Педагогические науки/5.Современные методы преподавания

 

К.п.н., профессор Имашев Г.И.

Атырауский государственный университет имени Х.Досмухамедова, Республики Казахстан

Межпредметные связи в курсе электродинамики

 

Политехническая подготовка школьников должна строиться на базе широких межпредметных связей, которые дают полное представление о научных основах современного производства. Политехнический принцип в изучении физической науки проявляется и при изучении отдельных (химических, биологических) сторон производства в соответствии с содержанием и логикой физики.

Осуществление межпредметных связей обеспечивает формирование цельного представления школьников о явлениях природы, делает их знания более глубокими и действенными. Так, например, для изложения законов электролиза используются сведения из химии - теория электролитической диссоциации и понятие о валентности.

Некоторые теоретические понятия целиком физического содержания между тем относятся к политехническим, и понять их сущность можно только на основе межпредметных связей. Например, понятие о скорости даётся в механике; в электродинамике даётся понятие о скорости изменения магнитного потока и скорости изменения силы тока в контуре; в XI классе учащиеся узнают о скорости волны, скорости света в веществе. Поэтому очень важно добиться того, чтобы ученики усвоили самую суть понятия скорости, того общего, что есть в этом понятии, независимо от того, в каком разделе физики или другой науки его изучают. Проблема межпредметных связей имеет два подхода в их реализации. Первый из них предусматривает устранение дублирования изучения одних и тех же законов, понятий в различных учебных предметах, что осуществляется при разработке программ школьных дисциплин. Так, теперь в курсе физики не изучаются подробно вопросы, которые носят преимущественно химический характер, такие, например, как электролиз, химические источники электрического тока и другие. Второй направлен на углубление и расширение знаний и умений учащихся по изучаемому предмету. Он реализуется в процессе обучения.

Применение знаний и умений из физики и химии для решения какой-то одной проблемы способствует формированию научного мировоззрения и навыков широкого обобщения знаний. Это предусматривает изучение влияний условий внешней среды (влияние света, тепла, электрических и магнитных полей на животных и растения).

Огромный  материал, накопленный  при изучении химических и физических процессов, привел к выводу, что химические  превращения неотделимы от физических явлений. Более полное их познание возможно только при совместном изучении.  Предмет химии – это состав, строение, свойства, получение и превращение веществ, однако  проникнуть в глубокую их суть удается только применив самые современные теоретические  и  экспериментальные физические методы исследования. Так физика обогащает и дополняет данные химии.

Электрический ток – явление физическое, но при его получении в гальванических элементах и аккумуляторах происходит превращение химической формы движения материи в электрическую. Связь химических процессов,  законы, лежащие в основе этого взаимодействия, изучаются  третьим разделом физической химии – электрохимией. Законы  термодинамики относятся к физике,  но, опираясь на них, можно  рассчитать количество энергии,  поглощенной или выделенной при химических процессах, определить влияние на ход процесса изменения физических факторов (например, давления, температуры); этим занимается четвертый  раздел физической  химии – химическая термодинамика. Есть   еще крупнейший раздел, называемый  физической химией дисперсных систем и поверхностных явлений, который изучает тела, состоящие из  мельчайших частиц с огромной поверхностью  соприкосновения между  собой и окружающей  средой. Названные разделы не охватывают всех  тех проблем, которые решает  физическая  химия, но из перечисления все  же  видно, сколь большой круг вопросов она затрагивает.

Связь между преподаванием физики и химии главным образом понятийная, поэтому в осуществлении межпредметной связи особенно важна последовательная трактовка явлений с единых научных позиции, постепенное расширение представлений о структуре вещества.

При изучении электрических свойств полупроводников на уроке физики по теме “Электрический ток в различных средах” учитель опирается на понятия о ковалентных связях, известных из курса химии VIII класса. Электронно-дырочная проводимость чистого полупроводника п -  и р- типа тоже объясняют на основе рассмотрения особенностей его кристаллического строения и ковалентных связей.

Тесная связь химии и физики должна найти отражение при изучении электрического тока в растворах и расплавах электролитов. Рассматривается это с опорой на знание вопросов: электролиты, электролитическая диссоциация и её механизм, диссоциация кислот, щёлочей и солей, электролиз. В курсе химии эти вопросы изучают раньше (IX-X классы). На примере процесса электролиза показывают, что причиной диссоциации электролита на ионы является его взаимодействие с полярными молекулами воды. Как уже отмечалось выше, на уроках физики теорию электролиза не рассматривают подробно, так как она изучается в курсе химии, а излагают закон электролиза Фарадея и показывают применение  при решении задач, также следует подчеркнуть современные научные взгляды химиков.

Школьные программы по многим учебным предметам предусматривают широкое ознакомление учащихся с производством. Поэтому физика тесно связана с трудом учащихся. Использование межпредметных связей и правильная организация деятельности учащихся помогает воздействовать на эмоции школьников. Вместе с этим успешное выполнение общественно полезного, производительного труда, входящего составной частью в трудовое обучение, превращает его в средство самоутверждения личности.

В старших классах изучаются элементы машиноведения, электрорадиотехники, автоматики и кибернетики на теоретических и практических занятиях по труду. Несмотря на различие конструкций и внешнего вида техники, учащиеся под руководством учителя правильно определяют сходство, общую политехническую основу, принципы взаимодействия обрабатывающих инструментов и материалов.

Межпредметные связи дают широкие возможности для стимуляции познания и применения политехнических знаний, научных основ производства. 

В X-XI классах трудовое обучение учащихся ведётся в соответствии с избранным ими профилем профессиональной подготовки и призвано дать учащимся элементарные практические навыки, позволяющие включиться в производительный труд в материальном производстве  после окончания школы. Практикуется изучение электромонтажа, основ электротехники, элементов автоматики, что представляет особенность современного периода развития трудового обучения в общеобразовательной школе. Во многих случаях учителя на уроках физики дают объяснение технологическим процессам, приёмам труда,  обращаются к фактам и явлениям, с которыми учащиеся сталкиваются на практике, в процессе труда. В старших классах учителю физики важно знать состояние трудовой подготовленности учащихся, характер их трудовой деятельности в УПК. Учитель должен быть в курсе основных требований, предъявляемых к знаниям  специалистов той или иной профессии.

При изучении электродинамики физика также связана с трудовым обучением. Уже с VIII класса ученики должны уметь читать простейшие электрические схемы, собирать простейшую электрическую цепь. Из трудового обучения ученики знают условные обозначения схем некоторых приборов, правила техники безопасности при обращении с электрическими и бытовыми приборами. Всё это связано с физикой при изучении законов тока.

При изучении применения силы Ампера целесообразно учитывать знания о принципе действия, устройстве и назначении коллекторного двигателя.

Рассматривая примеры применения полупроводников в технике, нельзя забывать имеющиеся у учащихся  знания из трудового обучения: понятия об управлении техническим устройством и об автоматике, основных элементах автоматических устройств резисторных датчиков и их применении. Об этом следует кратко напомнить учащимся для активизации их внимания и актуализации знаний по труду.

Межпредметные связи являются условием и средством достижения такого качества трудового обучения, которое превращает его в могучее средство всестороннего развития учащихся. На основе межпредметных связей трудовое обучение способствует развитию познавательной и творческой деятельности школьников, расширяя их политехнический кругозор.

Связь физики с трудовым обучением обеспечивает развитие творческого компонента деятельности, каким является распознание сущности технических явлений, уровень которого определяет  успешность и правильность использования технологических приемов, способность решать конструктивно-технические задачи.

Межпредметные связи в реализации политехнического принципа состоят в раскрытии естественнонаучных основ работы техники и технологии, наиболее общих закономерностей современного производства.

На межпредметной основе должно осуществляться формирование важнейших политехнических умений, специально указанных в школьной программе  трудового обучения. Межпредметные связи являются условием и средством достижения такого качества обучения, которое превращает его в могучее средство всестороннего развития учащихся. Связь преподавания курса электродинамики с химией, биологией и трудовым обучением можно отразить в виде таблицы 1.

 

Таблица 1

Связь курса электродинамики с химией, биологией и трудовым обучением

 

Изучаемая глава курса физики

Вопросы курса химии

Изучаемый вопрос по биологии

Связь с трудовым обучением

Электростатика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Закон постоянного тока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Магнитное поле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электрический ток в различных средах

 

 

Закон сохранения и превращения энергии; ионообмен; уравнение химических реакции; диэлектрическая проницаемость

 

 

Проблемы развития энергетики. Химические источники электрического тока.  Электродный потенциал

 

 

 

Применение магнита при разделении смесей.

 

 

 

 

 

 

 

 

Физические и химические свойства металлов. Металлические свойства элементов

 

Влияние электрических полей на животных и растения и на организм человека; возникновение биопотенциал-ов; питание, дыхание и размножение растений

 

Энергетический этап обмена веществ. Расход энергии организмом

 

 

 

 

 

 

Влияние магнитных полей на животных и растения и на организм человека

 

 

 

 

 

 

Органические соединения клетки. Неорганические соединения клетки.

Плазма крови

Понятие о проводниках. Применение конденсаторов в электронных устройствах. Применение закона Кулона

 

 

 

Простейшие электрические цепи. Схемы соединения потребителей звездой и треугольником. Правила техники безопасности при обращении с электрическими и бытовыми приборами

 

Принцип действия устройство и назначение коллекторного двигателя, электродвигателя. Условное обозначение электроизмерительных приборов, их устройство и принцип действия

Управление технических устройств; основные элементы автоматических устройств,


                                                                                                                Продолж. табл. 1

 

 

Производство металлов. Кристаллическое строение металлов и сплавов

 

Химические свойства полупроводниковых элементов. Электролиты, электролитическая диссоциация и ее механизм, диссоциация кислот, щелочей и солей

 

Электролиз. Применение электролиза. Законы Фарадея. Изучение углерода Применение доменного газа. Агрегатные состояния вещества. Плазма

 

 

резисторных датчиков и их применение.

Устройство электронно-лучевой трубки и его применение в телевидении. Применение транзисторов, диодов в автоматических устройствах. Применение генераторов в технике

 

      Таким образом, реализация межпредметных связей в обучении на основе принципа политехнизма должна обеспечить формирование системы межпредметных знаний и умений школьников, подготавливающих их к труду и к сознательному выбору профессии.

Литература

1.Бугаев A.И. Методика преподавания физики в средней шко­ле. – М.: Просвещение, 1981. – 288 с.

2Максимова В.Н. Межпредметные связи в учебно – воспитательном процессе современной школы. – М.: Просвещение, 1987. – 160 с.

3.Межпредметные связи естественно – математических дисциплин.  Пособие для учителей. Сб. статей /Под. ред. В.Н. Федоровой. - М.:Просвещение, 1980. – 208с.

4.Методика преподавания физики в 8 –10 классах средней школы /Под ред. В.П. Орехова и А.В Усовой., ч.2  – М.: Просвещение, 1980. - 351 с.