«Знанием добудешь тысячи мечей, но мечом знания добыть не сможешь».
Персидская пословица
Современная образовательная система в настоящее время испытывает многочисленные преобразования и усовершенствования, формулируются актуальные цели образования, соответствующие потребностям современного общества. В соответствии с этим ставятся новые задачи, которые должны решать проблемы повышения интеллектуального потенциала граждан страны, создавать благоприятные условия для формирования личности, способной к творческому, критическому мышлению, способной к самоанализу, саморазвитию и самосовершенствованию. Поэтому в современной педагогике необходимо акцентировать внимание на воспитательном направлении.
Велики воспитательные возможности всех общеобразовательных предметов, но особенно естественно — математических дисциплин. Чтобы найти пути решения проблем, нужно хорошо представлять, как устроен наш мир, знать основные фундаментальные физические законы, уметь их анализировать, интерпретировать, применять, уметь прогнозировать развитие ситуации и находить пути решения.
В естественно- математических дисциплинах, кроме обычных слов, используют специальные слова, или термины, обозначающие физические понятия. Некоторые из таких слов постепенно вошли в нашу разговорную речь. Например, такие, как «электричество», «площадь», «мощность», «дифференциал», «сила», «потенциал» и др. Развитие словарного запаса обучаемых понимается как процесс количественного накопления слов, освоения их социально закрепленных значений и формирование умения использовать в конкретных условиях общения. Изучение терминов развивает мышление, интеллект, способствует активной познавательной деятельности студентов.
Нравственно-патриотическое воспитание:
· Нравственный - предполагает не только видеть, понимать, чувствовать красоту науки, но и понимать необходимость разумного использования достижений науки и технологий для дальнейшего развития человеческого общества и охраны окружающей среды.
Например, пословицы и поговорки являются воплощением народной мудрости, опыта, накопленного человечеством веками. Пословицы и поговорки ценны для изучения тем, что представляют в афористической форме наблюдения за природными явлениями и житейскими ситуациями и представляют собой полезный дидактический материал. Часто пословицы можно сравнить с физическими законами или математическими формулами, поскольку в их краткой форме заключено богатое содержание.
Перед началом или после объяснения нового материала приводится пословица, имеющая прямое к нему отношение к изучаемой теме. Например, к силе трения- «Вода и землю точит и камень долбит» или «Пошло дело как по маслу» - об использовании смазки для уменьшения сил трения. К силе упругости – «Веник не переломишь, а по прутику весь веник переломаешь» или к третьему закону Ньютона – «Как аукнется, так и откликнется»- житейская сущность: относись к людям так, как хотел бы, чтобы люди относились к тебе. Физическая сущность: действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе- взаимодействия двух тел друг на друга равны и направлены в противоположные стороны.
А для закрепления обучающиеся создают проекты на листах формата А4 по теме «Законы Ньютона в пословицах и поговорках», «Силы в природе – пословицы и поговорки к ним» по плану:
1. Пословица (поговорка) + рисунок;
2. Житейская сущность;
3. Физическая сущность
Примеры пословиц и к другим темам физики:
«Зерно в колоске – не лежи в холодке»
Физический смысл: эта пословица иллюстрирует первый закон термодинамики – закон сохранения энергии для тепловых процессов: ∆U = Q +A. Если человек не совершает работу А, то увеличить его внутреннюю энергию ∆U можно за счет количества теплоты Q, получаемой от сгорания пищи в его организме. Но чтобы добыть эту пищу, ему нужно приложить усилия. Без пищи – нет жизни.
Житейский смысл: так наказывают лентяев. В итоге: человек должен либо – начать работать, либо - умереть.
«Любишь кататься, люби и саночки возить».
Физический смысл: эта пословица иллюстрирует закон сохранения механической энергии: Ек + Еп = const. Санки катятся с горы под действием притяжения Земли. Потенциальная энергия санок Еп превращается в кинетическую энергию движения Ек. Работу совершает сила тяжести. Если же надо взобраться на гору, то работает человек, прикладывая силу, направленную против силы тяжести и силы трения. Его работа равна изменению кинетической энергии санок А = ∆Ек. Энергия не возникает ниоткуда.
Житейский смысл: если хочешь получить что-нибудь, надо затратить энергию. В каждом деле есть и приятное, и полезное.
Или, при изучении вопроса о ядерных реакциях и их энергетическом выходе важно также отметить деятельность Игоря Васильевича Курчатова, направленную на использование ядерной энергии в мирных целях (создание АЭС, атомных ледоколов, атомных подводных лодок).
· «История науки и есть сама наука» - писал Гёте. Формировать у студентов чувства патриотизма можно, ознакомив с жизнью и творчеством ученых; показав, что у многих российских ученых были замечательные качества: преданность Родине, стремление развивать науку своей Родины, поднять ее престиж на более высокий уровень. Вряд ли оставят равнодушными слова А.С. Попова, который работая в трудных условиях царского режима, без материальной поддержки не принял ни одного из заманчивых предложений зарубежных фирм продать им патент на своё изобретение. Он сказал: «Я – русский человек и моё изобретение может принадлежать только моему народу».
Рассказы о роли учёных- математиков С.А. Христиановича, М.В.Келдыша, А.Н.Колмогорова и других в создании и совершенствовании новой военной техники, укреплении оборонной мощи нашей страны в годы Вов. Так, работы А.Н.Колмогорова во время ВОв способствовали созданию теории артиллерийской стрельбы, им изучалось явление рассеяния артиллерийских снарядов.
Формировать чувство патриотизма можно также обращая внимание на региональный компонент, например, Ижевск на «орбите» при изучении закона сохранения импульса. Именно благодаря «Электрону» - электромоделирующей станции, которая была разработана на Ижевском мотозаводе, сегодня – «Аксион-холдинг», Юрий Гагарин в 1961 г. приземлился не где-то за полярным кругом, а на территории Советского Союза. На «Куполе» с 2018 года производится трехосный волновой измеритель угловой скорости» (ТВИУС) – гироскопический прибор, предназначенный для установки в системы управления движением и навигации, и другие вспомогательные системы гражданских космических летательных аппаратов типа «Союз» и «Прогресс».
Проектно- исследовательская деятельность.
В течение учебного года студенты занимаются проектно - исследовательской работой. В темах работ всегда прослеживается взаимосвязь изучаемых тем курса естественно-научных дисциплин с практическими жизненными ситуациями. Были созданы проекты «Физика города», «Сила цвета». В процессе работы студентам приходиться отвечать на вопросы, которые заставляют их задуматься о необходимости приобретения новых знаний, умений, расширения кругозора. Появились проекты - «Мертвая петля», «Тормозной и остановочный путь».
Отзывы участников проектов о навыках, приобретенных ими в результате осуществления проектно-исследовательской деятельности:
Ø мои знания стали более глубокими;
Ø я приобрел навыки исследовательской и творческой работы;
Ø я чувствовал ответственность за свою работу перед группой;
Ø я хотела бы продолжить занятия по проектно-исследовательской деятельности.
«Так много в математике физики, как много в физике математики, и я уже перестаю находить разницу между этими науками» - А. Эйнштейн
Одним из эффективных средств воспитания студентов является решение задач. Задачи отражают различные стороны жизни, несут много полезной информации, поэтому их решение является одним из звеньев в системе воспитания. Хорошо подобранные и правильно методически расположенные задачи помогают студентам усвоить теоретический материал, делают курс более интересным, вызывают потребности в новых знаниях и умении самостоятельно их приобретать.
Успешно решать физические задачи без использования математических знаний и умений невозможно. Большинство задач требует вычисления, составления и решения уравнений, анализа функциональных зависимостей, построения и чтения графиков и так далее. Преподавание физики и математики необходимо строить на взаимном использовании элементов математики в курсе физики и физических представлений при изучении алгебры и начала анализа. Интеграция в изучении общеобразовательных дисциплин помогает студентам усвоить информацию с наименьшими затратами времени и ресурсами памяти, а также сформировать целостную картину мира.
Практика и опыт привлечения задач с профессиональной направленностью на уроках показывают, что они активизируют познавательную деятельность, развивают профессиональный интерес и способствуют тому, что обучающиеся осознают, как знания используются в их практической работе.
Например,
1. Автобус массой 5 т, двигаясь от остановки ускоренно прошел путь 400 м. Сила тяги, развиваемая двигателем 5 кН. Коэффициент трения 0,05. Какую скорость приобретет автобус к концу разгона?
2. Баллон ёмкостью 100 л содержит 5,76 кг кислорода. При какой температуре возникает опасность взрыва, если баллон выдерживает давление 50 атм?
3. Автомобиль движется со скоростью 72 км/ч. Мощность двигателя 60 кВт, его КПД равен 30%. Определите расход бензина на 1 км пути.
Хочется отметить, что задание № 10 из ЕГЭ по математике профильного уровня проверяет умение использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни. Можно сказать, что это задачи по физике, а не по математике, хотя решение задачи сводятся к решению линейного или квадратного уравнения, либо неравенства.
Физика и стала собственно точной наукой, благодаря введению в неё Ньютоном математического аппарата.
Потенциал естественно- научных дисциплин в решении воспитательных задач велик. Считаем, что, если преподаватель на уроке успешно раскрывает и использует воспитательный и развивающий потенциал своего предмета, у студентов формируются все необходимые компетенции, что и служит конечным ориентиром в работе системы образования.
Как говорил российский физик, один из Нобелевских лауреатов Жорес Алфёров: «Всё, что создано человечеством, создано благодаря науке. И если суждено нашей стране быть великой державой, то она ею будет не благодаря ядерному оружию или зададным инвестициям, не благодаря вере в Бога, а развитию научного потенциала и образования»
И в завершении: «Только наука изменит мир. Наука в широком смысле: и как расщеплять атом, и как воспитывать людей» - Николай Михайлович Амосов, советский кардиохирург, учёный-медик, литератор.
Библиографический список
1. Каменецкий С.Е., Орехов В.П. Методика решения задач по физике в средней школе:Кн для учителя. - М.:Просвещение, 1987. 368 с
2. Гузеев В.В. Метод проектов, как частный случай интегральной технологии обучения. - М, 1995. 47 с.
3. Бухарова Г.Д. Задачи с производственно- техническим содержанием, как одно из средств реализации политехнического принципа при обучении физике.- Челябинск, 1987. -217 с.