Реализация межпредметных связей физики и физической культуры

Библиографическое описание статьи для цитирования:
Ермакова Е. В., Данишкина С. И. Реализация межпредметных связей физики и физической культуры // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2014. – № 9 (сентябрь). – С. 26–30. – URL: http://e-koncept.ru/2014/14232.htm.
Аннотация. В статье рассматривается реализация межпредметных связей физики и физической культуры на основе задач межпредметного содержания, в частности задач, содержащих данные, полученные по результатам Олимпийских игр. Также приводится пример лабораторного эксперимента, учебной конференции.
Раздел: Отдельные вопросы сферы образования
Комментарии
Нет комментариев
Оставить комментарий
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.
Текст статьи
Данишкина Светлана Ивановна, студентка физикоматематического факультета ФГБОУ ВПО ©Ишимский государственный педагогический институт им. П. П. Ершоваª, г. Ишим

Ермакова Елена Владимировна, кандидат педагогических наук, доцент кафедры теории и методики преподавания физики, технологии и предпринимательства ФГБОУ ВПО ©Ишимский государственный педагогический институт им. П. П. Ершоваª, г. Ишим ErmakowaEl@mail.ru

Реализация межпредметных связей физики и физической культуры

Аннотация.В статье рассматривается реализация межпредметных связей физики и физической культуры на основе задач межпредметного содержания, в частности задач, содержащих данные,полученные по результатам Олимпийских игр. Также приводится пример лабораторного эксперимента, учебной конференции.Ключевые слова: физика, физическая культура, задача, задача межпредметного содержания, физический эксперимент, учебная конференция.Раздел:(01)педагогика; история педагогики и образования; теория и методика обучения и воспитания (по предметным областям).

Реформирование системы образования требует нового подхода к его организации и содержанию, главная идея которого заключается в том, чтобы интегрировать учебный материал, устанавливать межпредметные связи. Интеграция разных образовательных областей знания стирает границы между предметами, позволяет рассматривать связи, восстанавливающие единство и целостность изучаемого мира. Одним из проявлений интеграции можно рассматривать предлагаемый нами материал по связи физики и физической культуры.Значительная часть молодежи не получает достаточного образования в сфере физической культуры, у нее не формируется потребность в регулярных занятиях физическими упражнениями и спортом. Уровень физической подготовленности учащихся не соответствует современным требованиям к развитию личности, к эффективной производственной деятельности и службе в армии. И, как следствие, у школьников наметилась тенденция снижения интереса к физкультурнооздоровительной деятельности.Одним из способов повышения уровня познавательного интереса школьников и осуществления межпредметных связей физики и физической культуры является решение задач (качественных, количественных и т.д.).Решение задач ‬один из наиболее важных участков работы в системе изучения физики. Задачи могут быть использованы на всех этапах процесса обучения: при изучении нового материала, при закреплении, применениизнаний, в процессе контроля за усвоением знаний, также они формируют условия для переноса знаний в область практики. Известно, что формирование умений и навыков происходит главным образом в процессе решения задач.Необходимо сокращать количество формальных задач, в которых все исходные величины даны в готовом виде и где требуется лишь подобрать соответствующую формулу, чтобы произвести механически соответствующие вычисления. М.Вертгеймер,исследовав образцы продуктивного творческого мышления детей, отмечает, что следует знакомить с ©задачами с помощью жизненных ситуаций, в которых само задание имеет для них реальный смысл. Но есть много детей и взрослых, которые не нуждаются в такой помощи. Их легко заинтересовать теоретическими проблемами. Они воспринимают проблему как интересное задание, как побуждение к творческой деятельностиª [1].В процесс обучения надо включать задачи, адекватные практике, где учащиеся или студенты сами могли бы получать исходные величины из наблюдений и измерений. К таким задачам можно отнести задачи с профориентационной направленностью.Изучая скорость тела при равномерном движении,можно предложить учащимся следующую задачу:©Ученик пробегает 60 м за 9,6 с. Определить, с какой средней скоростью он бежитª.При изучении энергии предлагаем следующую задачу: ©Какую работу совершил штангист, толкнувший штангу массой 200 кг на высоту 2,2 м?ª‬или задачу:©Сердце тренированного спортсмена в течение коротких промежутков времени может развивать огромную мощность. В моменты наивысшего напряжения сердце спортсмена совершает за минуту работу порядка 932 Дж. Найдите мощностьª.Решение таких задач активизирует мышление учащихся, так как каждая из физических величин становится для них вполне реальной, учащиеся полнее осмысливают физические явления и закономерности и убеждаются в том, что приобретаемые ими знания можно применять для решения практических задач.При решении задач межпредметного содержания полезно давать дополнительные сведения. Так, при изучении силы трения учитель физики может привести в качестве примерапроявления этой силы (и происходящего при этом преобразования энергии)возможные ©ожогиª рук учащихся, когда они спускаются с каната скольжением (вопреки указаниям преподавателя физической культуры). Рассказывая о способах увеличения или уменьшения трения,нужно обратить внимание на то, что при выполнении гимнастических прыжков и упражнений подошвы обуви натирают канифолью, а при выполнении упражнений на снарядах ладони рук натирают магнезией, увеличивая тем самым силу трения.Изучая равновесие тел, имеющих площадь опоры, можно использовать следующие примеры:выполняя стойку на голове и руках, необходимо опираться руками и головой так, чтобы точки опоры служили вершинами треугольника, что обеспечит устойчивость тела в этом положении; для приобретения большей устойчивости принимают стойку ноги врозь, при этом увеличивается площадь опоры и понижается центр тяжести;выполняя стойку на руках, пальцы рук разводят шире, что увеличивает площадь опоры;для устойчивости гимнастических снарядов увеличивают их площадь основания или делают массивными основания. Так,устойчивость гимнастического бревна обусловлена большой площадью опоры его стоек, а устойчивость брусьев ‬массивностью рамы.Решить качественные задачи: Для чего на уроках физкультуры при выполнении некоторых упражнений на снарядах ладони натирают магнезией, а подошвы ‬канифолью?Современные прыгуны в высоту преодолевают планку, повернувшись к ней спиной (лицом вверх). Объясните преимущество такого способа.

Почему конькобежец, чтобы остановиться, ставит коньки под углом друг к другу?Опираясь на знания и опыт учеников, учитель стремится показать, что физические явления и законы широко проявляются и используются в жизни. Приведем ряд количественных задач:Соревнуясь в беге на 100 м, спортсмен разгонялся равноускоренно в течение 3,3 с на отрезке дистанции длиной 20 м. Какой он показал результат?Один из спортсменов, стартовав, двигался с ускорением 2 м/с2в течение 4с, а другой ‬с ускорением 3 м/с2в течение 2 с. Какой из них на дистанции 100 м финишировал первым?Баскетболист, находящийся от щита на расстоянии 5 м, бросает мяч по кольцу в момент, когда до конца матча осталась 1 с. Мяч попал в кольцо, описав траекторию, верхняя точка которой расположена на высоте 4 м при начальной скорости, направленной под углом 600к горизонту. Когда это случилось: до или после финальной сирены?Мяч, брошенный баскетболистом, попал в кольцо, пролетев ¾ горизонтальной дальности полета за 0,8 с. Кольцо расположено навысоте 3,05 м. Каков рост баскетболиста? С какого расстояния он совершил бросок, если начальная скорость мяча составляла угол 300с горизонтом?Теннисист бьет по мячу, и через 0,4 с тот возвращается к нему после удара о стенку. Локатор посылает сигнал и через 0,0005 с получает сигнал, отраженный от самолета. От игрока до стенки 6 м, от локатора до самолета 75 м. Во сколько раз средняя скорость мяча меньше скорости сигнала локатора?Футболист выполнил угловой удар так, что в наивысшей точке своей траекториимяч оказался на уровне перекладины ворот у боковой штанги. Мяч был принят нападающим и перенаправлен в ворота. Определите угол, под которым совершен удар, начальную скорость мяча и время его полета до ворот. Высота штанги футбольных ворот 2,44 м, а расстояниеот угла поля до ближней боковой штанги 26,34м.Футболист ударил по мячу со средней силой 2,5 кН. Продолжительность удара 0,01 с. Мяч массой 1 кг двигался навстречу футболисту со скоростью 5 м/с. Найти скорость мяча после удара.При установлении рекорда по прыжкам в длину максимальная высота прыжка составила 1,5 м, а максимальная горизонтальная скорость, развитая спортсменом, была равна 7,9 м/с. Оцените с точностью до десятых метра длину рекордного прыжка.Какую высоту может взять спортсмен, если он отталкивается в точке, находящейся на расстоянии 0,5 м от вертикальной плоскости, образованной планкой и стойками? Начальная скорость спортсмена после толчка направлена под углом 150к вертикали, а его рост составляет 1,9 м. Центр массыспортсмена находится на высоте, равной 2/3 его роста. Определите приблизительно начальную скорость пули, если при стрельбе из спортивного малокалиберного пистолета с расстояния 35 м она попала ниже центра мишени на 5 см. Вектор начальной скорости пули расположен в горизонтальной плоскости и направлен в центр мишени.Спортсмен поднял штангу массой 200 кг на высоту 2 м за 4 с. Какую мощность при этом он развил? Сравните ее со средней мощностью человека, указанной в учебнике ©Физика 7ª,или найдите ее в ©Справочнике по физикеª.Лучшие спринтеры пробегают 100 м за 10 с. Обычно ускорение бега происходит на первых 10 м. Каково ускорение на старте и какова их средняя скорость на оставшихся 90 м?Во время тяжелой физической работы сердце человека сокращается до 150раз в минуту. При каждом своем сокращении оно совершает работу, равную поднятию груза массой 0,5 кг на высоту 0,4 м. Определите мощность, развиваемую сердцем в этом случае.В нашей стране только что закончились Олимпийские игры. Полезно и интересно решать задачи, содержащиеданные результаты олимпиадных соревнований, например:

1.

Советский спортсмен, 26кратный рекордсмен мира, 4кратный чемпион мира, чемпион Московской олимпиады Ю. Варданян, выступая в состязаниях штангистов в весовой категории до 82,5 кг, первым в мире среди атлетов среднего веса набрал на Московской олимпиаде в сумме 400 кг. Учитывая, что Ю. Варданян поднял штангу на высоту около 2 ми принимая для Москвы ускорение свободного падения 9,82 м/с2, определите работу, совершенную им при установленииолимпийскогорекорда. 2.

В 1983 г. марафонец преодолел дистанцию 42 км 195 м за 2 ч 8 мин 13,0 с, а женщинамарафонка ‬за 2 ч 22 мин 42,0 с. Сравните средние скорости спортсменов. 3.В 1996 г. российский спортсмен Денис Панкратов установил мировой рекорд по плаванию стилем ©дельфинª на дистанции 100 м. Он проплыл эту дистанцию в пятидесятиметровом бассейне так, что расчетное значение средней скорости в одном направлении получилось 1,848 м/с, а в обратном направлении ‬1,846 м/с. Какой он показал результат?4.На спортивных состязаниях в Ленинграде спортсмен толкнул ядро на расстояние 16 м 20 см. Изменился бы результат в Ташкенте, если такое же ядро толкнуть там при тех же условиях?Ускорение в Ленинграде силы тяготения равно 9,819м/с2, а в Ташкенте ‬9,801 м/с2.5.Олимпийскийаэростат ©Мишкаª, наполненный гелием, имел вместимость 500 м3. Чтобы не мешать движению самолетов, он должен был подняться над Лужниками в Москве не выше 1500 м, где плотность воздуха при нормальных условиях на 20% меньше, чем у поверхности Земли. Найдитемассу оболочки аэростата. Оболочка герметична и нерастяжима.6.

Диаметр олимпийской медали 6 см, а толщина 3 мм. Сколько золота и серебра уходит на изготовление золотой и серебряной медалей?7.Каков вес бронзовой олимпийской медали, если ее диаметр 6 см, толщина 3 мм, плотность бронзы 8800 кг/м3?

Данные задачи можно составить самостоятельно, используя информацию из Интернета или литературы, например[2‬4].

Список олимпийских рекордов влёгкой атлетике среди женщин [5]

ДисциплинаРекордСпортсменСтранаМестоДата100 м10,62Флоренс ГриффитДжойнер

СШАСеул 198824 сентября 1988200 м21,34Флоренс ГриффитДжойнер

СШАСеул 198829 сентября 1988400 м48,25МариЖозе Перек

ФранцияАтланта 199629 июля 1996800 м1:53,43Надежда Олизаренко

СССРМосква 198027 июля 1980ДисциплинаРекордСпортсменСтранаМестоДата1500 м3:53,96Паула Иван

РумынияСеул 198826 сентября 19885000 м14:40,79Габриэла Сабо

РумынияСидней 200025 сентября 200010 000 м29:54,66Тирунеш Дибаба

ЭфиопияПекин 200815 августа 2008Марафон2:23:07Тики Гелана

ЭфиопияЛондон 20125 августа 2012100 м с барьерами12,35Салли Пирсон

АвстралияЛондон 20127 августа 2012400 м с барьерами52,64Мелани Уокер

ЯмайкаПекин 200820 августа 20083000 м с препятствиями8:58,81Гульнара СамитоваГалкина

РоссияПекин 200817 августа 2008Эстафета 4×100м40,82Тиана МэдисонЭллисон ФеликсБьянка НайтКармелита Джетер

СШАЛондон 201210 августа 2012Эстафета 4×400м3:15,17Татьяна ЛедовскаяОльга НазароваМария ПингинаОльга Брызгина

СССРСеул 19881 октября 1988Ходьба на 20 км1:25:02Елена Лашманова

РоссияЛондон 201211 августа 2012Прыжок в высоту2,06 мЕлена Слесаренко

РоссияАфины 200428 августа 2004Прыжок в длину7,40 мДжекки ДжойнерКерси

СШАСеул 198829 сентября 1988Прыжок с шестом5,05 мЕлена Исинбаева

РоссияПекин 200818 августа 2008Тройной прыжок15,39 мФрансуаза Мбанго Этон

КамерунПекин 200817 августа 2008Толкание ядра22,41 мИлона Слупянек

ГДРМосква 198024 июля 1980Метание диска72,30 мМартина Хелльман

ГДРСеул 198829 сентября 1988Метание молота78,18 мТатьяна Лысенко

РоссияЛондон 201211 августа 2012Метание копья71,53 мОслейдис Менендес

КубаАфины 200427 августа 2004Семиборье7291очковДжекки ДжойнерКерси

СШАСеул 198824 сентября 1988

Предлагаемые задачи по своей структуре значительно ближе к практике, чем обычные текстовые задачи, хотя, строго говоря, и их нельзя считать полностью адекватными практике, так как поиск решения в этих задачах сужен изображенной ситуацией и невозможностью ееизменения. Тем не менее в ходе их решения отрабатываются основные понятия предмета и приемы решения.Задачи такого типа будут способствовать:более глубокому и прочному усвоению физических понятий; развитию мышления учащихся; приобретению новых знаний, отражающих направления научнотехнического прогресса; готовить учащихся к решению политехнических и экономических задач на основе физических методов;повышению интереса учащихся к физике, направлениям научнотехнического прогресса.Характер и количество задач зависят от цели, вида занятия, уровня знаний и умений обучающихся. Достаточное количество предложенных задач позволяет не повторять их, выбирать их для слабых и сильных школьников.Задачи должны не только по содержанию, но и по форме возможно ближе подходить к жизненным условиям (содержать реальные данные, предполагать использование паспортных данных машин и установок, сведений из справочной литературы, чертежей, схем и т. д.).Опыт на знания и опыт учеников можно использовать и при проведении лабораторного физического эксперимента [6; 7].Например, учащимся может быть предложенследующий лабораторный эксперимент:©Определениесредней мощности, развиваемой при приседанииª.1.Измерьте высоту своей поясницы Н(м).2.Измерьте высоту своего тела h(м) в положении ©присевª (центр тяжести тела при этом находится примерно на высоте 0,5 h).3.Измерьте массу своего тела т(кг) с помощью весов.4.Сделайте nприседаний за промежуток времени t(с).5.Вычислите развиваемую мощность N(Вт):

N= n∙ mg/t∙ (Н ‬0,5 h).

Будучисредством познавательной информации, учебный эксперимент одновременно является и главным средством наглядности при изучении физики; он позволяет наиболее успешно и эффективно формировать у школьников конкретные образы, адекватно отражающие в их сознании реально существующие физические явления, процессы и законы, их объединяющие.Американский физик Э.Роджерс призывал: ©Придя в лабораторию, станьте “ученым на день”, и вы проникнетев сущность науки, а это ценнее любой фактической информацииª.

Эксперимент может быть проведен и в домашних условиях, и на улице, напримеропределение средней длины шага, определение средней мощности, развиваемой при беге на дистанцию 100 м, определение силы рук при выполнении упражнения на перекладине.Систематическое выполнение учениками домашних экспериментальных заданий благоприятствует овладению физическими методами познания: они учатся самостоятельно собирать экспериментальные установки, измерять физические величины, представлять результаты измерений в виде таблиц, графиков и т. д., делать выводы из эксперимента, объяснять результаты своих наблюдений и опытов с теоретических позиций. А публичное обсуждение проведенного эксперимента развивает и поддерживает интерес учащихся к физике, формирует их интеллектуальные и практические умения, развивает естественнонаучный стиль мышления.Еще одним способом реализации межпредметных связей является проведение учебных конференций. Приведем план учебной конференции для 10гокласса.Физика и спортЦель конференции:углубить знания учащихся по физике, показать учащимся,как спортсмены используют знания физических явлений и закономерностей для улучшения своих результатов.План:1.Физика метания диска.2.Горнолыжный спорт с точки зрения физики.3.Настольный теннис и физика.4.Спортивное плавание.5.Физика в баскетболе.6.Физика в легкоатлетических прыжках.Например, доклад©Физика в легкоатлетических прыжкахª. Цель легкоатлетических прыжков ‬прыгнуть возможно выше или дальше. Результат зависит в первую очередь от начальной скорости и угла ©вылетаª тела прыгуна. В зависимости от вида прыжка его полетная часть имеет ту или иную траекторию. Особенностью тройного прыжка является чередование опорных и полетных частей прыжка. В прыжке с шестом первая часть опорная, вторая (с момента отделения рук от шеста) ‬безопорная. Каждый прыжок ‬целостное своеобразное действие, но его можно расчленить на следующие составные части: 1) разбег и подготовка к отталкиванию (от начала разбега до момента постановки ноги на место толчка); 2) отталкивание; 3) полет (с момента отделения толчковой ноги от опоры до соприкосновения с землей); 4) приземление (с момента соприкосновения с землей до полной остановки тела).Разбег сообщает телу горизонтальную скорость, необходимую для выполнения прыжка с хорошим результатом. Исходное положение прыгуна перед разбегом: туловище наклонено вперед, ногинесколько согнуты, руки полусогнуты, человек подтянут, взгляд устремлен вперед. Разбег производится с ускорением, наибольшая скорость достигается на последних шагах; ускорение создается мускульной силой прыгуна. Для каждого вида прыжка разбег имеет свои особенности: в длине пробегаемого пути, в значении ускорения, в ритме шагов и их длине. В конце разбега ритм и темп шагов изменяются в связи с подготовкой к отталкиванию, что необходимо для уменьшения потери скорости, приобретенной в разбеге. Характер и длина последних 3‬4 шагов разбега и техника их выполнения имеют свои особенности для каждого вида прыжка.Разбег переходит в отталкивание, поэтомучем быстрее последние шаги, тем быстрее совершается отталкивание и меньше потеря скорости. Во всех прыжках с разбега техника отталкивания такова: нога ставится на место толчка быстро и энергично, причем так, чтобы к моменту соприкосновения с грунтом она была почти выпрямлена (в таком положении она легче переносит большую нагрузку, более упруго амортизирует сгибание и эффективнее разгибается). В момент, когда прыгун ставит ногу на место толчка, точка опоры должна находиться несколько впереди проекции центра тяжести тела на горизонтальную поверхность. Чем под большим углом предстоит отталкивание, тем дальше вперед должна ставиться нога и тем большее расстояние требуется от точки опоры до проекции центра тяжести тела прыгуна. Выход из этого положения и отталкивание происходят благодаря активному усилию прыгуна. Это расстояние наибольшее при прыжке в высоту и меньшеепри других прыжках.Отметим, что при прыжке в длину большую роль играет инерция: после толчка дальнейшее движение совершается по инерции. А при прыжке в высоту после толчкадвижение происходит под действием силы тяжести и влияние на полет инерции менее значительно.Таким образом, реализация межпредметных связей физики и физической культуры возможна различными методами. Все ониспособствуют улучшению качества знаний по физике.

Ссылки на источники1.Вертгеймер М. Продуктивное мышление.‬М., 1987.‬С.312‬313.2.Енохович А. С. Справочник по физике и технике: Учеб. пособие для учащихся.3е изд., перераб. и доп. ‬М.: Просвещение, 1989.‬224 с.3.Ермакова Е. В. Составление задач межпредметного содержания на занятиях по физике // Академический вестник. ‬2013. ‬№4(26). ‬С.146‬151.4.Ермакова Е. В., Бердюгина О. Н. Использование исторических задач в процессе обучения математике и физике студентов вуза //Инновации в науке. ‬2013. ‬№162. ‬С.46‬50.5.URL: http://ru.wikipedia.org/wiki6.Ермакова Е. В. Организация и проведение лабораторных занятий по курсу общей физики в педагогических вузах с использованием задачного подхода: дис…. канд. пед. наук.‬Челябинск:ЧГПИ, 2004. ‬227с.7.Ермакова Е. В. Задачи при подготовке к лабораторным занятиям по физике в педагогическом вузе // Концепт. ‬2013. ‬№ 03 (март). ‬ART 13058. ‬0,5 п. л. ‬URL: http://ekoncept.ru/2013/13058.htm. ‬Гос. рег. Эл № ФС 7749965. ‬ISSN 2304120X.

Svetlana Danishkina,Student of Physics and Mathematics, Ishim Ershov State Teachers Training Institute, IshimErmakova Elena, Candidate of Pedagogic Sciences, Associate Professor at the Chair of theory and methodsof teaching physics, technology and business, Ishim Ershov State Teachers Training Institute, IshimErmakowaEl@mail.ru

Implementation of interdisciplinary connections of Physics and Physical Education

Abstract.The author discuss the implementation of intersubject connections of Physics and Physical Education on the basis of tasks of the intersubject contents, in particular the tasks containing data obtained by results of the Olympic Games. The authors give the examples of laboratory experiment and educational conference.Key words:physics, physical education, task, task of the intersubject contents, physical experiment, educational conference.References1.Vertgejmer,M. (1987) Produktivnoe myshlenie,Moscow,pp. 312‬313(in Russian).2.Enohovich,A. S. (1989) Spravochnik po fizike i tehnike: Ucheb. posobie dlja uchashhihsja,3e izd., pererab. i dop,Prosveshhenie, Moscow,224 p.(in Russian).3.Ermakova,E. V. (2013) “Sostavlenie zadach mezhpredmetnogo soderzhanija na zanjatijah po fizike”, Akademicheskij vestnik,№ 4(26),pp. 146‬151(in Russian).4.Ermakova, E. V. &Berdjugina,O. N.(2013)“Ispol'zovanie istoricheskih zadach v processe obuchenija matematike i fizike studentov vuza”,Innovacii v nauke,№ 162,pp. 46‬50(in Russian).5.Available at: http://ru.wikipedia.org/wiki(in Russian).6.Ermakova,E. V. (2004) Organizacija i provedenie laboratornyh zanjatij po kursu obshhej fiziki v pedagogicheskih vuzah s ispol'zovaniem zadachnogo podhoda: dis…. kand. ped. nauk, ChGPI, Cheljabinsk,227 p.(in Russian).7.Ermakova,E. V. (2013) “Zadachi pri podgotovke k laboratornym zanjatijam po fizike v pedagogicheskom vuze”,Koncept,№ 03 (mart),ART 13058,0,5 p. l.Available at: http://ekoncept.ru/2013/13058.htm,Gos. reg. Jel № FS 7749965,ISSN 2304120X(in Russian).

Рекомендованокпубликации:

ГоревымП. М.,кандидатомпедагогическихнаук, главнымредакторомжурнала©Концептª