Использование информационных технологий при обучении математики

Использование информационных технологий при обучении математики

docx
13.02.2020

150.000₽ призовой фонд • 11 почетных документов • Свидетельство публикации в СМИ

Опубликовать материал

Использование компьютерных моделей на уроках физики при изучении темы.docx


Использование компьютерных моделей на уроках физики при изучении темы "Законы термодинамики" в средней школе



Использование компьютерных моделей при изучении темы «ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ» в средней школе



Глава 1. Использование информационных технологий при обучении физике



В настоящее время существует множество методологических и организационных моделей информатизации учебного процесса, которые позволяют реализовать различные формы проведения занятий. Возможна индивидуальная и групповая форма работы учащихся с информационными и коммуникационными технологиями, а также общеклассная форма проведения занятий с применением иллюстративно-демонстрационных приложений, проецируемых на экран или интерактивную доску с помощью мультимедийного проектора.

Организация работы с программированными электронными учебниками, контролирующими программами и программами-практикумами возможна только в режиме обеспечения каждого участника группы персональным компьютером. Именно в этом случае достигается максимальная эффективность использования электронных ресурсов для целей интенсификации обучения и приобщения учащихся к информационным технологиям в ходе обучения физике.

При использовании локальной компьютерной сети открываются совсем новые пути индивидуализации обучения. Учитель может сочетать групповой и индивидуальный режимы работы. Так на уроке, посвященном закреплению материала, одна часть учащихся может выполнять тест по теме прямо на компьютере. Вторая часть при этом самостоятельно меняет режимы компьютерной симуляции и готовится к демонстрации этой компьютерной модели с рассказом о наблюдаемых явлениях и их закономерностях. В ходе их рассказа этот фрагмент уже демонстрируется на все мониторы в режиме отсутствия звукового сопровождения. Третья группа учащихся может собирать таблицу с объектами, в которой представлено использование данного физического явления на практике, и затем выступить перед учащимися, когда уже на все мониторы будет подаваться одно и то же изображение с собранной ими таблицей. Четвертая группа - несколько раз просмотрит видеофрагмент лабораторного эксперимента и попытается реализовать его на демонстрационном столе из блоков, приготовленных учителем.

В случае выбора общеклассной формы проведения занятий полезно использовать различные библиотеки электронных наглядных пособий и созданные на их основе презентации по теме урока. Информационные объекты, входящие в эти библиотеки можно классифицировать по следующим типам.

·Видеофрагменты, представляющие собой снятые в школьной лаборатории физические эксперименты, занимательные опыты, современные игрушки (сувениры), в которых наблюдаются эффектные физические явления, и современные технические устройства, используемые в медицине. Видеофрагменты имеют звуковое сопровождение, в котором объясняются принципы действия устройства, излагается элементы содержания курса физики, связанные с происходящим на экране явлением. Возможна остановка фрагмента в ходе просмотра и повторный его просмотр.

Видеофрагменты полезно использовать при недостаточной укомплектованности кабинета физики средствами, позволяющими проводить демонстрационные опыты и эксперименты. Видеофрагменты по месту съемки могут быть разбиты на натурные и лабораторные.

Натурные видеосъемки демонстрируют использование физических принципов в работе современной техники. Такие видеофрагменты без сомнения украсят урок с передачей новой информации учащимся. Достаточно традиционно на уроках сначала рассматриваются теоретические принципы, в основе которых лежат лабораторные эксперименты, а затем применение этих принципов в технике. Такой ход изложения повторяет последовательность этапов реального познания мира физикой. Однако не следует забывать, что цель учителя поставить перед учеником интересную задачу, заинтересовать проблемой. Именно в этом случае урок оказывается эмоционально окрашенным, появляется мотивация к изучению нового материала и он лучше усваивается. Поэтому, интересный эпизод, снятый в реальной практике, можно поставить в начале урока, чтобы в течение урока ответить на вопрос, как же это происходит.

Лабораторные видеосъемки, в свою очередь, можно разделить по критериям отбора на классические, новые и занимательные.

Классические опыты описаны в методической литературе (свойства электромагнитных волн СВЧ-диапазона, притяжение свинцовых цилиндров, волны на пружине и т.д.), которые требуют высокой квалификации учителя, наличия соответствующего исправного оборудования. Ряд известных экспериментов требуют затемненного кабинета, длительной подготовки или проекционного оборудования (отражение свечи, поляризация света, полное внутреннее отражение), поэтому их также сложно показать в реальных условиях.

Среди новых экспериментов можно отметить опыты с использованием фотодатчиков, соединенных с компьютером (равноускоренное движение тележек на магнитной подушке по наклонной плоскости, период колебаний маятника). Кроме того, в современных программных продуктах имеются видеосъемки различных занимательных игрушек, которые особенно интересны для школьников. Среди них - классические демонстрации (китайский гусь, артезианский водолаз) и современная сувенирная продукция (тлеющий разряд).

Конечно, если имеется возможность показать реальный эксперимент, то это следует сделать. В этом случае видеофрагменты хороши для аттестационных целей, повторения, самостоятельной работы учащихся.

·Звуковые фрагменты, являющиеся записанными в файл дикторскими комментариями к рассматриваемому физическому процессу или явлению. Их можно проиграть, остановить, перемотать вперед, перемотать назад, поставить на паузу.

·Анимации, представляющие собой динамичные иллюстрации теоретических представлений, работы технических устройств или природных явлений. Некоторые из них является короткими фрагментами без звука, которые могут сопровождать рассказ учителя, другие анимации имеют звуковое сопровождение, согласованное с визуальными смысловыми акцентами, и может использоваться для самостоятельного просмотра учащимися с последующим обсуждением.

С помощью компьютерных анимаций можно показывать схемы процессов, объяснение протекания которых связано со знанием структуры вещества на атомно-молекулярном (давление газов, протекание тока, ядерные реакции) или планетарном уровне (образование ветров, магнитное поле Земли, солнечное затмение). Кроме того, их удобно использовать для демонстрации в динамике принципов действия технических устройств (насос, множительный аппарат, двигатель и т.д.), в которых невозможно увидеть процесс в ходе работы механизма. Третий тип анимаций призван облегчить введение абстрактных понятий, физических величин, которые связаны с изменением какого-либо параметра во времени (движение относительно разных систем отсчета, ускорение как изменение вектора скорости, правило буравчика и т.д.).



Например, анимация, включенная в состав библиотеки электронных наглядных пособий фирмы 1C (рисунок 1), показывает аналогию между соединениями труб и электрических проводников, что позволяет наглядно продемонстрировать учащимся принципы распределения токов в электрических цепях с параллельным и последовательным соединениями проводников. Такая же гидродинамическая аналогия рассматривается в учебнике физики Касьянова В.А., что позволяет повысить степень информативности моделей учебника.

·Компьютерные интерактивные модели, представляющие собой схемы, графики, имитации процессов и экспериментов, задания, игры, исходные параметры которых задаются пользователем, протекание процессов рассчитывается с использованием физических законов. Результат расчетов представляется в виде статичной или динамичной картины. На основе моделей можно вести изложение материала, составлять задания для тренинга по усвоению понятий и физических законов.



Например, в модели, разработанной фирмой 1С и показанной на рисунке 2, визуально выделены цветом источники поля (два положительных заряда) и пробный заряд меньшего размера и меньший по модулю (можно изменять исходные параметры с помощью панели управления справа). Поле присутствует в виде стрелок постоянно, независимо от того, чему равен и где находится пробный заряд. Сила, действующая на заряд, проявляется, только если навести на него указатель мыши, что психологически подчеркивает, что это заряд, вносимый для обследования поля. При перетаскивании пробного заряда мышью вектор силы отслеживает направление и модуль напряженности поля. Можно снизить до нуля заряд одного источника поля и исследовать поле точечного заряда. Можно снизить до нуля и заряд второго источника, исчезнет поле, и независимо от модуля пробного заряда сила, действующая на него, останется равной нулю в любой точке пространства.

Такая модель помогает учителю уже во время ее описания правильно расставить психологические акценты при работе, в то же время имеется большой простор для дальнейшей самостоятельной работы учащихся с этой компьютерной моделью.

·Фотографии природных явлений, бытовых приборов и приспособлений, экспериментальных установок, технических объектов, портреты ученых. Они призваны проиллюстрировать экспериментальную базу, на которой строятся физические представления и многочисленные технические применения физических явлений, открытых в лаборатории.

·Рисунки, которые являются статичными иллюстрациями к текстам сопровождаемых учебников и представляют собой схемы приборов, экспериментальных установок, электрических цепей, образное представление физических величин, символьное изображение протекающих процессов, модельных представлений об их протекании, а также графики зависимостей физических величин от времени, расстояния и т.п., диаграммы, иллюстрирующие взаимосвязь различных физических параметров объектов.



Например, на рисунке 3 представлены схема работы домкрата и фотография гидравлический подъемника. Такое совмещение крайне важно для выработки навыков условного обозначения устройства приборов на чертежах и наоборот чтения чертежей и сопоставления их с реальными устройствами.

·Текстовые фрагменты, представляющие собой определения физических понятий, величин, явлений, формулировки законов и границ их применимости, описания важнейших технических устройств, упоминающихся в школьных учебниках.

·Обобщающие таблицы, являющиеся сводом основных понятий и законов, изученных в данной теме. Обобщающие таблицы могут содержать разнообразную информацию: текстовую, графическую, символьную и т.д.

Кроме программной составляющей информатизации учебного процесса при обучении физике немаловажной является роль компьютерного оборудования, которое может быть использовано при проведении таких занятий. При этом спектр современных технических средств, поддерживающих информационные и коммуникационные технологии, достаточно обширен и может быть определен следующими основными компонентами.

·Компьютер - универсальное устройство обработки информации; основная конфигурация современного компьютера обеспечивает учащемуся широкие мультимедийные возможности.

·Ноутбук - компьютер, легко переносимый в портфеле, который, вместе с легким мультимедийным проектором может обеспечить аудиовизуальную поддержку выступления учителя, использоваться для подготовки учителем занятия в любом помещении школы или дома.

·Принтер - позволяет фиксировать на бумаге информацию, найденную и созданную учащимися или учителем.

·Мультимедийный проектор, подсоединяемый к компьютеру, видеомагнитофону или телевизору - технологический элемент новой грамотности, радикально повышает уровень наглядности в работе учителя, дает возможность для учащихся представлять результаты своей работы всему классу.

·Интерактивная доска - сенсорный экран, подсоединенный к компьютеру, изображение с которого передает на доску проектор. Достаточно только прикоснуться к поверхности доски, чтобы начать работу на компьютере. Специальное программное обеспечение позволяет работать с текстами и объектами, аудио- и видеоматериалами, Internet-ресурсами, делать записи от руки прямо поверх открытых документов и сохранять информацию. Интерактивная доска предоставляет уникальные возможности для работы и творчества учителя и ученика.

·Устройства для записи или ввода визуальной и звуковой информации (сканер, цифровой фотоаппарат, цифровая видеокамера) - дают возможность непосредственно включать в учебный процесс информационные образы окружающего мира.

·Устройства вывода звуковой информации - наушники для индивидуальной работы со звуковой информацией и громкоговорители с оконечным усилителем для озвучивания всего класса. В комплект с наушниками часто входит индивидуальный микрофон для ввода речи учащегося.

·Устройства регистрации данных (датчики с интерфейсами) - существенно расширяют область физических экспериментов, предоставляют возможность для компьютерной обработки данных.

·Устройства, обеспечивающие создание локальной компьютерной сети (концентратор, сетевые платы, сервер) - позволяют более эффективно использовать имеющиеся информационные и технические ресурсы, обеспечивают общий доступ к сети Internet.

·Телекоммуникационный блок (модем) - дает доступ к российским и мировым информационным ресурсам, позволяет вести дистанционное обучение, вести переписку с другими школами.

·Мультимедийный лингафонный комплект - предоставляет целый ряд преимуществ и новых возможностей по сравнению с обычным компьютерным классом, оснащенным локальной сетью. Основной возможностью такого компьютерного класса является звуковая и видеосвязь учителя с каждым учащимся в отдельности или группой учащихся, а также речевая и видеосвязь учащихся, объединенных в группу между собой.

В зависимости от целей, возлагаемых учителем для проведения урока, и от формы самого занятия возможно использование различных конфигураций перечисленного оборудования. Ниже представлены некоторые варианты использования технических средств информационных и коммуникационных технологий при различной оснащенности учебного процесса.

·Автономный компьютерный класс и принтер - такая конфигурация оборудования может быть использована учителем при индивидуальной работе с учениками (демонстрация того или иного информационного объекта, показ презентации, проектная деятельность, проведение тренингов, тестов, игровых упражнений на закрепление приобретенных знаний), использование принтера будет полезно при подготовке раздаточного иллюстративного материала и распечатке домашнего задания.

·Компьютер и мультимедийный проектор (для усиления учебного эффекта возможно использование интерактивной доски) - учитель может демонстрировать на экране информационные объекты, обеспечивая тем самым предоставление развернутой комбинированной информации с помощью средств мультимедиа. Удобным является использование такой конфигурации при объяснении новой темы или обсуждении пройденного материала, а также при организации устного опроса учащихся или при проведении коллективного тестирования класса по созданным учителем материалам теста.

·Компьютерный класс, оснащенный локальной сетью и сканером, имеющий общий доступ в Internet - в процессе работы учитель может предоставлять доступ ученикам к файлам презентаций, информационным ресурсам школьного сервера и сети Internet по изучаемой теме. Использование сканера и различных информационных ресурсов незаменимо при проведении проектной деятельности учащихся. Кроме того, при такой конфигурации оборудования появляются практически неограниченные возможности для информатизации и интенсификации учебного процесса, а именно, учащиеся могут самостоятельно и под руководством учителя проводить исследования, закреплять полученные знания, решать задачи и выполнять упражнения.

·Автономный компьютерный класс, оснащенный мультимедийным лингафонным комплектом - такая конфигурация оборудования значительно расширяет мультимедийные ресурсы обычного компьютерного класса. Возможны следующее варианты работы.

Вариант 1. Учитель делает объявление в классе или что-либо рассказывает и его речь транслируется на головные телефоны всех учащихся, а также по громкоговорящей связи. При этом возможна передача изображения экрана преподавателя на мониторы учащихся. Применение такого варианта полезно при изложении нового материала с использованием компьютера или демонстрации работы различных обучающих программ.

Вариант 2. Учитель, работая с учащимся, ведет речевую связь с ним и видит содержимое его экрана на своем мониторе, а также может управлять его клавиатурой и манипулятором, используя свою клавиатуру и манипулятор. Данная возможность позволяет учителю индивидуально работать с учащимся, не покидая своего рабочего места.

Вариант 3. Учитель работает с группой учащихся. Отличается от варианта 1 тем, что не происходит трансляция по громкоговорящей связи и работа ведется не со всеми учащимися, а с определенной группой. Такая схема построения учебного процесса позволяет реализовать дифференцированный подход к обучению.

Вариант 4. Учащийся что-либо рассказывает группе учащихся с демонстрацией содержимого своего экрана на мониторы рабочей группы, что создает эффект разбиения класса на несколько виртуальных аудиторий. Преподаватель может подключаться к каждой из виртуальных аудиторий и контролировать ход работы учащихся.

Вариант 5. Проведение компьютерного тестирования знаний. При этом учитель имеет возможность непосредственно контролировать ход работы всего класса или отдельных групп, переключаясь последовательно на мониторы различных учащихся.



.2 Новые информационные технологии в обучении



Концепция современного образования ставит перед школой ряд проблем, решение которых, зачастую, невозможно без повсеместного внедрения новых информационных и компьютерных технологий в обучение.

Сегодня на уроке физики необходимо при минимальном количестве учебных часов дать достаточное количество информации, чтобы гарантировалась полнота усвоения главного. Профилизация средней школы тоже требует активного внедрения новых форм и методов обучения. С этой целью представляется эффективным использование достижений компьютерных технологий в процессе обучения.

Анкетирование, проведенное с учащимися 11 классов, показало, что значительная часть учащихся 9-11 классов испытывают затруднения и теряют интерес к предмету, не реализуют свой творческий потенциал в полной мере.

Причины, которые ведут к потере интереса к освоению новых знаний при традиционном подходе к преподаванию:

применение традиционного обучения рассчитанного на увеличение информационного потока при ограниченном времени, не позволяющего полностью раскрыть учащимся свой творческий потенциал;

не в полной мере применяются элементы исследования, как важнейшего компонента при обучении физике, в лабораторных и практических работах: в виду недостаточности оборудования или упрощённости самой экспериментальной модели, затрат большого количества времени учащимися на расчет искомых величин и погрешностей измерений, невозможности многократного повторения эксперимента при различных параметрах и т.д.;

формальный подход к решению физических задач (решение их только на бумаге и невозможность проверки полученного результата на практике);

слабая оснащенность демонстрационным оборудованием из-за недостаточного финансирования;

невозможность показа некоторых физических экспериментов в условиях школы, в виду их дорогой стоимости или высокой опасности и т.д.

Актуальность проекта обусловлена:

. Необходимостью ликвидировать разрыв между современным уровнем преподавания физики в школе и дидактическим потенциалом технологий информационного общества.

. Потребностью создания программно-методического обеспечения для обучения школьников физике с применением ИКТ.

Для современной системы обучения физике характерны следующие противоречия:

. Между дидактическим потенциалом технологий информационного общества и сложившимся уровнем преподавания физики в школе.

. Между образовательными потребностями информационного общества и отсутствием необходимого программно-методического обеспечения для обучения школьников.

Указанные выше противоречия позволяют в сложившейся системе сформулировать проблему проекта, которая состоит в обосновании и конструировании нового эффективного подхода к обучению физике на базе НИТ (ИКТ).



2. Реализация информационных технологий на уроках физики



Тема проекта: «Новые информационные технологии в преподавании физики».

Объект исследования: Процесс обучения физике в 7-11 классах.

Предмет исследования: Обучающая среда школьного курса физики.

Цель проекта: внедрение новых информационных технологий в преподавание физики как средство повышения познавательной деятельности учащихся (создание модели обучающей среды с применением ИКТ).

Обучающая среда представляет собой действующую модель усвоения науки и культуры, помогающая в обучении общества. Одна из главных характеристик обучающей среды - это ее естественность, натуральность. Она представляет собой своеобразный сплав отдельных компонентов, обеспечивающих в целом обучающий эффект. Обучающая среда, разработанная с применением образовательных информационных технологий, позволит создать систему обучения физике, которая не только обобщит, конкретизирует, систематизирует знания по физике, но и повысит мотивацию учащихся к изучению этой дисциплины.

Наиболее значимые цели конструирования учебного процесса с применением образовательных информационных технологий состоят в повышении мотивации учащихся, в автоматизации учебного процесса, развитии рефлексии, творческой мысли учащихся и др.

Достижение поставленной цели предполагается через решение следующих задач:

. Развитие личности обучающегося, подготовка его к самостоятельной продуктивной деятельности в условиях современного информационного общества: развитие мышления, эстетическое воспитание, формирование умений принимать правильное решение или предлагать варианты в сложной ситуации, развитие умений осуществлять экспериментально-исследовательскую деятельность.

. Реализация социального заказа, обусловленного информатизацией современного общества.

. Интенсификация образовательного процесса во всех уровнях системы непрерывного образования:

повышение эффективности и качества образовательного процесса за счет реализации возможностей информационно-коммуникационных технологий (ИКТ);

активизация познавательной деятельности с использованием ИКТ;

углубление межпредметных связей за счет использования ИКТ;

реализация идей открытого образования на основе использования сетевых технологий.

Ресурсы проекта: наличие кабинета, оборудованного компьютером, проектором, компьютерная измерительная лаборатория, доступ в Интернет.

Идея проекта заключается в следующем:

Эффективность обучения физике и качество знаний учащихся будет выше, если конструирование обучающей среды будет опираться на систему обучения физике с применением ИКТ.

Ожидаемый результат.

Модель дает для участников проекта:

преподавателю - возможность спроектировать обучающую среду; возможность реализовать принципиально новые формы и методы обучения; дополнительные возможности для поддержания и направления развития личности обучаемого; творческий поиск и организации совместной деятельности учащихся и учителей; разработка и выбор наилучших вариантов учебных программ; использование интеллектуальных форм труда;

учащимся - доступ к нетрадиционным источникам информации; повышение эффективности самостоятельной работы; появляются совершенно новые возможности для творчества, обретения и закрепления различных профессиональных навыков;

родителям - возможность участвовать в процессе обучения начиная от контроля уровня успеваемости, заканчивая участием в совместных проектах.

Сроки исполнения проекта:

этап

Разработать модель применения компьютера, интерактивной доски как универсального технического средства. Проведение уроков-презентаций по отдельным темам.

этап

Разработать модель использования компьютерных моделей на уроке, работы с компьютерной лабораторией.

Системное использование цифровых образовательных ресурсов. Создание сайта, где будет представлена вся информация о проекте.

этап

Разработать модель использования Интернет-ресурсов: выполнение виртуальных исследований по изучению физического явления, создание проектов. Применение телекоммуникации на уроке. Организация дистанционного обучения.

Основное содержание проекта

. Применение компьютера на уроках в качестве универсального технического средства обучения.

Традиционные аудиовизуальные средства обучения могут быть с успехом заменены компьютером, экраном и мультимедийным проектором. Современное программное обеспечение позволяет продемонстрировать на уроке большое количество наглядного материала: рисунки, схемы, таблицы, тексты (формулировки законов, формулы и т.д.), видеозаписи, анимации, физические модели. Учитель сам может скомплектовать из объектов электронного ресурса презентацию, которая будет демонстрироваться по ходу урока. В зависимости от типа урока информационное содержание слайдов будет меняться.

Например, на уроке изучения нового материала целесообразно продемонстрировать видеозапись опыта (в том случае, если демонстрация реального опыта занимает много времени, мелкие детали эксперимента не улавливаются учениками и в том случае, если опыт невозможен), затем продемонстрировать анимацию или компьютерную модель процесса (позволяет рассмотреть особенности явления, неоднократно повторять процесс, усложнять его). На этапе закрепления новых знаний можно провести игру (принцип игры: на экране возникает вопрос по изученной теме - следует ответ учащегося - возникает на слайде правильный ответ, сопровождающийся тематическим рисунком или фотографией). В конце урока динамично можно повторить основные этапы урока, демонстрируя отдельные информационные слайды.

Подобные (традиционные по сути) уроки позволяют отказаться учителю от привычных инструментов в работе мела и доски, сделать урок ярче, поддержать интерес учащихся к предмету.

Промежуточные результаты сегодня - это:

. Использование компьютера, проектора и интерактивной доски.

. Подготовка презентации к урокам.

. Тестирование учащихся.

. Использование компьютерных моделей на уроках физики

Компьютерная модель позволяет управлять поведением объектов на экране компьютера, изменяя величины числовых параметров, заложенных в основу соответствующей математической модели. Некоторые модели позволяют одновременно с ходом эксперимента наблюдать в динамическом режиме построение графических зависимостей от времени ряда физических величин, описывающих эксперимент. Подобные модели представляют особую ценность, так как учащиеся, как правило, испытывают значительные трудности при построении и чтении графиков.

Можно выделить следующие виды заданий для учащихся к компьютерным моделям:

компьютерные эксперименты;

экспериментальные задачи (то есть задачи, для решения которых необходимо продумать и поставить соответствующий компьютерный эксперимент);

расчётные задачи с последующей компьютерной проверкой (учащимся предлагается 2 - 3 задачи, которые вначале необходимо решить без использования компьютера, а затем проверить полученный ответ, поставив компьютерный эксперимент. При составлении таких задач необходимо учитывать как функциональные возможности модели, так и диапазоны изменения числовых параметров);

задачи с недостающими данными (при решении таких задач учащийся должен разобраться, какого именно параметра не хватает для решения задачи и самостоятельно выбрать его величину);

творческие задания (в рамках данного задания учащемуся предлагается составить одну или несколько задач, самостоятельно решить их (в классе или дома), а затем, используя компьютерную модель, проверить правильность полученных результатов);

исследовательские задания (задание, в ходе выполнения которого ученикам необходимо спланировать и провести ряд компьютерных экспериментов, которые бы позволили подтвердить или опровергнуть определённые закономерности);

проблемные задания (с помощью ряда моделей можно продемонстрировать, так называемые, проблемные ситуации, то есть ситуации, которые приводят учащихся к кажущемуся или реальному противоречию, а затем предложить им разобраться в причинах таких ситуаций с использованием компьютерной модели).

Промежуточные результаты сегодня - это:

. Создана база компьютерных моделей по определенным темам.

. Модели используются на уроках.

. Использование компьютерной измерительной лаборатории

Лаборатория служит для проведения демонстрационного и ученического эксперимента. Такой комплекс «L-микро» с широкими измерительными возможностями предлагает «Росучприбор». Он состоит из компьютерного измерительного блока, системы датчиков и дополнительного оборудования. Компьютер выступает в качестве универсального измерительного прибора. Информация может подаваться на компьютер с двух датчиков одновременно, она автоматически обрабатывается и результат демонстрируется на экране в виде цифровой информации или уже готового графика. Компьютерная измерительная лаборатория позволяет на современном уровне организовать исследовательскую деятельность учащихся.

. Цифровые образовательные ресурсы

Готовые программные продукты позволяют существенно сократить время на подготовку к уроку. Они содержат хорошего качества наглядно-иллюстративный материал к учебникам, справочную информацию, дополнительный материал, расширяющий кругозор учащихся или более углубленный материал.

Также я использую программные продукты, которые содержат интерактивные практические работы, действующие модели, таблицы, рисунки, графики. Они позволяют наглядно объяснить явления, процессы, а также продемонстрировать опыты.

На уроках активно используются электронно-образовательные ресурсы «Отрытая физика 2.6», «Физика, 7-11 классы» Физикон, «Физика, 7-11 кл. Библиотека наглядных пособий», «Уроки физики Кирилла и Мефодия», «Электронные уроки и тесты «Физика в школе», «Виртуальная физическая лаборатория», «1С:Репетитор. Физика+Варианты ЕГЭ» и другие. Ресурсы программ используются на этапе подготовки и проведения уроков физики, а также для самостоятельной работы учащихся во внеурочное время. Мультимедийные комплексы содержат электронные учебники, видеофрагменты, интерактивные модели, лабораторные работы, упражнения, задачи и тесты, позволяют включать их содержание в любой этап урока: в объяснение нового материала, в этапы актуализации знаний, в постановку исследования, в этап самостоятельной работы с последующей проверкой.

Данные программы также предназначены для уроков практикумов, которые применяются для решения задач с последующей проверкой на компьютерной модели, что стимулирует самостоятельную деятельность учащихся.

Интерактивные лабораторные работы позволяют в полном объеме выполнить практическую часть учебной программы, особенно в тех случаях, когда опыт нельзя провести по объективным причинам в лабораторных условиях.

Однако следует отметить, что все перечисленные формы проведения практических занятий с использованием ИКТ первоначально требуют четко отработанной технологии, в том числе постановки учебных задач и организации учебной деятельности учащихся.

. Использование Интернет - ресурсов

Большие возможности в моей практике дает применение Интернет-ресурсов, которые позволяют на качественно новом уровне проводить различные формы учебных занятий.

Интернет - учебная, справочная информация

Интернет - ЕГЭ

Интернет - практикумы, урок

Интернет - профильная, довузовская подготовка

Интернет - олимпиады, конкурсы

Для организации первоначального знакомства учащихся с ресурсами Интернета учитель может предложить список разных электронных адресов с составленной специально для учащихся краткой аннотацией.

Такой список может находиться на специальном стенде в кабинете. Полезно и самих учащихся постепенно подключить к работе по составлению небольших аннотаций, тематически соответствующих изучаемому на уроках материалу.

Приведем примеры таких аннотаций при изучении физики.

. #"justify">. #"justify">. #"justify">. #"justify">. #"justify">Интернет-ресурсы которые применяются часто:

«Информационно-образовательный портал РБ» #"justify">«Физика в анимациях» (#"justify">фестиваль «Открытый урок» (#"justify">официальный информационный портал ЕГЭ (#"justify">ФИПИ (#"justify">«Открытый колледж. Физика» (#"justify">методическое объединение учителей физики (#"justify">«Физика Ru» (#"justify">Российский общеобразовательный портал (#"justify">Астрофизический портал (#"justify">«Единая коллекция образовательных ресурсов «(#"justify">Материалы сайтов используются при подготовке к урокам, для контроля ЗУН, для подготовки учащихся к олимпиадам и ЕГЭ, дистанционного обучения, для исследовательской работы.

Промежуточные результаты сегодня:

. Использование ресурсов при подготовке к уроку.

. Поиск информации по разделам курса.

. Подготовка учащихся к олимпиадам и конкурсам.

. Проектная деятельность учащихся

Учебный проект - это совместная деятельность учащихся, имеющая общую цель, направленную на достижение конечного результата. Эта деятельность позволяет проявить себя, попробовать свои силы, применить свои знания, показать свой результат. Продуктом проектной деятельности является доклад, плакат, модель, рисунок, информация, презентация.

Проектная деятельность воспитывает и развивает: самостоятельность в проявлениях (в паре, группе, индивидуально); умение выслушать других; умение высказать свое мнение; коммуникативность и заинтересованность в достижении цели; умение научиться понимать и выражать себя.

Мотивация к изучению физики у учащихся повышается и при подготовке домашних проектов. Используя различные цифровые среды, редакторы и ресурсы, приложения MS Office ребята готовят сообщения, доклады, дополнения к материалу урока. Учитель ставит пред учениками конкретную задачу, а технологию выполнения этого задания ученики выбирают сами, учитель же оцениваю конечный результат. Важно чтобы используемый материал (схемы, диаграммы, текстовая информация, анимации, видео, иллюстративный графический материал) был логически выдержан и нес конкретную необходимую информацию.

Промежуточные результаты сегодня: участие в конкурсах исследовательских проектов МАН РБ, Фестиваль Портфолио и др.

. Дистанционное обучение

Современные технологии позволяют организовать дистанционную форму обучения. Дистанционное обучение (ДО) - это обучение, когда преподаватель и обучаемый разделены пространственно и когда все или большая часть учебных процедур осуществляется с использованием информационных и телекоммуникационных технологий. Дистанционное обучение дает возможность ученику самому получать требуемые знания.

От традиционных форм обучения ДО отличают следующие характерные черты:

появляется возможность заниматься в удобное для себя время, в подходящем темпе и месте. При этом продолжительность освоения курса может варьироваться;

обучаемый может осваивать данный курс одновременно с основным обучением или главной профессиональной деятельностью;

возможность формирования индивидуального учебного плана из набора отдельных курсов;

учащийся может одновременно обращаться к самым различным источникам информации (библиотекам и базам данных, электронным и обычным пособиям). С помощью Интернета возможно общение как с преподавателем, так и с другим обучаемым. Разумеется, возможен и личный контакт;

эффективно используется как время обучаемого, так и время преподавателя. Снижаются требования к учебным площадям и их эксплуатации;

применение новейших информационных технологий способствует продвижению и адаптации человека в современном информационном обществе;

ДО дает равные возможности получения разнообразного образования вне ограничений места проживания, состояния здоровья и других особенностей.

Эффективность ДО, впрочем, как и традиционного обучения, зависит от качества используемых учебных материалов и мастерства педагогов. Однако при организации ДО следует обратить внимание на следующие моменты:

в центре процесса обучения находится самостоятельная познавательная деятельность ученика;

необходимо, чтобы обучаемый научился самостоятельно приобретать знания, пользуясь разнообразными источниками информации, умел работать с этой информацией, используя различные способы познавательной деятельности, обладал необходимыми приемами работы с компьютером и в сети Интернет;

самостоятельное приобретение знаний не должно носить пассивный характер, напротив, обучаемый с самого начала должен быть вовлечен в активную познавательную деятельность, предусматривающую применение полученных знаний для решения разнообразных проблем окружающей действительности;

организация самостоятельной деятельности обучаемых в сети предполагает использование новейших педагогических технологий, соответствующих данной форме обучения, стимулирующих раскрытие внутренних резервов каждого ученика. Наиболее удачны в этом отношении обучение в малых группах, метод проектов, исследовательские, проблемные методы; подробный конспект занятия с необходимым материалом - необычные сведения, вопросы, творческие задания;

перечень видов деятельности дистантных учащихся на протяжении дистанционного занятия;

перечень видов деятельности самого дистантного педагога;

перечень материалов или сами материалы, необходимые для занятия (ссылки на веб-сайты, собственные веб-квесты, тексты, необходимые лабораторные материалы, CD-ROM).

Глава 3. Структура учебной деятельности при компьютерном обучении



В отечественной психологии учение рассматривается как процесс, главными компонентами которого являются знания и действия. Такое понимание процесса учения восходит еще к Я. А. Коменскому, который определил знания частично как чувственные представления, а главным образом - как понятия и их системы, описывающие объекты и явления в их общих внешних свойствах, связях, и объясняющие их сущность. И. Ф. Гербарт учение считал первой ступенью, следом за которым шло развитие, совершенствование общих познавательных процессов. Такой же точки зрения придерживался Л. С. Выготский, сформулировавший общие принципы культурно-исторической концепции, на которых строились теории учения А. Н. Леонтьева, П. Я. Гальперина, Д. Б. Эльконина и В. В. Давыдова. Под учением, как и многие основатели психологии и педагогики, Л. С. Выготский понимал приобретение знаний, умений и навыков, а под развитием - приобретение общих качеств и способностей. Определение деятельности наиболее четко дал И. И. Ильясов: "Деятельность - обозначение процессов взаимодействия человека и общества с объектами действительности". А. Н. Леонтьев подчеркивал, что, для того, чтобы овладеть знаниями и умениями, необходимо осуществить деятельность, адекватную той, которая воплощена в этих знаниях и умениях. Процесс учения рассматривался как процесс управления деятельностью, компонентами которого являются объекты воздействия, акты его преобразования, а также продукт, условия и средства преобразования. Различается внешняя практическая деятельность, в рамках которой происходит усвоение, и внутренняя, умственная деятельность. При этом считалось, что структуры внутренней и внешней деятельности совпадают. П. Я. Гальперин ввел теорию поэтапного формирования умственных действий. Предметом усвоения в процессе обучения при этом считается действие. Действие структурировано и включает предмет преобразования, продукт (цель), средства, а также сам процесс преобразования. Знания включаются во все компоненты действия. Процесс преобразования заключается в создании (или актуализации) имеющейся ориентировочной основы действия (ООД), осуществление самого преобразования на стадии разработки содержания компьютерного обучения. Он позволяет не только создать семантическую сеть, отражающую предмет или тему, связывающую основные понятия и их свойства существенными отношениями, но также создать изоморфный граф, узлами которого являются формируемые соответствующие каждому понятию действия, а ребрами - различной степени детализированные пути формирования ООД. Н. Ф. Талызина включает в средства поэтапного усвоения приемы познавательной деятельности - мышления, памяти, внимания, - важнейшими из которых являются логические приемы мышления: выделение свойств объектов, определение понятий, распознавание, выведение следствий, умозаключений, классификация и доказательство. В. В. Давыдов выделяет две формы теоретического мышления и рассматривает их как две процедуры: анализ и восхождение к конкретному. Учение при этом трактуется как овладение способами перехода от всеобщих отношений к их конкретизации и обратно, от модели к объекту и обратно. На замещение объектов знаками указывает и Г. П. Щедровицкий, понимая под знаниями способы перехода от объектов к знакам, движение в знаковых системах и обратный переход к объектам. При разработке предметной информационной технологии каждый элемент структуры конкретизируется, связывается с отработкой элементарного навыка, заменяется операцией. Детализация структуры и состава знания и действия позволяет учесть все приведенные компоненты в содержании учебной программы, повышая тем самым эффективность компьютерного обучения.

Основным в процессе обучения перечисленные теоретики считают усвоение знаний. Процесс усвоения знаний, согласно положениям Н. Ф. Талызиной и П. Я. Гальперина, осуществляется в шесть этапов: 
1) мотивация ; ) уяснение схемы ориентировочной основы действия;

) выполнение действия в материализованной форме (т.е. действия с объектами, представленными в виде знаков, схем, моделей);

) выполнение действия в громкой речи;

) выполнение действия в речи про себя;

) выполнение действия в умственной форме (оперируя образами и понятиями, без участия внешних знаков и форм).

И. И. Ильясов выделяет три вида действий, связанных с уяснением содержания: восприятие и декодирование исходного содержания, переработку и уяснение содержания, фиксацию переработанного и уясненного содержания, т.е. выделят практически те же этапы, которые, несколько в другой модели, описывает когнитивная психология. Однако, детализация этих этапов в когнитивной психологии отсутствует, а И. И. Ильясов обработку и усвоение знаний рассматривает как две большие группы операций: 1) при смысловой обработке содержания осуществляются категоризация, соотнесение, обобщение, группировка и т.д.; 2) при фиксации содержания (включении во внутреннюю когнитивную структуру) происходит переход к знаковым системам естественных и искусственных языков, форма которых не связана с содержанием, а также к изобразительным знакам, подобным содержанию. Первая группа операций соответствует обработке информации в кратковременной памяти обучаемого, вторая - переносу и хранению в долговременной памяти, т.е. запоминанию и отработке.

Суммируя наиболее известные, кратко описанные выше теории, можно выделить следующие виды (этапы) деятельности, связанные с усвоением учебной информации при компьютерном обучении.

. Эмпирическая деятельность как этап восприятия:

отражение фона, заполняющего поле экрана дисплея;

концентрация внимания и отражение отдельных единичных объектов на фоне;

отражение выделенных единичных объектов и конкретной ситуации; 
- тражение конкретной ситуации в комплексе. . Эвристическая деятельность по распознаванию ситуации:

абстрагирование от конкретности, в которой представлена ситуация, создание знаковой модели;

поиск алгоритма преобразования модели для решения поставленной задачи, привлечение имеющихся знаний.

. Репродуктивная деятельность по преобразованию модели и получению нового знания.

преобразование модели по избранному алгоритму;

интерпретация результатов преобразования, оценка адекватности полученной модели имеющимся у обучаемого знаниям;

оценка адекватности решения поставленной задаче.

. Практическая деятельность, связанная с отработкой навыка:

закрепление умения в подобных ситуациях;

формирование умения в необычных ситуациях;

формирование ассоциативных умений в необычных ситуациях.

Последний вид (этап) практической деятельности относится к воспитанию стратега, который для решения данной конкретной задачи будет использовать весь арсенал имеющихся знаний и умений, искать похожие ситуации, т.е. ассоциации.

Все виды деятельности, независимо от конкретного содержания, включают следующие компоненты : потребности и мотивы, задачи, действия, операции. Особенности компьютера как инструмента человеческой деятельности, заключаются в обеспечении доступа к большим объемам информации и ее переработке, усилении познавательно-исследовательских возможностей человека, организации обмена информацией по содержанию выполняемой деятельности и создании новой человеко-машинной коммуникативной системы.

Компонентами учебной деятельности при компьютерном обучении являются : а) учебная задача, б) система учебных действий, в) моделирование содержания объектов усвоения, г) преобразование модели, д) действия самооценки и контроля.

Учебную задачу ставит учитель. Поскольку компьютер неспособен на эмоции, при постановке задачи, разъяснении методов ее решения и контроля путей решения учащегося, необходимо особое внимание уделять мотивации, имея, наряду с традиционным учебным планом (или сценарием программы) мотивационный план. Тактика мотивации, состоящая в подбадривании, похвале, вызове на соревнование и т.п., увязывается с решениями, создающими условия для стимуляции учебы. Мотивационные аспекты учебы можно классифицировать в соответствии с такими специфическими примерами, как соревновательность, заинтересованность, самоконтроль, уверенность и удовлетворение. При компьютерном обучении необходимо определять мотивационное состояние обучаемого, реагировать с целью мотивации на действия рассеянных, менее уверенных или недовольных учащихся, а также поддерживать тонус уже мотивированных обучаемых. Структура мотивационной основы деятельности обучаемого отражает перечисленные компоненты учебной деятельности, представляя их как этапы обучения. На первом - сосредоточении внимания на учебной ситуации - необходимо дать обучаемому информацию об актуальности и практической значимости темы, заинтересовать, развить стремление к получению нового знания. На втором - конкретизировать вопросы, помогающие овладению способами рациональной учебной деятельности, развивающие теоретическое мышление. На третьем этапе - выборе решения - необходимо создать индивидуальную установку на данную деятельность. На последнем этапе, когда обучаемый нуждается в оценке и корректировке действий, ему необходимо предоставить возможность выбора вида помощи, выдавать эту помощь в доброжелательной форме, выдавать, в случае затруднений, дополнительные задачи, алгоритмические предписания по их решению и мотивационные указания.

Система учебных действий, связанных с усвоением материала, подробно описана выше. Пункты "б", "в" и "г" относятся к внешнему моделированию ( в отличие от внутреннего, умственного, обеспечивающего усвоение знания) и означают возможность компьютера представлять на экране дисплея ту предметную среду, в содержание которой вводится учащийся. Правильно задать объект или явление в виде компьютерной модели можно при следующих условиях: когда будут выделены основные структурные элементы объекта и его системообразующие связи и определены типы знаковых средств, обеспечивающие реализацию выделенных связей на экране дисплея. Информационные технологии дают возможность оперативного преобразования моделей, причем при этом могут использоваться не только компьютер, но и различные установки, устройства, работающие под руководством компьютера и позволяющие наиболее полно изучить объект или явление. Такие модели выступают как средства организации действий самого учащегося, развивают его научно-теоретическое мышление, позволяют по-новому представлять объект усвоения, манипулировать им, моделируя внутреннюю структуру и включая его в различные внешние отношения.

Таким образом, компьютер в учебном процессе может применяться в следующих основных функциях:

)как средство организации познавательной деятельности путем внешнего (предметного) и внутреннего (умственного) моделирования;

) как средство реализации наиболее полной системы учебных действий, а также их контроля и коррекции;

) как средство создания новых форм учебного процесса, моделирования совместной деятельности типа "учитель-компьютер-учащийся", "компьютер-учащийся", "компьютер- группа учащихся", "учитель-компьютер-группа учащихся".

Исследование показало, что наиболее эффективной формой компьютерного обучения является "учитель-компьютер-группа учащихся". Эффективна совместная деятельность, осуществляемая в педагогике сотрудничества. При использовании компьютера как средства обучения можно выделить следующие типы задач: уже имеющиеся дидактические задачи, в которых повышается эффективность их решения за счет использования справочных и экспертных систем в обучении; организация контроля и тренировки при сохранении традиционной формы обучения; новые дидактические задачи, например, имитация эксперимента; моделирование содержания объектов усвоения.

Анализ различных психологических и педагогических теорий позволил выявить две качественные компоненты учения : статичную и динамическую. Несмотря на различие позиций, различные авторы выделяют в процессе обучения как управляемые, так и управляющие компоненты. Это, в свою очередь, позволяет построить некоторую модель с входными параметрами - состояние обучаемого до процесса обучения, характеристики самого процесса и состояние обучаемого после прохождения некоторого курса. Почти все авторы инвариантной частью обучения как статичного явления считают знания, умения и навыки, с небольшим разбросом как в сторону расширения (исторический опыт, культурно-исторический опыт), так и в сторону сужения (оперантное поведение, формирование некоторого условного рефлекса). Препарированию подвергаются сами знания, их природа (смежность знака и объекта, связи между объектами и явлениями, понятия и их системы), а также процесс их усвоения. В основном, проводится аналогия между процессами усвоения знания и процессами мышления в целом (восприятие материала, осмысление и овладение им), а также между процессами усвоения знаний и процессами переработки информации (внимание и селективное восприятие, кратковременное запоминание, кодирование и переход в долговременную память, хранение, воспроизведение, генерация ответа, внешнее выполнение действия, получение обратной связи). Расположив авторов различных теорий обучения в хронологическом порядке появления их теорий, можно проследить, как постепенно дифференцировался сам процесс обучения, как от более крупных действий по усвоению знаний и умений произошел переход к выделению элементарных операций и фаз обучения, так и обратно, к синтезу из элементарных действий более крупных и их взаимосвязи.

Компьютерное обучение позволяет наиболее полно реализовать и проконтролировать рассмотренные компоненты и этапы обучения, а также построить ряд моделей, как самого процесса обучения, так и его предмета и объекта (обучаемого).

Информационные технологии обучения должны разрабатываться с учетом классических дидактических принципов. Компьютерное обучение определило два новых принципа: индивидуализации обучения и активности. В основном, технология компьютерного обучения исследовалась в двух направлениях: визуализации (обеспечения наглядности) учебного содержания и алгоритмизации учебной деятельности. Однако, рассмотрение структуры самой дидактики как совокупности теорий дидактических принципов, учебных методов, учебных программ и общей системной теории учебника, позволяет в каждом элементе структуры определить как общее так и частное, относящееся к информационной технологии обучения. Во-первых, как уже отмечалось ранее, информационная технология обучения является новой методической системой, позволяющей рассматривать учащегося не как объект, а как субъект обучения, а компьютер - как средство обучения. Обучаемый переходит в новую категорию потому, что по форме компьютерное обучение является индивидуальным, самостоятельным, но осуществляется по общей методике, реализованной в обучающей программе. Компьютер как средство обучения является беспрецедентным в истории педагогики, потому что объединяет в себе как средство, инструмент обучения, так и субъект - учителя. Изменение ролевой обстановки ведет к значительному пересмотру теории обучения. Появилась необходимость разработки теории дидактической технологии, являющейся частью информационной технологии обучения.

Рассмотрим последовательно основные дидактические принципы.

Научность определяет содержание, требует включения в него не только традиционных научных знаний, но и наиболее фундаментальных положений современной науки, а также вопросов перспектив ее развития. При этом способы усвоения учебного материала... должны быть адекватны современным научным способам познания. Системный подход к изложению учебного материала, его структурирование и выделение основных понятий и связей между ними, как раз и является как основой для разработки содержания компьютерной обучающей программы, так и одним из методов современного научного познания. Как показано в предыдущем параграфе данной работы, виды учебной деятельности, осуществляемой при усвоении содержания при компьютерном обучении отражают основные моменты научного познания. Само содержание при структурировании и выделении различных уровней сложности усвоения учащимся позволяет включать не только те темы, которые обеспечивают обязательный минимальный уровень знания, но, во-первых, рассматривать более широкие понятия данного учебного предмета, расширять кругозор учащегося, делать его знания более фундаментальными, а, во-вторых, связывать эти понятия с другими предметами, изучая их во взаимосвязи и строя, тем самым, более полную и научную картину мира. Использование экспертных систем выводит обучение на новый качественный виток, позволяет практически в любом учебном заведении, оснащенным компьютерами, независимо от его местоположения, использовать методический и научный опыт экспертов высшей квалификации. Таким образом, научность содержания обеспечивается самой информационной технологией обучения.

Принцип доступности при компьютерном обучении переходит от принципа всеобщей доступности, для определенной возрастной группы учащихся или для некоторого усредненного учащегося данного возраста, в принцип индивидуальной доступности и рассматривается как возможность достижения цели обучения. Учебный материал, реализованный в компьютерном обучении, предполагает наличие разветвлений, различных путей и скоростей прохождения учебного курса, оказание помощи в виде пояснений, подсказок, дополнительных указаний и задач, постоянно контролирует и поддерживает на необходимом уровне мотивацию обучаемого. Доступность при компьютерном обучении играет роль фильтра содержания, светофора процесса обучения и, в конечном счете, обеспечивает достижение цели обучения учащимися с различной начальной подготовкой.

Наиболее широко рассмотрен в литературе, применительно к компьютерному обучению, принцип наглядности, называемый также "интерактивной наглядностью". Если в традиционном понимании под наглядностью понималась прежде всего иллюстративная компонента, обеспечение потребности учащегося увидеть в какой-либо форме предмет или явление, произвести с ним минимальные манипуляции, то в компьютерном обучении наглядность позволяет увидеть то, что не всегда возможно в реальной жизни даже с помощью самых чувствительных и точных приборов. Более того, с представленными в компьютерной форме объектами можно осуществить различные действия, изучить их не только статичное изображение, но и динамику развития в различных условиях. При этом компьютер позволяет как вычленить главные закономерности изучаемого предмета или явления, так и рассмотреть его в деталях. Различные формы представления объекта могут сменять друг друга и по желанию обучаемого, и по команде программы, чередуя или используя одновременно образное, аналитическое, языковое представления. Это позволяет, согласно задачам обучения, как уплотнить информацию об изучаемом объекте, так и расширить ее. Процессы, моделируемые компьютером, могут быть разнообразными по форме и по содержанию, относиться к физическим, социальным, историческим, экологическим и другим процессам. Примеры таких процессов, использование компьютера при изучении различных школьных дисциплин, приведены в последней главе. Принцип наглядности подвергся в информационных технологиях обучения значительной дифференциации. При отражении чувственного объекта не следует увлекаться "натурализмом", в программе должна быть представлена не любая модель, а только та, которая способствует реализации дидактических целей данной обучающей программы; модель, содержащуюся в программе, следует предъявить в форме, позволяющей наиболее четко раскрыть существенные связи и отношения объекта; существенные признаки, связи и отношения модели должны быть в программе адекватно зафиксированы цветом, миганием, звуком и т.д. Наглядность, обеспечиваемая компьютером, позволяет говорить о новом мощном инструменте познания - когнитивной компьютерной графике, которая не только представляет знания в виде образов-картинок и текста, а также позволяет визуализировать те человеческие знания, для которых еще не найдены текстовые описания, или которые требуют высших ступеней абстракции.

Принцип систематичности и последовательности связан как с организацией учебного материала, так и с системой действий обучаемого по его усвоению. Как отмечалось в предыдущем параграфе, компьютерное обучение характеризуется последовательностью специфических действий, часть которых присуща обучению в любых формах, а часть - только компьютерному. Такими действиями, например, являются восприятие информации с экрана дисплея, работа в знаковых моделях, ввод ответа с клавиатуры. Для обеспечения принципа последовательности учащемуся в начале сеанса компьютерного обучения полезно дать ориентировочную основу действия, сформулировать цель обучения. Независимо от сложности и длины пути, приводящего обучаемого к цели, это происходит систематично и последовательно. Понятие последовательности получило свой смысл в информационных технологиях обучения, под последовательностью как раз и понимается очередность выдачи учебных фрагментов обучающей программой, построение и корректировка наиболее эффективной последовательности при самостоятельной работе обучаемого в интеллектуальных учебных средах. В зависимости от содержания учебного материала, последовательности предоставления знаний обучаемому могут строиться либо по индуктивному, либо по дедуктивному методу. Само представление знаний в информационных технологиях обучения обеспечивает дидактический принцип систематичности.

Принцип сознательности обеспечен в компьютерном обучении методикой организующей стратегии, которой отдается предпочтение в современных информационных технологиях обучения. Эта методика, описанная в зарубежных психолого-педагогических теориях компьютерного обучения, направлена на воспитание стратега, который рассматривает предметы и явления в их взаимосвязи, самостоятельно изучает материал, дополняя полученные в учебном заведении знания. Для реализации принципа сознательности обучаемому сообщаются цели и задачи обучения, сведения о предметной деятельности и основных этапах ее осуществления. Успешность реализации принципа сознательности зависит от теоретического уровня курса, полноты раскрытия изучаемых понятий и их взаимосвязей.

Информационные технологии обучения потребовали введения, обоснования и раскрытия еще одного общего принципа, который, хотя и присутствовал всегда в процессе обучения, но не являлся основополагающим. Речь идет о коммуникации, организации диалога между обучаемым и обучающим, в данном случае между компьютером и учащимся. Этот новый, присущий только компьютерному обучению принцип можно назвать принципом когнитивности коммуникации.

Глава 4. Дидактические принципы в условиях компьютерного обучения



В последнее время встает вопрос - как использовать компьютерные технологии в обучении и нужны ли они, ведь раньше спокойно обходились и без них. Но прогресс не стоит на месте, а значит, и отказываться от новых внедрений нецелесообразно.

Современные компьютерные технологии предоставляют огромные возможности для развития процесса образования. Еще К. Д. Ушинский заметил: «Детская природа требует наглядности». Сейчас это уже не схемы, таблицы и картинки - они статичны, а более близкая детской природе игра, пусть даже и научно-познавательная.

Информационные технологии позволяют реализовывать принципы дифференцированного и индивидуального подхода к обучению. На занятии преподаватель дает возможность каждому обучаемому самостоятельно работать с учебной информацией, что позволяет ему детально разобрать новый материал по своей схеме. Информационные технологии можно использовать как для очного, так и для дистанционного обучения; в условиях как городской, так и сельской школы. Они дают возможность реализовывать мировые тенденции в образовании, возможности выхода в единое мировое информационное пространство. Применение компьютерных технологий позволяет повысить уровень самообразования, мотивации учебной деятельности; дает совершенно новые возможности для творчества, обретения и закрепления различных профессиональных навыков, и, конечно, соответствует социальному заказу, который государство предъявляет к школе.

Используя системы мультимедиа, позволяющие объединить возможности компьютера и знания учителя, стало возможным создание электронных учебников, которые более наглядно, красочно и с мобильным доступом информации предстанут перед учениками. Содержание учебника включает в себя такие разделы как: теоретическая часть, контрольные задания, лабораторные работы, курсовые работы, вопросы для самопроверки, что присуще и традиционному учебнику, но электронный учебник более компактен (его объем позволяет полностью разместиться на одном диске), в содержании его могут использоваться видеофильмы и фрагменты звука, что придает ему большую привлекательность и оснащенность. В обращении он прост и позволяет ученику легко вернуться к той информации, которую он не понял. Нажать кнопки клавиатуры гораздо быстрее и проще, чем перелистывать страницы учебника назад. Такое новое школьное пособие проявляет у учеников большой интерес к учебе и желание изучать предмет в более углубленной форме, что, несомненно, сказывается на их уровне знаний. Способ ведения урока, когда учитель связан с каждым учеником класса единой компьютерной сетью, позволяет учителю более детально и персонально подойти к вопросу обучения ученика, проверить его уровень знаний и наверстать «пробелы» в его знаниях.

Мультимедийные технологии открывают возможности преподавателям отказаться от свойственных традиционному обучению рутинных видов деятельности преподавания, предоставив ему возможность использовать интеллектуальные формы труда, освобождают от изложения значительной части учебного материала и рутинных операций, связанных с отработкой умений и навыков.

Информационные технологии позволяют учителям с высокой скоростью обмениваться опытом, благодаря дистанционному общению, а также повышать квалификацию и познавать новые методы обучения.

Благодаря новым мультимедиа технологиям, стало возможным использовать компьютерные программы как иллюстративный материал, проводить тестирование и контрольные работы, решать творческие задачи, участвовать в дистанционных уроках, сочетать традиционные домашние задания с заданиями, для выполнения которых используются компьютеры, создавать уроки-игры для каждого ученика и др.

Внедряя новые технологии в учебный процесс, мы даем возможность ученику не только лучше выучить школьный предмет, но и научиться свободно владеть компьютером.

Многие задания по предмету в компьютерном варианте, позволяют развить творческие способности ученика, взглянуть на предмет с другой стороны и проявить себя в новой деятельности.

Несомненные плюсы внедрения новейших информационных технологий позволяют сделать новый шаг к будущему, где компьютер будет средством реализации своих возможностей и талантов.

При работе с мультимедийными технологиями учащиеся с самого начала вовлечены в активную познавательную деятельность. В ходе такого обучения они учатся не только приобретать и применять знания, но и находить необходимые для них средства обучения и источники информации, уметь работать с этой информацией.

В условиях, когда компьютер занимает все более важную и неотъемлемую часть в современном обществе, использование компьютерных технологий в учебном процессе позволяет обеспечить будущее страны грамотным поколением, способным разрабатывать и внедрять новые идеи во все сферы наук.

Дидактические принципы в условиях компьютерного обучения

. Принцип системности требует рационального деления учебного материала на смысловые фрагменты и ступенчатого овладения ими при постоянном обращении к целому; каждый урок - часть цикла уроков, связанная с другими частями и решающая общие с ними задачи.

При компьютерном обучении принцип системности:

1.предполагает разработку и обоснование формализованной модели предметной области при проектировании соответствующей обучающей программы;

2.отдает предпочтение пакетам программ по группам тем и даже целым курсам по сравнению с отдельными разрозненными, пусть даже самыми совершенными, программами;

.ставит вопрос о формах использования вычислительной техники, о соотношении новых и традиционных форм обучения.

. Принцип активности (самостоятельности) подразумевает, что учебная деятельность должна быть творческим трудом, направленным на всестороннее саморазвитие личности школьника.

Компьютер активно вовлекает учащихся в учебный процесс. Одна из важнейших предпосылок такого вовлечения - диалог обучаемого с компьютером, в ходе которого:

1.вновь приобретаемое знание включается в систему деятельности обучаемого;

2.обучаемый имеет возможность сознательно управлять учебной деятельностью.

Условия эффективности построения учебного диалога в обучающей программе:

1.преодоление чрезмерной заданности ответов ученика, которые обычно сводятся либо к выбору из нескольких вариантов, либо к вводу некоторого ключевого слова;

2.наличие поля самостоятельности в обучающей программе, когда ученик может выбрать свой путь решения, оценить его эффективность; сам учащийся должен задавать компьютеру необходимый ему уровень помощи и уровень изложения теоретического материала (более или менее абстрактный, например);

.правильный подбор мотивирующих реплик и звуковых эффектов в обучающей программе, учитывающей психологию обучаемого.

. Принцип поэтапного преодоления трудностей (доступности) предполагает учет возрастных особенностей учащегося при выборе методов и средств обучения.

При компьютерном обучении этот принцип означает необходимость разработки и использования в ППС (педагогических программных средствах) психологически обоснованных моделей обучаемого и процесса обучения.

Исход из психологических особенностей мыслительной деятельности школьников, при создании педагогических программных средств необходимо:

1.очень тщательно отобрать задачи для учащихся;

2.продумать содержание диалога ученика и компьютера.

Задачи должны быть по силам каждому конкретному ученику, не должны утомлять своим однообразием, трудность их должна постепенно нарастать. Программа должна предусматривать изменение сложности заданий уже на ранних этапах работы, что позволит индивидуализировать достижение обязательного уровня обучения каждым учеником.

. Принцип связи теории и практикой.

Применение компьютера позволяет существенно усилить практическую направленность обучения, так как компьютер обладает уникальными возможностями моделирования, в том числе имитационного, различных процессов, начиная от физических и химических, кончая социальными. Компьютер может «погрузить» обучаемых в любую обстановку.

Целесообразно использование в школе методов компьютерного проектирования и моделирования. Педагогические программные средства, используемые в обучении, могут способствовать профориентации школьников, их экономическому, экологическому и другим видам воспитания.

. Принцип наглядности.

Иллюстративные возможности компьютера при всей их очевидности не являются основными. Их задача - служить внешней опорой внутренней деятельности учащихся по овладению знаниями.

С точки зрения наглядности следует различать обучающие и игровые программы. В обучающих программах цвет и графика должны использоваться разумно, его разбивка на кадры, выделению главного и т.д.

Игровые программы должны быть ориентированы на достижение педагогического результата: развитие мышления, памяти учащихся, активизация их познавательной, психомоторной и др. деятельности. Элементы игры могут быть включены в программу-тренажер: после правильного выполнения задания следует короткая игра, вознаграждающая ученика, дающая ему краткую эмоциональную разрядку. Здесь уместны богатство красок и разнообразие графики.

Там, где содержанием обучения выступают внешние свойства вещей, принцип наглядности себя оправдывает. Но там, где содержанием обучения становятся связи и отношения предметов, - там наглядность далеко не достаточна. Здесь вступает в силу принцип моделирования (С.Пейперт). Это уже качественно новый уровень наглядности, богатые возможности для которого создают программы, предусматривающие показ объемных фигур, дающие возможность рассматривать их со всех сторон, рассекать плоскостями и т.д.

. Принцип связи индивидуализации и коллективизации.

Внедрение компьютерных технологий обучения:

1.один из путей достижения сбалансированности индивидуальных и коллективных форм обучения:

2.компьютер дает возможность каждому ученику работать в приемлемом для него темпе;

.создается возможность уровневой дифференциации: в зависимости от качества ответов ученик переводится на более высокий или низкий уровень обучения;

.различные варианты педагогических программных средств позволяют выбрать обучающую программу, соответствующую индивидуальным особенностям ученика;

.объединяет учеников между собой и с учителем совместное решение проблемы на уроке или в качестве домашнего задания;

.групповая работа с компьютером на уроке или групповые домашние задания (в старших классах) создают условия для развития навыков делового общения в процессе обсуждения вариантов решения поставленных задач .

. Принцип эффективности (оптимизации) обучения.

В условиях компьютеризации осуществление этого принципа выдвигает следующие проблемы:

1.качество (эффективность) самих обучающих программ: их обучающее воздействие и влияние на мотивацию обучения; пока нет четких критериев оценки, необходимо создание института независимой экспертизы и апробации создаваемых педагогических программных средств;

2.соотношение и взаимная увязка традиционного и компьютерного обучения: место и роль учителя в условиях обучения по данной теме с использованием данного педагогического программного средства в данном плане (группе);

.сочетание компьютерных технологий с традиционной классно-урочной системой обучения, неоптимальной с точки зрения индивидуализации обучения и активизации учащихся;

.экономическая эффективность использования компьютеров

Новые информационные технологии воздействуют на все компоненты системы обучения: цели, содержание, методы и организационные формы обучения, средства обучения, что позволяет решать сложные и актуальные задачи педагогики, а именно: развитие интеллектуального, творческого потенциала, аналитического мышления и самостоятельности человека.

При получении дистанционного образования средства обучения значительно шире и, кроме традиционных, включают такие, как:

·учебные электронные издания;

·компьютерные обучающие системы;

·аудио- видео учебные материалы и мн. др.

Электронные издания учебного назначения, обладая всеми особенностями бумажных изданий, имеют ряд положительных отличий и преимуществ. В частности: компактность хранения в памяти компьютера или на дискете, гипертекстовые возможности, мобильность, тиражируемость, возможность оперативного внесения изменений и дополнений, удобство пересылки по электронной почте. Это - автоматизированная обучающая система, которая включает в себя дидактические, методические и информационно-справочные материалы по учебной дисциплине, а также программное обеспечение, которое позволяет комплексно использовать их для самостоятельного получения и контроля знаний.

Аудио и видео учебные материалы - записываются на магнитные носители, аудио - и видеокассеты, и могут быть представлены обучаемому с помощью магнитофона, видеомагнитофона или лазерных компакт-дисков CD-ROM.

Компьютерные сети - средство обучения, включающее в себя различного рода информацию и совокупность компьютеров, соединенных каналами связи. Глобальная сеть INTERNET, является интегральным средством, широко используемым в ДО.

Таким образом, возможно, лет через 5-10, когда глобальная сеть станет доступна во всех уголках России, дистанционное образование может составить серьезную конкуренцию традиционным классно- урочным формам, особенно для детей- инвалидов и учеников сельской местности.

Наряду с открывающимися широчайшими перспективами использования в учебном процессе компьютерной техники, существует ряд проблем, строго очерчивающих круг применимости подобных технологий, и ограничивающих их технократическое влияние. Это:

Опасности для здоровья учащихся, Стоимость программного обеспечения, Быстрое устаревание программного обеспечения, компьютеров, Обучение учителей, Несоблюдение технологии.

Санитарные нормы, действующие в настоящие время в школе, разрабатывались в то время, когда визуальные, цветовые, контрастные, электромагнитные показатели компьютеров и их мониторов не позволяли работать за терминалом машины ребенку 10-17 лет больше 10-25 минут в сутки. Сегодня большинство поставляемых в школы компьютеров, если, конечно, это - не списанные где-то "ящики", являются машинами, соответствующими жестким европейским стандартам - MPR-II, TCO'95 и другим.

Монитор компьютера является самым "опасным" элементом. При этом современные технологии позволили снизить уровень электромагнитного излучения монитора до уровня таких бытовых приборов, как настольная лампа. Но мерцание монитора (80-100 Гц), даже по сравнению со старыми моделями (50Гц), по-прежнему утомляет глаза. В последние годы появились жидкокристаллические мониторы для настольных компьютеров. При большом размере экрана они имеют малые габариты (практически как большая книга), они практически не излучают и не мерцают, что делает их не более опасными для зрения, чем тетрадь или учебник. Высокая на сегодняшний день цена (около 1500$) не позволяет комплектовать ими школьные компьютеры, но через 1-3 года это станет реальностью. При таком уровне оснащения можно станет говорить о пересмотре информационной концепции образования.

Вторым серьезным препятствием на пути внедрения компьютерных технологий обучения в школе является немалая цена лицензионного программного обеспечения. Стоимость затрат на покупку программного обеспечения зачастую превышает стоимость самих компьютеров. Органы управления образования в своем большинстве прониклись мыслью о внедрении компьютеров в школах, во многих школах появляются современные компьютерные классы, но приобретение программного обеспечения пока не предусматривается. Таким образом в некоторых школах наблюдается следующая картина: школьники работают на суперсовременных компьютерах либо с ворованным "пиратским" программным обеспечением, либо с допотопным "Бейсиком".

Выходов из подобной ситуации может быть несколько:

·частные школы и некоторые муниципальные, берущие плату за дополнительные образовательные услуги могут позволить себе приобретение нескольких программ;

·крупные компании, например Microsoft, проводят акции поддержки образования и предоставляют свою продукцию бесплатно или за меньшую цену, но такой ход оказывается неприемлем для небольших фирм, занимающихся разработкой программного обеспечения специально для образования;

·логично было бы выделять средства из бюджета, но в нынешней экономической ситуации ближайшие годы это не представляется возможным;

·возможно использование принципиально бесплатного ПО, примером которого на сегодняшний день может являться операционная система Red Hat Linux и приложения для нее, получающая все большее и большее распространение во всем мире.

Еще одна трудность - революционный рост компьютерных технологий, при котором в последние годы оборудование и ПО безнадежно морально устаревают буквально за год-два. За подобными темпами система финансирования образования успеть не может. За рубежом практикуется бесплатное или почти бесплатное обновление лицензионного ПО и даже компьютерного парка для образовательных учреждений.

Такое быстрое развитие информационных технологий делает специалиста, не повышающего свой профессиональный уровень, практически дилетантом в среднем за 3-4 года. Этот факт диктует необходимость организации процесса непрерывного повышения квалификации как учителей информатики, так и учителей других предметов, использующих компьютерные технологии в своей работе. Это может решаться путем организации ежегодных курсов без отрыва от работы, самообразования. Большую перспективу предоставляют дистанционные курсы.

Особой трудностью может стать неумелое либо нецелесообразное, беспорядочное применение компьютерных технологий в учебном процессе. Согласно материалам недавнего исследования, проведенного в Соединенных штатах журналом Education Week, ученики, проводящие слишком много времени за освоением учебного материала с помощью компьютера, могут в итоге получить более низкие итоговые оценки за выполнение тестов.

Причина, по мнению координатора проведенного журналом опроса "Technology Counts '98" (Итоги применения технологий '98) Крейга Джералда (Craig Jerald), состоит в том, что часть проводимого за компьютером времени на самом деле посвящается далеким от обучения целям.

Согласно результатам исследования, уровень оценок оказался на 20% ниже для тех учащихся, которые чаще других пользовались установленными в учебном классе компьютерами. Частое использование домашнего компьютера приводило к еще более значительному снижению успеваемости - на 26%.

Кроме того, оказалось, что некоторые виды компьютерного обучения способствуют повышению итоговых оценок, тогда как другие - скорее ведут к их снижению. В целом, чем лучше был подготовлен учитель, тем выше оказывались и результаты учеников.



Глава 5. Обучающие программы в школьном курсе физики



PRO. ФИЗИКА ДЛЯ АБИТУРИЕНТОВ.



ВИРТУАЛЬНЫЙ НАСТАВНИК. ФИЗИКА 10-11 КЛАСС.



Продукт "Виртуальный наставник. ФИЗИКА 10-11 класс" представляет собой интерактивный тренажёр для закрепления теоретического учебного материала, с помощью решения задач различной сложности.

СТУДЕНТУ И ШКОЛЬНИКУ- ФИЗИКА 11 КЛАСС. ОБУЧАЮЩИЙ ВИДЕОКУРС.



Мультимедийный учебник "TeachPro Физика 11 класс" разработан в соответствии с действующей Программой общеобразовательных учреждений, рекомендованной Ученым советом Института общего среднего образования Российской Академии образования, и содержит полный учебный курс за одиннадцатый класс общеобразовательной школы в объеме 30 лекций и 38 типовых задач.<#"200" src="doc_zip8.jpg" />



Мультимедийная обучающая программа «1С:Репетитор.Физика» содержит изложение всего школьного курса физики (механика, молекулярная физики, электричество и магнетизм, электромагнитные волны и оптика, теория относительности и квантовая физика)

Глава 6. Методические особенности темы «Законы термодинамики. Тепловые двигатели» с применением компьютерных технологий

обучение физика компьютерный информационный

Раздел школьного курса физики "Термодинамика и молекулярная физика" ставит своей целью воспитание физического мышления учащихся на основе ознакомления с методами теоретического исследования, применяемыми физикой. Общеизвестно, что метод преподавания того или иного раздела может считаться обоснованным, если он при прочих равных условиях не противоречит методу исследования, применяемому в науке. Это утверждение - один из принципов, на основе которого строится логика построения и изложения учебного материала.

В данном курсе на примере термодинамики и молекулярной физики учащиеся знакомятся с двумя методами построения физической теории - с методом принципов и методом модельных гипотез. Термодинамика служит образцом применения метода принципов, молекулярно-кинетическая теория строится на основе гипотез, задающих модель молекулярной системы. Изучение этих взаимно дополняющих теорий в одном курсе способствует глубокому пониманию как самих теорий, так и закономерностей теплового движения.

Опытные наблюдения, на которые опирается изложение термодинамики, кажутся очевидными и хорошо известны из практического опыта и повседневной жизни. А. Эйнштейн так выразил свое отношение к термодинамике: "Теория производит тем большее впечатление, чем проще ее посылки, чем различнее явления, между которыми она устанавливает связь, чем обширнее область ее применения. Отсюда глубокое впечатление, которое произвела на меня термодинамика. Она - единственная физическая теория универсального содержания, относительно которой я убежден, что в пределах применимости ее основных понятий она никогда не будет опровергнута".

Термодинамика, как и любая теория, состоит из двух частей. Первую часть составляют основные понятия, первое и второе начала, а также ряд опытных данных (уравнение состояния). Понятия, принципы и используемые опытные данные составляют основание термодинамики как теоретической системы. Вторая часть этой теории представляет собой систему логических и математических выводов о свойствах изучаемых тел, систему следствий, вытекающих из основных принципов.

Исходя из структуры рассматриваемой теории, прежде всего, следует строго и полно определить такие понятия как термодинамическая система, параметры состояния, равновесное состояние, уравнение состояния и процесс. Должны быть уточнены условия, позволяющие графическое изображение процесса. Имеет смысл ввести представление о квазистатическом процессе, процессе релаксации и времени релаксации. Следует определить понятие циклического процесса.

Отметим, что, вводя представление о термодинамической системе, одновременно нужно определить понятие "внешние тела", как тела, не включенные в систему, выделенную для исследования. Без этого не может быть применено первое начало: работа и количество теплоты оцениваются на границах системы, поскольку определяются энергией, переходящей через границу. Важно для дальнейшего рассмотрения ввести понятие изолированной системы.

Хорошо известно, что наибольшую трудность в рассматриваемом разделе вызывает введение понятия температуры. Поэтому имеет смысл вводить это понятие постепенно, последовательно раскрывая его содержание.

На первом этапе следует обобщить наблюдаемые в окружающем мире явления, свидетельствующие о существовании более или менее нагретых тел, о том, что более нагретые тела при контакте с менее нагретыми охлаждаются, а менее нагретые, напротив, нагреваются, причем существенно, что этот процесс не зависит от внешних параметров, например, от объема. Особенно важно подчеркнуть, что с течением времени между телами, состояние которых характеризуется разной степенью нагретости, устанавливается равновесие, которое без изменения внешних условий может сохраняться неограниченно долго.

Опыт свидетельствует, что если два тела порознь находятся в равновесии с третьим телом, то они находятся в равновесии и между собой. Обобщая все опытные наблюдения, можно придти к заключению, что состояние системы определяется не только внешними условиями, но и внутренним свойством системы, которое проявляется как степень ее нагретости. Это свойство и принято называть температурой. На этом первом этапе особо важно подчеркнуть, что температура вводится как параметр, определяющий состояние системы.

Следующий шаг в усвоении понятия температуры должен быть связан с ее экспериментальным определением и описанием приборов, которые позволяют это сделать.

Поучительно в связи с этим вспомнить высказывание Томсона, который утверждал, что "если вы можете измерить и выразить в числах то, о чем говорите, - вы знаете это; но если вы не можете измерить, если не можете выразить числами, - ваши знания скудны и недостаточны".

Рассматривая основы термометрии, прежде всего, следует подчеркнуть, что температура является величиной интенсивной и измерить ее путем сравнения с эталоном, как другие физические величины, невозможно.

Далее нужно ознакомить учащихся с принципом построения температурных шкал, свойствами термометрического вещества, отмечая при этом, что измерение температуры основано на учете изменения ряда свойств термометрического вещества при нагревании. При построении термометра предполагается, что объем термометрического вещества, например, ртути или газа, изменяется пропорционально температуре. Проверить это невозможно, но это предположение используется при построении всех температурных шкал, как и условие, при котором двум определенным состояниям термометрического вещества приписывается определенное значение температуры.

Совершенно необходимо обратить внимание учащихся на правила измерения температуры. Прежде всего, следует объяснить, что термометр при измерениях показывает свою собственную температуру, совпадающую с температурой тела, с которым он находится в тепловом равновесии, поэтому не надо торопиться с отсчетом показаний термометра, а выждать, чтобы наступило тепловое равновесие.

Ознакомив учащихся с понятием температуры как внутреннего параметра состояния системы и способами ее измерения, можно вскрыть и молекулярно-кинетическое содержание понятия температуры.

Пользуясь молекулярно-кинетическими представлениями, можно дать наглядное толкование теплового равновесия. Если привести в соприкосновение два газа с различными значениями средней кинетической энергии молекул, то молекулы, движущиеся с большими скоростями, сталкиваясь с молекулами другого газа, будут их ускорять, сами при этом замедляясь. При этом происходит передача внутренней энергии газа с большим значением средней кинетической энергии молекул к газу с меньшим значением этой величины. Наконец, наступает такой момент, когда средние кинетические энергии молекул обоих газов выравниваются. Это и есть состояние теплового равновесия, при котором переход внутренней энергии от одного газа к другому прекращается, хотя столкновения беспорядочно движущихся молекул будут продолжаться. Следует особо подчеркнуть, что, строго говоря, понятие температуры применимо лишь для систем, находящихся в состоянии теплового равновесия.

Очень важно разъяснить учащимся, что понятие температуры не имеет смысла для одной молекулы, а может быть введено лишь для систем, состоящих из множества молекул, поскольку условием теплового равновесия, то есть равенства температур, является равенство средних скоростей, а не скоростей отдельных молекул. Подводя итог, еще раз следует подчеркнуть, что температура - термодинамический параметр, который в рамках молекулярно- кинетической теории может быть выражен через микроскопические параметры состояния системы - среднее значение энергии хаотического теплового движения ее молекул.

При рассмотрении первого начала термодинамики важной методической задачей является раскрытие физического содержания термодинамических понятий - внутренняя энергия, работа, количество теплоты.

С точки зрения молекулярной теории внутренняя энергия представляет собой энергию всех частиц, составляющих систему, то есть в нее входит кинетическая и потенциальная энергия всех структурных элементов системы. Во внутреннюю энергию не входит кинетическая энергия движения системы как целого и потенциальная энергия системы во внешнем силовом поле.

Следует обратить внимание учащихся, что при изучении каких-либо процессов, происходящих в системе, нас интересует не полный запас внутренней энергии, а лишь ее изменение. В тепловых процессах, протекающих при температурах среднего интервала, под изменением внутренней энергии следует понимать изменение кинетической и потенциальной энергии молекул, поскольку остальные составляющие внутренней энергии не изменяются.

Очень важно ввести и термодинамическое понятие внутренней энергии, вытекающее из принципа эквивалентности теплоты и работы. При этом следует особо подчеркнуть, что принцип эквивалентности соблюдается только для круговых стационарных процессов, в результате которых система возвращается в первоначальное состояние. При этом состояние системы в процессе взаимодействия с внешними телами не изменяется.

Важно уяснить, что в каждом состоянии система обладает вполне определенным запасом внутренней энергии, который определяется параметрами данного состояния и не зависит от того пути, по которому система пришла в это состояние. Таким образом, внутренняя энергия - однозначная функция состояния системы. Естественно, что если система совершила круговой процесс, то ее конечное состояние совпадает с начальным. Очевидно, что изменение внутренней энергии системы в таком процессе равно нулю.

После введения понятия внутренней энергии следует записать выражение внутренней энергии для идеального газа.

Макроскопическая система, находящаяся в состоянии термодинамического равновесия, может изменять свое состояние только в результате внешних воздействий. Важно, чтобы учащиеся уяснили, что с макроскопической точки зрения существуют два принципиально различных способа изменения состояния системы: 1) путем совершения работы над системой или самой системой и 2) путем теплообмена между рассматриваемой системой и другими внешними телами.

Первый способ всегда связан с макроскопическими перемещениями действующих на систему внешних тел. Второй способ изменения состояния системы не связан с изменением относительного расположения системы и взаимодействующих с ней внешних тел, а следовательно, не связан с совершением работы. В этом случае в результате контакта двух различно нагретых тел изменение состояния теплового движения происходит вследствие соударений частиц на границе соприкосновения, при этом никаких макроскопических перемещений не происходит. Два рассмотренных способа сводятся к работе и теплообмену, которые представляют собой две единственно возможные формы передачи энергии.

Рассматривая понятие работы, на конкретных физических примерах следует показать учащимся, что процесс совершения работы есть процесс перехода энергии из одного вида в другой и методически построить изложение материала с учетом следующих моментов:

) работа является мерой энергии, перешедшей из одного вида в другой;

) работа зависит от способа перехода системы из одного состояния в другое, то есть является функцией процесса;

) элементарная работа измеряется величиной РV. Для учащихся с усиленной математической подготовкой полную работу можно представить в виде ;

) для вычисления работы необходимо знать уравнение процесса;

) в координатах Р, V работа изображается площадью под кривой процесса;

) при замкнутом процессе работа не равна нулю, несмотря на то, что система вернулась в исходное состояние.

Особое внимание следует обратить на введение понятия "количество теплоты". Если одно тело имеет более высокую температуру, чем другое, то первое будет передавать часть своей внутренней энергии второму путем молекулярных столкновений. Предположим, что работа при этом не совершается. В этом случае принято говорить, что первое тело передало второму некоторое количество теплоты. Очевидно, что количество теплоты в данном случае равно уменьшению внутренней энергии первого тела или увеличению внутренней энергии второго тела. Количество теплоты при теплообмене тела с окружающей средой характеризует количество энергии, передаваемое тепловым способом. Понятно, что количество теплоты зависит от условий, в которых происходит теплопередача, последнее означает, что количество теплоты является функцией процесса.

Очень важно предостеречь учащихся от ошибки смешивать понятия количества теплоты и энергии хаотического теплового движения, составляющей часть внутренней энергии. Нельзя говорить о количестве теплоты, содержащемся в теле, а можно говорить только о количестве теплоты в процессе теплопередачи. Следует обратить внимание учащихся на то, что в общем случае количество теплоты не представляет собой меру приращения или убыли внутренней энергии. Это определение относится лишь к случаю, когда передача внутренней энергии не сопровождается совершением работы.

После рассмотрения основных понятий и экспериментальных результатов Джоуля и Майера, приведших к установлению принципа эквивалентности, следует сформулировать первое начало термодинамики как универсальный закон сохранения и превращения энергии, подчеркивая при этом не только его опытный характер, но и образец глубокого теоретического обобщения. Современная наука принимает принцип сохранения и превращения энергии как всеобщий, выполняющийся абсолютно строго для всех изолированных систем.

Необходимо обратить внимание учащихся на то, что при описании процессов, происходящих в термодинамических системах с использованием первого начала термодинамики, следует определиться с правилом знаков. Это дело договоренности. Но целесообразно пользоваться общепринятым правилом: работа считается положительной, если она совершается системой, и отрицательной, если она совершается над системой. Количество теплоты положительно, если система получает его в процессе теплопередачи, и отрицательно, если оно передается внешним телам.

С целью более полного усвоения учащимися первого закона термодинамики можно предложить выполнить задания, представленные в приложении 1.

На схеме кружком изображена система, направленная внутри кружка стрелка указывает изменение внутренней энергии в ходе процесса (стрелка, направленная вверх, означает, что внутренняя энергия системы увеличивается; стрелка, направленная вниз, свидетельствует об убывании энергии). Стрелки, идущие к кружку или от кружка, символизируют соответственно приток или отдачу тепла и работу, совершаемую самой системой или над ней. Выбрав положительное направление стрелок (горизонтальное - слева направо, вертикальное - снизу вверх), следует определить знаки и А (стрелка у слева направо для , справа налево для ; аналогично и для А). Длина стрелок изображает модуль соответствующих величин. Символическое представление скалярных величин , U и А не дает оснований приписывать им векторный характер.

Для последующего описания изопроцессов в идеальном газе с использованием первого начала термодинамики следует ввести понятие теплоемкости, показать, что эта характеристика системы зависит от условий процесса, ввести понятие изобарной, изохорной теплоемкости, установить соотношение между ними, вскрыть физический смысл универсальной газовой постоянной. Имеет смысл обратить внимание учащихся на соотношение между молярной и удельной теплоемкостями.

Многолетняя педагогическая практика убеждает, что результаты применения первого начала термодинамики к описанию простейших процессов в идеальном газе целесообразно представить в виде таблицы (приложение 2), содержащей следующие графы:

) название и условия протекания процесса;

) уравнение процесса;

) графическое представление процесса;

) значение всех величин, входящих в первое начало термодинамики применительно к рассматриваемому процессу;

) значение теплоемкости в данном процессе;

) значение показателя политропы.

Составление такой таблицы может быть поручено самим учащимся в процессе подготовки к занятию по данной теме. Последующее использование этой таблицы значительно облегчит решение конкретных физических задач на практических занятиях. Безусловно, что контроль над правильностью и самостоятельностью составления таблицы по-прежнему остается делом преподавателя.

В методической литературе неоднократно поднимался вопрос о необходимости ознакомления учащихся со вторым законом термодинамики, без которого нельзя дать физическое обоснование работы любого теплового двигателя. Поэтому целесообразно ознакомить учащихся с основными идеями и доступными для них формулировками этого закона. В специализированных школах физико-математического профиля имеет смысл ввести и понятие энтропии. Изучение второго закона термодинамики тем более важно, что он имеет глубокое мировоззренческое и политехническое содержание, демонстрируя тесную связь науки и производства.

Проверенная на опыте методика изложения второго начала термодинамики рекомендует рассмотрение этого раздела во взаимосвязи с вопросами теории тепловых машин.

Рассматривая работу тепловых машин, следует сформулировать основные принципы ее работы.

1.Тепловая машина должна быть периодически действующим устройством, следовательно, рабочее тело машины должно совершать замкнутый процесс (цикл).

2.Машина должна совершать за цикл положительную работу. Исходя из этих утверждений, нужно рассмотреть принципиальное с физической точки зрения устройство теплового двигателя, включающего нагреватель, холодильник и рабочее тело. Далее следует ввести понятие КПД тепловой машины. При этом важно заметить, что довольно часто невозможность достижения КПД, равного 100%, учащиеся связывают с трением, излучением, теплопроводностью и др., которые, конечно, снижают значения КПД тепловых машин, но не играют столь принципиальной роли как необходимость присутствия холодильника как составной части любого теплового двигателя.

Используемое обычно графическое толкование необходимости присутствия холодильника (расширяться газ должен нагретым, а сжиматься холодным) наглядно, но не совсем убедительно, поскольку газ можно охладить и без холодильника (например, путем адиабатического расширения).

Вывод о принципиальном ограничении КПД тепловых двигателей может быть получен лишь на основании второго начала термодинамики.

Дело в том, что в процессе работы тепловой машины неупорядоченное тепловое движение (при контакте рабочего тела с нагревателем) преобразуется в упорядоченное в виде макроскопической работы, совершаемой тепловым двигателем. Природа запрещает переход неупорядоченного теплового движения в упорядоченное. За возможность такого перехода она требует плату в виде тепла, передаваемого холодильнику. Процессы, ведущие к беспорядку, идут сами собой, напротив, установление порядка всегда требует усилий.

Если в вашей комнате вещи не знают своего места, и вы размещаете их, не соблюдая никаких правил, то в вашей комнате всегда беспорядок. Чтобы навести в такой ситуации порядок, вам потребуется приложить некоторые усилия - отвести каждой вещи свое место и размещать вещи только согласно отведенному месту. Ваши усилия - плата за установление порядка.

Так и в мире молекул, только там все сложнее, потому что молекул очень много и они все беспорядочно движутся (представьте себе, каких усилий требовало бы наведение порядка в комнате, если бы все вещи в ней двигались).

Теплота, передаваемая рабочим телом холодильнику, это своего рода компенсация за возможный переход от беспорядочного хаотического движения в упорядоченное, которое имеет место при совершении механической работы, ради которой и были созданы тепловые машины.

Изложение второго начала термодинамики в курсе физики средней школы целесообразно начать с обобщения наблюдаемых явлений, например, основываясь на общеизвестном факте о невозможности самопроизвольного перехода теплоты от менее нагретых тел к более нагретым. При этом следует пояснить смысл выражения "самопроизвольный переход". Под самопроизвольным переходом понимается такой переход, который совершается без вмешательства внешних тел. По завершении такого перехода не должно произойти каких-либо изменений во внешних телах.

Далее следует привести формулировку второго начала термодинамики, предложенную Клаузиусом.

Анализируя работу тепловых двигателей, целесообразно рассмотреть и формулировку, данную Томсоном, утверждающую, что невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы совершение работы за счет внутренней энергии, отнимаемой от какого-либо тела путем теплообмена.

У учащихся может возникнуть недоумение по поводу того факта, что один и тот же закон имеет несколько формулировок. В связи с этим возникает необходимость в введении представления об обратимых и необратимых процессах, рассмотрении конкретных примеров тех и других и установлении связи между ними.

Второе начало термодинамики, по сути, утверждает одностороннюю направленность самопроизвольно протекающих в природе процессов и запрещает протекание этих процессов в обратном направлении, то есть фактически оно утверждает факт существования в природе необратимых процессов. Поскольку таких процессов в природе много и все необратимые процессы связаны между собой, то утверждение существования каждого из них может рассматриваться как одна из формулировок второго начала термодинамики. В научной литературе последних лет сообщается о 21 формулировке этого закона.

Далее следует перейти к рассмотрению цикла Карно. Анализ цикла Карно и относящейся к нему теоремы Карно делает возможным решение ряда задач. С помощью цикла Карно находится теоретический предел максимально возможного значения КПД тепловой машины, работающей в заданном интервале температур, доказывается теорема о независимости КПД тепловой машины от рабочего вещества и, наконец, с помощью цикла Карно может быть введено понятие энтропии.

С точки зрения методики очень важно при рассмотрении цикла Карно подчеркнуть оптимальность этого цикла в смысле его экономичности. Замечательная особенность этого цикла состоит в том, что он позволяет получить максимально возможную работу за счет теплоты, взятой от нагревателя. Следует отметить, что сама по себе машина Карно есть лишь абстракция, предназначенная для целей исследования, однако доказанная на основе этой модели теорема Карно сыграла ведущую роль в разработке научных основ теплоэнергетики.

Используя в качестве примера приведенное в теоретической части курса доказательство теоремы Карно, можно предложить учащимся в порядке упражнения провести другие варианты доказательства этой теоремы.

Со вторым началом термодинамики и теоремой Карно неразрывно связан способ введения энтропии, а также вопрос о границах применимости термодинамики и обсуждение идеи Клаузиуса о тепловой смерти Вселенной.

Трудно дать методические рекомендации по поводу введения энтропии в школьном курсе, следуя которым можно сделать понимание этой функции состояния более ясным. Сложность понимания энтропии связана с невозможностью ее непосредственного восприятия и отсутствием прибора, который бы измерял энтропию, как, например, измеряют температуру.

Термодинамика, в силу феноменологического характера, не может вскрыть физический смысл энтропии. Эту задачу решает статистическая физика.

По-видимому, наиболее доступным вариантом введения энтропии в школьном курсе является тот, который рассмотрен в теоретической части курса и следует из обобщения утверждений теоремы Карно для произвольного цикла.

Вводя понятие энтропии, следует проводить аналогию с введением понятия внутренней энергии при формулировке первого начала термодинамики. Введению энтропии должно предшествовать введение понятия приведенной теплоты. Далее следует отметить, что при равновесном переходе системы из одного состояния в другое приведенная теплота не зависит от пути перехода, а сумма проведенных количеств теплоты системы, совершающей круговой процесс, равна нулю. Это значит, что приведенная теплота равна изменению некоторого свойства системы, которое и было названо энтропией.

В школьной аудитории вывод о возрастании энтропии при необратимых процессах проще всего сделать при рассмотрении конкретного необратимого процесса. Рассмотрим, например, теплообмен между двумя различно нагретыми телами с температурами и (пусть ). Более нагретое тело отдает количество теплоты -, менее нагретое получает количество теплоты +. Изменение энтропии более нагретого тела равно , менее нагретого . Изменение энтропии системы в целом равно алгебраической сумме изменений энтропии каждого тела:



.



В результате теплообмена между различно нагретыми телами энтропия системы возрастает (, то есть ). Таким образом, энтропия вводится вторым началом. В формулировке А. Зоммерфельда оно звучит так: "Каждая термодинамическая система обладает функцией состояния, называемой энтропией. Энтропия вычисляется следующим образом. Система переводится из произвольно выбранного начального состояния в соответствующее конечное состояние через последовательность состояний равновесия, вычисляются все подводимые при этом порции теплоты, делятся каждая на соответствующую ей абсолютную температуру, и все полученные таким образом значения суммируются. При реальных процессах энтропия замкнутой системы возрастает".

Итак, термодинамика вводит энтропию формально, не вскрывая ее физического смысла и не устанавливая связи с внутренними молекулярными свойствами системы. Только статистическая физика, изучая тепловые явления на основе представлений о свойствах молекул и закономерностях их движения, вскрывает физический смысл энтропии и природу необратимости, устанавливая связь между энтропией и термодинамической вероятностью.

Наиболее доступным вариантом введения понятия термодинамической вероятности, по-видимому, является рассмотрение конкретного примера о распределении молекул газа по частям сосуда. Этот пример должен убедить учащихся в том, что равномерное распределение молекул реализуется наибольшим числом способов. На основании рассмотренного примера следует сделать вывод, что термодинамическая вероятность состояния - это число способов (число микросостояний), с помощью которых можно реализовать данное макросостояние.

Термодинамика утверждает, что любая система, будучи предоставлена сама себе, приходит в состояние равновесия, в котором энтропия системы достигает своего максимального значения. Физически это означает, что в состоянии равновесия система обладает максимально возможным числом микросостояний, с помощью которых реализуется данное макросостояние. Таким образом, равновесное состояние системы является наиболее вероятным.

Освещение проблемы необратимости в молекулярно-кинетической теории основано на использовании статистического метода, применимого для описания поведения системы многих частиц. Решение проблемы необратимости было предложено Больцманом на основе расчета вероятности состояний. Проведенные расчеты показали, что процессы, обратные теплопроводности, диффузии, свободному расширению газа оказываются не абсолютно невозможными, но чрезвычайно маловероятными. При этом очень важно подчеркнуть, что статистические закономерности проявляются лишь в массовых событиях для систем, содержащих очень большое число частиц.

В заключение следует отметить еще одно важное обстоятельство, а именно, правомерность применения законов термодинамики к Вселенной в целом. Оказывается, что рассматривать Вселенную как термодинамическую систему нельзя, поскольку она расширяется и вследствие этого не находится в стационарном состоянии. Кроме того, одним из признаков термодинамической системы является аддитивность некоторых ее характеристик, например, энергии. Исследования последнего времени показали, что этим признаком Вселенная не обладает.

Хорошо известно, что глубокому усвоению теоретического материала способствует решение конкретных задач по изучаемому разделу курса. Поэтому уместно дать методические рекомендации, которыми следует руководствоваться при решении задач по термодинамике.

1.Записать выражение первого закона термодинамики в общем виде.

2.Учитывая условия протекания процесса, заданные в условии задачи, перейти к конкретному выражению первого начала для данного процесса.

.Пользуясь составленной заранее таблицей, записать выражение всех величин, входящих в уравнение первого закона термодинамики для конкретного процесса.

.Определиться со значением теплоемкости с учетом заданных условий процесса. При этом следует помнить, что теплоемкость может быть выражена через универсальную газовую постоянную R, величину или число степеней свободы молекул, если речь идет о газе.

.Определяя работу в ходе процесса, следует иметь в виду, что она может быть найдена графически как площадь под кривой процесса в координатах PV. Если график процесса представлен в других координатах, его нужно перестроить в координатах PV.

.Поскольку внутренняя энергия идеального газа есть функция только температуры, то для вычисления изменения внутренней энергии необходимо определить конечную температуру газа или ее выражение через другие параметры состояния.

.Далее, используя уравнение состояния или уравнение заданного процесса, следует установить связь между начальными и конечными параметрами состояния системы, через которые выражены величины, входящие в первое начало.

.В задачах на вычисление теплоемкости следует записать определение этой величины, из первого начала с учетом условий процесса найти количество теплоты, подведенной к системе, а далее, пользуясь уравнением процесса или уравнением состояния, найти изменение температуры и определить значение теплоемкости.

.Нередко приходится решать и обратную задачу - по зависимости теплоемкости от параметров состояния найти уравнение процесса, которому соответствует заданное изменение теплоемкости. Решение задач этого типа можно проводить с учащимися, владеющими некоторыми навыками интегрирования элементарных функций.

.Для определения КПД цикла тепловых машин следует внимательно проанализировать все стадии процесса для того, чтобы определить, на каких участках цикла рабочее тело получает тепло, а на каких - отдает.

.Далее, вновь пользуясь первым началом термодинамики с учетом условий процесса, рассчитать соответствующие количества теплоты и, используя определение КПД, найти его значение.

Приложение 1

Укажите изменение внутренней энергии системы.

Условные обозначения:

- теплота подводится к системе,

- теплота отводится от системы,

- система совершает работу,

- работа над системой совершается внешними силами,

- внутренняя энергия системы увеличивается,

- внутренняя энергия системы уменьшается.

Длина стрелочек количественно характеризует величины , A и U.

Укажите изменение внутренней энергии системы при указанных на рисунке способах ее взаимодействия с окружающей средой.




Укажите возможные варианты энергетического обмена системы с окружающей средой, при котором происходит указанное изменение внутренней энергии.



- система получает теплоту

- система отдает теплоту

- система совершает работу

- работа совершается над системой



Приложение 2



Применение I-го начала к описанию изопроцессов в идеальном газе




В разделе «Молекулярная физика. Основы термодинамики» рассматриваются различные тепловые процессы на основе использования молекулярно-кинетического и термодинамического методов, что позволяет показать учащимся не только взаимосвязь этих методов при объяснении свойств вещества в различных агрегатных состояниях, но и особенности каждого из них. При изучении атомно-молекулярного учения о строении вещества важно углубить представления учащихся о дискретном строении материи (вещества), доказать непрерывность движения и взаимодействия частиц вещества. При использовании термодинамического подхода к описанию тепловых процессов необходимо дать анализ процессов, идущих с выделением или поглощением энергии. Ознакомление с законом сохранения энергии - первым законом термодинамики - позволяет показать, что внутренняя энергия тела является функцией его состояния, а изменение внутренней энергии происходит при совершении работы или при теплообмене. При этом изменение внутренней энергии тела равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного этому телу.

Изучение данного раздела важно как в прикладном, так и в экологическом аспекте. В прикладном аспекте наиболее ценным является объяснение принципа действия тепловых машин, которые в современной теплоэнергетике занимают исключительное место: 80-85% вырабатываемой энергии в мире в настоящее время получают, применяя эти машины. Следует обратить внимание учащихся на то, что работа тепловых двигателей основана на использовании необратимого превращения энергии топлива. Тепловые двигатели непрерывного действия работают циклически, экономичность их работы оценивается КПД. В экологическом аспекте важно показать влияние работы тепловых двигателей на окружающую среду: атмосферу, гидросферу, литосферу, биосферу; обсудить вопрос о влиянии на здоровье человека работы тепловых двигателей.



Заключение



Среди множества способов повышения эффективности урока, использование информационных технологий на сегодня занимает одно из ведущих мест. Безусловно, будущее - за информационными технологиями. С их помощью уже сегодня можно решать множество дидактических, организационных и методических проблем.

Конструирование обучающей среды с использованием ИКТ - есть формирование физической культуры учащихся в её формах (учебная дисциплина - дополнительное образование - внеклассные мероприятия), где управление конструированием рассматривается как процесс создания среды, адекватной изменениям социума.

Модель учебного процесса, в которой используются возможности новых информационных технологий, позволяет эффективно организовать индивидуальную и коллективную работу преподавателя и учащегося, а также интегрировать различные формы и стратегии освоения знаний по предмету, направленные на развитие самостоятельной познавательной учебной деятельности. Она представляет собой своеобразный, уникальный для данной среды сплав отдельных, педагогических и др. компонентов, обеспечивающих в целом обучающий эффект, повышающий мотивацию учащихся к изучению дисциплины и их творческую активность.

Учитывая загруженность современного учителя, можно порекомендовать воспользоваться мультимедийными новинками рынка. Сегодня их особенно много и, что самое приятное, увеличиваются их технические и дидактические возможности.

Применение компьютерных технологий не изменяет сроки обучения, а зачастую применение электронных образовательных программ на уроке требует больше времени, но дает возможность учителю более глубоко осветить тот или иной теоретический вопрос. При этом применение мультимедийных курсов помогает учащимся вникнуть более детально в те физические процессы и явления, изучить важные теоретические вопросы, которые не могли бы быть изучены без использования интерактивных моделей.

Наибольшая эффективность использования компьютера на уроке достигается в следующих случаях:

использование мультимедийных курсов при изучении тем, явлений, которые наиболее полно и детально освещаются только в электронных образовательных программах, которые невозможно изучать в реальном эксперименте;

более полная визуализация объектов и явлений по сравнению с печатными средствами обучения.

использование возможности варьировать временные масштабы событий, прерывать действие компьютерной модели, эксперимента и использование возможности их повторения;

автоматизация процесса контроля уровня знаний и умений учащихся;

решение и анализ интерактивных задач, требующих аналитического и графического решения с использованием манипуляционно-графического интерфейса;

тестирование и коррекция результатов учебной деятельности;

использование программных сред, виртуальных лабораторий для организации творческой, учебно-поисковой деятельности учащихся.

Разумеется, педагогическая эффективность использования программных сред зависит не только от самих электронных средств, но и от подготовки учителей для работы с ними, от наличия оборудования в школе.

Список литературы



1.Методика факультативных занятий по физики: Пособие для учителей / О.Ф. Кабардин, С.И.Кабардина, В.А.Орлов; М.: Просвещение, 1991.

2.Методика преподавания физики./ Пособие для учителей / Кабардин О.Ф., Кабардина С.И.; М.: Просвещение, 1990.

.МПФ в средней школе. Молекулярная физика. Электродинамика. / Шамаш С.Я., Эвинчик Э.Е. ., М.: Просвещение, 1990.

.Физика 10 класс. / Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., М.: Просвещение, 1991.

.Учебное пособие для десятых классов школ и классов с углубленным изучением физики. 10 класс/А. А. Пинский, М.: Просвещение, 1991.

.Физика, 10 класс./ Пёрышкин А.В., М.: Просвещение, 1991.

.Физика, 8 класс./ Родина Н. А., Гутник Е. М., М.: Просвещение, 1992.

.Физика, 8 класс./ Хижняков А. С., Синявина А. А.; Бершадский М. Е., М.: Просвещение, 1990.

.Физики, 8-9 класс./ Балашов М. М., М.: Просвещение, 1991.

.Трофимова Т.И. Курс физики, М.: Просвещение, 1989.

.«Вестник образования»; /№12 декабрь/2002.

.«Вестник образования»; /№6 июнь/2001.

.Программы для общеобразовательных учреждений: Физика. Астрономия. 7 - 11 класс / Ю.И.Дик, В.А.Коровин - второе издание, исправленное. М.: Дрофа, 2001.

.Программы для общеобразовательных учреждений: Физика. Астрономия. 7 - 11 класс / Н.И.Шахмаева, Д.Ш.Шоднев - второе издание, исправленное. М. : Дрофа, 2001.

.Факультативный курс физики: 9 класс. Учебное пособие для учащихся. / Кабардин О.Ф., Шефер Н.И. - третье издание, переработанное. М.: Просвещение, 1986.

.Методика решения задач по физики. / В.К.Коврушин, Из-во ЛГУ, 1972.

.Преподавание физики в 9 классе средней школы. Пособие для учителей / Орехов В.П., Корж Э.Д.- третье издание, переработанное. М.: «Просвещение», 1990.

.Экзаменационные задачи по физике для поступающих а вузы / В.В.Можаев, В.И.Чивилев, А.А.Шеронов. - 4-е изд., стереотип. М.: Дрофа, 2002.

.Cборник задач по физике: для 9-11 кл. общеобразоват. учреждений/Г.Н.Степанова - 2-е изд.- М.:Рольф, 1997.

.Физика: Для школьников в старших классах и поступающих в вузы: Учеб. пособие.- 4-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2001.

.Задачи по элементарной физики. С.В.Ащеулов, В.А.Барышев. Учебное пособие. Л. Изд-во Ленинград, 1975.

.В.А.Балаш. Задачи по физике и методы их решения. Изд-е 2-е, переработанное, М., Просвещение, 1967.

.И.В.Савельев. Курс физики: Учебник в 3-х томах, Т1: Механика. Молекулярная физика.- М.: Наука. Гл. ред. физ-мат.лит, 1989.

.Сборник задач по элементарной физике. Пособие для самообразования. Б.Б.Буховцев, В.Д.Кривченко, Г.Я.Мякишев, И.М.Сараев. - 5-е изд.- М.: Наука, Гл. ред. физ-мат.лит, 1987.

.А.Г.Гладина. Термодинамика и молекулярная физика. Пособие для учащихся. М., Просвещение, 1997.

.Пособие для самообразования. Б.Б.Буховцев, В.Д.Кривченко, Г.Я.Мякишев, И.М.Сараев.- 5-е изд., - М.: Наука, Гл. ред. физ-мат.лит, 1987.

.Физический эксперимент в средней школе: Механика. Молекулярная физика. Электродинамика., - М.: Просвещение, 1989.

.Новые педагогические и информационные технологии в системе образования: Уч. пособие для студ. вузов/ Под ред. Е.С. Полат. - М.: Академия, 2001.

.Педагогика: Учебное пособие/ Под. ред. Л.П. Крившенко. - М.:ТК Велби: изд-во Проспект, 2004.

.Кондратьева А.С., Лаптев В.В. Физика и компьютер. - Л.: Изд - во ЛГУ, 1990.

.Ершов А. П. Программирование - вторая грамотность.- Новосибирск,1981.


 

скачать по прямой ссылке
Заполните анкету и получите свидетельство финалиста.
Олимпиада-аукцион для вас и ваших учеников с мгновенными наградами.
Друзья! Добро пожаловать на обновленный сайт «Знанио»!

Если у вас уже есть кабинет, вы можете войти в него, используя обычные данные.

Что-то не получается или не работает? Мы всегда на связи ;)