Без применения математического моделирования практическое решение задач оптимизации в области экологии невозможно. С учетом различных частных факторов живой природы используется математический аппарат теории, методы неформального анализа, методы экспертиз и машинная имитация.
В экологической математике для изучения живых систем требуются, соответственно, сложные и громоздкие вычисления, которые нельзя осуществить без использования современной технологии.
Математизация естественных и социальных наук –одно из перспективных направлений преодоления барьеров между ними в комплексных исследованиях сложных экологических вопросов.
Связь экологии и математики в данное время переходит на высокий междисциплинарный уровень.
Через разработку математических моделей экологическая наука вышла на современную вычислительную технику, получила возможность ставить и решать сложные проблемы выбора рационального варианта использования материальных факторов производств, опираясь на методы математических расчетов, последовательно приближаться к выбору оптимальных решений природопользования [1].
Современные экологические исследования включают в себе следующие аспекты измерений: состояние окружающей среды; социальную результативность развития системы; технико-экологический потенциал системы; способность системы утверждать себя во внешнем мире, на примере защищать независимость своего развития и компенсировать отрицательное воздействие внешних факторов.
При этом широко используются количественные характеристики элементов системы, их сравнение и анализ, устойчивость природопользования, методы баланса, имитационные и расчетные модели.
Таким образом, нетрудно представить как велико значение вычислений, измерений, вероятностных оценок, решения экстремальных задач, составления таблиц, вычерчивания графиков и т.д. при решении самых разнообразных задач по охране природы, рациональному использованию материалов, прогнозированию погоды и т. д.
С другой стороны, в процессе преподавания математики недостаточно учитывается роль и значение экологических знаний, умений для развития интереса к применению математических знаний, к применению методов математики для решения современных практических и производственных задач. В этом мы видим не только методологический аспект взаимосвязанного изучения математики с вопросами экологии, но также присутствует аспект воспитательный: нравственный и этический.
Таким образом, возникает задача определения возможностей осуществлять через математическое содержание элементов экологического образования и воспитания. Это важно и потому, что такой подход усиливает мировоззренческую направленность курса школьной математики, обеспечивает в известной мере количественную оценку и определенность в понимании учащимися диалектических изменений природы и окружающей среды.
Необходимым дополнением к использованию экологических знаний учащихся на уроках математики является внеурочная работа. На уроках учитель в большой мере связан программным материалом, ему необходимо обеспечить овладение собственно математическими знаниями, умениями и навыками, что не дает возможности отводить достаточно времени на ознакомление учащихся с материалами экологического содержания. Во внеурочное же время целесообразно не только сообщить учащимся определенную сумму знаний, развить их умения и навыки, но и научить их применять полученные знания для решения простейших экологических задач. Ознакомившись на занятиях кружка, вечера и т.д. с неопределенными вопросами экологии, у учащихся возникает потребность глубже их понять, узнать о них из других источников информации. Наряду с этим, внеклассные занятия формируют у учащихся самостоятельность, творческий подход и инициативу при решении задач, способствуют всестороннему развитию личности ученика, воспитывают устойчивые нравственные убеждения [2].
При выборе содержания и методических способов ведения внеурочной работы по математике, связанной с использованием экологических знаний учащихся, мы исходили из следующих основных требований:
- внеклассные заниятия не должны отвлекать учащихся от основного содержания программы по курсу математики;
- по содержанию внеурочные занятия должны быть доступны для учащихся и тесно связаны с работой, проводимой на уроке;
- содержание и формы проведения внеклассных занятий должны развивать интерес учащихся к применению математики для решения вопросов экологии и использованию экологических аспектов для сознательного овладения аппаратом и языком математики.
- внеклассные занятия должны способствовать активизации познавательной деятельности учащихся при изучении математики.
Кроме того, при организации внеурочной работы нами учитывались принципы занимательности, рассматриваемые в тесной связи с организацией самостоятельной деятельности учащихся, ее добровольностью и обязательностью выполнения порученных заданий.
Педагогическое обеспечение эффективности внеурочной работы мы обосновали на том, чтобы при отборе форм и содержания внеклассных занятий больше внимания уделять их тесной взаимосвязи с классными. Например, на уроках рассматривались задачи экологического содержания, причем те, которые вызывали потребность учащихся в более глубоком их изучении, чем это возможно на уроках. Поэтому на внеклассных занятиях давался дополнительный материал. Предлагались задачи экологической направленности, допускающие различные способы решений, часть из которых анализировалась на занятиях кружка. На уроках заслушивалась информации учащихся, полученная ими во внеурочное время, поощрялись приобретенные ими дополнительные знания и умения. При подготовке докладов, решении задач учащиеся используют дополнительную литературу, получают конкретные математические знания и умения. Поэтому это работа учитывалась при подведении итогов и общей оценки по математике в конце четверти, учебного года. Из различных форм внеурочной работы по математике нами были распространены наиболее практически оправданные: кружок по математике и вечера.
Кружок создается на добровольных началах из учащихся параллельных классов. В целях обеспечения преемственности в работе кружка, он должен вестись по единой тематике, например, в V-IX классах – «Как математика изучает и охраняет природу», X-XI классах – «Математические методы в экологии». Учащиеся IV-V экспериментальных классов в кружковую работу нами не вовлекались, поскольку, как показало исследование, запас знаний и умений к этому возрасту является у учащихся недостаточным для решения и углубления их математических знаний и умений на той ограниченной основе приобратенных ими экологических знаний, которые они имеют.
В состав кружка целесобразно включать примерно 15-19 учащихся. Наряду с традиционными организационными вопросами занятия целесообразно проводить два раза в месяц.
Продолжительность занятий – не более 2 часов. План работы кружка составляется обычно на один учебный год, в нем указываются даты и содержание занятий, ответственные лица за выполнение определенных заданий.
Работу в кружке можно вести в форме тематических занятий: лекции – беседы учителя, небольшие доклады учащихся (семинары), практические занятия на природе, решение задач. Темы докладов учителю рекомендуется давать учащимся за 0,5-1 месяца до занятия кружка, разъясняя им содержание темы, намечая узловые вопросы и необходимую литературу.
За две недели до заседания кружка план докладов кружковцев проверяется, уточняется, выделяется главное в задании, проверяется подготовленный учеником конспект. На заседании кружка учащимся полезно вести конспекты занятия, задавать вопросы, устраивать диспуты.
В заключении можно сказать, что задачи экологического содержания по своему существу носят практически характер. Однако эти задачи носят не только практическую направленность, но они обеспечивают воспитательную функцию. С одной стороны задачи экологического содержания, возбуждая интерес учащихся к их решению, вызывает необходимость овладения математическими методами их решения. С другой стороны, методы математики позволяют качественно и количественно, т.е. объективно оценить экологические процессы, что способствует правильному формированию у учащихся отношения к реальной действительности, к природе, к окружающей среде. Такое правильное толкование экологических проблем на основе описания их математическим языком приводит к тесной связи этих вопросов с проблемами экологического образования и воспитания учащихся. И внеурочные работы с ориентацией на эколого-математические проблемы позволяют, таким образом, решать более широкие педагогические задачи обучения и воспитания.
Литература
- Новик И.Б. О моделировании сложных систем: философский очерк. – М.: Мысль, 1995 – 335с.
- Внеурочная работа по математике в условиях сельской школы: Сб.статей. Редкол. Ломакин Ю.Б. (ред.) и др. – Вологда ВГПИ, 1981 – 248 с.
- «Математика и физика» научно-методические журналы. 2002-2005 г.[schema type=»book» name=»ИЗУЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ ВО ВНЕУРОЧНОЙ РАБОТЕ ПО МАТЕМАТИКЕ» description=» В статье рассматриваются вопросы экологического образования и воспитания подрастающего поколения во внеурочной работе по математике. Обосновывается роль и значение экологических знаний для развития интереса к применению методов математики при решении жизненно важных, практических и производственных задач.» author=»Кокажаева Амангуль Базарбековна, Батырбаева Гульниет Асильхановна, Сагынбаева Эльмира Едиловна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-01-24″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_31.10.15_10(19)» ebook=»yes» ]