Связь информатики с различными предметами

Министерство образования и  науки РФ

Государственное образовательное  учреждение

Высшего профессионального  образования

«Алтайская государственная педагогическая академия»

 

Институт физико-математического  образования

 Кафедра теоретических основ информатики

   

 

«Межпредметные связи курса информатики»

Курсовая работа

 

 

                                                                        Выполнила: студентка 

                                                                       4 курса, 372группы

                                                              Третьякова Н.В.

 

                                                                              Научный руководитель

                                                                Апольских Е.И.

                                                                                        «___»___________2010г.

                                                                            Оценка ____________

                                                                            __________________

                                                                             (подпись)

 

 

 

 

 

 

 

 

Барнаул 2010

Содержание:

Введение……………………………………………………………………….3

Глава 1 Межпредметные связи………………………………………………6

1.1. Проблема во взглядах различных педагогов……………………………6

1.2.. Реализация межпредметных связей на основе

технологического подхода…………………………………………………….8

1.3. Роль учителя и ученика в организации

межпредметных связей………………………………………………………..11

Глава 2 Связь информатики с различными предметами……………………14

2.1. Связь информатики и физики……………………………………………14

2.2. Связь информатики и математики………………………………………16

2.3. Информатика в гуманитарных школьных предметах…………………18

Приложение 1…………………………………………………………………19

Приложение 2…………………………………………………………………21

Приложение 3…………………………………………………………………25

Приложение 4…………………………………………………………………28

Список литературы……………………………………………………………34

Заключение……………………………………………………………………35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 В настоящее время,  пожалуй, нет необходимости доказывать важность межпредметных связей в процессе преподавания. Они способствуют лучшему формированию отдельных понятий внутри отдельных предметов, групп и систем, так называемых межпредметных понятий, то есть таких, полное представление о которых невозможно дать учащимся на уроках какой-либо одной дисциплины. Современный этап развития науки характеризуется взаимопроникновением наук друг в друга, и особенно проникновением математики, физики и информатики в другие отрасли знания. Связь между учебными предметами является прежде всего отражением объективно существующей связи между отдельными науками и связи наук с техникой, с практической деятельностью людей. Необходимость связи между учебными предметами диктуется также дидактическими принципами обучения, воспитательными задачами школы, связью обучения с жизнью, подготовкой учащихся к практической деятельности.

Реализация межпредметных  связей дает возможность экономнее  во времени определить структуру  учебного плана, программ, учебников, что  способствует рационализации учебного процесса в целом. Все отрасли современной науки тесно связаны между собой, поэтому и школьные учебные предметы не могут быть изолированы друг от друга. Кроме того, межпредметных связей способствуют повышению научного уровня знаний учащихся, развитию логического мышления и их творческих способностей. Реализация межпредметных связей устраняет дублирование в изучении материала, экономит время и создает благоприятные условия для формирования общеучебных умений и навыков учащихся.

Содержание и объем материала по межпредметным связям в школьном курсе

определяется учебной  программой. В рубрике «Межпредметные связи»

программа одиннадцатилетней  средней школы включает вопросы, изученные по другим предметам. Перечень этих вопросов помогает учителю определить, на какие знания по другим предметам нужно опираться при изучении тех или иных тем курса. Отсюда важность сопоставительного рассмотрения фактов, выявления не только их сходства, но и известного различия в пределах определенного единства (элементы фонетического строя языков, отражение того или иного исторического явления в произведениях литературы, живописи, киноискусства и т.д.).

Не каждый из изучаемых  фактов служит базой для теоретических  обобщений: есть факты, например, в истории, имеющие самостоятельную ценность. Но осмысление и обобщение фактов, как и превращение понятий частных наук в общенаучные, — закономерность науки. Познавая многие факты, учащиеся поднимаются к обобщениям — философским, экономическим, политическим и т.д., к пониманию идей, теорий, законов, к овладению понятиями. Так например, изучая предметы естественнонаучного цикла, они приходят к пониманию теории строения вещества, законов сохранения.

Задача в том, чтобы  учащиеся постигли целостную научную  картину явления, более того —  целостную научную картину мира и поняли роль и место в этой картине изученного явления.

Генетически межпредметные  связи восходят к межнаучным связям, а в

конечном итоге —  к наиболее общей закономерности существования мира —

всеобщей связи явлений. В настоящее время происходят глубинные процессы взаимопроникновения и интеграции наук и вместе с тем их дифференциации.

Сама «дифференциация  научного знания оказывается в диалектическом смысле слова формой проявления интеграции, поскольку новые направления

исследований «стирают» традиционно установившиеся границы между

различными науками» Возникают связующие науки —  биохимия, биофизика; синтезирующие  науки — кибернетика. Все большее  влияние на естественные науки оказывают  науки гуманитарные. Вместе с возрастанием человеческого фактора в социально-экономической жизни возрастает роль и влияние общественных наук, прежде всего философии как наиболее общей теории развития природы, общества, мышления, затем психологии, лингвистики, эстетики, логики и т.д. на стыках естественных и общественных наук возникают новые: математическая экономика, экономическая кибернетика, техническая эстетика, прикладная лингвистика.

Концепции и методы одной  науки следует использовать в  другой осторожно,

строго критически, переосмысливая и видоизменяя их в соответствии с

задачами и спецификой данной науки, с учетом диалектики взаимопереходов.

Тенденции и выводы науки  следует учитывать при построении системы

межпредметных связей в  высшей школе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проблема межпредметных  связей во взглядах различных педагогов.

 

Проблема межпредметных  связей интересовала педагогов еще  в далеком

прошлом. Ян Амос Коменский  выступал за взаимосвязанное изучение

грамматики и философии, философии и литературы, Джон Локк — истории и

географии.

В России значение межпредметных связей обосновывали В.Ф. Одоевский, К.Д. Ушинский и другие педагоги. В советское время много внимания

межпредметным связям уделяла  Н. К. Крупская.

«Комплексность комплексности рознь,— писала она в 1932 г. в «Методических заметках». Есть комплексность, которая затем меняет реальные связи и опосредствования, которая связывает воедино вещи, ничего общего между собой не имеющие и есть комплексность, способствующая пониманию существующих реальных связей между различными областями явлений и тем способствующая выработке цельного материалистического мировоззрения»

Комплексные программы 20-х  гг. явились показателем стремления передовой

педагогической общественности покончить с разобщенностью, с  изоляцией

учебных предметов. И  хотя эти программы не оправдали возлагавшихся на

них надежд, сама идея комплексности, но может быть отброшена и сейчас. Новый подъем интереса к проблеме межпредметных связей наблюдается  в связи с научно-технической  революцией.

Все больший интерес  к межпредметным связям проявляют  учителя.

Накапливается большой  практический опыт. Некоторые пути осуществления

межпредметных связей намечены в новых типовых программах.

Участие межпредметных  связей в развитии познавательных способностей,

активности, умственной деятельности содержится в трудах Ананьева Б.Г.,

Выготского Л.С., Рубинштейна  С.Л. и др. Однако не все аспекты  проблемы

исследованы с достаточной  точностью. До сих пор нет более  или менее

точного общепризнанного  определения межпредметных связей.

В практике школы реализуются  главным образом бинарные, в редких случаях тринарные связи (между двумя или тремя предметами). Не разработаны связи межцикловые (гуманитарных и естественнонаучных предметов). Научно не обоснована практическая методика межпредметных связей. Решение этих вопросов возможно лишь на путях тесного сотрудничества ученых, занимающихся проблемой, с одной стороны, и учителей массовой школы — с другой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реализация  межпредметных связей на основе технологического подхода.

 

Одним из направлений  модернизации процесса обучения становится технологический подход. К его преимуществам относится увеличение объема самостоятельной работы учащихся в процессе обучения, индивидуализация темпа изучения предметов разными учащимися, эффективный самоконтроль и самооценка результатов обучения на всех его этапах. Технологический подход позволяет частично решить дидактическую задачу формирования и развития способностей, значимых для учащихся профильных образовательных учреждений. Проблема становления и развития педагогических технологий многоаспектная и многогранная.

В современном смысле под технологией обучения понимают всю совокупность проблем, связанных  с целями, содержанием, организацией и проведением учебного процесса , принципы и приемы его оптимизации  и управляемости, повышения эффективности, систему методических, дидактических, психологических и педагогических процедур, осуществляющих требуемые изменения в деятельности обучаемых ; особые комбинации методов и приемов обучения, гарантирующих достижение планируемых результатов ; системный метод создания, применения и определения всего процесса преподавания и усвоения знаний с учетом технических и человеческих ресурсов и их взаимодействия, ставящий своей задачей оптимизацию форм образования [

Осуществление межпредметных  связей является одним из основных принципов технологического подхода в обучении, при котором должны быть выявлены все условия, необходимые в достижении целей. При использовании технологического подхода в разработке отдельного курса, координируя изучение учебного материала с другими предметами, необходимо фиксировать межпредметные связи различного типа по отношению к той или иной цели курса. Задачами реализации межпредметных связей при конструировании содержания учебного предмета являются: выявление общих элементов содержания различных учебных предметов для определения "возможных" (сопутствующих) межпредметных связей; выявление элементов содержания, требующих предварительного изучения в другом предмете, для определения "необходимых" (предшествующих и перспективных) межпредметных связей.

 Имея в качестве  основного объекта изучения информацию, предмет информатика использует  элементы знаний из других  предметов для демонстрации собственных  законов, теорий и т.п. Элементы  содержания других учебных предметов,  характеризующие какую-либо действительность с других позиций, могут стать основой для параллельного рассмотрения действительности, для создания интегрированных курсов.

 Так, например, одно  из основных понятий теории  информации "количество информации" связано с физическим понятием энтропии. В разделе "Информационные системы" в кибернетическом аспекте с информационных позиций рассматриваются физические системы (паровая машина, двигатели, регуляторы и др.), биологические системы (клетка, организм и др.). Такие и аналогичные им взаимосвязи можно и нужно реализовывать. Это позволит существенно повысить уровень понимания, глубину изучения элементов содержания как информатики, так и физики, биологии.

 Относительно какого-либо  предмета "необходимые" межпредметные  связи разделяют на межпредметные связи "как цель" (предшествующие) и межпредметные связи "как результат" (перспективные). Более важную роль при этом для конкретного предмета играют целевые межпредметные связи, так как без их реализации изучение рассматриваемого учебного материала считается невозможным. Реализация межпредметных связей "как результат" необходима для обеспечения другого предмета, но при этом и они способствуют более глубокому изучению рассматриваемого предмета.

 Межпредметные связи  "как цель" в курсе информатики могут быть реализованы с математикой, физикой, лингвистикой (русским языком), логикой, философией, историей, биологией, анатомией. При изучении вопросов, связанных с информацией, информационными процессами следует приводить разнообразные примеры из различных предметных областей (например, использование словарей, устройства передачи информации и др.). Основой при объяснении устройства ЭВМ являются сведения из курса физики. Понятие величины вводится на основе и в сравнении с величинами в физике и математике. Знания о системах счисления должны формироваться в курсе математики.

Реализация межпредметных  связей "как цель" при разработке курса на основе технологического подхода  заключается в выявлении дидактических  целей по другим предметам на этапе  определения вспомогательных целей.

 Межпредметные связи  "как результат" должны инициироваться  предметами, нуждающимися в элементах  содержания информатики. В этом  плане на сегодняшний день  потенциал курса информатики  практически не востребован. В  основном такие связи ограничиваются разделом "Аппаратные и программные средства компьютера". Приведем примеры межпредметных связей "как результат".

 Основу межпредметных  связей по темам "алгоритмы"  и "программирование" составляют  типы задач, для которых строится  алгоритм или создается программа. Алгоритмы вычисления функций позволяют расширить представление о понятии математической функции.

В теме "программирование" могут развиваться некоторые  представления о численных методах, формируемых в курсе математики. Содержание раздела "Формализация и моделирование" вполне реально востребовать на уроках физики, химии, биологии. Разделы, посвященные роли ЭВМ в современном обществе, смыкаются с вопросами, изучаемыми в курсах истории, обществоведения. Связи можно реализовать и с такими предметами как русский язык, география и др.

 

 

 

Роль учителя  и ученика в организации межпредметных  связей

 

Особо следует выделить роль учителя и ученика в организации  межпредметных связей. Учитель преподает  учащимся знания, выявляет логические связи между отдельными частями содержания, показывает возможности использования этих связей для приобретения новых знаний. Ученик же усваивает эти знания, приобретает индивидуальный опыт познания, учится самостоятельно применять знания. Процесс познания учащимися протекает под руководством учителя. Итак, рассмотрим  ситуацию, при которой межпредметные связи в преподавании используются успешно. Какова при этом деятельность учащихся? Многообразие их видов деятельности можно в этом случае объединить в три группы:

1. Учащиеся умеют привлекать  и привлекают понятия и факты  из родственных дисциплин для  расширения поля применимости  теории, изучаемой в данном предмете;

2. Учащиеся умеют привлекать  и привлекают теории, изученные  на уроках других предметов,  для объяснения фактов, рассматриваемых в данной учебной дисциплине;

3. Учащиеся умеют привлекать  и привлекают практические умения  и навыки, полученные на уроках  родственных дисциплин, для получения  новых экспериментальных данных.

Разумеется, перечень действий учащихся этим не ограничивается, но они являются важнейшими. Успешная деятельность учителя по реализации межпредметных связей требует специальных условий. К ним можно отнести координацию учебных планов и программ, координацию учебников и методических пособий, а также разработанную и экспериментально проверенную методику обучения учащихся переносу необходимой информации из одной дисциплины в другую и эффективные способы проверки этого важного умения.

 

Принципиально методику обучения учащихся использованию межпредметных связей в учебной деятельности можно представить состоящей из трех ступеней.

-На первой ступени  (условно названной воспроизводящей)  основная цель учителя приучить  учащихся использовать знания, полученные  в естественнонаучных дисциплинах.  Первая ступень формирования умения учащихся переносить межпредметные знания может быть использована в большей мере в младших классах. Но поскольку на этой ступени могут быть решены первые две задачи использования межпредметных связей (изучение понятий собственного предмета, а также родственных для смежных курсов понятий), то и в старших классах учитель может его использовать, но в сочетании с более высокими ступенями.

-Вторая ступень посвящена  обучению учащихся переносу знаний  из предмета в предмет. Если  на первой ступени учитель требовал от учащихся воспроизведения знаний того материала смежной дисциплины, который он привлекал в процессе объяснения, то теперь основное внимание уделяется самостоятельному применению школьниками сведений из родственных курсов. Поэтому вторую ступень можно назвать ступенью использования знаний.

-Третья ступень обучения  учащихся использованию межпредметных  связей также состоит из нескольких  последовательных этапов. Основная  цель третьей ступени заключается  в том, чтобы обучить учащихся  применять понятия, факты, законы и теории для иллюстрации единства мира, а также использовать общие законы диалектики для объяснения явлений, изучаемых на уроках естественно-научного цикла. В связи с целями, стоящими перед данной ступенью, ее можно условно назвать обобщающей.

В практической работе учителя  ступени обучения учащихся переносу знаний из предмета в предмет могут  в значительной мере варьироваться. Основная цель использования ступеней и этапов состоит, во-первых, в упорядочении работы учителей по реализации межпредметных связей в преподавании,  во-вторых, они позволяют судить достигнутых в работе результатах обучения, в-третьих, дают возможность оценить степень овладения учащимися умением переносить и использовать знания, полученные на занятиях смежных дисциплин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Связь информатики  и физики

 

Что можно сказать  о связи физики и информатики  – связь очевидна. Эта

связь будет усиливаться  в связи с внедрением новых  компьютерных

технологий в жизнь  человека, опять таки этот прорыв в  технике невозможен

без знания физических законов, процессов в тех же самых полупроводниках

без которых не было даже электронных наручных часов. В тоже время без

компьютера, этого мощного  устройства обработки информации, невозможен

дальнейший прогресс в развитии физики и других наук. Компьютерные

технологии можно представить  как ступеньку на огромной лестнице к

разгадке многих тайн природы.

Единство законов обработки  информации в системах различной  пpиpоды

(физических, экономических,  биологических и т.п.) является

фундаментальной основой теории информационных процессов, определяющей ее общезначимость и специфичность. Объектом изучения этой теории является информация - понятие во многом абстрактное, существующее "само по себе" вне связи с конкретной областью знания, в которой она используется.

Это обстоятельство накладывает  определенный отпечаток на всю информатику  как науку об организации компьютерных информационных систем, - такие системы  могут использоваться в самых  разных пpедметных областях, привнося в них "свои правила игры", свои закономерности, ограничения вместе с тем новые возможности организации бизнеса, которые были бы немыслимы без информатики и связанного с ней компьютера. В этом плане невозможно переоценить такие свойства информации как доступность, своевременность получения, коммерческая ценность, надежность.

Наиболее эффективно межпредметные связи физики и  информатики будут

осуществляться в старших классах, т.к. с 10-го класса учащиеся начинают

изучать предмет, основы информатики  и вычислительной техники.

Итак, допустим, что ученик получает задание от учителя написать

программу решения какой-либо простой (в зависимости от успеваемости

учащегося) задачи по физике. Что будет  делать ученик? Сначала, он ее

решит на листке бумаги, т.е. вспомнив физические законы и формулировки

запишет общий ход решения, как  он делал на уроках физики. Затем  он

напишет алгоритм ее решения  на языке программирования. Наконец  запустит программу на машине. Получив  ответ, учащийся сверит его с ответом  на бумаге. Осуществилась ли межпредметная связь? Ответ – да несомненно! Таким образом, можно сделать вывод, что между информатикой и физикой очень тесная связь. Так же физика — особый предмет, который изучает множество явлений. Это требует разнообразного оборудования. Темы 7, 8 классов рассматривают физические явления, которые можно продемонстрировать на уроке. В старших классах невозможно показать все в рамках урока. Есть темы, которые требуют дорогостоящего и сложного оборудования. Использование ИКТ расширяет экспериментальные возможности урока и опыты  можно проводить, гораздо быстрее и точнее.

Применение ИКТ на уроках создает  условия для обеспечения активной учебной работы школьников в условиях ИКТ-насыщенной среды, у них формируются  умения пользоваться разнообразными информационными  источниками, быстро находить необходимую информацию. А еще сейчас в сети интернет размещено большое количество различных видео и анимационного материала, помогающего смоделировать различные физические явления и процессы, а также заинтересовать школьников и внести разнообразие в процесс обучения. (см. Приложение 1)

 

 

 

 

 

 

Связь информатики и  математики

 

В обоснование межпредметных связей математики и информатики следует  отметить, что глубокая внутренняя взаимосвязь этих наук сложилась  исторически: информатика возникла как раздел прикладной математики и лишь постепенно выделилась в самостоятельную науку, но двусторонние связи между этими предметами по-прежнему актуальны. Кроме того, информатика имеет дело с информационно-вычислительными моделями, методами их построения и анализа и ее успехи в этой области были бы невозможны без алгоритмов, разработанных на базе математических методов.

Информатика использует активно математический аппарат. Многие темы школьного курса  информатики можно назвать "чисто  математическими": основы математической логики, системы счисления, элементы теории вероятностей и математической статистики, теория графов, теория алгоритмов, элементы теории систем, основы математического моделирования и некоторые другие. Преподавание этих тем не входит в школьную программу математического образования, однако, опыт показывает, что дети, изучавшие эти разделы, обладают более системным представлением о математике, легче усваивают новые понятия, доказательства теорем.

Рассмотрим, например, тему курса информатики "Основы логики". Элементы этой темы изучаются в пропедевтическом, в базовом и, на более глубоком уровне, в профильном курсах. Так же межпредметные связи с математикой можно создать, если наполнить эти задачи математическим содержанием, затронуть вопросы математических доказательств, реализовать межпредметные проекты.

Другим направлением, является использование современных  информационных технологий в обучении математике. Сюда относятся визуализация математических понятий, подготовка компьютерных тестов, работа с готовыми программными продуктами по математике (в том числе электронными учебниками, справочниками, программами для математических расчетов и пр.). Нужно отметить, что осознание учащимися огромной роли прикладной математики в современном обществе приводит к актуализации изучения математики в школе. Математика из сухой, абстрактной науки превращается в сложный инструмент решения множества самых различных задач, владение которым, несомненно, пригодится в жизни.

Задача учителя на  уроке с применением межпредметной связи математики информатики:сформировать у ученика информационную компетентность, умение преобразовывать на практике информационные объекты с помощью средств информационных технологий. Эти уроки так же позволяют показать связь предметов, учат применять на практике теоретические знания, отрабатывают навыки работы на компьютере, активизируют умственную деятельность учеников, стимулируют их самостоятельному приобретению знаний. На таких уроках каждый ученик работает активно и увлеченно, у ребят развивается любознательность, познавательный интерес. Рассмотрим межпредметные связи на примере одной темы. При изучении темы моделирование по учебнику Н. Угриновича Информатика и информационные технологии 10-11 я использую задачи из учебника под редакцией А. Н. Колмогорова. Алгебра и начала анализа 10-11классы по теме: Наибольшее и наименьшее значение функции (Глава 2 §6 п.25)  У учащихся появляется возможность сравнить способы решения задач (311,312,313,314,315,316,317,320) на уроках информатики с помощью надстроек в электронных таблицах и на уроках математики с помощью математического моделирования.

(см. приложение 2). (см.приложение 3)

 

 

 

 

 

 

Информатика в гуманитарных школьных предметах

 

Мы все живем в  эпоху, когда компьютерные технологии проникли

абсолютно во все отрасли  человеческой деятельности. Связь

информатики и гуманитарных школьных предметов, не так

прослеживается как  связь информатики с физикой  или информатики с

математикой, но всё же эта связь есть. Так же межпредметная  связь может

осуществляться одновременно между несколькими предметами.

Между информатикой - изобразительным искусством, историей и

географией. Например, не каждому ребенку от природы даны способности