ИНФОРМАЦИОННО – КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРЕПОДАВАНИИ ФИЗИКИ КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ СПОСОБ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ УСВОЕНИЯ ЗНАНИЙ
Министерство общего и профессионального образования
Свердловской области
Муниципальное общеобразовательное учреждение
Средняя общеобразовательная школа №171
ИНФОРМАЦИОННО – КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРЕПОДАВАНИИ ФИЗИКИ КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ СПОСОБ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ УРОВНЯ УСВОЕНИЯ ЗНАНИЙ
Исполнитель: учитель физики
Харчевникова Алла Анатольевна
Екатеринбург
2010
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.. 3
1.1. РОЛЬ И МЕСТО ИНФОРМАЦИОННО КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРЕПОДАВАНИИ ФИЗИКИ В ШКОЛЕ.4
1.2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРЕЗЕНТАЦИ.7
1.3. ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТРЕНАЖЕРОВ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ....8
1.4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦИФРОВОГО ФОТОАППАРАТА НА УРОКАХ .. 9
1.5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МS EXCEL ДЛЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ 10
1.6. МЕТОД ПРОЕКТОВ. 15
1.7. КОМПЬЮТЕРНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ 17
1.8. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ. 17
1.9. МИНУСЫ ИКТ 19
2. РЕЗУЛЬТАТЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ... 21
3. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ 22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 23
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 25
ПРИЛОЖЕНИЕ 1..26
ПРИЛОЖЕНИЕ 2..29
ПРИЛОЖЕНИЕ 3..30
ВВЕДЕНИЕ
Современный этап в школе – это реализация в образовательной практике личностно- ориентированных педагогических систем, когда учитель становится не только источником знаний, но и организатором собственной познавательной деятельности учащихся, что требует поиска особых организационных форм, адекватных для формирования ключевых компетенций.
Компетентный подход в образовании, и в частности в физическом образовании, предполагает признание того, что подлинное знание – это индивидуальное знание, созидаемое в опыте собственной деятельности и связанное с формированием конкретных навыков в определённых ситуациях.
Реализуя данный подход, применение новых информационных технологий позволяет практически разнообразить и комбинировать средства практического воздействия на учащихся. Но, в свою очередь, компетентный подход требует изменения привычного учебного процесса, так как формирование компетенций требует создания определённых ситуаций, в которых учащийся самостоятельно приобретает опыт определённого вида деятельности, т.е. может быть реализован в особых условиях.
Поиск эффективных моделей педагогической деятельности происходит непрерывно. В педагогический процесс активно внедряются цифровые образовательные ресурсы, которые позволяют организовать проектную и даже исследовательскую работу учащихся.
Физика – достаточно сложный технический предмет. Ученики приходят к нам в 7 классе, когда они уже умеют читать, писать, у многих есть уже любимые предметы, которым отдаются предпочтения. Физика в переводе означает «наука о природе», поэтому считаю, учащихся надо увлечь так, чтобы они не видели сложности этой науки, а умели понимать и выделять главные аспекты. «Гуманитариям» надо помочь при решении задач и проведении практических опытов, «техникам» - при изучении теоретического материала, исторически важных тем.
Достичь определённых результатов при обучении физики мне позволяет использование современных технологий: тестовых, поисковых, исследовательских, здоровьесберегающих и др., главное место среди которых занимают информационно-коммуникационные. Современные технологии преподавания школьных предметов в рамках общего образования предполагает более широкое использование новых, качественно и практически отличающихся от привычных, форм и методик. Все новшества, вводимые в этом плане, направлены на улучшение качества преподавания предмета, повышения познавательной активности учащихся и их заинтересованности предметом.
Что касается конкретно кабинета физики, то его оснащение пока не решает всех проблем. Необходимо установить в кабинете компьютер, мультимедийный проектор с экраном, интерактивная доска, которые позволят действительно уроки сделать более полными, богатыми практическим материалом, и фразу, с которой начинается объяснение нового материала «Представьте себе», можно заменить на красочный демонстрационный видеоматериал из базы мультимедиа - библиотеки.
При внедрении информационных технологий в учебный процесс одной из наиболее важных задач является правильная и эффективная организация учебного времени. Для формирования интереса учащихся к предмету «физика» использую различные формы организации обучения – уроки, семинары, практикумы, экскурсии, индивидуально-групповые занятия, внеклассные мероприятия по предмету (викторины, брейн-ринги, конференции и т.д.), применяя элементы информационных технологий на каждом из них.
Цель:
повышение качества школьного образования
Учащиеся:
применение информационно-коммуникационных технологий в образовательном процессе школы может усилить потребности учащихся в получении образования, поскольку создаются условия для:
максимального учета индивидуальных образовательных возможностей и потребностей;
широкого выбора содержания, форм, темпов и уровня их общеобразовательной подготовки;
удовлетворения образовательных потребностей в углубленном изучении предмета;
раскрытия творческого потенциала учащихся: участие в конкурсах, олимпиадах;
активного самостоятельного освоения знаниями.
Учитель:
использует электронные и информационные ресурсы в качестве учебно-методического сопровождения.
применяет различные образовательные средства ИКТ при подготовке к уроку;
непосредственно на уроке (при объяснении нового материала, для закрепления усвоенных знаний, в процессе контроля знаний);
для организации самостоятельного изучения учащимися дополнительного материала
Направления применения информационных технологий на уроках физики можно разделить на несколько блоков:
создание мультимедийных сценариев уроков или фрагментов уроков;
использование возможностей Интернет для проведения урока;
использование компьютерного моделирования;
применение компьютерных тренажеров для организации контроля знаний;
использование компьютера для подготовки к ЕГЭ;
использование таблиц MS Excel для обработки результатов лабораторных
работ;
использование компьютера во внеурочной деятельности.
1.1. РОЛЬ И МЕСТО ИНФОРМАЦИОННО КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРЕПОДАВАНИИ ФИЗИКИ В ШКОЛЕ
Во дворе ХХI век, век высокоточных технологий. Автоматизация отраслей производства с каждым годом набирает темпы, создаются новые технологии, бурно развивается научно технический прогресс. Все это выводит роль учителя в образовательном процессе на новый уровень, предъявляет новые требования. Какая учебная программа, какой учитель, какими средствами, методами, формами обучения он пользуется, зависит, воспитываем мы гармонично развитую личность, полезную для общества или нет. Перед учителями стоит важная задача: повышение качества образования по естественнонаучным предметам, в том числе и по физике.
К сожалению, в последние годы под лозунгом «гуманитаризации образования» произошло сокращение часов на изучение курса физики в массовой школе, а так же прекратилось поставка приборов и материалов в кабинеты, что, конечно, негативно отразилось на качестве усвоения знаний учащимися по физике.
Задачи воспитания и развития подрастающего поколения в процессе обучения требует включения в содержание школьного курса физики такого материала и такого способа его изложения, которые позволили бы осуществить формулирования физического мировоззрения, развитие интеллекта учащихся на уроках физики, их эстетическое и нравственное воспитание.
В решение этих многочисленных задач, стоящих перед школьным курсом физики, в значительной мере могут быть использованы возможности информационно- коммуникационных технологий.
Отрадно отметить, что в рамках реализации приоритетного национального проекта «Образование», в школы стали поступать приборы и материалы в кабинеты физики, компьютеры, программные обеспечения, многие школы подключены к сети Интернет и оснащаются мультимедийными проекторами, интерактивными досками. Все это открывает новые горизонты и возможности применения инновационных средств обучения в образовательном процессе при достижении намеченных целей и решении поставленных задач.
Хотим мы этого или нет, сама жизнь велит нам шагать в ногу со временем, и все более широко использовать новые технологии, искать эффективные методы и формы обучения физике.
При использовании современных информационно-коммуникационных технологий первоочередной является разработка определенной методики и системы, максимально использующей возможности этого метода обучения для сообщения учащимся базовых и прочных знаний по физике не нарушая таких принципов, как:
наглядность;
доступность;
информативность;
соответствия содержания учебного материала.
Следует отметить, что в системе методов организации и осуществления учебно-познавательной деятельности учащихся, классифицируемых по источнику передачи и восприятия учебной информации, данный метод наряду с демонстрационным экспериментом является наглядным методом обучения.
По отношению к двум другим методам – словесным и практическим, использование современных технических средств так же как демонстрационный эксперимент занимает особое место. Он никогда не используется как уединенный метод, он всегда в сочетании со словесными (лекция, объяснение, беседа), а так же с другими средствами наглядности, и используется как вспомогательное средство в практических методах обучения.
Использование цифровой фото- и видеокамеры с последующей обработкой отснятого материала на компьютере можно использовать для проведения исследовательской работы, экскурсий (не выходя за стены аудитории). А так же для изучения быстротечных и медленно протекающих процессов и явлений (деформация тел при ударе, свободное падение тел, движение тела брошенного под углом к горизонту и горизонтально, определение удельной теплоемкости ), что позволяет более детально рассмотреть их сущность.
На основе отснятых и обработанных материалов можно создавать презентации, видеоролики и применять их на уроках физики при изучении соответствующих тем. Создавая компьютерные модели, предлагая моделирование самим учащимся, мы добиваемся более эффективного усвоения знаний.
Учебная деятельность, направленная на усвоение знаний имеет особое значение для формирования личности ученика, его интеллектуального развития.
Необходимым условием успешности обучения является сосредоточенность ученика. Нередко недопонимание, плохое запоминание объясняется не плохой сообразительностью, не плохой памятью, а недостатком внимания.
Одним из факторов в привлечении внимания является характер раздражителя. Он должен быть достаточно сильным. Фактор новизны пробуждает ориентировочный рефлекс. В этом плане использование в обучении современных информационных технологий является сильным раздражителем, привлекающим внимание и новизной, и своей эффективностью.
Новизна, непосредственный интерес и эмоциональная привлекательность вызывают, прежде всего, непроизвольное внимание. Но в силу того, что виды внимания (непроизвольное, послепроизвольное, произвольное) взаимосвязаны и могут переходить друг в друга, поддерживая познавательный интерес учащихся, можно перевести непроизвольное внимание в произвольное.
В свою очередь, непроизвольное внимание вызывает непроизвольное запоминание. Зрительные образы сохраняются в памяти, запоминаются лучше, чем его описание.
С помощью специально разработанных программных обеспечений можно демонстрировать опыты (по видеороликам), демонстрация которых невозможно из-за недостаточной оснащенности кабинета физики, но следует отметить то, что при возможности заменить демонстрационный эксперимент «экранным» не следует. Техника демонстрационного эксперимента, сам эксперимент с постановкой вопроса, следствиями и выводами позволяет достигать кроме образовательных целей, и развивающие, и воспитательные. Например, в таких случаях мы сами учимся, учим детей: культуре речи, в том числе и технической. Учим анализировать, синтезировать, сравнивать, делать выводы и. систематизировать полученные знания. Чего нельзя достичь, работая только на «машине» или с «машиной».
В сети Интернет можно отыскать практически любую интересующую информацию, тем самым расширять свой кругозор, заниматься самообразованием, пополнять методическую «копилку». Предлагая работу в Интернете, мы учим детей одним из самостоятельных приемов получения знаний. Не редко, когда учащиеся (иногда умышленно) удивляют учителя своими познаниями в том или ином вопросе. Самостоятельное выполнение заданий на компьютере по индивидуально составленному плану учителем особенно эффективна при работе с детьми интересующими физикой. Приобретенные умения и навыки самостоятельной работы очень ценны при подготовке к экзаменам и при поступлении в высшие учебные заведения.
Во время дефицита учебного времени выигрыш применения современных технических средств очевиден. За ограниченный промежуток времени, возможно, рассмотреть больше вопросов касающихся данной изучаемой темы. Есть специальные программы, с помощью которых можно подготовить тесты для контроля знаний учащихся, контрольно измерительные материалы с автоматической обработкой результатов. Хотя ограничиваться только такой формой контроля не следует. Но с переходом на профильное обучение, широкое использование компьютерного тестирования по физике для классов гуманитарного цикла станет актуальным.
Обобщение и уплотнение информации, ее свертывывание в компактную, легко обозримую форму сопровождается утратой значительной части информации, которая в данном случае представляется малозначимой, несущественной. В этом плане особенно ценно использование компьютерных технологий при проведении уроков повторения и обобщения, так как в течение ограниченного промежутка времени, возможно повторение и обобщение большей части учебного материала.
Быстрое развитие вычислительной техники и расширение её функциональных возможностей позволяет широко использовать компьютеры на всех этапах учебного процесса. В своей практике я применяю ИКТ во время лекций, практических и лабораторных занятий, при самоподготовке, для контроля и самоконтроля степени усвоения учебного материала. Компьютер, несомненно, незаменимый помощник. Я его использую в разных целях:
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.
Современные подходы к проектированию и разработке электронных средств образовательного назначения позволили мне создать методические пособия для учащихся, справочники, презентации, тестирующие работы (по курсу физики 79 класса).
1.2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРЕЗЕНТАЦИЙ
Использую презентации на всех этапах урока: повторение, закрепление, контроль знаний. В работе использую как готовые презентации к урокам, так и создаю свои. При этом большую роль играет приобщение учащихся к самостоятельной работе с пакетами программ: текстовыми и графическими редакторами, табличными процессорами, системами управления базами данных, учитываются индивидуальные и творческие способности детей.
Мультимедийные сценарии уроков выполняются в виде презентаций с применением программы Power Point , входящей в состав пакета программ Microsoft Office . Таких сценариев создано более 12. 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.
Cлайды желательно не перегружать текстом. Лучше разместить короткие тезисы, даты, имена, термины, которые часто переспрашиваются учащимися при записи материала. Для уменьшения текста можно предложить убрать вводные слова и оставить короткие тезисы;
- наиболее важный материал, требующий обязательного усвоения, лучше выделить ярче, оригинальнее для включения ассоциативной зрительной памяти;
- таблицы с цифровыми данными плохо воспринимаются со слайдов, в этом случае цифровой материал по возможности лучше представить в виде графиков и диаграмм;
- анимация не должна быть слишком активной. Особенно нежелательные такие эффекты как вылет, вращение, волна, побуквенное появление текста и т.д.;
- стихи лучше декламировать, чем записать на слайде презентации, зато небольшой эпиграф или изречение очень хорошо воспринимается учащимися в презентации;
- ядовито зеленый цвет заливки, на котором написан текст, отвлекает от самого текста. Плохо смотрятся темные фоны и фоны, содержащие активный рисунок;
- звуковое сопровождение совершенно излишне, даже если идет тихая фоновая музыка, она создает излишний шум и мешает объяснению преподавателя. Исключением являются видеофрагменты, которые преподаватель не предполагает комментировать во время просмотра.
Таким образом, компьютерные презентации – один из приемов, позволяющих сделать учебный материал ярким и убедительным, но использовать данный прием можно далеко не для каждой темы и не на каждом занятии.
Плюсы презентаций: урок становится наглядным, информация, воспроизведенная на слайдах, воспринимается быстро и легко, повышается качество обучения.
Презентации демонстрируются самим учителем непосредственно в кабинете физики, с помощью переносного мультимедийного проектора, подключенного к 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. 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).
Презентации-опросы содержат вопросы-задачи, адресованные ученикам, в них могут быть включены материалы, отображающие ключевые эксперименты пройденной темы или демонстрирующие изученное физическое явление.
Источниками иллюстративного материала для создания презентаций служили:
CD диски мультимедийных курсов физики, энциклопедий или CD дисков-сборников электронных наглядных пособий по физике:
1. совместный диск фирма «1С» и ООО «Физикон» Открытая физика 1.1
2. НФПК и ООО «Физикон» Физика 7-11 классы. Практикум
3. Мультимедийное учебное издание «Дрофа» Комплект электронных пособий 7 – 9 класс
Материалы из Интернет-источников, например, с сайтов http://fizika.ru ,
сайта физического факультета МГУ http://phys.web.ru и многих других.
Материалы, созданные собственными руками или руками учеников школы – видеоролики, отсканированные рисунки с различных печатных изданий.
1.3. ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТРЕНАЖЕРОВ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ
Большую пользу может принести использование обучающих программ, ресурсов Интернета и электронных энциклопедий для расширения кругозора учащихся, получения дополнительного материала, выходящего за рамки учебника.
Школьный курс по предмету физика помещён в виде текстового материала, демонстраций опытов и процессов, которые не всегда возможно провести в школьных условиях. Смена параметров позволяет пронаблюдать мгновенное изменение результата физического исследования. Во многих программах прослушивание сообщения диктора и просмотр видеоматериалов помогают при изучении данного учебного материала. Кроме «Открытой физики», «Физика. Библиотека наглядных пособий», «Физика. Практикум» использую на уроках CD «Неорганическая химия» - фрагменты по строению атома и молекул, где весьма популярно, доступно излагается и развитие представлений о строении атома и современные данные о структуре атома, о правилах расположения электронов в атоме. Энциклопедии «Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия» помогают при подготовке к урокам, выступлениям; на этих дисках можно просмотреть биографические данные ученых, историю развития науки и техники и другой материал). Также можно пользоваться различными контролирующими программами для подготовки к ЕГЭ (дифференцированное обучение, индивидуальная работа на уроке).
В настоящее время я использую более 8 всевозможных обучающих программ, к тому же сопровождаемых и методическим материалом, необходимым учителю. Этим материалом я очень часто пользуюсь для создания презентаций к урокам («Атмосферное давление», «Оптические иллюзии», «Электрический ток» и т. д.). В этих презентациях я применяю 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. Интерактивные элементы обучающих программ позволяют перейти от пассивного усвоения к активному, так как учащиеся получают возможность самостоятельно моделировать явления и процессы, воспринимать информацию не линейно, а с возвратом. При необходимости можно вернуться к какому-либо фрагменту с повторением виртуального эксперимента с теми же или другими начальными параметрами. Обучающие программы предоставляют возможности компьютерного моделирования опытов и экспериментов в игровой форме. Учащиеся самостоятельно могут сконструировать атом, могут увидеть, как возникает невесомость в движущемся лифте, как движется броуновская частица. На глазах ребенка происходит процесс диффузии и т. д. К тому же, если что-то не получилось, можно повторить все сначала. Интересно, например, собирать электрическую цепь, выбирая из виртуальных ящичков необходимые элементы. И если лампочка «перегорела» можно вбросить ее в «мусорное ведро» (тоже виртуальное) и взять другую, с иными характеристиками.
1.4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦИФРОВОГО ФОТОАППАРАТА НА УРОКАХ
Цифровой фотоаппарат является прекрасным современным техническим средством: его можно применять в процессе обучения физике, например для наблюдения быстро или медленно протекающих процессов (роста кристаллов), для создания наглядных пособий (снимки физических явлений, видеоматериалы физического эксперимента). Поэтому были разработаны задания по физике, в которых используется фототехника.
Преимущества фотоаппарата:
1. Простота использования и доступность (по цене).
2. Технические функции: многократная съемка, макросъемка, видеосъемка, регулировка времени выдержки, быстрое копирование фото- и видеофайлов на компьютер.
3. Пользователю (учителю или учащемуся) не обязательно иметь профессиональные навыки фотографа.
4. В Интернете имеются бесплатные программные средства, позволяющие успешно использовать их для обработки видеофайлов на ПК.
В приложении представлены экспериментальные задания с применением цифрового фотоаппарата и персонального компьютера по разделу «Кинематика». Постановка этих работ возможна как в лабораторном, так и в демонстрационном варианте. Демонстрационное представление видеофайлов позволяет учителю управлять вниманием школьников, повышать их активность на уроке и развивать эмоциональную сферу. Непосредственное использование этих технических средств школьниками на уроках физики позволяет показать им особенности исследовательской деятельности, развивать их пользовательские умения с цифровым фотоаппаратом и на ПК.
При подготовке учителя к занятиям с использованием выбранных нами технических средств необходимо:
осуществить выбор наиболее полезных и интересных заданий для проведения учебного исследования по кинематике в данном классе (с учетом профиля, уровня знаний и т.п.).
выявить цели, задачи и особенности методики постановки данного эксперимента на уроке;
подобрать типовое оборудование кабинета физики для сборки экспериментальной установки для наблюдения конкретного механического явления;
- обеспечить наличие цифрового фотоаппарата с треногой (минимум три установки на класс) и доступ в компьютерный класс (кабинет);
- научиться работать в программе для просмотра видеофайлов VirtualDub {версия MPEG2 или др.).
Программа VirtualDub позволяет просматривать опыт в покадровом режиме, фиксировать время движения тела, наблюдать траекторию движения. Она имеет узкий пакет функций, который нам необходим, поэтому несложна в усвоении. Программа VirtualDub является бесплатной и имеется в свободном доступе в Интернете. Поэтому для проведения съемки учебного физического эксперимента
При выполнении лабораторных работ учащиеся должны придерживаться общего алгоритма организации деятельности:
сформулировать цель работы;
изучить свойства, закономерности протекания, характерные особенности и основные параметры того или иного физического явления;
собрать экспериментальную установку;
отработать технику выполнения опыта, т.е. воспроизвести явление и добиться предполагаемого результата;
обеспечить четкую постановку опыта (установить оптимальный темп показа эксперимента, соответствующий скорости восприятия ею фотографом), выразительность и хорошую видимость явления или процесса (подобрать фон для демонстрации);
изучить правила техники безопасности при работе с цифровым фотоаппаратом (по инструкции к работе);
-осуществить предварительную съемку и определить оптимальные расстояния между приборами и цифровым фотоаппаратом;
сделать снимки опытов с помощью ЦФ;
обработать их на компьютере в программе VirtualDub; провести необходимые вычисления и анализ результатов опыта.
Выделим особенности новой постановки предложенных лабораторных работ по кинематике при изучении прямолинейного равнопеременного движения:
1. При наблюдении реальных явлений никаких измерений не проводится.
2. При помощи цифрового фотоаппарата получают видеофайлы траектории движущегося тела.
3. Видеофайлы перемещают на компьютер, затем открывают программу для просмотра видеофайлов VirtualDub (версия MPEG2).
4. Измерение времени, перемещения осуществляется в этой программе при покадровом просмотре.
Таким образом, современные ТСО позволяют учителю расширить функции школьного физического эксперимента, создавать условия для реализации политехнического принципа при обучении физики, повысить вариативность форм проведения учебных занятий.
Выполнение подобных лабораторных работ формирует у учащихся умения по использованию цифрового фотоаппарата в исследовании физических явлений и процессов, активизирует познавательную деятельность.
1.5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МS EXCEL ДЛЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
Редактор таблиц MS Excel, входящий в стандартный комплект поставки пакета программ MS Office, поступивший в школы, содержит в себе спектр возможностей, существенно облегчающих обработку результатов эксперимента, после того как они загружены на стандартный лист MS Excel в виде таблицы. Поскольку преподаватели информатики не всегда уделяют достаточно внимания обучению этим возможностям учащихся, укажем на некоторые наиболее простые функции программы, которые учащиеся легко освоят самостоятельно или под руководством учителя физики.
Редактор таблиц MS Excel позволяет проводить множество стандартных операций с числами, помещенными в ячейки столбцов на листе, и строить графики зависимостей одной величин в одном столбце от величин, помещенных в другой столбец, подбирать аналитическое выражение, наилучшим образом описывающее полученную графическую зависимость. Рассмотрим эти возможности по отдельности.
Построение графиков зависимости для экспериментально полученных величин
Начнем с возможностей построения с помощью MS Excel графиков.
Предположим, вам удалось в эксперименте получить таблицу зависимости координат X и Y летящего мяча в разные моменты времени.
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415
Рис. 1
Если в одной из колонок расположены величины, равноотстоящие друг от друга, то проиллюстрировать полученную зависимость можно с помощью практически любого инструмента для построения диаграмм редактора Excel (см. рис. 1). Так, если мы хотим построить зависимость X(t) на основании таблицы (рис.1), то достаточно выделить два соседних столбца и после появления окна инструментов для построения диаграмм выбрать опцию «График» (рис. 2), следуя дальнейшим указаниям и выбирая соответствующие опции инструмента.
Рис. 2
Однако такой способ графического отражения информации представляет ее в виде графика величины в столбце от номера столбца. Так на рис. 2 показано получение графика координаты от номера ячейки X в столбце (красный график) и времени t от номера ячейки. Можно, конечно, помучившись, поменять обозначения вдоль вертикальной и горизонтальной оси, чтобы получить привычный график X(t) или Y(t), если эти величины снимались через равные промежутки времени. Однако это уже станет совершенно невозможным, если значения X и Y регистрировались через разные промежутки времени, или, например, мы хотим построить график Y(X), то есть получить кривую, соответствующую траектории частицы.
Для построения графиков при обработке экспериментальных результатов следует выбирать в Мастере диаграмм опцию Точечная и только ее.
Рис. 3
На рис. 3 показано, что при выборе этого типа диаграмм на горизонтальной оси выстраиваемого графика появляются деления, соответствующие значениям величин в правом выделенном столбце (в данном случае – времени). Если выделить в таблице столбцы X и Y, то будет построена зависимость Y(X). Как видно из рис. 4, можно выбирая соответствующие опции подписать график, обозначить оси, поменять цвет точек, фона провести ломаную через точки, показать сетку.
13 EMBED Excel.Chart.8 \s 1415
Рис. 4
Можно также обозначить диапазон экспериментальных ошибок, если они известны, поменять форму точек и т.д. Для этого следует дважды кликнуть на построенную линию или точки кривой левой кнопкой мыши (или правой с выбором опции Формат рядов данных, рис.5) и в выпадающем окне выбрать вкладку X-погрешности или Y-погрешности.
Рис. 5
На рис. 6 показано, как меняется вид графика при введении, например, абсолютной ошибки ±0,1м на значения X без введения ошибок на значения Y на зависимости Y(X). Как видно на рисунке, вкладка «Х-погрешности» позволяет задать как относительную, так и абсолютную ошибку каждого значения на графике.
Рис. 6
На рис. 7 показаны возможности дополнительного изменения вида графика (смена формы и размера точек, их цвета, цвета и толщины линии) с помощью выбора соответствующих опций на закладках этого Мастера диаграмм.
13 EMBED Excel.Chart.8 \s 1415
Рис.7
Подбор аналитических функций, описывающих графики экспериментальных зависимостей, с минимальным значением среднего квадратичного отклонения
При выполнении экспериментальных работ часто требуется подобрать аналитическое выражение для описания зависимости, полученной в ходе эксперимента или, сравнив полученную зависимость с теоретической моделью, получить значения тех или иных констант. Например, в рассмотренном выше примере требуется показать, что:
1) траектория полета мяча является параболой;
2) координата X меняется линейно со временем, то есть соответствует равномерному движению мяча вдоль оси Х;
3) зависимость Y(t) является квадратичной функцией, в которой коэффициент при квадратичном члене ни что иное, как 13 EMBED Equation.DSMT4 1415, где g – ускорение свободного падения.
Для подбора таких аналитических выражений в Мастере построения диаграмм можно использовать опцию Добавить линию тренда, выбираемую из списка при нажатии правой кнопкой мыши на экспериментальную точку или линию графика. Эта опция имеет две вкладки, позволяющие выбрать линейную и квадратичную (полиномиальную и иные функции) для описания полученной зависимости, а также включить точку (0,0) в число заведомо входящих в экспериментальную зависимость (например в вольтамперной характеристике проводника), показать подобранное аналитическое выражение в явном виде и показать величину R, характеризующую достоверность аппроксимации (приближения ) экспериментальных данных выбранной функцией (рис. 8, 9).
Рис. 8
Рис. 9
Для построения графика Y(t), требуется выделить первую и третью колонки таблицы на рис. 1. Выделение третьей колонки следует производить при нажатой кнопке Ctrl.
13 EMBED Excel.Chart.8 \s 1415
Рис. 10
Как показано на рис. 10, коэффициент при квадратичном члене действительно практически совпадает с величиной 13 EMBED Equation.DSMT4 1415.
1.6. МЕТОД ПРОЕКТОВ
Современный школьник должен уметь самостоятельно конструировать свои знания, ориентироваться в информационном пространстве, уметь увидеть, сформулировать и решить проблему. Данные компетентности могут быть сформированы у учащихся в результате применения в учебном процессе проектного метода. Проектная деятельность способствует развитию познавательных навыков учащихся, критического и творческого мышления.
Современная система образования, по мнению А. С. Полата, должна быть построена на предоставлении учащимся возможности размышлять, сопоставлять разные точки зрения, разные позиции, формулировать и аргументировать собственную точку зрения, опираясь на знания фактов, законов, закономерностей науки, на собственные наблюдения, свой и чужой опыт. И применение проектной деятельности способно решить основную задачу современной системы образования. Проект на основе информационных технологий многогранен, эффективен, перспективен, неисчерпаем.
Проектная деятельность учащихся при выборе содержательной области проектов, способствует развитию креативности, возможности раскрытия и реализации своей внутренней фантазии с помощью компьютерных технологий, приближает результат процесса профессионального самоопределения.
Проектная деятельность позволяет изучить материал выходящий за пределы учебной программы, используя наиболее полную информацию как из традиционных источников (книги, словари, энциклопедии), так и из сети Internet. При этом учащиеся обучаются работе в Сети, поиску информации, использованию различных поисковых систем. В процессе работы над проектом происходит не просто накопление знаний, но и их реорганизация.
Метод проектов позволяет рационально сочетать теоретические знания и их практическое применение для решения конкретных проблем окружающей действительности в совместной деятельности школьников. Он может применяться на уроках и во внеклассной работе.
Проектный метод активизирует познавательные способности, раскрывает творческие возможности, учитывает интересы учащегося.
Бесспорно, что в современной школе компьютер не решает всех проблем, он остается всего лишь многофункциональным техническим средством обучения. В качестве одной из форм обучения, стимулирующих учащихся к творческой деятельности, я использую метод проектов. Формулируя тему проекта, я стараюсь учитывать индивидуальные интересы и возможности ребенка. Я предлагаю создание одним учеником или группой учеников мультимедийной презентации, сопровождающей изучение какой-либо темы курса. Здесь каждый из учащихся имеет возможность самостоятельного выбора формы представления материала, компоновки и дизайна слайдов. Кроме того, он имеет возможность использовать все доступные средства мультимедиа, для того, чтобы сделать материал наиболее зрелищным. Моими учащимися были созданы презентации («Атомная бомба», «Измерение температуры», «Сотовые телефоны», «Диффузия» и т. д.), которые теперь используются мной при преподавании физики в 79 классе.
При выполнении проекта результатом работы учащихся может быть любая форма: доклад, альбом, видеофильм, презентация, календарь-отчёт, выполненные с помощью компьютера. Использование современных информационных средств в комплексе с поисковыми, исследовательскими, расчётными, графическими и другими видами работ, выполняемых учащимися самостоятельно (в парах, группах или индивидуально), способствует формированию критического и творческого мышления.
Применение ИКТ на уроках физики и во внеурочной деятельности можно рассматривать, как совместную творческую работу учителя и обучающихся, которая позволяет:
формировать положительную мотивацию к процессу учения и воспитания детей; - выбирать оптимальные формы учебной работы; рационально использовать время на уроке; организовать учебно-познавательную деятельность детей; формировать навыки самостоятельной, групповой и коллективной работы обучающихся; развивать у детей чувство прекрасного.
Кроме того, учащимся можно предложить ряд индивидуальных творческих заданий с использованием компьютера.
Придумать и красиво оформить (с рисунками или фотографиями) несколько качественных задач (можно с юмором, как у Г. Остера) по темам: «Строение вещества», «Три состояния вещества», «Диффузия», «Плотность», «Сила», «Давление», «Простые механизмы» и т.д.
Найти в Интернете или сделать самому фотографию физического прибора (термометра, весов т.д.), устройства, явления, опыты и описать его по обобщённому плану.
Разработать инструкцию к физическому прибору (весам, термометру, динамометру и т.д.).
Подготовить рекламный листок к бытовому электроприбору: фотография, описание, достоинства (крупным шрифтом), недостатки (мелким шрифтом).
Подготовить иллюстративный материал к уроку. Для этого найти в Интернете или сделать самому фотографии по темам: «Диффузия», «Кипение», «Нагревательные электроприборы», «Источники света», «Приборы для измерения давления» и т.д.
Подготовить и красиво оформить занимательный материал (5-7 заметок) «Знаете ли вы, что » по разным темам: «Скорость», «Масса», «Плотность» и т.д.
Подготовить занимательную компьютерную мини-презентацию («Такая разная вода», «Снежинки», «Физика в поэзии», «Физические загадки» и т.д.).
Подготовить презентацию «Тест в картинках» по заданной теме («Простые механизмы», «Тепловые явления», «Виды теплопередачи», «Работа», «Давление», «Законы геометрической оптики» и т.д.).
Подготовить сообщение (1-2 печатных листа) по темам: «Роль явления диффузии в природе и хозяйственной деятельности человека», «Три состояния воды в природе», «Вред и польза силы трения», «Открытие и объяснение броуновского движения», «Вклад Г.Галилея в развитие науки», «Открытие закона всемирного тяготения» и т. д.
1.7. КОМПЬЮТЕРНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ
Еще один способ использования ИКТ это компьютерное тестирование, которое дает возможность индивидуализировать и дифференцировать задания путем разноуровневых вопросов. К тому же, тесты на компьютере позволяют вернуться к пропущенным вопросам и сделать «работу над ошибками». Мною используются некоторые компьютерные тесты («Давление», «Изменение внутренней энергии» и др.) с выбором ответа, которые я применяю, проводя урок в компьютерном классе. Тестирование проводится в два этапа, так как компьютеров в классе 13. Сначала тест делает первая группа ребят, затем вторая, остальные в это время заняты другой работой.
Внедрение в образование компьютерных технологий 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. Компьютеры в образовании постепенно превращаются из инструмента для преподавания курса информатики в мощное средство развития всего образовательно-воспитательного комплекса.
В прошлом учебном году ведя подготовку к ЕГЭ пройдено тестирование по всем зачетам на сайте ФИПИ, решены тесты 2005 года (именно в 2005 году Свердловская область принимала участие в ЕГЭ по физике).
1.8. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Компьютерные модели позволяют получить в динамике наглядные запоминающиеся иллюстрации физических экспериментов и явлений, воспроизвести их тонкие детали, которые могут ускользать при наблюдении реальных экспериментов. Компьютерное моделирование позволяет изменять временной масштаб, варьировать в широких пределах параметры и условия экспериментов, а также моделировать ситуации, недоступные в реальных экспериментах. Некоторые модели позволяют выводить на экран графики временной зависимости величин, описывающих эксперименты, причём графики выводятся на экран одновременно с отображением самих экспериментов, что придаёт им особую наглядность и облегчает понимание общих закономерностей изучаемых процессов. В этом случае графический способ отображения результатов моделирования облегчает усвоение больших объёмов получаемой информации. При использовании моделей компьютер предоставляет уникальную, не реализуемую в реальном физическом эксперименте, возможность визуализации не реального явления природы, а его упрощённой теоретической модели с поэтапным включением в рассмотрение дополнительных усложняющих факторов, постепенно приближающих эту модель к реальному явлению. Для эффективного вовлечения учащихся в учебную деятельность с использованием компьютерных моделей необходимы индивидуальные раздаточные материалы с заданиями и вопросами различного уровня сложности. Эти материалы могут содержать следующие виды заданий:
Ознакомительное задание
Компьютерные эксперименты
Экспериментальные задачи
Расчётные задачи с последующей компьютерной проверкой
Неоднозначные задачи
Задачи с недостающими данными
Творческие задания
Исследовательские задания
Проблемные задания
Поисковые задания
Качественные задачи
Программное обеспечение – мультимедийный курс «Открытая физика». Для интересующихся физикой учащихся, я даю задания с использованием компьютера приблизительно на 15–20 мин, рассчитанные на запоминание конечного результата (часто громоздкие и долгие математические выводы отвлекают внимание от конечного результата, и он не запоминается). Привожу варианты заданий (в основном для 9-го класса). Данные задания подходят и для обучающихся на дому.
Исследование относительного движения
Задание 1. Определите, при каком направлении вектора пловец переплывёт реку за минимальное время?
Ответ учащегося. Чтобы переплыть реку как можно быстрее, вектор v должен быть перпендикулярен течению реки.
Задание 2. Определите, при каком направлении вектора v пловец переплывёт реку по кратчайшему пути.
Ответ учащегося. Пловец должен плыть так, чтобы результирующий вектор был перпендикулярен течению реки.
Исследование свободного падения тела. Движение тела под углом к горизонту
Задание 1. Задав высоту падения H, определите время падения. По полученным данным определите ускорение свободного падения тела g для данной местности.
Задание 2. Определите, как изменится время падения, если высота уменьшится в 4 раза; если высота увеличится в 9 раз. По полученным данным сделайте вывод о том, как меняется время при изменении высоты.
Ответ учащегося. t-
·H
Задание 3. Определите, как зависит время полёта тела от горизонтальной составляющей скорости.
Ответ учащегося. Время полёта не зависит от горизонтальной составляющей скорости.
Задание 4. Определите, при каком угле бросания тела к горизонту достигается максимальная дальность полёта.
Ответ учащегося. 45°.
Исследование электрической цепи постоянного тока (8-й класс)
Задание 1. Соберите последовательную цепь из четырёх резисторов различного номинала и источника питания. Размещая амперметр на различных участках цепи, убедитесь, что сила тока везде одинакова.
Задание 2. Что можно сказать о напряжении на различных участках последовательной цепи?
Задание 3. Соберите параллельную цепь, содержащую четыре резистора различного номинала и источник питания. Разместив вольтметры на различных параллельных участках, убедитесь, что напряжение везде одинаково.
Задание 4. Что можно сказать о силе тока на различных участках параллельной цепи?
Задание 5. Соберите электрическую цепь, состоящую из источника питания, резистора и амперметра. Меняя значения сопротивления, исследуйте изменение силы тока. Результаты занесите в таблицу, постройте график и сделайте вывод о характере зависимости силы тока от сопротивления.
Закон сохранения импульса. Упругое соударение
Задание 1. Определите, при каком соотношении масс шаров направление движения первого шара после соударения сохранится.
Ответ учащегося. m1 > m2.
Задание 2. Определите, при каком соотношении масс шаров направление движения первого шара после соударения изменится на противоположное.
Ответ учащегося. m1 < m2.
Задание 3. Определите, при каком соотношении масс шаров первый шар после соударения остановится.
Ответ учащегося. m1 = m2.
1.9. МИНУСЫ ИКТ
При использовании современных информационно-коммуникационных технологий, необходимо взвесить все «за» и «против». Как видно из выше изложенного я перечислила положительные аспекты использования ИКТ. Но есть трудности и проблемы, с которыми я столкнулась при своей практической работе. Есть необходимость, остановится и на них.
Имеется ряд недостатков в программном обеспечении поступающих в школы для кабинета физики: нет системности в структуре уроков; нет тренажеров соответствующих стандартам образования; мало анимаций; недостаточное количество учебных фильмов; наглядных демонстраций применения законов физики на практике
При создании презентаций, видеороликов «стробоскопическим» способом теряется целостность эксперимента и происходящего процесса.
Используя Интернет, как источник информации учащиеся отодвигают на задний план работу с первоисточниками, популярной, научно-популярной литературой. И мне как учителю, важно не оставлять этот вопрос без внимания, на стороне.
Так же следует учесть, что «живое» слово учителя, атмосфера эмоционального общения не сможет заменить ни одно устройство. Тем более с «машиной» не поспоришь, а, как известно, истина рождается в споре. И только общаясь, мы можем обучить и воспитать образованную, грамотную, всесторонне развитую личность. А использовать ИКТ как вспомогательные, как мощные средства эффективного достижения целей и решения поставленных задач в образовательном процессе.
В части применения электронных учебников возникают следующие проблемы:
Имеющиеся материалы каждого продукта используют свой интерфейс, поэтому обязательно включение приложения до начала урока, учитель должен обладать хорошей моторикой для быстрого входа на нужный материал.
Использование мультимедийного диска на уроке – это риск связанный с потерей темпа урока, обусловленный скоростью загрузки диска, поиска и вывода информации с него, особенно это заметно при использовании нескольких дисков и соответственно загрузке оных, вводе пароля пользователя, выхода на необходимый раздел.
Использование тестирующих программ или сетевых версий в реальности практически невозможно в рамках имеющегося оборудования, а кабинет информатики не всегда свободен.
При переизбытке материала, либо в случае если материал ЦОР-а сопровождается аудио, наблюдается снижение внимания учеников.
Имеющаяся скорость Интернет соединения не всегда позволяет быстро выйти на тот или иной образовательный ресурс.
В настоящее время отсутствуют мультимедийные диски полностью адаптированные к применяемым учебникам (есть хорошая попытка адаптировать диск к различным учебникам на диске от издательства «Дрофа», но там маловато материала)
Рекомендации в применении:
Устанавливать на автоматизированное рабочее место учителя программы эмулирующие диски (Alcohol 120%, Virtual CD, Paragon CD Emulator) это позволит избавиться от проблем с переменой дисков в дисководе и увеличения скорости поиска нужного материала.
Структуризировать самому скачанный материал из Интернета, например из Единой коллекции ОР [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], видео-эксперименты [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] или [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (вообще организовать работу по скачиванию информации).
Пользоваться методическими рекомендациями для мультимедиа учебников и пособий например, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Осуществлять полную закачку наиболее интересных сайтов для их дальнейшего использования используя программы закачки сайтов (пока Интернет для школ бесплатен)
Учителю обязательно повышать свой уровень ИКТ компетенции для более умелого использования имеющихся средств.
Не испытывать иллюзий по поводу применения ИКТ как таковых, так как применение ИКТ не цель, а одно из средств позволяющее сделать учебный процесс более насыщенным и интересным.
Не отстраняться от процесса обучения, перекладывая основную роль на компьютер!
2. РЕЗУЛЬТАТЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Занимаясь вопросом использования ИКТ в преподавании физики в течение трех лет, я могу отметить следующие позитивные результаты в реализации задач повышения уровня образования:
Повышение у учащихся познавательного мотива в изучении физики (результаты анкетирования) 34% (2007 год) – учащихся называют физику одним из самых интересных предметов; 44 % (2008 год) – ребят отмечают, что интерес к физике возрастает; 53 % (2009 год) учащихся выражают своё отношение к урокам физики фразой: «Уроки хорошие, содержательные, заставляющие думать».
Повышение качества знаний учащихся (2007-08 учебный год – 44,8 %; 2008-09 учебный год – 47,8 %).
Наблюдается повышение интереса к исследовательской деятельности (увеличивается количество участников в школьной научно-практической конференции, во внеурочных мероприятиях, желающих сделать доклад или сообщение на урок).
Повышение активности учащихся во внеурочной деятельности по физике (желание участвовать в олимпиадах, дистанционных сетевых играх).
Результаты итоговой аттестации по физике в 2008-2009 учебном году: в основной школе – качество обученности составило 100%, учащиеся подтвердили свои годовые отметки; в средней школе средний балл по ЕГЭ – 52 балла (от 41 до 72), это выше чем в Свердловской области (47,5 б.).
Учащиеся 10-го, 11-го класса стали призерами межшкольного тура олимпиад по физике в 2008-2009 учебном году; 9-го и 10-го – в 2009-2010 учебном году.
Учащиеся активно участвуют во внеурочной деятельности по предмету (композиция к Дню космонавтики «Знаете, каким он парнем был!», проведенное учащимися 7-х классов для начальной школы, участие в конференции «Мы и наши проекты» с проектом «Чем опасен сотовый телефон»);
Проведен открытый урок в рамках педагогических чтений 2009 года «Образование XXI век: компетентностный подход»
Возможности информационно – коммуникационных технологий при правильной организации учебной деятельности позволяют эффективно решать многие проблемы преподавания физики, обеспечивая высокий уровень усвоения знаний, совместную и самостоятельную продуктивную деятельность.
Из всего изложенного можно сделать следующие выводы:
Благодаря особенностям общения с компьютером, развивается конструктивное и алгоритмическое мышление.
В ходе работы с программами – тренажерами формируется умение принимать оптимальные решения в сложной ситуации.
При работе с моделирующими программами происходит развитие навыков исследовательской деятельности. Тем самым информационно – коммуникационные технологии способствуют не только формированию информационной культуры, но и развитию умения обрабатывать информацию с локальных и сетевых баз данных.
4. Использование информационно – коммуникационных технологий помогут сделать уроки более интересными для учащихся, побуждая у них активный познавательный интерес.
Зачастую демонстрационная часть урока срывается из-за отсутствия или поломки того или иного прибора. Значит, имеющиеся в мультимедиа – библиотеке видеоматериалы и анимации позволят устранить именно такого рода недостатки уроков физики.
Кроме того, учитель сам получает возможность обучения методике и технике постановки опытов на реальных физических приборах.
Есть возможность работы на управляемых динамических моделях, т.е. изучить то или иное явление или закон исходя из разных условий задачи.
8. Можно совмещать разные виды деятельности на уроке физики: решать задачи, отвечать на вопросы тестов, разбирать диаграммы, схемы с использованием компьютера и проектора, интерактивной доски, не затрачивая времени на записи на доске.
2. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ
Анализируя свою деятельность, вижу, что применение ИКТ технологий не всегда даёт необходимый результат. Имея результаты ЕГЭ, зная отношение к предмету, вижу роль учителя в координаторе процессами саморазвития учащихся при обучении физике.
Отношение к учебному предмету – физика Таблица 1
2009-2010 учебный год
№
Предмет
Изучаю с интересом
Равнодушен
Изучаю без интереса
1
9 В класс количество учащихся - 20
9
9
2
2
10 А класс количество учащихся - 24
6
13
5
3
11 А класс количество учащихся - 14
3
8
3
Реализация содержания образования, направленного на формирование мотивации достижения, возможна с помощью задачно-контекстной модели изучения физики через решение задач в контексте практико-преобразовательной деятельности человека, имитирующих научно-познавательную деятельность; с элементами ценностно-ориентационной деятельности; связанных с коммуникационными потребностями; с художественной деятельностью.
Рассмотрим основные этапы проектирования учебных ситуаций, построенных на основе контекстных задач:
1) постановка проблемы в виде контекстной физической задачи;
2) анализ ситуации, описанной в задаче, с позиции методологии физического познания и определение типа ситуации;
3) выбор методических средств реализации ситуации в учебном процессе (экспериментальные и количественные задачи, реальный и компьютерный физический эксперимент; эвристические и прикладные физические задачи, а также задачи повышенного уровня сложности; качественные физические задачи);
4) оценка границ применимости найденного решения.
Апробация данной методической системы показала, что уровень развития мотивации достижения старшеклассников влияет на развитие таких личностных качеств, как самостоятельность, проявление позиции в коллективе, а также способствует приобретению опыта преодоления трудностей, рефлексии, принятия решений.
Главным содержанием мотивации в старшем школьном возрасте является овладение приемами учения и самообразования, а также взаимодействия с другими людьми для подготовки к освоению будущей профессии и дальнейшему самоопределению. Реализовать это возможно при включении в учебный процесс таких организационных форм занятий, которые бы требовали максимальной самостоятельности учащихся, а именно семинаров, конференций, разработки учебных проектов. Рассмотрим проблемы, которые могут быть решены в проектной деятельности при обучении физике.
1. Изучение задач и перспектив развития машиностроения, роль физики в развитии механизации. Выяснение общих сведений о машинах: основные части, физические основы работы двигателя и передаточного механизма, движение рабочих частей машины; основные области применения машин; перспективы развития механизации производства. Представление компьютерной модели машины, оформление компьютерной презентации проекта.
2. Разработка конструкции моста. Описание законов, применяемых для расчета устойчивости данной конструкции, расчет параметров конструкции; разработка компьютерной модели.
3. Изучение принципа работы тепловых двигателей и экологических проблем, связанных с их эксплуатацией. Знакомство с историей создания и развития тепловых двигателей, вывод о современных тенденциях в этой сфере, изучение мер по охране окружающей среды. Представление компьютерной модели двигателя, оформление компьютерной презентации проекта.
4. Выяснение факторов, влияющих на рост кристаллов. Выращивание кристалла, описание его свойств, выяснение факторов, влияющих на его рост.
5. Разработка технологии выяснения утечки тепла в коммунальных сетях. Выяснение факторов, влияющих на утечку тепла; описание возможностей их устранения на основе физических законов; технологии ликвидации данных потерь.
6. Разработка автоматизированной системы установления числа пассажиров, пользующихся наземным транспортом. Составление электрической схемы, позволяющей производить подсчет числа пассажиров; обоснование принципа ее действия, описание условий эксплуатации.
7. Изучение степени зависимости человечества от радио- и СВЧ-волн, лазеров. Выяснение области применения электромагнитных волн указанного диапазона; оценка значимости и степени зависимости современного сообщества; влияние СВЧ-волн на организм человека. Презентация информации.
8. Изучение проблемы «Ядерное оружие и его создатели: вечная слава или вечное проклятие за изобретение?». Рассмотрение истории создания и развития ядерного оружия, видов и принципа действия, влияния на политическую ситуацию в мире, масштабов последствий. Презентация информации.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Значение физики, как школьного предмета и как науки в целом, очень велико. В современных условиях ведущие отрасли техники: энергетика, машиностроение, электроника, транспорт, связь используют закономерности физики в качестве своей научной базы. Развитие производства, новых отраслей науки полностью зависят от знаний, умений и навыков сегодняшних учащихся, поэтому учителя должны изменить своё отношение к новым технологиям и накапливать серьёзную методическую базу для внедрения этих технологий в учебный процесс. Причём, быстрота решения этих вопросов напрямую связана с необходимостью готовить грамотного и профессионально подготовленного специалиста.
Возможности информационно – коммуникационных технологий при правильной организации учебной деятельности позволяют эффективно решать многие проблемы преподавания физики, обеспечивая высокий уровень усвоения знаний, совместную и самостоятельную продуктивную деятельность.
Применение информационно – коммуникационных технологий в учебной деятельности способствует повышению преподавания физики на более высокие уровни, что требует в свою очередь повышения уровня подготовленности самих учителей, которые должны шагать в ногу со временем, быть в курсе всех технологических нововведений.
Использование информационных технологий в учебно-воспитательном процессе позволяет учителям сделать образовательный процесс более насыщенным, ярким, результативным
Таким образом, применение информационно-коммуникационной технологии в преподавании физики является одним из современных подходов к организации учебно-воспитательного процесса в общеобразовательном учреждении и фактором повышения качества знаний.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абдулов Р.М. Лабораторный физический практикум по кинематике с использованием современных технических средств: метод.рекомендации для студентов и преподавателей Урал.гос.пед.ун-т. – Екатеринбург, 2008. – 25 с
2. Газета «Первое сентября. Физика» 2004-2009 год
3. Ильясова Т.В. Дистанционный курс «Компьютерная поддержка урока физики» http://www.1september.ru/
4. Камзеева Е.Е.. Интернет - уроки по физике.- Журнал «Физика в школе», №3, 2007 г., - Изд-во «Школа – Пресс»
5. Клеветова Т. В. Волгоградский государственный педагогический университет «Методологические основы формирования у старшеклассников мотивации достижения при изучении физики» Электронный научно-образовательный журнал ВГПУ «Грани познания». №1. Дек., 2008 n [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
6. Латышев О.Ю. Аудиовизуальные составляющие информационных технологий в школьной инноватике. - Научно-практический журнал «Школьные технологии», - №2, 2007 г
7. Материалы научно-практической конференции «Использование ИКТ в преподавании физики» Казань 16 марта 2008 года
8. Материалы региональной научно-практической конференции студентов и аспирантов по физике, информатике, технологии и методике их преподавания, Екатеринбург, 29 апр. 20099 г./ Урал.гос.пед.ун-т. – Екатеринбург, 2009. – 179 с.
Приложение 1
Лабораторная работа № 1
ИЗУЧЕНИЕ ПРЯМОЛИНЕЙНОГО РАВНОУСКОРЕННОГО ДВИЖЕНИЯ
Цель работы: определить значение ускорения тела при прямолинейном равноускоренном движении.
Оборудование и ТСО: желоб, металлический шарик, штатив (2 шт.), линейка, цифровой фотоаппарат, компьютер, программа VirtualDub.
Для прямолинейного равноускоренного движения справедливо соотношение:
Так как начальная скорость V0 = 0, то уравнение примет вид:
где s- перемещение (м), а - ускорение (м/с2), / - время (с).
Из формулы (2) выразим ускорение
Итак, чтобы определить ускорение тела на данной траектории, достаточно измерить перемещение и промежуток времени, за которое оно было совершено.
Порядок выполнения работы:
Соберите установку по фотографии (рис. 1).
Закрепите желоб на высоте 15 см.
Поместите фотоаппарат на штатив и расположите напротив установки таким образом, чтобы можно было наблюдать в объектив полное движение шарика.
4. Снимите на видео движение шарика по желобу. Повторите съемку эксперимента два раза.
Рис. 1
Перенесите информацию с фотоаппарата на компьютер.
Запустите программу VirtualDub (см. Часть 2). Определите время движения шарика. gо линейке измерьте
пройденное расстояние. По формуле (3) вычислите ускорение шарика. Все значения занесите в таблицу 1.
Таблица 1
№
t,c
t,c
t,c
S, м
а, м/с2
1
2
3
Установите желоб на высоте 20 см. Вновь выполните задания с пункта 3 по пункт 6.
Сделайте вывод по работе.
Контрольные вопросы:
Чему будет равно ускорение а, если желоб установить вертикально?
Определите изменение «размытости» шарика в разных точках его траектории. Какой вывод можно сделать на основании этого?
Лабораторная работа № 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОТ ВРЕМЕНИ ДЛЯ СВОБОДНО ПАДАЮЩЕГО ТЕЛА
Цель работы: проверка одного из главных признаков равноускоренного движения: перемещения, совершаемые телом за чередующиеся один за другим равные промежутки времени, соотносятся как последовательность нечетных чисел. Определить ускорение свободного падения.
Оборудование и ТСО: штатив, измерительная линейка, шарик, фотоаппарат, компьютер, программа VirtualDub.
Для равноускоренного движения без начальной скорости справедливо соотношение
Из приведенной формулы следует, что если первый интервал времени тело совершило перемещение 5/, за следующий такой же интервал времени -Л'2, а потом Sj и т.д., то при t\~t2-1$справедливо отношение:
Это утверждение проверяется в работе.
При свободном падении тело движется равноускоренно, с ускорением свободного падения g. В этом случае формула (1) примет вид:
Отсюда ускорение свободно падения равно:
Порядок выполнения работы:
Соберите установку по фотографии (рис. 2).
Поместите фотоаппарат на штатив и расположите напротив лабораторной (или демонстрационной) установки таким образом, чтобы можно было наблюдать в объектив полное движение шарика.
Снимите на видео падение шарика. Повторите
съемку эксперимента два раза.
Перенесите информацию с фотоаппарата на компьютер.
Запустите программу VirtualDub (см. Часть 2).
Определите время движения шарика. По линейке измерьте пройденное расстояние. По формуле (2) вычислите ускорение свободное падения.
Возьмите два или три равных отрезка времени tt = t2 = t3 от начала движения шарика. Измерьте расстояния пройденные за указанные отрезки времени: Si, $2, S3. Все значения занесите в таблицу
Проверьте соотношение S] : S2
·' S3 ... = 1:3:5 ...
Сделайте вывод о справедливости проверяемого утверждения.
Дополнительное задание:
1. Возьмите два шарика, разной величины и одновременно отпустите их с одной высоты. Снимите на видео три раза.
Пронаблюдайте падение шариков на компьютере. Сделайте выводы.
2. Проведите два опыта, опуская одновременно с равной высоты: в первом опыте - шарик и лист, расположенный параллельно поверхности стола; во втором - скомканный лист бумаги и шарик.
Снимите на видео по три раза оба опыта. Пронаблюдайте падение тел на персональном компьютере, сделайте выводы.
Контрольные вопросы:
Укажите причины, которые влияют на результаты эксперимента, если значение ускорения g отличается от табличного.
Рассчитайте мгновенную скорость шарика по длине траектории, если фотоаппарат делает 30 кадров за 1с. Что произойдет с длиной траектории, если количество кадров за 1с в фотоаппарате увеличится?.
Как измерить скорость движения шарика V в момент соударения с поверхностью?
Приложение 2
Приложение 3
ПЛАН ПРОЕКТА «ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ»
Проиллюстрируем использование проектной деятельности учащихся с применением ИКТ на примере проекта «Измерение температуры».
Название проекта: презентация по теме «Измерение температуры».
Предмет физика.
Классы 10.
Тип проекта:
по характеру доминирующей в проекте деятельности – практико-ориентированный;
по профилю знаний - монопроект;
по характеру координации - с открытой координацией;
по уровню контактов – внутренний;
по количеству участников – групповой;
по продолжительности – средней продолжительности.
Проблемный вопрос: как оформить презентацию по теме «Измерение температуры» (Приложение 1)?
Краткое описание проекта. Учебный проект, направленный на эффективное обобщение материала по теме «Температура. Энергия теплового движения молекул».
Характер ученической деятельности предполагает отбор и систематизацию материала. Отдельным этапом проекта становится защита работы.
Цели и задачи проекта:
Образовательная: активизация и актуализация знаний, полученных школьниками при изучении данной темы. Систематизация знаний.
Воспитательная: создание «продукта», востребованного у других.
Развивающая: развитие умения размышлять в контексте изучаемой темы, анализировать, сравнивать, делать собственные выводы.
- Познавательные: знакомство с комплексом материалов, заведомо выходящим за пределы школьной программы.
- Общеучебные: отбор и систематизация материала, его реферирование; использование ИКТ при оформлении результатов проведенного исследования; публичное представление результатов исследования.
Алгоритм проведения проекта
1 этап - постановка проблемы. Школьники выбирают определенную тему исследования. На этом же этапе, в самом первичном виде, определяются параметры систематизации.
2 этап - уточнение направления исследования. Под руководством преподавателя определяется круг источников информации, на основе которых будет проходить исследование. Внимание учащихся обращается на необходимость учета «достоверности» используемых источников, их грамотного цитирования.
На этом же этапе рекомендуется определить сферу деятельности, за которую отвечает каждый участник проекта; временные рамки выполнения работы. Если проект носит индивидуальный характер – необходимо уточнить последовательность действий учащегося.
Характер ученической работы подразумевает исследование литературы, Интернет-ресурсов и т.д.; подбор иллюстративного материала, его оформление.
3 этап – объединение и систематизация собранного материала.
4 этап – оформление работы.
5 этап – представление результата работы. В зависимости от объема и поставленных педагогических задач, представление итогов работы может быть проведено или на школьной конференции, или непосредственно на учебном занятии. Желательна организация дискуссии.
6 этап – подведение итогов. Рефлексия.
На какое количество учебных часов рассчитан проект 2-3 недели.
Какой результат ожидается «на выходе»: презентация по теме «Измерение температуры».
Возможности развития проекта - предполагается, что по аналогичной схеме могут быть проведены обобщающие проекты по целому ряду крупных тем.
См., например, работу №2 «Изучение кинематики свободного полета мяча» в данном пособии, где такие данные получаются в результате обработки видеофрагмента полета мяча.
Тренд англ. trend – курс, направление – аналитическое или графическое представление изменения переменной во времени, полученное в результате выделения регулярной составляющей; закономерность, характеризующая общую долгосрочную тенденцию в изменениях величины (обычно ее зависимость от времени).
13PAGE 15
13PAGE 143115
Root Entry