«СВЯЗЬ МАТЕМАТИКИ И ВОПРОСОВ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ В ШКОЛЬНОМ ОБРАЗОВАНИИ И ОГЭ» - ВКР

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ СВЯЗИ МАТЕМАТИКИ И ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ В ШКОЛЬНОМ КУРСЕ МАТЕМАТИКИ 6

1.1. Теоретические основы связи математики и естествознания 6

1.2. Значение математики в естествознании 8

1.3. Методы математики в естествознании 17

Глава 2. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИКИ В ЕСТЕСТВОЗНАНИИ НА ШКОЛЬНЫХ ПРЕДМЕТАХ И ОГЭ 23

2.1. Примеры задач естествознания в школьном курсе 23

2.2. Связь математики и естествознания в задачах ОГЭ 36

2.3. Тематическое планирование урока по теме «Решение текстовых задач на смеси и сплавы» 41

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48

ЛИТЕРАТУРА 51

Введение

Актуальность. Концепции, обширные мысли, логические стандарты и способы мышления, а также идеалы, что неизменно преследуются в течении более двух с половиной тысяч лет, являются детищем народа. Тем не менее, с данным продуктом собственного ложного интеллекта люди пытаются изучить пространство, очень крупное для их воображения, чтобы понять его; они предвестили и продемонстрировали, как именно распоряжаться радиоволнами, которые ни одна из наших ощущений никак не способна понимать; и они выявили чрезмерно крохотные частички, для того чтобы их возможно было заметить с использованием новейших и мощнейших микроскопов. Бездушные знаки и формулы, целиком и полностью пребывающие в повелении человека, дали ему возможность прочно сдерживать космос, пространство и мир в целом.

Математика играет важную роль в естественных науках, осуществляется связь преимущественно через оценки математических моделей. Еще Галилей писал, что книга природы написана на языке математики, и его количественный подход к пониманию природного мира, возможно, знаменует собой начало современной науки. Почти 400 лет спустя, в преподавании математики и дисциплин естествознания по- прежнему в основном специальные и фрагментарные, и акцент в преподавании математики построен на относительно специализированных алгебраических методах.

Исследователи образования и политики в течение некоторого времени рекламировали необходимость междисциплинарного обучения. Однако, несмотря на это желание изменить междисциплинарное обучение, учителя часто не уверены в том, как планировать, осуществлять и поддерживать междисциплинарные учебные программы. Отчасти это связано с отсутствием основы для интеграции продуктивных идей в различных дисциплинах. Поэтому актуальность исследования заключается в том, чтоб всесторонне изучить связь математики и естественных наук, а также рассмотреть возможные методы применения математики в школьном образовании и ОГЭ.

Объект исследования – естественные науки.

Предметом исследования является связь математики и вопросов естествознания в школьном образовании и ОГЭ.

Цель исследования – рассмотреть связь математики и естествознания. Для достижения цели необходимо выполнить ряд задач, а именно:

- выявить значение математики в естествознании;

- рассмотреть методы математики в естествознании;

- изучить применение математики в естествознании;

- раскрыть связь математики и естествознания.

Методологическими основами исследования выступили положения научной теории познания о: диалектической взаимосвязи математики с естествознанием; специфику процесса естественного познания; сущность социального института образования как механизма социокультурного воспроизводства человека.

Теоретические основы исследования составили научные труды ученых, выполненных в рамках проблем: модернизации национальной системы многоуровневого образования (И.Бех, А.Богуш, И.Зязюна, М. Степко, М.Ярмаченко и др.), теории и методологии научных исследований (В. Андрущенко, С.Гончаренко, Г.Журавлев, Е.Карпова, Т.Кожухова, И.Руснак, О.Цокур и др.), использования средств математической статистики в гуманитарных исследованиях (П. Воловик, Дж.Гласс, М.Грабарь, Л.Ительсон, К.Краснянская, А.Киверялг, Ю.Пелех, Н.Розенберг, Я.Скалкова, Дж. Стэнли и др.); математизации гуманитарных наук и гуманитаризации математики (Б.Гнеденко, К.Карташова, М.Морозова, И.Смирнова, Е.Шикин, Р.Шикина и др.).

Методы исследования: теоретические: анализ и обобщение справочно- энциклопедической, научной, учебно-методической и инструктивно- методической литературы по проблемам математического образования и практики применения математической статистики в естественных науках.

Структура работы состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованной литературы.

Выдержка из текста работы

Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ СВЯЗИ МАТЕМАТИКИ И ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ В ШКОЛЬНОМ КУРСЕ МАТЕМАТИКИ

1.1. Теоретические основы связи математики и естествознания

С самых древних времен, когда люди не умели писать и читать, они уже знали что такое счет. Писать человечество научилось тогда, когда значительно усовершенствовалось в умении считать. Математические знания в далеком прошлом применялись для решения повседневных нужд, и именно практика в значительной степени руководила всем последующим развитием математики. В наше время, как и в далеком прошлом практика представляет перед человечеством и математикой сложные задачи. Именно в этом причина современного бурного развития математики, появления многих ее новых веток, позволяет глубже и детальнее изучать возникновение и развитие окружающего нас мира и решать конкретные практические задачи. Чтобы решать научные вопросы нужно в совершенстве владеть теми знаниями, которыми человечество овладело в прошлом.

Безусловно множество математиков принимают участие в научных исследований. Математику используют для строительства самолетов, космических шаттлов, искусственных спутников Земли, для разработки новых бытовых приборов и средств для различных развлечений[24].

Чем больше и глубже человек изучает математику, тем больше открываются ее горизонты. Дух величайшей и древнейшей науки присутствует во всех предметах на всем свете.

Прогресс науки и техники сосредоточен на трех важных этапах, а именно: описание наблюдаемого факта, прогнозирование будущего поведения и понимание природных явлений; это также основано на наблюдательных и экспериментальных данных. Тем не менее, предсказание, описание и понимание в настоящее время осуществляются с помощью математических инструментов и моделей. Математика является основой всех наук; Аристотель определил математику как «науку о количестве», а Гаусс - как «королеву науки». Усовершенствованное математическое моделирование, аналитические и численные решения отражают сочетание концепций, методов и принципов, которые часто носят междисциплинарный характер[15].

Одной из существенных объективных закономерностей в современной научно-технической революции, как подчеркивают известные ученые (И.Акчурин, В.Болтянский, Б.Гнеденко, Данилов-Данильян и др.), является все возрастающая математизация всех отраслей научного знания. Так, в частности, конкретизирует Б.Гнеденко, появление дифференциального и интегрального исчислений, а вместе с ними и теории дифференциальных уравнений привела к резкому росту роли математики как при изучении процессов природы, так и в инженерном деле и социальной практике.

Математический язык стал языком науки ХVIII и ХIХ веков, а вместе с тем и мощным орудием инженерных исследований. Во второй половине ХIХ столетия теория вероятностей, в связи с развитием молекулярных представлений о природе материи, превратилась в серьезное орудие физики, и эта роль увеличивается с каждым десятилетием. Математическая статистика, зародившаяся в конце ХVII века в связи с исследованием вопросов демографии, в конце ХIХ столетия начала превращаться в мощное орудие исследования биологических процессов и находить применение в медицине и экономике, а в конце ХХ века - в социальных и гуманитарных науках. Иными словами, все возрастающая математизация всех отраслей современного научного знания, независимо от его специализации, согласно единому мнению ученых, является следствием очевидного прогресса математической мысли, особенно конца ХХ века, а также результатом преодоления устаревших и негативных стереотипов на понимание сущности и определения значимости математики в современном научном познании.

Заключение

Подытоживая изложенное, отметим, что математизация в современном естествознании выполняет существенную роль и часто новая теоретическая интерпретация определенного явления естествознания считается полноценной, если возможно создать математический аппарат, отражающий основные его закономерности. Однако не стоит думать, что все естествознание будет сведено к математике. Построение различных формальных систем, моделей, алгоритмических схем – лишь одна из сторон развития научного знания, но естествознание развивается, прежде всего, как содержательное знание[30]. Невозможно формализовать собственно процесс выдвижения, обоснования и опровержения гипотез, научную интуицию.

Глубина объяснения, достоверность предвидения зависящие прежде всего от тех конкретных ссылок, на которые они опираются, и математизация не может восполнить пробел в их отсутствие. Математизация является движением к эволюционной зрелости общества, современного мира информации и знаниям, необходимым компонентом формирования целостного, ноосферного мышления человека и, как следствие, реализация устойчивого развития общества. Для эффективного применения понятий и методов математики должны существовать начальные, выходные необходимые условия как в математике, так и в математизированной отрасли науки. Говоря о применении математики в определенной области науки, следует иметь в виду, что математизация знания оживляется тогда, когда объект исследования состоит из простых и однородных элементов. Если он сложной структуры, то применение математики усложняется. Сейчас математика становится королевой наук благодаря современной идеологии неопифагоризму, основанной на идее гармонии Вселенной и математической теории гармонии; появление синергетики как общей теории самоорганизации, методы которой имеют генетическую связь с математикой; стремительному развитию информационных технологий. Однако полного соответствия между математической и физической, химической или биологической реальностью не существует.

В истории развития науки проблема интеграции одна из древнейших и исследовалась в различных аспектах. Раскрытие интеграции как целостного, сложного, противоречивого и многоаспектного развивающего процесса вызывает необходимость анализа действия философских законов и категорий, которые выступают интеграторами всей системы человеческого знания, используются как общие принципы в процессе познания и имеют методологическое значение для всех научных отраслей. С позиции педагогических наук интеграция - это процесс сближения и взаимопроникновения, который должен вывести ученика на понимание единой научной картины мира.

Необходимость интеграции обусловлена не только значительным ростом объема научного знания, но и центральной задачей образования развития и саморазвития сущностных сил ребенка в их единстве и целостности. В развитии современных образовательных систем интеграция выступает ведущим принципом, который проявляется как способ и процесс создания многомерной картины мира, объединяет различные формы отражения действительности. Интеграция как объединение в целое определенных частей или элементов считается необходимым дидактическим средством, с помощью которого создается целостная картина мира в воспитательном процессе[29].

Идея межпредметных связей в педагогике не новая, но в последние годы в свете задач всестороннего развития личности школьника приобрела принципиально важное значение. В современной педагогике межпредметные связи переросли в проблему интегрированного познания, в проблему формирования интегрированных знаний за время пребывания в общеобразовательной школе. В процессе интегрированного обучения создается целостная система научных знаний, которым присуща высокая степень осознания, мобильности и прочности.

Список литературы

1. Александрова Т.К. Формирование межпредметных умений учащихся в учебной деятельности /Т.К.Александрова. Л.: ЛГПИ им. А.И. Герцена, 1988. 41 с.

2. Алексашина И. Интегративный подход в естественнонаучном образовании // Народное образование. 2001. №1. 300 с.

3. Арнольд В.И. Математика и физика: родитель и дитя или сёстры? /В.И.Арнольд //Успехи физических наук. Т. 169. 1999. № 1. С.311-1323.

4. Вигнер Е. О непостижимой эффективности математики в естественных науках // Успехи физических наук. 1968. Т. 94. № 3. С. 546.

5. Винокурова Н.К., Елисеева О.В. Один из подходов к реализации принципа интегративности в обучении // Дидакт. 1999. №4. 388 с.

6. Гончаренко С.У. Содержание образования и его гуманитаризация / Непрерывное профессиональное образование: проблемы, поиски, перспективы / под ред. И.Я Зязюна. К., 2000. 301 с.

7. Горев П. М., Лунеева О. Л. Курс «Математика в естествознании» для 7-9-х классов средней школы в структуре непрерывного математического образования // Концепт. 2015. № 11 (ноябрь). 145 с.

8. Горев П. М. Направления совершенствования школьного математического образования // Математический вестник педвузов и университетов Волго-Вятского региона. Выпуск 17: периодический межвузовский сборник научно-методических работ. Киров: Изд-во ООО «Радуга-ПРЕСС», 2015. 411 с.

9. Горбулич Г.В., Ткачева А. Создание целостного художественного образа урока как одно из направлений педагогической интеграции // Вестник ЛНПУ им. Шевченко №12, . 288 с.2005 г

10. Дородницын А.А. Новые практические применения математических методов /А.А.Дородницын //Вестник АН СССР. 1966. № 7. С.24-29.

11. Дородницын А.А. Математика и описательные науки /А.А.Дородницын //Число и мысль. М.: Знание, 1977. С.13-21.

12. Действительно Ф. Математика и физика // Успехи физических наук. 1965. Т. 85. № 2. С. 353.

13. Действительно Ф. Математика и физика // Успехи физических наук. 1965. Т. 85. №2. С. 351-352.

14. Дородницын А.А. Проблемы математического моделирования в описательных науках /А.А.Дородницын // Кибернетика. 1983. № 4. С.6-10.

15. Жулев В. Природа образования в разумном преобразовании природы: Интегрирование биологии и математики, литературы и экономики // Управление школой (Первое сентября). 1998. №39. 211 с.

16. Интегрированный подход в обучении [Электронний ресурс] : (Фестиваль педагогических идей «Открытый урок») / Т. П. Рогушина // Режим доступа: http://festival.1september.ru/articles/314201/.

17. Интеграция предметов естественно-математического цикла в связи с переходом на 12летнее образование // Тверской национальный унивеситет: материалы научно практической конференции педагогических наук. Тверь: Библиотека ТНУ, 2005. 333 с.

18. Кириченко В., Балахонова А. Интегрированный урок по математике // Математика в школе. М.:Просвещение, 2006. №6. 440 с.

19. Келбакиани В.Н. МПС в естественно-математической подготовке учителей /В.Н.Келбакиани. Тбилиси: Ганатлеба, 1987. 292 с.

20. Кикель П.В. Научные концепции, проблемы, результаты (Математическое познание как особый способ репрезентации реальности) [Электронный ресурс] /П.В.Кикель. – Режим доступа: http://www.bspu.unibel.by/teacher/kikel/doc/koncepcii.doc

21. Кучменко Н.Г. Интегрированный подход в обучении естественным наукам // Завуч. 2002. №5. 188 с.

22. Любичева В.Ф. Мухамедьянова Р.Р. Дидактические сказки в процессе обучения математике//Вопросы обучения и воспитания. 2007. №6. 345 с.

23. Максимова В.Н. Межпредметные связи в процессе обучения /В.Н.Максимова. М.: Просвещение, 1988. 191 с.

24. Новое качество образования на основе интеграции [Электронний ресурс] /Г.В.Селезнева//Режим доступа: http://pedsovet.org/forum/index.php?act=attach&type=post&id=11328.

25. Новиков А.М. Постиндустриальное образование / Александр Михайлович Новиков. М.: Издательство “Эгвес”, 2008. 136 с.

26. Математизация современной науки: предпосылки, проблемы, перспективы //[Сб. трудов под ред. В.И.Купцова]. М.: Центр. совет философ. (методологических) семинаров при президиуме АН СССР, 1986. 151 с.

27. Розов М.А. Процессы и механизмы интеграции в развитии науки / М.А.Розов // Интегративные тенденции в современном мире и социальный прогресс / Под ред. М.А.Розова. М.: Изд – во МГУ, 1989. 409 с.

28. Субетто А. Приоритеты и философия целеполагания фундаментальной науки в XXI веке. Трансформация парадигм университетского образования [Электронный ресурс] /А.Субетто. Режим доступа: http://www.trinitas.ru/rus/doc/avtr/00/0008-00.htm

29. Шамова Т.И., Давыденко Т.М. Управление образовательным процессом в адаптивной школе. М.: Центр Педагогический поиск, 2001. 384 с.

30. Якиляшек В. Интеграция математической и естественнонаучной образования // Родная школа. 1999. №3. 133 с.