Методический материал на тему Работа с учебной информацией на уроках физики
«Развитие навыков работы с учебной информацией на уроках физики»
План.
Введение
Немного об информации.
Информационные блоки.
Блок-текст
Блок-таблица
Блок-формула
Блок-задача
Блок-график
Блок-рисунок,схема
блок-физический эксперимент
Заключение
Список используемой литературы.
Введение.
Теперь часто используется слово «технология», существует научное понятие «педагогическая технология», а помнится время, когда это словосочетание резало слух. Как - превратить обучение, научение (кто бы это отличал?) в какой-то производственно - технологический процесс? Сейчас мы свыклись с этим термином, мучает нас только гарантированный результат, который должна непременно выдать любая технология. Вот в нем-то, а, конкретно, в гарантированности его, соль любой педагогической технологии. Какой результат и как его получить? Ответить на эти вопросы всегда было непросто. Сейчас же акценты смещаются на слово «сам». Не главное, что ученик знает, важнее, что он умеет делать сам. В настоящее время в качестве важнейшей цели образования выдвигается жизненная самореализация личности. Мы развиваем личность, готовую к взаимодействию с окружающим миром, к самообразованию и к саморазвитию. Вот эта самореализующаяся личность и должна стать гарантированным результатом труда современной школы. Не зависимо от того, какую педагогическую технологию или технологии обучения учитель предпочитает, какой предмет преподает, главной его задачей становится – дать ученику инструмент для самообразования и научить им пользоваться. Обучение учащихся способам получения знаний невозможно без развития мышления, умения планировать и алгоритмизировать собственную деятельность при решении поставленных учебных задач. На уроках физики особое внимание уделяется всем формам анализа, таким как анализ учебного текста, графика, таблицы, чертежа, формулы и т.д. Формируется умение высказывать суждение и обратное суждение, на основе которого можно получить новое знание. Учащиеся обучаются тому, как самостоятельно давать определения физическим понятиям, формулировать физические законы, выдвигать и проверять гипотезы, составлять алгоритмы решения задач, характеристики явлений и физических величин. Все это приводит к тому, что ученики научаются практически самостоятельно приобретать знания на уроке, работать с учебной информацией в любом ее виде и любой момент своей жизни.
1. Немного об информации.
В информатике под работой с информацией подразумевают: производство, поиск, обработку, хранение и передачу информации. С. Симонович и соавторы учебника «Общая информатика» (1) пишут, что строгого определения информации не существует. Романова Е. М. (2) под информацией предлагает понимать набор сведений о свойствах объекта или процесса и считает, что человек получает информацию из сообщений тогда, когда заключенные в нем сведения являются для него новыми, то есть, пополняют знания и понятными (здесь есть, о чем поспорить, думаю, что сведения могут быть непонятными и в тоже время быть информацией, сам факт непонимания уже есть информация, не говоря о смысловой ее части), таким образом, новые сведения должны быть логически связаны с уже имеющимися знаниями (очень бы этого хотелось, особенно на уроках физики). Осознанная информация становится знанием, оно позволяет много раз использовать информацию, которую получили только один раз (2). Другой автор Ю.Л. Шередеко в работе (3) говорит о том, что далеко не всякая осознаваемая информация является знанием (даже из доступной сознанию информации некоторая часть является знаниями других, а субъект может оперировать с ними только как с данными). Так или иначе, необходимо признать, что учитель стремится к тому, чтобы информация была осознанной учащимися. Человек живет в огромном информационном поле. От того, как он справляется с информационным потоком, проходящим через него, зависит практически вся его жизнь. В единицу времени он способен переработать некий объем информации. Видимо, можно использовать скорость перерабатываемой информации как некоторый критерий интеллектуального развития личности. Опыт показывает, что умение владеть мыслительными операциями пропорционально скорости получения знания и, значит, объему обработки информации. (Лирическое отступление. Можно ввести КПД восприятия жизни равное отношению информации, которую человек способен обработать в единицу времени ко всей поступившей к нему информации за это же время. Обострение чувств, в различных жизненных обстоятельствах, есть не что иное как, резкое увеличение КПД восприятия жизни. Захватывающее неземное чувство мимолетного счастья – эмоциональное переживание, связанное с увеличением этого же самого КПД.) Умение мыслить – одно из важнейших умений человека, присущее только человеку и этим отличает его от животного. Сам процесс мышления перестает быть таинством, если принять, что конечным продуктом мыслительной деятельности является мысль – новое или субъективно новое знание человека, сформулированное при помощи словесных символов. Что происходит, когда человек мыслит? Какие мыслительные операции осуществляются? Мысль в мозгу представляется в кодовой форме. Психологи различают зрительно - пространственный, словесный, акустически-образный, буквенный, цифровой и еще какие-то коды. Код – модель в нервной системе, однозначно соответствующая реальному объекту. Модель в мозге есть информация, обрабатываемая определенным образом. Тогда под кодированием информации будем понимать создание моделей в мозге, отражающих действительность. У человек изначально от рождения и в первые годы жизни формируется склонность к использованию определенных кодов информации. А.Лук в своей работе «Мышление и творчество» (4) пишет о том, что если помочь человеку понять, какие символы, какой код информации для него наиболее приемлем, то его мышление будет максимально продуктивным. Понятно, что на уроке не возможно подстроиться под каждого ученика и, тем не менее, стремиться к тому, чтобы способ кодирования информации соответствовал содержанию и структуре учебного материала необходимо.
На уроках физики в той или иной степени учащиеся участвуют в процессах передачи, получения, обработки, представления, использования и хранения информации. Представляется, что именно физика, может претендовать на дисциплину, более чем другие развивающую общеучебные навыки по работе с информацией. Более того, на мой взгляд, именно в процессе преобразования и перекодировки информации происходит наиболее эффективное ее усвоение учащимися (вспомним модное ныне понятие «деятельностный подход в обучении»). Преобразование и перекодировка информации – активная индивидуальная и (или) групповая деятельность учащихся, которая, в конечном счете, позволяет решать важную задачу по передаче учащимся необходимого объема знаний, формировать общеучебные и предметные умения и навыки, развивать познавательные процессы личности. Добавлю цитату из книги «Учим детей мыслить критически»(5): «Когда ученик преобразует, видоизменяет учебный материал, он тем самым присваивает его». Собственно «присвоение» учебного материала учеником – одна из главных целей его научения, если под «присвоением» учебного материала понимать, пользуясь терминологией и отрывком из работы Ю.Л. Шередеко, вхождение материала в область освоенных, включенных в тезаурус субъекта, «внутренних» смыслов (содержащиеся в этой области знания можно назвать осмысленными) в отличие от остальных (неосвоенных, «внешних», в том числе и чужих, противоречащих тезаурусу) смыслов (в этой области - неосмысленные знания). Вхождение в эту область чего-то нового возможно только при его увязке со всем тезаурусом путем переосмысления, рефлексии содержимого этой области. Эта область содержит то, в чем субъект уверен (система верований), в чем не сомневается, его навыки, возможности, способности (то, что он может реализовать) (3). Для немудрствующего учителя просматривается следующая цепочка: входящая информация, ее осмысление и присвоение учеником (внутреннее действие ученика, при котором информация становится своим личным знанием через открытие своего понимания, выражения нового для самого себя имеющимися средствами и увязывание этого нового в систему с имеющимся знанием, в чем ученик будет абсолютно уверен, на что будет полагаться не задумываясь, не сомневаясь(3)), применение учеником.
Остановимся на вопросе о видах и формах информации. Классики от информатики предлагают ее разделить на виды по сфере возникновения, по общему назначению, по способам возникновения, передачи и восприятия, по характеру описания объектов и явлений, по характеру влияния на деятельность человека или работу технического устройства. На уроках физики чаще используется информация, которая делится по способам возникновения, передачи и восприятия. Романова Е.М. предлагает такое деление в работе (2), приведем его полностью:
Эстетическая информация возникает в результате сочетания природных носителей: свет, тень, цвет, звук, запах.
Семантическая информация - результат познания законов природы, общества и мышления:
Первичная информация возникает в результате деятельности людей. Вторичная информация возникает в результате аналитико-синтетической переработки первичной информации. Выходная информация - это выводы о вторичной информации.
Визуальная информация передается видимым образом: текстовая, числовая, графическая, смешанная.
Аудио информация передается звуками.
Органолептическая информация передается запахом и вкусом.
Тактильная информация передается и воспринимается ощущениями.
Машинно-ориентированная информация воспринимается и передается техническими средствами. Форму представления информации связывают со способом ее кодирования. Следовательно, меняя способ кодирования информации, мы меняем ее форму и наоборот. При перекодировке неизбежно часть информации теряется, так как информационная емкость кодов различна. У символа, например, она больше, чем у образа (4). Музыку сложно передать словами. Балет, танец не передаст полностью смысл литературного произведения (6). Но при более детальном изучении вопроса, можно сказать, что переход из одной системы кодирования в другую позволяет на основе анализа полученных моделей выделить новые свойства, соотношения и зависимости между моделями, отражающими в нашем сознании реальные объекты и связи между ними. Таким образом, перекодировка и (или) преобразование информации приводит к продуктивному осмыслению и присвоению знания, содержащегося в ней, а также является одним из способов получения нового знания, не содержащегося в ней в явной форме. Я.Г. Плинер, В.А. Бухвалов (7) предлагают критерии оценки развития умений работы учащихся с учебной информацией. Неудовлетворительный уровень – на уроке не формируются и не развиваются умения (вообще говоря, трудно представить, что такое возможно); критический уровень – составление элементарных моделей учебной информации (переписывание чего-либо в тетрадь); удовлетворительный уровень – составление элементарных моделей информации с выделением взаимосвязей между понятиями; хороший уровень – самостоятельное дополнение элементов моделей информации: таблиц, рисунков, конспектов, схем, планов; высокий уровень – составление полных моделей информации: конспектов, рефератов, структурно-логических схем, тематических планов; оптимальный уровень – составление и систематизация моделей информации из научно-популярных изданий с выделением исследовательских задач. Таким образом, одни авторы делят информацию на виды и формы, на первичную, вторичную, выходную. Другие авторы вводят понятия «полная модель информации», «элементы модели информации» и «элементарная модель информации». В любом случае, речь идет о том, в каком виде может быть представлена информация, какова ее структура, каковы способы ее преобразования и кодировки.
2. Информационные блоки. И так, надо же, наконец, на чем-то остановиться. Разобьем по - дилетантски учебную информацию на информационные блоки. Информационный блок – это объединенное общей идеей и закодированное определенным образом знание, которое мы хотим передать учащимся. Не знание вообще, а конкретную дискретную его часть.
Информационные блоки на уроках физики:
- устное сообщение, текст (особенно определение, формулировка); - таблицы; - формулы, графики, рисунки, схемы, чертежи, фотографии; - физические демонстрации и опыты в классе: - видеофрагменты; - физические анимации, моделированные физические процессы средствами информационных технологий.
Интуитивно, блоки выстроились от символьной формы кодировки информации к символьной и образной, от блоков статичных (нет изменения блока во времени, у учащегося есть возможность работать с ним столько, сколько требуется, например это может быть график или таблица и т.д.) к динамичным (время восприятия ограниченно, идет в каждый момент времени новая информация, как в демонстрации опыта в классе – его можно повторить, но не остановить; хотя и здесь можно попробовать «остановить мгновение», если пользоваться мультимедиа продуктами), от блоков с применением одного вида кодировки к блокам с двумя и более двух видов кодировок. Методика проведения конкретных уроков по физике подразумевает работу с определенными наиболее рациональными способами представления и передачи информации. Не последнюю роль играют в планировании возрастные особенности учеников и специфика учебного материала. Выделим общеучебные умения и навыки, которые развиваются у ученика при работе с информацией на уроках физики, взяв за основу перечень из работы Слабуновой Э.Э. (8).
Учебно-информационные умения.
Производить и представлять информацию в устной и письменной форме;
Соблюдать логику в рассуждениях при предъявлении информации;
Владеть способами аргументации, как дополнительной информации для обеспечения ясности или подтверждения истинности уже имеющейся информации;
Вести поиск информации с помощью каталогов, библиографических изданий, электронных средств систематизации информации и т.п.;
Четко формулировать целевую установку при работе с источником информации;
Формулировать главную мысль в тексте, высказывании, выделять ключевые слова в определении;
Сворачивать информацию в виде вторичных источников информации: план, алгоритм, таблица, логическая блок-схема, тезисы, резюме, конспект, реферат;
Разворачивать информацию: «читать» формулы, уравнения.
Перекодировать информацию из визуальной в словесную и наоборот и представлять в графическом, символическом и других видах.
2. 1. Блок: текст. Работу с текстом можно разделить на два вида: работа с текстом или его фрагментом как таковым в целом и работа с определением или формулировкой закона. В обоих случаях, как правило, речь идет о преобразовании и передаче информации: свернуть – развернуть, довести до сведения учителя и класса.
Ответим на вопросы. Используется несложный текст или текст с большим объемом материала изученного ранее. Такие тексты можно найти в учебниках Касьянова В.А. за 10 и 11 классы (9, 10). В зависимости от степени подготовленности класса можно предложить учащимся сделать следящий или, что сложнее, структурный конспект параграфа или части параграфа, составить тезисы, простой или сложный план материала. Другими словами учащимся предлагается произвести вторичную информацию. А можно приготовить список вопросов к параграфу, сформулированных таким образом, что на часть из них учащиеся не найдут прямого ответа в тексте. Для выполнения задания ученикам придется сначала выделить фрагмент текста, который, по их мнению, содержит необходимый материал, проанализировать его и сформулировать своими словами ответ. В соответствии с таксономией учебных задач Д. Толлингеровой это задача третьей категории, требующая сложных мыслительных операций с данными. В качестве примера можно взять учебник Физика 11 класс, §31 «ЭДС в проводнике, движущемся в магнитном поле». Вопросы, не имеющие прямого ответа в параграфе, отмечены звездочкой.
В чем отличие действия на электрический заряд электрического и магнитного полей?
В чем смысл взаимосвязи электричества и магнетизма?
*Почему при движении проводника в электрическом поле не происходит пространственного разделения электрического заряда?
*В чем заключается механизм разделения электрического заряда в магнитном поле?
Когда прекращается разделение заряда?
*Как сконструировать простейший генератор постоянного тока?
*Как оценить примерные его характеристики?
Проанализируем решение задачи. Встречаются на страницах школьных учебников по физике задачи с полным решением. Как правило, они предлагаются для закрепления нового материала, реже как обобщение целого класса задач. Что делать с этим готовым решением? Одним из вариантов продуктивной работы – составить анализ решения задачи. И, надо сказать, не всем учащимся удается это сделать в полном объеме. Более того, не всегда они умеют анализировать само условие задачи. Часто все сводится к выяснению, что - дано, и что надо найти. На вопрос - о чем идет речь в задаче? - учащиеся начинают пересказывать ее условие близко к тексту. Естественно, что анализ решения будет включать анализ условия задачи. Саму деятельность можно классифицировать как получение вторичной информации, которая имеет своей целью развитие учебно-логических умений учащихся: анализа, синтеза, сравнения и обобщения.
План анализа решения задачи.
Ответить на вопрос – о чем идет речь в задаче? (Сначала надо представить внутренним взором ситуацию, которая описывается в задаче, и надо настолько хорошо представить ее, чтобы не только видеть, но и слышать, ощущать запах, чувствовать прикосновение тел. Словом, ученик должен настолько хорошо представить ситуацию, чтобы стать участником событий. Умение представить мысленным взором ситуацию особенно важно при решении задач на применение знаний в измененной или нестандартной ситуации.)
Раскрыть физический смысл условия задачи, то есть определить, какие физические процессы описываются в задаче и условия их протекания.
Объяснить чертеж или рисунок к задаче (происходит перекодировка информации из визуальной символьной или образной в словесную).
Прокомментировать решение задачи в общем виде: назвать, какие физические законы, уравнения использовались при решении задачи; какие уравнения или система уравнений получена; объяснить последовательность действий при решении уравнения или системы уравнений.
Сделать вывод размерности для первичной проверки полученной формулы.
Проанализировать численный ответ: оценить верность по соответствию табличным данным, известным процессам, зависимостям, если таковые имеются, здравому смыслу.
Рассмотреть предельные случаи (стремление какой-либо величины к нулю, бесконечности) и проанализировать их. Сделать вывод.
Составим алгоритм. По отношению к тексту учебника составление алгоритма каких-либо действий является производством вторичной информации. Такой вид работы, как правило, нравится учащимся, потому что позволяет им почувствовать собственную значимость – ведь они создают правила управления учебным процессом для себя и других. Попытка на основе одной или нескольких решенных задач составить алгоритм решения, стимулирует умственную деятельность учащегося, так как для этого ему необходимо систематизировать и обобщить конкретный учебный материал, работать иногда с довольно большим объемом информации. Не смотря на то, что общий алгоритм решения задачи по физике учащимся знаком, всегда найдутся особенности решения, которые и представляют конкретный интерес. Очень много частных алгоритмов приходится составлять при решении задач на второй закон Ньютона, и они действительно помогают довести некоторые действия учащихся до автоматизма. Особую трудность, как показывает практика, вызывают задачи на движение тел по окружности и по наклонной плоскости. На примере конического и математического маятников рассматриваются особенности решений задач на движение тел по окружности и приходим к выводу, что, прежде всего, необходимо правильно сделать чертеж, на котором указать центр вращения тела, радиус окружности, полную или часть траектории движения, к центру направить центростремительное ускорение и с ним сонаправить ось X. При составлении алгоритма решения задач на наклонную плоскость выделяются другие особенности чертежа и решения. Ось X, как правило, направляем по наклонной плоскости, выясняем, скользит тело или покоится, тем самым определяем, какая сила трения действует, если действует, куда ее направить, затем находим проекции силы тяжести и углы в треугольнике, для определения этих проекций и так далее.
Алгоритм решения задач на движение тел по окружности.
Внимательно прочитать условие задачи и увидеть мысленным взором конкретную ситуацию, представленную в задаче.
Записать кратко условие задачи, перейти, если необходимо в систему СИ.
*Сделать чертеж: (пошел алгоритм в алгоритме) изобразить схематично тело и окружность, по которой движется тело, указать центр описываемой окружности и ее радиус, к центру окружности направить центростремительное ускорение, сонаправить с ним ось X, ось Y направить перпендикулярно оси X , изобразить силы, действующие на тело, для удобства начало системы координат поместить в центр тяжести тела и туда же параллельным переносом перенести силы (именно эта часть алгоритма не прописанная и не проговоренная, а, следовательно, не выполненная или выполненная частично, приводит к большому количеству ошибок при решении задач).
*Записать второй закон Ньютона в векторной форме и в проекциях на координатные оси, формулу для расчета центростремительного ускорения.
(А вот теперь!) Проанализировать условие задачи на предмет, что известно в задаче и что надо найти.
Составить систему уравнений и решить ее относительно неизвестных.
Вывести размерность в полученных формулах, сделать расчет ответов.
Проанализировать ответы (эта часть решения задачи хоть и заключительная, но не самая легкая: необходимо рассмотреть, для каких случаев работает полученная формула, когда ответ не имеет физического смысла и реален ли полученный численный ответ).
Алгоритм решения задач на наклонную плоскость отличается от приведенного выше алгоритма только в пункте 3 и 4. После двух – трех совместно составленных алгоритмов по решению задач большинство учащихся научается выполнять данную работу самостоятельно и пристально следят, чтобы не были пропущены какие-либо характерные особенности решения данного класса задач. Составление алгоритмов эффективно при выучивании и применении различных правил, особенно, таких как нахождение плеча силы, правило Ленца, правило левой руки. Использование учебного текста в качестве первичной информации позволяет организовать деятельность учащихся по систематизации, обобщению или получению нового знания – вторичной информации, которая может быть ценной и сама по себе, но гораздо важнее развитие навыка такой работы. В этом случае реализуется познавательная сторона мышления учащегося, которая заключается в активном извлечении информации из внешнего мира, в данном случае из учебника, и ее обработке.
Сравним. Сравнивать можно явления, понятия, законы, физические величины и вообще, что хотите. Особенно это важно, когда учащиеся путают между собой то, что предлагается сравнить. В силу некоторой похожести слов и имеющим отношение к скорости тела, учащиеся путают или не различают явление инерции и свойства инертности. В учебнике Физика. 7 класс автора А.В. Перышкина эти понятия рассматриваются в §17 и §19 (11). Работа с текстами этих параграфов идет как закрепление материала. Необходимо, используя материал параграфов найти сходства и отличия этих понятий.
Инерция
Инертность
Отличие
Явление
Свойство тел
Скорость тела не меняется
Скорость тела меняется
Нет физической величины, которая характеризует явление
Масса характеризует инертность тела
Сходство
Связано с движением тел
Похоже в написании
Учащиеся 10х классов не все четко понимают отличие средней скорости от средней путевой, что приводит к большому количеству ошибок при решении задач. Возникает настоятельная необходимость разграничения этих понятий, опять же методом составления сравнительной таблицы при работе с текстом §11, Физика 10 класс Касьянова В.А. Трудность работы усугубляется тем, что в тексте параграфа наличие средней скорости только подразумевается и сам материал нуждается в дополнении.
Средняя скорость
Средняя путевая скорость
Отличие
Величина векторная
Величина скалярная
Равна отношению перемещения тела к промежутку времени, за который это перемещение произошло
Равна отношению пути к промежутку времени, затраченному на его прохождение.
Может принимать значения >0,<0,=0
Может принимать значения >0
V=
·S/
·t
V=
·L/
·t
Сходство
Характеризует скорость только за данный промежуток времени в целом
Единица скорости м/с
Не позволяет решить основную задачу механики
Самостоятельное составление сравнительных таблиц позволяет учащимся более глубоко понять смысл того, что они сравнивают. Операция сравнения позволяет делать ученику личные открытия. Попробуем сравнить два закона: Всемирного тяготения и Кулона.
Закон всемирного тяготения
Закон Кулона
Отличие
Описывает гравитационное взаимодействие
Описывает электромагнитное взаимодействие
F = GMm/R2
F = KQq/R2
G = 6.67
·10-11Hм 2 /кг2
K = 9
·109 Hм 2 /кл2
Тела притягиваются всегда
Тела могут притягиваться, могут отталкиваться
Нет (?) частицы, несущей самый маленький неделимый гравитационный заряд (?)
Есть частицы, несущие самые маленькие неделимые электрические (+,-) заряды
Сходство
Математическая запись
Тела – материальные точки
Радиус действия сил – бесконечность
Использовались крутильные весы
Как удивительно и подозрительно похожи законы. Учащиеся задают вопрос, а такая уж принципиальная разница между двумя этими взаимодействиями? И почему до сих пор не открыт гравитон, существования которого просит наше врожденное чувство симметрии? И может быть, эти возникшие вопросы, подтолкнут кого-то к работе над единой теорией поля, а кого-то искать гравитон?
Сформулируем определение. Строго говоря, работа по формулированию определения изначально не есть работа с письменным текстом, а с устной речью учителя или учащихся. Но, тем не менее, когда определение сформулировано и записано учащимися, мы с полным правом можем говорить о работе с текстом. Тем более, что формулировка определения или закона это не единственная цель данного задания. Необходимо доказать полное соответствие готового определения изучаемому явлению. Таким образом, мы сначала сворачиваем информацию до определения, а потом доказываем, что оно верно. Характерна в этом плане работа с определениями равномерного и неравномерного движения в 9 классе. После демонстрации и объяснения ряда опытов, которые описываются в учебнике и методической литературе, учащимся предлагается, вспомнив некоторые познания из седьмого класса, дать определение равномерного и неравномерного прямолинейного движения. Справедливости ради, надо сказать, что не всем учащимся данный вид работы на уроке нравится. В силу своей природной робости или не умения подметить особенности явления, обобщить материал и свернуть его, эти дети стремятся отсидеться за спинами одноклассников. При определенной настойчивости и этих учащихся можно расшевелить, хотя бы для проверки уже готового определения. Как показывает опыт, редко даже при хорошей, на взгляд учителя, подготовительной работе, ребята дают полное определение и это хорошо. Например, в определении равномерного прямолинейного движения, как правило, упускают слово «любые» перед словами «равные промежутки времени», хотя оно является ключевым. Выясняем, почему определение теряет смысл, если в нем отсутствует это слово? Находим еще слова, потеря которых, приводит к искажению смысла определения и, следовательно, не полному или неправильному описанию явления. Далее надо рассмотреть возможность введения других, возможно, поясняющих слов. Скажем, нужно ли говорить, что тело движется по прямой линии, если уже сказано, что тело совершает одинаковые перемещения? Доказываем вместе, что это лишнее, так как перемещение – векторная величина и, следовательно, ее направление не меняется. Работает правило: минимум слов – максимум смысла. Игра со словами заканчивается, когда все в классе согласны: в определении нет ничего лишнего и, вместе с тем, оно полностью описывает явление. Если методически нецелесообразно предоставлять учащимся возможность самим формулировать определения, то выделение ключевых слов и анализ изменения смысла при их замене или потере, желательно делать.
План работы с определением.
Прочитать определение и пересказать своими словами, о чем идет речь (казалось бы, зачем это делать – переводить с русского на русский, но вот что удивительно, когда я спрашиваю семиклассников, о чем идет речь в задаче, они пересказывают слово в слово условие задачи, и так же не могут своими словами пересказать, о чем идет речь в готовом определении, поэтому надо перевести определение с научного языка на язык учащегося и постараться не потерять при переводе его смысл).
Выделить ключевые слова, которые несут на себе основную смысловую нагрузку, аргументировать выделение.
Удалить по очереди ключевые слова из определения, проследить, как будет меняться смысл определения.
Попытаться дополнить определение, проанализировать успешность попытки.
Сформулировать обратное утверждение и проанализировать, будет ли оно иметь физический смысл и будет ли оно справедливо.
Определить границы применимости определения.
У определения появляется ясность и глубина. Учащиеся еще раз убеждаются в необходимости очень аккуратно относиться к слову, к тому, какую информацию оно несет.
Составим характеристику. Деятельность по свертыванию информации на уроке организуется при решении учащимися обратной задачи – самостоятельного представления информации в виде текста. С этим связан довольно сложный вид работы, как составление различного рода характеристик. Такой вид работы развивает учебно-логические умения учащихся: анализ, синтез, сравнение, обобщение, классификация, определение понятий. Для примера приведем схемы составления характеристики силы и физической величины.
Схема составления характеристики силы.
Определить вид взаимодействия, к которому относится данная сила.
Каковы условия возникновения силы?
Куда сила приложена?
Куда направлена сила?
От чего зависит направление силы?
От чего зависит величина силы?
Общая формула для расчета силы.
Постоянный коэффициент в формуле и его физический смыл.
Характеристика силы трения всегда вызывает трудности, поэтому приведем наш вариант. Что бы излишне не усложнять характеристику, сделаем ее только для сухого трения.
Сила сухого трения.
Сила трения относится к электромагнитному взаимодействию. Возникает при взаимодействии двух тел и движении одного тела по поверхности другого или при наличии силы, вынуждающей тело к движению относительно другого тела, но не приводящей к нему. Сила приложена к поверхностям соприкасающихся тел (не имеет определенной точки приложения). Направлена сила вдоль площади соприкосновения тел, в противоположную сторону движения тела. Направление силы зависит от направления движения или возможного движения тела. Для тела движущегося под действием собственных сил, сила внешнего трения направлена в сторону движения тела. Например, у автомобиля, человека, животного и т.д. Величина силы трения зависит от величины нормальной составляющей силы (силы нормального давления или придавливающей силы) к площади опоры взаимодействия тел, от характера (гладкость, шероховатость), и рода материалов поверхностей соприкасающихся тел. Если тела покоятся относительно друг друга, то сила трения равна по модулю и противоположна по направлению вынуждающей к движению силе. При скольжении одного тела относительно другого сила трения находится по формуле Fтр = kN. По этой же формуле находится максимальная сила трения покоя (о явлении застоя говорим, но не учитываем), где k - коэффициент трения, зависящий от материала трущихся тел и от качества обработки их поверхностей, он показывает во сколько раз силы трения больше силы нормального давления (придавливающей силы).
Схема составления характеристики физической величины.
Название и обозначение физической величины.
Физический смысл величины (дать определение, что характеризует, что показывает).
Векторная величина или скалярная? Если величина векторная, то куда направлена?
Единицы измерения физической величины.
Выражение единицы измерения физической величины через основные единицы измерения.
От чего зависит численное значение величины, по какой формуле ее можно рассчитать?
В какие физические формулы еще входит?
Способ измерения величины.
Воспользуемся схемой и составим для примера характеристику веса тела, которую будем давать в десятом классе. Понятно, что она будет сложнее и полнее чем та, которую мы даем в седьмом классе.
Характеристика веса тела.
Вес тела обозначается буквой Р, показывает с какой силой тело действует на опору или подвес (добавление о том, что на тело при этом должна действовать сила тяжести лишнее, так как вес тело может иметь и тогда, когда на него не действует сила тяжести, ему для этого достаточно иметь опору или подвес и находиться в неинерциональной системе отчета). Вес - величина векторная и направлена всегда противоположно силе упругости подвеса или силе реакции опоры. Единица измерения 1Н (один Ньютон). 1Н = 1кг Ч1м/с2. Вес тела зависит от конкретных условий, в которых находится тело, а именно – движется тело или покоится вместе с опорой или подвесом, если движется, то как – с ускорением или равномерно и прямолинейно? В любом случае, есть только один единственный случай, когда вес по своему значению равен силе тяжести – опора горизонтальна, подвес вертикален и движутся вместе с телом равномерно и прямолинейно или покоятся. Все. Во всех остальных случаях пользуемся третьим законом Ньютона, откуда следует, что вес тела равен по модулю и противоположно направлен силе реакции опоры или силе упругости подвеса. Из последнего вытекает способ измерения веса тела, т.е. динамометр, измеряющий силу упругости, вполне подойдет.
2. 2. Блок: таблица.
В учебниках физики довольно много различных таблиц. Это информация, представленная в свернутом виде. Она содержит не только данные, но еще знания, которые надо из нее добыть. Задача учителя научить работать с такой информацией, максимально разворачивать и преобразовывать ее. Что бы развернуть информацию, сначала проанализируем таблицу. Этот вид деятельности можно и нужно алгоритмизировать, что бы сформировать навык работы, довести его почти до автоматизма. В данном случае, что бы составить анализ, необходимо ответить на ряд вопросов и выполнить одно, но очень важное задание.
Анализируем таблицу.
Как называется таблица?
Что представлено в таблице?
В каких единицах измеряются табличные данные?
Какую закономерность (закономерности) Вы наблюдаете?
Предложите свое объяснение выявленной закономерности.
Есть ли исключения и с чем они связаны?
Какое практическое значение имеют данные таблицы?
Самыми сложными для учащихся оказываются пункты 4-7, а из выделенных - пункты 4 и 5. Непросто бывает обнаружить закономерность и еще сложнее ее объяснить. Вот тут и начинается активный познавательный процесс. Сначала проверяется внимание и своеобразная зоркость учащихся. Вопрос, что ты тут видишь, конкретно в таблице, а, в общем, на странице учебника, у некоторых детей вызывает легкую панику. На самом деле непросто ответить на него. Отвечать, что видит ученик или то, что хочет, чтобы он видел учитель? И если ученик все-таки что-то видит, то не обязательно он внятно об этом расскажет. Все ли закономерности замечены? Когда выявленные закономерности исчерпываются, выдвигаются различные варианты объяснений. И что характерно, если закономерностей несколько, то часто замечают их одни дети, а объясняют другие. Для иллюстрации воспользуемся таблицей № 4 «Удельная теплоемкость» из сборника задач по физике Лукашика В.И., Ивановой Е.В. (12). Большинство учащихся утверждают сначала, что никаких закономерностей в таблице не просматривается. Некоторые особенно догадливые замечают, что вещества выписаны по алфавиту. И только потом обращают внимание на то, что у жидкостей удельные теплоемкости больше, чем у твердых тел, исключая лед. У металлов удельная теплоемкость меньше, чем у неметаллов, опять же, исключая алюминий. Замечают, что у воды самая большая теплоемкость, а когда вода замерзает, ее теплоемкость уменьшается в два раза. Почему же у различных веществ разная удельная теплоемкость? Потому что у тел различные свойства и агрегатные состояния. А почему у тел различные свойства? Потому, что они состоят из разных молекул и атомов, а атомы и молекулы тела имеют различную конфигурацию в пространстве и силы взаимодействия между собой. А все это в конечном итоге влияет на то, сколько энергии необходимо передать каждой отдельной молекуле, чтобы она стала двигаться быстрее (ведь мы всегда помним, что чем быстрее движутся молекулы, тем выше температура тела) и целому телу массой один килограмм, что его температуру увеличить на один градус. Седьмой пункт анализа таблицы не вызывает трудностей, учащиеся называют порой самые неожиданные применения табличных данных. Стандартное применение таблицы – для решения задач по физике и нестандартное - составление своих задач.
Составим свою задачу. Придумать свою задачу и решить - дело серьезное для школьников любого возраста. Для этого необходимо иметь развитое воображение, позволяющее представить ситуацию, которая будет описываться в задаче, логическое мышление, без которого нельзя будет выстроить последовательность действий при планируемом решении задачи. Учащийся должен хорошо понимать тему, по которой составляется задача, знать формулы, владеть терминологией, уметь выражать свои мысли славами, то есть, по сути, производить словесную кодировку своих мыслей. В соответствии с таксономией учебных задач Д. Толлингеровой - это задачи 5 категории, требующие творческого мышления. В седьмом классе вызывают поощрение составленные задачи с использованием табличных данных даже в одно действие, с одной формулой. Для такого задания могут пригодиться таблицы из учебников и задачников. На первом этапе такие задания нужны для решения самых прозаических проблем: - научить работать с таблицей, то есть научить извлекать из нее информацию; - формировать навык работы с физической формулой, максимально свернутой информацией в символьном виде, с единицами измерения физических величин; - учить выражать мысли физическим языком (перевод с русского на русский); - развивать воображение; - довести навык оформления задач до автоматизма. В старших классах составленные задачи подразумевают несколько действий в решении и желательное использование данных из нескольких таблицы. Задачи оцениваются все или выборочно, рассматриваются у доски всем классом, лучшие предлагаются для решения другим учащимся, из них создается банк именных задач.
2. 3. Блок: формула.
Большая информационная емкость у физических формул. А.Н. Лук пишет (4), что экономное символическое обозначение понятий и отношений между ними – важнейшее условие продуктивного мышления. Видимо именно в формуле достигается максимальное свертывание большого объема информации. С точки зрения развития учебно-логических, учебно-информационных умений учащихся нет более подходящего объекта для работы, чем физическая формула. Первым шагом в работе с готовой формулой является получение ответа на вопрос: что же здесь написано? Этот вопрос учителя нередко у учащихся вызывает недоумение, потому что перед этим было объяснение, демонстрация опытов, подводящих к этой формуле, запись самой формулы – им кажется все ясно. И, тем не менее, оказывается, что большая часть детей не могут ответить на этот вопрос четко вразумительно своими словами. То, что казалось только что ясным, при попытке дать ответ расплывается и не хочет формулироваться. Обратная задача - развернуть информацию, прочитать формулу, решается школьниками труднее, потому что требует работы по кодировке своих мыслей при помощи своего языка, перевода фразы на физический язык, а затем произнесения вслух, причем так, чтобы поняли другие. И приходиться иногда обратный путь проходить вместе. Для получения полной информации из готовой формулы проанализируем ее, применяя алгоритм, который состоит из ответов на поставленные вопросы и выполнения одного задания.
Анализируем формулу.
1. Как называется формула? 2. Какие физические величины связывает между собой? 3. Каков вид математической зависимости? 4. Каков физический смысл представленной закономерности? 5. Есть ли в формуле постоянные коэффициенты? 6. Каков физический смысл постоянных коэффициентов? 7. Какие производные формулы можно еще получить? 8. Имеют ли физический смысл полученные формулы, если имеют, то какой? 9. Определить границы применения формулы.
Проанализируем, используя представленный алгоритм формулу:
a= F/m
Данная формула является математической записью второго закона Ньютона, она связывает между собой ускорение тела, силу, действующую на тело и массу тела. Ускорение, приобретаемое телом под действием силы, прямо пропорционально силе и обратно пропорционально массе тела. Чем больше модуль действующей на тело силы, тем больше меняется характер его движения, следовательно, тем больше приобретаемое ускорение телом. Масса тела является мерой его инертности. Чем больше масса, тем более инертно тело, тем меньше должна меняться его скорость, что и следует из формулы. Постоянных коэффициентов в формуле нет. Производные формулы: F = ma и m = F/a. Обе формулы не имеют физического смысла! Вот это одно из самых интересных мест в анализе исходной формулы и оно требует пристального внимания. Необходимо детально разобрать, что сила не может находиться в пропорциональной зависимости от массы тела потому, что с массой данного тела она вообще никак не связанна. А ускорение приобретается в результате действия на тело силы и не надо путать следствие с причиной. Следовательно, сила никак не может прямо пропорционально зависеть от ускорения. Аналогичный разбор производится со второй формулой. И возникает вопрос, что же обозначают данные формулы, зачем они? Данные формулы позволяют найти численное значение физических величин по известным данным и все. Притом, что исходная формула справедлива в инерциальных системах отчета в классической механике. Подобного рода анализ целесообразно проводить с первого года обучения физики. Он позволяет «почувствовать» формулу, лучше понять физический смысл, скрытый за ней. Учащиеся седьмого класса еще слабо готовы к работе с абстрактными формулами, не смотря на то, что в математике они с простыми формулами уже встречались. Это связано с тем, что абстрактно-логическое мышление у них развито недостаточно, а преобладает в этом возрасте наглядно-образное. Вторая причина в недостаточном владении общеучебным навыком переноса умений, полученных в одной области (математики) в какую-либо другую область (например, в физику).
Решим физический силлогизм. Силлогизм – умозаключение, в котором из двух категорических суждений, связанных одним общим средним термином, получается третье суждение, называемое выводом; при этом средний термин в заключение не входит (13). Под категорическим суждением будем понимать независимые физические формулы, общий средний член – физическая величина, входящая в обе формулы, вывод – новая полученная формула. Причем, новых формул может быть столько, сколько физических величин останется после решения такого силлогизма. Но получение формул не самоцель данного вида работы, хотя и это самостоятельно логическим путем полученное в свернутом виде знание очень важно. Попытаться объяснить вновь полученные теоретическим путем закономерности с точки зрения физического смысла, увидеть за формулами физическое явление – вот высший пилотаж. Фактически учащиеся решают при этом весьма сложную интеллектуальную задачу пятой категории, требующей творческого мышления по разворачиванию информации, содержащейся в формуле или формулах. Для примера воспользуемся фрагментом урока, где вводится понятие работы электрического тока.
Первое категорическое суждение: U = A/q
Второе категорическое суждение: I = q/t
Средний член – q.
Избавляясь от электрического заряда, получаем ряд формул, одна из которых нам нужна как основная: A = IUt, еще три получаем как производные. После получения основной формулы, анализируем ее по алгоритму, и особое внимание уделяем пункту 4, анализу физического смысла полученной закономерности. Далее проверяем полученную формулу на опытах, работаем с демонстрационным экспериментом, перекодируем полученную аудио и визуальную информацию в символьную форму и переходим к общепринятой форме математической записи закона Джоуля – Ленца, используя закон Ома, и его словесной формулировке. И на этом этапе происходит преобразование информации, переход из символьной формы в словесную. Этот небольшой фрагмент показывает, сколько разных операций мышления по преобразованию и перекодированию информации, проделывает учащийся под руководством учителя (если проделывает). Добиться того, чтобы все дети работали на уроке, а не делали вид, что работают, не всегда удается. А у тех ребят, кто работает, качество операций мышления разное, что и сказывается на уровне понимании и запоминания материала.
Шпаргалка для решения задач.
На этапе обобщения материала, насыщенного формулами проводится конкурс «Лучшая шпаргалка для решения задач». В литературе подобное называют структурно-логической блок-схемой для решения задач, состоящей из набора формул по теме, логически вытекающих и дополняющих друг друга или кластерами (новое слово, пришедшее к нам с технологией критического мышления американских авторов, адаптированной к нашему образованию). Авторы книги «Учим детей мыслить критически» (5) определяют кластеры, как рисуночную форму, суть которой заключается в том, что в середине листа записывается или зарисовывается основное слово (идея, тема, а для физики - формула), а по сторонам от нее фиксируются идеи (слова, рисунки, а для физики – формулы), как-то с ним связанные. В итоге информация сжимается в виде своеобразных гроздьев, кустиков - кластеров. Для ребенка любого возраста и, что самое главное, уровня развития, такая работа является творческой, интересной и приносящей удовольствие, так как позволяет самореализоваться в этом виде деятельности, выполнить ее так, как он лучше всего умеет это делать. Незаметно для себя, он учиться систематизировать материал, находить логические связи, прогнозировать решение задач. На рисунке приведена схема для решения задач на уравнение Менделеева, здесь отсутствует уравнение в форме Клайперона и некоторые другие формулы, которые учащиеся должны уметь получать как частный случай из основных формул.
2. 4. Блок: график. Графические задачи занимают особое место в школьном курсе физики. Это связано с тем, что решение таких задач развивает все операции мышления учащегося: анализ, синтез, абстрагирование, обобщение, конкретизацию. По умению работать с информацией в графическом виде, решать различные прямые и обратные графические задачи можно судить об уровне развития абстрактного – логического мышления учащегося. К началу изучения предмета учащиеся уже имеют некоторые понятия о графиках, почерпнутые из математики, но переносят знания в область физики с трудом. Одна из причин такого положения связана с возрастными особенностями развития школьников. В этом возрасте у них еще преобладает наглядно – образное мышление. Даже сама операция замены математических переменных на физические величины идет непросто. К выходу из школы учащиеся должны уметь представлять информацию в графическом виде и «читать графики». И опять же, свертывание информации идет легче, чем обратный процесс по разворачиванию информации - «прочитать график» оказывается сложнее, чем построить графическую зависимость. Собственно, если вдуматься в этот эффект, то станет понятно, что данная ситуация естественна. Когда сворачиваем информацию, мы ее перекодируем или преобразуем сами, выделяем существенное, что-то теряя, но имея в сознании первоисточник полной информации. Когда разворачиваем информацию, то выполняем операцию достройки. Причем, мы можем достроить даже то, что не имел в виду первоисточник. Как это бывает с литературными произведениями, когда читатель прочитывает более того, что хотел выразить писатель. Поэтому такое большое внимание уделяется именно «чтению графиков», то есть умению брать максимально большой объем информации, анализируя графическую зависимость. Учащиеся научаются, кроме элементарных операций по считыванию данных:
объяснять физический смысл зависимости, особых точек графика;
проводить операцию сравнения зависимостей, объяснять физический смысл их отличия и сходства;
давать математическую интерпретацию зависимости, делать расчет постоянных коэффициентов по графику;
выяснять физический смысл площади под графиком.
Научение «чтению графиков» начинается с самых простейших графиков через их детальный анализ. Тестом на проверку умений учащихся является анализ графиков по фотоэффекту, в частности, имеется в виду вольтамперная характеристика фотоэффекта. Если им удается разобраться с особыми точками графиков, объяснить в каком случае и как они смещаются, почему график представлен такой сложной кривой, значит, навык работы с графической информацией у них есть.
Анализируем график.
Какая физическая зависимость представлена на графике?
Какие физические величины отложены по осям координат и в чем они измеряются?
Что представляет собой график зависимости?
Особые точки графика и их физический смысл.
Какую информацию дает график?
Какие задачи позволяет решать график?
Для примера возьмем несложный график - график зависимости скорости от времени при равноускоренном прямолинейном движении.
На графике представлена зависимость скорости тела от времени. Скорость отложена по оси абсцисс, измеряется в м/с, время по оси ординат, измеряется в секундах. Зависимость скорости от времени линейная. График имеет две особые точки – точки пересечения с осями координат. Точка пересечения с осью ординат показывает, какая скорость была у тела в начальный момент времени, точка пересечения с осью абсцисс дает момент времени, когда скорость тела была равна нулю и меняла свое направление. Эта точка важна при построении сопряженного графика перемещения, так как соответствует вершине параболы. Информация, которую можно получить из графика непосредственно или произведя некоторые вычисления:
скорость в любой момент времени;
скорость в начальный момент времени;
среднюю и среднюю путевую скорости за некоторый промежуток времени;
момент времени, когда скорость тела равна нулю;
направление движения тела в любой момент времени;
по тангенсу угла наклона знак и модуль ускорения;
уравнение скорости для равномерного прямолинейного движения;
уравнение равномерного прямолинейного движения;
по площади под графиком перемещение тела.
Сам поиск набора информации, которую можно получить непосредственно и опосредованным путем развивает определенного рода зоркость, обостренное внимание при работе с графиками, которая пригождается при анализе графиков на географии, биологии, обществознании и т.д.
2. 5. Блок: схема, чертеж, рисунок.
Что ты здесь видишь (здесь – имеется в виду на рисунке, схеме, чертеже; обобщим все это словом картинка)? Это самый главный и трудный вопрос для многих учащихся, так как ответ на него требует развернуть информацию представленную набором символов. Каков механизм, приводящий к ответу? Сначала ученик воспринимает (понимает) символы, из которых состоит схема, рисунок, чертеж, их связь между собой. Потом он перекодирует информацию в словесную посредством внутренней речи и, наконец, дает ответ, проговаривая его во внешней речи. Этот ответ может лишь частично воспроизвести внутреннюю речь. Внутренняя речь в силу индивидуальных особенностей развития ребенка, наличия или отсутствия необходимых знаний и умений, далеко не всегда полно описывает набор представленных символов. То есть на каждом этапе, предшествующему ответу на вопрос, наблюдается потеря или искажение информации. И это в результате часто приводит к неполному или неправильному ответу. Чтобы не потерять деталей, надо разбить картинку (схему, чертеж, рисунок) на отдельные фрагменты, каждый из которых имеет свое название и значение. Чтобы не потерять смысл, надо найти как можно больше связей между фрагментами. Другими словами, мы разбиваем картинку на отдельные фрагменты, устанавливаем внутренние связи между ними, собираем картинку снова, и стараемся, чтобы после сборки все встало на место (а если не встанет на место, то возникнет хорошая проблемная ситуация – находка для учителя). Итак, ответ на сложный вопрос, - что ты здесь видишь?, разобьем на несколько более простых:
что представлено на картинке (перечислить все объекты; под объектами будем понимать физические тел, детали, приборы, механизмы, элементы графики, принятые символьные обозначения, словом, все что изображено и представляет собой отдельное целое; дать объектам названия, определить численные значение физических величин, характеризующих их, если возможно и нужно)?
каковы функции, перечисленных объектов?
как связан каждый отдельный объект с другими объектами, представленными на картинке?
какие свойства объектов меняются и почему?
какие изменения других объектов при этом последуют и почему?
какое явление, закон, правило и т.д. иллюстрирует картинка?
2. 6. Блок: физический эксперимент (демонстрация в классе, видеофрагмент, анимационная модель с использованием мультимедийных продуктов).
Физическая демонстрация в классе, видеофрагмент или моделированный физический эксперимент средствами анимации различных мультимедийных продуктов несет большой объем информации и поэтому важно, чтобы перед демонстрацией была четко сформулирована целевая установка. Также как и в работе с картинками, необходимо концентрировать и направлять внимание учащихся, пока они не научаться делать это самостоятельно. Отличие состоит в том, что физическая демонстрация – это развивающийся во времени процесс, а картинка - остановленное мгновение (и не всегда прекрасное). Перекодировка и преобразование информации проходит те же этапы. Цепочка действий состоит из перекодировки информации аудио - визуальной в словесную, преобразования учеником внутренней речи во внешнюю, для того, что бы описать для всех или для себя (тогда достаточно внутренней речи), что он наблюдал в этой демонстрации. Наблюдение и описание опыта можно использовать на любом этапе урока. Не зависимо от этого, учащийся должен уметь:
- описать установку и ход эксперимента; - провести анализ результатов и сформулировать вывод.
План наблюдения и описания физического опыта.
Определить какое физическое явление, процесс иллюстрирует опыт.
Назвать основные элементы установки.
Сделать пояснительные рисунки.
Коротко описать ход эксперимента и его результаты.
Предположить, что можно изменить в установке и как это повлияет на результаты опыта.
Сделать выводы.
Работаем с электронными средствами.
Уроки с использованием компьютерных технологий еще больше уплотняют информационный поток, в который погружаются дети. Опыт показывает, что с этим новшеством нужно быть очень аккуратным и, главное, не увлекаться. Использование электронных средств обучения имеет свои плюсы и минусы. Речь конкретно идет об учебных компьютерных курсах и программах АО «ИНТОС», «Физика в картинках», «Открытая физика», «Физика 7-11» НЦ «Физикон» и др. При работе с данными продуктами повышение наглядности физических процессов не главная, а сопутствующая цель, гораздо важнее - развитие мышления учащихся новыми средствами. Программы, позволяющие моделировать физический эксперимент – просто находка для учителя. Они демонстрирует эксперимент средствами анимации, описывают его графически и, самое главное, дают возможность изменять параметры системы, прогнозировать результаты эксперимента, работать с графиками. Однако, необходимо четко представлять, как и зачем используются конкретные продукты на уроке, определять методическую целесообразность данного вида работы и грамотно ставить дидактические задачи перед учащимися.
Важно, где проходят уроки с использованием электронных средств и как оснащен кабинет. Для наполняемости класса в двадцать пять человек, реальна схема: компьютер, стационарный проектор, цифровая видеокамера, видеомагнитофон для неоцифрованных видеофрагментов. Иногда приходится использовать физическую демонстрацию в классе, видеофрагменты, физические анимации и моделирование физических процессов. Не урок, а сплошные ТСО, а себя ощущаешь этаким Фигаро. И уж так физическое явление со всех сторон и всеми средствами рассмотрим! Но, некоторые дети не успевают за ритмом урока, с трудом переключаются с одного источника информации на другой, не любят слушать голос за кадром и делать чертежи с экрана проектора. Мел и доска и привычный голос учителя – уютно на уроке, нет суеты, перескоков с одного обучающего средства на другое. Дети воображают, представляют, фантазируют, т.е. достраивают в своем сознании образы, к которым обращается учитель, опираясь на свою память и свой жизненный опыт. И опять – но, где же эта середина и мера?
Плюсы использования электронных средств обучения:
- наглядность процессов, четкие изображения физических установок и моделей, не загроможденность второстепенными деталями;
- физические процессы, явления можно неоднократно повторять, останавливать, прокручивать назад, что позволяет учителю акцентировать внимание учеников, давать подробные объяснения, не торопясь за экспериментом;
- возможность менять по собственному желанию параметры системы, производить физическое моделирование, выдвигать гипотезы и проверять их справедливость;
- получать и анализировать графические зависимости, которые описывают синхронно развитие процесса;
- использовать данные для формулировки своих задач;
- обращаться к теоретическому материалу, делать исторические ссылки, работать с определениями и законами, выведенными на экран проектора;
- авторское озвучивание описания физических процессов и явлений и отключение его по желанию.
Минусы использования электронных средств обучения:
плотный поток информации, закодированный в различных формах, который учащиеся не всегда успевают обрабатывать;
- надоедают электронные средства, наступает «привыкание» к тому или иному продукту, теряется острота интереса, дети скучают по реальным экспериментам;
- вытесняет живое эмоциональное общение с учителем;
- учащиеся плохо переключаются с привычного голоса учителя на голос за кадром;
- мешает работать привычка учеников с младшей школы выполнять действия за учителем или вместе с ним;
- отсутствует возможность у учащихся произвольно по своему желанию менять параметры системы, так как процесс моделирования чаще направляется и организуется учителем;
- присутствие для учащихся некоторого элемента шоу, когда они выполняют роль сторонних наблюдателей, а не участников процесса.
Как плюсы, так и минусы можно дополнить. Ясно одно, что учитель с мелом, это конечно очень много и, что учитель с мелом - этого уже крайне мало.
Еще более перспективным направлением в работе с физическим экспериментом является синхронная обработка данных физического опыта на компьютере, используя электронные датчики. Например, Эль- микро лаборатория с экспериментами по тепловым явлениям, механике и определению магнитного поля Земли с приставкой к компьютеру и программой, обрабатывающей данные экспериментов. Очень интересные и наглядные демонстрации можно использовать на уроке, факультативах, для исследовательской работы учащихся. Программа может графически описать кинематику движущегося тела, изменение температуры тела при трении его о какую-либо поверхность, построить точные графики плавления твердых тел, определить магнитное поле Земли и т.д. У этих электронных средств масса достоинств и всего два недостатка – очень хрупкие датчики и большая стоимость оборудования.
Заключение.
Мы прибываем в информационном поле каждый момент своей жизни, даже когда спим. И постоянно решаем прямые и обратные задачи по обработке информации. Как хорошо мы научаемся это делать, так мы и живем. Опыт же показывает, что свертывание информации учащимся удается гораздо лучше, чем обратная операция по ее разворачиванию. Детей достаточно хорошо можно научить упорядочивать, систематизировать информацию, представлять ее в виде схемы, рисунка, кластера, таблицы и даже графика, но труднее научить извлекать, разворачивать информацию. Наблюдается несимметрия в данном виде деятельности учащихся. Возможно, это происходит потому, что процесс свертывания информации – это в какой-то степени личное творчество ученика. А процесс разворачивания информации – попытка решить обратную задачу, составленную другим человеком. Именно для устранения несимметричности процесса организуется на уроках физики различного рода аналитическая деятельность учащихся. Для того, чтобы они, в конце концов, научились добывать знания самостоятельно. И чтобы этот процесс приносил им радость.
Литература
Симанович С., Евсеев Г., Алексеев А., Общая информатика. 5-9 класс. Москва, АСТпресс, 1999 г., 592с
Шередеко Ю.Л., «Управляющие системы и машины», №1, 1998 г., Сайт METODOLOG.ru
Лук А.Н., Мышление и творчество, издательство «Политическая литература», Москва, 1976 г., 144 с.
Загашев И.О., Заир-Бек С.И., Муштавинская И.В., Учим детей мыслить критически, -СПб: издательство «Альянс «Дельта», 2003 г.,192с
Плинер Я.Г., Бухвалов В.А.., Педагогическая экспертиза школы, М., Педагогический поиск, 2000 г., 160с.
Слабунова Э.Э., Информационная культура в концепции лицейского образования, журнал ВИО, №29, 10.09.05.г.
Касьянов В.А., Физика. 10 класс., М., Дрофа, 2002 г., 416с.
Касьянов В.А., Физика. 11 класс., М., Дрофа, 2002 г., 416с.
Перышкин А.В., Физика. 7 класс., Дрофа, 2004 г., 192с.
Лукашик В.И., Иванова Е.В., Сборник задач по физике, М., Просвещение, 2000 г., 224с.
Кондаков Н.И., Логический словарь – справочник, М., Наука, 1976г., 717с.
13 PAGE 141415
Заголовок 415