Известны многочисленные и вполне убедительные примеры, подтверждающие эффективность использования компьютеров на всех этапах педагогического процесса: при предъявлении учебной информации, при усвоении учебного материала в процессе интерактивного взаимодействия с компьютером, при повторении, закреплении, во время контроля и коррекции процесса обучения и его результатов.
Из опыта использования компьютеров в других областях человеческой деятельности известно, что высокая эффективность возможна, если компьютер САМ предлагает человеку решение поставленной задачи. На сегодняшний день на уроках в школах практически каждое действие определяется человеком, а не машиной. Поэтому в основном учитель использует компьютер лишь как средство обучения.
При использовании компьютера постепенно изменяется роль преподавателя: из первичного источника знаний он превращается в один из ресурсов, выступает в роли помощника или наставника в процессе обучения.
Однако перед педагогами встают вопросы:
- Эффективно ли эпизодическое включение компьютера в образовательный процесс?
- В чём дидактическая целесообразность применения конкретных программных продуктов?
- Как систематизировать использование различных электронных учебников и пособий, чтобы выполнить государственный стандарт по предмету?
- Как учесть рекомендации контролирующих и тестирующих программ, для организации обратной связи с учащимися?
- Как изменится результат обучения, воспитания, развития ребёнка?
- Стоит ли самостоятельно разрабатывать презентации, тестирующие программы, гипертекстовые документы?
Использование компьютера и совершенствование способов организации информационных потоков в образовательном процессе приводит к совершенно новым образовательным технологиям. Поэтому применение информационных технологий на уроках учитель использует не вместо, а наряду с другими педагогическими технологиями и методиками.
Каждый ребенок – личность, поэтому современный урок должен строиться с учетом реальных возможностей ученика, он должен обеспечить освоение знаний каждым человеком в оптимальном для него темпе. Необходима такая организация учебного процесса, которая позволила бы перед каждым учеником поставить посильные учебные задачи. В то же время важно, чтобы учащиеся прошли последовательно все этапы получения и применения знаний, выработки способов деятельности, одновременно формируя и развивая умения и навыки.
В ходе усвоения новых знаний на уроках физики учащиеся специально, целенаправленно обучаются рациональным приемам учебной, познавательной деятельности и умениям, стимулирующим умственное развитие и развитие личности в целом. То есть процесс усвоения проходит успешней, если одновременно формируются умения, соответствующие этим знаниям. Овладение умениями приводит к более высокому уровню организации учебной деятельности.
Рассмотрим включение информационных технологий в некоторые модули цикла интегральной педагогической технологии (автор В.В. Гузеев) при обучении физике.
1. Представление учебного материала.
Общий обзор раздела. Форма работы – фронтальная. Ученики знакомятся со структурной схемой раздела, восстанавливают логические связи внутри раздела, связи с другими разделами и межпредметные связи; выделяются основные главы, определяются перспективы, ведется подготовка для системного восприятия. Проводится беседа о жизни ученых, истории открытий. Основной целью модуля является формирование познавательного интереса. Во время проведения общего обзора раздела формируется прежде всего познавательное умение систематизировать и обобщать. На уроках физики используется при изучении разделов: “Силы в механике”, “Электрический ток в различных средах”, “Электромагнитные колебания”, “Элементарные частицы” и других. Такие обобщенные сведения по теме заносятся в таблицу, схему, которая является опорной.
Для проведения такого типа уроков учителем готовится презентация, на которой основные понятия, законы, физические величины представлены в схемах и таблицах. Также организуется гипертекстовый документ как по данному разделу, так и с выходом ссылок на главы других разделов физики. Выделяются ВСЕ логические связи и ключевые слова. Затем можно провести ознакомление учащихся с основными, базисными понятиями данного раздела в электронных учебниках. При навигации имеется возможность свободно переходить по связям в любом направлении. Затем, при повторении, можно запросить у учащихся составлении логических цепочек, приводящих к выделенной структурной единице. При такой деятельности одновременно с познавательными умениями формируются умения сравнивать, выявлять логические связи. Совершенствуются практические умения работать с таблицами и блок-схемами. Именно в данном модуле уделяется внимание организационным умениям планировать свою учебную деятельность и ставить перед собой учебные задачи.
Структурная схема изучаемого раздела помещается на методическом стенде в кабинете физики, и при работе с каждым блоком ученик может определить свое “положение” и опереться на всю систему, если нужна актуализация знаний. Для актуализации также продуктивно использовать структурные схемы изученных ранее разделов; можно конкретизировать материал, осуществить межпредметные связи.
Опорный учебный материал подаётся в виде укрупненной дидактической единицы в структурированной форме или таблицами. Это могут быть основные понятия, величины, законы всего раздела, либо учебный материал объемом от одного до семи параграфов учебника. Исключаются все подробности, кроме стимулирующих. Проводится сжатие подаваемого учебного материала с помощью укрупнения и системного представления для того, чтобы формировались знания мировоззренческого характера, и выделялось больше времени для практических уроков. Форма работы – фронтальная. Во время этого работы по этому модулю продолжают совершенствоваться познавательные умения: обобщать, сравнивать, анализировать, систематизировать, выделять главное, составлять логические цепочки, выявлять зависимости между величинами аналитическим, математическим способом, умение правильно определить понятие; практические умения фиксировать информацию с помощью знаков, рисунков, схем, графиков, таблиц и др.. Прослеживается включенность блока в структуру раздела через логические связи.
При изучении опорного учебного материала использование компьютера может быть не всегда оправдано, важна деятельность учителя и как интерпретатора учебного материала. Тем более что учебный материал, представляемый в электронных учебниках, не всегда адаптирован для учащихся, т.е. непонятен им. Важно использование обучающих программ, если в них предложена ценная информация, которая недоступна в условиях школы, например: моделирование физических процессов, картин микро– и макромира, анимация объектов, виртуальные лабораторные работы. Поэтому учитель может выбирать оптимальный вариант сочетания информационного ресурса с другими средствами обучения.
Проверка домашнего задания по электронному пособию предполагает использование тех материалов, с которыми учащийся работал дома. В данном случае одновременно с физическими знаниями учащихся проверяются и умения: аргументировать свои высказывания; анализировать визуальную информацию и на основе этого анализа создавать новую, представленную в вербальной форме; анализировать и синтезировать; слушать и слышать высказывания одноклассников по обсуждаемому вопросу, принимать или аргументированно отклонять их точку зрения.
2. Развивающее дифференцированное обучение и минимальные тренировки – уроки формирования практических навыков.
Целью является формирование новых специальных умений, закладывается умение самостоятельно учиться, применять умения в совокупности, в синтезе.
Минимальные тренировки проводятся лишь при сложном учебном материале, когда идет освоение новых способов применения знаний, перестраивается структура имеющихся знаний для получения новых. Во время урока по желанию учащихся формируются пары или группы. Темп их работы неодинаковый, задания типовые, соревнование отсутствует. Роль учителя – консультант. Критерий работы ученика – старание. Работа идет в зоне ближайшего развития, имеется возможность включения всех и каждого в совместную работу, с учетом их интересов; взаимоотношения доверительные. Такие уроки проводятся при формировании следующих групп специальных практических умений:
1 группа: Умение графически изображать взаимосвязь величин, преобразовывать графическую информацию в другую, анализировать графики, определять или выбирать масштаб развивается при изучении тем “Изопроцесы”, “Тепловые процессы”, “Первое начало термодинамики”, “Вольтамперные характеристики”, “Графики колебаний” и др. Помощь оказывают межпредметные связи с математикой.
2 группа: Умение строить, читать, перестраивать схемы находит применение в разделах: “Электрический ток”, “Электромагнитная индукция”, “Электромагнитные колебания и волны”, “Оптика” и др. Учащимся необходимо знать обозначения приборов, их назначения, иметь вычислительные навыки и оценочные умения.
3 группа: Умение изображать взаимодействие векторами развивается при изучении тем “Принцип суперпозиции”, “Потенциал”, “Сила Лоренца”, “Сила Ампера”, “Правило Лоренца” и др. Все эти умения можно назвать умением преобразовывать структуру имеющихся знаний и умений для получения новых знаний и умений.
Наиболее ответственный этап закрепления учебного материала – развивающее дифференцированное обучение. Ему отводится большая часть учебного времени. Группы, пары формируются учителем. Задания выдаются учителем, но учитывается и выбор ученика. Задания дифференцированы как по уровню сложности, так и по формируемым умениям.
Успешности работы способствуют: активная деятельность учащихся в течение всего урока; свободное передвижение по классу для взаимных консультаций; наличие познавательных затруднений; отсутствие стихийного нащупывания общего способа действий; применение знаний и умений как в отдельности, так и в совокупности; уровневое обучение; локальная коррекция; последующая проверка всех работ, индивидуальное собеседование учителя с частью учеников. Учитель выступает в роли консультанта, при собеседовании с учащимися осуществляется индивидуальный контроль, коррекция, продвижение. Спектр формируемых умений и навыков очень широк. Кроме совершенствования умений, о которых сказано в предыдущих модулях осваиваются различные познавательные и практические умения при работе с текстовой информацией, при решении вычислительных задач, при решении качественных задач, при работе с понятиями, при проведении наблюдения или постановке эксперимента, оценочные умения.
Одновременно с познавательными, практическими, оценочными умениями именно при развивающем дифференцированном обучении совершенствуются различные организационные умения и умения самоконтроля.
При использовании информационных технологий в данном модуле возможно формирование следующих умений в области ИКТ:
- умение работать в тестовых редакторах с физическими текстами;
- умение писать формулы в редакторе формул Equation;
- умение выполнять рисунки, схемы, модели в векторной и растровой графике;
- умение составлять схемы, таблицы в Word, Excel, Power Point;
- умение решать задачи по физике, делать вычисления, рассчитывать погрешности в электронных таблицах Excel;
- умение строить графики и диаграммы значений физических величин;
- умение осуществлять поиск информации по теме в локальной сети и Интернете;
- умение создавать презентации Power Point, web-страницы (теги-html, Front Page) по темам, главам, разделам физики;
- умение работать с электронными учебниками, энциклопедиями, библиотеками;
- умение выполнять виртуальную лабораторную работу по физике, обрабатывать и оценить результат;
- умение создать анимационную модель явления, процесса, микро– и макромира (в т.ч. 3D модель);
- умение создавать и редактировать тесты в редакторе тестов SuperTest.
- Умение выполнить видеосъёмку эксперимента (например, на телефон) и разместить её на сайте, в презентации.
Одна из особенностей минимальных тренировок и развивающего дифференцированного обучения – выполнение индивидуальных письменных домашних заданий по желанию учеников (уровень заданий учащиеся выбирают, ориентируясь по выставленным возле задач баллам, для выставления оценки баллы суммируются). Это помогает оценить степень познавательного интереса, степень усвоения; позволяет сформировать адекватную самооценку.
- При завершении раздела проводится урок обобщающего повторения. Его цель: обзор целостной системы ведущих знаний по разделу, его внешние и межпредметные связи, выделение мировоззренческих идей, становление физической картины мира, также и подготовка к контролю. При изучении некоторых разделов проводятся семинары, конференции, защита проектов. Это прежде всего темы: “Силы в природе”, “Законы сохранения”, “Тепловые двигатели”, “Энергосистема страны”, “Развитие радиосвязи”, “Виды люминесценции”, “Коротковолновые излучения”, “Применение радиоактивности”. Формируются умения: работать с различными источниками информации, справочной литературой; оформить презентацию проекта, доклад, реферат, сообщение; подготовить выступление к реферату, подготовить наглядный материал для выступления; научиться отвечать на вопросы, общаться с аудиторией; сделать отзыв, рецензию.
- При осуществлении контроля и коррекции применяются задания различного уровня сложности, проверяются как владение знаниями так и основные практические умения по разделу. С учетом мониторинга, который ведется в течение всего цикла интегральной педагогической технологии, выставляется итоговая оценка по разделу.
Для педагога, работающего в режиме системного использования современных педагогических и информационных технологий возможно представление следующих документов при участии в конкурсе лучших учителей:
- Выписки из приказа по школе о работе муниципальной, окружной, федеральной экспериментальной площадки, в котором Претендент назначается исполнителем, куратором, экспертом и т.п.
- Выписки из приказа о формировании экспертных групп, в т.ч. для изучения экспериментальной работы Претендента.
- Справки экспертной группы по итогам мониторинга образовательного процесса на уроках Претендента, во внеурочной деятельности.
В справке можно описать, что:
- учитель использует в образовательном процессе: мультимедийные методические комплексы, интерактивную доску, электронные презентации, компьютерное тестирование, электронные библиотеки, программы-тренажёры, виртуальные практикумы и т.п.
- у учащихся формируются специальные и общеучебные умения, компетентности в области ИКТ.
Если Претендент использует элементы педагогических технологий (не ИКТ), указать:
- Каковы изменения в методиках учителя?
- Каковы изменения в умениях учеников?
Эффективность использования конкретных педагогических технологий можно представить через:
- Программы мастер-классов.
- Справки по изучению мотивации.
- Выписки из протоколов ШМО, ГМО, НМС.
- Мониторинг результативности (можно учитывать данные контрольных работ, тестирования, анкетирования, конкурса проектов, презентаций, исследовательских работ, защиты виртуальных лабораторных работ, web-страниц и т.п.)