Современные интерактивные и дистанционные технологии на уроках физики.

Современные интерактивные и дистанционные технологии на уроках                        физики.

      Мое выступление посвящено современному уроку физики.

     Наша педагогическая работа связана с преподаванием физики, одного из наиболее интересных, увлекательных, доступных и в то же время достаточно сложных учебных предметов в школьной программе. Физика – это фундаментальная наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи и законы ее движения.

     Целью формирования современной информационной среды образовательной организации является оптимизация учебного процесса, повышение качества образования. Документы ООН Юнеско делают акценты на образование в течении всей жизни, на достижение новых образовательных результатов, на подготовку к жизни в обучающемся обществе, основой которой является производство знаний и обмен знаниями.

    Новые социальные запросы определяют цели образования как общекультурное, личностное и познавательное развитие учащихся, обеспечивающее такую ключевую компетенцию образования, как «научить учиться». Государственными стандартами ФГОС поставлена задача ориентации системы образования на новые образовательные результаты, связанные с пониманием развития личности как цели и смысла образования.

     Важнейшей задачей современной системы образования является формирование совокупности «универсальных учебных действий», обеспечивающих «умение учиться», способность личности к саморазвитию и самосовершенствованию путем сознательного и активного присвоения нового социального опыта, а не только освоение учащимися конкретных предметных знаний навыков в рамках отдельных дисциплин. При этом знания, умения и навыки формируются, применяются и сохраняются в тесной связи с активными действиями самих учащихся.

     На сегодняшний момент в государственные стандарты общего образования второго поколения входят три компонента :                                                                                                          требования к структуре основных общеобразовательных программ;                                           требования к результатам освоения основных общеобразовательных программ;                        требования к условиям реализации основных общеобразовательных программ.

    За этот промежуток времени многое изменилось в образовательном процессе, он изменился качественно, произошел переход от доски, простых диапроекторов и проигрывателей, заданий и карточек, написанных от руки, к персональным компьютерам, мультимедийным проекторам, принтерам, ксероксам, интерактивным доскам, цифровым школам с мобильными классами, поливалентными залами, цифровым оборудованием. И учителю теперь легче создавать новые условия для усвоения учебного материала.

       В моем докладе рассматривается вопрос необходимости применения компьютера, цифровой измерительной аппаратуры, современных информационных технологий и ресурсов в обучении физики. Обосновываются цели применения информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) на уроках и показываются их преимущества по сравнению с традиционными методами проведения урока. Особенно большой эффект в современном уроке сегодня дают интегрированные уроки физики и ИКТ, на которых и используются самые современные средства обучения.

         Среди всех учебных дисциплин физика – наиболее поддающийся компьютеризации предмет. Уже давно компьютер здесь успешно применяется для облегчения рутинной работы по выполнению расчетов. Но информационные технологии можно использовать и для изучения теоретического материала, тренинга, в качестве средства моделирования и визуализации и т.д. Выбор зависит от целей, задач и этапа урока (объяснение, закрепление, повторение материала, проверка знаний и др.).

      В последние годы стало наблюдаться понижение интереса к предмету, а вместе с этим понижение уровня знаний. Эту проблему можно объяснить недостаточностью наглядного материала, отсутствием оборудования, дефицитом научной и дополнительной литературы, сложностью самого предмета. Возникшие проблемы связаны и с бурно и непрерывно растущим объемом человеческих знаний. В условиях, когда каждые несколько лет объем информации удваивается, классический учебник и преподаватель неизбежно становятся поставщиками устаревших знаний. Но также  отметим и то, что число детей, умеющих пользоваться компьютером, стремительно растет, и эта тенденция будет ускоряться независимо от парадигмы школьного образования. Компьютер для учащихся – как источник получения новой информации и как инструмент интеллектуальной и в целом – познавательной деятельности. Работа на компьютере может (и должна) развивать также такие личностные качества, как рефлексивность, критичность к информации, ответственность, способность к принятию самостоятельных решений, наконец, толерантность и креативность, коммуникативные умения.

     XXI век называют веком «электронного общества» и веком информационной цивилизации. В нашем обществе  произошли глобальные изменения. Появился новый педагог с современными требованиями к проведению урока, а вместе с ним и современный школьник, живущий в мире высоких технологий, владеющий всеми достижениями научно-технического прогресса.

     Современного ученика сегодня очень трудно чем-либо удивить. Стандартный комбинированный урок для них скучен, неинтересен. Поэтому основная задача современного педагога правильно преподнести учебную информацию. Такой процесс возможен только при использовании учителем новых технологий, которые позволяют сделать урок более наглядным, содержательным и более интересным для нынешнего поколения. При этом нельзя забывать, что урок будет хорошим только тогда, когда между педагогом и учеником существуют взаимопонимания.

     Многим педагогам, когда приходят на урок, полезно вспоминают слова Л.Д.Ландау: «Главное, делайте всё с увлечением! Это страшно украшает нашу жизнь!» Эти слова успешно совершенствуют учебный процесс, создают на уроках обстановку сотрудничества, тогда и ученик и педагог становятся увлеченными коллегами. Для того, чтобы оставаться сотрудниками и не растерять себя как учитель, необходимо использовать полноценный современный урок на деятельной основе и ориентированный на развитие личности школьника.

     Для организации современного урока необходимо помнить о том, что                                                             во-первых, жизнь идёт вперёд, меняется обстановка;                                                                             во-вторых, меняется отношение к ученику, большое внимание уделяется психологическим аспектам учения, формам занятий;                                                                                                              в- третьих, развивается материальная база школ, компьютерные средства обучения;                      в- четвёртых, компьютеры и интернет отрыли новые возможности, о которых ранее было неизвестно.

       Современный урок физики даёт возможность самостоятельно учащимся приобретать новые знания. Самостоятельная деятельность в поиске и отборе информации является сегодня важным средством мотивации, условием развития личности.

       Глобальные изменения, происходящие в настоящее время вызывают необходимость использовать на уроках ИКТ как средства организующие учебную деятельность  ученика и способствующие его адаптации в сегодняшней жизни.

      Средства ИКТ позволяют учителю значительно расширить возможности предъявления разного типа информации. При дидактически правильном подходе компьютер активизирует внимание учащихся, усиливает их мотивацию, развивает познавательные процессы, мышление, внимание, развивает воображение и фантазию, проводит моделирование сложных физических и объектов; осуществляет автоматизированный контроль качества полученных знаний; реализует технологию дистанционного и личностно-ориентированного обучения.

      Методика урока при внедрении ИКТ существенно отличается от классической. Поэтому учителю приходится разрабатывать новые структурно-логические схемы, готовить электронные приложения к урокам.

     Использование компьютера  на уроке позволяет сделать процесс обучения мобильным, строго дифференцированным, индивидуальным.

    Компьютер может использоваться на всех этапах процесса обучения: при объяснении нового материала, закреплении, повторении, контроле. Использование компьютера на уроках дополняет учебный процесс, является неотъемлемой его частью, повышает активность учащихся, развивает их способности, побуждает к получению знаний, расширяет кругозор, повышает качество образования.

      Современный урок физики сегодня уже нельзя представить без использования на уроке компьютера, который не дает учителю забывать о том, что физика- наука экспериментальная и изучение физики трудно представить без лабораторных работ.  Оснащение физического кабинета не всегда позволяет провести программные лабораторные работы, не позволяет вовсе ввести новые работы, требующие более сложного оборудования. На помощь учителю приходит компьютер, который позволяет проводить более сложные лабораторные работы. В них ученик может по своему усмотрению изменить исходные параметры опытов, наблюдать, как изменяется в результате само явление, анализировать увиденное, делать соответствующие выводы.

     Изучение устройства и принципа действия различных физических приборов - неотъемлемая часть современного урока физики. Обычно, изучая тот или иной прибор, учитель демонстрирует его, рассказывает принцип действия, используя при  этом модель или схему. Но часто учащиеся испытывают трудности, пытаясь представить всю цепь физических процессов, обеспечивающих работу данного прибора. В частности компьютерная программа позволяет «собрать» прибор из отдельных деталей, воспроизвести в динамике с оптимальной скоростью процесс, лежащий в основе принципа его действия. При этом возможно многократное «прокручивание» мультипликации.

          Огромный выбор цифровых образовательных ресурсов позволяет учителю выбрать программное обеспечение для реализации любых образовательных задач. Компьютерные программы по физике очень разнообразны: источники дополнительной информации; демонстрации; тренажёры; виртуальные лаборатории; мультимедийные и интерактивные приложения; обучающие игры и многое другое.  Программное обеспечение состоящее из Комплекта электронных пособий по курсу физики ( 7-11 класс) из  дисков: «Механика», « Молекулярная физика», « Электричество и магнетизм», «Оптика и атомная физика», «Задачи по физике»         является самыми объемным из мультимедийных курсов по физике: вся школьная программа от механики до атомной физики. Информация представлена в виде подробнейшего лекционного материала, сопровождаемого динамическими иллюстрациями, физическими опытами и контрольными заданиями. Электронный преподаватель подробно объясняет учебный материал, сопровождая речь наглядными динамическими иллюстрациями, выводит формулы, рисует графики, модели и схемы, разбирает задачи, которых более 1000, отвечает на вопросы. Включены справочные материалы, основные формулы по физике и математике, таблицы.                                                                                                                                                                               

        Основной упор делается на автоматизированные системы обработки и представления экспериментальных данных разработанные и выпускаемые лабораторией  L-micro, куда входят комплекты: «механика», « молекулярная физика и термодинамика», «электричество», «оптика». Активное внедрение в учебный процесс современного оборудования для школьного физического эксперимента всегда позитивно воспринимается и учителем и учениками.

      В результате учитель получает дополнительные возможности для поддержания и направления развития личности ученика, творческого поиска и организации их совместной работы, разработки и выбора наилучших вариантов учебных программ. Бесспорно, что использование компьютера, разнообразных мультимедийных средств, сети Интернета на уроках оправдано, прежде всего в тех случаях, в которых это обеспечивает существенное  преимущество по сравнению с традиционными формами обучения.

     Однако надо учитывать, что большое разнообразие может пойти только во вред, если учитель не будет учитывать особенности своей личной технологии обучения, особенностей конкретного класса и отдельных учеников.

     В рамках одного урока невозможно и нельзя использовать все ресурсы и возможности информационно-коммуникационных технологий, важна система их внедрения  в обучение. Эту систему может и должен построить каждый учитель самостоятельно и тогда современный урок будет более эффективным и деятельным, повысит интерес учащихся к предмету и положительно отразится на качестве обучения.

Отметим общее значение компьютеров в учебно-воспитательном процессе. Они:

·         Вписываются в рамки традиционного обучения.

·         Используются с успехом на различных по содержанию и организации учебных и внеклассных занятиях.

·         Способствуют активному включению обучаемого в учебно-воспитательный процесс, поддерживают интерес.

Дидактические особенности компьютера:

·         Информационная насыщенность.

·         Возможность преодолевать существующие временные и пространственные границы.

·         Возможность глубокого проникновения в сущность изучаемых явлений и процессов.

·         Показ изучаемых явлений в развитии, динамике.

·         Реальность отображения действительности.

·         Выразительность, богатство выразительных приемов, эмоциональная насыщенность.

Такое богатство возможностей компьютера позволяет внимательнее отнестись к изучению его в роли нового дидактического средства.

Целью моей работы стало получение, затем и обобщение личного опыта работы по применению ИКТ как нового средства изучения физики.

Использование компьютерных технологий обеспечивает интенсификацию и актуализацию учебно-воспитательного процесса на основе решения таких основных задач:

·         Выявление и использование стимулов активизации познавательной деятельности.

·         Углубление межпредметных связей.

·         Активное участие обучаемого в проектировании и дальнейшей актуализации его образовательной траектории.

Компьютер по ряду показателей превосходит возможности других средств обучения. К основным преимуществам можно отнести:

мультимедийность; интерактивность; дружественный интерфейс; адаптивность к обучаемому; независимость содержания обучения; многотерминальность; доступность.

Смена исторических эпох определяется сменой коммуникационных технологий … Герберт Маршалл Маклюэн

Для поиска и получения знаний, их хранения и передачи человек искал и находил дополнительные средства, которые оказывали значительное, подчас революционное, влияние на жизнь общества. Письменность, печатный станок, телефон, телевидение и, наконец, сеть Internet – вот наиболее впечатляющие вехи в передаче знаний.                                                       Образование – непрерывный и динамичный процесс, который должен продолжаться и за пределами урока. И не последнюю роль здесь играет способность учителя заинтересовать ученика, в том числе, и посредством применения современных технологий. Определимся в родственных понятиях, когда речь заходит о современных технологиях обучения:

·         информационные технологии;

·         медийные;

·         мультимедийные технологии.                                                                                                                 

      По определению Селевко, под компьютерными технологиями обучения подразумеваются “процессы подготовки и передачи информации обучаемому, средством осуществления которых является компьютер”.   Объективная необходимость использования наглядных средств и технических средств обучения (речь идет о компьютере) в процессе обучения заключается в их огромном влиянии на процесс понимания и запоминания. При опытной проверке эффективности запоминания текста установлено, что при слуховом восприятии усваивается 15% информации, при зрительном – 25, а в комплексе, т.е. при зрительном и слуховом одновременно, – 65%, а если человек вовлекался в активные действия в процессе изучения, то усвояемость материала повышалось до 75%.

    Применение цвета, графики, звука, современных средств видеотехники позволяет моделировать различные ситуации и среды. Это позволяет усилить мотивацию учащихся к учебе.

    Одна из потребностей подростка – познавательная.

   При удовлетворении познавательной потребности у учащихся формируются устойчивые познавательные интересы, которые определяют его положительные отношения к учебным предметам. Подростков привлекает возможность расширить, обогатить свои знания, проникнуть в сущность изучаемых явлений, установить причинно-следственные связи: “Физика нравится мне потому, что интересно знать обо всем, что окружает меня. Мне интересно, почему, например, в одних предметах мы видим свое отражение, а в других нет”. Они испытывают эмоциональное удовлетворение от исследовательской деятельности. Им нравится делать самостоятельно открытия.

   Использование презентаций на уроках способствует лучшему усвоению материала, повышает активность учащихся. А если ученик сам готовит презентацию к уроку, то он изучает дополнительную литературу; анализирует, систематизирует материал. Кроме этого, развивает общие интеллектуальные умения: грамотно излагать материал; аргументировать высказывания; умение слушать и слышать высказывания одноклассников.

   У подростков возрастает способность к абстрактному мышлению, к анализу и обобщению фактов и явлений, т.е. к более современному способу познания действительности. В этот период подростки охотно принимают опосредованное руководство в виде совета или ненавязчивого предложения прийти на помощь.

   Грамотное применение современных компьютерных технологий на уроках позволяет сделать их интересными и красочными, живыми и динамичными. Развитие абстрактного, логического мышления детей происходит через образное.

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).

   На этапе актуализации знаний, необходимых для усвоения нового материала кадры и работа с ними разнообразны. Это могут быть:

·         диагностический безоценочный контроль, лучше взаимоконтроль;

·         разноуровневые качественные, расчетные, графические задания;

·         физический диктант, блиц-опрос;

·         работа с систематизирующими, обобщающими таблицами, логическими схемами.

   При изучении нового материала слайды совместно с натурным экспериментом создают единую активную познавательную среду, в которой учитель серией умело подобранных вопросов и заданий возбуждает и направляет мысль учащихся к новым теоретическим выводам. Далее в ходе закрепления уточняет, корректирует понимание учащимися нового знания, формирует первоначальные умения.

  В ходе объяснения и закрепления нового материала кадры должны быть разнообразными, чтобы охватить все моменты познания: алгоритм поиска решения поставленной проблемы, оценивание альтернатив, обнаружение следствий и их значимости в теории и т.д.

     Получаемый эффект:

     Значительно удобнее стало демонстрировать видеоматериалы. В любой момент можно остановить кадр высокого качества для зарисовки или комментария, что было бы затруднительно при использовании видеомагнитофона с низким качеством стоп-кадра. Или отключить звук и дать возможность проанализировать ситуацию ученику. А затем, включив звук, проверить истинность факта.  При невозможности проведения “живого” опыта (ввиду его опасности, отсутствия оборудования или специфики условий) появилась возможность осуществить виртуальный эксперимент на компьютерной модели.

     Возможен просмотр полученных графиков. Графики, возникающие на экране при изучении тепловых явлений (зависимости Т от времени при фазовых переходах, при введении понятий количество теплоты, теплоёмкость и т.д.), позволяют лучше понять наблюдаемые явления.

   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. Если заказывать литературу в другие библиотеки, то это займет много времени. Вот здесь компьютер и выступает как источник информации.

    Ученик при подготовке к уроку может использовать компьютер как универсальный источник информации. Глобальная компьютерная информационная сеть Интернет, электронные энциклопедии и учебники, различные обучающие программы – вот лишь малая часть информационных источников. Для создания красочных и содержательных рефератов, оформления докладов, набора конспектов – для всего этого можно использовать компьютер

    Огромное количество информации создано на электронных носителях, например, “Детская энциклопедия Кирилла и Мефодия” 2008г. Здесь находятся энциклопедические и справочные статьи, интерактивные приложения, иллюстрации, видеофрагменты, занимательные факты и мн. др.

    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.

Закрепление пройденного изученного материала можно проводить с помощью того же персонального компьютера с программой “Уроки физики Кирилла и Мефодия”. Здесь же использую кроссворды.

Мы не в состоянии изменить содержание контроля знаний, но мы можем изменить форму ее проведения, сделать ее более привлекательной. В компьютерном виде тренировочное решение задач, тестов, непосредственно выполнение контрольной работы нравится учащимся по ряду причин: сразу получают результат; не теряют время на оформление, исправления и т.д.; можно воспользоваться справочным материалом, подсказками, калькулятором. Это самый объективный, справедливый для учащихся вид контроля.

     Применение ИКТ как средства проведения лабораторных работ.

С помощью программ по физике можно делать и лабораторные работы. Работа получается более наглядная, эффективная. Лабораторные работы можно делать в классе, а также задать как домашнее задание. Изменяя каждому ученику параметры, можно получить большой результат в выполнении работ.

В кабинете физики можно проанализировать ход лабораторной работы по компьютерной модели перед выполнением работы или после выполнения реальной работы провести компьютерное исследование этой же зависимости. Всё это способствует выработке исследовательских навыков, побуждает к творческому поиску закономерностей в различных процессах и явлениях.

В 7-9 классах у учащихся возникают трудности при изучении движения тела, движущегося в подвижной системе отсчета относительно неподвижной. Здесь помогает моделирующая программа “Относительность движения” из пакета “Живая физика” – она позволяет моделировать все случаи относительного движения тела.

При изучении электромагнитного поля в 9 классе учащиеся изучают правило буравчика, правило правой руки для соленоида, правило левой руки.

Программа позволяет не только продемонстрировать учащимся устройство и принцип действия механизмов и устройств, но и создавать на уроке интересные проблемные ситуации.

На этом же сайте находятся программы “Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания”, “Паровая машина”.

Компьютерный эксперимент вводит в урок деятельностные технологии активного, развивающего обучения. Тем самым эксперимент становится “универсальным дополнением практически к любой методике преподавания физики”.

     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.

    Уроки физики ( при 2 часах в неделю особенно) отличаются постоянным дефицитом времени и сложностью оборудования. Распространенный случай, когда использование компьютерной техники будет более чем оправдано – моделирование явлений микромира, процессов, имеющих колоссальные масштабы или протекающих за время, несоизмеримое с отпущенным на их изучение или скрытых от наблюдателя. Примерами могут служить явления в полупроводниках, взрыв, молекулярное взаимодействие, диффузия, изображения в электронно-лучевой трубке.

     Какую часть времени учителя в ходе объяснения займет процесс черчения и вытирания доски?

    Изучение ряда тем требует использования значительных объемов графического материала. Ограниченность пространства классной доски может привести к необходимости вытереть часть ранее сделанных построений, что создаст затруднения при необходимости возврата к ним в ходе закрепления изученного. Традиционная методика давно нашла выход из ситуации посредством использования обучающих плакатов и слайдов. Компьютер в данном случае не является альтернативой, но органично дополняет вышеназванные средства. Отдельным достоинством ЭВМ, применительно к воспроизведению учебной графики, является простота цветового выделения необходимых элементов и возможность воспроизведения динамики построений, аналогичной движению руки преподавателя.

    Является ли использование компьютерной техники лучшим средством для решения поставленных задач? Компьютерные технологии не самоцель, а средство, способное обеспечить высокую эффективность работы учителя.

    Главная учебная цель: создание активной познавательной среды, необходимой для диалога учителя с учащимися, эвристической беседы. Чтобы через содержание компьютерных учебных материалов организовать понимающее (а не запоминающее) обучение. Все должно быть построено не на заучивании, а на активной самостоятельной практической деятельности, нестандартности решений. Применение ИКТ 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.

    Преимущества включения ИКТ по сравнению с традиционными многообразны. К ним, кроме возможности более наглядного представления материала, что способствует развитию и образного, и логического мышления, кроме эффективной проверки знаний и т.д., можно отнести и многообразие организационных форм работы учащихся, методических приемов. Но при всем этом, здесь должен действовать и принцип необходимости и достаточности. Все пользователи (в том числе и дети) должны знать о вредных аспектах работы на компьютере и о некоторых мерах безопасности и профилактики – этому тоже надо обучать. Врачи прежде всего предупреждают о высокой зрительной нагрузке, поэтому на уроках необходимо делать специальную глазную гимнастику.

Использование ИКТ на уроках физики помогает достижению следующих целей:

·         Активизация интереса учащегося к предмету и процессу учения.

·         Развитие навыков самостоятельной работы по нахождению нужной информации.

·         Экономия времени при обработке больших объёмов математической информации.

·         Снятие конфликтной ситуации в случае неуспеха учащегося.

·         Экономия времени преподавателя.

  Интегрируя компьютерные технологии в образовательный процесс, можно обеспечить:

·         развитие конструктивного, алгоритмического мышления благодаря особенностям общения с компьютером и работе со специализированными программами;

·         развитие творческого мышления за счет изменения содержания репродуктивной деятельности, выполнения заданий эвристического, исследовательского характера в среде интеллектуальных обучающих систем и моделирующих программ;

·         развитие коммуникативных способностей на основе выполнения совместных проектов, в ходе проведения компьютерных деловых игр;

·         формирование умений в принятии оптимальных решений и адаптации в сложной ситуации (в ходе компьютерных экспериментов на основе моделирующих программ, при работе с программами-тренажерами);

·         достижение уровня компетентности в области компьютерных технологий, необходимого для успешной социальной и профессиональной адаптации обучаемого.

Наука и техника не стоит на одном месте, необходимо в ногу идти с прогрессом, чтобы дети уверенно чувствовали себя в завтрашнем дне.