Реализация прикладной направленности математики при решении задач физического содержания

Фирзина Ольга Владимировна учитель математики
Гребенщикова Татьяна Сергеевна учитель физики
МКОУ СОШ №2 г Барабинск Новосибирская область
Реализация прикладной направленности математики
при решении задач физического содержания
Одним из важных моментов в модернизации современного математического образования является усиление прикладной направленности школьного курса математики, то есть осуществление связи его содержания и методики обучения с практикой. Прикладная направленность обучения математике включает в себя реализацию связей с курсами физики, химии, географии, черчения, трудового обучения, обеспечение компьютерной грамотности; формирование математического стиля мышления и деятельности.
В связи с введением в старшей школе профильного обучения, появилась необходимость ориентации на компетенции, которые частично может приобрести ученик в стенах школы. Прикладные задачи в известной степени позволяют учащимся осознать сущность той будущей профессиональной деятельности, которую они выбрали. Они позволяют ознакомиться с особенностями той или иной деятельности, но направлены на формирование предметной компетенции – умения применять знания по математике в конкретной ситуации.
Анкетирование учащихся 10-11 классов физико-математического профиля нашей школы показало, что 60-70 % учащихся планируют получить техническое образование, то есть желают приобрести профессию инженера. Среди профессиональных компетенций инженера выделяется инженерное мышление, которое не только возможно, но и необходимо формировать при изучении, как физики, так и математики. Инженерное мышление – особый вид мышления, формирующийся при решении инженерных задач, и включает образное, логическое и другие типы мышления. Физика – предмет, где наиболее полно раскрываются разнообразные приложения математики. В тоже время физика является «поставщиком» математики, снабжая её неограниченным практическим учебным материалом. Физика включает в себя два основных метода исследования – экспериментальный и теоретический. Первый широко используется для получения новых знаний, а также для проверки правильности теоретических положений. Причем в процессе обработки результатов широкое применение находят математические методы. Используется и математический язык, который нашел свое выражение в физических формулах и законах. Теоретический метод в физике тоже базируется на математике, как метод исследования и метод получения новых знаний. Физическая наука переводима лишь на математический язык. Например, для овладения системой мер помогут различные упражнения, например: найти вес различных жидкостей (керосин, масло, ртуть и т. д.) по данным объемам и удельным весам. Приведём пример физических задач, для решения которых требуются различные математические компетенции.
Задачи по теме «Векторы»
1. На горизонтальном участке пути трактор развил силу тяги 8 кН. Сила сопротивления движению трактора равна 6 кН. Вес трактора 40 кН. Изобразите эти силы графически (масштаб: 0,5 – 4000 Н).
2. На реактивный самолет действуют в вертикальном направлении сила тяжести 550 кН и подъемная сила 555 кН, а в горизонтальном направлении – сила тяги 162 кН и сила сопротивления воздуха 150 кН. Найти модуль и направление равнодействующей.
Задачи по теме «Линейная функция»
1. Движение двух велосипедистов заданы уравнениями х1=5t, х2=150- 10t. Построить график зависимости х (t). Найти время и место встречи.
2. По графику зависимости силы тока в проводнике от напряжения вычислите сопротивление проводника.
Задачи на движение, перевод в систему СИ.
1. Определите длину поезда, движущегося равномерно по мосту длиной 630 м со скоростью 18 км/ч, если поезд проходит мост в течение 2,5 мин.
2. Корабль идет со скоростью 11 узлов. Велосипедист проезжает 100м за 18 с. Сравните скорость корабля и скорость велосипедиста. СПРАВКА. 1 узел = 1 морская миля/ч, 1 морская миля/ч = 1,852 км.
Задачи по теме «Квадратичная функция»
1. Уравнение движения материальной точки имеет вид х = - 0,2 t2. Какое это движение? Найти координату точки через 5 с и путь, пройденный ею за это время.
2. Г.Галилей, изучая законы свободного падения (1589 г.) бросал без начальной скорости разные предметы с наклонной башни в городе Пиза, высота которой 57,5 м. Сколько времени падали предметы с этой башни и какова их скорость при ударе о землю?
Надо ли учить школьников решать прикладные задачи с физическим, техническим, экономическим содержанием? С одной стороны законы математики обязательны для всех наук. Круг ее приложений настолько широк, что все равно не удастся рассмотреть их в достаточной полноте. И наконец, учить решать физические задачи – дело преподавания физики. С другой стороны, математика черпает идеи для своего дальнейшего развития именно из приложений. Если вообще отказаться от задач с реальным предметным содержанием, то ученик не сможет решить ничего, кроме теоретических упражнений. Чтобы разобраться с этим вопросом, ответим себе: зачем вообще учит математике? В 1267 году на этот вопрос английский философ Роджер Бекон ответил так: «Тот, кто не знает математики, не может узнать никакой другой науки и даже не может обнаружить своего невежества».