Legatura Interdisciplinara a Matematicii cu Stiintele Naturii

Legatura Interdisciplinara a Matematicii cu Stiintele Naturii

Consideratii metodice asupra predarii notiunii de grup in invatamantul liceal, in contextul legaturii interdisciplinare a matematicii cu stiintele naturii :

In prima lor faza de dezvoltare, stiintele tehnice intrasera prin intermediul procedeelor de masura a marimilor fizico-chimice in legaturi doar indirecte cu teorii si mijloace clasice ale matematicii, folosite sau promovate de stiintele fizico-chimice ale naturii.

Pe masura constituirii lor sistematice, stiintele tehnice au intrat insa si in relatii directe tot mai stranse (in contact direct) cu matematica, folosind teorii ale acesteia sau promovand cercetarile in anumite ramuri ale acesteia.
Domeniile la care au facut apel preocuparile ingineresti sau in care acestea au promovat direct cercetarile lor fac parte din ramuri ale matematicii care s-au diversificat tot mai mult, pe masura ce acestea au trecut de la tehnica energiei din faza masinismului si a mecanizarii la tehnica informatiei si a codului din faza automatizarii si a sistemului complex.
Matematica si disciplinele tehnice
In mecanica tehnica a mecanismelor tot mai complexe si viteze de lucru tot mai mari, de care are nevoie industria moderna, s-a dezvoltat programul de structura a mecanismelor, care a folosit, pentru alcatuirea schemelor moderne, corespunzatoare, mijloacele algebrei liniare, ale calculului matricial. Solutii optime in sinteza mecanismelor cu came si rezultate in precizia functionala a acestora au putut fi obtinute cu ajutorul metodelor variationale si al programarii matematice, conjugate cu realizarea unor algoritmi de calcul corespunzatori, pentru folosirea de calculatoare in efectuarea calculelor complexe pe care le implica rezolvarea acestor probleme.

Aceasta interdependenta intre matematica si disciplinele tehnice este posibila deoarece limbajul matematic este universal, international ceea ce ajuta la circulatia si acumularea ordonata a rezultatelor matematice prin efortul comun al tuturor generatiilor.

Legile fundamentale ale materiei nu pot fi exprimate altfel decat intr-o forma matematica, prin expresii in care apar relatii intre marimi fizice caracterizate cu ajutorul numerelor.

Imposibilitatea substituirii instrumentului matematic cu un alt instrument mai intuitiv, mai simplu, face ca prezentarea aplicatiilor unor metode matematice in alta stiinta sa fie o problema relativ dificila. Din punct de vedere obiectiv, aceasta se datoreaza faptului ca trebuie imbinat abstractul caracteristic matematicii cu intuitivul caracteristic diverselor stiinte ale naturii.

Interdisciplinaritatea constituie o modalitate a stiintei contemporane, realizata in deosebi sub aspect metodologic, fiind o problema cu finalitate si in practica stiintifica umana.

Interdisciplinaritatea constituie, in primul rand, o incercare de a reda unitatea stiintei in ansamblul ei, ca reflectare a unitatii reflective.
Prin caracterul interdisciplinar al invatamantului se intelege un invatamant care sa creeze elevilor imaginea unitatii realitatii, sa le formeze o metodologie unitara de cercetare a realitatii si sa le dezvolte o gandire integratoare, unitara, sistematica.
Continutul unui invatamant interdisciplinar poate fi promovat la nivelul planului de invatamant, la nivelul programelor scolare (prin urmarirea legaturilor intre obiecte si prin formularea unor obiective instructiv-educative comune), la nivelul manualelor scolare si prin continutul lectiilor.

Din pacate manualele scolare nu reflecta caracterul interdisciplinar al invatamantului. Se impune o corelare mai buna a programelor disciplinelor tehnice cu programa de matematica.

Exista destule manuale de specialitate care folosesc notiuni de limita, derivata, logaritmi, vectori la clasa a IX-a, fapt ce creeaza dificultati de rationament, indepartand elevul de intelegerea fenomenului, creand sentimentul de inutilitate a notiunilor de matematica invatate.

La nivelul programelor scolare exista resurse de realizare a unui invatamant cu caracter interdisciplinar. Se pot stabili obiective comune mai multor discipline. Se poate conduce la cresterea ponderii laturii metodologice, de cercetare, de experimentare in insusirea continutului manualelor. Se pune accentul pe intelegerea conceptelor fundamentale si stapanirea tehnicilor indispensabile pentru invatarea altor discipline.

Studiul sistematic al diferitelor obiecte din cadrul stiintelor naturii si al stiintelor tehnice se bazeaza pe interpretarea datelor empirice si explicarea lor cauzala, prin construirea si utilizarea rationamentului logico-deductiv in elaborarea teoriilor, exprimand rezultatele procesului de investigare in limbaj matematic.

In practica predarii se pune problema trecerii de la primirea cunostiintelor de catre elev la dobandirea lor prin investigare experimentala si formarea unei gandiri unitare sistematice.

Elevii trebuie sa fie invatati, prin studierea matematicii, sa stie sa calculeze, sa coreleze, sa asocieze cunostiintele despre anumite procese, fenomene, intr-un ansamblu unitar de cunostiinte, deziderat realizabil prin studiul structurilor algebrice.

Metoda matematica aplicata la studierea unor fenomene fizice, biologice, chimice etc, consta in a cerceta aceste fenomene sub aspectul lor pur.