Глава 1. Межпредметные связи в теории и практике обучения

1. Понятие , классификация и функции межпредметных связей

В педагогической литературе имеется более 40 определений категории «межпредметные связи», существуют самые различные подходы к их педагогической оценке и различные классификации.

Так, большая группа авторов определяет межпредметные связи как дидактическое условие, причем у разных авторов это условие трактуется неодинаково.

Например: межпредметные связи исполняют роль дидактического условия повышения эффективности учебного процесса [Error: Reference source not found]; межпредметные связи как дидактическое условие, обеспечивающее последовательное отражение в содержании школьных естественнонаучных дисциплин объективных взаимосвязей, действующих в природе [Error: Reference source not found].

Ряд авторов дает такие определения межпредметных связей: «Межпредметные связи есть отражение в курсе, построенном с учетом его логической структуры, признаков, понятий, раскрываемых на уроках других дисциплин» [Error: Reference source not found], «Межпредметные связи представляют собой отражение в содержании учебных дисциплин тех диалектических взаимосвязей, которые объективно действуют в природе и познаются современными науками»[Error: Reference source not found], или такое «межпредметные связи в обучении отражают комплексный подход к воспитанию и обучению, позволяют вычленить как главные элементы содержания образования, так и взаимосвязи между предметами» [Error: Reference source not found].

В данной курсовой работе, как наиболее точное, будем использовать такое определение межпредметных связей: «Межпредметные связи есть педагогическая категория для обозначения синтезирующих, интегративных отношений между объектами, явлениями и процессами реальной действительности» [Error: Reference source not found].

Интегрирование знаний из различных областей на уроках информатики реализуется в интегрированных курсах по различным предметам, инструментальных средствах и экзаменаторах. Нестандартная реализация поставленных задач приводит к нестандартным формам уроков.

Наиболее важные и значимые общеобразовательные цели информатики и информатизации - установление и усиление межпредметных связей, создание условий для восприятия и понимания информационных процессов в обществе, природе, познании, формирование информационной картины мира.

Современное образование требует преодоления разрозненности учебных предметов. Системообразующую роль в этом процессе следует отдать информатике. Каждой научной дисциплине свойственно свое особое сочетание формализованных и неформализованных методов моделирования явлений, процедур доказательства и объяснения, и лишь информатика легко преодолевает межпредметные границы, обогащает все области научного познания.

Формой является внутренняя структура предмета. Выделяются следующие формы связей:

• по составу.

• по направлению действия.

• по способу взаимодействия направляющих элементов.

В специальной литературе межпредметные связи классифицируются по форме и типу связей [Error: Reference source not found].

Таблица 1

Формы межпредметных связей	Типы межпредметных связей		Виды межпредметных связей
1) По составу	1) содержательные		по фактам, понятиям законам, теориям, методам наук
	2) операционные		по формируемым навыкам, умениям и мыслительным операциям
	3) методические		по использованию педагогических методов и приемов
	4) организационные		по формам и способам организации учебно-воспитательного процесса
2) По направлению	односторонние, двусторонние, многосторонние		Прямые; обратные, или восстановительные
3) По способу взаимодействия связеобразующих элементов (многообразие вариантов связи)	Временной фактор	1) хронологические 2)хронометрические	1) преемственные 2) синхронные 3) перспективные
			1) локальные 2) среднедействующие 3) длительно действующие

Исходя из того, что состав межпредметных связей определяется содержанием учебного материала, формируемыми навыками, умениями и мыслительными операциями, то в первой их форме выделяются следующие типы межпредметных связей:

• содержательные;

• операционные;

• методические;

• организационные.

Каждый тип первой формы подразделяется на виды межпредметных связей. (См. Таб.1).

Во второй форме выделяем основные типы межпредметных связей по направлению действия. Обозначим соотносящиеся стороны связи условно буквами A, B, C, D и т.д.

В случае если В направлено к А , то будем иметь одностороннюю связь,

если В и С направлены к А , то эта связь будет двусторонней;

если же B, C, D… и т.д. будут направлены к А, то эта связь будет многосторонней .

Все эти типы связей могут быть прямыми (действовать в одном направлении) и обратными, или восстановительными, когда они будут действовать в двух направлениях: прямом и обратном.

Например - прямая односторонняя связь;- двусторонняя обратная, или восстановительная связь.

В третьей форме межпредметных связей, по временному фактору, выделяют следующие типы связей:

• хронологические;

• хронометрические.

Хронологические - это связи по последовательности их осуществления.

Хронометрические - это связи по продолжительности взаимодействия связеобразующих элементов.

Каждый из этих двух типов подразделяется на виды межпредметных связей. (См. Табл.1).

Межпредметные связи по составу показывают - что используется, трансформируется из других учебных дисциплин при изучении конкретной темы.

Межпредметные связи по направлению показывают:

является ли источником межпредметной информации для конкретно рассматриваемой учебной темы, изучаемой на широкой межпредметной основе, один, два или несколько учебных предметов.

Используется межпредметная информация только при изучении учебной темы базового учебного предмета (прямые связи), или же данная тема является также «поставщиком» информации для других тем, других дисциплин учебного плана школы (обратные или восстановительные связи).

Временной фактор показывает:

какие знания, привлекаемые из других школьных дисциплин, уже получены учащимися, а какой материал еще только предстоит изучать в будущем (хронологические связи);

какая тема в процессе осуществления межпредметных связей является ведущей по срокам изучения, а какая ведомой (хронологические синхронные связи).

как долго происходит взаимодействие тем в процессе осуществления межпредметных связей.

Вышеприведенная классификация межпредметных связей позволяет аналогичным образом классифицировать внутрикурсовые связи (связи, например, между ботаникой, зоологией, анатомией и общей биологией - курса биологии; связи между неорганической и органической химией - курса химии…), а также внутрипредметные связи между темами определенного учебного предмета, например ботаники, органической химии, новейшей истории. Во внутрикурсовых и внутрипредметных связях из хронологических видов преобладают преемственные и перспективные виды связей, тогда как синхронные резко ограничены, а во внутрипредметных связях синхронный вид вообще отсутствует.

Таким образом, классификация межпредметных связей показывает формы, типы и виды связей, а также позволяет классифицировать внутрикурсовые и внутрипредметные связи.

Функции межпредметных связей:

Методологическая функция выражена в том, что только на их основе возможно формирование у учащихся диалектико-материалистических взглядов на природу, современных представлений о ее целостности и развитии, поскольку межпредметные связи способствуют отражению в обучении методологии современного естествознания, которое развивается по линии интеграции идей и методов с позиций системного подхода к познанию природы.

Образовательная функция межпредметных связей состоит в том, что с их помощью учитель формирует такие качества знаний учащихся, как системность, глубина, осознанность, гибкость. Межпредметные связи выступают как средство развития математических понятий, способствуют усвоению связей между ними и общими понятиями.

Развивающая функция межпредметных связей определяется их ролью в развитии системного и творческого мышления учащихся, в формировании их познавательной активности, самостоятельности и интереса к познанию математики. Межпредметные связи помогают преодолеть предметную инертность мышления и расширяют кругозор учащихся.

Воспитывающая функция межпредметных связей выражена в их содействии всем направлениям воспитания школьников в обучении математики Учитель математики, опираясь на связи с другими предметами, реализует комплексный подход к воспитанию.

Конструктивная функция межпредметных связей состоит в том, что с их помощью учитель совершенствует содержание учебного материала, методы и формы организации обучения.  Реализация межпредметных связей требует совместного планирования учителями предметов естественнонаучного цикла комплексных форм учебной и внеклассной работы, которые предполагают знания ими учебников и программ смежных предметов.

2. Межпредметные связи на уроках информатики как средство активизации познавательной деятельности обучающих

Информатика, информационные и коммуникационные технологии оказывают существенное влияние на мировоззрение и стиль жизни современного человека. Общество, в котором решающую роль играют информационные процессы, свойства информации, информационные и коммуникационные технологии - реальность настоящего времени.

Межпредметные связи в школьном обучении являются конкретным выражением интеграционных процессов, происходящих сегодня в науке и в жизни общества. Эти связи играют важную роль в повышении практической и научно-теоретической подготовки учащихся, существенной особенностью которой является овладение школьниками обобщенным характером познавательной деятельности. Осуществление межпредметных связей помогает формированию у учащихся цельного представления о явлениях природы и взаимосвязи между ними. Это помогает учащимся применить знания и умения, которые они приобрели при изучении одних предметов, использовать при изучении других предметов, дает возможность применять их в конкретных ситуациях, в будущей производственной, научной и общественной жизни. С помощью многосторонних межпредметных связей не только на качественно новом уровне решаются задачи обучения, развития и воспитания учащихся, но также закладывается фундамент для комплексного видения, подхода и решения сложных проблем реальной действительности. Именно поэтому межпредметные связи являются важным условием и результатом комплексного подхода в обучении и воспитании школьников.

Информатика, как прикладная наука, может быть связана с любым школьным предметом. Особого внимания заслуживают междисциплинарные связи математики и информатики. Эти дисциплины не являются конкурирующими (например, на почве компьютерного доказательства теорем или использования математических пакетов). При этом информатика не является частью математики, хотя ряд понятий может быть одновременно отнесен к компетенции обеих дисциплин (логические операции, множества, функции). Более продуктивно рассматривать математику и информатику как дисциплины, в определенной мере дополняющие друг друга.

Одной из основных задач школьного курса информатики выступает формирование у учащегося умения работать с информацией, понимания вопросов адекватного выбора средств и методов обработки информации. Педагог стимулирует учащегося к саморазвитию, формирует познавательные интересы учащихся, создает условия творческой реализации и тем самым побуждает его к познавательной деятельности.

В качестве примера рассмотрим возможность использования программ из пакета MS Office и языка программирования Visual Basic для активизации познавательной деятельности в процессе изучения темы «Функции. Графики функций».

Электронные таблицы

Задачи на использование электронных таблиц предполагают разработку и реализацию математических моделей, описывающий некоторый процесс или явление.

Алгоритм построения графика функции в программе MS Excel:

1. Проанализировать условие задачи и построить математическую модель.

2. Преобразовать формальную (математическую) модель в компьютерную:

а

Рис.2

) заполнить таблицу (рис.1), используя Маркер автозаполнения;

б) выделить заполненную таблицу и запускаем Мастер диаграмм, выбрать Тип графика - Точечный (рис.2);

3. И

   Рис.1

   зменяя формулу в ячейке В2 можно проследить, как ведет себя график функции:

а) при изменении коэффициента сжатия (растяжения);

б

Рис.3

) при параллельном переносе график вдоль осей (рис.3).

Способы преобразования графиков функций в программе PowerPoint

П

Рис.4

рограмма создания мультимедийных презентацийPowerPoint позволяет «оживить» построение графиков функций с помощью анимации. Для включения панели Настройка анимации необходимо в меню Показ слайдов выбрать опцию Настройка анимации (рис.4). С помощью раскрывающихся

списков и установки флажков можно указать, какой анимационный эффект будет использоваться, какими звуками это будет сопровождаться, что будет вызывать смену действия - щелчок мыши или истекший интервал времени, и так далее.

Рис.5	Рис.6	Рис.7

Использование языка программирования Visual Basic

Огромные возможности для моделирования математических процессов предоставляет объектно-ориентированное программирование. Использование командных кнопок, текстовых полей, переключателей, флажков, счетчиков позволяет создавать разнообразные интерактивные программные продукты: плакаты, тесты и прочее. В качестве примера рассмотрим проект «Построение графика функции у=sin x» (рис.8).

Dim sngX As Single, intI As Integer Private Sub cmd1_Click() 'Задание масштаба PicGraph.Scale (-10, 2)-(10, -2) 'Построение графика For sngX = -10 To 10 Step 0.01 PicGraph.PSet (sngX, Sin(sngX)) Next sngX 'Ось X PicGraph.Line (-10, 0)-(10, 0) For intI = -10 To 10 PicGraph.PSet (intI, 0) PicGraph.Print intI Next intI 'Ось Y PicGraph.Line (0, 2)-(0, -2) For intI = -2 To 2 PicGraph.PSet (0, intI) PicGraph.Print intI Next intI End Sub

Рис.8

О

бразование в 21 веке требует нового мышления, новой философии, нового осмысления всего происходящего. На этапе перехода к информационному обществу информация и ее высшая форма - знания являются неотъемлемой частью образования, деятельности и жизни в целом. В связи с этим интегративная роль нашего предмета, несомненно, будет возрастать.

В последнее время проблема развития познавательной мотивации старшеклассников достаточно остро стала осознаваться учителями информатики в связи с изменениями, произошедшими в структуре мотивов изучения школьниками информатики, а именно с потерей новизны и привлекательности основного средства обучения и одновременно объекта изучения информатики - компьютера, который на первых этапах являлся мощным мотивационным фактором.

Средством развития познавательной мотивации старшеклассников при обучении информатике могут стать задачи межпредметного характера. Выбор данного средства был обусловлен возрастными особенностями старшеклассников и особенностями школьного курса информатики. В настоящее время с целью всестороннего развития личности учащегося и учета его познавательных потребностей и способностей, а также для подготовки к будущей профессиональной деятельности в старшей общеобразовательной школе введено профильное обучение. Следует учесть, что система образования на старшей ступени школы представляет собой двухуровневую систему, когда учебные предметы могут изучаться либо на базовом, либо на профильном уровне.

Система профильного образования старшеклассников включает в себя учебные предметы трех типов: базовые общеобразовательные учебные предметы, профильные общеобразовательные учебные предметы и элективные учебные предметы. Выбор различных сочетаний этих учебных предметов дает возможность построить учебно-воспитательный процесс в зависимости от способностей и интересов учащихся и тем самым обеспечить направленность на дифференциацию образования.

В соответствии с действующим стандартом школьного образования предлагается такой набор базовых общеобразовательных учебных предметов, как математика, русский язык, литература, иностранный язык, история, физическая культура, обществознание (включающий содержание экономики и права), естествознание (включающий содержание физики, химии и биологии). В то же время не исключается возможность изучения учебных предметов, не вошедших в данный список, например, информатики и ИКТ, географии, технологии, искусства.

Поскольку информатика не входит в состав обязательных учебных предметов на старшей ступени школы, то в зависимости от выбранного профиля, учебный предмет «Информатика и ИКТ» может вообще не изучаться, может изучаться на базовом уровне (по 1 часу в неделю в каждом классе) или на профильном уровне (по 4 часа в неделю в каждом классе), а также может изучаться в рамках элективных курсов. Такой подход к обучению информатике связан, во-первых, с тем, что учебный предмет «Информатика и ИКТ» введен в основную общеобразовательную школу, как самостоятельный учебный предмет и изучается в 8-9 классах по одному и двум часам в неделю, соответственно. Следовательно, еще на ступени основного общего образования, которая является завершающей ступенью обязательного образования в Российской Федерации, учащиеся должны освоить обязательный общеобразовательный минимум содержания образования в данной области. Во-вторых, специфика информатики как науки и сферы деятельности человека заключается также в том, что она обеспечивает своими методами, средствами, технологиями другие области знания познавательной и практической деятельности человека. Поэтому предполагается лишь использование старшеклассниками информационных технологий на различных учебных предметах.

Однако, цели и задачи информатики, ее значение и роль в развитии основных компетенций учащегося показывают необходимость обязательного изучения этого предмета в рамках дифференциации образования на старшей ступени школы независимо от выбранного профиля всеми учащимися. Обосновывается это огромным потенциалом информатики как учебного предмета, в частности, ее вкладом в решение основных задач общего образования.

В связи со смещением доминирующего вида деятельности человека в область информационных процессов и технологий возрастает значение подготовки молодежи в области информатики и информационных технологий. Это приводит к новому пониманию готовности выпускников общеобразовательной школы к продолжению образования, к жизни и труду в информационном обществе, заставляет уделять особое внимание теоретическому знанию и практической деятельности человека, связанных с использованием информационных технологий в различных областях. Поэтому, на наш взгляд, необходимы дальнейшие исследования, связанные с включением информатики в перечень обязательных учебных предметов для всех профилей обучения.

Широкие предметные связи информатики с другими дисциплинами, возможность использования методов и средств информационных технологий в различных областях деятельности человека, а также значительная прикладная составляющая содержания обучения информатике представляет собой естественную сферу дифференциации содержания обучения. Поэтому реализация межпредметных связей информатики с другими учебными предметами в форме задач межпредметного характера позволит старшеклассникам не только овладеть знаниями и умениями в тех областях, к которым у них есть интерес и склонности, подготовиться к продолжению образования и получению профессии с использованием современных средств, но и окажет положительное влияние на развитие учащихся и в том числе на развитие их познавательной мотивации.

Проблему выделения межпредметных связей информатики с другими школьными дисциплинами можно рассматривать по-разному. Во-первых, для изучения теоретических основ информатики желательны определенные знания из других учебных предметов. Например, изучение классификации информации по способу восприятия базируется на знании учащимися органов чувств человека. При рассмотрении компьютерных вирусов и способов защиты от них можно провести параллель с биологическими вирусами с целью установления сходства и отличия между ними. Основные информационные процессы, протекающие в технических системах: хранение, обработка, передача информации целесообразно рассматривать по аналогии с информационными процессами в биологических системах, а функциональные устройства компьютера, выполняющие информационные функции по аналогии с человеком.

Тему «Кодирование звуковой информации» целесообразно рассматривать после того, как учащиеся изучили понятие «волна» на уроках по физике. Кодирование числовой информации, системы счисления, перевод чисел из одной системы счисления, решение задач на нахождение количества информации в сообщении требуют от учащихся определенных математических знаний, позволяющих выполнять арифметические операции, работать со степенями.

Во-вторых, изучение таких содержательно-методических линий как информационные технологии, алгоритмизация и программирование, основы формализации и моделирования вполне могут не затрагивать знания учащихся из других областей. Но изучение данных разделов станет для учащихся максимально интересным и приобретет личностно значимый смысл, если им будут предложены задачи из той сферы, которая составляет круг их интересов. Например, при изучении темы алгоритмизация и программирование важную роль играет совокупность самых разнообразных математических задач. Тем самым учащимся демонстрируется значимость информатики и возможность применения ее методов в данном случае в области математики. Знание основ алгоритмизации позволяет учащимся решать задачи из предметной области математики, тем самым, осуществлять проверку собственных решений, задействовать возможности компьютера и его производительности в случае однотипных, громоздких вычислений.

Изучение текстовых, графических редакторов и процессоров, конструирование сайтов, создание презентаций возможно как с использованием учебных материалов информатики, так и других учебных дисциплин. Изучение процессов формализации и моделирования в силу их универсальности целесообразно изучать на примере задач из различных предметных областей.

На основании вышесказанного можно выделить следующие виды межпредметных связей:

1. -косвенная теоретическая связь, когда для лучшего понимания и усвоения учебного материала информатики используются аналогии, примеры из других областей, а также прямая теоретическая связь из-за невозможности изучения темы учащимися без знаний из других школьных предметов;

2. -практическая связь, когда учащимся предлагаются задачи из других школьных предметов, но их решение осуществляется с помощью методов и средств информатики, тем самым происходит изучение информатики, но на том учебном материале, который интересен учащимся, демонстрируется роль информатики, ее значение для других областей научного познания.

Умения, приобретаемые на уроках информатики, могут носить четко выраженный прикладной характер, тогда как содержание и решение задач требует также знаний по другим учебным предметам. Основополагающая цель прикладной направленности преподавания информатики - формирование готовности выпускников к профессиональной деятельности в условиях информатизации общества.

Современный специалист должен владеть методами информатики и уметь выбирать среди них наиболее подходящий для решения конкретной задачи. Отсюда вытекает необходимость широкого использования в старшей школе задач межпредметного характера на уроках информатики, с учетом индивидуальных особенностей, интересов, профессионального выбора старшеклассников.

Для нахождения точек соприкосновения с информатикой достаточно использовать перечень базовых общеобразовательных учебных предметов, которые обязательны для изучения во всех профилях. Это связано с тем, что базовые общеобразовательные учебные предметы покрывают все направления окружающей действительности, и, следовательно, самые разнообразные интересы и склонности старшеклассников, так или иначе, найдут отражение в одном или нескольких из перечисленных предметов.