МІЖПРЕДМЕТНА ІНТЕГРАЦІЯ ВИЩОЇ МАТЕМАТИКИ ТА ЗАГАЛЬНОЇ ФІЗИКИ ПІД ЧАС ВИВЧЕННЯ КОЛИВАЛЬНИХ ПРОЦЕСІВ ЗДОБУВАЧАМИ ТЕХНІЧНИХ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ - Scientific conference
Main page
UA PL EN

Congratulation from Internet Conference!

Hello

Рік заснування видання - 2011

МІЖПРЕДМЕТНА ІНТЕГРАЦІЯ ВИЩОЇ МАТЕМАТИКИ ТА ЗАГАЛЬНОЇ ФІЗИКИ ПІД ЧАС ВИВЧЕННЯ КОЛИВАЛЬНИХ ПРОЦЕСІВ ЗДОБУВАЧАМИ ТЕХНІЧНИХ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ

20.01.2026 18:56

[4. Pedagogical sciences]

Author: Горбунович Ірина Валентинівна, кандидат технічних наук, доцент кафедри вищої математики, Національний транспортний університет, м. Київ, Україна; Іщенко Руслан Миколайович, кандидат фізико-математичних наук, доцент кафедри інформаційно-аналітичної діяльності та інформаційної безпеки, Національний транспортний університет, м. Київ, Україна


ORCID: 0000-0002-6859-0663 Горбунович І.В.

ORCID: 0000-0003-0158-4020 Іщенко Р.М.

Сучасна вища технічна освіта спрямована на підготовку спеціалістів, які вміють використовувати базові наукові знання для розв’язування інженерних завдань. Важливу роль у цьому відіграє поєднання різних навчальних дисциплін, що допомагає студентам краще зрозуміти навчальний матеріал та сформувати цілісне уявлення про закони природи і технічні процеси.

Одними з базових дисциплін у підготовці студентів технічних спеціальностей є вища математика та загальна фізика. Незважаючи на їхній тісний теоретичний зв’язок, на практиці ці курси часто викладаються відокремлено, що ускладнює перенесення математичних знань у фізичний контекст. Особливо гостро ця проблема проявляється під час вивчення коливальних процесів, де математичний апарат відіграє ключову роль. 

Коливальні процеси є фундаментальними для багатьох галузей техніки та науки – від механіки і електротехніки до автоматизованих систем керування та радіофізики. Саме тому формування глибокого розуміння фізичної сутності коливань на основі математичного моделювання є важливим завданням сучасної інженерної освіти.

Метою дослідження є теоретичне обґрунтування та методичний аналіз інтеграції методів вищої математики у процес вивчення коливальних процесів у курсі загальної фізики студентами технічних спеціальностей.

Для досягнення поставленої мети визначено такі завдання: проаналізувати роль математичного апарату у формуванні фізичних уявлень про коливальні явища; визначити основні математичні методи, що необхідні для опису коливальних процесів; обґрунтувати доцільність інтегрованого підходу до навчання та окреслити напрями його практичної реалізації в освітньому процесі.

Теоретичним підґрунтям дослідження є аналіз науково-педагогічних підходів до міжпредметної інтеграції. Аналіз науково-педагогічної літератури [1, 2], присвяченої вивченню міжпредметних зв’язків, показав, що єдиного підходу до їх визначення та класифікації не існує. Відповідно, узагальнивши результати досліджень інших авторів, у роботі [3] міжпредметні зв’язки розглядаються як дидактична категорія, що передбачає узгодження програм двох чи більше навчальних дисциплін, взаємне використання і взаємозбагачення спільних для них знань, умінь і навичок, а також методів, форм і засобів навчання.

Коливальні процеси з точки зору фізики описуються як періодичні або квазіперіодичні зміни фізичних величин у часі. Математичний опис таких процесів базується насамперед на використанні диференціальних рівнянь другого порядку, які вивчаються у курсі вищої математики.

Класичним прикладом є рівняння гармонічного осцилятора, яке використовується для опису механічних, електричних та електромагнітних коливальних систем. Розв’язання цього рівняння дозволяє студентам зрозуміти фізичний зміст таких параметрів, як амплітуда, циклічна частота та фаза коливань. Водночас аналіз математичної структури розв’язку сприяє закріпленню знань з математичного аналізу.

Інтегрований підхід до навчання передбачає узгоджене подання навчального матеріалу з вищої математики та фізики. Це означає, що математичні методи подаються не ізольовано, а у тісному зв’язку з їх фізичними застосуваннями. Такий підхід сприяє формуванню в студентів умінь математичного моделювання, аналізу фізичних систем і прогнозування їх поведінки.

Особливу роль у реалізації інтеграції відіграють комп’ютерні технології. Використання програмних засобів для чисельного моделювання та візуалізації коливальних процесів дозволяє підвищити наочність навчального матеріалу та активізувати пізнавальну діяльність студентів. Моделювання коливань із різними параметрами сприяє кращому розумінню впливу фізичних характеристик системи на її динаміку.

Застосування інтегрованих завдань, що поєднують математичний аналіз і фізичну інтерпретацію результатів, є ефективним засобом контролю знань. Такі завдання сприяють розвитку аналітичного мислення та формуванню професійних компетентностей майбутніх інженерів.

Інтеграція методів вищої математики у вивченні коливальних процесів у курсі загальної фізики є важливим чинником підвищення якості підготовки студентів технічних спеціальностей.

Застосування інтегрованого підходу сприяє глибшому розумінню фізичної сутності коливальних явищ, формуванню навичок математичного моделювання та розвитку логічного й інженерного мислення. Результати дослідження підтверджують доцільність тісної координації викладання математичних і фізичних дисциплін у закладах вищої технічної освіти.

Подальші дослідження доцільно спрямувати на розробку методичних рекомендацій щодо впровадження міждисциплінарних модулів та оцінювання їх ефективності в освітньому процесі.

Література

1. Domínguez A., De la Garza J., Quezada-Espinoza M., Zavala G. Integration of Physics and Mathematics in STEM Education: Use of Modeling. Educ. Sci., 14(1):20 (2024), 1–15. DOI: https://doi.org/10.3390/educsci14010020.

2. Baran-Bulut D. Interdisciplinary Teaching: Solving Real-Life Physics Problems through Mathematical Modelling. European Journal of Research in Science, Mathematics and Education, 2024. Vol. 12, No. 1. URL: https://ejrsme.icrsme.com/article/view/22761.

3. Іщенко Р.М., Горбунович І.В. Міжпредметні зв’язки фізики і математики під час викладання фізичних основ механіки студентам технічного університету. Фізико-математична освіта, 2020. Вип. 1 (23). Ч. 2. С. 39-44. DOI: 10.31110/2413-1571-2020-023-1-2-006.



Creative Commons Attribution Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
допомога Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter

Another articles in this section

Сonferences

Conference 2026

Conference 2025

Conference 2024

Conference 2023

Conference 2022

Conference 2021



Міжнародна інтернет-конференція з економіки, інформаційних систем і технологій, психології та педагогіки

Наукова спільнота - інтернет конференції

:: LEX-LINE :: Юридична лінія

Інформаційне суспільство: технологічні, економічні та технічні аспекти становлення