Информационно-коммуникационные технологии как средство формирования ключевых компетенций учащихся на уроках физики и астрономии

Информационно-коммуникационные технологии как средство формирования ключевых компетенций учащихся на уроках физики и астрономии
То, что дети могут сделать вместе сегодня, завтра каждый из них сможет сделать самостоятельно.
Л. Выготский
Система образования в нашей стране вступила в эпоху фундаментальных перемен, которые характеризуются новым пониманием целей и ценностей образования, новым подходам к разработке и использованию технологий обучения. Сегодня ученик должен не вообще получать образование, а достигнуть некоторого уровня компетентности в способах жизнедеятельности в человеческом обществе. Вместо простой передачи знаний, умений и навыков от учителя к ученику должно происходить развитие способности учащегося самостоятельно ставить учебные цели, проектировать пути их реализации, контролировать и оценивать свои достижения, работать с разными источниками информации, оценивать их и на этой основе формулировать собственное мнение, суждение, оценку.
Компетентность – это круг вопросов, в которых человек хорошо осведомлен, обладает познаниями и опытом (В. Краевский и А. Хуторской).
Компетенция – возможность установления связи между знанием и ситуацией, применять адекватно знания для решения проблемы (С. Шишов, В. Кальней).
В своей работе я опираюсь на понятие компетентности, предложенное Моревой Н.А., которая трактует компетентность (от латинского competo – добиваюсь, соответствую, подхожу) как знания и опыт в той или иной области, как личные возможности, квалификацию (знания и опыт), позволяющие человеку принимать участие в разработке определенного круга решений или решать вопросы самому.
В проекте концепции образовательной области «Физика и ИКТ» компетентность рассматривается как необходимое условие готовности учащихся к дальнейшему образованию, самообразованию и профессиональной деятельности, а основной целью информационного образования является формирование информационно коммуникационной компетентности, которая предполагает:
способность мобилизовать полученные знания, умения, опыт и способы поведения в условиях конкретной ситуации или вида деятельности;
овладение системой методов и средств обработки, хранения и передачи информации с помощью современных информационных технологий.
Т.о. одним из условий решения современных задач образования является формирование ключевых образовательных компетенций учащихся. Большая роль при этом отводится математике. Поэтому в первую очередь ставлю перед собой задачи формирования личности, вооружённой ключевыми компетенциями, среди которых выделяю следующие:
1. Личностная, т.е. потребность в самопознании, саморазвитии, самоактуализации. Главным определяю готовность к самостоятельной работе, умение планировать и организовывать деятельность; готовность к постоянному саморазвитию.
2. Коммуникативная - умение строить межличностные отношения, работать в группе, конструктивно разрешать конфликтные ситуации и уважать точку зрения другого по данному вопросу.
3. Информационная - владение информационно-коммуникационными технологиями и Интернет-технологиями, понимание возможностей их применения.
Для формирования данных компетенций не достаточно традиционной системы обучения. Необходимо использовать такие методы, приемы и средства, чтобы ребятам на уроке было интересно. Только в этом случае мышление начинает работать более продуктивно и творчески, повышается познавательная активность школьников. Одним из средств повышения мотивации к учению, интереса к предмету, уровня знаний является применение информационных технологий. Однако не следует думать, что применение ИКТ на уроке физики - это залог его успешности. Необходимо тщательно продумывать структуру учебного занятия, применяемые методы, приемы и средства обучения, целесообразность применения тех или иных информационных ресурсов.
Информационно-коммуникационная компетентность является одной из самых востребованных компетентностей современного человека и проявляется, прежде всего, в деятельности при решении различных задач с привлечением компьютера, средств телекоммуникаций, Интернета и др.
Информационно-коммуникационную компетентность можно рассматривать как комплексное умение самостоятельно искать, отбирать нужную информацию, анализировать, организовывать, представлять, передавать ее; моделировать и проектировать объекты и процессы, реализовывать проекты, в том числе в сфере индивидуальной и групповой человеческой деятельности с использованием средств ИКТ.
Основная цель - использования информационных технологий в учебном процессе как инновационного подхода в образовании - заключена в способствовании максимального развития способностей учащихся на основе саморегуляции и самообразования:
формирование целостной естественнонаучной картины мира;
способствование творческому развитию личности.
Я отмечаю следующие возможности и преимущества ИКТ.
Во-первых, применение ИКТ на уроках усиливает положительную мотивацию обучения, активизирует познавательную деятельность учащихся.
Во-вторых, использование ИКТ позволяет проводить уроки на высоком эстетическом и эмоциональном уровне; обеспечивает наглядность, привлечение большого количества дидактического материала.
В-третьих, повышается объем выполняемой работы на уроке в 1,5-2 раза; обеспечивается высокая степень дифференциации обучения (почти индивидуализация).
В-четвёртых, расширяется возможность самостоятельной деятельности; формируются навыки подлинно исследовательской деятельности.
В-пятых, обеспечивается доступ к различным справочным системам, электронным библиотекам, другим информационным ресурсам.
Разумное применение информационно-компьютерных технологий в образовательном процессе повышает не только эффективность и качество процесса обучения, но и развивает различные виды мышления, умение моделировать задачу или ситуацию, принимать оптимальное решение или предлагать варианты решения в сложной ситуации, развивает коммуникативные способности.
Эффективность использования ИКТ на уроках свидетельствует о том, что мыслительная деятельность детей возрастает в несколько раз.
Но ни одна технология не может считаться нейтральной. Информационные технологии неизбежно вносят в нашу жизнь изменения, которые нельзя недооценивать или бояться, недопустимо и безоговорочно принимать их. Наиболее важно - определить их истинную роль и то место, которое им должно быть отведено в учебном процессе. Эффективность компьютеров и информационных технологий зависит от того, как мы их используем, от способов и форм применения этих технологий, т.е. не от взаимодействия обучаемого и компьютера, а от взаимодействия обучаемого и педагога, обучаемых между собой.
Подводя итоги и анализируя проделанную мною работу, следует отметить, что ожидаемые результаты использования на уроках цифровых образовательных ресурсов принесли только положительные итоги в образовательной деятельности:
В моей практической деятельности увеличился и расширился дидактический материал по предмету;
Уроки обогатились эмоциональной окрашенностью;
Психологически облегчился процесс усвоения;
Наглядно проявляется живой интерес к предмету познания;
Расширился общий кругозор;
Повысилось качество знаний по предметам;
Повысилась производительность труда учителя и ученика на уроке.
Использование моего опыта по формированию информационно – коммуникационной компетентности учащихся на уроках и во внеклассной деятельности на основе современных ИКТ дает возможность учителю повысить эффективность проведения уроков, усилить привлекательность подачи материала, формировать ключевые компетенции учащихся, осуществить дифференциацию обучения, а также помочь ученикам освоить приёмы самостоятельного поиска информации.
В основу обновлённого содержания общего образования положена ориентация на создание у учащихся компетенций в интеллектуальной, гражданско-правовой, коммуникативной, информационной и прочих сферах. В связи с этим, можно выделить следующие группы компетенций, которые целесообразно развивать у учеников нашей школы:
Ценностно-смысловые компетенции. Это компетенции, связанные с ценностными ориентирами ученика, его способностью видеть и понимать окружающий мир, ориентироваться в нем, осознавать свою роль и предназначение, уметь выбирать целевые и смысловые установки для своих действий и поступков, принимать решения. Данные компетенции обеспечивают механизм самоопределения ученика в ситуациях учебной и иной деятельности. От них зависит индивидуальная образовательная траектория ученика и программа его жизнедеятельности в целом.
Общекультурные компетенции. Познание и опыт деятельности в области национальной и общечеловеческой культуры; духовно-нравственные основы жизни человека и человечества, отдельных народов; культурологические основы семейных, социальных, общественных явлений и традиций; роль науки и религии в жизни человека; компетенции в бытовой и культурно-досуговой сфере, например, владение эффективными способами организации свободного времени. Сюда же относится опыт освоения учеником картины мира, расширяющейся до культурологического и всечеловеческого понимания мира
Учебно-познавательные компетенции. Это совокупность компетенций ученика в сфере самостоятельной познавательной деятельности, включающей элементы логической, методологической, общеучебной деятельности. Сюда входят способы организации целеполагания, планирования, анализа, рефлексии, самооценки. По отношению к изучаемым объектам ученик овладевает креативными навыками: добыванием знаний непосредственно из окружающей действительности, владением приемами учебно-познавательных проблем, действий в нестандартных ситуациях. В рамках этих компетенций определяются требования функциональной грамотности: умение отличать факты от домыслов, владение измерительными навыками, использование вероятностных, статистических и иных методов познания.
Информационные компетенции. Навыки деятельности по отношению к информации в учебных предметах и образовательных областях, а также в окружающем мире. Владение современными средствами информации (телевизор, магнитофон, телефон, факс, компьютер, принтер, модем, копир и т.п.) и информационными технологиями (аудио- видеозапись, электронная почта, СМИ, Интернет). Поиск, анализ и отбор необходимой информации, ее преобразование, сохранение и передача.
Коммуникативные компетенции. Знание языков, способов взаимодействия с окружающими и удаленными событиями и людьми; навыки работы в группе, коллективе, владение различными социальными ролями. Ученик должен уметь представить себя, написать письмо, анкету, заявление, задать вопрос, вести дискуссию и др. Для освоения этих компетенций в учебном процессе фиксируется необходимое и достаточное количество реальных объектов коммуникации и способов работы с ними для ученика каждой ступени обучения в рамках каждого изучаемого предмета или образовательной области.
Социально-трудовые компетенции. Выполнение роли гражданина, наблюдателя, избирателя, представителя, потребителя, покупателя, клиента, производителя, члена семьи. Права и обязанности в вопросах экономики и права, в области профессионального самоопределения. В данные компетенции входят, например, умения анализировать ситуацию на рынке труда, действовать в соответствии с личной и общественной выгодой, владеть этикой трудовых и гражданских взаимоотношений.
Компетенции личностного самосовершенствования направлены на освоение способов физического, духовного и интеллектуального саморазвития, эмоциональной саморегуляции и самоподдержки. Ученик овладевает способами деятельности в собственных интересах и возможностях, что выражаются в его непрерывном самопознании, развитии необходимых современному человеку личностных качеств, формировании психологической грамотности, культуры мышления и поведения. К данным компетенциям относятся правила личной гигиены, забота о собственном здоровье, половая грамотность, внутренняя экологическая культура, способы безопасной жизнедеятельности.
В соответствии с поставленными целями и задачами я определила преобладающие формы организации учебного пространства – индивидуальная формы работы, парное взаимодействие, групповое взаимодействие, межгрупповое взаимодействие. Общение учащихся в малых группах носит характер учебной взаимопомощи, учащиеся получают реальные возможности развития своих творческих способностей, природного потенциала. В зависимости от поставленных целей группы (пары) формирую или по уровню обученности, или по интересам учащихся. В группах создается творческая обстановка, тесное общение и сотрудничество.
Вместе с тем нужно отметить, что, говоря об ИКТ-компетентности, нельзя исходить лишь из наличия умений использования компьютерной и информационной техники. На мой взгляд, этот компонент - лишь информационная грамотность. Но, будучи только информационно грамотным, ученик не может быть информационно компетентным. Важно также присутствие такого компонента как информационная культура. Это понятие более широкое, чем грамотность, и выражает, прежде всего, сознательное владение современными техникой и технологиями, способность к анализу и сознательному использованию информации. Одним из признаков информационной культуры современного человека является умение, путем эффективного использования ИКТ, в доступной и понятной форме представлять результаты своей продуктивной деятельности.
Использование ИКТ в учебном процессе  позволяет поддерживать высокий уровень мотивации учащихся, «насытить» учащихся большим количеством готовых, строго отобранных, соответствующим образом организованных знаний, развивать интеллектуальные, творческие способности учащихся и содействует развитию коммуникативных аспектов навыков работы с информацией.
Использование информационных технологий -  мультимедиа-технологий, сетевых технологий на уроках и во внеурочное время позволяют решать задачу  формирования информационной компетентности учащихся.
Применяемые средства ИКТ, используемые мной, можно разбить на три большие группы: демонстрация мультимедийных презентаций, применение тестирующих программ и создание творческих проектов в обучении.
Демонстрация мультимедийных презентаций и использование Единой коллекции ЦОР — средство развития познавательной активности учащихся при изучении предмета. Это наглядность, дающая мне возможность выстроить объяснение на уроке логично, научно с использованием видеофрагментов. При такой организации материала включаются три вида памяти учеников: зрительная, слуховая, моторная. Презентация дает возможность рассмотреть сложный материал поэтапно, обратиться не только к текущему материалу, но и повторить предыдущую тему.
Мультимедийные ресурсы прочно вошли в школьную жизнь. С их помощью можно иллюстрировать материал, а можно предоставить учащимся возможность самостоятельно изучать, что более значимо. Использую мультимедийные ресурсы при проведении лекции, практического занятия, лабораторной работы, самостоятельной работы, тестирования. Данная форма дает возможность представить учебный материал как систему ярких опорных образов, что в свою очередь облегчает запоминание и усвоение изучаемого материала. С помощью мультимедийных ресурсов повышается общая успеваемость учеников в школе, материал усваивается в несколько раз быстрее. Кроме того, цифровые образовательные ресурсы могут быть использованы для самоподготовки школьников.
В учебном процессе применяю экранные средства: видеофрагменты, компьютерные приложения, готовые схемы, иллюстрирование алгоритма работы с офисными приложениями и т.п. Составляю презентации, которые позволяют создать информационную поддержку при проведении уроков, при первом знакомстве с предметом, для анонсирования новой темы или для обобщения знаний по пройденному материалу. Применение электронных материалов, учебников на уроке позволяет достигать более глубокого запоминания учебного материала через образное восприятие, усиления его эмоционального воздействия, способствует прочному усвоению и систематизации знаний по предмету, формированию ИК-компетентности учащихся за счёт наглядности и мультимедийных эффектов.
Презентация наиболее оптимально и эффективно соответствует триединой дидактической цели урока:
образовательный аспект — восприятие учащимися учебного материала, осмысление связей и отношений между объектами изучения;
развивающий аспект — развитие у учащихся познавательного интереса, умения обобщать, анализировать, сравнивать, активизация их творческой деятельности;
воспитательный аспект — формирование научного мировоззрения, умения четко организовывать самостоятельную и групповую работу, воспитание чувства товарищества, способности к взаимопомощи.
Применение тестирующих программ для контроля и коррекции знаний, умений и навыков учащихся обеспечивает строго индивидуальную и дифференцированную диагностику и контроль знаний учащихся. Преимущества тестирования: объективность, простота, массовость.
На своих уроках широко применяю разнообразные формы промежуточного и итогового контроля и оценки знаний учащихся: тестирование, самостоятельные практические и контрольные работы. Перед началом изучения определенной темы обучающимся сообщаю содержание изучаемого материала и планируемый уровень знаний и умений. Для более прочного усвоения знаний, навыков использую различные карточки: опорные конспекты, таблицы, схемы, образцы, привлекаю учащихся к выполнению творческих домашних заданий: подготовке докладов и рефератов, разработке кроссвордов по отдельным темам школьной программы.
Компьютерное тестирование знаний учащихся провожу с помощью программного обеспечения MyTest, позволяющее конструировать и применять конкретные тестовые задания, в которых учащийся получает задание через компьютер, и результат выполнения задания также оценивается компьютером.
Современные информационные технологии породили новые цели обучения, которые заключаются не только в прямой передаче знаний и умений, а открывают для учителя новые возможности для поддержания и направления развития личности учащегося.
В перечне целей, достижение которых обеспечивает обучение информатике на этапе основного общего образования, указывается развитие творческих способностей средствами ИКТ. В основе формирования и развития творческого потенциала своих учеников я вижу использование разных форм творческой работы на уроках: ролевые игры, мозговой штурм, творческие задания по заданной теме и создание творческих проектов.
Метод проектов рассматривается как одна из технологий достижения заявленного образовательного результата – формирования ключевых компетентностей учащихся, а ключевые компетентности учащихся – это наиболее актуальный в современных условиях результат образования.
Этот метод ориентирован на активное применение Интернет-ресурсов. Интернет-ресурсы позволяют учащимся не только осуществлять поиск информации, но и взглянуть на нее с позиции другой науки, другого периода времени. Таким образом, применение проектной технологии позволяет повышать уровень самооценки, самостоятельности учащихся в добывании знаний; усиливать практическую направленность обучения.
При использовании на уроках информационно – коммуникационных технологий я получила:
возможность гибко менять формы учебного взаимодействия с учащимися (смена фронтальных, групповых и индивидуальных форм, варьирование доли самостоятельности обучаемых, индивидуализация обучения на основе учета познавательного стиля школьника, представление учащемуся возможности работать в индивидуальном темпе и т.п.);
применять новые формы учебного взаимодействия учащихся между собой.
раскрывать творческий потенциал учащихся
Применение ИКТ на уроках физики как средство формирования ключевых компетенций учащихся.
Модернизация образования предполагает повышение качества подготовки обучающихся с тем, чтобы из стен учебного заведения выходили люди, конкурентоспособные на рынке труда, готовые к принятию самостоятельного ответственного решения в условиях морального выбора, способные нести ответственность за свою судьбу и быть ответственными перед семьей, обществом. Именно таким хотят видеть своего ребенка на выходе из школы и родители. Выпускник сегодня – это человек, обладающий ключевыми компетенциями. Формирование их – важнейшая задача любой школы.
Совершенно очевидно, что используя только традиционные методы обучения, решить эту задачу невозможно. В школе уже создаются условия, способные обеспечить формирование ключевых компетенций. Одним из таких средств и, на мой взгляд, наиболее мощным, являются ИКТ.
На современном этапе развития школы выдвигается задача преобразования традиционной системы обучения в качественно новую систему образования – задача воспитания грамотного, продуктивно мыслящего человека, адаптированного к новым условиям жизни в обществе. Естественной в учебно-воспитательном процессе становится установка на самостоятельное получение знаний обучаемыми, на их самообразование и на самопознание. В связи с этим в настоящее время особое внимание уделяется индивидуальному (ориентированному на личность) подходу при обучении учащихся, созданию условий, для того чтобы ребёнок овладел многообразными способами самостоятельного получения и усвоения знаний, развивал свой творческий потенциал. Одним из важнейших направлений, решающих эту задачу является внедрение информационных средств в процесс обучения. Первостепенным из данных информационных средств на наш взгляд является использование компьютерных моделей на уроках физики. Усовершенствование образовательного процесса на уроке физики за счёт применения программных и технических средств ИКТ позволяет в сжатые сроки обогатить память учащихся необходимыми физическими знаниями.
Можно выделить несколько аспектов использования компьютера на уроках физики. Прежде всего с помощью компьютера можно набирать и распечатывать контрольные, самостоятельные работы, дидактические карточки для индивидуальной работы. На компьютере это сделать значительно быстрее и удобнее чем выполнять эту работу вручную.
На уроках физики в 6 - 11-х классах могут широко использоваться презентации, которые позволяют повысить интерес к изучению предмета. Это даёт возможность учителю проявить творчество, индивидуальность, избежать формального подхода к проведению уроков. В процессе медиаурока учитель физики использует возможности и компьютера, и программного средства обучения, например:
• подача текстовой информации с экрана (дикторский текст) плюс возможность многократного его повторения;
• гиперссылки, позволяющие быстро найти нужную информацию;
• наглядность физических законов, моделей, таблиц, плакатов, схем, иллюстраций;
• методы контроля: устный и письменный опрос, контрольная работа, самоконтроль и самооценка).
Использование компьютера способствует повышению мотивации к изучению физики, развивает наглядно-образное мышление, моторные и вербальные коммуникативные навыки учащихся, формирует навыки работы с информацией (поиск, отбор, переработку, упорядочивание и др.).
Создавая презентацию к урокам в программе Power Point , в ее содержание можно включать основные физические понятия, формулы, выводы по данному уроку, рисунки, таблицы, схемы, различные видеофрагменты физических явлений и демонстраций, необходимых для восприятия темы урока, а также вопросы и задания на повторение и закрепление с целью осуществления быстрого контроля за уровнем усвоения учебного материала. Уроки, составленные при помощи Power Point зрелищны и эффективны при работе с информацией. Использование презентаций на уроках способствует лучшему усвоению учебного материала, так как учащиеся имеют возможность, не только услышать формулировку нового понятия, но и прочитать ее на экране, то есть для восприятия нового задействован не только слух, но и зрение ребенка, за счет чего повышается активность учеников на уроке. Возможности программы позволяют создавать уроки различной направленности и всевозможной конфигурации. Простой интерфейс программы дает возможность использовать ее для разработки презентаций учениками самостоятельно. Учащиеся 9-11 классов охотно создают презентации к урокам физики, к докладам, защите проектов, используя при этом различные источники информации: учебник, дополнительную литературу, Интернет. Данная работа способствует формированию у учеников навыков работы с различными источниками информации, развитию их коммуникативных умений. Основу урока физики составляет демонстрация опытов. Наличие компьютера в кабинете позволяет продемонстрировать те явления и процессы, которые представить ребятам сложно, компьютерные демонстрации могут заменить недостающие опыты для правильного восприятия учениками темы.
Основными формами при создании электронной презентации являются:
при объяснении нового материала – подбор текстового и графического материала по теме урока, создание учебно-дидактической презентации, наглядного раздаточного материала, мультимедийных пособий.
при осуществлении контроля и проверки знаний – разработка опорных конспектов, тестовых заданий.
при повторении, обобщении – включение схем, диаграмм, таблиц, используемые ранее фрагменты презентаций, видеофрагменты и анимация применения изученных явлений или объектов в быту или природе. К уроку обобщения знаний предлагается учащимся подготовить небольшой отчёт о домашнем эксперименте или защиту проекта по пройденной теме.
При объяснении нового материала и проведении лабораторных работ используя интерактивный режим, учащиеся заполняют заранее созданные таблицы.
С помощью средств ИКТ можно использовать задания типа:
1.Исправьте ошибки…
2.Сравните графики движений
3.Установите взаимосвязи между определенными элементами в приведенной таблице и т.д.
Работа учащихся с компьютерными моделями и виртуальными лабораториями чрезвычайно полезна, так как они могут ставить многочисленные эксперименты и даже проводить небольшие исследования. ЭОР «Открытая физика» позволяет ученику используя интерактивные модели проводить виртуальные эксперименты, анализировать полученные данные, представлять их в виде графиков и схем, проверять полученные расчётные данные на интерактивных моделях, проводить самооценку выполненного задания.
Использование ИКТ на уроках физики в условиях школы способствует повышению интереса у учащихся к изучению предмета, расширяет возможности демонстрации опытов через использование виртуальных образов, повышает интерес к обучению. Курс физики средней школы включает в себя разделы, изучение и понимание которых требует развитого образного мышления, умения анализировать, сравнивать, сопоставлять. В любом разделе курса физики есть главы, трудные для понимания учащимися. Например, в 10 классе - «Молекулярная физика», в 8 классе - «Электрические явления», в 11 классе - «Оптика» и т. д. Чтобы понять суть непростых физических явлений и процессов, нужно обладать и эрудированностью, и наглядно-образным мышлением, что развито не у всех ребят. В этом случае на помощь приходит одно из распространенных средств обучения ИКТ – персональный компьютер.
Физика – наука экспериментальная. Изучение физики трудно представить без лабораторных работ. К сожалению, в нашей школе оснащение физического кабинета не всегда позволяет провести программные лабораторные работы (недостаток физических приборов), а тем более показывать эксперименты, требующие более сложного оборудования. В этом случае на помощь приходит компьютер, который позволяет, например, проводить достаточно сложные лабораторные работы. В них ученик может по своему усмотрению изменять исходные параметры опытов. Наблюдать, как изменится в результате само явление, анализировать увиденное, делать соответствующие выводы.
Некоторые физические явления и процессы так же трудно продемонстрировать в школьных условиях. Например, невозможно показать атомы и молекулы, рентгеновское излучение из-за отсутствия приборов в физическом кабинете сельской школы. Это приводит к тому, что некоторые ученики испытывают трудности в изучении физики, так как не в состоянии мысленно представить необходимые процессы и явления. Компьютерные программы позволяют создать модель сложных физических явлений, изменить условия протекания процесса, замедляя или ускоряя тот или иной процесс.
Например, электронные учебники (ЭОР) содержат опыты, записанные в виде анимации (процесс кипения жидкости) или видеоролика, сопровождающегося голосовым объяснением. Этот материал можно использовать при объяснении новой темы. На уроке можно включать такой видеофрагмент, а ученик объясняет происходящее, проверяется правильность ответа тут же, включив звук ролика. Таким образом, в короткий момент времени дважды повторяется домашнее задание, что является бесспорным плюсом в вопросе о запоминании материала. Чтобы представить процессы, можно использовать интерактивные модели и графические программы. Налагая их друг на друга, видно, как и насколько меняется значение одной величины при изменении другой.
Применение ИКТ на уроках физики способствует повышению мотивации обучения данного предмета у учащихся в школе. Компьютер – один из основных источников информации (Интернет), а умение владеть программными продуктами, не дает отставать от цивилизации. К «компьютерным» урокам нужно тщательно готовиться. Написание конспектов уроков с применением ИКТ требует от учителя огромной заинтересованности, терпения, усидчивости, самое главное, желания самому осваивать новые программы, разбираться в тонкостях компьютерных приложений, создавать модели физических явлений и процессов. Отметим, что моделирование различных явлений ни в коем случае не заменяет настоящих, «живых» опытов и экспериментов, но в сочетании с ними позволяет на более высоком уровне объяснить смысл происходящего. Опираясь на собственный небольшой опыт работы, можно с уверенностью сказать, что такие уроки вызывают у учащихся настоящий интерес, включают в работу всех, даже слабых ребят, способствуют формированию компетенций: изучение нового материала; поиск информации; обработка информации; адаптация к окружающей среде, необходимых не только на уроках физики, но и на других предметах.
Каждая учебная дисциплина должна создавать предпосылки, которые при условии их обобщения превращаются в основу формирования ключевых компетенций. Важно определить место физики как учебного предмета в этом процессе. Физика как учебная дисциплина объективно обладает потенциальными возможностями организации процесса обучения, обеспечивающего развитие научного мышления и творческих способностей учащихся. Курс физики – это уникальная школьная дисциплина, единственный школьный предмет, в ходе усвоения которого ученики вовлекаются во все этапы научного познания.
Модель формирования учебно-познавательной компетенции можно представить как целостный комплекс, основанный на согласовании нескольких компонентов.
Целевой компонент (ученик не усваивает отдельные друг от друга знания и умения, , а овладевает комплексной процедурой, совокупностью образовательных компонентов, имеющих личностно-деятельностный характер).
Операционный компонент (отбор форм и методов передачи учебной информации в оптимальном соответствии с целями и содержанием учебной программы и отыскание рациональных путей и средств организации учебного процесса).
Содержательный компонент (подбор учебного материала к разработанной системе занятий и разработка системы дидактических материалов по формированию УПК учащихся в процессе обучения).
Основными составляющими УПК являются:
Знания, отражённые в Обязательном минимуме содержания образования по физике.
Умения – познавательные (владеть навыками работы с различными источниками информации, проводить наблюдения, ставить физический эксперимент), практические (измерять, вычислять, строить и анализировать графики, пользоваться лабораторными принадлежностями), организационно-оценочные (ставить цель, организовывать планирование, анализ, рефлексию, самооценку своей и чужой учебно-познавательной деятельности, выступать письменно и устно о её результатах).
Качества личности – мотивационно-рациональная направленность, интеллектуально-логические способности, способности к самоорганизации и самоуправлению в учебной деятельности, нравственные и эстетические качества личности.
Формирование учебно-познавательной компетенции на уроках физики.
Основная школа.
Обучение физическим приёмам мышления, способам и методам постижения истины в ходе экспериментальной деятельности. Ученикам даётся возможность самостоятельно получать выводы при проведении опытов. Получая задания, они проверяют гипотезу, выдвинутую в начале урока. Например:
все вещества состоят из частиц;
в жидкости и газе существует выталкивающая сила;
кристаллическое тело имеет постоянную температуру плавления;
ускорение тела зависит от его массы и величины силы, приложенной к нему.
В этом случае идёт отработка умений ставить физический опыт, проводить наблюдение, организовывать анализ, делать публичное сообщение о проделанной работе. Общение в группах позволяет развивать необходимые качества личности.
Составление кроссвордов, сообщений, сочинений к изученной теме. Данная форма обучения предполагает нестандартное использование полученных знаний, позволяет ученикам проявить свои творческие способности.
Создание электронных презентаций. Формирование умения использовать информационные технологии в процессе обучения.
Вывод учащихся на новое понятие. Данная форма обучения представляет некое подобие мозгового штурма. Ученики получают задание практического характера. Например, учащимся 8 класса можно предложить перечислить материалы, используемые при строительстве дома перед началом изучения понятия теплопроводность. Такой подход к изучению физики делает её наиболее приближенной к реальной жизни, а значит более интересной и понятной для детей.
Старшая школа.
Работа на второй ступени изучения школьного курса физики строится на использовании базовых знаний, полученных в основной школе при максимальной самостоятельности учащихся. Основной формой организации занятий является групповая работа, в ходе которой каждая группа движется в своем направлении согласно индивидуальной теме. Такой подход даёт возможность активизировать интерес учащихся к предмету, рассмотреть роль физики в построении картины мира и в развитии технической цивилизации. Направления работы групп:
история становления представлений по данной проблеме, поиск и систематизация информации;
экспериментальное исследование проблемы;
решение задач, моделирование процессов;
объяснение природных явлений, исследование применения физических принципов для создания технических устройств.
Формами контроля при такой организации занятий являются:
результаты перекрёстных дискуссий
отчёт группы в ходе итогового занятия
тестовая работа по теме
оценка работы каждого члена группы её руководителем
лучшие в номинациях: «За лучшую находку в Интернете», «За лучшее исследование», «За лучшую презентацию к докладу» и т.д.
Организация перекрёстных дискуссий осуществляется в виде мозгового штурма. Опираясь на материал, собранный группой, учащиеся дают ответы на ряд нестандартных вопросов, выдвигая свои идеи, размышляя над проблемой. В качестве примера могу привести примерный план проведения такого занятия по теме «Транспортные средства и законы сохранения».
Первая группа (работала по теме: «Анализ рассуждений Гюйгенса об ударах упругих шаров в разных системах отсчёта и поиске сохраняющейся величины и Майера об энергии»
Как можно получить запас энергии?
Что может служить источником энергии?
Как извлечь энергию из вещества?
Как используется энергия?
Как происходит преобразование энергии в работу?
Вторая группа (работала по теме: «Анализ практического использования законов
термодинамики при работе простейших механизмов, тепловых двигателей; анализ
круговорота энергии на Земле, энергетический баланс Земли и парниковый эффект»
Как происходит преобразование энергии в работу?
Почему нельзя преобразовать в работу всю энергию двигателя?
Почему тепловые двигатели имеют малый КПД?
К какому типу двигателей относится реактивный?
На чём основан принцип его работы?
Третья группа (работала по теме: «Решение задач на закон сохранения импульса и
энергии, использование закона сохранения энергии в различных процессах»
Как связаны понятия «импульс» и «сила»?
Можно ли связать понятия «энергия» и «сила»?
Какое значение имеют упругий и неупругий удары?
При каком виде центрального удара происходит потеря энергии?
Какая энергия теряется?
Во что она преобразуется?
Четвёртая группа (работала по теме: «Эксперименты по изучению упругих и неупругих ударов шаров с анализом вопроса о потерях механической энергии при неупругом ударе»
Какое значение имеют упругий и неупругий удары?
При каком виде центрального удара происходит потеря энергии?
Какая энергия теряется?
Во что она преобразуется?
Как это можно определить экспериментально?
Концептуальная основа экспериментальной технологии обучения астрономии в средней школеТак как главной целью образования является развитие всех способностей учащихся, то в основу современной технологии обучения следует положить следующие требования:
ученик – субъект процесса обучения;
результативное обучение происходит в процессе активной познавательной деятельности.
Данным требованиям соответствуют практически все инновационные технологии. Изучив ведущие идеи инновационных технологий, мы выбрали три концепции: сотрудничества, развивающего обучения, проблемного обучения, которые, на наш взгляд, позволяют наиболее успешно реализовать мировоззренческий, развивающий потенциал предмета астрономии, удачно вписываются в существующую классно-урочную систему, обеспечивают высокий уровень усвоения знаний и умений, что подтверждает опыт практической деятельности.
Концепция сотрудничества. Главная идея обучения в сотрудничестве, в малых группах – учиться вместе. Практика показывает, что вместе учиться не только интереснее и легче, но и эффективнее. «Целью обучения в сотрудничестве является не только овладение знаниями и навыками каждым учеником на уровне, соответствующем его индивидуальным особенностям развития. Очень важен здесь эффект социализации, формирования коммуникативных умений».
Концепция развивающего обучения. Сторонники развивающего обучения (Л. С. Выготский, Н. А. Менчинская, В. В. Давыдов, П. Я. Гальперин, Н. Ф. Талызина) считают, что обучение и развитие - два независимых, но сопряженных процесса. Согласно данной позиции, обучение продвигает вперед развитие, а развитие подготавливает и делает возможным и успешным обучение. Образное выражение главной идеи развивающего обучения: «обучение впереди развития». Чтобы развитие состоялось, нужна цепь специальных мер, т. е. развивает обучение, лишь построенное по определенным правилам и при соблюдении определенных условий. Построение учебного процесса должно опираться на зону актуального развития (область наличных возможностей), а выполнение заданий должно стимулировать продвижение в зону ближайшего развития (в область потенциальных возможностей). Другими словами, при таком обучении должны ставится задачи, вызывающие учебные затруднения у учащихся, поскольку они их не в состоянии решить, опираясь на репродуктивные знания, для решения должны требоваться размышления, коллективные обсуждения, выдвижение предположений и их проверка, обращение к дополнительной литературе, наблюдения, исследования. Из этого принципа вытекает условие: не давать знаний в готовом виде, ученик должен их добывать, выполнив задание, требующее интенсивной умственной работы. Важно предусмотреть для каждого ученика «ситуацию успеха», т. е. предлагать такие задачи и учебные действия, с которыми ребенок наверняка справится и почувствует себя победителем.
Концепция проблемного обучения. Основы проблемного обучения разрабатывались В. Оконем, И. Я. Лернером, М. И. Махмутовым, а. М. Матюшкиным. «Под проблемным обучением понимается такая организация учебных занятий, которая предполагает создание под руководством учителя проблемных ситуаций и активную самостоятельную деятельность учащихся по их разрешению, в результате чего и происходит творческое овладение профессиональными знаниями, навыками, умениями и развитие мыслительных способностей». Следовательно, цель проблемного обучения заключается не просто в усвоении знаний и умений, но и в превращении знаний в инструмент творческого освоения мира.
Помимо общих целей существует ещё ряд общих элементов, касающихся практической реализации вышеназванных идей на практике:
высокая мотивация учебной деятельности;
знания и умения играют роль информационного фундамента для развития способностей учащихся;
процесс усвоения основных понятий и принципов имеет более широкое значение и позволяет овладевать способами познавательной деятельности, значимыми за пределами конкретного содержания;
учащиеся не получают знания в готовом виде, а добывают их в процессе умственной работы;
преобладание продуктивных видов деятельности - поисковый, частично-поисковый, исследовательский;
интенсификация всех уровней учебного процесса;
отношение к ошибке как индикатору усвоения материала, который либо разрешает двигаться вперед, либо сигнализирует о помощи;
демократичный стиль преподавания и диалогический характер взаимодействия ученика и учителя;
непрерывная многоканальная обратная связь – «ученик-ученик», «ученик-учитель», выполняющая на разных этапах функции коррекции, контроля, оценки;
успешное усвоение учебного материала всеми учениками;
развитие умений самообразования.
В заключение отметим, что все технологии обучения настолько переплетены, взаимно дополняют друг друга, что при анализе даже одного урока трудно вычленить элементы каждой из них.
Содержание материала некоторых уроков астрономии позволяет организовать учебную деятельность в рамках исследовательской ориентации. При таком подходе учебный процесс строится как поиск новых практических сведений, а усвоение знаний и умений, развитие творческих способностей сопутствуют этому. Рассмотрим следующие ситуации.
Материал не представляет больших трудностей для усвоения, достаточно небольшого введения со стороны учителя, чтобы учащиеся могли разобраться в нем самостоятельно. Значит нужно дать им эту возможность, следует только задание сформулировать так, чтобы учиться не ради учебы, а для достижения практически значимой цели. Например, вместо вводного урока – лекции о предмете астрономии и рассказа о созвездиях, можно предложить учащимся составить путеводитель по звездному небу. В процессе решения этой задачи, учащиеся не только познакомятся с легендами о созвездиях, но и научат друг друга находить их на небе, изучат яркие звезды и интересные объекты в этих созвездиях, определят наилучшие условия видимости.
Учебный материал в принципе не новый, уже изучен, но требуется его отработка, закрепление и применение для решения задач. Сместим акцент – не решение задач, а, например, исследование условий видимости на такой-то широте. Тогда не скучно решать, а интересно, чтобы увидеть результат и сравнить с другими. При этом приходится решать гораздо больше задач, постоянно пользуясь картой, таблицами и самостоятельно составляя схему.
Учащиеся знакомы с материалом в общих чертах, но требуется его изучение на более глубоком уровне с привлечением новой информации. Можно предложить рассмотреть эту тему, но с разных точек зрения, а затем совместно обсудить тему, но уже по-новому переосмыслив информацию.
В зависимости от формы постановки учебной задачи в процессе самостоятельной работы преобладает либо поисковая, либо исследовательская деятельность учащихся. Технологии организации обучения в этих случаях несколько отличаются, рассмотрим каждую более подробно.
Вариант «поиск». Урок начинается с объяснения учителя, в ходе которого ученики знакомятся с новыми знаниями и умениями. После этого класс разделяется на разнородные по уровню обученности группы. Число человек в группе ограничено числом возможных «ролей», например, книжный аналитик, компьютерный аналитик, художник - оформитель, докладчик. В зависимости от объема задания и технических возможностей число ролей может изменяться в различных группах. Каждый член группы должен быть полностью в курсе исследуемой задачи и в состоянии ответить на любой вопрос по всему материалу. Таким образом, с одной стороны, каждый вносит личный вклад в общее дело, нет «бездельников», с другой стороны участники не изолированы, не ограничены своей ролью.
Каждая группа получает одно задание на всех. Задание одной группы является частью темы, над которой работает весь класс. Выполнение задания происходит по одному и тому же алгоритму во всех группах, с которым учащиеся знакомятся во время объяснения учителя в начале урока. Каждая группа прорабатывает свой кусок материала примерно в следующей последовательности: члены группы распределяют роли по своим возможностям и вкусу, индивидуально работают над своей частью задания, обмениваются результатами своей работы и поясняют их друг другу, намечают порядок и форму выступления, выступают. В зависимости от готовности класса к самостоятельной деятельности выполнение заданий в группе может происходить на уроке в ограниченный промежуток времени или во внеурочное время. Когда время, отведенное на самостоятельную работу, истекло, все группы прекращают работу и слушают выступления товарищей из других групп. Во время докладов учащиеся выполняют краткие записи, чертежи. В результате к концу урока у каждого ученика появляется либо краткий конспект, либо таблица, либо некоторая схема, где представлен материал по всей теме. В заключение проводится индивидуальная самостоятельная работа по изученной теме, по итогам которой выставляются оценка каждому. По усмотрению учителя оценка может быть выставлена также и за работу над заданием, но одинаковая всем членам, и за выполнение итоговой таблицы и т. п.
2. Второй вариант «исследование».
Класс делится на группы, каждая группа имеет свое рабочее место. Первый этап урока - актуализация знаний, может проходить в разных формах: блиц – опроса всех учеников; опроса по группам, т. е. вопросы адресуются группе; краткого зачета, который проводит шеф внутри группы. Далее каждая группа получает одно задание на всех. Задание представляет собой проблемную задачу, решение которой требует применения «старых» знаний и умений в новой ситуации. Суть задачи одинакова во всех группах, но различны начальные условия. Общеобразовательная цель урока, которая обеспечивает мотивацию урока – сравнить результаты и установить некоторую закономерность, либо обобщить и систематизировать знания. Но правильный вывод возможен, только если будет получена достаточная база данных для анализа. В первом варианте «поиск» учитель сначала демонстрирует сам порядок и содержание необходимых действий, затем предлагает учащимся повторить их самостоятельно на других примерах. В варианте «исследование» задается только конечная цель и форма представления результата, а способ решения учащиеся определяют сами. Опять же, в зависимости от интеллектуальной и моральной подготовки класса учитель может конкретизировать проблему, разбив её на более мелкие, или, наконец, можно сообщить инструкцию по выполнению задания. Чтобы успешно выполнить задание учащиеся по своему усмотрению могут разделить обязанности внутри группы, либо выполнять все вместе. В любом случае неизбежны дискуссии, обсуждения внутри группы, которые дают возможность найти рациональный путь решения проблемы, координировать совместные действия, помогать друг другу. Именно сотрудничество, а не соревнование лежит в основе работы группы. Результат работы каждой группы имеет конкретное выражение в виде либо расчетных данных, либо графика, схемы, устного вывода и т. п. На основе совместного обсуждения и анализа полученных результатов формулируется общая закономерность, вывод или проводится систематизация и обобщение. Так как задания по сути были одинаковы, то каждый ученик объективно может оценить, насколько другие группы приблизились к решению проблемы.
3. Вариант «исследование+поиск» В этом варианте нужно не только провести исследование поставленной проблемы, но и добыть необходимую информацию для исследования. Класс делится на группы по 3-4 человека. Каждая группа получает задание исследовать разные вопросы некоторой темы под одним углом зрения. Например, тема «Солнечная система» изучалась дважды: в курсе естествознания в 5 классе и в интегрированном курсе физика-астрономия в 9 классе. Поэтому третий раз эту осваивать тему традиционным образом – по планетам, неинтересно. Возможен другой вариант, основная идея заключается в том, чтобы изучить не отдельно взятую планету, а исследовать, проанализировать одну какую-либо характеристику у всех планет, допустим атмосферу, и установить зависимость, взаимосвязь этой характеристики с физическими условиями на планете, например, температурой.
Первый этап работы состоит в конкретизации задачи и сборе полной информации. Информацию можно получить из учебной литературы, компьютерных программ или сети Интернет. Поэтому учащиеся распределяют обязанности и работают индивидуально. На втором этапе идет обмен информацией, её обобщение. В процессе совместных дискуссий анализируются данные и устанавливаются нужные закономерности. Третий этап заключается, в подготовке и представления полученных результатов.
Каждая группа прорабатывает свой определенный вопрос, поэтому во время слушания докладов все учащиеся знакомятся с результатами исследований по другим темам и заполняют таблицу или выполняют конспекты. На следующем уроке каждому предстоит уже самостоятельно выполнить обратную задачу, например, спрогнозировать физические условия на планете Х, характеристики которой заданы.
Использование новых информационных технологий существенно повышает профессиональные возможности педагога, расширяет границы его педагогической культуры, а значит, служит повышению результативности его профессиональной деятельности, то есть повышению качества образования.