Межпредметные связи в процессе обучения математике в школе

Значимость взаимодействия учебных предметов как в школе, так и в образовании в целом всегда являлась весомой. При этом часто предпринимались попытки реализовать межпредметные связи в школе, но тем не менее проблема фрагментарности полученного школьниками образования остается неизменной [25].

Анализ работ [1, 4, 9, 10, 13, 20] позволил уточнить современное предназначение изучения в школе естественно-математических предметов. Предметы естественно-математического цикла дают учащимся знания не просто о живой и неживой природе, а о материальном единстве мира, о природных ресурсах и их рациональном использовании. Их освоение направлено на всестороннее и гармоничное развитие личности учащегося. Важнейшим средством личностного развития школьников является создание и развитие межпредметных связей как между предметами естественно-математического цикла, так и между социально-гуманитарными предметами, а также взаимосвязь между изучаемым учебным материалом и проблемами, существующими в социуме, личной жизнедеятельности ученика, будущей профессии.

Качественное изучение естественно-математических предметов возможно при их взаимосвязи с математикой, поскольку она является методической основой всех предметов этого цикла. Освоение математики обеспечивает формирование у школьников знаний, умений и навыков, необходимых как для изучения смежных предметов, так и для повседневной жизни.

Межпредметная связь математики определяется следующими школьными предметами естественно-математического цикла, изучаемыми в школе: химия, физика, черчение, астрономия, информатика, география.

Процесс интеграции требует выполнения определенных условий:

– объекты исследования совпадают либо достаточно близки;

– в интегрируемых предметах используются одинаковые или близкие методы исследования;

– они строятся на общих закономерностях и теоретических концепциях.

Часто учитель проводит не один интегрированный урок, а 2–3 урока подряд, объединяя три и более предмета. Здесь можно говорить уже о новой форме организации учебного процесса – интегрированном блоке[1].

Интегрированный блок может реализовываться и в течение целого дня, тогда возникает новая форма обучения – учебный день. Анализировать же интегрированный блок (дидактические цели, содержание, методические приемы) можно на том же уровне, что и урок (учитывая разное количество времени), поэтому далее будем рассматривать только форму урока.

Для усиления школьной межпредметной интеграции проводятся практические, лабораторные, исследовательские и творческие работы, требующие комплексного применения знаний. Важными приемами установления межпредметных связей являются: использование ИКТ на уроках математики, жизненных явлений, фактов и их анализ при объяснении теоретического материала, введение исторического и занимательного материала (факты, биографии, сообщения, доклады).

При выборе методов и форм использования межпредметной связи учитываются возрастные особенности учащихся, уровень их знаний, изученный материал по другим дисциплинам.

Использование компьютера и формирование умений и навыков работы с наиболее распространенными программами является методической базой для межпредметных связей. Компьютерные технологии помогают улучшить и разнообразить преподавание математики, формируют, например, умения в области компьютерной инженерной графики, заменяющей традиционные методы построения чертежей и графиков; умения моделирования, которые имеют универсальный характер.

В 7-9 классах используются задачи по математике, которые помогают углубить знания учащихся по биологии, географии, физики. При решении задач осуществляются дифференцированный и индивидуальный подход. Таким образом, для реализации межпредметных связей учитель математики с учетом общешкольного плана учебно-методической работы должен разработать индивидуальный план реализации межпредметных связей в математических курсах.

Методика установления межпредметных связей включает ряд этапов:

1) изучение теоретических и методологических основ межпредметных связей на уроках, осознание необходимости использования современных технологий, методов и приемов для их реализации;

2) проведение анализа программы по учебному предмету, выявление опорных тем других дисциплин, факты, понятия, законы которых можно привлечь для более глубокого усвоения школьниками учебного материала;

3) определение последовательности работы: составление тематического и поурочного планирования, планирование межпредметных связей с учетом системного подхода;

4) разработка средств и методических приемов реализации межпредметных связей на конкретных уроках, подбор дидактического материала межпредметного характера, апробация методики подготовки и использования комплексных форм организации обучения, отбор эффективных средств, методик и технологий, практическая реализация межпредметных связей на учебных занятиях [28].

Межпредметные связи в обучении рассматриваются как дидактический принцип и как условие, захватывая цели и задачи, содержание, методы, средства и формы обучения различным учебным предметам.

Решая математические задачи, учащиеся совершают сложные познавательные и расчетные действия:

1) осознание сущности межпредметной задачи, понимание необходимости применения знаний из других предметов;

2) отбор и актуализация (приведение в рабочее состояние) нужных знаний из других предметов;

3) их перенос в новую ситуацию, сопоставление знаний из смежных предметов;

4) синтез знаний, установление совместимости понятий, единиц измерения, расчетных действий, их выполнение;

5) получение результата, обобщение в выводах, закрепление понятий [3].

Таким образом, систематическое использование на уроках математики межпредметных познавательных задач в форме проблемных вопросов, количественных задач, практических заданий обеспечивает формирование умений учащихся устанавливать и усваивать связи между знаниями из различных предметов. В этом заключена важнейшая развивающая функция обучения математики.

Межпредметные связи влияют на состав и структуру учебных предметов. Каждый учебный предмет является источником тех или иных видов межпредметных связей. Поэтому важно выделить те связи, которые учитываются в содержании математики, и, наоборот, – исходящие из математики в другие учебные предметы.

Курс алгебры и начал анализа наглядно показывает универсальность математических методов, демонстрирует основные этапы решения прикладных задач. Аксиоматическое построение курса геометрии создает базу для понимания логики построения любой научной теории, изучаемой в курсах физики, химии, биологии.

Использование на уроках познавательных задач межпредметного характера значительно активизирует учебную деятельность (напряжение памяти, мышления, эмоционально-волевых процессов, развитие воображения и речи). Межпредметные связи на первоначальных этапах их включения в учебный процесс играют роль побуждающего стимула. Знания, полученные учащимися в результате предшествующего опыта усвоения межпредметных связей, становятся регуляторами познавательной активности. На любом этапе обучения межпредметные связи выполняют детерминирующую функцию благодаря интеграции знаний, что повышает продуктивность протекающих психических процессов.

Межпредметные связи формируют конкретные знания учащихся, раскрывают гносеологические проблемы, без которых невозможно системное усвоение основ наук, выполняют методологическую функцию, включают учащихся в оперирование познавательными методами, имеющими общенаучный характер (абстрагирование, моделирование, аналогия, обобщение и т. д.) и таким образом, расширяют область предметного познания. В качестве нового объекта познания рассматриваются связи между отдельными элементами знаний из различных учебных предметов. Особое значение приобретают раскрытие на базе межпредметных связей нравственных аспектов науки, анализ взаимосвязей «человек — общество – природа», что составляет общую задачу гуманитарно-эстетического, общественно-исторического и естественно-научных циклов предметов, а также трудового и эстетического воспитания и обучения. Особенно важно развитие умений системного мышления учащихся как метода современного научного познания.

Формирование обобщённого межпредметного понятия составляет завершающий этап установления межпредметных связей. У учащихся складывается новый способ мышления, умение видеть общее в частном и частное анализировать с позиций общего.

Результативность обучения на основе межпредметных связей достигается путём развития у учащихся умений самостоятельно решать межпредметные проблемы. Показатель познавательной самостоятельности учащихся при решении межпредметных проблем — владение системой знаний и способами их переноса в умственной деятельности. В целях повышения роли межпредметных связей в развитии познавательных интересов учащихся необходимо:

1) выделить учебные проблемы межпредметного содержания;

2) постепенно наращивать объём и широту межпредметных связей, систематически их использовать, постоянно тренировать учащихся в применении знаний и способов действий из смежных предметов;

3) обеспечить системность двустороннего характера связей;

4) обеспечить согласованную работу учителей-предметников.

Системный характер межпредметных связей требует привлечения учёных-специалистов по всем учебным предметам (областям общего образования), дидактов, психологов, методистов, учителей для разработки программ и учебников на межпредметной основе. В процессе подготовки и повышения квалификации учителей требуется специальная работа, направленная на раскрытие многоаспектности межпредметных связей. Актуальными остаются проблемы разработки возрастного аспекта межпредметных связей, совершенствования процесса обучения на основе сочетания межпредметных связей с проблемным, программированным, дифференцированным обучением, а также разработка средств обучения на межпредметной основе, взаимосвязи предметов эстетического цикла и воспитания с другими циклами предметов.

Таким образом, современная концепция межпредметных связей предметов естественно-математического цикла ориентирует учителей на систематическую взаимосвязь учебных предметов, активную реализацию межпредметности в содержании, методах и формах организации обучения, во внеклассной работе, широкого внедрения в практику обучения интегрированных уроков, элективных курсов, объединяющих знания из различных научных и практических областей.