Использование ИКТ на уроках физики как средство повышения активизации познавательной деятельности.
Актуальность
Сегодня в условиях информатизации образования появляются новые современные инновационные технологии, открывающие новые возможности для организации эффективного взаимодействия участников образовательного процесса. Актуальность использования информационных технологий и возможностей сетей подтверждается стратегическими направлениями развития образования в России. Одна из основных задач, сформулированных в принятой Советом безопасности РФ Стратегии развития информационного общества, заключается в повышении качества образования на основе развития и использования информационных и коммуникационных технологий.
Концепция современного образования ставит перед школой ряд проблем, решение которых, зачастую, невозможно без повсеместного внедрения новых 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.
Проблема исследования вытекает из противоречия между социальным заказом общества на подготовку пользователей, умеющих применять информационно-коммуникационные технологии в учебной деятельности, и недостаточным уровнем научно-методических разработок, ориентированных на организацию изучения этой технологии, для ее использования в процессе учебной деятельности.
Актуальность опыта определяется необходимостью разработки содержания подготовки учащихся старших классов к применению ИКТ в учебной деятельности в связи с частичным отсутствием научно-методических подходов к ее изучению в общеобразовательной школе.
В настоящее время я работаю над научно-методической темой «Использование ИКТ на уроках физики». Причиной выбора этой темы стало следующее:
1. В последнее время наблюдается некоторый спад интереса учащихся к
естественным наукам, но, в то же время, многие из них проявляют заинтересованность: они с удовольствием погружаются в атмосферу творческого
поиска, но некоторые проводимые эксперименты невозможно провести в режиме реального времени.
2. В процессе обучения физике в школе возникает проблема: как объяснить
сложное физическое явление или эксперимент за ограниченное время урока. Иногда
эти явления и процессы настолько необычны, что даже прилежным ученикам трудно
представить их в своём сознании. Многие объекты и явления, рассматриваемые в курсах электричества, магнетизма, молекулярной и ядерной физики практически ни с чем не ассоциируются в обычной жизни.
3. Преподавание физики, в силу особенностей самого предмета, представляет собой благоприятную сферу для применения ИКТ
Целью проводимой работы является:
1. Повышение уровня заинтересованности в изучаемом предмете
2.Повышение эффективности развития познавательной деятельности
3. Создание новых возможностей для творческого роста учащихся
Одним из наиболее перспективных направлений использования информационных технологий в физическом образовании является компьютерное моделирование физических явлений и процессов. Компьютерные модели легко вписываются в традиционный урок, позволяя учителю продемонстрировать на экране компьютера многие физические эффекты, а также позволяют организовывать новые, нетрадиционные виды учебной деятельности учащихся. Приведём в качестве примеров два вида такой деятельности, опробованные нами на практике:
Использование различных образовательных средств ИКТ в учебном процессе позволяет решить следующие задачи:
1. Освоение предметной области на разных уровнях глубины и детальности.
2. Выработка умений и навыков решения типовых практических задач в избранной предметной области.
3. Выработка умений анализа и принятия решений в нестандартных проблемных ситуациях.
4. Развитие способностей к определенным видам деятельности.
5.Проведение учебно-исследовательских экспериментов с моделями изучаемых объектов, процессов.
6. Восстановление знаний, умений и навыков.
7. Контроль и оценивание уровней знаний и умений
Компьютер открывает новые пути в развитии мышления, предоставляя новые возможности для активного обучения. С помощью компьютера проведение уроков, упражнений, контрольных и лабораторных работ, а также учет успеваемости становится более эффективным, а огромный поток информации - легкодоступным. Компьютер помогает готовить задания соответствующие уровню, темпу обучения и стилю каждого ученика. Использование компьютера на уроках физики также помогает реализовать принцип личной заинтересованности ученика в усвоении материала и многие другие принципы развивающего обучения.
Преимущества мультимедийных технологий по сравнению с традиционными многообразны. Кроме возможности более иллюстративного, наглядного представления материала, эффективной проверки знаний и всего прочего, к ним можно отнести и многообразие организационных форм в работе учащихся, методических приемов в работе учителя.
Применение информационных технологий в процессе обучения позволяет выделить две группы планируемых образовательных результатов:
Относительно учащихся:
Учащимся предоставляется возможность индивидуальной исследовательской работы с компьютерными моделями, в ходе которой они могут самостоятельно ставить эксперименты, быстро проверять свои гипотезы, устанавливать закономерности физических явлений и процессов.
Задается индивидуальный темп обучения для каждого ученика, появляется возможность повторения эксперимента в неурочное время, установив программу на домашнем компьютере.
Появляется реальная возможность выполнения компьютерной лабораторной работы, которую невозможно выполнить в условиях школьной лаборатории.
Ученики приобретают навыки оптимального использования персонального компьютера в качестве обучающего средства.
Учащиеся получают навыки работы с электронными ресурсами
Благодаря использованию презентаций у школьников наблюдается:
концентрация внимания; включение всех видов памяти: зрительной, слуховой, моторной, ассоциативной; более быстрое и глубокое восприятие излагаемого материала; повышение интереса к изучению предмета; возрастание мотивации к учебе.
Относительно учителя:
На уроке учитель может использовать компьютерные технологии следующим образом:
1. для демонстраций и иллюстраций текстов, формул, фотографий, схем при изучении нового материала;
2. для демонстраций фотографий ученых, их кратких биографий в виде презентаций или Web-страниц;
3. для иллюстрации методики решения разно уровневых задач;
4. для проведения лабораторного практикума;
5. для контроля за уровнем знаний учащихся;
6. для творческих, исследовательских заданий;
7. для проектной деятельности;
8. для создания компьютерных моделей физических процессов;
9. для решения экспериментальных задач с использованием компьютерного эксперимента.
Сейчас у многих учащихся есть дома компьютеры, но используются они преимущественно для игр. Использование компьютера в учебных целях обогатит само преподавание физики новыми приемами и формами работы, а также будет способствовать формированию личного интереса учащихся к приобретению новых знаний через доступ к нетрадиционным источникам информации. Программы по физике могут быть установлены у учащихся дома и они могут с ними работать индивидуально.
Преподавание физики, в силу особенностей самого предмета, представляет собой благоприятную сферу для применения ИКТ. В школе эта работу можно вести по нескольким направлениям, основными из которых на сегодня являются использование компьютерных демонстраций отдельных физических явлений и применение мультимедийных сценариев уроков.
Современный сценарий урока представляет собой его мультимедийный конспект, содержащий краткий текст, основные формулы, чертежи, рисунки, видеофрагменты, анимации и используется на уроке с применением мультимедийного проектора. Сценарии используются как при изложении нового материала, так и при повторении и опросе пройденного, они могут быть выполнены в виде гипертекстовых документов или мультимедийных презентаций (документов PowerPoint).
Источниками демонстрационных материалов могут служить имеющиеся в школе коллекции цифровых материалов на компакт-дисках, мультимедийные курсы и учебники, ресурсы Интернет и наши собственные разработки.
В настоящее время не может быть споров и сомнений в том, что при обучении физике обязательно широкое применение эксперимента. В ходе эксперимента не только воспроизводится изучаемое явление, процесс или закон, но и исследуется его зависимость от сопутствующих условий и параметров, характеризующих эти условия, производятся необходимые измерения. Не секрет, что оборудование в большинстве школ физически и морально устарело и не отвечает современному уровню развития техники и технологий. Использование устаревшего оборудования снижает интерес учащихся к предмету
ИКТ для учителя физики
Уроки физики отличаются сложностью используемого оборудования. И поэтому компьютерные обучающие программы актуальны прежде всего из-за возможности наблюдения (в том числе анимации) таких физических процессов и явлений, которые либо невозможно провести в классе, либо невозможно наблюдать и трудно представить, понять. Дети с образным мышлением потому тяжело усваивают физику, что они без «картинки» вообще неспособны понять процесс, изучить явление. Развитие их абстрактного, логического мышления происходит посредством образов. Для них компьютерные программы с видеосюжетами, возможностью «управления» процессами, подвижными графиками, схемами — дополнительное средство развития образного мышления.
Конечно, компьютер не может, да и не должен полностью заменять реальный физический эксперимент на уроках и работу учащихся с приборами «вживую». Никакая красивая картинка на экране монитора не заменит физический эксперимент, произведенный своими руками. Однако, применение современных ИКТ на уроках физики раскрывает новые возможности в обучении, позволяет развивать творческие способности учащихся, активизировать познавательную деятельность и повышать мотивацию к обучению.
Компьютеры на уроках физики, прежде всего, позволяет выдвинуть на первый план экспериментальную, исследовательскую деятельность учащихся. Замечательным средством для организации подобной деятельности являются компьютерные модели. Компьютерное моделирование позволяет создать на экране компьютера живую, запоминающуюся динамическую картину физических опытов или явлений и открывает для учителя широкие возможности по совершенствованию уроков.
Следует отметить, что под компьютерными моделями понимаются компьютерные программы, имитирующие физические опыты, явления или идеализированные модельные ситуации, встречающиеся в физических задачах. Наибольший интерес у учащихся вызывают компьютерные модели, в рамках которых можно 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, т.к. учащиеся, как правило, испытывают значительные трудности при построении и чтении графиков.
Компьютерные модели легко вписываются в урок, позволяя учителю продемонстрировать почти «живьём» многие физические эффекты, которые обычно мучительно и долго объясняются «на пальцах», экономят время.
Также необходимо учитывать, что далеко не все процессы, явления, исторические опыты по физике учащийся способен представить себе без помощи виртуальных моделей (например, диффузию в газах, цикл Карно, явление фотоэффекта, энергию связи ядер и т.д.). Интерактивные модели позволяют ученику увидеть процессы в упрощенном виде, представить себе схемы установок, поставить эксперименты вообще невозможные в реальной жизни.
Интерактивные модели позволяют:
проводить необходимые лабораторные и практические работы в условиях отсутствия материально-технической базы для реального эксперимента;
проводить необходимые работы с экспериментальными материалами, прямой контакт с которыми небезопасен или нежелателен (например, работы по изучению радиоактивности и др.);
моделировать такие процессы и явления, для которых необходимо специализированное дорогостоящее оборудование и спец. лаборатории;
визуализировать физическое явление в динамике, а не вид привычных статистических картинок, изображенных мелом на доске;
реализовать интеграцию образовательных областей, таких как, физика, информатика, математика и др. при которой учащиеся могут применять свои знания и навыки в различных дисциплинах;
значительно расширить информационную составляющую обучения
разнообразить процесс обучения, что повышает интерес у учащихся к учебе;
Можно утверждать, что компьютерные технологии позволяют освободить
учителя от рутинной работы, сократить время на закрепление стандартных навыков,
без которых невозможно перейти к творческой дискуссии с учениками, совместным
исследованиям и т.п.
Поводя итог вышесказанному хочу сказать следующее. 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 я могу решать множество дидактических, организационных и методических проблем. Именно компьютерные технологии, на мой взгляд, выходят сегодня на первое место при решении проблемы по организации работы со способными детьми, по самообразованию ученика.
IV. Опыт применения ИКТ как средства изучения физики в основной школе
4.1. Использование ИКТ как средства наглядности.
Из психологии известно, что поисковая деятельность более продуктивна и целенаправленна, если учебная проблема визуализирована (“вижу и думаю”). Поэтому на начало изучения новой темы очень, полезно предъявлять кадры с четкой формулировкой учебной проблемы (этап мотивации и постановки учебной проблемы).
4.2. Использование ИКТ как источника дополнительного материала.
Основным источником информации является учебная литература. Подбор дополнительной литературы по предмету является порой проблематичным, так как библиотечный фонд в школе не велик. Вот здесь компьютер и выступает как источник информации.
4.3. Применение ИКТ как средства контроля результатов обучения.
Наряду с традиционным контролем, предназначенным для оценки конечных результатов обучения, компьютер позволяет организовать контроль самого процесса обучения, осуществить диагностику хода материала с целью коррекции дальнейшего процесса.
4.4. Применение ИКТ как средства проведения лабораторных работ.
С помощью программ по физике можно делать и лабораторные работы. Работа получается более наглядная, эффективная.
4.5. Применение ИКТ как средства экономии времени.
При использовании наглядности в виде таблиц, плакатов, репродукций картин, портретов приходится одни убирать, другие прикреплять, да если еще при этом вести записи на доске, то это занимает много времени. Используя компьютер, появляется возможность экономии времени.
Заключение
Опыт работы показывает, что по применению ИКТ на уроках оживляет восприятие учащимися материала, прививает интерес к изучению предмета, совершенствует творческие способности учащихся. Компьютерные материалы – необходимая часть единого комплекса средств обучения, который учитель может дополнять, модернизировать, варьировать способы применения.
