Информационные технологии на уроках физики

Разделы: Физика

Ключевые слова: УМК «Школа России»

Пояснительная записка

Основные задачи модернизации российского образования - повышение его доступности, качества и эффективности. Это предполагает не только структурные, институциональные, организационно-экономические изменения, но и в первую очередь - значительное обновление содержания образования, прежде всего общего образования, приведение его в соответствие с требованиями времени и задачами развития страны. Главным условием решения этой задачи является введение государственного стандарта общего образования. Государственный стандарт общего образования направлен на развитие ключевых компетенций студентов - информационная, т.е. уметь ориентироваться в большом потоке информации, коммуникативная (умение взаимодействовать), самоорганизация, самообразование (образование через всю жизнь) и умение ориентироваться на рынке труда. Одним из способов развития ключевых компетенций является применение информационно-коммуникативной технологии на уроках и внеклассных мероприятиях по дисциплине. К таким программам относятся:

  • Обучающие.
  • Контролирующие
  • Имитационные
  • Моделирующие
  • Демонстрационные.
  • Информационно-поисковые справочные системы

В методической разработке отражено их назначение и применение

1. Роль ИТ на уроках физики

В современном учебном процессе все большее внимание уделяется использованию компьютерных технологий. Компьютерные технологии эффективны и могут значительно повысить качество обучения. Однако факт использования компьютера в учебном процессе еще не является залогом успеха, и значимых результатов можно добиться только при грамотном его применении. К настоящему времени создано множество электронных средств учебного назначения, начиная от простого текста, переведенного в электронный вид, и заканчивая программами с различным уровнем интерактивности. Среди стадий разработки мультимедиа-системы для использования в сфере образования и профессиональной подготовки создание педагогического сценария занимает чрезвычайно важное место. Педагогический сценарий - это проект компьютерного курса, определяющий его структуру и содержание. Педагогический сценарий является не только формой выражения содержания учебного материала (предъявления информации) - он должен содержать описание способов управления обучением и контроля за ходом процесса обучения, и от его качества во многом зависит эффективность разработки компьютерного курса. Уже на стадии разработки педагогического сценария должен учитываться ряд требований, среди которых особое место занимают дидактические требования, основывающиеся на принципах обучения. К их числу относятся: научность содержания; соответствие представленного учебного материала, ранее приобретенным знаниям, умениям и навыкам; систематичность и последовательность; гибкость, приспособляемость к индивидуальным особенностям студентов; наглядность, сознательность и активность. Внедрение в учебный процесс компьютерных обучающее - контролирующих систем, обладающих в силу своей интерактивности мощными возможностями ветвления процесса познания и позволяющих обучаемому субъекту прямо включиться в интересующую его тему - это один из наиболее действенных способов повышения эффективности обучения.

Современные компьютерные дидактические программы разрабатываются на основе мультимедиа-технологий, которые возникли на стыке многих отраслей знания.

Использование цветной компьютерной анимации, высококачественной графики, видеоряда, схемных, формульных, справочных презентаций позволяет представить изучаемый курс в виде последовательной или разветвляющейся цепочки динамических картинок с возможностью перехода (с возвратом) в информационные блоки, реализующие те или иные конструкции или процессы. Мультимедиа-системы позволяют сделать подачу дидактического материала максимально удобной и наглядной, что стимулирует интерес к обучению и позволяет устранить пробелы в знаниях. Кроме того, подобные системы могут и должны снабжаться эффективными средствами оценки и контроля процесса усвоения знаний и приобретения навыков.

Использование ИКТ для активного вовлечения студентов в учебный процесс является одним из самых многообещающих направлений развития образования. Постоянно возрастающие мощность и универсальность компьютеров открывают новые, отличающиеся от существовавших ранее возможности преподавания и обучения, позволяют преподавателям расширять набор применяемых методов обучения, а студентам - вносить свой вклад в решение общих задач. Образовательные технологии помогут повысить уровень обучения и улучшить успеваемость каждого студента. Компьютер можно применять на следующих уроках: при самостоятельном изучении нового материала, при решении задач, во время контрольных работ. Необходимо также отметить, что использование компьютеров на уроках физики превращает их в настоящий творческий процесс, позволяет осуществить принципы развивающего обучения. Есть возможность отобрать необходимый материал, подать его ярко, наглядно и доступно. Использование ИКТ на уроке повышает мотивацию обучающихся к процессу учения, создаются условия для приобретения студентами средств познания и исследования мира.

Использование ИКТ на уроках физики позволяют повышать интерес к изучению предмета, расширяют возможности демонстрации опытов через использование виртуальных образов, повышают интерес к обучению. Хорошо известно, что курс физики включает в себя разделы, изучение и понимание которых требует развитого образного мышления, умения анализировать, сравнивать. В первую очередь речь идет о таких разделах, как "Молекулярная физика", некоторые главы "Электродинамики", "Ядерная физика", "Оптика" и др. К сожалению, многие студенты не владеют необходимыми мыслительными навыками для глубокого понимания явлений, процессов, описанных в данных разделах. В таких ситуациях на помощь приходят современные технические средства обучения и, в первую очередь, - персональный компьютер.

Некоторые явления, такие как строение атома, расщепление атомного ядра и другие процессы в физике атома и атомного ядра в условиях физического кабинета не могут быть продемонстрированы. В результате студенты испытывают трудности в их изучении, так как не в состоянии мысленно их представить. Компьютер может не только создать модель таких явлений, но также позволяет изменять условия протекания процесса, "прокрутить" с оптимальной для усвоения скоростью.

Использование ИКТ в учебном процессе предполагает, что преподаватель умеет:

  • обрабатывать текстовую, цифровую, графическую и звуковую информацию при помощи соответствующих редакторов для подготовки дидактических материалов, чтобы работать с ними на уроке;
  • создавать слайды по данному учебному материалу, используя редакторы презентаций MS PowerPoint, продемонстрировать презентацию на уроке;
  • осуществлять поиск необходимой информации в Интернете в процессе подготовки к урокам и внеклассным мероприятиям;
  • организовывать работу с учащимися по поиску необходимой информации в Интернете непосредственно на уроке;
  • работать на уроке с материалами Web-сайтов;
  • разрабатывать тесты, используя готовые программы - оболочки и проводить компьютерное тестирование.

Преподавание физики, в силу особенностей самого предмета, представляет собой благоприятную сферу для применения современных информационных технологий. Информационные технологии применяются мною как при проведении уроков, так и в организации внеурочной деятельности учеников.

Я применяю информационные технологии на уроках физики в следующих направлениях:

  • мультимедийные сценарии уроков или фрагментов уроков;
  • подготовка дидактических материалов для уроков;
  • поиск необходимой информации в Интернете в процессе подготовки к урокам и внеклассным мероприятиям;
  • разрабатываю тесты, используя готовые программы - оболочки;
  • применяю компьютерные тренажеры для организации контроля знаний учащихся.

Особо хочу отметить применение мультимедийных сценариев уроков. Мультимедийные сценарии уроков выполняются в виде презентаций с применением программы Power Point , входящей в состав пакета программ Microsoft Office . Слайды презентаций содержат иллюстративный материал для урока, фрагменты видеофильмов, анимации. При подготовке презентации заранее продумывается структура урока, последовательность слайдов предполагает определенный темп и логику изложения материала, т.е. создается сценарий проведения урока.

По сравнению с традиционной формой ведения урока, заставляющей преподавателя постоянно обращаться к мелу и доске, использование таких сценариев высвобождает большое количество времени, которое можно употребить для дополнительного объяснения материала. При этом следует подчеркнуть, что компьютерная демонстрация физических явлений рассматривается не как замена реального физического демонстрационного опыта, а как его дополнение.

Презентации используются при объяснении нового материала, при повторении пройденного материала и при организации текущего контроля знаний (презентации-опросы).

На уроках и при подготовке к их проведению я использую Интернет-ресурсы, такие например как:

  • Уроки по молекулярной физике http://marklv.narod.ru/mkt/
  • Физика в анимациях: http://physics.nad.ru
  • Эрудит: биографии ученых и изобретателей http://erudite.nm.ru
  • Физика. ру: http://www.fizika.ru

Отметим особенность человеческой памяти, человек запоминает:

  • 20% того, что слышит;
  • 30% того, что видит;
  • 50% того, что слышит и видит;
  • 70% того, что слышит, видит и о чем говорит;
  • 90% того, что слышит, видит, о чем говорит и что делает.

Уроки с использованием ИКТ показали, что с их помощью можно решить ряд проблем, всегда существовавших в преподавании физики. Многие явления в условиях физического кабинета не могут быть продемонстрированы. Оснащение физического кабинета не всегда позволяет провести программные лабораторные работы, не позволяет вовсе ввести новые работы, требующие более сложного оборудования. В любом разделе курса физики можно найти главы, трудные для понимания, изучение и понимание которых требует развитого образного мышления.

Использование компьютера в процессе преподавания физики позволяет:

  • значительно расширить круг учебных задач, которые могут быть включены в содержание образования за счет использования вычислительных, моделирующих и других возможностей компьютера;
  • увеличить возможность и состав учебного эксперимента, благодаря использованию компьютерных моделей технологических процессов и явлений, эксперименты с которыми в условиях учебных лабораторий были бы невозможны;
  • расширить источники получения знаний в процессе обучения путем использования информационно-справочных систем и интернета.

Система компьютерного обучения включает в себя:

  • средства информационных технологий
  • программное обеспечение
  • учебное обеспечение

Средства информационных технологий:

  • компьютер,
  • принтер,
  • мультимедийный проектор,
  • телевизор,
  • видеомагнитофон,
  • сканер,
  • выход в интернет,
  • интерактивная доска

Интерактивная доска - это сенсорный экран, подсоединенный к компьютеру, изображение с которого передает на доску проектор. Достаточно только прикоснуться к поверхности доски, чтобы начать работу на компьютере.

Интерактивная доска прямой проекции выглядит как обычная маркерная доска. Проектор помещается перед ней на подставке или на потолке. Доска позволяет контролировать все приложения одним прикосновением, писать и рисовать на ней электронными чернилами и сохранять все записи в одном файле или в приложениях Microsoft Office.

Интерактивная доска прямой проекции удобна тем, что если у вас уже есть проектор, вам не нужно покупать новый.

Преимущества для преподавателей

  • Позволяет преподавателям объяснять новый материал из центра класса
  • Позволяет преподавателям сохранять и распечатывать изображения на доске, включая любые записи, сделанные во время занятия, не затрачивая при этом много времени и сил и упрощая проверку усвоенного материала
  • Позволяет преподавателям делиться материалами друг с другом и вновь использовать их
  • Удобна при работе в большой аудитории
  • Вдохновляет преподавателей на поиск новых подходов к обучению, стимулирует профессиональный рост

Преимущества для студентов.

  • Делает занятия интересными и развивает мотивацию
  • Предоставляет больше возможностей для участия в коллективной работе, развития личных и социальных навыков
  • Освобождает от необходимости записывать благодаря возможности сохранять и печатать все, что появляется на доске
  • Учащиеся начинают понимать более сложные идеи в результате более ясной, эффективной и динамичной подачи материала
  • Позволяет использовать различные стили обучения, преподаватели могут обращаться к всевозможным ресурсам, приспосабливаясь к определенным потребностям
  • Студенты начинают работать более творчески и становятся уверенными в себе

Классификация программных средств по их функциям в учебном процессе:

  • Обучающие.
  • Контролирующие
  • Имитационные (виртуальные лабораторные работы)
  • Демонстрационные.
  • Информационно-поисковые справочные системы и интернет.

2. Применение обучающих программ

К настоящему времени создано множество электронных средств учебного назначения, начиная от простого текста, переведенного в электронный вид, и заканчивая программами с различным уровнем интерактивности. Применяю для проведения уроков в основном две программы:

ф) Открытая физика

б) Видеозадачники

Компьютерный курс назван "Открытой физикой", так как его модульный состав даёт большую свободу в выборе компьютерных моделей и соответствующих экспериментов.

  • 82 компьютерных эксперимента
  • 19 видеозаписей физический экспериментов
  • 2 часа звуковых пояснений
  • Механика
  • Термодинамика и молекулярная физика
  • Механические колебания и волны
  • Электричество и магнетизм
  • Оптика
  • Квантовая физика

Модели компьютерного курса «Открытая физика» позволяют более наглядно объяснять физические явления и законы. Так, например, при изучении темы «Изопроцессы в газах» модели дают возможность показать связь между термодинамическими параметрами.

Изобарический процесс.

Изохорический процесс.

Видеозадачники - мультимедиа продукт, которые позволяют разобраться в сути окружающих нас явлений природы, содержат 47 шагов в познании природы, 4 раздела (механика, молекулярная физика, электродинамика, электромагнитное излучение).

Применяю этот мультимедийный продукт при создании проблемных ситуаций на уроках, при осмыслении и систематизации нового материала, а также на занятия физического кружка.

Например: изучая, тему: «Законы отражения света», для создания проблемной ситуации демонстрирую видеофрагмент «Отражение надписи в двух перпендикулярных друг другу зеркалах». (в приложении фрагмент 66)

Вопрос: «Почему надписи читаются по разному?»

См. продолжение статьи