Бюджетное образовательное учреждение Омской области

начального профессионального образования

«Профессиональное училище № 26»

Современные образовательные технологии, как условия реализации стандарта

Выполнил преподаватель физики,

преподаватель высшей категории

      Карачинцев В.В.

Черлак-2012
                                                   “...надо заставить учащихся думать самостоятельно.

Как мускулы становятся хилыми бессильными без

труда  и  упражнений,  так  и  ум  не формируется

без   самостоятельных   поисков.   Придет    день,

и  самый  слабый  ученик  самостоятельно

решит  задачу!”

В.А. Сухомлинский.

Введение

На встрече с редакцией «АиФ» министр образования и науки Андрей Александрович Фурсенко на вопрос: - «Что ни год – реформа образования. Дважды два четыре раньше преподавали неправильно?» ответил так:

     «Не в этом дело. Жизнь стала другая. Еще недавно главным носителем знаний был учитель. Сегодня любой пятиклассник порой знает больше педагога, потому что у него Интернет, телевизор с огромным количеством каналов. Поразить его знанием невозможно. Учитель должен стать наставником, проводником в мире информации. Он должен строить урок примерно так: ребята, вы можете знать в десять раз больше меня, но я вам объясню, чего стоит это знание и как им правильно пользоваться».

А вице-президент Российской академии образования Виктор Болотов на вопрос – «Чему должна научить школа?» сказал: «… обучение навыкам работы с информацией должно выходить на одно из первых мест среди задач школы. … нужно научить сравнивать, обобщать, выдвигать гипотезы. Самый высокий уровень – решать незнакомую задачу, но с использованием школьных знаний».

Это относится, конечно, и к организации учебного процесса в профессиональном училище.

Физика занимает особое место среди учебных дисциплин. Она создает у обучающихся представление о научной картине мира, формирует творческие способности обучающихся, их мировоззрения и убеждения, то есть способствует воспитанию высоконравственной личности. Эта основная цель обучения может быть достигнута только тогда, когда в процессе обучения будет сформирован интерес к знаниям. Наличие познавательных интересов у обучающихся способствует росту их активности на уроках, качества знаний, формированию положительных мотивов учения. Нужно так строить обучение, чтобы обучающийся понимал и принимал цели, поставленные преподавателем, что бы он был активным участником реализации этих целей – субъектом деятельности.

         Главная функция преподавателя – это не передача знаний, а создание определенного эмоционального отношения к этим знаниям, которое обеспечит их активное восприятие и усвоение. Познавательные интересы обучающихся к физике складываются из интереса к явлениям, фактам, законам. От любопытства к удивлению, от него к активной любознательности и стремлению узнать, от них к знанию и научному поиску.

     К профессионально значимому компоненту курса отнесены знания (законы,  понятия,  факты, практические применения и т.п.) и умения (решать и составлять задачи,  производить расчеты, пользоваться измерительными приборами и инструментами и т.п.), которые формируются при изучении курса физики и значимы для процесса овладения конкретной профессией, способствующие совершенствованию профессиональной подготовки.

     Профессионально значимый учебный материал профилированного курса позволяет:

     - проиллюстрировать и конкретизировать физические теории, явления, законы, понятия с помощью учебного материала предметов спецтехнологии и производственного обучения;

     - показать  практические применения физических знаний на примерах, соответствующих специальности обучающихся;

     - разъяснить взаимосвязь физики и техники;

     - продемонстрировать физические принципы действия машин,  аппаратов  и  оборудования учитывая специфику образовательного учреждения;

     - составлять и решать задачи с профессионально направленным содержанием;

     - организовать  работу  внеурочных мероприятий с профессионально направленным содержанием.

      При этом предполагается,  что структура учебной дисциплины - физики, логика её построения как  общеобразовательного  предмета  полностью сохраняются.

     Таким образом,  удастся: во-первых, показать, что физика служит теоретической  базой для овладения техникой и технологией данного производства; во-вторых, повысить интерес обучающихся к физике и  усилить мотивы её изучения за счёт иллюстрации профессиональной значимости курса физики.

    По новым стандартам на самостоятельную работу обучающегося отводится 50% от обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося.

Самостоятельная работа может включать следующее: 

·        выполнение домашних заданий по учебной дисциплине;

·        систематическая проработка конспектов занятий, учебной и специальной технической литературы по профессии;

·        подготовка к лабораторным работам с использованием методических рекомендаций, оформление лабораторных работ, отчетов и подготовка к их защите;

·        работа со справочной литературой;

·        подготовка к выполнению контрольных работ и тестов;

·        защита  рефератов.

Не секрет, что в училище поступают учиться подростки с очень слабыми знаниями. На первых же занятиях выясняется, что большинство обучающихся не знает самого элементарного. Не знают единиц измерения, не умеют переводить из одной системы единиц в другую, не могут преобразовать формулу, вывести неизвестное, производить математические вычисления. У них нет желания учиться, они считают, что в их профессии теоретические знания «ни к чему». Поэтому большой проблемой является организация учебного процесса и особенно самостоятельной работы обучающихся.

Мощным средством формирования познавательного интереса обучающихся к физике, организации самостоятельной работы обучающихся являются современные информационные технологии. Организация процесса обучения с применением информационных технологий позволяет на более высоком уровне решать задачи развивающего обучения, формировать умения самостоятельно приобретать знания, осуществлять экспериментально - исследовательскую деятельность.

Использование компьютерной и мультимедийной техники, программного обеспечения открывает обучающимся доступ к нетрадиционным источникам информации, повышает эффективность самостоятельной работы, дает совершенно новые возможности для творчества, обретение и закрепление различных профессиональных навыков, формированию познавательного интереса.

  При этом информационные технологии выступают как инструмент исследования, как источник дополнительной информации по физике, как способ самоорганизации труда и самообразования, как средство расширения зоны индивидуальной активности.

1. Использование мультимедиа технологий в образовании

Внедрение мультимедиа технологий в образовательные процессы является одним из ключевых моментов информатизации образования. В настоящее время мультимедиа технологии относятся к наиболее динамично развивающихся и перспективных направлений информационных технологий.

Мультимедиа - это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющий пользователю  работать с разнородными данными, организованными в единой информационной среды. 

Интерактивность является очень важной составляющей мультимедиа. Люди запоминают только 20% того, что они видят, и 30% того, что они слышат. Также запоминается 50% того, что видят и слышат, и целых 80% - того, что они видят, слышат, и делают одновременно. Если просто воспринимать мультимедиа, как комбинацию разнородных данных, а именно текста, графики, звука, видео, в единой информационной среде, позволяющей пользователю вести с ней диалог, и основанной на компьютерных технологиях, то уже можно говорить об интерактивном мультимедиа. Если правильно использовать мультимедиа как образовательный инструмент и предоставлять учебный мультимедиа материал с комбинированным воздействием на слух и зрение, доля усвоенного составит 50%, а при вовлечении обучаемого в активные действия (интерактивное мультимедиа) - до 75%.

   Компьютеризированное обучение на базе технологии мультимедиа не может заменить человека преподавателя, но оно может дополнить и усовершенствовать деятельность преподавателя, особенно в тех областях, в которых развиваются самостоятельность, творческое мышление.

Одним из аспектов мультимедиа является мультимедиа программное обеспечение. Существует множество программных обучающих продуктов, созданных крупными компания, занимающиеся разработкой компьютерных программ. Но не все они отвечают своим целям, объясняется это просто, разработчики программисты не являются педагогами, а при разработке таких продуктов необходимо представлять педагогические и психологические проблемы, связанные с этим методом обучения.

2. Компьютер на уроках физики

Использование компьютера в преподавании физики и астрономии определяется в основном существующими на настоящий момент программными средствами. Можно выделить несколько направлений в использовании компьютера.

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

Традиционные аудиовизуальные средства обучения - плакаты, диапозитивы, транспаранты для графопроектора, видеозаписи и т. д. - могут быть с успехом заменены одним компьютером. Существенным препятствием здесь является необходимость использования дополнительной дорогостоящей аппаратуры для получения изображения не только на мониторе компьютера, но и на большом экране, доступном для восприятия всего класса.

Такие программные обеспечения, как «Открытая физика 1.0», «Живая физика» или «Энциклопедия по Астрономии» и другие, позволяют продемонстрировать на уроке большое количество наглядного материала: статические иллюстрации (рисунки, схемы, таблицы, графики), динамические модели, видеозаписи и т. д.

Компьютерные программы, имитирующие физические опыты, явления или идеализированные модельные ситуации, встречающиеся в физических задачах, позволяют создать на экране компьютера запоминающуюся динамическую картину физических опытов или явлений. При этом в перечисленных выше обучающих программах можно управлять поведением объектов на экране компьютера, изменяя значения 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, характеризующих эксперимент.

2.2. Самостоятельное моделирование учителем и учениками разнообразных физических процессов и явлений при помощи такого программного средства, как «Живая физика».

Программа «Живая физика» представляет собой компьютерную лабораторию, ее окно является своеобразным «лабораторным шкафом» с набором различного оборудования и материалов по соответствующему разделу физики, в котором имеются различные вспомогательные устройства: регуляторы, табло «приборов», надписи. При помощи такой компьютерной лаборатории учащиеся могут самостоятельно создавать модели физических экспериментов, задавать или изменять различные параметры, а посредством

встроенного вычислительного аппарата и средств анимации «наблюдать» и «исследовать» физические явления на количественном уровне.

2.3. Использование в кабинете физики компьютерной измерительной лаборатории 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 здесь выступает в качестве универсального измерительного прибора, его датчики позволяют в различных экспериментах измерять температуру (в диапазоне от      0 до 1000 °С), давление, напряжение, проводимость, звуковые характеристики, регистрировать положение тел в пространстве при поступательном и вращательном движении и т. д. Информация может поступать на компьютер с двух датчиков одновременно, она автоматически обрабатывается и результат демонстрируется на экране монитора в виде цифровой информации или уже готового графика.

Компьютерная измерительная лаборатория позволяет существенно расширить возможности демонстрационного физического эксперимента, организовать на современном уровне исследовательскую работу учащихся.

2.4. Использование обучающих программ в самостоятельной работе обучающихся по изучению различных тем школьного курса физики.

Основная часть существующего программного обеспечения представляет собой электронные учебники для организации самостоятельной работы учащихся. Текстовая информация в электронных учебниках сопровождается статическими и динамическими иллюстрациями и видеосюжетами, при этом включаются справочные материалы, блок обучения решению задач или тестовый контроль знаний. К таким средствам относятся, например, «Открытая физика», «Репетитор по физике Кирилла и Мефодия»,                  «1С: репетитор» и т. п.

Частичное использование электронных учебников возможно и в учебном процессе: при работе с учащимися, пропустившими занятия, или при диагностике и контроле знаний.

2.5. Использование информационных ресурсов электронных энциклопедий «Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия», «Золотая коллекция 2007. Рефераты и сочинения» для поиска необходимой информации при подготовке учителя к урокам и в учебно-исследовательской деятельности учащихся.

2.6. Использование текстовых и графических редакторов преподавателями для подготовки разнообразных дифференцированных учебных материалов и учениками для оформления результатов своих учебно-исследовательских или реферативных работ.

В последнее время можно часто слышать вопросы: «А нужен ли вообще компьютер на уроках физики? Не вытеснят ли компьютерные имитации реальный эксперимент из учебного процесса? В каких случаях оправдано использование компьютерных программ на уроках физики?».

Я  считаю, что использование компьютера на уроках оправдано, прежде всего, в тех случаях, в которых он обеспечивает существенное преимущество по сравнению с традиционными формами обучения. Одним из таких случаев является использование компьютерных моделей и виртуальных лабораторий. Следует отметить, что под компьютерными моделями мы понимаем компьютерные программы, которые позволяют имитировать физические явления, эксперименты или идеализированные ситуации, встречающиеся в задачах.

Прежде всего, рассмотрим вопрос: «В чем заключается преимущество компьютерного моделирования по сравнению с натурным экспериментом?». Компьютерное моделирование позволяет наглядно иллюстрировать физические эксперименты и явления, воспроизводить их тонкие детали, которые могут быть незамечены наблюдателем при реальных экспериментах. Использование компьютерных моделей и виртуальных лабораторий предоставляет нам уникальную возможность визуализации упрощённой модели реального явления. При этом можно поэтапно включать в рассмотрение дополнительные факторы, которые постепенно усложняют модель и приближают ее к реальному физическому явлению. Кроме того, компьютер позволяет моделировать ситуации, нереализуемые экспериментально в школьном кабинете физики, например, работу ядерной установки.

Работа учащихся с компьютерными моделями и виртуальными лабораториями чрезвычайно полезна, так как они могут ставить многочисленные эксперименты и даже проводить небольшие исследования. Интерактивность открывает перед учащимися огромные познавательные возможности, делая их не только наблюдателями, но и активными участниками проводимых экспериментов.

Процесс компьютерного моделирования для учащихся увлекателен и поучителен, так как результат моделирования всегда интересен, а в ряде случаев может быть весьма неожиданным. Создавая модели и наблюдая их в действии, учащиеся могут познакомиться с рядом физических явлений, изучить их на качественном уровне, а также провести небольшие исследования.

Разумеется, компьютерная лаборатория не может заменить настоящую физическую лабораторию. Тем не менее, при выполнении компьютерных лабораторных работ у школьников формируются навыки, которые пригодятся им и для реальных экспериментов – выбор условий экспериментов, установка параметров опытов и т.д. Все это превращает выполнение многих заданий в микроисследования, стимулирует развитие творческого мышления учащихся, повышает их интерес к физике.

Работа учащихся с компьютерными моделями полезна потому, что, благодаря возможности изменения в широких пределах начальных условий экспериментов, компьютерные модели позволяют им выполнять многочисленные виртуальные опыты. Некоторые модели позволяют одновременно с ходом экспериментов наблюдать построение соответствующих графических зависимостей, что повышает их наглядность. Подобные модели представляют особую ценность, так как учащиеся обычно испытывают значительные трудности при построении и чтении графиков.

Большое число компьютерных моделей по всему школьному курсу физики содержится в мультимедиа-курсах, разработанных компанией ФИЗИКОН: «Физика в Картинках», «Открытая Физика 1.1», «Открытая Физика 2.0», и «Открытая Физика 2.5». ФИЗИКОНом выпущены также курсы «Открытая Химия 2.0» и «Открытая Астрономия 2.0», а также «Открытая Химия 2.5» и «Открытая Астрономия 2.5». Многие модели этих курсов можно использовать и на уроках физики.

Согласитесь, что гораздо проще и нагляднее показать, как тело движется при наличии положительной начальной скорости и отрицательного ускорения, используя модель «Равноускоренное движение тела», чем объяснять это при помощи доски и мела.

Конечно, компьютерные демонстрации будут иметь успех, если учитель работает с небольшой группой учащихся, которых можно рассадить вблизи монитора, или, если в кабинете имеется соответствующая проекционная техника. В противном случае учитель может предложить учащимся самостоятельно поработать с компьютерными моделями в классе или в домашних условиях.

Следует отметить, что при индивидуальной работе учащиеся с большим интересом «возятся» с предложенными моделями, пробуют их регулировки, проводят эксперименты, но…. Как показывает практический опыт, обычному школьнику конкретная модель может быть интересна 3–5 минут, а затем неизбежно возникает вопрос: «А что делать дальше?» Дело в том, что учащиеся при такой работе, как правило, не вникают в физическую суть происходящего на экране.

Что же нужно сделать, чтобы урок в компьютерном классе был не только интересен по форме, но и дал максимальный учебный эффект?

Учителю необходимо заранее подготовить план работы с выбранной для изучения компьютерной моделью, сформулировать вопросы и задачи, согласованные с функциональными возможностями модели. Кроме того, желательно предупредить учащихся о том, что им в конце урока будет необходимо ответить письменно на вопросы или написать небольшой отчёт о проделанной работе. Идеальным является вариант, при котором учитель, перед уроком в компьютерном классе, раздаёт учащимся индивидуальные задания в распечатанном виде.

3. Основные трудности при работе с компьютерными моделями ../../../../../Physicon/Physics7-11/design/images/Fwd_h.gif../../../../../Physicon/Physics7-11/design/images/Bwd_h.gif  

    Справедливости ради, необходимо отметить, что работать с компьютерными моделями интересно, но достаточно сложно, так как их авторы, как правило, не сопровождают компьютерные модели заданиями для учащихся или планом демонстраций для учителя. По всей видимости, они предполагают, что учитель должен сам разработать свои демонстрации с использованием моделей, придумать и предложить учащимся соответствующие задания. Исключением являются лишь курс «Открытая Физика 2.5, части I и II», которые содержат интерактивные лабораторные работы к 12 моделям в первой части и 14 во второй. Появление в указанных курсах интерактивных лабораторных работ, безусловно, отрадный факт. Но ведь эти курсы содержат 50 и 100 компьютерных моделей, соответственно. А как работать с остальными моделями? Остается надеяться, что по мере совершенствования «Открытой Физики» количество лабораторных работ и других интерактивных заданий для учащихся будет увеличиваться.

Опыт преподавания с использованием компьютерных моделей показывает, что каждая модель должна сопровождаться не одним десятком вопросов и задач различного типа и уровня сложности, а также тем для исследований. Тогда работа с ними действительно может дать высокий учебный эффект.

Было бы идеально, если бы к компьютерному курсу прилагался задачник с вопросами и задачами, содержание которых было бы согласовано с функциональными возможностями моделей, а также рабочие тетради для учащихся с бланками лабораторных работ. Наличие задачника и рабочих тетрадей существенно упростило бы работу учителя и позволило бы ему рекомендовать такой компьютерный курс учащимся для домашней работы. Пока же учителя вынуждены самостоятельно придумывать вопросы и задания для учащихся к компьютерным моделям.

4. Особенности использования компьютерных моделей при работе с сильными и слабоуспевающими учащимися ../../../../../Physicon/Physics7-11/design/images/Fwd_h.gif../../../../../Physicon/Physics7-11/design/images/Bwd_h.gif

    В последнее время много говорится об индивидуальном подходе при обучении учащихся. Рассмотрим, как это можно осуществить при использовании компьютерных моделей в учебном процессе. В этом случае на учителя ложится труд по оценке уровня сложности уже разработанных заданий к компьютерным моделям и по составлению недостающих разноуровневых заданий и вопросов.

    Рассмотрим виды заданий к компьютерным моделям с точки зрения их использования при работе с одаренными и слабоуспевающими учащимися. Например, ознакомительные задания, простые компьютерные эксперименты, экспериментальные и качественные задачи больше подойдут для слабых учащихся. В то время как расчётные задачи с последующей компьютерной проверкой подходят и для слабых и для одаренных учащихся. В этом случае всё зависит от сложности предлагаемых задач. А вот неоднозначные задачи, задачи с недостающими данными, творческие, исследовательские и проблемные задания больше подходят для сильных учащихся. Хотя, если учитель может оказать существенную помощь слабым учащимся, то и они могут одолеть некоторые из этих заданий. Иногда, в режиме цейтнота, бывает разумно предложить ребятам ряд заданий различной сложности и предложить им самостоятельно выбирать задания по силам.

     Наиболее способным учащимся можно предлагать исследовательские задания, то есть задания, в ходе выполнения которых им будет необходимо спланировать и провести ряд компьютерных экспериментов, позволяющих подтвердить или опровергнуть определённые закономерности. Самым сильным ученикам можно предложить самостоятельно сформулировать такие закономерности.

     Можно отметить, что на уроках большим и неизменным успехом, как у сильных, так и у слабоуспевающих учащихся пользуются творческие задания на придумывание собственных задач. Например, задание на составление и расчет электрической цепи. При выдаче этого задания учителем регламентируется только количество элементов в цепи и диапазоны их параметров. Эти ограничения формулируются на основе функциональных возможностей компьютерной модели, которая будет использоваться для проверки составленных учащимися цепей. При выполнении этого задания каждый ученик может придумать себе посильную задачу. На уроке в компьютерном классе производится проверка работоспособности составленных цепей и правильность выполненных расчетов. Для проверки можно воспользоваться компьютерной моделью «Электрические цепи» из любого компьютерного курса «Открытая Физика».

    Несомненно, что творческие задания технологически реализуемы только при использовании компьютера. Ведь только в этом случае учитель избавлен от необходимости детально проверять расчеты учащихся. Для проверки правильности их расчетов достаточно одного или нескольких компьютерных экспериментов, которые проводятся за считанные минуты.

5. Заключение

    Роль аудиовизуальных (AV) и интерактив­ных технологий в образовании с каждым годом возрастает, они становятся неотъ­емлемой частью современного учебного процесса. Аудиовизуальные технологии развиваются стремительно, и в этом раз­витии следует отметить некоторые тен­денции, важные для системы образования: интеграция аудиовизуальных технологий с технологиями информационными и ком­муникационными, новые возможности видеоконференцсвязи, расширение «ли­нейки» и функциональности проекцион­ных видеокомпьютерных систем, исполь­зование интерактивных презентационных программно-аппаратных решений. Совер­шенствование AV- и интерактивных техно­логий неразрывно связано с программным обеспечением, и здесь особое внимание уделяется моделированию сложных про­цессов в трехмерном пространстве в усло­виях реального времени.

     Однако широкое внедрение новейших AV- и интерактивных технологий в систе­му российского образования имеет опре­деленные особенности и сложности. Во-первых, этот процесс проходит в условиях обновления образования, смены образо­вательной парадигмы, т.е. перехода от реп­родуктивной модели к творческой, креа­тивной. Определяя сегодня характерные черты новой образовательной модели, следует отметить ее непрерывность, дис­танционность, проектность и технологич­ность, диалогичность (учебный процесс как совместное творчество и диалог учи­теля и ученика, преподавателя и студента); ориентацию учебного процесса не только на содержание и логику предмета, но и на специфику восприятия аудиовизуальной информации, а также последующую про­фессиональную деятельность.

    Залогом успеха решения задачи постро­ения новой образовательной модели является радикальное переоснащение всего учебного процесса на базе новей­ших информационных, коммуникацион­ных, интерактивных и аудиовизуальных технологий. Однако при существующих организационных, финансовых и, самое главное, методологических сложностях, реальными шагами может быть созда­ние тесных корпоративных связей между учебными заведениями и компаниями - системными интеграторами, компаниями – производителями Hi-tech оборудования и программного обеспечения.

    Не следует забывать, что активное внед­рение новейших презентационных техно­логий может дать и негативный результат, так как сильное воздействие, оказыва­емое данными технологиями, способно привести, во-первых, к ухудшению пси­хофизиологического здоровья учащихся и, во-вторых, к замещению воображения, творческой мысли учащихся так называ­емым «комикс-мышлением». AV- и интер­активные технологии должны мотивиро­вать и возбуждать творческий интерес, а не захватывать и манипулировать. В этом и состоит особая роль педагогических и дидактических подходов в использовании AV- и интерактивных технологий в образо­вании.

Литература

1.   Лапина И.Я. “Формирование познавательных интересов учащихся на уроках физики: Книга для учителя”. -                       Л., Просвещение, 1985 г.

2.   Левитес Д. Г. “Практика обучения: современные образовательные технологии”. — Л., изд. институт практической психологии: Воронеж: НПО “ 1998 г.

3.   Сухомлинский В. А. “Как воспитать настоящего человека”. — Л., Педагогика, 1990 г.

4.   Кавтрев А. Ф. Опыт использования компьютерных моделей на уроках физики.– статья в журнале «Вопросы интернет-образования» № 3, 2002.

5.   Леонов Н. Ф. Использование компьютеров при обучении физике.– статья в журнале «Вопросы интернепт-образования» № 2, 2001.

6.   Касьян С.В. Организация самостоятельной работы студентов. Методические рекомендации. – Омск, 2005.

Содержание

Введение                                                                                                  2

1.     Использование мультимедиа технологий в образовании                   5

2.     Компьютер на уроках физики                                                             6

3.     Основные трудности при работе с компьютерными моделями         12

4.     Особенности использования компьютерных моделей при работе

     с сильными и слабоуспевающими учащимися ../../../../../Physicon/Physics7-11/design/images/Fwd_h.gif../../../../../Physicon/Physics7-11/design/images/Bwd_h.gif                                     13

5.     Заключение                                                                                         14

6.     Литература                                                                                         15