Лекция на тему "Использование ИКТ на уроках физики"

Использование информационных технологий на уроках физики – средство для познавательной и творческой самореализации учащихся Подготовила учитель физики МБОУ Петровобудская СОШ Матросова Наталья Викторовна Петрова Буда -2016                                                                                                                                                    Как показывает анализ литературных данных, эффективность образования, основанного на современных   информационных   технологиях,   часто   зависит   не   столько   от   типа   используемых технологий,   сколько   от   качества   педагогической   работы   по   применению   этих   технологий   для решения собственно образовательных задач. Однако вопросы, связанные с организацией подготовки учителей к использованию новых информационных технологий, дидактическим и методическим обоснованием   этой   подготовки,   освещены     недостаточно   полно.       Цель   работы   ­   выявление педагогических условий освоения учителями способов реализации  образовательного потенциала новых информационных технологий, создание системы подготовки учителя к их использованию, овладение им  набором методических средств для реализации задач процесса обучения.  Научная новизна и теоретическая значимость работы состоят в том, что:  ­ определены теоретические основания и основные задачи использованию новых информационных  технологий на уроках физики;  ­  определены и обоснованы условия эффективного использования информационных технологий в  обучении школьников;  ­ систематизированы и классифицированы программно­педагогические средства, используемые в на уроках физики.  Практическая значимость работы состоит в: 2 ­ разработке системы использования информационных технологий процессе преподавания физики в виде следующих основных блоков:       ­ использование компьютерных обучающих программ ­ компьютерное моделирование физических процессов и явлений ­ мультимедийные сценарии уроков;  ­ контроль знаний на уроке;  ­ внеурочная деятельность.  ­ разработке программно­педагогических средств по физике и методических рекомендаций  по их использованию (компьютерная демонстрационная программа ДЕМО­ изучение  газовых законов – 11 класс, программа компьютерного тестирования­ 8 класс);  ­ опыт использования ИКТ при подготовке к научно­практическим конференциям  школьников по физике.     ВВЕДЕНИЕ Современное   общество   все   настойчивее   ставит   перед   учителями   задачу   всемерного   развития личностно значимых качеств учащихся. Существенным достоинством информационных технологий является то, что их применение позволяет сделать процесс обучения личностно ориентированным, ставить   и   решать   новые,   нетрадиционные   образовательные   задачи   (развитие   мышления   и способностей   учащихся,   формирование   модельных   представлений   и   т.д.).  Основными направлениями преподавания физики в связи с этим являются: гуманизация,   дифференциация и индивидуализация.     Богатейшие   возможности   для   осуществления   данных   направлений предоставляют   компьютерные   технологии.     Кроме   обучающих   возможностей,   компьютерная техника  позволяет создавать ситуации успеха при опросе, предусматривает проведение быстрого и качественного   контроля   знаний,   умений   и   навыков   учащихся.  Компьютер   на   уроке   следует рассматривать   как  современное   техническое   средство   обучения,   помогающее   учителю   решать насущные   задачи   активизации   познавательной   деятельности   и   развития   нестандартного, творческого   мышления   учащихся   [1,1­3].    Цель   данной   работы   ­   показать,   как   компьютерные технологии используются на уроках физики и вне урока.  Цель же  использования ИТ на уроках физики ­ повышение эффективности обучения физике, умение свободно работать на компьютере с моделями,     исследовательских   умений;   совершенствование практических навыков учеников в работе на ПК; развитие творческих способностей школьников, умения   анализировать,   моделировать,   прогнозировать,   творчески   мыслить;  воспитывать   у   них чувство коллективизма и взаимопомощи;         Основные задачи при использовании компьютерных технологий на уроках физики мы видим в том, чтобы: формировать и развивать исследовательские, информационные, коммуникативные умения учащихся ( как в непосредственном общении, так и в сети  Интернет);  научить   учащихся  аргументировать,  находить   и  выделять   главное,  рассуждать, доказывать,   находить   рациональные   пути   выполнения   задания;   повышать   интерес   к   изучению физики; развивать межпредметные связи; повысить самостоятельность и активность учащихся при изучении материала; сформировать умение учащихся получать знания самостоятельно, работая с обучающими программами на компьютере; осуществлять дифференцированный подход к учащимся при обучении физике.   формирование     у     учащихся            Характерная черта народного образования в нашей стране ­ постоянное совершенствование учебно­воспитательного   процесса   вместе   с   развитием   общества.   Поэтому   именно   сейчас необходимо разрабатывать методические рекомендации по применению компьютера на уроках.  Компьютерным   уроком  называют   любой   урок   с   применением   компьютера   как   обучающего средства. Распределение времени на отдельные части урока даст временную его структуру, тип. Компьютерный урок характеризуется, прежде всего, интенсивностью использования компьютера, которая может быть оценена процентом времени общения учащихся с компьютером по отношению ко   всему   времени   урока.   Если   100%   времени   урока   ученики   работают   на   компьютере   – компьютерное   обучение.   Если   компьютер   не   используется   совсем   –   это   обычный   урок.   При 3 частичном   использовании   компьютера   получается   то,   что  называется   «компьютерным   уроком». Разнообразие компьютерных уроков зависит от:   общей дидактической структуры урока  варианта использования средств ИКТ  объема делегируемых компьютеру функций учителя  вида используемых компьютерных средств          Структура каждого урока имеет свои особенности, возникающие в связи с влиянием разных факторов: темы урока, целей урока, специфики контингента учащихся, наличия материальной базы. Однако   можно   выделить   общую   структуру   уроков,   на   которых   используются   новые информационные технологии для организации самостоятельной исследовательской деятельности учащихся:  §         Актуализация знаний и умений; мотивация учения. §         Постановка познавательной задачи или проблемы. §         Исследовательская, самостоятельная деятельность учащихся. §         Обсуждение результатов работы. §         Выводы. §         Подведение итогов урока (рефлексия). Такая структура в данном случае четко соответствует поставленным целям, поскольку выделены такие этапы, как постановка познавательной задачи, исследовательская деятельность, обсуждение результатов работы.              В  процессе   преподавания  физики,   информационные  технологии   могут использоваться  в различных   формах;   используемые   нами   направления   можно   представить   в   виде   следующих основных блоков:       ­ использование компьютерных обучающих программ ­ компьютерное моделирование физических процессов и явлений ­ мультимедийные сценарии уроков;  ­ контроль знаний на уроке;  ­ внеурочная деятельность.  1. Обучающие программы на уроках физики          На уроках чаще всего используются обучающие программы для школы «Открытая физика», «Физика»   компании     К&М.   В   них   охвачены   разделы   физики,   предусмотренные   программой общеобразовательной школы. Программа «Открытая физика» состоит из модулей ­ компьютерных экспериментов.   Для   каждого   эксперимента   представлены   компьютерная   анимация,   графики, численные результаты. Изменяя параметры и наблюдая результаты, можно провести всестороннее интерактивное   физическое   исследование   по   каждому   эксперименту.   Например,   в   теме "Фотоэффект­11   кл."   программой   представлена   модель   установки,   с   помощью   которой исследуется   явление   фотоэффекта;   при   этом   параметры   (например,   подаваемое   напряжение, частоту, интенсивность света) можно менять с помощью меню.   В теме «Плавание тел», используя программное обеспечение CD­«Физика 7­8» (К&М) учащимся ставятся задачи изучить условия плавания тел,   формировать умения объяснять поведение тел. Экспериментально   исследовать   условия   плавание   тел;   наблюдать   и   анализировать   явления; представлены   уроки с использования школы Кирилла и Мефодия , Открытая физики по теме “Свободные   колебания”,   «Принципы   радиосвязи­11кл.»   и   разработаны   методические   моменты, которые, в зависимости от принятой технологии учебного процесса, его целей и задач, а так же от компьютерной   оснащенности   школы,   могут   быть   использованы   как   для   изучения   всей   темы целиком, так и для изучения ее отдельных вопросов.          Особую роль играет применение компьютерных технологий при обучении физике в старших классах   школы.   Так   например,  на   открытом   уроке     для   учителей   района   (2005   г.)  показана 4 эффективность   использования    демонстрационной   программы   “DEMO”   (компьютерное моделирования   в   изучении     газовых   законов)    при   изучении   темы   “Газовые   законы­11   класс». Программа   позволяет осуществить прекрасно смоделированную демонстрацию газовых законов, в ней     достаточно   четко   представлена   теория   наблюдаемых   процессов,   грамотно     подобраны тестовые   задания   для   осуществления   текущего   поэлементного   контроля   знаний.    Данную компьютерную поддержку целесообразно использовать и при закреплении и обобщении материала по теме.   2. Компьютерное моделирование физических процессов и явлений.             ФИЗИКА   ­   наука,   в   которой   математическое   моделирование   является   важным   методом исследования. Компьютерные модели легко вписываются в традиционный урок, позволяя учителю продемонстрировать   на   экране   компьютера   многие   физические   эффекты,   а   также   позволяют организовать новые нетрадиционные виды учебной деятельности. Компьютер помогает сделать это и в неблагоприятных условиях, таких как: отсутствие интереса к предмету у ученика; отсутствие способностей к изучению точных наук; нехватка демонстрационного лабораторного оборудования в школе .             Для   эффективного   вовлечения   учащихся   в   учебную   деятельность   с   использованием компьютерных   моделей   необходимы   индивидуальные   раздаточные   материалы   с   заданиями   и вопросами   различного   уровня   сложности.   Эти   материалы   могут   содержать   следующие   виды заданий:  1. Ознакомительное задание 2. Компьютерные эксперименты 3. Экспериментальное задание 4. Тестовые задания 5. Исследовательское задание 6. Творческое задание 7. Значительное   число   компьютерных   моделей,   охватывающих   почти   весь   школьный   курс физики,   содержится   в   учебных   изданиях:   “Физика   в   картинках”,   “Открытая   физика”, “Живая физика”.  2.1.  Принципы применения компьютерной модели на уроке:  1. Модель явления необходимо использовать лишь в том случае, когда невозможно провести эксперимент,   или   когда   это   явление   протекает   очень   быстро   и   за   ним   невозможно проследить детально.  2. Компьютерная  модель   должна  помогать   разбираться   в  деталях   изучаемого   явления   или служить иллюстрацией условия решаемой задачи.  3. В   результате   работы   с   моделью   ученики   должны   выявить   как   качественные,   так   и количественные зависимости между величинами, характеризующими явление.  4. При работе с моделью необходимо предлагать ученикам задания разного уровня сложности, содержащие   элементы   самостоятельного   творчества.   На   уроках   мы  используем     другие учебные   программы:   “Уроки   физики   10   класс”,   “Уроки   физики   11   класс”   (Из   серии “Виртуальная школа К&М”), “Репетитор», «Физика 21 века».              2.2. Виды уроков с использованием компьютерных моделей Наблюдение как метод исследования дает возможность изучить лишь внешние признаки явлений и предметов. Более глубокие знания о сущности явлений и свойствах предметов могут быть   получены   с   помощью   экспериментального   и   теоретического   методов   исследования. Моделирование физических явлений на компьютере заменяет опыт, в первую сложные и опасные; кроме того, моделируются явления, недоступные для наблюдения.   Направления использования ИТ: 2.2.1. Изучение нового материала. 5 Особенно хочется отметить те демонстрации, которые невозможно провести ни в каких условиях,   то   есть   создание   модели,   которая   помогает   учащимся   понять   сущность   процесса, явления, взаимодействия. Пример:   изучение   взаимодействия   зарядов,   способы  графического   изображения   электрического поля (метод силовых линий, «Репетитор по физике», идеальный газ,«ДЕМО») 2.2.2. Проверка правильности выполненного задания. Пример:   на   основе   приобретенных   умений   и   навыков   построение   всевозможных изображений,   даваемых   различными   линзами;   затем   проверка   выполненной   работы   с   помощью компьютера.  Урок   –   компьютерная   лабораторная   работа  (на   примере   работы   «Исследование зависимости периода и частоты колебаний математического маятника от его длины»      Для проведения урока необходимо разработать соответствующие  бланки лабораторных работ. Задания   них   расположены     по   мере   возрастания   их   сложности.   Вначале   ­   простые   задания ознакомительного   характера   и   экспериментальные   задачи,   затем   расчетные   задачи   и,   наконец, задания   творческого   и   исследовательского   характера.   При   ответе   на   вопрос   или   при   решении задачи   учащийся   может   поставить   необходимый   компьютерный   эксперимент   и   проверить   свои соображения. Задания творческого и исследовательского характера повышают заинтересованность учащихся   в   изучении   физики   и   являются   дополнительным   мотивирующим   фактором,   так   как ученики получают знания в процессе самостоятельной творческой работы. Учитель в таких случаях является лишь помощником в творческом процессе формирования знаний.  3. Использование редактора Power Point.  Мультимедийные сценарии уроков           Обычно   такие   сценарии   подготавливаются   в   форме   мультимедийных   презентаций   с использованием   программы   Power   Point.   Сценарии   применяем   как   при   изложении   нового материала, так и при повторении пройденного. Среди мультимедийных дисков следует отметить мультимедийные   курсы   физики   ("Физика   в   картинках",   "Открытая   физика",   "Репетитор"   и   т.д Презентация   урока   не   должна   быть   «книжкой   на   экране».   Она   должна   дополнять   учебники, используя все возможности современных компьютеров. Хорошая презентация должна не столько разъяснять   учебную   ситуацию,   сколько   моделировать   ее,   давая   простор   для   воображения учащегося.       Для контроля знаний на уроке помимо традиционных материалов мы   используем специально   составленные   слайдовые   мультимедийные   презентации,   что   позволяет   не   только сохранить   принцип   наглядности   на   более   качественном   уровне,   но   и   осуществлять   принцип индивидуализации, который является важнейшим компонентом самостоятельной работы учащихся в   старших   классах.   Анимационные   возможности  PowerPoint  позволяют,   дозировано   выдавать нужный блок информации, что формирует логику перехода от одной смысловой единицы к другой, не перегружает зрительную память. Кроме того, позволяет при выводе формул актуализировать ранее полученные знания, временно показав на экране используемые при выводе аналитические выражения.           Презентации­опросы   построены   различным   образом.   Во­первых,   они   содержат вопрос задачи, адресованные ученикам (7 класс «Сила Архимеда»). Также в такие презентации могут быть включены материалы, отображающие ключевые эксперименты пройденной темы или демонстрирующие   изученное   физическое   явление.   Вопрос   к   ученику   содержится   в   заголовке слайда, комментарии и пояснения к рисункам даются учителем по ходу презентации (7 класс­ тема: давление   твердых   тем,   жидкостей   и   газов,   10   класс­колебания   и   волны).   Разработаны   также презентации­опросы для входного тестирования на первом уроке нового учебного года (8 класс­ входное   тестирование).   Цифровой   материал   подобран   так,   чтобы   максимально   облегчить проведение   арифметических   выкладок.   Как   правило,   в   такие   опросы   включаем   слайды презентаций,   использованных   в   прошлом   учебном   году   при   объяснении   нового   материала. Обучающее   и   развивающее   значение   данного   контроля   в   том,   что   учащиеся   привлекаются   к составлению тестов. Это заставляет учащихся самостоятельно и активно пользоваться не только учебной, но и дополнительной литературой по данной теме. 6 4. Использование ИК для контроля знаний по физике (использование компьютерных тестирующих программ).      Наряду с традиционным контролем, оценивающим конечные результаты обучения, компьютер позволяет   организовать  контроль  самого  процесса  обучения.   Такой   контроль   осуществляет диагностику   хода   усвоения   материала  учащимися  [5,3­4].   Каждый   учащийся   должен    иметь объективное представление о собственном уровне и объеме знаний и умений по данному предмету, чтобы принять меры к ликвидации пробелов. Учитель должен обладать той же информацией, чтобы в   случае   необходимости   помочь   ученику   в   ликвидации   пробелов.   Но   традиционные,   часто применяемые   методы   выявления   уровня   знаний   и   умений,   имеют   ряд   недостатков.  Этих недостатков лишены тесты [3,1­5], к основным достоинствам которых относятся: демократичность, высокая степень объективности, возможность дифференцирования оценки, быстрота проверки. В настоящее   время   тестирование   –   наиболее   объективная   процедура   аттестации   учащихся.   Для учащихся – это объективное средство определения своих достижений. Для учителей – средство оценки   эффективности   обучения,   корректировки   процесса   обучения.     С   применением тестирования, как вида контроля, появляется возможность проведения быстрого и объемного (в течение 5­7 минут) контроля не 2­3 человек, а практически всего класса [4,1­3]. Кроме этого, задача контроля предусматривает не только проверку знаний, общеучебных навыков и умений, но и, что очень важно, предоставить полный анализ знаний, умений и навыков, учащихся на данном этапе обучения. Этого не дают такие методы контроля, как устный метод контроля и письменный ввиду трудоемкости последнего. Поэтому особое внимание в своей работе уделяю эффективным формам контроля знаний учащихся по физике. Став незаменимым практически во всех сферах, компьютер представляет серьезную альтернативу традиционным методам  контроля ЗУН учащихся. Здесь налицо: визуализация учебного материала, поясняющие   анимации,   контекстные   справки,   возможность   выбора   уровня   трудности   задания, возможность   работать   в   индивидуальном   темпе,   наличие   обратной   связи.   компьютер   позволяет организовать контроль самого процесса обучения. Такой контроль осуществляет диагностику хода усвоения материала учащимися. И цель у него другая: коррекция процесса дальнейшего обучения. Поэтому диагностический контроль  должен быть на каждом уроке, распределён во всех видах учебной   деятельности,   небольшой   по   объёму,   но   в   интересной   для   ребят   форме.   Такого   рода контроль формирует у школьников механизм внутреннего самоконтроля, мотивацию учения.             Для организации текущего и тематического контроля на уроках физики  применяем  специальные контролирующие программы.     Контролирующие программы позволяют учителю  проводить как текущий, так и итоговый контроль знаний и умений,  позволяют оперативно  анализировать и оценивать работу учащихся, а также распечатывать результаты их деятельности. К  работе над созданием и усовершенствованием программ привлекаем  лучших старшеклассников,  которые под руководством учителя информатики обеспечивают  программирование  составленных  нами тестов. Примером   использования   тематического   компьютерного   тестирования   может   служить разработка     урока   обобщения   и   систематизации   по   теме   “Тепловые   явления”   (8   класс).   При составлении  заданий  для  такого вида  контроля, прежде  всего, необходимо определить объекты проверки.   Усвоение   раздела   может   быть   представлено   в   виде   усвоения   отдельных   элементов знания,   например,     знания   определений   физических   величин   или   законов,   умения   составлять уравнения  механического движения и находить по ним неизвестные параметры.  Вопросы   заданий   наиболее   полно   охватывают   материал   темы.   Выполнение   данного   требования позволяет     при   анализе   результатов   заданий   получить   наибольшую   информацию   о   знаниях учащихся. Поскольку не все элементы знания темы могут быть проверены в одном задании, то в первую очередь в задание нужно включать вопросы по основным понятиям и законам темы. Время тестирования   ограничено,   что   способствует   активизации   мысленной   деятельности   учащихся. Применяемая здесь компьютерная контролирующая программа составлена из трех блоков по 10 вопросов в каждом. На из первых 5 вопросов – три варианта ответов, на последующие 5 вопросов – пять   вариантов   ответов.   Использование   таких   блоков   заданий   позволило   охватить   достаточно большой   объем проверяемого материала – практически весь материал изученной темы; снизить 7 влияние   элемента   угадывания   верного   ответа   на   результаты   задания;   более   точно дифференцировать учащихся по степени усвоения учебного материала.      5. Внеурочная деятельность детей             При подготовке к научно­практическим конференциям ученики под руководством учителя проводят     компьютерные   эксперименты   (простые   эксперименты   по   данной   модели   по предложенному   плану,   вопросы   к   ним   и   результаты   измерений),   выполняют   исследовательские задания   (провести   эксперимент,   доказывающий   некоторую   предложенную   закономерность,   или опровергающий   её;   самостоятельно   сформулировать   ряд   закономерностей   и   подтвердить   их экспериментом), готовят презентации работ, сканируют необходимые рисунки и схемы; выступают с докладами­презентациями. Учащиеся школы неоднократно с успехом выступали с докладами­ презентациями на научно­практических конференциях района и города. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Накопленный нами опыт  показывает, что применение информационных технологий на уроках физики   и   во   внеурочной   деятельности   расширяет   возможности   творчества   как   учителя,   так   и учеников, повышает интерес к предмету; использование компьютера позволяет усилить мотивацию учения.  Ученики становятся более самостоятельными, коммуникабельными, уверенными в себе. Усвоение знаний, связанных с большим объемом цифровой и иной конкретной информации, путем активного диалога с персональным компьютером более эффективно и интересно для ученика, чем штудирование   учебника.   Внедрение   компьютерных   уроков   в   физике   позволяет   задействовать одновременно   модель,   физический   опыт,   рисунок,   эксперимент,   исследования   и   т.п.,   что способствует развитию творческих способностей, активизации познавательной деятельности.       Опыт использования нами компьютера на уроках  позволяет предложить следующие принципы компьютерной поддержки уроков физики:   Компьютер   не   может   полностью   заменить   учителя.   Только   учитель   имеет   возможность заинтересовать учеников, пробудить в них любознательность.  Методика   проведения   урока   физики   с   использованием   компьютера   зависит   от  подготовленности учителя и от программ, обеспечивающих компьютерную поддержку.  Реальный эксперимент необходимо проводить всегда, когда это возможно, а компьютерную модель следует использовать, если нет возможности показать данное явление.  Невозможно  использовать  компьютер   на  каждом  уроке,  т.к.   это приведёт  к  нарушению санитарных норм и повлечёт ухудшение здоровья школьников.      Использование   новых   информационных   технологий   в   обучении   позволяет   рассматривать школьника   как   центральную   фигуру   образовательного   процесса   и   ведет   к   изменению   стиля взаимоотношений между его субъектами. При этом учитель перестает быть основным источником информации   и   занимает   позицию   человека,   организующего   самостоятельную   деятельность учащихся и управляющего ею. Его основная роль состоит теперь в постановке целей обучения, организации условий, необходимых для успешного решения образовательных задач. Организация обучения   на   основе   технологического   подхода   позволяет   не   только   удовлетворять   образова­ тельные запросы каждого ученика в соответствии с его индивидуальными   способностями, но и создавать условия для самореализации, саморазвития школьников.