1. Вступление
Физика – наука о природе. Поэтому она требует максимальной наглядности при её изучении. Чем больше наглядности и чем она разнообразнее, тем лучше. Это и демонстрация физического эксперимента и проведение лабораторных работ. Но не всё можно показать в условиях школьного кабинета. Теперь мы можем призвать на помощь современные технологии – компьютерные программы.
На уроках физики мы изучаем применение научных открытий в технике, в развитии производства. Объясняем что такое научно-техническая революция. И, конечно, сами должны максимально возможно применять современные технологии, например: компьютерные программы.
В жизнь наших учеников компьютеры входят практически с самого раннего детства, многие уже в начальной школе спокойно владеют ими. Нам учителям нельзя отставать от них, тем более на уроках физики.
Не секрет, что дети стали мало читать, в том числе и учебники, может потому что они больше воспринимают информацию визуально: по телевизору, в компьютере через интернет и т.д. Есть смысл и нам учителям увеличить наглядность в изложении нового материала, используя компьютерные программы.
Целью настоящей статьи является попытка поделиться своим небольшим опытом в изучении и применении некоторых компьютерных программ.
2. Основная часть
2.1. Компьютерные программы, выпускаемые специализирующимися учебно-научными группами, которые я применяю на своих уроках.
2.1.1. “Электронные уроки и тесты”
Полная информация: “Серия электронных научных пособий: “ Электронные уроки и тесты” по всем темам, изучаемых в рамках программы средней общеобразовательной школы на 14 дисках. ЗАО “ Просвещение-МЕДИА”, ЗАО “Новый Диск” 2005г.
В этих программах дано поурочное представление теоретического материала, сопровождаемое наглядными формами представления материала курса. Видеофрагменты и анимации с демонстрацией экспериментов и изучаемых процессов. Высококачественные фотографии и иллюстрации, графики и диаграммы. Разнообразные интерактивные упражнения с возможностью проверки ответов и работы над ошибками”.
Этими программами в полном объёме очень хорошо пользоваться при самостоятельной работе самими учениками. Например: у нас в школе есть ученик инвалид, который не выходит из дома. Учителя учат его на дому. Вот с ним я занимаюсь с применением этих дисков по полной программе. Я приношу ему диск, он его устанавливает себе на компьютер, и что-то просматриваем и обсуждаем вместе, что-то задаю для самостоятельной работы, что-то остаётся для контроля. Вообще, наверное, в будущем, когда таких и подобных программ будет выпускаться достаточно много, мы будем рекомендовать их ученикам параллельно с учебником.
С этих дисков я научилась для себя выбирать только видеофрагменты и анимации, и использую их на уроках для демонстрации. Например: в 11 классе в нашей гимназии физики всего 2 урока в неделю. Поэтому в 9-ом классе изучению магнитных полей уделяю значительно большее внимание: провожу все демонстрационные эксперименты, максимально все возможные лабораторные работы и опыты, отрабатываю применение всех правил, решение задач и т.д. В 11 классе этот материал даю, как глубокое повторение и в этом мне помогают видеофрагменты:
1. “Взаимодействие электрических токов”.
Такого мощного источника тока у меня в кабинете нет, я этого показать не могу. Мы смотрим, анализируем и запоминаем: как взаимодействуют токи. Напоминаю что такое магнитное поле, его основные свойства. Вспоминаем гипотезу Ампера и т.д. Кстати указываю на выполнение правил по технике безопасности: мощно заизолированные провода, отличные пружинящие контакты, защитные очки лаборанта от возможного искрения.
2. “Линии индукции магнитного поля тока”.
Эта анимация прекрасно иллюстрирует и форму, и направление линий индукции магнитного тока и прямолинейного проводника, и кругового тока. Вся картина магнитного поля вырисовывается на глазах учеников. Они смотрят, как завороженные. Даём определение линии индукции, заносим рисунки в тетради. Для этого просматриваем анимацию снова и нужные кадры останавливаю. Вспоминаем правило буравчика и его применение.
3. “Рамка в магнитном поле”.
На следующем уроке, когда изучим силу Ампера, я задаю вопрос: “Где применяется сила Ампера?” - ученики только пожимают плечами, потому что, уж теоретически мы говорим: сила Ампера – это сила, с которой магнитное поле действует на проводник с током. Я предлагаю: посмотрите, и показываю эту анимацию. В результате ученики с восхищением говорят: это электродвигатель! И по отдельным кадрам начинаем изучать принцип его действия.
Все анимации и видеофрагменты не опишешь, мне просто хочется поделиться тем восторгом, который испытываю я и мои ученики при применении компьютерных программ на уроках.
2.1.2. “Физикон”
Полная информация: “Интерактивный курс физики для 7 – 11 классов. Полный мультимедийный курс по физике и астрономии. Авторский коллектив под руководством профессора МФТИ, доктора физико-математических наук С.М.Козел, профессора В.А.Орлова и др.
Главной отличительной особенностью компьютерных курсов компании ФИЗИКОН являются многочисленные компьютерные модели – уникальные и оригинальные разработки, которые высоко оценили пользователи во многих странах. Работа учащихся с компьютерными моделями полезна потому, что, благодаря возможности изменения в широких пределах начальных условий экспериментов, компьютерные модели позволяют им выполнять многочисленные виртуальные опыты. Некоторые модели позволяют одновременно с ходом экспериментов наблюдать построение соответствующих графических зависимостей, что повышает их наглядность. Подобные модели представляют особую ценность, так как учащиеся обычно испытывают значительные трудности при построении и чтении графиков”.
Очень интересная модель: “Притяжение одноимённо заряженных тел”. Учеников всегда ставит в тупик вопрос: почему притягиваются незаряженные тела к заряженным, например: мелкие бумажки или струйка воды притягиваются к заряженной палочке. Словесное пояснение воспринимается с трудом, если рисовать пояснение на доске мелом, то получается долго, затянуто, интерес учеников ослабевает и некоторые из них не дослушают до конца, устанут ждать ответа. Эта модель очень просто и быстро всё продемонстрирует нам, даже возможное притяжение одноимённо заряженных тел, останется только обсудить то, что мы увидели.
Модель: “Электроны в магнитном поле” даёт возможность увидеть не только траекторию полёта электрона, но и увидеть изменение направления векторов скорости и силы Лоренца. Можно проверить применение правила левой руки. Экспериментально проверить зависимость радиуса окружности от скорости движения электрона. Разработчики предлагают, и проблемный вопрос: “Как вы думаете, можно ли создать устройство, которое будет сортировать заряженные частицы по их кинетической энергии?” Фактически ученики могут сами догадаться о принципе действия масспектрографа. А я уже психологически готова организовывать уроки с такими моделями в компьютерном классе, чтобы ученики сами могли проводить виртуальные опыты с составлением соответствующего отчёта.
2.1.3. 1С Образовательный комплекс “Физика 7–11”
Полная информация: “1С Образовательный комплекс “Физика, 7-11 кл.”. Под редакцией Н.К.Хананнова. (Допущено министерством образования РФ в качестве электронного учебного пособия) 2004г. Авторский коллектив под руководством: Ханнанова Н. К. – ведущий научный сотрудник ИОСО РАО и ГНУ ЦКФЛ РАО. ( Министерство образования РФ; ГУРЦ ЭМТО; ООО “Дрофа” 2004г)
Библиотека наглядных пособий представляет собой библиотеку мультимедиа объектов, снабженную системой поиска.
Библиотека позволяет формировать наборы объектов в соответствии с содержанием любого из 18-ти учебников физики для основной и старшей школы, вошедших в федеральный перечень школьных учебников”.
Очень простые модели для 7-го класса: Диффузия и Броуновское движение. Дети с замиранием наблюдают, а я поясняю, что два вещества соприкасаются через очень маленькое отверстие и то, через определённое время в результате диффузии они перемешаются. Очень легко ввести понятие динамического равновесия. Броуновское движение в 7-м классе даётся, как дополнительное чтение, но параграф написан сухим научным языком и читать его, ещё и дополнительно, ученикам 7-го класса совсем не интересно. Зато как интересно посмотреть на эту модель и послушать рассказ учителя о ботанике Броуне, который думал, что споры растений движутся, потому что они живые. Броун смотрел на них и летом, и зимой – они всё движутся. Как учёные физики взяли тушь, в которой частички сажи уж точно не живые, а тоже движутся. И с помощью этой модели совсем легко понять причину броуновского движения.
Продолжим тему: “ Магнитные поля”.
Видеофрагмент “Движение пучка электронов в магнитном поле”. Показан такой опыт с электронами, влетающими в поле, который я никогда не проведу, потому что нет у нас такого оборудования. Опыт подробно и доступно объяснён и продемонстрирован увлекательно. Более сложная и интересная модель “Движение частицы в магнитном поле”. Эта модель, в отличие от аналогичной в программе “Физикон”, даёт возможность в виртуальном эксперименте установить зависимость силы Лоренца не только от модуля скорости, но и от её направления, а также от знака и величины заряда, и массы частицы.
Анимация “Исследование магнитного поля Земли компасом и движение заряженных частиц в магнитном поле Земли” - каждый учитель может комментировать эту анимацию только восторженными словами. Ученики воспринимают всё это с огромным вниманием.
Целью этой статьи не является описание всех применяемых программ, но на нескольких примерах, в основном по теме “Магнитные поля” хочу показать, как можно разнообразить современный урок. Ученики могут многое увидеть своими глазами, услышать другой голос, не только постоянно голос своего учителя; услышать другое построение фраз, более научно строгое описание наблюдаемых явлений и т.д. Всё это вызывает интерес к физике, способствует повышению внимания, и как следствие улучшает уровень знаний.
2.2. Применение программы PowerPoint: (Все рисунки и чертежи в Презентации).
2.2.1. Чертежи в астрономии.
Две презентации по астрономии: Небесные координаты и высота звезды в верхней кульминации. Очень хорошо, что в презентации элементы чертежа на экране появляются по очереди и можно спокойно их прокомментировать.
Чертежи и рисунки, выполненные учителем, учениками воспринимаются с двояким интересом. Прежде всего, они понимают, что это учительница нарисовала сама, и, если рисунки им нравятся, они проникаются уважением; это прекрасно чувствуется по их отношению на уроке. Во-вторых, представленные чертежи, достаточно сложные и с помощью презентации можно вначале просмотреть весь процесс вычерчивания, понять сущность, а потом уже с полным пониманием перечертить в тетрадь и учиться их применять.
2.2.2. В физике презентации применяю очень широко, например: Сравнение колебательного и вращательного движения. Как я уже писала выше, у нас в гуманитарной гимназии количество часов на физику и математику сокращено, да и дети воспринимают всё лучше в виде образов, картинок. Поэтому я ввожу уравнение гармонических колебаний и всех параметров, вначале с помощью этой презентации, а потом показываю и дифференциальное уравнение.
2.2.3. Все диктанты провожу в сопровождении проекции на экран: вопрос заданный устно появляется на экране и к концу диктанта все вопросы собираются перед глазами учеников в одном кадре.
2.2.4. При проведении лабораторных работ, на экране: образцы оформления, таблицы для результатов измерений и вычислений. 2.2.5. Множество так называемых устных задач проектирую на экран. Особенно задачи требующие рисунка, чертежа. Задачи на чтение графиков. Несколько таких задач в приложении в презентации.
2.2.6. Тренинг по переводу физических величин в СИ.
В программе: “PowerPoint” очень легко организовать тренинг по переводу физических величин в СИ и в стандартную запись числа.
125 см =
890 км =
680 г =
85 мм =
350 =
С этого мы начинаем в 7 классе.
2.3. Применение сканера.
Когда наша заместитель директора предложила мне взять в кабинет сканер (он почему-то был никому не нужен) я и не предполагала, насколько это замечательное устройство. Теперь я любую картинку, текст перевожу в изображение на экран или сохраняю на жесткий диск. Например, ученики приготовили сообщение для классного часа, принесли книжки с картинками. Мы все необходимые картинки на перемене сканируем, и сообщение прекрасно иллюстрируется их изображением на экране. Все ученики, и слушающие и рассказывающие получают удовольствие.
2.3.1. Рисунок по астрономии: видимое движение светил.
Всем известные простые и очень понятные рисунки из старого учебника по астрономии В.В.Воронцова - Вельяминова их можно сканировать за считанные минуты, а пользоваться сколь угодно долго.
2.3.2. Задачи по электростатике.
По теме “Электрические поля” в задачнике А.П.Рымкевича мало задач, но они есть в задачнике Г.Н.Степановой, в тестах, в ЕГЭ. Презентация, составленная в программе PowerPoint, даёт возможность не только легко показать чертежи и рисунки к задачам, но и даёт возможность ученикам своими глазами увидеть текст задачи, которой нет в ученическом задачнике. В результате ученики воспринимают задачи не только на слух, но и визуально. Текст задач и чертежи к ним проще всего сканировать, а не набирать и чертить.
Задачи по содержанию и по решению короткие, но требуют обязательного чертежа. Если чертить все чертежи на доске, то и решать некогда. Тем более что задачи можно решать устно и ученикам не обязательно перерисовывать эти чертежи в тетради.
2.4. Применение программы Word.
2.4.1. Календарно-тематическое планирование.
Когда я немножко начала работать в Word, то первым делом стала набирать календарно тематические планы. Это великое облегчение в нашей работе. Я вначале составила их по старой форме. Когда нам внесли коррективы вначале учебного года, мне не составило никакого труда внести дополнительные графы и за несколько дней все планы были готовы. Теперь при необходимости легко внести любые изменения и не надо сидеть всё переписывать от руки.
2.4.2. Поурочное планирование
До сих пор я не любила свои поурочные планы, потому что в результате работы они превращались в какие-то черновые записки, которые на следующий год трудно расшифровать, а очень хотелось бы. Например: у меня 5 седьмых классов. Я пишу план одного урока на все 5 классов, но классы-то разные. В одном классе у меня остались “хвосты” с прошлого урока – я вписываю: в таком-то классе начинать с того-то. В другом классе мы решили все задачи, в третьем – нет. В одном классе пришлось задать другое домашнее задание, чем в остальных и т.д. В результате, когда урок пройдёт во всех 5-ти классах, в план вписано и по диагоналям, и по всем возможным направлениям. И на следующий год трудно установить, как я планировала этот урок. Теперь у меня на бумаге черновой вариант, на компьютере – чистовой. Причём, после того, как у меня пройдёт урок во всех 5-ти классах, я вношу в компьютерный вариант коррективы с комментариями, так, что можно этот план взять за основу в будущем году.
3. Заключение
Все эти компьютерные программы дают возможность сделать преподавание физики ещё более наглядным, простым, доступным для понимания любого ученика. Конечно, чтобы подготовить к уроку презентацию или другую компьютерную программу требуется несравненно больше времени, чем подготовить урок с мелом и доской. Но:
- С применением компьютерных программ за урок можно сделать несравненно больше.
- Такой урок проходит оживлённее, интереснее; внимание учеников всё время сосредоточено, они работают заинтересованно, увлекаются.
- Разработанной программой можно пользоваться много лет и со временем накапливать, хранить и в нужное время легко применять накопленные разработки.
- Меняется форма общения учителя с классом: учитель общается не с доской, а постоянно лицом к лицу с учениками. Лекторский тон сам собой уходит. Его заменяет беседа, обсуждение, анализ наблюдаемого: улучшается контакт с классом, взаимопонимание, усиливается интерес к физике и повышается уровень знаний.