Індивідуалізація на уроках фізики та математики
Читати відгуки
Т. С. Савкіна, В. І. Войцеховська, НТМЛ № 16, м. Кривий Ріг, Дніпропетровська обл.
Ступінь новизни індивідуальний для кожної людини. Учитель визначає цінність змісту уроку, допомагає учневі розкрити для себе особистий зміст навчального матеріалу, а головне, враховуючи психологічні особливості дітей, учитель повинен давати перелік завдань на використання знань у новій для них ситуації. Таким чином, у процесі навчання втілюють принципи дидактики:
- принцип виховального й розвивального навчання;
- науковості й зв’язку з практикою;
- науковості й досяжності;
- наочності й абстрактності;
- систематичності.
Усі принципи дидактики між собою взаємопов’язані, тобто вчитель повинен здійснювати навчальний процес з урахуванням єдності перелічених вище принципів.
Результатом єдності принципів навчання є активізація й формування абстрактного мислення особистості шляхом виховання, оволодіння знаннями й способами діяльності.
Учитель дає зрозуміти учням, що все нове пізнається поступово, послідовно, шляхом долання труднощів сприйняття, еволюційного переходу від незнання до знання, від ідеї до її втілення в життя.
Існує багато параметрів, які характеризують дитину, і саме їх урахування дозволяє вчителеві досягти високих результатів навчання.
Кожна дитина в колективі сприймає новий навчальний матеріал по-різному:
1) завдяки своєму домінантному каналу:
- очима (візуали);
- вухами (аудіали);
- руками (кінестетики);
2) за темпераментами:
- холерики;
- сангвініки;
- флегматики;
- меланхоліки;
3) за віковим психічним розвитком;
4) за особистісним становищем у колективі (лідер або аутсайдер);
5) за стилем мислення.
Таким чином, здійснюючи індивідуальний підхід до дітей у навчанні, учитель може отримати бажаний результат своєї роботи. Особистість дитини цілісна, а тому дитяче сприйняття вчителя має бути таким самим цілісним. Дуже часто конфлікти або незацікавленість навчальним предметом виникають саме через незнання вчителями тієї чи іншої особливості дитини.
А. Н. Леонтьєв довів, що зміст діяльності тотожний її мотиву, що змісту неможна навчити, зміст тільки виховують. Його неможна повідомити, у нього втягують, до нього підводять особистим прикладом. Дитина не може взяти зміст, вона повинна шукати його.
Особистісний підхід дедалі наполегливіше стверджується як ключовий психолого-педагогічний принцип організації навчально-виховного процесу, від якого багато в чому залежить ефективність системи освіти на розвиток особистості школярів.
Побачити в дитині особистість, що формується, допомогти їй розвинутися, направити здобуті на уроці знання й уміння, застосовувати їх у житті — основна робота вчителя в розвитку індивідуальних здібностей і самореалізації особистості. Система освіти має сприяти розширенню об’єму інтелектуального потенціалу, забезпечити індивідуалізоване навчання.
З підвищенням рівня навчання необхідно більше уваги приділяти формуванню вмінь і навичок, розв’язувати задачі різного рівня, уміння застосовувати знання, здобуті на уроках фізики під час розв’язування геометричних задач, і, навпаки, застосування теоретичних знань, здобутих у процесі вивчення геометрії, до задач із фізичним змістом. Це складає основу нових, глибоких і міцних знань, а також сприяє формуванню в учнів наукового світогляду.
Особливу увагу вчителі фізики та математики повинні приділяти системності методів геометричного моделювання й фізичних теоретичних основ. Для виявлення сформованості пізнавальної особистості необхідно встановлювати ті показники та критерії, котрі відображають сутність явища, проводити паралель між геометрією й фізикою.
Здійснюючи міжпредметні зв’язки курсу геометрії з курсом фізики шляхом розв’язання задач фізичного змісту, ми знайомимо учнів із застосуванням геометричного апарату.
Операція додавання векторів застосовувана в електростатиці під час розв’язування задач на знаходження суми напруженостей полів у певній точці простору, створюваних із боку зарядів q1, q2, q3, ..., qn, що лежать в одній площині.
Оскільки кожен заряд створює в певній точці простору напруженості
E1, E2,E3, ...,En, то повна напруженість поля в цій точці E дорівнює сумі цих векторів: E=E1+E2+E3+ ...+En. Застосовуючи цю формулу, можемо розв’язати таку задачу.
Задача 1. У вершинах основи правильної чотирикутної піраміди розташовані заряди: q1=q, q2=-q, q3=q, q4=-q. Знайти напруженість E у вершині піраміди.
Операція додавання трьох некомпланарних векторів за правилом паралелепіпеда застосовувана в механіці, коли матеріальна точка рухається в просторі зі взаємно перпендикулярними швидкостями v1, v2, v3 і потрібно визначити швидкість |v| переміщення матеріальної точки в просторі (v називається результативною швидкістю).
Для визначення результуючої швидкості v побудуємо прямокутний паралелепіпед із ребрами
|v1|, |v2|, |v3|, що виходять з однієї точки. Тоді, використовуючи правило паралелепіпеда, знайдемо v =v1+v2+v3 , при цьому |v| відповідає довжині діагоналі паралелепіпеда.
Наведемо умову задачі, яку розв’язують за правилом паралелепіпеда.
Задача 2. Взаємно перпендикулярні швидкості за підйому вантажу мостовим краном дорівнюють відповідно |v1|= 0,3 м/с, |v2|= 0,4 м/с і |v3|= 0,5 м/с.
З якою швидкістю переміщується вантаж у просторі?
Перетворення симетрії відносно площини правильних багатогранників застосовують для визначення повного опору провідників, які зібрані (з’єднані один з одним) у вигляді того чи іншого правильного багатогранника. Якщо дротяний правильний багатогранник включений у коло двома протилежними вершинами A і B відносно площини симетрії того чи іншого правильного багатогранника, то виконується Sα(A)=B. При цьому потенціали точок (вершин), що лежать у цій площині симетрії, будуть однакові, і ребрами (провідниками), які лежать у цій площині, струм не проходить. Тому їх можна видалити й опір спрощеної схеми обчислити легше.
Наведемо задачу, розв’язувану вище вказаним способом.
Задача 3. Правильний дротяний октаедр включений у коло двома протилежними вершинами (A і B). Знайти його повний опір, знаючи, що опір кожного його ребра дорівнює 1 Ом.
Перетворення гомотeтії фігур використовують під час розв’язання задач з оптики. Наприклад, щоб контур тіні на екрані був подібний до контурів предмета, вони повинні перебувати в гомотетичних площинах, а джерело має бути розташоване на їхньому спільному перпендикулярі — векторі n(a, b, c) , тобто повинна виконуватися така рівність: HOR (α) =α1 , де α має рівняння ax+by+cz+d = 0, a α1 — рівняння ax+by+cz+Rd=0 .
Використовуючи це, можемо розв’язати наступну задачу.
Задача 4. Як слід розташувати лампу, кінострічку й екран, щоб контур кінострічки на екрані був подібний до контурів кінострічки?
Формулу об’єму куба використовують під час розв’язування задач на знаходження ребра ( a ) кубічних кристалічних ґраток. Для цього ми повинні використовувати таку формулу:
a3=Mn/Nρ, або a=Mn/Nρ, де M — молярна маса, г/моль; n — число атомів, які входять до ґратки, ρ — густина кристалічної ґратки, г/см3 ; а N=6,02⋅1023 — число Авогадро,
моль−1 .
Використовуючи вказану вище формулу, можемо розв’язати наступну задачу.
Задача 5. Кубічній кристалічній ґратці вольфраму (W) відповідає n = 2 атома. Знайдіть довжину ребра цієї кристалічної ґратки ( ρW=19,3 г/см3, MW=184 г/моль).
Наступні формули: V = abc , де a , b c — розміри шлюзу (басейну тощо), V — об’єм шлюзу, і V =nSH , де n , S — відповідно число й площа поперечного перерізу галерей, звідки подають воду для заповнення шлюзу, H — висота прямокутного паралелепіпеда з основою, площа якої — S , t =H/v, де v — швидкість води, дозволяють знайти час заповнення водою шлюзу (басейну або будь якої подібної споруди), що має форму прямокутного паралелепіпеда.
Використовуючи ці формули, можемо розв’язати задачу 6.
Задача 6. Камера шлюзу каналу має довжину 300 м, ширину 30 м і висоту 8 м. Для наповнення камери воду подають за двома галереями квадратного перерізу зі сторонами по 4,5 м зі швидкістю 2,5 м/с. Скільки часу потрібно для заповнення камери водою?
Формула визначення об’ємів використовувана для визначення густини кристалів, які мають відповідну багатогранну форму.
Задача 7. Землесос виймає 500 м3 ґрунту за годину, об’єм пульпи (ґрунт, змішаний із водою) у 10 разів більший від об’єму ґрунту. Яка швидкість руху пульпи в трубі діаметром 0,6 м?
Формули обчислення об’єму кулі та площі поверхні кулі застосовують під час розв’язування задач на теплове розширення твердих тіл у вигляді кулі. За нагрівання твердого тіла його об’єм і площа поверхні збільшуються.
Об’єм тіла V=V0 (1+αt), або 4/3 πR = πR3(1+αt), де R0 , R — радіуси тіл відповідно до та після нагрівання, V0 , V — об’єми цих тіл до та після нагрівання, α — коефіцієнт об’ємного теплового розширення тіл. Зміну площі поверхні кулі обчислимо за формулою S−S0 = 4π (R2-R02), де S0 і S — площі поверхні кулі до й після нагрівання.
Застосовуючи ці формули, можемо розв’язати наступну задачу.
Задача 8. Площа поверхні кулі, виготовленої з матеріалу, коефіцієнт об’ємного розширення якого — α , за 0 °C дорівнювала S0 . На скільки збільшиться площа поверхні кулі, якщо її нагріти до температури t °C ?
У розглянутих вище задачах 1 і 2 застосовують, поглиблюють і розширюють взаємозв’язки знань із геометрії (операція додавання векторів), фізики (напруженості електростатичного поля, швидкості руху).
Задача 3 показує учням, як властивість симетрії площини октаедра використовують у фізиці під час обчислення опору провідників, які з’єднані у формі октаедра.
Задача 4 знайомить учнів із новим для них застосуванням перетворення гомотетії в курсі оптики.
Задача 5 знайомить учнів із тим, що в природі існують кристалічні ґратки, які мають геометричну форму куба.
Задача 6 пов’язує формулу об’єму паралелепіпеда з визначенням швидкості руху рідини.
Задача 7 указує на практичне застосування формули розрахунку об’єму циліндра за визначення швидкості руху рідини.
Остання задача закріплює знання учнів про використання формули об’єму кулі й площі поверхні кулі до задач із фізики на теплове розширення твердих тіл.
Висновки. Як показує досвід, розглянуті задачі задовольняють вимоги:
а) не порушують викладу геометричних тем та ілюструють прикладний характер математики;
б) допомагають повторенню та поглибленню матеріалу, вивченого на уроках фізики;
в) знайомлять із деякими методами розв’язання задач, які трапляються на практиці;
г) виробляють в учнів більш загальні й поглиблені погляди на природу.
Таким чином, вдале поєднання фізико-математичного апарату надає можливість втілення індивідуалізації навчання, враховуючи психолого-педагогічні принципи, згідно з якими зважають на індивідуальність кожної дитини. Опрацювання інформації одночасно на уроках математики і фізики сприяє ліквідуванню прогалин у знаннях учнів.
У ході вмілого поєднання міжпредметних зв’язків можлива організація навчального процесу, який дозволяє зробити вибір засобів, прийомів, темпу навчання, а також враховує індивідуальність учнів, створює оптимальні умови для реалізації потенційних можливостей кожної дитини, прояву її активності в навчально-виховному процесі.
Лiтература
1. Гин А. Приёмы педагогической техники / А. Гин. — М. : Вита, 2002.
2. Загвязинский В. И. Теория обучения. Современная интерпретация / В. И. Загвязинский. — М., 2001.
3. Освітні технології : Навч.-метод. посіб. / За ред. О. М. Пєхоти. — К. : А.С.К., 2001.
