Оглавление Введение 11
Глава I . Междисциплинарный подход при обучении физики и математики школьников общеобразовательной школы как основа инженерно-технического образования 16
1.1. Вопросы формирования естественнонаучного мировоззрения в курсе физики и математики 16
1.2. Конвергентное образование как основа пути совершенствования системы естественнонаучной подготовки школьников 23
1.3. Прикладные аспекты образования в условиях развития технологий современного мира 29
Глава II. Построение математических моделей на уроках физики 45
2.1 Функции и траектории движения точки 48
2.2. Математическое моделирование равномерного движения 64
2.3. Математическое моделирование прямолинейного равноускоренного движения 79
2.4. Математическое моделирование плоского движения 97
Глава III. Педагогический эксперимент 115
3.1 Рейтинговая система в учебном процессе обучения школьников 9 класса 115
3.2. Анализ результатов эксперимента по обучению школьников 118
Вывод 124
Библиографический список: 125
Актуальность исследования. Стремление преодолеть в образовании культурную замкнутость и профессиональную ограниченность, ориентация на широко образованную и гармоничную личность характерны для всего мирового сообщества.
Сегодня в школе происходит поиск путей перехода к новой образовательной парадигме. Речь идёт о достижении принципиально новых целей образования, состоящих в достижении нового уровня образованности отдельной личности и общества в целом. Однако, структура курса физики не подвергалась пересмотру, по крайней мере, в течение последних пятидесяти лет, сводясь к последовательности традиционных разделов "Механика". "Молекулярная физика", "Электромагнетизм" и т.д. Она лишь аддитивно дополнялась по мере возникновения новых научных результатов. Так появились разделы "Ядерная физика", "Элементарные частицы" и др. Кроме того, в этих условиях количество часов на изучение курса непрерывно и неоправданно сокращалось, что превратилось уже в серьезную угрозу для высшего технического образования.
В работах В.М. Блинова, П.Я. Гальперина, В.Ф. Лысова, В.В. Майера, A.B. Машукова с сотрудниками, Н.Я. Молоткова, Б.Н. Мухаметовой, Е.Б. Петровой, В.В. Светозарова, Ю.В. Светозарова, А.М.Толстика, М.Ф. Щанова исследовались вопросы формирования исследовательских умений и навыков в условиях современного лабораторного практикума по физике.
Тем не менее, анализ публикаций показывает, что целенаправленных исследований по вопросам разработки новых концепций, содержания, организационных форм и методов использования междисциплинарных подходов в преподавании еще недостаточно.
Важнейшим компонентом современного образования является концепция фундаментализации, которая призвана обеспечить оптимальные условия для воспитания гибкого и многогранного научного мышления, различных способов восприятия действительности, создать внутреннюю потребность в саморазвитии и самообразовании на протяжении всей жизни 7
человека. Однако, если рассмотреть программы, цели и содержание обучения дисциплинам естественнонаучного цикла, по которым реализуется естественнонаучная подготовка в школе, то следует отметить в плане формирования мышления школьника высокую степень их суверенизации: математика формирует математическое мышление, физика - физическое и т.д.
В современных условиях акценты в образовании смещаются с принципа адаптивности на принцип компетентности выпускников. A.B. Хуторской рассматривает компетенцию в системе общего образования как совокупность взаимосвязанных качеств личности, отражающих заданные требования к образовательной подготовке выпускников, а компетентность - как обладание человеком соответствующей компетенцией. В результате полученного образования у человека должно быть сформировано целостное социально-профессиональное качество, позволяющее ему успешно решать производственные задачи и взаимодействовать с другими людьми, быть активным членом гражданского общества.
Однако, исследования и опыт практической работы позволяют выявить наличие в системе преподавания математических и физических дисциплин в школе следующие противоречия между :
- содержанием и использующимися технологиями образования, с одной стороны, и быстро меняющимися потребностями практики, бурным ростом научных и технических достижений человечества, лавинообразным ростом новой информации, с другой;
- между групповой формой организации процесса подготовки и индивидуальными потребностями личности в развитии творческих способностей;
- между усреднёнными характеристиками изложения материала и субъективными характеристиками его усвоения;
- потребностью общества в образованной, развитой личности и падением интереса учащихся к образованию, к знаниям; необходимостью формирования осознанных действенных знаний учащихся и преобладанием.
Проблема исследования заключается в необходимости разрешения указанных выше противоречий для повышения качества фундаментальной естественнонаучной подготовки школьников как основе физико-математического образования в инженерном вузе
Объектом исследования является естественнонаучное и математическое образование в общеобразовательной школе.
Предмет исследования - модели и механизмы естественнонаучной подготовки учащихся в общеобразовательной школе....
В работе показан пример тесного взаимодействия предметов по физике и математике. Данная модель, основанная на междисциплинарном подходе, показала возможности интеграции образовательных моделей. А также структурировала сложные, запутанные на первый взгляд для ученика понятия, показывая возможности их применения. Таким образом используя в образовательной среде подобные модели можно добиться высоких результатов в обучении учащимися. Речь идет не только о предметах естественнонаучного цикла, но также и предметов дополнительного образования - робототехники. В которой так же добиться высоких результатов без знаний по математики и физике невозможно. Стоит отметить, что обладая знаниями по математике не абстрактными а эмпирически доказанными и выведенными на конкретных примерах ученикам становится более понятен материал не только по физике, но и математике, а также они показывают высокий уровень владения компьютерным моделированием и программированием.
В работе указан пример взаимодействий предметных областей. Однако, при подготовке была проведена работа не только по взаимодействию алгебры с механикой и определены межпредметные связи, но также большое внимание было уделено производным, интегрированию, уравнениям второго порядка. В частности, что касается уравнений второго порядка, в курсе математики в школе дается лишь принцип действий по решению квадратных уравнений. Хотелось бы давать вывод этих уравнений, конечно не в 7 классе, но в 9 стоит устанавливать причинно-следственные связи.
