Прикладная направленность преподавания математики как средство повышения качества обучения в военных училищах

Разделы: Математика


Целью развития образовательного процесса в Тюменском президентском кадетском училище является обеспечение условий для воспитания гражданина – патриота – интеллигента, формирования коммуникативно-организаторских качеств, гармоничного интеллектуального и физического развития на основе личностно-ориентированной образовательной технологии.

Выполняя социальный заказ, педагогический коллектив училища ориентирует воспитанников на выбор профессии офицера, «Есть такая профессия – Родину защищать». Офицеры должны быть грамотными, интеллектуально развитыми людьми, способными молниеносно и правильно принимать решения, при малых потерях добиваться победы.

От защитника Родины требуются глубокие знания точных наук: физики, математики, информатики. Как увлечь кадет предметом? Как замотивировать их на изучение таких сложных дисциплин как математика и информатика?

Во-первых, обучение должно быть эмоциональным и возбуждать положительные эмоции. Практика показывает, на уроке создается благоприятная эмоциональная обстановка, если перед изложением нового материала провести 2-минутную увлекательную беседу о значении точных наук в жизни. Можно, например, рассказать о роли ученых в укреплении оборонной мощи нашей страны. Неоценим вклад учёных в победу над фашизмом в годы Великой Отечественной войны. Так, в 8-м классе при прохождении темы “Таблица квадратов и квадратных корней” можно рассказать о штурманских таблицах, разработанных сотрудниками математического института Академии наук СССР и широко применявшихся во время войны в авиации дальнего действия. Ни в одной стране не было штурманских таблиц, равных этим по своей простоте и оригинальности.

Здесь же можно рассказать о таблицах для определения местонахождения судна по радиопеленгам, подготовленным коллективом математиков под руководством академика С.Н. Бернштейна, и о Большом астрономическом ежегоднике на 1943, 1944, 1945 годы, созданном учеными Ленинграда в суровых условиях блокады и имевшем очень важное значение для авиации, флота и артиллерии.

Большое значение в военно-патриотическом воспитании учащихся имеют работы по укреплению военно-морского флота выдающегося советского математика и педагога академика А.Н.Крылова. Его труды по теории непотопляемости и качки корабля широко использовались нашими военно- морскими силами во время войны. Большую работу проводят наши ученые- математики в разработке теории вычислительных машин, имеющей широкое применение в военной и космической технике.

История нашей страны богата примерами деятельности ученых- математиков, научные исследования которых связаны с обороной страны. В мемуарах Маршала Советского Союза Г.К.Жукова приведены фамилии многих выдающихся советских ученых и конструкторов, возглавлявших в годы Великой Отечественной войны коллективы по созданию оборонной техники. (Жуков Г.К. Воспоминания и размышления. М.: 1974, т.2, — с.388-389).

Многие математики, защищая Родину, погибли. Память о них должна быть вечной. Те, кто остался в живых, и после войны занимался обучением и воспитанием молодежи. Например, по учебнику “Алгебра”, автором которого является участник войны А.Н.Барсуков (1891–1958), обучалось не одно поколение учащихся с 1956 по 1973 г.

На уроках математики необходимо говорить о значении математики в военном деле. Ученики должны знать, что твердое знание предмета необходимо для овладения основами военной техники, военного искусства, многими профессиями, нужными в армии.

Действенным средством военно-патриотического воспитания в процессе преподавания математики является решение соответствующих задач.
Предлагая задачи на военную тематику, учитель прививает кадетам такие личностные качества, как пытливость, настойчивость, находчивость, развивает самостоятельность, способствует воинскому воспитанию обучаемых, воспитанию чувства гордости за свою Родину, за труд ученых, инженеров и рабочих, создавших боевую технику.

Математика

Рассмотрим ряд задач, которые можно использовать при изучении различных тем на уроках математики.

Тема урока «Столбчатые диаграммы»

По данным таблицы «Потери стран, вовлечённых в войну 1941–1945» составить диаграмму.

Воюющие страны

Население на 1939г.

Мобилизовано солдат

Потери солдат все причины

Ранено солдат

Пленные солдаты

Потери мирных жителей

Япония

71 380 000

9 700 000

1 940 000

3 600
000

4 500 000

690 000

Франция

41 300 000

6 000 000

253 000

280 000

2 673 000

412 000

США

131 028 000

16 112 566

405 399

652 000

140 000

3 000

СССР

170 557 093

34 476 700

8 285 057

14 685
593

4 559 000

15 760
000

Германия

69 622 500

17 893 200

5 318 000

6 035
000

1 650 000

1 440 00

Тема урока «Признаки делимости на 3 на 9» Исследование

Доказательство выдвинутых предположений.

Число

1941

1812

1805

1989

1380

1242

1552

Сумма цифр числа

15

12

14

27

12

9

13

С какими событиями нашей страны связаны даты в таблице?

Тема урока «Решение задач на составление уравнений»

Задача «Абрамс» против «Рогатки», кто круче?

Абрамс проходит расстояние от одной базы до другой за 6 ч, а Рогатка - за 7 ч. Найдите скорость Абрамса, если известно, что она больше скорости Рогатки на 10 км/ч. (проведенная сравнительная оценка, с учетом возможной погрешности расчетов в 10%, свидетельствует о близости уровней лучших современных зарубежных танков и Т-90А. Основным боевым танком Вооруженных сил РФ теперь станет новейший танк "Армата".)

Реши задачу, выделяя три этапа математического моделирования:

В центре России выделялся Брянский литейный завод. В 1806 году в связи с перевооружением артиллерии Брянскому заводу поручили освоить производство орудий для конных рот. Завод получил некоторый заказ на изготовление пушек. В 1812 году это предприятие передало армии 180 орудий, что составило 150 % от заказа. Какое количество пушек было заказано Брянскому литейному заводу?

Тема «Построение треугольника»

Задача. Для определения по карте места нахождения S судна с помощью радиопеленгатора определяют углы SAB и SBA, где А и В береговые радиомаяки, изображённые на карте. Ту же задачу решают с помощью радиолокатора, определяя расстояние от S до А и до В. как найти на карте месторасположение судна по данным:

  • радиопеленгатора,
  • радиолокатора?

Решение сводится к построению треугольника:

  • по стороне и двум углам,
  • по трём сторонам.

Изучении темы «Функции. Графики функций»

Можно рассмотреть следующие задачи.

  1. Отряд разведчиков, выйдя из пункта А, прошел 250 м по азимуту 102°, потом 350 м по азимуту 183°, затем еще 350 м по азимуту 325°.
    Проложить маршрут движения разведгруппы. По какому азимуту и сколько метров необходимо пройти отряду разведчиков, чтобы вернуться в пункт А?
  2. Сигнальная ракета выпущена под углом 600 к горизонту с начальной скоростью 40м/с. В этом случае высота, на которой находится ракета в определенный момент времени, может быть приближенно вычислена по формуле h=2+21t-5t2. Через сколько секунд ракета окажется на высоте 10 м?
  3. На испытаниях нового российского танка "Армата" Т-14 каждые полчаса отмечали в таблице пройденное расстояние.

t, ч

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

S, км

90

135

180

225

270

315

360

405

450

Отметьте данные таблицы на координатной плоскости, отложив по оси абсцисс время движения танка, а по оси ординат – пройденное расстояние.
Проведите прямую аппроксимирующую эти данные. Определите, чему будет равно расстояние: а) через 1ч после начала движения; б) через 3ч после начала движения; в) через 5ч после начала движения.

В последнее время большое внимание уделяется изучению учащимися элементов комбинаторики и теории вероятностей. В связи с этим можно и нужно рассказать учащимся о том, что работы академика А.Н.Колмогорова и его учеников в области теории вероятностей использовались во время войны для нахождения самолетов и подводных лодок противника. Исследования А.Н.Колмогорова в области теории стрельбы помогли увеличить эффективность огня артиллерии.

В связи с этим можно рассмотреть задачи.

  1. Стрелок стреляет по мишени. Число попаданий в зависимости от количества выстрелов приведено в таблице:

  2. Число выстрелов

    Количество попаданий

    10

    6

     

    20

    13

    30

    24

    40

    37

    50

    42

    60

    52

    70

    61

    а) определите частоту попадания в зависимости от количества выстрелов.
    б) представьте эту зависимость графически.
    в) Болельщики стрелка заключили пари с его соперниками, что, сделав еще 30 выстрелов, стрелок поразит цель не менее 20 раз.
    Как вы считаете, стоило ли соглашаться соперникам стрелка на пари? Могут ли болельщики стрелка проиграть пари?

  3. В отряде 20 бойцов. Двоих надо отправить в разведку. Сколько существует вариантов это сделать?

Информатика

В целях воспитания патриотизма, любви и уважения к профессии российского офицера преподаватели разработали пакет военно-прикладных задач. Причём задания подобраны так, что кадет, при выполнении задания испытывает чувство гордости за свою Родину. Приведу несколько примеров.

Тема: «Графический редактор» (1 курс - 9 класс)

На втором практическом занятии кадеты рисуют топографические знаки, используемые российской и зарубежными армиями. На 3–4-м часе - творческая работа «Герб взвода». Кадеты рисуют и защищают свою работу. Объявляется конкурс на лучший герб. Лучшие работы выставляются в экспозицию музея. Здесь ценно, что каждый юноша задумывается над нравственными ценностями, над приоритетами во взводе и все это пытается воспроизвести в рисунке. А главное, слушая защиту, они открывают новые качества, как в себе, так и в товарищах.

В процессе работы с текстовым редактором Word используются материалы музея Тюменского военно-инженерного училища. Работая с текстом, ребята знакомятся с историей инженерных войск, с героями, чья жизнь связана с нашим родным краем. Работая с таблицами в Word, узнают вид и тактико-технические характеристики стрелкового оружия, бронетанковой техники, военных самолетов. По ТТХ Российское оружие пока превосходит зарубежные аналоги и это повод для гордости.

При отработке навыков работы с прикладной программой Энциклопедия Кирилла и Мефодия кадетам предлагались задания найти сведения о маршале Жукове, Рокоссовском, Василевском, Говорове, Тимошенко, о героях Советского Союза и России.

При изучении технологии обработки числовой информации кадеты выполняют расчеты военно-прикладных задач, например, вычисляют силу давления пороховых газов при движении снаряда внутри ствола. Меняя параметры, исследуют результаты и делают вывод. На контрольной работе кадеты строят таблицу «Динамика изменения численности корабельного состава ВМС США и России», вычисляя процентное соотношение каждой категории кораблей относительно всего состава и построят диаграмму. Из таблицы видно, что численный состав боевых кораблей сократился в два раза. Требуется сделать вывод, почему численный состав кораблей сократился? Чтобы правильно ответить на вопрос, нужно знать историю.

Динамика изменения численности корабельного состава ВМС США

Категории и классы кораблей

Финансовые годы

1991

%   от   всего состава

2001

%   от   всего состава

Авианосцы

15

3

12

 

Боевые надводные корабли

213

38

116

 

Десантные корабли

62

11

39

 

Ракетные подводные лодки

35

6

18

 

Многоцелевые подводные лодки

94

17

55

 

 

Минно-тральные корабли и вспомогательные суда

88

16

41

 

Суда боевого и тылового обеспечения

60

11

34

 

Всего

567

100

315

 

На занятиях по теме “Системы управления базами данных” используется база данных “Тактико-технические характеристики стрелкового орудия” и «Военная авиация России и США».

На лабораторных работах по программированию используются военно-прикладные задачи: расчет количества ракет для нанесения объекту противника определенного ущерба, расчет скорости винтовки при отдаче, расчет дальности полета пули и т.д.

В а р и а н т  1.

Расчет количества ракет для нанесения объекту противника определенного ущерба.

Цель работы: определение количества используемых ракет для нанесения объекту противника определенного ущерба.

Задача. Сколько нужно использовать ракет, чтобы нанести противнику ущерб в среднем 50%, 65%, 75%, 80%?

Математическая модель.

Средний относительный ущерб Qn объекта противника при нанесении по нему ряда ударов однотипными ракетами определяется по приближенной формуле

Qn = (1–0,82n)×100%,

где n - число ракет.

Количество ракет

Результаты вычислений

Относительный ущерб

50%

65%

75%

80%

Количество однотипных ракет

 

 

 

 

Хочу отметить, что прикладные задачи военной направленности вызывают интерес у кадет. Через задачи юноши увлеченно включаются в разработки проектов по военной тематике, успешные проекты ребята защищают на научных конференциях и выступают на классных часах перед взводами училища. Углубляясь в изучение выбранной темы, они начинают хорошо разбираться в оружии, главное, приходит понимание того, что без точных расчётов не создать ни стратегического, ни наступательного оружия. Военная тема кадетам становится интересна. Они готовы посвятить свою жизнь служению Отчизне. Опыт показывает, что при данной методике к профессиональной ориентации более 80% выпускников поступают в Высшие военные училища и продолжают свою научную работу, начатую в училище.

31.10.2018