Средства обучения физике и их классификация

Средства обучения физике и их классификация

 

К средствам обучения относятся: слово учителя, учебники, учебные пособия, хрестоматии, справочники и т.п.; раздаточные и дидактические материалы; технические средства обучения (устройства и пособия к ним); приборы и т.д.

Средства обучения делятся на:

• Вербальные:

-  Устное слово;

-  Печатное слово: учебники, задачники, дидактические материалы.

• Наглядные:

-  Таблицы, диаграммы;

-  Рисунки, чертежи; - Схемы.

• Специальные:

- Устройства; - Приборы.

• Технические:

-  Экранные;

-  Звуковые;

-  Экранно-звуковые.

Средства обучения размещаются в школьном физическом кабинете.

Помещение и основное оборудование школьного физического кабинета

В последние годы в школах, в гимназиях, лицеях и колледжах под кабинет физики выделяются три помещения: класс-аудитория, класс-лаборатория и лаборантская комната.

Класс-аудитория оборудуется всеми современными техническими средствами, включая компьютеры, датчики различных величин, экраны, видеотехнику, лазерную указку и т.п. Особо важно сочетание компьютерной техники и видеотехники, что открывает большие перспективы в обучении учащихся физике.

В классе-лаборатории проводятся все лабораторные занятия (фронтальные и физический практикум), а также все внеклассные мероприятия.

Лаборантская (препараторская) комната - помещение для хранения оборудования. Если она достаточна большая, то нет необходимости ставить шкафы в классных комнатах, не загружая их этим и делая более свободными и удобными для работы.

Под техническими средствами обучения понимают совокупность технических устройств и специальных дидактических материалов к ним.

 

Традиционные ТСО.

Технические средства обучения

• Звуковые:

-  Проигрыватель;

-  Лингафонное оборудование.

• Экранные:

-  Колоскоп; - Эпидиаскоп;

-  Диапроектор.

• Экранно-звуковые:

-  Кинопроектор;

-  Телевизор;

 

Звуковые средства (аудиосредства) - такие ТСО, в которых информация передается только по звуковому каналу. К ним относятся радио и магнитофон. В настоящее время проигрыватель видоизменен и служит для воспроизведения современных файлов (

MP3,MP4 и т.д.)

К экранным (визуальным) средствам, т.е. к ТСО, передающим информацию зрительному каналу, относятся кодоскоп или графопроектор - прибор для проекции изображении на пленке; эпидиаскоп - прибор для проекции изображений на бумаге и для проекции диапозитивов; диапроектор - прибор для проекции диапозитивов и диафильмов.

Аудиовизуальные (экранно-звуковые) средства - это такие ТСО, которые передают информацию одновременно по зрительному и звуковому каналам. К ним относятся:

кинопроектор для демонстрации кинофильмов, телевизор

Следует иметь в виду, что в кабинете должны быть не все эти приборы, а лишь тот минимум, который позволит учителю обеспечить все виды проекции В последнее время этот минимум составляют, как правило, кодоскоп, диапроектор, видеомагнитофон.

телевизор.

Современные ТСО. К современным ТСО относятся:

-  видеопроекторы;

-  цифровые лаборатории

-  цифровой проектор;

-  персональный компьютер;

-  видеокамера и видеомагнитофон;

-  интерактивная доска

Неотъемлемой частью современной методики обучения являются современные технологии. Качество современного учебного процесса напрямую связано с улучшением технологий и методов обучения, что в свою очередь зависит от применения учителями комплекса средств ИКТ.

Можно выделить несколько направлений в использовании компьютера.

1. Самостоятельное моделирование учителем и учениками разнообразных физических процессов и явлений при помощи программы «Живая физика». Многие физические процессы и явления в физике, невозможно показать на уроке физики.

Моделирование процессов позволяет наглядно увидеть зависимости между величинами. На этих уроках ученики самостоятельно проводят компьютерный эксперимент, делают выводы о зависимости величин, идет процесс познания, а не передачи знаний учителем. 

Учитель может воспользоваться он-лайн сервисами для разработки собственных дидактических материалов. Приведём примеры таких сервисов:

 

Онлайн сервис для создания карточек BrainFlips http://www.brainflips.com/. С помощью сервиса можно изготовить карточки по предмету преподавания и тут же начать работать с ними.

Онлайн сервис Flashcard Machine http://www.flashcardmachine.com создан для подготовки дидактических материалов в игровой форме в виде наборов карточек.

Онлайн сервис JeopardyLabs http://www.jeopardylabs.com предназначен для генерации тематических викторин.

Образовательный сайт Zondle http://www.zondle.com не только предоставляет бесплатные онлайн дидактические игры для начальной и средней школы, но и предлагает учителю проявить творчество, подготовить увлекательные игры по любому из учебных предметов.

С помощью компьютера можно проводить физические эксперименты четырёх типов: демонстрационные, моделирующие, графические и вычислительные. Это помогает разъяснить устройство различных физических приборов, делать графические иллюстрации, повышает наглядность и научно-теоретический уровень изложения материала, закладывается возможность исследования зависимости одних физических величин от других.

2.                      Использование обучающих программ по изучению различных тем школьного курса физики. К таким средствам относятся, например, «Открытая физика». Эти программные обеспечения представляют собой электронные учебники содержащие:

материалы для углубленного изучения физики, учебные модели, конспекты, лабораторные работы, разбор типовых задач, итоговые тесты, справочный и методический материал, биографии учёных физиков.

Возможно использование электронных учебников при работе с учащимися на уроке и при диагностике, и контроле знаний. Информационные технологии позволяют сделать объяснение учебного материала более наглядным, познавательным, использовать различную информацию, иллюстрации по изучаемому предмету, используя ресурсы готовых программных продуктов.

3.                      Использование текстовых и графических редакторов для подготовки и проведения уроков учителями и учениками для оформления результатов своей деятельности. Программное обеспечение компьютера позволяет создать современные электронные учебно-методические материалы.

Например, информационные технологии, используемые для создания дидактического материала. Для этой цели применяются следующие технологии и программы MS Office:

•           графические редакторы Paint,Photoshop;

•           текстовый редактор Microsoft Word и табличные данные Microsoft Excel.

•           технологию сканирования и обработки текстовой и графической информации;

•           технологию подготовки презентации учебного материала при помощи программы PowerPoint.

4.                      Использование информационных ресурсов электронных энциклопедий и Интернет для поиска необходимой информации при подготовке учителя к урокам и в учебноисследовательской деятельности учащихся.

Большие возможности по ознакомлению и приобретению обеспечения предоставляет Интернет, вызывает интерес у учащихся поиск информации по заданной теме в Интернете. Такие задания они выполняют с удовольствием. 

5.                      Использование компьютера на уроках в качестве универсального технического средства обучения. Традиционные наглядные пособия могут быть заменены компьютером. Компьютерные программы имитируют физические опыты и моделируют явления, встречающиеся в физических задачах, позволяют создать запоминающую картину. 

6.                      Использование, при подготовке и проведении урока, сканера, принтера, ксерокса, цифровой видеотехники. Применение этого дополнительного оборудования позволяет значительно увеличить возможности учителя и учеников создавать, распечатывать и размножать дидактический материал, улучшать его содержание, внешний вид.

Каждый учитель при использовании компьютера для организации учебного процесса должен руководствоваться следующими правилами: 

1.    Создание активной познавательной среды, необходимой для взаимодействия учителя и ученика;

2.    Продолжительность работы на компьютере не должна превышать на уроке

10-20 минут;

3.    Проблемное, развивающее содержание компьютерных материалов;

4.    Компьютерные модели должны содержать свойства реального объекта или явления;

5.    Сочетание разнообразных технических средств.

С использованием в школе компьютерных технологий для педагогов открылись новые возможности, позволяющие создать условия для развития познавательного интереса школьников к изучаемому предмету.

Применяют компьютерные технологии в обучении, во внеклассной и проектной деятельности, работает школьное научное общество, в рамках которого ведется исследовательская работа, готовятся проекты и презентации с помощью Интернеттехнологий.

Применение новых информационно – коммуникационных технологий в учебном процессе позволяет направить интеллектуальный потенциал учащихся на позитивное развитие. Именно на уроках под руководством учителя школьники могут научиться использовать компьютерные технологии для всестороннего развития своего интеллекта, овладеть способами получения информации для решения учебных, а впоследствии и производственных задач, приобрести навыки, которые помогут продолжать образование в течение всей жизни.

Работа на компьютере способствует развитию творческих способностей учащихся. При этом компьютерные программы служат дополнением к основному учебному материалу или выступают как средство, повышающее результативность обучения. Они создают условия, при которых акцент делается не на передачу готовых знаний, а на вооружение учащихся различными умениями, как общеучебными, так и предметными.

При использовании компьютера повышается мотивация обучения, происходит усиление интереса учащихся к урокам биологии и расширение их кругозора.

Использование компьютера и электронных средств обучения на уроках даёт возможность обучать активным методам мышления и способам поисковой деятельности, которые позволяют учащимся адаптироваться и ориентироваться в любой профессиональной деятельности, создаёт реальные условия для творческого саморазвития, как отдельной личности, так и всего коллектива.

Усвоение различных приемов использования ИКТ в проектно-исследовательской деятельности учащихся можно выявлять по следующим показателям:

•       выход в Интернет, создание своего сайта и возможность информационных обменов с другими образовательными учреждениями.

•       поиск информации и участие в электронных конференциях

•       возможность дистанционного обучения

•       использование на уроках интерактивной доски

•       использование электронных учебников

•       представление информации с помощью мультимедиа

•       использование в учебном и научно-исследовательском процессе специальных программ (Excel, Power Point, Adobe Photoshop, Publisher и др.)

Excel

•       Умеют производить статистическую обработку фактического материала.

•       Умеют создавать графики и диаграммы.

Adobe Photoshop

•       Умеют обрабатывать карты, рисунки, фотографии, схемы.

•       Наносить на них информацию, менять цвета, контуры.

•       Реставрировать материалы (фотографии, карты)

Power Point

•       Умеют представлять информацию Publisher

•       Умеют создавать электронные страницы и представлять их.

Перейдем теперь от определения ИКТ – грамотности к понятию ИКТ– компетенции. Компетенция – понятие очень общее. В нем не отражены конкретные познавательнопрактические качества, которые должны быть сформированы в процессе обучения.

Переход от "знаньевоцентрического" подхода в обучении (знания ради знаний) к "компетентностному" обучению предполагает воспитание такого человека и гражданина, который будет приспособлен к постоянно меняющимся условиям жизни. Пока круг компетенций, которым будут учить школьников, не определен окончательно, как и само понятие компетенция. Но за основу взяты способность брать на себя ответственность, участвовать в демократических процедурах, общаться и обучаться на протяжении всей жизни, проявлять самостоятельность в постановке задач и их решении. В рамках проекта

«Информатизация системы образования» (ИСО), проводимого правительством Российской Федерации, с ноября 2005 года начало разрабатываться следующее определение ИКТ–компетентности. Под ИКТ–компетенцией подразумевается уверенное владение учащимися всеми составляющими навыками ИКТ–грамотности для решения возникающих вопросов в учебной и иной деятельности, при этом акцент делается на сформированность обобщенных познавательных, этических и технических навыков. Одним из результатов процесса информатизации школы должно стать появление у учащихся способности использовать современные информационные и коммуникационные технологии для работы с информацией. Они должны уметь искать необходимые данные, организовывать, обрабатывать, анализировать и оценивать их, а также продуцировать и распространять информацию в соответствии со своими целями. Эта способность (или ИКК) должна обеспечить школьникам возможность:

успешно продолжать образование в течение всей жизни (включая получение

образовательных услуг с использованием Интернет); подготовиться к выбранной профессиональной деятельности; жить и трудиться в информационном обществе, в условиях экономики, которая основана на знаниях. общую оценку познавательной и технической компетентности ученика; более детализированную систему отчета о набранных баллах, выделяющую конкретные сильные и слабые стороны ученика; связь с существующими или специально разработанными методическими материалами; основываясь на результатах тестирования можно выделять конкретные цели обучения. 

Диагностическая оценка позволит исследовать познавательные и технические навыки, стоящие за конкретными составляющими ИКТ–компетентности.

Исследовательская и проектная деятельность учащихся с использованием компьютера и его возможностей является способом реализации одной из важнейших задач образования – научить детей самостоятельно мыслить, находить и решать проблемы, привлекая для этой цели знания из разных областей, уметь прогнозировать результаты и возможные последствия разных вариантов решения.

Мотивация является источником энергии для самостоятельной деятельности и творческой активности. Для этого нужно еще на старте педагогически грамотно сделать погружение в проект, заинтересовать проблемой, перспективой практической пользы.

Каждый проект должен быть обеспечен всем необходимым:

•  материально-техническое и учебно-методическое оснащение,

•  информационные ресурсы (фонд и каталоги библиотеки, Интернет, CD-Rom аудио и видео материалы и т. д.).

•  информационно-технологические ресурсы (компьютеры и др. техника с программным обеспечением),

•  организационное обеспечение (специальное расписание занятий, аудиторий, работы библиотеки, выхода в Интернет),

•  отдельное от урочных занятий место (не ограничивающее свободную деятельность помещение с необходимыми ресурсами и оборудованием — медиатека).

При этом разные проекты потребуют разное обеспечение. Все виды требуемого обеспечения должны быть в наличии до начала работы над проектом. В противном случае за проект не надо браться, либо его необходимо переделывать, адаптировать под имеющиеся ресурсы. Недостаточное обеспечение проектной деятельности может свести на нет все ожидаемые положительные результаты.

2.  Учитывать возрастные и индивидуальные особенности обучающихся.

Интерес к работе и посильность во многом определяют успех.

3.  Внимательно относиться к выбору основополагающего вопроса проекта.

Весь проект имеет какой-либо основополагающий вопрос. Если этот вопрос интересен учащимся, то и проект будет успешен.

4.  Создавать группу не более 5 человек.

Для работы над проектом класс разбивается на группы. Оптимально создавать группу не более 5 человек. Каждая из этих групп будет работать над одним из             подвопросов, так называемым «проблемным вопросом». Этот вопрос словно гипотеза, только в отличие от гипотезы он имеет другую структуру. Гипотеза имеет вид «если… то», а проблемный вопрос не может содержать в себе предполагаемого ответа или новых терминов. Но он сужает рамки проекта для данной группы до размеров их части работы. 6. Риски.

Первая опасность – подменить деятельность выполнением задания, сделать многое за детей. Чтобы этого не случилось, учителю необходимо работать в стиле педагогической поддержки. Учитель предлагает детям найти пути решения этих проблем. Учитель предлагает «мозговой штурм»: разделившись на группы, всерьез подумать, что можно сделать, при этом обязательно выслушать всех, обсудить все предложения. Можно выделить группу экспертов – они выберут из предложенных проектов один для реализации.

Найти идею – самое главное и самое трудное. Если дети затрудняются, учитель сам предлагает 1-2 предложения в группах (например, сделать бланк карточек, настольную игру и др.).

Дети, оттолкнувшись от идеи учителя, предлагают свое или обсуждают предложенное, разворачивая замысел, часто меняя его. Учитель поддерживает инициативу детей, привлекает к обсуждению, к совместной работе.

После того как эксперты выбрали конкретный проект, дети придумывают ему «рекламное» название, затем учащиеся составляют «звездочку обдумывания», т. е. графическое изображение проекта, в центре которого в прямоугольнике – название проекта. В прямоугольниках вокруг центрального прямоугольника - ответы на вопросы:

для кого будем делать проект, кто будет делать, с кем, когда, из чего и т. д. Таким образом, в «звездочке» фиксируются цели, этапы проекта, распределение работы и др.

Далее учитель организует реализацию замысла, поддерживает самостоятельность ребят, их сотрудничество, помогает подготовить защиту проекта. На заключительном этапе необходимо оценить на только продукт проекта, но и саму деятельность: что помогало, что в работе понравилось, что надо было изменить в совместной работе.

Вторая опасность – при выполнении исследовательского проекта не превратить проект в реферат. Конечно, исследовательский проект предполагает изучение каких-либо научных работ, грамотное изложение их содержания. Но проектант должен иметь собственную точку зрения на рассматриваемое явление, собственный угол зрения, под которым он будет рассматривать реферируемые источники.

Третья опасность – переоценка результата проекта и недооценка его процесса.

Это связано с тем, что оценка дается по результатам презентации, а презентуется именно результат проекта. Чтобы оценка баллы максимально объективной и разносторонней, необходимо внимательно отнестись к составлению и последующему анализу отчета учащегося или портфолио проекта («проектной папке»). Грамотно составленный отчет (портфолио) характеризует ход проекта, когда сам проект уже завершен.

К современным средствам измерения и относится цифровая лаборатория. Цифровые лаборатории — это новое поколение школьных естественнонаучных лабораторий. Они предоставляют возможность:

-                 сократить время, которое затрачивается на подготовку и проведение фронтального или демонстрационного эксперимента;

-                 повысить наглядность эксперимента и визуализацию его результатов, расширить список экспериментов;

-                 проводить измерения в полевых условиях;

-                 модернизировать уже привычные эксперименты.

Цифровая лаборатория– это оборудование для проведения широкого спектра исследований, демонстраций, лабораторных с использованием реального оборудования, состыкованного с цифровыми датчиками сигнал с которых поступает на компьютер и обрабатывается соответствующей программой. Ученик для получения количественных данных должен осознать смысл сигнала, выводимого на экран. Компьютерная программа только ускоряет рутинные процедуры регистрации количественных данных: создание и заполнение таблиц, построение графика по табличным данным, подбор теоретической прямой (кривой), проходящей через все экспериментальные точки.

Конечной целью внедрения цифровой лаборатории в практику преподавания физики является формирование новой культуры отчетности по экспериментальным исследованиям.

Учитывая переходный период между использованием традиционного и компьютеризированного практикума, в «Цифровую лабораторию» включены работы, которые имеют аналоги работ на традиционном оборудовании, что позволяет их использовать во время проведения лабораторных работ на уроке. Однако, имеется ряд работ расширяющих границы изучения физики в школе, что позволяет проводить занятия во внеурочное время. Например, кружок по физике.