Применение комплексных знаний

Формирование культуры комплексного применения знаний при изучении физики

В. Ю. Мифтахов,
город Златоуст, Челябинская обл.

Один мудрый поэт сказал: «Путь педагога – это не ошибка. Ведь это не работа, а судьба». Я работаю учителем по призванию, а не по профессии. И когда меня спрашивают, что в моей работе самое главное, я отвечаю так: «Когда до меня доходят известия о том, что выпускник нашей школы добился высоких результатов в своей профессии, что он отличный семьянин, и его уважают в коллективе, тогда я испытываю гордость от того, что и частичка моего труда лежит в основе этого успеха.» Это чувство не позволяет мне останавливаться на достигнутом, заставляет искать новое, интересное в работе, постоянно учится и самосовершенствоваться.

Одной из задач образовательного проекта "ТЕМП" (проект был принят в Челябинской области в 2014 году) является формирование культуры комплексного применения обучающимися знаний в области естественно-математического и технологического образования. Ценность данной задачи заключается в том, что акценты здесь смещаются на умение обучающихся применять соответствующие знания в комплексе. Для выполнения комплексного задания требуется применение знаний и умений из разных разделов одного учебного предмета или из разных учебных дисциплин.

Каждый школьный предмет ученик изучает отдельно, знания, полученные на одном предмете, дети редко применяют на другом, поэтому необходимо сформировать культуру комплексного применения знаний. Для ее формирования и повышения познавательного интереса необходимо использовать на уроках исторический материал. Это способствует не только повышению интереса к физике, но и формирует у учащихся представление о физике как о части человеческой культуры. А знакомство с биографиями крупных ученых, с методами их работы дает исключительно много для формирования характера учащихся, их идеалов и высоких стремлений.

Важно, чтобы каждый учитель, в том числе и учитель физики, в совершенстве владел русским языком. Очень важно грамотно строить свою речь и учить этому детей, грамотно и в смысле русского языка, и в физическом смысле. В практике работы учителя физики часто встречается необходимость произносить словесные формулировки физических формул и выражений. И здесь важную роль в понимании физического смысла помогает грамматический анализ физического выражения. Необходимо избегать односложных ответов, учащихся на уроках во время устного опроса и приучать их к грамотным развернутым ответам.

В системе школьных учебных предметов наибольшую связь имеют математика и физика. Связь состоит в том, что в целях формирования общеучебных навыков и умений при решении комплексных задач важно знакомить учащихся с общими методами и подходами к анализу задачи, ее решению и оформлению. При решении комплексных задач, как по физике, так и по математике, учащиеся могут проводить оценку ответа на реальность, проверку правильности записи формул по размерности, правильность осуществленных преобразований и вычислений.

Понятие функциональной зависимости является одним из ведущих в математике и очень часто используется на уроках физики. При вычерчивании графиков на уроках физики, учащиеся применяют знания по математике и развивают представления о функциональной зависимости одной величины от другой. На уроках алгебры дается понятие прямой пропорциональной линейной зависимости, которая очень часто используются на физике. Например, зависимость массы от плотности, силы тяжести – от массы, силы тока – от напряжения.

Дальнейшее изучение и углубление понятия функциональной зависимости происходит при изучении квадратичной функции, которая находит применение при изучении равноускоренного движения в курсе физики 9 класса. Поэтому при нахождении времени равноускоренного движения мы используем тот же алгоритм решения квадратных уравнений, что и в курсе алгебры и применяем теорему Виета, когда это возможно.

На уроках математики 10 класса при изучении производной функции раскрывают физический смысл производной и записывают формулу скорости: υ = х´ и ускорения: а= υ´= х´´, которые используются на уроках физики при решении комплексных задач.

Еще одним из основных понятий математики является понятие вектора. Понятие о векторе и действиях с векторами изучают в курсе геометрии 8 – 9 классов. Поэтому к началу изучения темы «Законы взаимодействия и движения тел» в курсе физики 9 класса школьники уже имеют необходимую математическую подготовку, и комплексные задачи по физике на применение проекций векторов решаются легко.

В старших классах я большое внимание уделяю решению задач в общем виде, где учащиеся должны, применяя несколько формул, вывести одну – конечную. Здесь не обойтись без хорошей математической подготовки, необходимы навыки и умения в решении уравнений и систем уравнений. Учащиеся начинают испытывать удовлетворение, замечая, что абстрактные математические формулы и уравнения имеют реальное воплощение в физических процессах и явлениях.

Знания, полученные учащимися на уроках химии, также применяются при решении комплексных задач. При изучении темы «Строение атома и атомного ядра» и «Основы молекулярно-кинетической теории», вновь повторяются вопросы: кристаллическая решетка, строения атома и иона, молярная масса, природа изотопов, искусственная и естественная радиоактивность. Все эти вопросы рассматриваются с использованием периодической таблицы химических элементов Д.И. Менделеева.

Большой интерес у ребят вызывают задачи, имеющие практическое применение в повседневной жизни. Например, при изучении молекулярно-кинетической теории мы рассматриваем тепловое движение молекул и связанное с ним явление – диффузия. Учащиеся должны объяснить: почему нельзя вместе хранить чай и перец, кофе и другие приправы, как надо продавать кондитерские или бакалейные товары, зачем продавец надевает перчатки. Учащиеся объясняют, что перчатки не только защищают руки, но и защищают продукты от попадания в них возбудителей кишечных заболеваний. Из приведенного примера видно, что здесь идет комплексное применение знаний по биологии, химии, санитарии, гигиене, ОБЖ. При изучении свойств паров, относительной влажности воздуха разбираются вопросы о правильном хранении хлеба, сыров, овощей и фруктов. Учащиеся объясняют, что при повышенной влажности данные продовольственные товары плесневеют, загнивают, а при пониженной влажности – высыхают, сморщиваются, то есть в обоих случаях портятся. Можно прокомментировать и тот факт, что высохшие сыр и хлеб можно употреблять в пищу, сделав из сыра салат, а хлеб размягчить на пару или приготовить сухари. А заплесневелые сыр и хлеб ни в коем случае использовать нельзя, так как грибки плесени опасны для здоровья человека. Здесь можно поговорить и о хранении хлеба в быту, о том, что хлеб надо беречь, чем он вреден и полезен, можно ли совсем отказаться от хлеба, как это делают любители диет.

Задача учителя заключается не в сообщении максимально возможной суммы знаний, а в обучении ребят методам научного познания и умению применять свои навыки, полученные на различных предметах, для решения комплексных задач. В процессе изучения физики в старших классах, по моему мнению, целесообразно осуществлять обобщение и систематизацию знаний, полученных в предшествующие годы обучения по всем предметам, совершенствовать практические умения и навыки на основе решения комплексных задач.