависимости, внедряют в практику учебного процесса обобщенные результаты исследований.
Чтобы успешно развивать у учеников наблюдательность и навыки исследования, учитель в своей работе должен учитывать такие правила:
1) Перед учащимися необходимо ставить понятную, четкую и посильную цель наблюдения и исследования.
2) Успех исследования и наблюдения зависит от общего развития ученика и запаса предварительных знаний о данном объекте чем полнее знания, тем ценнее будут исследования и наблюдения, поэтому каждый ученик должен тщательно готовиться к заданиям.
3) Исследования и наблюдения должны быть систематическими и планомерными.
4) Выполняя исследовательские задания, ученик обязательно должен вести систематические записи в дневник и из полученых данных делать выводы.
Процесс проведения исследований и наблюдений включает несколько этапов: 1) уяснение поставленной задачи; 2) проведение исследований и наблюдений; 3) обработка полученных результатов.
Среди многих методов исследования физических процессов и явлений одним из наиболее перспективных и развивающихся является исследование с помощью компьютера. В принципе физика породила компьютер, но в свою очередь в наше время компьютер помогает физике шагнуть дальше.
3.3 Исследование параметров криволинейного движения.
В чем же заключается принцип исследования с помощью компьютера? Допустим при изучении механики в 9-ом классе учащиеся сталкиваются с проблемой, описанной в предыдущей главе т.е. движение тела под углом к горизонту (движение по параболе).
Суть исследования довольно таки проста. Учащийся запускает программу по расчету параметров криволинейного движения в которой приведены несколько вариантов условий задач: 1) тело брошено под каким-то углом к горизонту; 2) начальная скорость направлена вдоль линии горизонта; 3) указана высота подъема тела; 4) указана дальность полета тела; и т.д.
Затем молодой исследователь ставит перед собой следующие задачи: 1) как зависит дальность полета от скорости движения тела; 2) зависит ли высота подъема тела от угла, под которым было брошено тело; 3) как влияет начальная скорость на высоту подъема тела.
В результате исследования ученик может наглядно увидеть траекторию твижения тела, програмно изменяя необходимые параметры если эта программа выполнена опытными программистами, то удобство выполнения исследования неоспоримо. Что касается материальной базы таких экспериментов, то программы такого рода могут пойти на компьютерах которые в настоящее время присутствуют в большинстве школ. Минимальные требования к компьютеру таковы: процессор intel 80286 и выше; 512kb-video; 4 – 8 Mb Озу. Таким образом доступность и наглядность исследований позволяют заинтересовать учащихся не только физикой но и информатикой, что не маловажно в современном обществе.
Если нет промышленной программы такого уровня учитель физики владеющий языками програмирования может самостоятельно написать программу которая поможет более существенному усвоению курса физики.
3.4 Межпредметные связи физики и информатики в старших классах.
Наиболее эффективно межпредметные связи физики и информатики будут осуществляться в старших классах, т.к. с 10-го класса учащиеся начинают изучать предмет, основы информатики и вычислительной техники. В чем заключается сущность межпредметных связей на данном этапе обучения?
В большинстве школ, в основе обучения информатике в десятых и одиннадцатых классах лежит базовый курс програмирования, на языке програмирования Basic. Но встречаются школы где преподают язык програмирования Turbo Pascal, но ни в этом суть, суть в том что и на том и на другом языке можно писать одни и те же программы.
Итак, допустим, что ученик получает задание от учителя написать программу решения какой-либо простой (в зависимости от успеваемости учащегося) задачи по физике. Что будет делать ученик? Сначала, он ее решит на листке бумаги, т.е. вспомнив физические законы и формулировки запишет общий ход решения, как он делал на уроках физики. Затем он напишет алгоритм ее решения на языке програмирования. Наконец запустит программу на машине. Получив ответ, учащийся сверит его с ответом на бумаге. Осуществилась ли межпредметная связь? Ответ – да несомненно! Чтобы показать реальность вышесказанного решим задачу на движение тела под углом к горизонту и напишем программу ее решения.
Задача. Какую силу надо приложить для подъема вагонетки массой 600 кг по эстакаде с углом наклона 20О , если коэффициент сопротивления движению равен 0,05?
Решение. Для решения данной задачи необходимо сделать чертеж и обозначить силы, действующие на тело (рис.1). Затем запишем уравнение второго закона Ньютона в векторной форме: 
FT = FTP + N + mg;Найдем проекции сил на координатные оси:
На ось Х:
FT = -mN - mg×sina;
На ось Y: Рис.1
0 = N - mg×cosa;
Преобразовывая эти уравнения получаем:
FT = -mg(m×cosa + sina);
Подставляя значения получим:
FT = -600 кг × 9,8 м/с2 ×(0,05 × cos20O + sin20O ) » 5096 H;
А теперь попробуем написать программу на языке Turbo Pascal для решения приведенной выше задачи. Выглядит эта программа таким образом:
Program Zadacha;
const g=9.8;
var
m,a,k,Ft: Comp;
Begin
Write('Введите значение массы:');
Write('m=');
Readln(m);
Write('Введите значение угла наклона:');
Write('a=');
Readln(a);
Write('Введите коэффициент сопротивления:');
Write('k=');
Readln(k);
Ft:= -m * g * (k * cos(a)+sin(a));
Writeln('Ft=',Ft);
End.
Мы видим насколько проста в написании эта программа. А теперь попробуем выявить плюсы и минусы данного решения задачи.
Плюсы:
1) Возможность менять параметры и смотреть что происходит с окончательным результатом;
2) Быстрота выполнения математических расчетов;
3) Высокая точность ответа.
Минусы:
1) Для написания программы нужно решить задачу;
2) Не видно хода решения;
3) Привязанность к конкретному условию.
Из перечисленных выше достоинств и недостатков можно сделать очень простой вывод. Описанный метод доказывает актуальность межпредметных связей физики и информатики. Улучшается усвоение и понимание одного и другого предмета, повышается заинтересованность учащихся изучением этих дисциплин.
Заключение.
Реализация межпредметных связей дает возможность экономнее во времени определить структуру учебного плана, программ, учебников, что способствует рационализации учебного процесса в целом. Межпредметные связи способствуют повышению научности и доступности обучения, значительному усилению познавательной деятельности учащихся, улучшению качества их знаний. Затронутые в работе межпредметные связи физики и информатики позволяют сделать шаг вперед, как процессу обучения этих наук, так и научно-техническому прогрессу в целом. Действительно между этими науками связь не просто нужна, а необходима.
Проект состоит из трех глав. В первой главе рассматриваются взгляды некоторых педагогов на проблему межпредметных связей в целом. Вторая глава посвящена актуальности сущностного подхода в изучении физики и более детальному рассмотру межпредметных связей, разделению их на типы. И наконец, третья глава является ядром работы и раскрывает сущность межпредметных связей, конкретно физики и информатики, приводятся примеры осуществления связей между предметами в учебном процессе. Также проект включает в себя введение, заключение и список литературы, прилагается дискета с программой по физике.
Считаю что необходимость связи между физикой и информатикой доказана, обучение физике должно включать в себя использование ЭВМ как средства обеспечивающего наибольшую отдачу при изучении этих предметов.
Список литературы.
1. Абдурахманов С.Д., Исследовательские работы по физике в 7-8 классах сельских школ – М., «Просвещение, 1990;
2. Зверев И. Д. Взаимная связь учебных предметов. - М., 1977;
3. Коржуев А.В., Методические основы реализации сущностного подхода при обучении физике в средней школе – М., 1998;
4. Кокорников Е.А., Курс ОИВТ в средней школе – К.,1998;
5. Крупская Н. К. Избр. пед. соч. М.,1965, с. 55;
6. Рымкевич А.П., Рымкевич П.А., Сборник задач по физике – М., «Просвещение», 1982;
7. Марченко А.И., Марченко Л.А., Програмирование в среде Turbo Pascal 7.0 – М.,1997;
8. Фаронов В.В., Турбо Паскаль 7.0 Начальный курс – М.,2000;
9. Федорова В. Н., Кирюшкин Д. М. Межпредметные связи: На материале естественнонаучных дисциплин средней школы. –М., 1972;
10. Хижнякова Л.С., Коварский Г.Г., Никифоров Г.Г., Самостоятельная работа учащихся по физике. – М.,1993.