Доклад по теме Методы осуществления межпредметных связей на уроках физики.

Введение.
Сегодня научно-технический прогресс развивается большими темпами. Он вносит большие изменения не только в наше сознание, но и в повседневную жизнь. Меняются представления о мире и о возможностях человека. Если в середине 20 века полет в космос произвел огромное впечатление на человека, то на сегодняшний день мы способны покорять космос и изучать Вселенную разными способами, это и космический телескоп Хаббл и радиотелескопы, и спутники, с современной аппаратурой. Все это стало возможным благодаря развитию науки физики. Но нельзя не учитывать значение других наук, таких как астрономия, математика, химия, биология. Мир знаний об окружающем мире растет тоже благодаря развитию научно-технического прогресса. Все взаимосвязано и не существует отдельно друг от друга. Поэтому в этом огромном мире знаний мы должны уметь находить и использовать те знания, которые нам необходимы.
На сегодняшний день любой преподаватель должен быть хорошим специалистом не только в отдельно взятой науки, но иметь дополнительные знания из других. Это необходимо для того, чтобы заинтересовать студентов, мотивировать их на получение знаний, сделать процесс обучения интересным, а самое главное получить специалиста который будет способен эти знания применить на практике и быть мастером своего дела.
Целью любого преподавателя в его педагогической деятельности является формирование профессиональных компетентностей студентов на уроках физики.
Под профессиональной компетентностью понимается способность студентов применять полученные знания и умения на уроках физики в своей профессиональной деятельности. Актуальность данной темы следует из концепции модернизации российского образования, где сказано, что целью профессионального образования является подготовка квалифицированного работника, свободно владеющего своей профессией и ориентированного в смежных областях деятельности, готового к постоянному профессиональному росту, социальной и профессиональной мобильности.
Установление межпредметных связей в курсе физики повышает эффективность политехнической и практической направленности обучения.
Можно привести несколько примеров межпредметных связей.
Физика, техника и производственная деятельность человека
Физика стоит также у истоков революционных преобразований во всех областях техники. На основе её достижений перестраиваются энергетика, связь, транспорт, строительство, промышленное и сельскохозяйственное производство.
Известно, что теоретические основы движения тел за пределами земного тяготения были сформулированы Кеплером и Ньютоном, открывших законы движения небесных тел и выяснивших причины этого движения. Эти законы не получили практического применения, пока не были подготовлены технические условия для запуска первого искусственного спутника Земли и полета человека в космос; изготовлены особо прочные материалы для постройки космического корабля; создано горючее для двигателей и разработаны средства управления и связи, а главное — открыт новый вид движения и сконструированы реактивные двигатели и ракеты, способные вывести полезную нагрузку за пределы Земли.
Вся современная техника основана на широком применении результатов исследований в физике. Физику поэтому считают основой техники, подчеркивая, что физика сегодня — это техника завтра.
Примером, подтверждающим эту мысль, может служить компьютеризация современного производства, проникновение электронно-вычислительной техники во все сферы жизни человека. Движением современных воздушных и океанских лайнеров, полетом космических кораблей, автоматическими процессами управляют электронно-вычислительные машины (ЭВМ). Они производят сложнейшие математические расчеты и решают задачи в различных отраслях человеческой деятельности (от управления производством до медицины и лингвистики). В настоящее время создаются ЭВМ, производящие несколько миллионов математических операций в одну секунду. Как же велики силы человеческого ума, создавшего себе такого умного помощника!
Компьютеризация как одно из направлений научно технического прогресса основана также на достижениях физики, в частности физической электроники, в рамках которой создаются компактные полупроводниковые и магнитные элементы, входящие в конструкции ЭВМ. Пока с компьютеризацией производства в нашей стране дело обстоит несколько хуже, чем в ряде других цивилизованных стран.
На законах физики основана работа разнообразных машин, используемых в промышленности, сельском хозяйстве, железнодорожном, воздушном, автомобильном, водном транспорте. Современная промышленность черной и цветной металлургии, машиностроение, химическая промышленность, станкостроение, пищевая промышленность, промышленность стройматериалов и многие другие отрасли народного хозяйства нуждаются в контроле и управлении технологическими процессами. Контроль и управление технологическими процессами в настоящее время при широко развитой автоматизации производств осуществляются разнообразными теплофизическими, электронными, радиоэлектронными, оптическими приборами и ЭВМ. Поэтому появились целые отрасли приборостроительной промышленности, неразрывно связанные с физическими лабораториями университетов и научно исследовательских институтов Российской академии наук (РАН). Наука становится в физических лабораториях производительной силой.
Энергетика
Наша жизнь невозможна без энергетики, в основе которой лежат также законы разделов физики, таких как термодинамика, электродинамика, атомная и ядерная физика. О том, насколько развито государство и как в нем живет народ, судят по энерговооруженности на душу населения. И как следствие мировое положение страны среди стран мира и отношение к ней с политической точки зрения как к самостоятельному государству.
Роль физики в гуманитарных науках и искусстве
Люди с древних времен пользовались духовыми и струнными музыкальными инструментами. Однако развитие радиоэлектроники, физики электромагнитных колебаний способствовало созданию принципиально новых музыкальных инструментов. Световые эффекты и лазерное шоу привлекают к себе огромное внимание и используются на концертах и представлениях в шоу бизнесе. Сейчас никого уже не удивляют звуковое, широкоэкранное и широкоформатное кино.
Автоматизация производства
Предстоит огромная работа по созданию комплексно-автоматизированных производств, включающих в себя гибкие автоматические линии, промышленные работы, управляемые микрокомпьютерами, а также разнообразную электронную контрольно-измерительную аппаратуру. Научные основы этой техники органически связаны с радиоэлектроникой, физикой твердого тела, физикой атомного ядра и рядом других разделов современной физики.
Физика и информатика
Физика вносит решающий вклад в создание современной вычислительной техники, представляющей собой материальную основу информатики. Все поколения электронных вычислительных машин( на вакуумных лампах, полупроводниках и интегральных схемах) созданные до наших дней, родилась в современных лабораториях.
Современная физика открывает новые перспективы для дальнейшей миниатюризации, увеличения быстродействия и надежности вычислительных машин. Применение лазеров и развивающейся на их основе голографии таит в себе огромные резервы для совершенствования вычислительной техники.
Методы осуществления межпредметных связей.
I.Одним из методов осуществления межпредметных связей физики с другими предметами - решение задач межпредметного содержания. К таким задачам относятся упражнения, в которых используют знания и умения студентов по нескольким учебным предметам. Задачи межпредметного содержания используются для связи теории с практикой, для формирования общенаучных понятий, для обобщения и систематизации знаний и навыков студентов, для политехнического обучения и практической направленности обучения студентов.
Примеры задач
Физика –техника:1. Колебательный контур состоит из конденсатора электроемкостью С =1,8 мкФ и катушки индуктивности L=0,2 Гн. Определите максимальную силу тока в контуре, если максимальная разность потенциалов на обкладках конденсатора 100 В.2. Почему радиосвязь с ракетой, которая летит на высоте более 100 км, может осуществляться только на коротких или ультракоротких волнах? 3. При закалке стальных деталей на их поверхности появляются так называемые «побежалые» (радужные) цвета. Такие же цвета очень часто имеет стальная стружка, снятая с детали при обработке на станке. От чего зависит окраска "побежалых" цветов?
5. Ретранслятор телевизионной программы "Орбита" установлен на спутнике связи "Радуга", который движется на высоте 36000 км над поверхностью Земли, занимая постоянное положение относительно Земли. Сколько времени распространяется сигнал от передающей станции до телевизоров системы "Орбита".
Физика –Астрономия:1. В недрах Солнца происходит ядерная реакция синтеза ядер водорода в ядро гелия. Сколько энергии выделяется при образовании гелия массой 1 кг, если энергия связи ядра гелия составляет 23,3 МэВ? Какие законы физики и химии используют в решении этой задачи? 2. Земля непрерывно излучает энергию в космическое пространство. Почему же Земля не замерзает?3. Известно, что температура фотосферы Солнца около 6000К, а солнечной короны 106 К. Можно ли сказать, что солнечная корона подогревает фотосферу?
4. От ближайшей звезды (α –Центавра) свет доходит до Земли за 4.3 года. Каково расстояние до звезды.
Физика –Биология:1. Почему стронций-90 считается наиболее опасным радиоактивным элементом для живого организма?
2. Какие ультрафиолетовые лучи — длинно-, средне- или коротковолновые оказывают вредное биологическое действие на живой организм?
3. Где интенсивность ультрафиолетовых лучей в солнечном излучении больше — у поверхности Земли или в открытом космосе? Какую роль это играет для жизни растений и животных на Земле? Объясните физическую сущность.
Физика –Литература:1. В научной фантастике описываются космические яхты с солнечным парусом, движущихся под действием давления солнечных лучей. Через какое время яхта массой 1 т приобрела бы скорость 50 м\с, если площадь паруса 1000 м2, а среднее давление солнечных лучей 10мкПа? Какой путь прошла бы эта яхта за это время? Начальную скорость яхты относительно Солнца считать равной нулю.
Физика-экономика:
Найти прямые связи между этими предметами оказалось достаточно сложно, но, тем не менее, они тоже есть.
Во-первых, владение физическими понятиями помогает студентам лучше усвоить сходные экономические процессы , такие как: динамика цен, рыночное равновесие, колебания (циклы или волны деловой активности и т.д.).
Во-вторых, физические явления могут выступать как модели для объяснения некоторых экономических процессов. Например, деятельность совершенных рынков труда аналогична сообщающимся сосудам: если на одном из рынков рабочих оказывается слишком много, заработная плата на нем падает ниже единого уровня, и рабочие “выталкиваются” на другие рынки. Так происходит до тех пор, пока зарплата на данном рынке не сравняется с единой зарплатой, установившейся в хозяйстве.
В-третьих, знание свойств отдельных элементов помогает лучше понять причины их использования. Например, при изучении темы “Возникновение и сущность денег” учащиеся могут вспомнить те физические и химические свойства золота и серебра, которые позволили этим драгоценным металлам стать всеобщим эквивалентом для обмена – деньгами.
Физика-спецдисциплины:
1.Чтобы расплавленный припой (например,сплав олова со свинцом) растекался по поверхности спаиваемых металлов, их предварительно очищают паяльной жидкостью (хлористый цинк или другие жидкости,которые освобождают металлическую поверхность от оксидов) . Почему необходима эта операция ?
2.С помощью импульсного электросварочного станка в процессе разряда конденсатора емкостью 1000 мкФ при напряжении 1,5 кВ осуществляют сварку медной проволоки. Коэффициент полезного действия установки равен 4% . Определить полезную мощность станка, если время разрядного импульса 2мкс.
3.Определить энергию поля конденсатора прерывателя пускового электродвигателя, если емкость конденсатора 0,4мкФи напряжение равно 250В.
4.Электродвигатель постоянного тока, установленный для работы токарного станка, подключен к генератору, имеющему э.д.с. 250В и внутреннее сопротивление 0,5 Ом. Определить ток в цепи и напряжение на клеммах генератора, если внешнее сопротивление 4,5 Ом . Начертите электрическую схему цепи.
5.Двигатель токарного станка работает при напряжение 220 В и силе тока 25 А. Определить полезную мощность двигателя, если его к.п.д.70% и сопротивление обмотки двигателя.
6.На зажимы электрического двигателя токарного станка подают напряжение 110 В. Обмотка ротора имеет сопротивление 0,4 Ом . Встречная э.д.с. при номинальном режиме двигателя составляет 102В. Определить силу тока при номинальном режиме двигателя, сопротивление пускового реостата при условии, что сила тока в нем не превышала удвоенного значения силы тока номинального режима и силу тока в цепи двигателя, если двигатель пустить без пускового реостата.
7.Человек с сопротивлением 60кОм попал под напряжение 3кВ. Определить силу тока, протекающего через него. Может ли он погибнуть в данных условиях? Что делают для предотвращения несчастных случаев при работе с электрическими сетями и установками?
II.Следующим способом осуществления межпредметных связей являются интегрированные уроки.Такие уроки можно проводить не только между предметами естественно – математического и профессионально – технического циклов, но и между предметами социально-гуманитарного и экономического циклов. Такая интеграция уроков обеспечивает значительное повышение мотивации к изучению всех циклов дисциплин, без исключения. В этом случае студенты получают более целостное представление о данных дисциплинах и начинают понимать необходимость изучения всех дисциплин. Даже интеграция между двумя предметами отдельных тем естественно – математического цикла также обеспечивает значительную активизацию мыслительной деятельности студентов. В последнее время как преподаватель физики, я очень часто использую интегрированные уроки. Например, можно провести интегрированные уроки физика-экология рассматривая темы «Двигатели внутреннего сгорания», «Альтернативные источники энергии», «Производство и использование электроэнергии».Так же проводя уроки по данным темам можно затронуть и экономические вопросы этих направлений.
Рассматривая тему межпредметных связей можно отметить, что это не единственные способы ее осуществления. Например, можно проводить не только интегрированные уроки, но и мероприятия. Такое интегрированное мероприятие я провела по теме «Актуальные вопросы современной энергетики». Данная тема была рассмотрена со стороны многих аспектов: экологии, медицины, психологии, экономики. Готовясь к данному мероприятию ребята просмотрели очень много разной литературы, у них возникали вопросы и это позволяло им двигаться дальше в изучении данной темы.
Заключение
Исходя из представленных доводов, можно сделать вывод о том, что в наш век технического прогресса, быстрого развития наук, для эффективного обучения студентов все чаще следует обращать внимание на межпредметные связи. А как вы их будете осуществлять? Здесь вы решаете сами, можете использовать перечисленные, а можете найти свои, не менее продуктивные и интересные.