Изучение физики с помощью компьютерных технологий

Изучение физики с помощью компьютерных технологий

Белов А. Г. учитель физики

МАОУ СОШ №2 УИИЯ

Г. Ноябрьск

ВВЕДЕНИЕ

Физика - один из наиболее интересных, увлекательных, доступных и в то же время достаточно сложных учебных предметов в школьной программе. Физика – это фундаментальная наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи, и законы ее движения.

С годами наблюдается понижение интереса к предмету, а вместе с этим понижение уровня знаний. Эта проблема объясняется сложностью предмета, недостаточностью наглядного материала, отсутствием оборудования, дефицитом научной и дополнительной литературы. По сложности материала в старшем звене физика опережает даже математику и химию в результате значительная часть учащиеся испытывают затруднения и теряют интерес к предмету, не реализуют свой творческий потенциал в полной мере. Современного ученика сегодня очень трудно чем-либо удивить. Стандартный комбинированный урок для них скучен, неинтересен.

А день сегодняшний требует от выпускника не столько умений выполнять указания, сколько решать проблемы жизни самостоятельно, проводить исследования, давать экспертные заключения, создавать проекты. Изменившееся качество жизни диктует дать школьникам такое образование, которое подготовит их к жизни динамичного общества, меняющегося мира, причем это касается и личной и профессиональной сфер.

Актуальность выбранной проблемы связана с оптимизацией способов и технологий организации образовательного процесса.

Столкнувшись с такой проблемой на своих уроках, я пришла к выводу, что применение ИКТ на уроках физики является эффективным фактором для развития мотивации учащихся, активизации их познавательной деятельности, позволяет сделать физические явления доступнее и понятнее. Таким образом, основная цель образовательной деятельности сегодня не может быть достигнута без применения новых технологий в оценке учебных достижений обучающихся в условиях реформирования образования.

Основная задача уроков физики с применением ИКТ – это не навязывание моего предмета, а попытка привить ученикам не столь любовь, сколько уважение к предмету и понимание того, что физика помогает человеку развиться как творческая, рассуждающая личность.

Средства ИКТ позволяют учителю значительно расширить возможности предъявления разного типа информации. При дидактически правильном подходе компьютер активизирует внимание учащихся, усиливает их мотивацию, развивает познавательные процессы, мышление, внимание, развивает воображение и фантазию, проводит моделирование сложных физических процессов и объектов; осуществляет автоматизированный контроль качества полученных знаний; реализует технологию дистанционного и личностно-ориентированного обучения. Компьютер может использоваться на всех этапах процесса обучения: при объяснении нового материала, закреплении, повторении, контроле ЗУН. Использование компьютера на уроках дополняет учебный процесс, является неотъемлемой его частью, повышает активность учащихся, развивает их способности, побуждает к получению знаний, расширяет кругозор, повышает качество образования. Современный урок физики сегодня уже нельзя представить без использования на уроке компьютера, который не дает учителю забывать о том, что физика - наука экспериментальная и изучение физики трудно представить без лабораторных работ. Оснащение физического кабинета не всегда позволяет провести программные лабораторные работы, не позволяет вовсе ввести новые работы, требующие более сложного оборудования. На помощь учителю приходит компьютер, который позволяет проводить более сложные лабораторные работы. В них ученик может по своему усмотрению изменить исходные параметры опытов, наблюдать, как изменяется в результате само явление, анализировать увиденное, делать соответствующие выводы.

Эффективность применения компьютеров в учебном процессе зависит от многих факторов. Физика - наука экспериментальная, её всегда преподают, сопровождая демонстрационным экспериментом.

Глава i

Исследование интерактивных методов обучения

1. РАЗНОВИДНОСТИ МЕТОДОВ ОБУЧЕНИЯ

Метод (буквально путь к чему-то) означает способ достижения цели, определенным образом упорядоченную деятельность.

Методы обучения – это совокупность приемов и подходов, отражающих форму взаимодействия учащихся и учителя в процессе обучения. Методы обучения имеют объективную и субъективную стороны. Объективная сторона отражает общую базовую сущность метода, а субъективная – проявление мастерства и творческого подхода педагога в рамках метода и в соответствии с его основными принципами.

В современной педагогической практике используется большое количество методов обучения. В этой связи возникает потребность в их классификации, помогающей выявить в методах обучения общее и особенное, существенное и случайное, тем самым способствуя целесообразному и более эффективному их использованию. Единой классификации методов обучения не существует. Это связано с тем, что разные авторы в основу подразделения методов обучения на группы и подгруппы используют разные подходы, отдельные стороны процесса обучения.

Перцептивный подход, при котором за основание берется источник передачи информации и характер ее восприятия, предполагает выделение словесных, наглядных и практических методов обучения, отражающих как деятельность учителя (рассказ, лекция, демонстрация, упражнения и др.), так и деятельность учащихся (слуховые, зрительные, моторные восприятия)

Управленческая концепция имеет своим основанием ведущие дидактические задачи, решаемые на том или ином этапе обучения. В соответствии с таким основанием выделяются методы приобретения знаний, формирования умений и навыков, применения знаний, творческой деятельности, закрепления, проверки знаний, умений и навыков.

Логический подход в качестве основания предусматривает логику изложения материала учителем и логику восприятия его учащимися, которая может быть индуктивной и дедуктивной, отсюда и соответствующие методы обучения.

Кибернетический подход, при котором основанием выступает способ управления познавательной деятельностью и характер установления обратной связи, предлагает выделение методов алгоритмизации и программированного обучения.

В данном исследовании рассматривается классификация методов обучения, по способу взаимодействия между участниками процесса обучения, как процесс взаимодействия между учителем и учениками с целью приобщения учащихся к определенным знаниям, навыкам, умениям и ценностям. С первых дней существования обучения и до сегодняшнего дня сложились, утвердились и получили широкое распространение в общем три формы взаимодействия учителей и учащихся:

1. Пассивные методы;

2. Активные методы;

3. Интерактивные методы.

Пассивный метод

Рисунок 1. Пассивный метод.

Пассивный метод – это форма взаимодействия учащихся и учителя, в котором учитель является основным действующим лицом и управляющим ходом урока, а учащиеся выступают в роли пассивных слушателей, подчиненных директивам учителя. Связь учителя с учащимися в пассивных уроках осуществляется посредством опросов, самостоятельных, контрольных работ, тестов и т. д

С точки зрения современных педагогических технологий и эффективности усвоения учащимися учебного материала пассивный метод считается самым неэффективным, но, несмотря на это, он имеет и некоторые плюсы. Это относительно легкая подготовка к уроку со стороны учителя и возможность преподнести сравнительно большее количество учебного материала в ограниченных временных рамках урока. С учетом этих плюсов, многие учителя предпочитают пассивный метод остальным. В некоторых случаях этот подход успешно работает в руках опытного педагога, особенно если учащиеся имеют четкие цели, направленные на основательное изучение предмета. Лекция - самый распространенный вид пассивного урока.

Активный метод

Активный метод – это форма взаимодействия учащихся и учителя, когда учитель и учащиеся взаимодействуют друг с другом в ходе урока и учащиеся здесь не пассивные слушатели, а активные участники урока.

Рисунок 2. Активный метод

Если в пассивном уроке основным действующим лицом и менеджером урока был учитель, то здесь учитель и учащиеся находятся на равных правах. Если пассивные методы предполагали авторитарный стиль взаимодействия, то активные больше предполагают демократический стиль. Многие между активными и интерактивными методами ставят знак равенства, однако, несмотря на общность, они имеют различия. Интерактивные методы можно рассматривать как наиболее современную форму активных методов.

Интерактивный метод

Интерактивный («Inter» - это взаимный, «act» - действовать) – означает взаимодействовать, находиться в режиме беседы, диалога с кем-либо. В отличие от активных методов, интерактивные ориентированы на более широкое взаимодействие учеников не только с учителем, но и друг с другом и на доминирование активности учащихся в процессе обучения. Место учителя в интерактивных уроках сводится к направлению деятельности учащихся на достижение целей урока. Учитель также разрабатывает план урока (обычно, это интерактивные упражнения и задания, в ходе выполнения которых ученик изучает материал).

Рисунок 3. Интерактивный метод.

Интерактивное обучение — это такая форма организации познавательной деятельности, которая подразумевает вполне конкретные и прогнозируемые цели. Цель состоит в создании комфортных условий обучения, при которых обучаемый чувствует свою успешность, свою интеллектуальную состоятельность, что делает продуктивным сам процесс обучения; создать базу для работы по решению проблем после того, как обучение закончится.

Другими словами, интерактивное обучение – это, прежде всего, диалоговое обучение, в ходе которого осуществляется взаимодействие между учениками и преподавателем, между самими обучающимися.

Внедрение и использование новых образовательных информационных технологий продиктованы стремительным развитием науки и техники, они являются одним из важнейших инструментов модернизации школы.

1.2 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В УСЛОВИЯХ РЕАЛИЗАЦИИ ФГОС

Новая школа - это современная инфраструктура. Школы станут современными зданиями - школами нашей мечты, высокотехнологичным учебным оборудованием, широкополосным Интернетом, грамотными учебниками и интерактивными учебными пособиями, условиями для занятий спортом и творчеством.

Современный период развития общества характеризуется сильным влиянием на него ИК - технологий, которые проникают во все сферы человеческой деятельности, обеспечивают распространение информационных потоков в обществе, образуя глобальное информационное пространство. Неотъемлемой и важной частью этих процессов является компьютеризация образования. В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение в мировое информационно-образовательное пространство. Этот процесс сопровождается существенными изменениями в педагогической теории и практике учебно-воспитательного процесса, связанными с внесением корректив в содержание технологий обучения, которые должны быть адекватны современным техническим возможностям, и способствовать гармоничному вхождению ребенка в информационное общество. Компьютерные технологии призваны стать не дополнительным «довеском» в обучении, а неотъемлемой частью целостного образовательного процесса, значительно повышающей его эффективность.

Создание оптимальных условий для развития творческого мышления, высокого уровня творческой самостоятельной деятельности, формирования ИКТ - компетенций, что в целом приведет к повышению мотивации, а, следовательно, и качеству обучения, формированию:

• метапредметных умений и навыков (УУД);

• ключевых компетенций;

• предметных компетенций:

1. способность структурировать данные (ситуацию),

2. способность вычленять математические отношения,

3. способность создавать математическую модель ситуации, анализировать и преобразовывать её,

4. способность интерпретировать полученные результаты;

5. общеучебных умений и навыков:

6. использование справочной литературы,

7. навыки работы с информацией: фиксация содержания, поиск и выделение нужной информации, обобщение.

Моя педагогическая работа связана с преподаванием физики, одного из наиболее интересных, увлекательных, доступных и в то же время достаточно сложных учебных предметов в школьной программе. Физика – это наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи, и законы ее движения.

Среди всех учебных дисциплин физика – наиболее поддающийся компьютеризации предмет.

Опыт работы по применению ИКТ как нового средства изучения физики убедил меня, что главная учебная цель: создание активной познавательной среды, необходимой для диалога учителя с учащимися, эвристической беседы. Чтобы через содержание компьютерных учебных материалов организовать понимающее (а не запоминающее) обучения. Все должно быть построено не на заучивании, а на активной самостоятельной практической деятельности, нестандартности решений. Применение ИКТ оживляет восприятие учащимися материала, прививает интерес к изучению предмета, совершенствует творческие способности учащихся. Компьютерные материалы – необходимая часть единого комплекса средств обучения, который учитель может дополнять, модернизировать, варьировать способы применения.

Преимущества включения ИКТ по сравнению с традиционными - многообразны. К ним, кроме возможности более наглядного представления материала, что способствует развитию и образного, и логического мышления, кроме эффективной проверки знаний и т.д., можно отнести и многообразие организационных форм работы учащихся, методических приемов. Но при всем этом, здесь должен действовать и принцип необходимости и достаточности. Все пользователи (в том числе и дети) должны знать о вредных аспектах работы на компьютере и о некоторых мерах безопасности и профилактики – этому тоже надо обучать. Врачи прежде всего предупреждают о высокой зрительной нагрузке, поэтому на уроках необходимо делать специальную глазную гимнастику.

Использование ИКТ на уроках физики помогает достижению следующих целей:

• Активизация интереса учащегося к предмету и процессу учения.

• Развитие навыков самостоятельной работы по нахождению нужной информации.

• Экономия времени при обработке больших объёмов математической информации.

• Снятие конфликтной ситуации в случае неуспеха учащегося.

• Экономия времени преподавателя.

Интегрируя компьютерные технологии в образовательный процесс, можно обеспечить:

• развитие конструктивного, алгоритмического мышления благодаря особенностям общения с компьютером и работе со специализированными программами;

• развитие творческого мышления за счет изменения содержания репродуктивной деятельности, выполнения заданий эвристического, исследовательского характера в среде интеллектуальных обучающих систем и моделирующих программ;

• развитие коммуникативных способностей на основе выполнения совместных проектов, в ходе проведения компьютерных деловых игр;

• формирование умений в принятии оптимальных решений и адаптации в сложной ситуации (в ходе компьютерных экспериментов на основе моделирующих программ, при работе с программами-тренажерами);

• достижение уровня компетентности в области компьютерных технологий, необходимого для успешной социальной и профессиональной адаптации обучаемого.

Информационные технологии повышают информативность урока, эффективность обучения, придают уроку динамизм и выразительность.

Известно, что в среднем с помощью органов слуха усваивается лишь 15% информации, с помощью органов зрения 25%. А если воздействовать на органы восприятия комбинированно, усвоенными окажутся около 65% информации.

1.3 ТЕХНОЛОГИИ ОБУЧЕНИЯ

Технологии обучения, реализуемые при использовании компьютера в условиях реализации ФГОС:

Проблемное обучение - обучение, при котором учитель, опираясь на знание закономерностей развития мышления, специальными педагогическими средствами ведет работу по формированию мыслительных способностей и познавательных потребностей учеников в процессе обучения

Развивающее обучение - обучение, при котором обучающиеся усваивает конкретные знания, умения и навыки, а также овладевает способами действий, учится конструировать и управлять своей учебной деятельностью.

Дифференцированное обучение предполагает оптимальное приспособление учебного материала и методов обучения к индивидуальным способностям каждого школьника

Обучение развитию критического мышления способствует развитию умений анализировать информацию с позиции логики и личностно – психологического подхода с тем, чтобы принять полученные результаты, как к стандартным, так и нестандартным ситуациям, вопросам и проблемам, позволяет сформировать способность ставить новые вопросы, вырабатывать разнообразные аргументы, принимать независимые продуманные решения.

Как показывает опыт, применение электронных образовательных ресурсов (ЭОР) на уроках физики, соответствующих образовательным задачам и основным видам учебной деятельности, способствует распространению нетрадиционных моделей обучения и форм взаимодействия педагога и учащихся, основанных на сотрудничестве, а также появлению новых моделей обучения, в основе которых лежит активная самостоятельная деятельность обучающихся, что составляет метапредметную часть требований к результатам освоения основной образовательной программы.

На уроках и во внеурочное время активно использую основные направления применения ЭОР:

• Информационные модули, которые содержат теоретический материал и нацеливают учащихся на активную познавательную деятельность через использование интерактивных учебных материалов.

• Конспекты - это электронный информационный ресурс, представляющий собой текст с иллюстрациями, формулами, таблицами.

• Интерактивная лекция позволяет достичь целостного восприятия фрагмента учебного содержания в удобном для учащегося темпе и форме.

• Пошаговая анимация, которая содержит интерактивную модель, инструкцию пользователю, краткую теоретическую справку, а также методические материалы для учителя.

• Видеофрагменты - незаменимое средство обучения, которое использую чаще всего при объяснении нового учебного материала.

• Тесты и задачи, которые чаще всего представлены самыми различными вариантами сложности: от простейших до олимпиадных задач, также включены интерактивные задачи. Интерактивные задачи позволяют наглядно продемонстрировать учащимся условие задачи - особенности работы отдельных объектов или систем.

• Интерактивные модели позволяют наглядно продемонстрировать учащемуся особенности работы отдельных объектов или систем, без чего невозможно целостное восприятие учебного материал.

• Лабораторные работы обеспечивают формирование умений и навыков, значимых с точки зрения осуществления экспериментальной деятельности.

• Проблемное обучение предполагает организацию поисковой деятельности учащихся, овладение знаниями на основе активной умственной деятельности по решению задач проблемного характера, а также овладение методами добывания знаний.

Действия ученика при создании учителем проблемной ситуации проходят в следующей логической последовательности:

• анализ проблемной ситуации;

• формулировка (постановка) проблемы или осознание и принятие формулировки учителя;

• решение проблемы: выдвижение предположения; обоснование гипотезы (обоснованный выбор одного из предположений в качестве вероятного пути решения проблемы);

• доказательство гипотезы (теоретическое или экспериментальное);

• проверка правильности решения.

Актуализация знаний означает психологическую подготовку ученика: сосредоточение внимания, осознание значимости предстоящей деятельности, возбуждение интереса к уроку (нетрудно заметить, как вплетается в этап актуализации мотивационная структура). Практически этот этап осуществляется или в виде проведения проверочного диктанта (математического, физического и пр.), или в виде сочетания различных способов опроса (устный, письменный, фронтальный, индивидуальный и пр.), или в виде повторного разъяснения учителя, или с помощью опорных конспектов - все эти моменты представляют методическую структуру. В то же время на этом этапе активизировались многие компоненты внутренней структуры урока: учащиеся воспроизводят известные им знания, осознают их, обобщают факты, связывают старые знания с новыми условиями, с новыми данными и т.д. Кроме того, в процессе актуализации или в результате ее часто создается проблемная ситуация и формулируется учебная проблема. Исходная мотивация создает готовность школьников к восприятию нового материала, она концентрирует внимание на изучаемом вопросе, возбуждает мыслительную активность. Психологи утверждают, что мотивация помогает создать у школьников направленность на учебную работу, стимулировать процессы обучения и учения, делать личностно значимым.

ГЛАВА II.

применение икт на уроках физики

Главной целью своей педагогической деятельности считаю формирование образованной личности, обладающей нравственными качествами, способной самостоятельно принимать решения, готовой к сотрудничеству, к успешной социальной адаптации в современном быстроменяющемся мире, обладающей чувством ответственности за свою судьбу и судьбу страны.

В ходе своей работы стремлюсь создавать условия для развития личности обучающихся, их познавательных, созидательных способностей, личностных свойств, систему универсальных знаний, умений, способов деятельности, а также опыт личной ответственности необходимых для включения в социально-ценную деятельность. Формирую целостную личность учащихся, то есть ключевые компетенции, определяющие современное качество содержания образования. Организовываю учебный процесс на основе личностно - деятельностного подхода, нацеленного на усиление практической ориентации образования, подготовку человека умелого, мобильного, владеющего не набором фактов, а способами и технологиями их получения, легко адаптирующегося к различным жизненным ситуациям.

Как преподаватель ориентируюсь на освоение системы базовых знаний, отражающих вклад преподаваемых мною предметов в формирование современной научной картины мира, роль информационных процессов в обществе, биологических и технических системах. Развиваю у своих учащихся умение применять, анализировать, преобразовывать модели реальных объектов и процессов, используя при этом информационные и коммуникационные технологии, в том числе при изучении других школьных дисциплин. Стимулирую развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей путем освоения и использования различных способов и методов познания мира. Воспитываю ответственное отношение учащихся к соблюдению этических и правовых норм информационной деятельности.

Большое значение придаю развитию способностей учеников, необходимых для самообразования; формированию учебной компетенции - общеучебных навыков, умению получить нужную информацию из различных источников, найти и выделить основную мысль или конкретную информацию, интегрировать знания, полученные в ходе урочной и внеурочной деятельности.

Строю образовательный процесс таким образом, чтобы учащиеся усвоили материал непосредственно на уроке, не перегружая их домашней работой. Провожу целенаправленную работу по созданию на уроке атмосферы психологического комфорта, ситуации успеха. Использую разнообразные по структуре и формам уроки, строя их с учетом психологических особенностей и интересов подростков, пытаюсь воспринимать их внутренний мир, чувствовать психологическое состояние.

Одним из наиболее интересных направлений творческой, исследовательской работы считаю проектную деятельность учащихся, с помощью которой становится возможным сделать учебный процесс личностно значимым для школьников, стимулировать интерес учащихся к решению необходимых для приобретения знаний проблем. В ходе этой работы развиваю способности учеников критически мыслить, прогнозировать результаты и возможные последствия различных вариантов решения, развиваю коммуникативные навыки, умения самостоятельно конструировать свои знания, обеспечивая самореализацию ученика.

Большое внимание уделяю повышению мотивации к приобретению опыта использования информационных технологий в индивидуальной и коллективной учебной и познавательной деятельности. Предметы «Физика» и «Информатика и ИКТ» являются одним из звеньев обучения, и способствует реализации целостного восприятия мира и социума ученика. Постепенно, с получением новых знаний из различных областей, эта картина расширяется. Этому процессу способствует интеграция предметов различных образовательных областей.

Одним из наиболее перспективных направлений использования информационных технологий в физическом образовании является компьютерное моделирование физических явлений и процессов. Используя учебные компьютерные модели, учитель может представить изучаемый материал более наглядно, продемонстрировать его новые и неожиданные стороны неизвестным ранее способом, что, в свою очередь, повышает интерес учащихся к изучаемому предмету и способствует углублению понимания учебного материала.

Значительное число компьютерных моделей, охватывающих почти весь курс школьной физики, содержится на широко известном лазерном диске «Физика в картинках». Опыт использования данного диска на уроках физики показывает, что если учащимся предлагать модели для самостоятельного изучения, то учебный эффект оказывается чрезвычайно низким. Учащиеся увлечённо исследуют модель 3-5 минут, при этом они знакомятся главным образом с её регулировками, не вникая в суть моделируемого процесса или явления, а затем теряют интерес к данной модели и не знают, чем себя занять. Контрольные вопросы, задаваемые учащимся после такого «знакомства» с моделью, показывают, что какого-либо осознания и понимания физики рассматриваемого процесса или явления, как правило, не происходит. Практический опыт показывает, что для эффективного вовлечения учащихся в учебную деятельность с использованием компьютерных моделей необходимы индивидуальные раздаточные материалы с заданиями и вопросами различного уровня сложности. Приведу пример основных видов заданий, которые используются мною при работе с компьютерными технологиями.

2.1 КОМПЬЮТЕРНЫЕ МОДЕЛИ

Компьютер на уроках физики, прежде всего, позволяет выдвинуть на первый план экспериментальную, исследовательскую деятельность учащихся. Замечательным средством для организации подобной деятельности являются компьютерные модели.

Компьютерное моделирование позволяет создать на экране компьютера живую, запоминающуюся динамическую картину физических опытов или явлений и открывает для учителя широкие возможности по совершенствованию уроков.

Компьютерные модели - компьютерные программы, имитирующие физические опыты, явления или идеализированные модельные ситуации, встречающиеся в физических задачах.

Наибольший интерес у учащихся вызывают компьютерные модели, в рамках которых можно управлять поведением объектов на экране компьютера, изменяя величины числовых параметров, заложенных в основу соответствующей математической модели. Некоторые модели позволяют одновременно с ходом эксперимента наблюдать в динамическом режиме построение графических зависимостей от времени ряда физических величин, описывающих эксперимент. Подобные модели представляют особую ценность, так как учащиеся, как правило, испытывают значительные трудности при построении и чтении графиков.

Компьютерные интерактивные модели, представляющие собой схемы, графики, имитации процессов и экспериментов, задания, игры.

Есть интерактивные игры, например: Квест - игра "По страницам старого учебника" может быть использована для повторения и обобщения темы "Первоначальные сведения о строении вещества". Игра имеет 7 уровней. В каждом уровне нужно выполнить одно задание. Каждый последующий уровень открывается только при прохождении текущего уровня.

Компьютерные модели легко вписываются в традиционный урок, позволяя учителю продемонстрировать почти живьём многие физические эффекты, которые обычно мучительно и долго объясняются на пальцах. Кроме того, компьютерные модели позволяют учителю организовывать новые, нетрадиционные виды учебной деятельности. На основе моделей можно вести изложение материала, составлять задания для тренинга по усвоению понятий и физических законов.

Однако перед каждым уроком, проводимым с использованием компьютера, учителю необходимо продумать, какие модели физических явлений, наблюдаемых на экране компьютера, наилучшим образом позволят добиться главной цели: понимания основных физических законов и умения применять их для анализа физических ситуаций.

Все модели в зависимости от использования на уроке можно разделить на несколько групп:

1. Модели – конструкторы

Например, модель электрической цепи (Цепи постоянного тока - Открытая физика). Модель представляет собой набор элементов цепи, с помощью которых на экране можно моделировать электрическую цепь. С использованием данной модели предлагаются ученикам следующие задания: найти ошибки в изображенной цепи, собрать цепь по образцу, по словесному описанию. Без мела и тряпки можно по щелчку мыши внести изменения в схему электрической цепи, кроме того, модель позволяет рассчитать значение силы тока и напряжения.

1. Модели опытов.

Рисунок 4. Модель. Взаимодействие точечных зарядов.

Данная модель «Взаимодействие точечных зарядов» (Открытая физика) очень наглядно, доступно и в понятной форме демонстрирует принцип суперпозиции. То, что не понятно ученикам со слов учителя на данной модели можно изучить, понять.

3. Модели установок.

Например, модель ядерного реактора (Открытая физика) не только заменяет старую таблицу, где указаны рабочие элементы установки, но и позволяет продемонстрировать принцип действия ядерного реактора, что невозможно сделать никаким другим способом.

4. Модели различных физических явлений.

Например, анимация – ядерные превращения (Открытая физика). Ученики 9 класса при изучении темы “Атомное ядро” учатся правильно находить неизвестный продукт ядерной реакции, но не всегда верно определяют: реакция синтеза или деления произошла в данном случае. Эта проблема разрешима с помощью данной модели.

Компьютерное моделирование эксперимента позволяет каждому ученику выполнять задание в удобном для него ритме, по-своему менять условия эксперимента, исследовать процесс независимо от других учащихся. Это также способствует выработке исследовательских навыков, побуждает к творческому поиску закономерностей в каком-либо процессе или явлении.

Чрезвычайно удобно использовать компьютерные модели, анимации и видеофрагменты в качестве демонстраций при объяснении нового материала. Согласитесь, гораздо проще и нагляднее показать, как электрон в соответствии с постулатами Бора (Открытая физика) перескакивает в атоме с орбиты на орбиту, что сопровождается поглощением или испусканием кванта, используя компьютерную модель, чем объяснять это при помощи доски и мела. А если учесть, что данная модель позволяет одновременно с переходом электрона на другую орбиту показать в динамическом режиме соответствующий переход на диаграмме электронных уровней, то становится ясно, что данную демонстрацию невозможно обеспечить другими средствами.

2.2 КОМПЬЮТЕРНЫЕ ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Считаю вполне обоснованным выполнение компьютерных лабораторных работ. Их несомненные преимущества:

– не надо тратить время на раздачу и сбор многочисленного оборудования, следить за его сохранностью (тем более что его часто катастрофически не хватает);

– возможность выполнения необходимого опыта нужное количество раз с точно заданными параметрами (хоть медленно, хоть быстро, в любой последовательности);

– возможность изменения любого параметра в компьютерном эксперименте;

– построение графиков и диаграмм, изменение направлений движения объектов;

– выполнение экспериментальных задач, демонстрируемых как учителем, так и выполняемых самими учащимися;

– удобные вопросы-тесты с моментальной проверкой результатов учителем и возможностью самопроверки, составленные так, что могут использоваться с технологией уровневой дифференциации;

– дополнительные вопросы повышенного уровня сложности, которые можно использовать для индивидуальных заданий;

Практически каждый интерактивный эксперимент можно превратить в компьютерную лабораторную работу. Надо так составить задания творческого характера, изменяя параметры интерактивной модели, чтобы их решение можно было проверить компьютерным экспериментом. Поскольку данных заданий и тестов нет в мультимедийном курсе, то перед началом работы распечатанные задания раздаются учащимся. Фактически они являются нетрадиционным дидактическим материалом для организации и проведения лабораторных работ.

Виртуальная физика (или физика онлайн) это новое уникальное направление в системе образования. Ни для кого не секрет, что 90% информация поступают к нам в мозг через зрительный нерв. И не удивительно, что пока человек сам не увидит, он не сможет четко уяснить природу тех или иных физических явлений. Поэтому процесс обучения обязательно должен подкрепляться наглядными материалами. И просто замечательно, когда можно не только увидеть статичную картинку, изображающую какое-либо физическое явление, но и посмотреть на это явление в движении. Данный ресурс позволяет педагогам в легкой и непринужденной форме, наглядно показать не только действия основных законов физики, но и поможет провести онлайн лабораторные работы по физике по большинству разделов общеобразовательной программы. Помимо этого, наглядные пособия охватывают практически все разделы физики. Так, например, хотите объяснить механику? Пожалуйста, тут вам анимации показывающие второй закон Ньютона, закон сохранения импульса при соударении тел, движение тел по окружности под действием сил тяжести и упругости и т.д. Хотите изучать раздел оптики, нет ничего проще! Наглядно показаны опыты по измерению длины световой волны с помощью дифракционной решетки, наблюдение сплошного и линейчатых спектров испускания, наблюдение интерференции и дифракции света и многие другие опыты. А как же электричество? И этому разделу уделено немало наглядных пособий. Например, есть опыты по изучению закона Ома для полной цепи, исследованию смешанного соединения проводников и т.д.

Таким образом, процесс обучения из «обязаловки», к которому мы привыкли, превратится в игру. Обучающемуся будет интересно и весело разглядывать анимации физических явлений и это не только упростит, но и ускорит процесс обучения. Помимо всего прочего, может, удастся дать ученику даже больше информации, чем он мог бы принять при обычной форме обучения. К тому же многие анимации могут полностью заменить те или иные лабораторные приборы, таким образом, это идеально подходить не только для сельских школ, где, к сожалению, не всегда есть современное оборудование, но и у обычных школ небольших городов. Физика онлайн это интересно, познавательно, наглядно и легко, доступно. Физические явления можно изучать не только на уроках в школе, но и дома в свободное время и этот сайт дает им такую возможность.

2.3 КОМПЬЮТЕРНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ

Оправданно на уроках использование заданий с выбором ответов в виде электронных тестов. Электронные тесты хороши тем, что ученик после выполнения своего задания сразу видит результат проделанной работы и получает оценку своей деятельности.

Компьютерное тестирование дает возможность индивидуализировать и дифференцировать задания путем подбора разноуровневых вопросов, позволяет варьировать формы организации учащихся в группы. Так, например, в то время, когда более сильные ученики выполняют свои задания на компьютерах, остальные работают над простейшими письменными заданиями или отвечают устно.

Кроме того, можно ограничить время выполнения теста.

К тому же тесты на компьютере часто позволяют вернуться к неотработанным заданиям и сделать работу над ошибками.

• с помощью компьютера гораздо более привлекательно для ученика, нежели традиционная контрольная работа или тест на бумаге. Во-первых, ученик не связан напрямую с учителем, он общается в первую очередь с машиной. Во-вторых, тесты могут быть представлены в игровой форме. При неправильном ответе школьник может услышать смешной звук или увидеть неодобрительное покачивание головы какого-нибудь забавного героя. А если тест успешно пройден – ученику вручат виртуальный лавровый венок, в его честь зазвучат фанфары и в небе вспыхнет салют. Естественно, что такое тестирование не вызовет у ученика стресса или отрицательных эмоций.

2.4 ПРИМЕНЕНИЕ НА УРОКАХ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ПРЕЗЕНТАЦИЙ

Еще одно направление использования компьютера – это создание презентаций учителем к своим урокам.

Использование их в образовательном процессе позволяет повысить наглядность обучения и мотивацию к нему. Ещё К.Д. Ушинский заметил: «Детская природа требует наглядности». Наглядность материала повышает его усвоение, т.к. задействованы все каналы восприятия учащихся – зрительный, механический, слуховой и эмоциональный. Использование мультимедийных презентаций целесообразно на любом этапе изучения темы и на любом этапе уроке. Данная форма позволяет представить учебный материал как систему ярких опорных образов, что позволяет облегчить запоминание и усвоение изучаемого материала. Подача учебного материала в виде мультимедийной презентации сокращает время обучения. Учеников привлекает новизна проведения таких моментов на уроке, вызывает интерес.

Создавая презентацию, учитель на экран ПК выносит основные понятия, формулы, выводы по данному уроку, рисунки, таблицы, схемы, различные видеофрагменты физических явлений и демонстраций, необходимых для восприятия темы урока. В презентацию можно включить вопросы и задания на повторение и закрепление учебного материала, а так же осуществить быстрый контроль уровня усвоения учебного материала. Учитель создает презентацию в соответствии с собственным видением темы урока.

Опыт показывает, что использование презентаций на уроках способствует лучшему усвоению учебного материала, повышается активность учеников на уроке. Учащиеся имеют возможность не только услышать формулировку нового понятия, но и прочитать ее на экране, то есть мы задействуем для восприятия нового не только слух, но и зрение ребенка. Лучше один раз увидеть, чем 100 раз услышать!

Презентации Power Point позволяют полностью разработать сценарий урока. Дополнительные возможности данного редактора при настройке анимации позволяют двигаться словам, буквам и объектам; вставлять в презентации звуковые файлы, фрагменты фильмов. Проведение уроков-презентаций возможно для любого типа уроков. Будь то урок-лекция, урок решения задач, или обобщающий урок.

В учебные презентации очень удобно включать решения задач. В этом случае задачи разбираются устно, что развивает речь учащихся и формирует сосредоточенность и внимание на уроке.

Правда использование презентаций требует не только наличия ПК в кабинете физики, но и мультимедийного проектора.

При разработке плана урока необходимо учесть, что длительность работы ребят за компьютерами не должна превышать 20 – 25 минут, в зависимости от возраста учащихся, что соответствует санитарным нормам нахождения за компьютером. Кроме того, учащиеся обязательно должны в конце урока оформить небольшой отчёт (можно в виде ответов на заготовленные учителем вопросы) с осмыслением выполненной работы. Возможно, стоит обсудить всей группой основные трудности и обменяться мнениями о полученных результатах. Компьютерные уроки без указанной концовки, как показывает опыт, менее эффективны.

Наличие компьютера, интерактивной доски, проектора в кабинете позволяет разнообразить урок, сделать его более динамичным и интересным, продемонстрировать те явления и процессы, которые представить ребятам сложно, компьютерные демонстрации могут заменить недостающие опыты для правильного восприятия учениками темы. Компьютер позволяет не только моделировать явления, но и изменять условия протекания процессов, что позволяет детально понять и изучить явления.

Результат – растет интерес к физике, ребята учатся работать в группе, развиваются ораторские способности, навыки работы с дополнительной литературой.

Хочется сказать, что компьютер стал верным помощником в подготовке и проведении уроков физики, отрыл новые возможности в преподавании.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В современном обществе использование информационных технологий становится необходимым практически в любой сфере деятельности человека. Овладение навыками этих технологий еще за школьной партой во многом определяет успешность будущей профессиональной подготовки нынешних учеников. Бесспорно, что овладение этими навыками протекает гораздо эффективней, если происходит не только на уроках информатики, а находит свое продолжение и развитие на уроках учителей-предметников. Этот подход выдвигает новые требования к подготовке учителя-предметника, ставит перед ним новые проблемы, заставляет осваивать новую технику и создавать новые методики преподавания, основанные на использовании современной информационной среды обучения. Преподавание физики, в силу особенностей самого предмета, представляет собой наиболее благоприятную сферу для применения современных информационных технологий. В процессе преподавания физики, информационные технологии могут использоваться в различных формах. И в данной работе я пыталась показать некоторую часть форм работы, применяемую мною на уроках физики.

Итак, кратко подведу итоги. Можно ли изучать физику при помощи современных компьютерных технологий? Безусловно, да. Более того, роль компьютерного моделирования в учебном процессе будет повышаться по мере появления новых компьютерных программ. Однако качественный скачок в этой области будет возможен тогда, когда все предоставляемые разработки будут выпускаться системно (учебник, задачник, лабораторные работы, тематические работы, тесты) и тесно связаны будут с программой. Я имею в виду, что для получения действительно эффективных обучающих программ, им необходим тесный контакт с учителями-педагогами, хорошо знакомыми с компьютерными технологиями и использующими эти технологии при работе с учащимися.

В заключение своей работы, ещё раз хочу отметить, что применение современных компьютерных технологий в школе отвечает целям и задачам современной школы. Накопленный мною опыт, частично отраженный в настоящей работе, показывает, что применение информационных технологий на уроках физики расширяет возможности творчества, как учителя, так и учеников, повышает интерес к предмету. Благодаря информационным компьютерным технологиям, которые применяются не только на уроках физики, но и вообще в школе, учитель развивает образное и творческое мышление учащихся. Применяемые инновационные методы обучения, ориентируют на индивидуальные познавательные потребности личности, воспитывают познавательный интерес, коммуникативность учащихся при обмене и обработке совместных компьютерных проектов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Александрова З.В., Анатольев В.Н., Артеменко Л.В. Уроки физики с применением информационных технологий 7-11 классы. Выпуск 2. Методическое пособие (+СД) – Планета, 2013.

2. Аствацатуров Г.О. Дизайн мультимедийного урока: методика, технологические приемы, фрагменты уроков. Волгоград: Учитель, 2014

3. Извозчиков В.А., Ревунов А.Д. Электронно – вычислительная техника на уроке физики в школе –– М.: Просвещение, 1988.

4. Маркова А.К. Формирование мотивации учения в школьном возрасте: Пособие для учителя. М., Просвещение, 1983.

5. Красильникова В.А. Использование информационных и коммуникативных технологий в образовании. – Оренбург, 2012.

6. Оспенникова Е.В. Использование ИКТ в преподавании физики в общеобразовательной школе. Методическое пособие, БИНОМ, 2012.

7. Фоминова А.Н., Шабанова Т.Л. Педагогическая психология: Учебное пособие, 2 издание, переработанное, дополненное, 2013.

8. Физика. 7 – 9 классы. Тесты для учащихся (компакт – диск) – Издательство «Учитель», 2016.

9. Физика: мультимедийное сопровождение уроков. 7 – 9 класс (компакт – диск) – Издательство «Учитель», 2014.

10. http://phys.web.ru

11. http://www.infoline.ru/g23/5495

12. http://festival.1september.ru.