Статья для учителей физики "Интересные уроки физики с использованием информационных технологий"

1. Введение

 Информационные технологии на школьных уроках не прихоть, а требование времени. Современная компьютерная техника - результат фундаментальных физических исследований в областях полупроводниковой микроэлектроники, квантовой и лазерной техники. Где же, как не на уроках физики электроника и вычислительная техника должны стать средствами оптимизации и повышения эффективности учебного процесса, помогать в более полной мере реализовывать принципы обучения (научность, доступность, наглядность).

2. Психолого - педагогическое обоснование темы

 Информационно - коммуникационные технологии, личностно ориентированная педагогика, деятельностный подход к учебному процессу, активизация учащихся, все эти нарастающие парадигмы современного образования радикально меняют роль учителя в классе. Авторитарная схема синхронного управления классом из нескольких десятков человек при всей её экономности и кажущейся эффективности все больше себя изживают. В течение последних лет современные компьютеры получили практически все школы. Органы управления образованием ставят перед школами задачу о применении информационных технологий не изолированно, только на уроках информатики, но и во всем учебном процессе школы, касающемся как управленческой деятельности учебных учреждений, так и всех школьных предметов, а также внеурочной деятельности. Однако, использование компьютеров, как при проведении обычных уроков, так и во внеурочной работе по отдельным предметам, за исключением информатики, пока не стало повсеместным, комплексным и привычным как для учителей, так и для учащихся. Возможности компьютера, широкие возможности моделирующих программ могут быть применены учителем на уроках разных типов. На уроках изучения нового материала в изложении некоторых тем, требующих от учащихся образного мышления и традиционно трудно воспринимаемых ими («Молекулярная физика», «Электродинамика», «Квантовая физика», «Ядерная физика», «Оптика»). Эти возможности помогают заглянуть в микромир, пронаблюдать процессы, заменить отсутствующие в кабинете приборы, то есть в значительной степени решить многие проблемы школьного кабинета физики.

3. Современный урок физики – урок информационных технологий

  Сегодня всемирная сеть Интернет находится в глубоком противоречии с существующей формой обучения, опирающейся на ограниченное стандартами содержание и традиционную классно - урочную технологию.

  Компьютерный урок характеризуется, прежде всего, интенсивностью использования компьютера, которая может быть оценена процентом времени общения учащихся с компьютером по отношению ко всему времени урока. Если 100% времени урока ученики работают на компьютере – компьютерное обучение. Если компьютер не используется совсем – это обычный урок. При частичном использовании компьютера получается то, что называется «компьютерным уроком». Все дидактические части урока могут быть компьютеризированы, т. е. осуществляться с помощью и при поддержке компьютерных средств. Компьютер – это средство обучающей деятельности, он помощник педагогу, а не его замена.

Для плана конкретного компьютерного урока необходимо:

Составить временную структуру урока, в соответствии с главной целью наметить задачи и необходимые этапы для их достижения.

Из резервов компьютерного обеспечения отобрать наиболее эффективные средства, рассмотреть целесообразность их применения в сравнении с традиционными средствами.

Отобранные материалы оценить во времени: их продолжительность не должна превышать санитарных норм; рекомендуется просмотреть и прохронометрировать все материалы, учесть интерактивный характер материала; запланировать резерв времени.

Составить временную развертку (поминутный план) урока.

При недостатке компьютерного иллюстрированного или программного материала провести поиск в библиотеке. Из найденных материалов собрать презентационную программу.

  Для проведения урока необходимо предварительное знакомство учителем с компьютерными программами, вот некоторые из них: 1С: Школа. Библиотека наглядных пособий 7 - 11классы ;Учебное электронное издание «Физикон» 7 - 11 классы. Практикум; Библиотека электронных наглядных пособий «Кирилл и Мефодий» 7 - 11 классы; Большая Электронная энциклопедия Кирилла и Мефодия

4. Применение информационных технологий в преподавании физики

  Применение на уроках информационных технологий может быть использовано в учебном процессе следующим образом:

1. Использование мультимедийных конспектов.

 При изучении нового материала или повторении пройденного на уроках можно использовать «Интерактивный курс физики для 7 - 11 классов» или интернет учебник «Курс физики»(www. fizika. ru).

 Содержание мультимедийного конспекта соответствует Минимуму содержания физического образования для общеобразовательных и профильных классов, утвержденному Министерством образования.

 Конспект может быть полезен для учащихся, так как содержит обобщающие таблицы, основные формулы. Изложение всех тем сопровождается необходимыми иллюстрациями и анимационными моделями, что поможет систематизировать и обобщать имеющиеся знания по физике. Мультимедийный конспект может быть использован при индивидуальной работе с учащимися, что приведет к усилению мотивации учения.

 Конспект полезен и учителю, так как может использоваться на уроках для объяснения нового и на обобщающих уроках. Все темы сопровождаются иллюстрациями и моделями, способствующими более интенсивной организации учебного процесса, что сделает уроки яркими, запоминающимися и понятными. Предложенные модели и иллюстрации помогут рассмотреть изучаемые законы и явления с разных сторон, концентрируя внимание учащихся на важнейших терминах, свойствах, определениях.

 Внедрение информационных технологий надо начинать с использования на уроках готовых пакетов программ по физике, например при изучении темы «Механические волны» (учебное электронное издание «Физикон» 7 - 11 классы. Практикум).

2. Использование интерактивных моделей на уроках

Наблюдение как метод исследования дает возможность изучить лишь внешние признаки явлений и предметов. Более глубокие знания о сущности явлений и свойствах предметов могут быть получены с помощью экспериментального и теоретического методов исследования. На экспериментальном уровне идет процесс накопления фактов, информации об исследуемых явлениях, проводятся наблюдения, измерения, сравнения, ставятся эксперименты, формируются и вводятся в научный обиход понятия, производится первичная систематизация знаний и формулируются экспериментальные законы.

Экспериментальный метод дает возможность установить причинно - следственные связи между явлениями, а также между величинами, характеризующими свойства тел и явлений. Он дает возможность выяснить кинематику, динамику процессов и их энергетическую сущность.

Моделирование физических явлений на компьютере заменяет опыты, которые проводились раньше во многих школах в естественных лабораториях, и в первую очередь сложные и опасные; кроме того, моделируются явления, недоступные для наблюдения. Экран, управляемый компьютером, следует рассматривать как другое доступное учителю средство. Умений, необходимых для использования нового средства, требуется больше, чем для использования прежних средств. Если необходимое оборудование имеется, то каждый учитель может разумно решить, в каких случаях компьютер подходящее средство для обучения. Достаточно нажать клавишу и экран превращается в микромир, позволяя следить за движениями каждого отдельного атома.

Особенно хочется отметить те демонстрации, которые невозможно провести ни в каких условиях, то есть создание модели, которая помогает учащимся понять сущность процесса, явления, взаимодействия. Например, изучение взаимодействия зарядов, способы графического изображения электрического поля, используя метод силовых линий.

  В последнее время можно часто слышать вопросы: «Не вытеснят ли компьютерные имитации реальный эксперимент из учебного процесса?».

 Считаю, что использование компьютера на уроках оправдано, в тех случаях, в которых он обеспечивает преимущество по сравнению с традиционными формами обучения. Одним из таких случаев является использование компьютерных моделей и виртуальных лабораторий.

Прежде всего, рассмотрим вопрос: «В чем заключается преимущество компьютерного моделирования по сравнению с натурным экспериментом?». Компьютерное моделирование позволяет наглядно иллюстрировать физические эксперименты и явления, воспроизводить их тонкие детали, которые могут быть незамечены наблюдателем при реальных экспериментах. Использование компьютерных моделей и виртуальных лабораторий предоставляет нам уникальную возможность визуализации упрощённой модели реального явления. При этом можно поэтапно включать в рассмотрение дополнительные факторы, которые постепенно усложняют модель и приближают ее к реальному физическому явлению. Кроме того, компьютер позволяет моделировать ситуации, нереализуемые экспериментально в школьном кабинете физики, например, работу ядерной установки. Особенно хочется отметить те демонстрации, которые невозможно провести ни в каких условиях, то есть создание модели, которая помогает учащимся понять сущность процесса, явления, взаимодействия.

Весь материал – смотрите документ.

Из опыта работы

Статья

«Интересные уроки физики с использованием информационных технологий»

Автор: учитель физики МОУ СОШ №2

п.г.т. Новокручининский Читинской обл.

Деревцова Светлана Юрьевна

2014-15 уч.год

1.Введение

Информационные технологии на школьных уроках не прихоть, а требование времени. Современная компьютерная техника - результат фундаментальных физических исследований в областях полупроводниковой микроэлектроники, квантовой и лазерной техники. Где же, как не на уроках физики электроника и вычислительная техника должны стать средствами оптимизации и повышения эффективности учебного процесса, помогать в более полной мере реализовывать принципы обучения (научность, доступность, наглядность).

2.Психолого-педагогическое обоснование темы

Информационно-коммуникационные технологии, личностно ориентированная педагогика, деятельностный подход к учебному процессу, активизация учащихся, все эти нарастающие парадигмы современного образования радикально меняют роль учителя в классе. Авторитарная схема синхронного управления классом из нескольких десятков человек при всей её экономности и кажущейся эффективности все больше себя изживают. В течение последних лет современные компьютеры получили практически все школы. Органы управления образованием ставят перед школами задачу о применении информационных технологий не изолированно, только на уроках информатики, но и во всем учебном процессе школы, касающемся как управленческой деятельности учебных учреждений, так и всех школьных предметов, а также внеурочной деятельности. Однако, использование компьютеров, как при проведении обычных уроков, так и во внеурочной работе по отдельным предметам, за исключением информатики, пока не стало повсеместным, комплексным и привычным как для учителей, так и для учащихся. Возможности компьютера, широкие возможности моделирующих программ могут быть применены учителем на уроках разных типов. На уроках изучения нового материала  в изложении некоторых тем, требующих от учащихся образного мышления и традиционно трудно воспринимаемых ими («Молекулярная физика», «Электродинамика», «Квантовая физика», «Ядерная физика», «Оптика»). Эти возможности помогают заглянуть в микромир, пронаблюдать процессы, заменить отсутствующие в кабинете приборы, то есть в значительной степени решить многие проблемы школьного кабинета физики.

3. Современный урок физики – урок информационных технологий

Сегодня всемирная сеть Интернет находится в глубоком противоречии с существующей формой обучения, опирающейся на ограниченное стандартами содержание и традиционную классно-урочную технологию.

Компьютерный урок характеризуется, прежде всего, интенсивностью использования компьютера, которая может быть оценена процентом времени общения учащихся с компьютером по отношению ко всему времени урока. Если 100% времени урока ученики работают на компьютере – компьютерное обучение. Если компьютер не используется совсем – это обычный урок. При частичном использовании компьютера получается то, что называется «компьютерным уроком». Все дидактические части урока могут быть компьютеризированы, т. е. осуществляться с помощью и при поддержке компьютерных средств. Компьютер – это средство обучающей деятельности, он помощник педагогу, а не его замена.

Для плана конкретного компьютерного урока необходимо:

• Составить временную структуру урока, в соответствии с главной целью наметить задачи и необходимые этапы для их достижения.

• Из резервов компьютерного обеспечения отобрать наиболее эффективные средства, рассмотреть целесообразность их применения в сравнении с традиционными средствами.

• Отобранные материалы оценить во времени: их продолжительность не должна превышать санитарных норм; рекомендуется просмотреть и прохронометрировать все материалы, учесть интерактивный характер материала; запланировать резерв времени.

• Составить временную развертку (поминутный план) урока.

• При недостатке компьютерного иллюстрированного или программного материала провести поиск в библиотеке. Из найденных материалов собрать презентационную программу.

Для проведения урока необходимо предварительное знакомство учителем с компьютерными программами, вот некоторые из них: 1С: Школа. Библиотека наглядных пособий 7-11классы ;Учебное электронное издание «Физикон» 7-11 классы. Практикум; Библиотека электронных наглядных пособий «Кирилл и Мефодий» 7-11 классы; Большая Электронная энциклопедия Кирилла и Мефодия

4.Применение информационных технологий в преподавании физики

Применение на уроках информационных технологий может быть использовано в учебном процессе следующим образом:

1. Использование мультимедийных конспектов.

При изучении нового материала или повторении пройденного на уроках можно использовать «Интерактивный курс физики для 7-11 классов» или интернет учебник «Курс физики»(www.fizika.ru).

Содержание мультимедийного конспекта соответствует Минимуму содержания физического образования для общеобразовательных и профильных классов, утвержденному Министерством образования.

Конспект может быть полезен для учащихся, так как содержит обобщающие таблицы, основные формулы. Изложение всех тем сопровождается необходимыми иллюстрациями и анимационными моделями, что поможет систематизировать и обобщать имеющиеся знания по физике. Мультимедийный конспект может быть использован при индивидуальной работе с учащимися, что приведет к усилению мотивации учения.

Конспект полезен и учителю, так как может использоваться на уроках для объяснения нового и на обобщающих уроках. Все темы сопровождаются иллюстрациями и моделями, способствующими более интенсивной организации учебного процесса, что сделает уроки яркими, запоминающимися и понятными. Предложенные модели и иллюстрации помогут рассмотреть изучаемые законы и явления с разных сторон, концентрируя внимание учащихся на важнейших терминах, свойствах, определениях.

Внедрение информационных технологий надо начинать с использования на уроках готовых пакетов программ по физике, например при изучении темы «Механические волны» (учебное электронное издание «Физикон» 7-11 классы. Практикум).

2.Использование интерактивных моделей на уроках 

Наблюдение как метод исследования дает возможность изучить лишь внешние признаки явлений и предметов. Более глубокие знания о сущности явлений и свойствах предметов могут быть получены с помощью экспериментального и теоретического методов исследования. На экспериментальном уровне идет процесс накопления фактов, информации об исследуемых явлениях, проводятся наблюдения, измерения, сравнения, ставятся эксперименты, формируются и вводятся в научный обиход понятия, производится первичная систематизация знаний и формулируются экспериментальные законы.

Экспериментальный метод дает возможность установить причинно-следственные связи между явлениями, а также между величинами, характеризующими свойства тел и явлений. Он дает возможность выяснить кинематику, динамику процессов и их энергетическую сущность.

Моделирование физических явлений на компьютере заменяет опыты, которые проводились раньше во многих школах в естественных лабораториях, и в первую очередь сложные и опасные; кроме того, моделируются явления, недоступные для наблюдения. Экран, управляемый компьютером, следует рассматривать как другое доступное учителю средство. Умений, необходимых для использования нового средства, требуется больше, чем для использования прежних средств. Если необходимое оборудование имеется, то каждый учитель может разумно решить, в каких случаях компьютер подходящее средство для обучения. Достаточно нажать клавишу и экран превращается в микромир, позволяя следить за движениями каждого отдельного атома.

Особенно хочется отметить те демонстрации, которые невозможно провести ни в каких условиях, то есть создание модели, которая помогает учащимся понять сущность процесса, явления, взаимодействия. Например, изучение взаимодействия зарядов, способы графического изображения электрического поля, используя метод силовых линий.

В последнее время можно часто слышать вопросы: «Не вытеснят ли компьютерные имитации реальный эксперимент из учебного процесса?».

Считаю, что использование компьютера на уроках оправдано, в тех случаях, в которых он обеспечивает преимущество по сравнению с традиционными формами обучения. Одним из таких случаев является использование компьютерных моделей и виртуальных лабораторий.

Прежде всего, рассмотрим вопрос: «В чем заключается преимущество компьютерного моделирования по сравнению с натурным экспериментом?». Компьютерное моделирование позволяет наглядно иллюстрировать физические эксперименты и явления, воспроизводить их тонкие детали, которые могут быть незамечены наблюдателем при реальных экспериментах. Использование компьютерных моделей и виртуальных лабораторий предоставляет нам уникальную возможность визуализации упрощённой модели реального явления. При этом можно поэтапно включать в рассмотрение дополнительные факторы, которые постепенно усложняют модель и приближают ее к реальному физическому явлению. Кроме того, компьютер позволяет моделировать ситуации, нереализуемые экспериментально в школьном кабинете физики, например, работу ядерной установки. Особенно хочется отметить те демонстрации, которые невозможно провести ни в каких условиях, то есть создание модели, которая помогает учащимся понять сущность процесса, явления, взаимодействия.

Разумеется, компьютерная лаборатория не может заменить настоящую физическую лабораторию. Тем не менее, при выполнении компьютерных лабораторных работ у школьников формируются навыки, которые пригодятся им и для реальных экспериментов – выбор условий экспериментов, установка параметров опытов и т.д. Все это превращает выполнение многих заданий в микроисследования, стимулирует развитие творческого мышления учащихся, повышает их интерес к физике.

Прежде чем использовать модель на уроке нужно продумать его ход, проанализировать этапы, выяснить цель использования модели, деятельность ученика и учителя.

Некоторые модели позволяют одновременно с ходом экспериментов наблюдать построение соответствующих графических зависимостей. Подобные модели имеют особую ценность, так как учащиеся, как правило, испытывают значительные трудности. Гораздо проще и нагляднее показать, как тело движется при наличии положительной начальной скорости и отрицательного ускорения, используя модель «Равноускоренное движение тела», чем объяснять это при помощи доски и мела. При указанной демонстрации на экране компьютера, кроме движущегося спортсмена, который в соответствии с заданными при построении и чтении графиков

Рисунок M.1.6.1. Окно модели «Равноускоренное движение тела» курса «Физика 7–11 классы».

начальными условиями тормозит, разворачивается и набирает скорость в противоположном направлении, соответственно изменяется длина и направление вектора его скорости, а также строятся графики координаты, модуля перемещения и проекции скорости. Какими другими средствами можно обеспечить подобную демонстрацию? Рассмотрим теперь другой пример – фотоэффект. Учебной программой предусмотрены следующие демонстрации: Фотоэлектрический эффект на установке с цинковой пластиной; законы внешнего фотоэффекта. Не в каждом кабинете физики есть оборудование для показа демонстраций оно или устарело или требует ремонта.

Опыт преподавания с использованием компьютерных моделей показывает, что каждая модель должна сопровождаться не одним десятком вопросов и задач различного типа и уровня сложности, а также тем для исследований. Тогда работа с ними действительно может дать высокий учебный эффект. Наличие задачника и рабочих тетрадей существенно упростило бы работу учителя и позволило бы ему рекомендовать такой компьютерный курс учащимся для домашней работы.

Поэтому учителю необходимо заранее подготовить план работы с выбранной для изучения компьютерной моделью, сформулировать вопросы и задачи, согласованные с возможностями интерактивного курса.

3. Использование презентаций программы Power Point.

Интернет, его образовательные ресурсы, стал сегодня хорошим приложением не только к школьному учебнику, но и созданию альбомов (презентаций). Учащиеся охотно используют информационные ресурсы для докладов, рефератов, которые готовят к заключительным урокам по той или иной теме. Повторительно-обобщающие уроки по теме с применением   персонального компьютера начинаем разрабатывать с ребятами в начале изучения темы. Желающие получают задание приготовить к итоговому уроку презентации разных типов. Таких презентаций учащихся накопилось достаточно много, и я их использую на различных этапах урока. В рамках недели науки в нашей школе проводится конференция среди учащихся профильных классов «Шаг в науку», где старшеклассники представляют свои работы с использованием программы Power Point.

Трудно переоценить помощь персонального компьютера при выполнении лабораторных работ. Безусловно «живой» эксперимент ничем  заменить нельзя. Но применение информационных технологий расширяет возможности школьного эксперимента. Считаю, что интерактивная лабораторная работа – это теоретическое исследование. На уроках детям не хватает именно практики. Некоторые ученики не могут самостоятельно настроить установку, рационально разместить приборы на столе, точно снять показания. Эти проблемы тоже можно решить, используя компьютерную программу Power Point.

Часто лабораторную работу учитель «проигрывает» на демонстрационном столе, используя приборы и материалы, с которыми предстоит иметь дело ученику. При всех положительных моментах такой методики, есть и «минусы»: приборы «не демонстрационных» размеров, поэтому ученики с последних парт их просто не могут разглядеть во всех подробностях; многие существенные для работы мелочи, обычно приводящие к ошибкам, видны только самому учителю, который может лишь словесно описать классу, что он видит. Указанные недостатки устраняет демонстрация макрофотографий поэтапного хода работы. Каждая фотоинструкция выполнена в форме презентации PowerPoint. Презентация по работе показывается с подробным разъяснением и разбором возможных проблем. Как показывает практика, чтобы слайд презентации был изготовлен корректно, желательно придерживаться следующих правил: на одном слайде одна мысль; минимальный размер шрифта – 24 в компьютерном стандарте; избегать прописных букв; использовать контрастные цвета, но не более трех; использовать единый стиль.

5.Заключение

Всестороннее использование возможностей информационных технологий на уроках физики позволяет повысить эффективность обучения, улучшить учет и оценку знаний учащихся, освободить больше времени для оказания помощи учащимся. Компьютер дает возможность сделать уроки более интересными, увлекательными и современными.

6. Литература

1. Кульневич С.В., Лакоценина Т.П. Современный урок (ч.1,ч.2), издательство «Учитель».

2. Бондаревская Е.В. Учителю о личностно-ориентированном образовании. Научно-методическая разработка. Ростов-на-Дону.,1998.

3. Усова А.В., Вологодская З.А. Самостоятельная работа учащихся по физике в средней школе. — М.: Просвещение.

4. Библиотека наглядных пособий 7-11классы под редакцией Н.К.Ханнанова.

5. Учебное электронное издание «Физикон» 7-11 классы. Практикум

6. Библиотека электронных наглядных пособий «Кирилл и Мефодий» 7-11кл.

7. Кравченко И.В.Интернет учебник «Курс физики».