Оглавление
Введение:
- Когнитивные технологии будущего.
- Двадцать первый век - век информационных технологий.
Основная аналитическая часть:
- ИКТ на уроках физики.
- Применение электронных учебников и программ.
- Формирование компетенций учащихся на уроках физики.
- Формирование профессиональных компетенций на уроках физики.
- Пути формирования компетентностей.
Заключение.
Литература.
Введение
Когнитивные технологии являются одним из наиболее “интеллектуальных” разделов теории искусственного интеллекта. Стоит сказать, что сегодня, в условиях колоссального роста объема необходимой для переработки информации (по оценке аналитиков, в настоящее время объем информации, который накопило о себе человечество, удваивается каждые 4 года, а 2020 году он будет удваиваться уже каждые 72 дня). Ее нечеткости, сокращения времени для принятия решения и т.п. традиционные подходы к решению многих управленческих задач оказываются бессильными. И здесь на первый план выходят новые, перспективные направления, к которым, по мнению директора Курчатовского института М. Ковальчука, относятся в первую очередь когнитивные технологии. Они наиболее выигрышны как раз при описании слабоструктурированных систем характеризующихся многоаспектностью происходящих в них процессов, отсутствием достаточной количественной информации об их динамике и их нечеткостью, изменчивостью характера процессов во времени и т.д. В Cognitive Technologies уже в шутку говорят, что приходится иметь дело даже с автоматизацией таких мыслительных процессов как интуиция, опыт, ассоциативность мышления, догадка, предвидение. Не удивительно, что американцы предрекают когнитивным технологиям в самом ближайшем будущем гораздо большую популярность в мире, нежели сегодня имеют нанотехнологии.
Действительно, время меняет принципы и законы, ранее казавшие незыблемыми. Так и поговорка “Кто владеет информацией - тот правит миром”, сегодня устарела. На ее место пришло новое правило: “Кто умеет систематизировать информацию и из нее получать знания, тот правит миром!”
По мнению российских экспертов, новые компьютерные технологии обучения позволяют повысить эффективность занятий по естественнонаучным дисциплинам на 30 %. Использование компьютерных программ на уроках физики способствует развитию интереса учащихся к предмету, повышает эффективность их самостоятельной работы и учебного процесса в целом, позволяет решить задачи индивидуализации и дифференциации процесса обучения.
Еще до появления новой информационной технологии эксперты, проведя множество экспериментов, выявили зависимость между методом усвоения материала и способностью восстановить полученные знания некоторое время спустя.
Если материал был звуковым, то человек запоминал около 1\4 его объема.
Если информация была представлена визуально - около 1\3.
При комбинировании воздействия (зрительного и слухового) запоминание повышалось до половины, а если человек вовлекался в активные действия в процессе изучения, то усвояемость материала повышалось до 75%.
Большую роль в современном уроке играет компьютер, который позволяет учителю, достичь более высокого уровня наглядности, расширяет возможности активизации деятельности учащихся.
При использовании компьютерных технологий прослеживаются все этапы урока: проверка знаний, объяснение нового материала, закрепление материала.
Использование информационно-коммуникационных технологий раскрывает принципиально новые возможности предъявления учебного материала. Средство интеграции текстовой информации и мультимедиа (звука, видео, анимации) делает процесс познания более привлекательным из-за красочности компьютерной графики, позволяет лучше развивать наглядно - образное мышление. Включение в мультимедийный конспект обобщающих таблиц, формул, необходимых иллюстраций и анимационных моделей способствует более интенсивной организации учебного процесса, что делает уроки яркими, запоминающимися, понятными.
Мультимедийный конспект может быть использован и при индивидуальной работе с учащимися, что будет способствовать дальнейшему развитию мотивации учения.
К разработке презентаций целесообразно привлекать учащихся, владеющих компьютерной грамотностью, умеющих пользоваться Интернетом.
Используя ИКТ на уроках физики, решаются следующие задачи:
- Стимулировать познавательный интерес учащихся к предмету с применением когнитивных технологий;
- Придать обучению творческий, проблемный, исследовательский характер;
- Способствовать формированию профессиональных компетенций через обновление содержательной стороны предмета;
- Развивать самостоятельную деятельность учащихся в процессе обучения.
Организация работы на уроках с использованием ИКТ, прежде всего, зависит от оснащенности компьютерной техникой училища и кабинета. На современном этапе развития учащимся необходим навык организации и эффективной реализации поставленной практической задачи. С целью реализации данных подходов наиболее успешным, на мой взгляд, видится проектный метод обучения, который очень тесно связан с Интернет - технологиями.
Проектная деятельность является в настоящее время одной из перспективных технологий в образовании. Она позволяет максимально активизировать интерес учащихся к предмету, развить навыки самостоятельной работы, интегрировать разные предметы, способствует общению. Проектная деятельность максимально социализирует учащегося, готовит его к жизни во взрослом трудовом коллективе. Для реализации исследовательских проектов организую групповую и индивидуальную работу учащихся.
Немаловажна работа учащихся в группах, когда, вступая в контакт, дети решают, в том числе коммуникативные задачи:
- учатся высказывать свою точку зрения,
- слушать и понимать точку зрения собеседника,
- вести дискуссию.
Результаты проекта учащиеся чаще оформляют с помощью компьютерных технологий. Конечно, подготовка к такому уроку со стороны и учителя и учащихся занимает гораздо больше времени, чем обычно. Но здесь есть несомненные плюсы - проект с использованием ИТК позволяет погрузиться в тему, вызывает у учащихся интерес, даже некий азарт в получении новой информации, в первую очередь он ориентирован на самостоятельную подготовку учащихся и, естественно, результативнее. Информационные технологии дают дополнительные возможности для исследовательских работ, делая их более полными, всесторонними, наглядными и яркими. Как правило, материалы проведенных исследований используются не только для участия в конкурсах и конференциях, но и проведения внеурочных мероприятий с учащимися.
При проведении уроков в форме беседы слайд-шоу используются для создания проблемной ситуации на уроке. В этом случае предъявленные фото и видеоматериалы обсуждаются с учащимися, которые в ходе беседы получают навык сравнения и анализа полученной информации, учатся выдвигать гипотезы, искать их подтверждение, правильно интерпретировать увиденное. Серии слайдов, видеофрагментов и модели отражающие этапы развития космического объекта предназначены для организации мыслительного эксперимента. Таким образом, использование ИТ в виде презентаций с видеофрагментами, позволяют активизировать учащихся на занятии, стимулируют их познавательную активность, способствует формированию элементов проектной и исследовательской деятельности: выдвижение идеи, проблематизация, целеполагание и формулирование задачи, выдвижение гипотезы, постановка вопроса (поиск гипотезы), формулировка предположения (гипотезы). Кроме того, в процессе обсуждения учащиеся учатся слушать и понимать других, выражать себя, находить компромисс, взаимодействовать внутри группы, находить консенсус.
На уроках контроля знаний по теме презентации используются для проверки качества знаний учащихся, подобранный материал сопровождается рядом вопросов, на которые учащиеся отвечают, используя знания, полученные ранее или при обсуждении представленных демонстраций. В этом случае предъявляются слайды как ранее использованные, так и новые, содержащие подобную информацию. Пример использования лекционного слайд-шоу.
В качестве примера использования лекционных слайд-шоу можно привести краткое описание фрагмента урока “Планеты Земной группы”. На слайде представлены 4 фотографии общего вида планет, полученных с околоземной орбиты. Вопросы учащимся:
Перед вами фотографии планет Земной группы. Назовите их.
Почему две из представленных планет видны в неполной фазе?
Какие видимые общие признаки планет вы заметили?
Четко ли видны границы поверхности планет? В чем причина?
Хорошо ли видны детали рельефа поверхности? В чем возможная причина?
Какие детали рельефа лучше всего видны?
В результате обсуждения ответов на вопросы необходимо вспомнить конфигурации планет, проанализировать причины наличия или отсутствия атмосферы, обсудить ее роль в формировании рельефа планет, создании климатических условий на планете. Следующий этап - обсуждение различий физических условий на планете, формирования деталей на поверхности, где слайд-шоу иллюстрирует рассказ учителя. Завершается урок сравнением моделей строения планет Земной группы, на основании которого делается вывод об общности не только внешних признаков, но и структуры планет.
Пример слайда из проверочной презентации:
Вам представлено два изображения одного явления, полученные в разные годы. Рассмотрите фотографии и ответьте:
- Какое явление наблюдается?
- Как называется серебристое свечение?
Применение электронных учебников и программ.
Электронный учебник часто дополняет обычный, а особенно эффективен в тех случаях, когда он: обеспечивает практически мгновенную обратную связь; помогает быстро найти необходимую информацию (в том числе контекстный поиск), поиск которой в обычном учебнике затруднен; существенно экономит время при многократных обращениях к гипертекстовым объяснениям; наряду с кратким текстом - показывает, рассказывает, моделирует и т.д. (именно здесь проявляются возможности и преимущества мультимедиа-технологий) позволяет быстро, но в темпе наиболее подходящем для конкретного индивидуума, проверить знания по определенному разделу.
Приведу пример ряда электронных пособий, используемых мною: Репетитор Физика 1С – это мультимедийный электронный учебник для общеобразовательного курса физики, содержащий демонстрацию физических явлений методами компьютерной анимации, компьютерное моделирование физических закономерностей, видеоматериалы, демонстрирующие реальные физические опыты, набор тестов и задач для самоконтроля, справочные таблицы и формулы.
Многие темы на 1 и 2 курсах изучаем с применением этого программного продукта. Например “Законы динамики”, “Основы МКТ”- 1курс, “Электромагнитные колебания”, “Законы оптики” - 2 курс.
Открытая физика I, Открытая физика II – это новое поколение программы “Физика на вашем рабочем столе”, в котором используется интерфейс Netscape, содержит сборник компьютерных экспериментов по всем разделам школьного курса физики. Для каждого эксперимента представлены компьютерная анимация, графики, численные результаты, пояснение физики наблюдаемого явления, видеозаписи лабораторных экспериментов, вопросы и задачи.
Применение этого программного продукта активизирует познавательный интерес обучающихся. Чаще его использую на уроках в группах детей инвалидов, которые обучались по упрощенной программе. Например при изучении тем “Газы и их свойства” “Электризация тел”, “Электрические явления”.
Компьютер предоставляет возможность учащемуся или преподавателю активно подключаться к демонстрациям, ускоряя, замедляя или повторяя, по мере необходимости, изучаемый материал, управлять и моделировать сложными физическими процессами, систематизировать, классифицировать и фиксировать на экране монитора, или с помощью проектора необходимую информацию и т.п.
Например, на уроке новый материал изучается обычным способом, а при закреплении все учащиеся 5-7 мин. под руководством учителя соотносят полученные знания с формулой, в рамках применения информационных технологий используя дифференцированный подход к обучению.
Электронные учебники используется также и как средство контроля усвоения учащимися основных понятий. Тогда в состав электронного учебника входит система мониторинга.
Процент правильно решённых задач даёт учащемуся представление о том, как он усвоил учебный материал, при этом он может посмотреть, какие структурные единицы им усвоены не в полной мере, и впоследствии дорабатывать этот материал. Таким образом, учащийся сам в какой-то мере может управлять процессом учения. Долгое время в отечественной системе образования контроль знаний, как правило, проводилось в устной форме. На современном этапе применяются различные методы тестирования, и я использую обучающие и контрольные тесты с применением оболочки “ КОМ ТЕСТ”. Обучающиеся с удовольствием работают по тестам: 1 курс - “ Электрический ток”, “Газовые законы”. “Законы оптики” “Электромагнитные волны” - 2 курс. Единственным неудобством является необходимость заниматься в компьютерном классе, куда попасть все сложнее. Применение такого способа контроля очевидно, объективно и эффективно если тест, обобщающий и содержит большой объём. Всё большее использование компьютеров предлагаю для тренировки и подготовки к устному экзамену по физике в училище. Обучающиеся применяют различного рода “электронные учебники” : “Физика 7–11 класс”, “Репетитор по физике”, который содержит не только теоретический материал, но и примеры решения задач разной степени сложности; СД диски - “Открытая физика”, “Энциклопедия Кирилла и Мефодия” – это работа с практически неограниченным объёмом данных. Учащиеся работают по индивидуальному плану.
Литература:
- Щукина Г.И. Педагогические проблемы формирования познавательных интересов учащихся. – М., 1988 г.
- Дидактика средней школы / Под ред. М.Н. Скаткина. – М., 1982.
- Рубинштейн С.Л. Основы общей психологии. В двух т. – М., 1989.
- Выготский Л.С. Педагогическая психология. – М., 1991.
- Леонтьев А.Н. Деятельность. Сознание. Личность. – М., 1975.
- Маркова А.К. Формирование мотивации учения. – М., 1990.
- Лернер И.Я. Дидактические основы методов обучения. – М., 1981.
- Эльконин Д.Б., Давыдов В.В. Идеи деятельностного подхода. – М., 1996.
- Гальперин П.Я., Талызина Н.Ф. Основы программируемого обучения. – М., 1980.
- Шамова Т. И. Активизация учения школьников. – М., 1976.
- Пидкасистый П.И. Самостоятельная деятельность учащихся. – М., 1972.
- Асмолов А.Г. Культурно-историческая психология и конструирование миров. – М., 1996.
- Соловейчик С.Л. Час ученичества. – М., 1972.