Проект «Школа Министерства просвещения России» Интеграция математики и физики в рамках проекта

Проект «Школа Министерства просвещения России»

Интеграция математики и физики в рамках проекта

«Школа Минпросвещения России» – проект Министерства просвещения Российской Федерации, целью которого является решение задач по воспитанию гармонично развитой и социально ответственной личности на основе духовно-нравственных ценностей народов Российской Федерации, исторических и национально-культурных традиций, поставленных Указом Президента Российской Федерации от 7 мая 2018 г. № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года».

Основная задача проекта – обеспечение «единого образовательного пространства» для каждого ребенка, соблюдение конституционных прав каждого школьника, связанных с получением качественного и доступного общего образования в государственных и муниципальных образовательных учреждениях независимо от социально-экономических факторов (региона проживания, достатка в семье, особенностей здоровья, укомплектованности образовательной организации, ее материальной обеспеченности, др.), в том числе в условиях цифровой трансформации образования. При этом, «единое образовательное пространство» подразумевает не унификацию всех школ, а предоставление необходимого содержания и инфраструктуры обучения и воспитания для каждого школьника в Российской Федерации.

Современное преподавание математики и физики требуют от учителя оптимизации учебного процесса. В настоящее время интерес учащихся к предметам естественно - математического цикла возрастает, в частности, к предметам математики и физики. Сама специфика преподавания математики и физики побуждает к интеграции данных наук.

Школа Минпросвещения России – проект, предполагающий высокообразованной, интеллектуально личности с представлением картины с пониманием связей явлений и представляющих научную картину мира. Современный выпускник должен быть готов к эффективному внедрению в техногенный мир технологий искусственного интеллекта. Обособленность в современной их автономные программы, не учитывающие в достаточной мере специфические математические методы расчетов при решении задач на других предметах порождают серьёзные в формировании у целостной картины мира. Интеграция предметов естественно-математического цикла является одной из форм обучения, которая успешно может решить обозначенные проблемы. Система интегрированных по преподаваемым предметам – это взаимопроникновение, слияние, это возможно, в учебном материале знаний в той или области.

Математика – это не просто предмет, дающий ученикам комплект знаний, умений и навыков, соответствующих образовательному стандарту, а предмет, который подготовит их к будущей жизни, разовьёт их интеллектуальные и личностные ресурсы, научит умению аналитически воспринимать любой пласт информации.

Математика, настолько что при наличии возникновении проблемы может интегрироваться с предметом. Но интегрированный урок математики с физикой – эффективная и удачная форма так как относящийся к «математика» тут же практическое применение при физики. Такие необходимо планировать в тех когда знание одного предмета являются ключом к пониманию процесса, явления при другого предмета. урок лучше получится в случае, когда один учитель ведет и математику и физику в одном классе. Ему лучше видны недостатки овладения математическими приемами при исследовании различных физических явлений, решении задач, обработки результатов эксперимента, расчетах при выполнении лабораторных работ. Если в обучения согласовывать физического материала с математическими знаниями и эти понятия системы общих занятий на уроках и математики, то это к более усвоению материала.

Межпредметные связи углубляют содержание урока, повышают его познавательную ценность, повышают интерес к раскрытию связей между разными предметами. Однако при этом наблюдается значительное напряжение памяти, мыслительных и волевых процессов. Поэтому при подготовке интегрированных уроков необходимо:

– чётко сформулировать учебно-познавательные задачи, для решения которых требуются именно межпредметные связи;

– обеспечить высокую активность и интерес учащихся при применении знаний;

– исключить искусственные межпредметные связи;

– обеспечить обобщение определённых разделов учебного материала обоих предметов.

Не совсем правильно дублировать учебный материал другого предмета. Цель межпредметных связей состоит в эффективном стремлении объединить усилия в нахождении методов решения задач из разных предметов при решении новых вопросов и задач.

Оптимизация происходит, когда учителя смежных предметов согласовывают их трактовку, уточняют формулировки, применяют специальные методические приёмы систематизации, закрепления и проверки знаний и умений. При этом успешно формируются мировоззренческие выводы обобщённого характера, убеждение в материальности и познаваемости мира.

Для развития математики характерна такая схема:

Сначала появилась проблема вне математики (или в другой математической дисциплине);

Ставится задача и оформляется в виде дидактической модели ее решения;

Полученная модель реализуется учителями-предметниками, причем нередко возникает необходимость в изменении модели.

Задача учителя:

- составить планирование курсов физики и математики с выделением тем,

изучаемых с использованием межпредметных связей и согласовать время их

изучения ;

- разработать методику включения в процесс обучения физике системы

межпредметных задач, разработать схему их решения, общую для уроков

физики и математики ;

- выработать единый подход к формированию базовых умений

(вычислительных, графических, моделирования) путем создания единой

системы упражнений для уроков физики и математики;

- выявить влияние разработанной методики на качество усвоения программного физического материала на развитие когнитивно-рефлексивных качеств личности;

Рассмотрим возможности интеграции уроков математики и физике на примере двух уроков. Один – по математике, привязывающий линейные и квадратные уравнения к методу решения задач по физике. Другой – лабораторная работа по физике, демонстрирующая возможности в виде графика исследовать зависимости от температуры физических явлений – плавление и кристаллизация (отвердевание) твердого тела.

Урок в 8 классе. Тема урока: «Применение линейных и квадратных уравнений при решении задач по физике».

Цель урока:

Обучающая:Применение методов решения линейного и квадратного уравнений для решения задач по физике. Сформировать навыки применения методов в математике и физике.

Развивающая: Установление причинно-следственных связей между явлениями, причинами и количественными характеристиками. Развитие способностей выполнять анализ, моделирование, поиск методов решения задачи, обобщение методов на другие задачи.

Воспитательная:Повышение мотивации обучения предметов математика и физика, формирование умений работать в команде, повышение познавательного интереса и формирование физического понимания явлений с помощью математики.

Тип урока:Урок комплексного применения знаний

Оборудование: БД с типовыми заданиями, проектор, интерактивная доска, компьютерный класс или планшеты с Wi-Wi

Программное обеспечение: Padlet.com, Открытая математика — онлайн-учебник, Открытая физика — онлайн-учебник.

План урока:

Постановка проблемы

Модель урока для решения проблемы

Реализация

Анализ и вывод.

Ход урока

1. Постановка проблемы

Учитель:Мы научились решать квадратные и линейные уравнения. У многих возникает вопрос – где на практике можно применить изученные методы? Как они могут помочь в изучении тем других школьных предметов? Сегодня на уроке математики мы займемся применением методов уравнений при исследовании таких физических величин, как путь, скорость и ускорение. Уже через несколько уроков мы встретимся на уроке-лабораторной работе по физике, где увидим как математика красиво и наглядно помогает исследовать процессы плавления и кристаллизации твердого тела.

Разминка. С помощью сервиса онлайн-доски Padletприглашаем учащихся поделиться на команды и выполнить простые задания: https://padlet.com/egorov_2004/c26657b9i2vds9mf

II. С помощью сервиса онлайн-доски Padlet просим учащихся привести в соответствие формулы линейных и квадратных уравнений из математики с физическими формулами. https://padlet.com/egorov_2004/7vks3clegq9w04gu

III. Приступаем к решению задач. Переходим по ссылке https://padlet.com/egorov_2004/yjhczaesmhfz584t

IV. проводим анализ урока, делаем выводы и строим планы на перспективу.

Новые технологии в экономике предъявляет к человеку новые требования. Общество нуждается в людях творчески мыслящих, любознательных, активных, умеющих принимать нестандартные решения и брать ответственность за их принятия, а также умеющих осуществлять жизненный выбор. В современных условиях, каждый учитель должен работать творчески. Это значит, проводить уроки разнообразно и увлекательно.

Урок - это основная организационная форма обучения в школе. Он является педагогической единицей процесса обучения и воспитания.

Как заинтересовать ребят изучением предметов, сделать уроки любимыми, увлекательными? Ответы на эти вопросы ищут многие педагоги, учителя.

В условиях внедрения ФГОС особое значение придаётся технологиям деятельностного обучения.

Настоящее время требует перемены мышления во многих областях жизни, внедрения в учебный процесс новых педагогических технологий. Обновление образования требует использования нетрадиционных методов и форм организации обучения, в том числе интегрированных уроков по разным предметам, в результате которых формируется деятельный подход в обучении, о котором много говорится.

Мы все сильнее осознаем причастность ко всему, что происходит на земле. Важно дать учащимся единое представление о природе, обществе и своем месте в нем, соединять в восприятии учащихся основные знания по каждому предмету в широкую, целостную картину мира.

Интеграция – (от латинского integer – целый, восстановление.) Интеграция является относительно новым веянием в образовательном процессе (это понятие в российскую педагогику пришло в 80-е годы и стало обозначать высшую форму межпредметных связей) и становится востребованным в современной школе, где развернуты активные поиски инновационных педагогических технологий.

Методика интегрированного обучения имеет цели: помочь учащимся научиться познавать, научиться жить вместе, научиться жить в ладу с самим собой.

Задача интегрированных уроков – способствовать активному и осознанному усвоению учениками учебного материала, развитию логического мышления; формирование познавательной компетенции учащихся; дать возможность использовать в ходе обучения современные интерактивные методики и объективно оценивать достижения учащихся.

Урок-лабораторная работа с использованием цифровой

лабораторииRELAB в 8 классе.

Тема:«Сравнение температуры плавления и температуры

отвердевания кристаллического тела »

Цели и задачи урока:

Построить график зависимости при охлаждении воды температуры от времени;

Построить график зависимости температуры льда от времени при его нагревании;

Проанализировать графики и определить температуры кристаллизации и плавления;

Сравнить результаты;

Сформулировать выводы.

Оборудование: Регистратор данных, датчик температуры, пробирка, палочка для перемешивания, штатив с муфтой и лапкой, мерный стакан 1000 мл), мензурка ( цена деления 5 мл), ПОRelab.

Реактивы:дистиллированная вода, Лед (кубики, 100 г., Соль (20 г.).

Теория:Вещества в твёрдом агрегатном состоянии можно условно разделить на аморфные и кристаллические. Вода в твёрдом состоянии – это лёд, который имеет чётко выраженную кристаллическую структуру. Кристаллические вещества отличаются от аморфных наличием определённой температуры, при которой они могут перейти в другое агрегатное состояние – жидкость. Наблюдения за процессом плавления показывают, что каждое кристаллическое тело плавится при определённой температуре. Эту температуру принято называть температурой плавления вещества. Одни кристаллические тела плавятся при низких температурах, другие – при высоких. Во время плавления температура кристаллического тела и образующейся жидкости одинакова и остается неизменной до тех пор, пока все тело не расплавится. Эта особенность связана с внутренним строением кристаллического тела. При его плавлении поступающая извне энергия идет на разрушение кристаллической структуры тела. Когда вся кристаллическая решётка разрушится, начинается процесс передачи энергии для увеличения скорости теплового движения молекул и, следовательно, повышение температуры.

Описание

Часть 1. Отвердевание воды

1.   Ознакомьтесь с общими правилами техники безопасности при проведении практических работ в кабинете физики.

2.   Перед началом работы необходимо проверить подключение и работу датчика температуры. Для этого необходимо подключить датчик к планшету, выбрать в меню Файл пункт Новый. Датчик должен определиться автоматически, тогда на экране устройства и на доске класса при проецировании программы Эмулятора вы увидите показания датчика температуры.

3.   Измените Частоту замеров датчика на 0,1 Гц и Время эксперимента на 900 с. Через 15 мин эксперимент прекратится автоматически.

4.   Наполните мерный стакан льдом на 1/3 его объёма, затем налейте в него воду (100 мл).

5.   Налейте в пробирку 5 мл дистиллированной воды с помощью мензурки. Закрепите пробирку в лапке штатива так, чтобы пробирка оказалась над водой со льдом в мерном стакане (водяной баней). Поместите датчик температуры в пробирку с водой. Через 30 с после начала опыта опустите пробирку с датчиком температуры в воду. Запустите процесс измерения, нажав кнопку play.

6.   Добавьте в мерный стакан 5 ложек поваренной соли и тщательно перемешайте палочкой. Продолжайте перемешивать содержимое стакана (водяной бани) до полного растворения соли.

7.   Аккуратно перемещайте датчик температуры в пробирке в течение 10 мин. Убедитесь, что во время образования льда датчик находится во льду, а не над ним. Через 10 мин прекратите перемещать датчик и дайте ему вмерзнуть в лёд.

8.   Остановите процесс измерения, нажав кнопку plaY.

Аккуратно поднимите пробирку и закрепите её в лапке штатива выше стакана со льдом. Заполните таблицу 1. Результаты изменения температуры воды до её кристаллизации.

Часть 2. Плавление льда

 Во время проведения второй части работы не перемещайте датчик температуры в пробирке и не вынимайте его из пробирки: датчик температуры вмерз в лёд.

1.   Уберите стакан со льдом.

2.   Налейте в стакан тёплую воду (250 мл) и поставьте его на штатив. Через 1—2 мин после начала измерения опустите в него пробирку

3.   Наблюдайте за показаниями устройства. Дождитесь автоматической остановки процесса измерения. Процесс измерения можно прекратить при достижении температуры воды 7—10 ºС.  

Обработка результатов эксперимента

1.     Заполните таблицу результатов измерений.

Таблица 1.

Результаты изменения температуры воды до её кристаллизации

2.   В таблицу занесите показания температуры и соответствующее время. Для того, чтобы заполнить таблицу, необходимо перейти во вкладку Таблица

Также вы можете заносить в таблицу значения температуры вещества с интервалом 30 с, пользуясь графиком. Для того чтобы узнать значение температуры в любой точке графика, нажмите стилусом на интересующую точку, в окне справа от графика отобразится соответствующее числовое значение. Проанализируйте полученные данные.

3.   Распечатайте полученный результат. Для этого в меню Файл выберите команду Печать, затем пункт График. Подпишите график.

Проанализируйте ход работы, ответьте на вопросы;

Как изменялась температура воды во время кристаллизации? Плавления?

Чему равна температура плавления льда? Чему равна температура отвердевания воды?

Какие виды энергии молекул изменяются в процессе лабораторной работы?

Как изменяется расстояние между молекулами при кристаллизации. Как это может повлиять на работу устройств, использующих воду при низких температурах?

Список источников

Время образования, Август 2022 Журнал Академии Минпросвещения России

https://edu.gov.ru/national-project

https://sochisirius.ru/obuchenie/pedagogam/smena1301/6298

https://elibrary.ru/item.asp?id=46293887

Далингер В.А. Системно - деятельностный подход к обучению математики, Изд. ВГПУ, 2011