Главная » Статьи » Материалы учителей » Асылова А.Г., учитель физики и информатики

Применение информационных технологий в преподавании физики

Мотивом выбора этой темы стал тот факт, что в последнее время наблюдается некоторый спад интереса учащихся к естественным наукам. Но, в то же время, многие из них проявляют заинтересованность в информационных технологиях. Физика, как школьный предмет, позволяет применять ИКТ при ведении урока и во внеурочной деятельности, что позволяет повышать интерес к изучению предмета, расширяют возможности демонстрации опытов через использование виртуальных образов, повышают интерес к обучению.

Реалии современного образования и в частности предмета физики такие, что объём информации, который необходимо освоить учащемуся возрастает с каждым учебным годом. Причём особенности преподавания предмета таковы, что практически каждый урок несет в себе новый объём информации, который ученик должен освоить (т.е. понять и принять). Времени же достаточного на осмысление и закрепления практически не остается. Возникает проблема информационной адаптации человека в обществе. Если ученик не имеет достаточных навыков обработки получаемой им информации, он испытывает колоссальные трудности и теряет интерес как к процессу учения и обучения, так и к самому предмету. Поэтому перед учителем в настоящее время встает проблема научить ребёнка таким технологиям познавательной деятельности, как умению осваивать новые знания в любых формах и видах, чтобы он мог быстро, а главное качественно обрабатывать получаемую им информацию, применять её на практике при решении различных видов задач (и заданий), почувствовать личную ответственность и причастность к процессу учения, готовить себя к дальнейшей практической работе и продолжению образования.

Гипотеза - современные педагогические технологии в сочетании с современными информационными технологиями могут существенно повысить эффективность образовательного процесса, решить задачи воспитания всесторонне развитой, творчески свободной личности.

Цель – развитие познавательных интересов обучающихся при использовании информационных технологий на уроках физики.

Задачи:

  1. Определить методический аспект применения информационных технологий и ресурсов Интернет на уроке;
  2. Изучить особенности использования информационных технологий при изучении предмета физики;
  3. Рассмотрение положительных и отрицательных моментов при использовании информационных технологий на уроках физики.
    Глава I.  Современный урок с использованием ИКТ

 

Быстрое развитие вычислительной техники и расширение её функциональных возможностей позволяет широко использовать компьютеры на всех этапах учебного процесса:

-   для индивидуализации учебного процесса,

- как средство наглядности учебного процесса (презентации),

- путь поиска информации из самых широких источников (Интернет),

- способ моделирования изучаемых процессов или явлений (модели в обучающих программах),

- организации коллективной и групповой работы (проекты) и др.,

- средство разработки и подготовки различных видов учебно-методического сопровождения урока, т.е. использование компьютера для подготовки необходимых материалов (поурочное планирование, методические разработки, индивидуальные задания, контрольные и другие виды работ) и т.д.)

Глава I. Методический аспект применения информационных

технологий и ресурсов Интернет на уроке

Информационные технологии - совокупность средств и методов преобразования информационных данных для получения информации нового качества (информационного продукта). Компьютерные технологии обучения - совокупность средств и методов создания педагогических условий работы на основе компьютерной техники, средств телекоммуникационной связи и интерактивного программного продукта, которые моделируют часть функций педагога по обработке информации, организации контроля и управления познавательной деятельностью.

Когда речь заходит о применении компьютера на уроке, возникает сразу несколько вопросов:

1) Целесообразность применения компьютера. Решение о применении техники на каком-то уроке каждый учитель принимает сам. Из каких соображений он делает такой вывод?

· компьютер применяется там, где есть возможность автоматизировать деятельность и сэкономить время для обработки результатов (всевозможные контролирующие, тестирующие программы);

· компьютер применяется для обучения. Здесь речь идет о применении всевозможных обучающих программ, к выбору которых надо подходить очень ответственно. Не все программные продукты, производимые сейчас, имеют хорошие рекомендации. В Интернет постоянно публикуются рейтинги образовательных ресурсов, отзывы тех, кто пользовался теми или иными программными средствами. Применять или нет обучающие программы, какие применять - принимает решение сам учитель. Сколько применять - в соответствии с санитарными нормами.

· применяется для демонстрации.

2) Исходя из целесообразности, формируются подходы к организации уроков с использованием информационных технологий:

· используется один компьютер, как правило для демонстрации при объяснении нового материала, показа моделей, опытов, которые опасно проводить в реальной жизни. Почему здесь уместно применять компьютер?

Дело в том, что большинство демонстрационных пособий производится сейчас на компакт-дисках, а видеомагнитофоны такого рода достаточно дорогие. Поэтому здесь уместно использовать компьютер и видеопроектор. Сразу возникает вопрос о создании в образовательном учреждении мультимедийного класса, в котором проводятся уроки учителей-предметников, в котором располагается компьютер и видеопроектор;

· используется компьютерный класс. Применяется обычно для контроля знаний учащихся, когда за короткое время большое количество учеников проверяют свои знаний. Или же для обучения учащихся. И конечно же, на уроках информатики.

3) Средства для применения на уроках

- использование готовых мультимедийных программ;

- создание собственных разработок с помощью стандартного программного обеспечения. Опять-таки к созданию этих средств надо подходить очень ответственно. К программам такого рода предъявляются определенные требования.

Итак, компьютер может применяться на следующих этапах урока и учебного процесса в целом:

1) этап объяснения нового материала;

2) этап первоначального закрепления материала;

3) этап контроля и проверки знаний.

Применение компьютера на уроке

Где

Для чего

Что

Как

На уроке контроля знаний, повторения и закрепления. На этапе первоначального контроля

Для автоматизации процесса и экономии времени обработки данных

Контролирующие и тестирующие программы

Компьютерный класс, соответствующее ПО

На уроке объяснения нового материала, повторения и закрепления

Для обучения

Обучающие программы

Компьютерный класс

На уроке объяснения нового материала, повторения и обобщения

Для демонстрации при объяснении нового материала

Готовые программные средства: показ опытов, моделей, лекций

Один компьютер и видеопроектор

На внеклассных мероприятиях

Для демонстрации материала

Мультимедийные средства

Один компьютер и видеопроектор

На внеклассных мероприятиях

Для развития творческих способностей учащихся

Компьютерные версии интеллектуальных и развивающих игр

Компьютерный класс

 

Глава II. Использование информационных

технологий при изучении предмета физики

В процессе преподавания физики, информационные технологии могут использоваться в различных формах: 

- мультимедийные сценарии уроков;

- показ демонстрационного эксперимент;

- применение компьютерной лаборатории;

- проверка знаний на уроке;

- внеурочная деятельность.

Мультимедийные сценарии уроков

Сценарий урока представляет собой его мультимедийный конспект, содержащий краткий текст, основные формулы, чертежи, рисунки, видеофрагменты, анимации. Обычно такие сценарии подготавливаются в форме мультимедийных презентаций с использованием программы Power Point из пакета Microsoft Office. Презентации демонстрируются самим учителем непосредственно в кабинете физики, с помощью переносного мультимедийного проектора, подключенного к персональному компьютеру. Изображение проецируется на большой настенный экран. По сравнению с традиционной формой ведения урока, заставляющей учителя постоянно обращаться к мелу и доске, использование таких сценариев высвобождает большое количество времени, которое можно употребить для дополнительного объяснения материала. Сценарии применяются как при изложении нового материала, так и при повторении пройденного.

В этих презентациях применяется разнообразный иллюстративный материал, мультимедийные и интерактивные модели, которые поднимают процесс обучения на качественно новый уровень. Нельзя сбрасывать со счетов и психологический фактор: современному ребенку намного интереснее воспринимать информацию именно в такой форме, нежели при помощи устаревших схем и таблиц. При использовании компьютера на уроке информация представляется не статичной неозвученной картинкой, а динамичными видео- и звукорядом, что значительно повышает эффективность усвоения материала.

Основной проблемой, с которой сталкивается учитель при подготовке таких сценариев, является поиск материалов для их создания. Источниками демонстрационных материалов служат имеющиеся в продаже мультимедийные диски, материалы в сети Интернет и наши собственные разработки. Среди мультимедийных дисков в первую очередь следует отметить мультимедийные курсы физики ("Физика в картинках", "Открытая физика" фирмы Физикон, "Репетитор" фирмы 1С и т.д.). Особая ситуация, связанная с применением материалов таких дисков на уроке, заключается в необходимости заранее, желательно до начала урока, открыть то приложение, с которым учитель собирается работать. Это не всегда оказывается возможным, т.к. последовательность изложения материала зачастую предполагает использование в начале урока другого мультимедийного диска. Мультимедийные курсы организованы таким образом, что рабочие материалы хранятся на дисках в заархивированном виде, и пользоваться ими можно только с применением интерфейса, созданного фирмой-разработчиком. Смена диска, загрузка программы, выход на необходимый раздел занимают, в зависимости от возможностей компьютера, до одной - двух минут. Так как урок короткий, то прежде чем включать в план урока определенный материал мультимедийного курса, приходится оценивать - искупит ли красивая демонстрация потерю темпа урока? Вследствие этих неудобств возможным решением является фактический отказ от применения мультимедийных курсов в варианте, предложенном разработчиками.

С этой точки зрения, более привлекательным выглядит использование мультимедийных энциклопедий ("Кирилл и Мефодий", "Мир вокруг нас"), а также появившихся в последнее время дисков-сборников электронных наглядных пособий, среди которых наиболее приятное впечатление производит диск "Физика 7-11". Материалы этих источников доступны непосредственно без применения специальных интерфейсных программ. Их можно перенести в рабочую папку на компьютере, с которого во время урока ведутся демонстрации, включить эти демонстрации в мультимедийную презентацию. Тем самым во время урока отпадает необходимость в обращении к оригинальным дискам, резко уменьшается время перехода от одного материала к другому, экономится время урока, не нарушается его темп.

Показ демонстрационного эксперимент.

Физика — наука экспериментальная, её всегда преподают, сопровождая демонстрационным экспериментом. В кабинете физики используются различные установки и приборы для проведения демонстрационных экспериментов. Но использование компьютерных технологий значительно расширило возможности лекционного эксперимента, позволяя моделировать различные процессы и явления, натурная демонстрация которых в лабораторных условиях технически очень сложна либо просто невозможна.

Физика - наука экспериментальная и ее изучение трудно представить без лабораторных работ. К сожалению, оснащение физического кабинета не всегда позволяет провести программные демонстрационные эксперименты, не позволяет вовсе ввести новые работы, требующие более сложного оборудования. На помощь приходит  компьютер, который позволяет проводить достаточно сложные экспериментальные работы. В них можно по своему усмотрению изменять исходные параметры опытов, наблюдать, как изменяется в результате само явление, анализировать увиденное, делать соответствующие выводы.

Многие явления в условиях школьного физического кабинета не могут быть продемонстрированы. В результате учащиеся 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. Одним из самых ярких таких процессов является протекании реакции в ядерном реакторе.

Применение компьютерной лаборатории

Компьютерная лаборатория например, фирмы Philip Harris (http://www.philipharris.co.uk), позволяет непосредственно на глазах у ребят и при их участии проводить измерения, обрабатывать полученные результаты и демонстрировать графики изучаемых физических величин на экране компьютера или (при использовании проектора) на большом демонстрационном экране. С их помощью можно следить за мгновенными значениями расстояния до объекта, температурой, давлением, параметрами переменного и постоянного тока, магнитным полем, освещенностью, поворотом тела, интенсивностью звука. Датчики надежны в эксплуатации, безопасны, удобны. На фотографии некоторые из этих датчиков демонстрируются учениками начальной школы.

В комплект компьютерной лаборатории входит специальное запоминающее устройство, к которому могут быть одновременно подключены несколько датчиков. Устройство позволяет сохранять в виде файла зависимость измеряемых величин от времени. Это устройство является интерфейсным блоком связи с персональным компьютером. Тем самым, появляется возможность показать измеренные зависимости физических величин от времени или друг от друга на экране компьютера или на большом демонстрационном экране, провести компьютерную математическую обработку результатов измерений.

Приведем несколько примеров применения датчиков на уроке.

При изучении темы "Свободное падение" проводится следующий эксперимент. Регистрируя вертикальное расстояние от датчика до предмета при свободном падении последнего, можно получить и проанализировать зависимость координаты предмета от времени, построить график зависимости скорости от времени, получить график ускорения, аппроксимировать полученные кривые многочленами, оценить кинематические характеристики из результатов такой аппроксимации. Возможности аппроксимации заложены в программное обеспечение компьютерной лаборатории.

При изучении колебательного движения с помощью датчика расстояний проводятся измерения координаты груза на пружинном маятнике в зависимости от времени. После обсуждения внешнего вида полученного графика проводится операция дифференцирования и анализируется график скорости. Повторное дифференцирование выводит на экран третий график - график ускорения. Рассмотрение одновременно трех найденных из эксперимента зависимостей позволяет объяснить фазовые соотношения трех периодически изменяющихся величин (координаты, скорости,                                                           ускорения) и естественность использования тригонометрических функций для описания колебаний.

 

Применение компьютерных датчиков делает даже обыкновенный демонстрационный эксперимент более наглядным и понятным, расширяет его информативность. Ученики получают начальное знакомство с современными методами проведения физических экспериментов, современным научным оборудованием, автоматизированной компьютерной обработкой полученных данных.

Контроль знаний на уроке.

Презентации, посвященные проверке знаний учеников, содержат материалы, отображающие ключевые эксперименты пройденной темы или демонстрирующие изученное физическое явление. Вопрос к ученику содержится в заголовке слайда, комментарии и пояснения к рисункам даются учителем по ходу презентации. Разработаны также презентации-опросы для тестирования в начале урока для анализа подготовки к уроку и усвоению знаний по прошедшему материалу. 

Одно из основных направлений деятельности учителя физики - научить детей решать задачи. Эффективным помощником в этой работе могут оказаться компьютерные тренажеры, предлагающие ученикам для решения большое количество разнообразных задач, отвечающих требованиям школьной программы, и снабженные лаконичным и удобным справочным материалом. К сожалению, современные разработчики программных обучающих продуктов не уделяют достаточного внимания данному направлению. Единственной известной программой, удовлетворяющей указанным требованиям, является компьютерный тренажер "Активная физика", разработанный около 10 лет назад авторским коллективом Белорусского педагогического института (http://www.cacedu.unibel.by/partner/bspu).

Внеурочная деятельность детей

Использование компьютерных технологий для организации внеурочной деятельности учеников ведется по нескольким направлениям. Прежде всего это подготовка докладов к уроку по различным темам. Также использование ИКТ активно ведется при подготовке к научно-практической конференции обучающихся: это и поиск материалов в сети Интернет и подготовка презентаций для выступления.

Следующим важным направлением организации внеурочной деятельности является проектная деятельность учеников, т.е. выполнение долговременных трудоемких творческих заданий, требующих от учеников самостоятельной и глубокой проработки материала. Использование информационных технологий создает самые благоприятные условия для организации такой деятельности. Над проектом работает обычно небольшая группа (2-3 человека).  

Естественно, использование компьютера на уроках оправдано лишь в тех случаях, когда он обеспечивает существенное преимущество по сравнению с традиционными фронтальными опытами или лабораторными работами. Необходимо не забывать, что заменить учителя ни один компьютер не может, компьютер лишь помощник учителя при решении некоторых образовательных задач.

Глава III. Все «за» и «против» использование информационных

 технологий на уроке физики

В настоящее время в образовательном сообществе очень часто можно услышать спор о том, нужно ли использование ИТ в преподавании, в том числе и виртуальных лаборатории, или нет. Такие споры разгораются и в виртуальном мире на различных форумах.

Основными аргументами «противников» являются следующие предположения:

• увеличение времени, проведенного за компьютером

• уменьшение времени общения "ученик – учитель"

• уменьшение практического навыка работы с реальными приборами

• необходимость высокого уровня владения компьютером как учеником, так и учителем

• отсутствие единой независимой платформы и т.д.

«Сторонники», напротив, считают, что информационный технологии позволяют:

• снизить временные затраты учителя при проведении урока,

▪ демонстрация явления наиболее наглядно и полно,

• наиболее полно реализовать программу при обучении дистанционно, заочно, на дому и т.д.

• демонстрировать во время урока эксперименты, которые невозможно поставить в реальной жизни по тем или иным причинам.

Использование ИКТ в учебном процессе предполагает, что учитель 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 МS 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.

Таким образом, можно сделать вывод, что применение ИКТ на уроке «Физика» приносит свои положительные результаты не всегда. Применять или не применять ИТ на данном уроке зависит от формы и задач урока.

 

Заключение

 

В заключении хотелось бы отметить, что современные педагогические технологии в сочетании с современными информационными технологиями существенно повышают интерес обучающихся к предмету. 

Итак, использование информационных технологий 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 тех процессов и явлений, эксперименты с которыми в школьных условиях учебных лабораторий были бы невозможны;

- расширить источники получения знаний в процессе обучения путем использования информационно – справочных систем повышает общий уровень учебного процесса, усиливает мотивацию обучения и познавательную активность учащихся, постоянно поддерживает учителей, в том числе и меня, в состоянии творческого поиска дидактических новаций.

Список литературы:

 

1.Высоцкий И. Р., Компьютер в образовании, //Информатика и образование,2000,№ 1,с. 86

2. Гимадеев Р. Р.,Методика применения компьютера на уроках физики. // Студенческая наука — в действии. 1998,№ 2

3. Львовский М. Б., Львовская Г. Ф. Преподавание физики с использованием компьютера. // Информатика и образование —  М.1999, № 5.

Ресурсы Интернета:

http://pedsovet.org/component/option,com_mtree/task,viewlink/link_id,4766/Itemid,118/

http://edu.kzn.ru/russian/conference/2pedsovet/pch/issue/id=3764/

http://festival.1september.ru/articles/505540/

http://science.ncstu.ru/conf/past/2009/iiistud/.../23.pdf/file_download

Категория: Асылова А.Г., учитель физики и информатики | Добавил: Админ (30.03.15)
Просмотров: 628 | Рейтинг: 0.0/0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]