Активизация познавательной деятельности на уроках физики через ИКТ технологии
«Использование компьютера на уроках физики». Мультимедийные программы с интерактивным интерфейсом, снабженные графическим, видео- и звуковым сопровождением, превращают работу пользователя в творческий труд, приносящий удовлетворение. Это чувство особенно ценно в процессе познания. Наступило время революционных преобразований в кропотливом труде школьника и учителя, на смену традиционным техническим средствам обучения ( эпи - и диапроекции, кинофрагментам, магнитофонным аудио- и видео- записям), приходит инструмент, который способен заменить все выше перечисленные ТСО, превзойдя их по качеству. Скептики возразят, что сегодня персональный мультимедийный компьютер слишком дорог, чтобы им укомплектовать средние учебные заведения. Однако, персональный компьютер - детище прогресса, а прогресс, как известно, временные экономические трудности остановить не могут (затормозить - да, остановить - никогда). Чтобы не отстать от современного уровня мировой цивилизации, следует внедрять его по возможности и в наших, российских школах. Хорошо известно, что курс физики средней школы включает в себя разделы, изучение и понимание которых требует развитого образного мышления, умения анализировать, сравнивать. В первую очередь речь идет о таких разделах, как "Молекулярная физика", некоторые главы "Электродинамики", "Ядерная физика", "Оптика" и др. Строго говоря, в любом разделе курса физики можно найти главы, трудные для понимания. Как показывает многолетний опыт работы, учащиеся средних школ, а в особенности ученики сельских школ, не владеют необходимыми мыслительными навыками для глубокого понимания явлений, процессов, описанных в данных разделах. В таких ситуациях на помощь преподавателю приходят современные технические средства обучения и, в первую очередь, - персональный компьютер. Идея использования персонального компьютера для моделирования различных физических явлений, демонстрации устройства и принципа действия физических приборов, у авторов возникла несколько лет назад, как только вычислительная техника появилась в школе. Уже первые уроки с использованием компьютера показали, что с их помощью можно решить ряд проблем, всегда существовавших в преподавании школьной физики. Перечислим некоторые из них: 1. Многие явления в условиях школьного физического кабинета не могут быть продемонстрированы. К примеру, это явления микромира, либо быстро протекающие процессы, либо опыты с приборами, отсутствующими в кабинете. В результате учащиеся испытывают трудности в их изучении, так как не в состоянии мысленно их представить. Компьютер может не только создать модель таких явлений, но также позволяет изменять условия протекания процесса, "прокрутить" с оптимальной для усвоения скоростью. 2. Физика - наука экспериментальная. Изучение физики трудно представить без лабораторных работ. К сожалению, оснащение физического кабинета не всегда позволяет провести программные лабораторные работы, не позволяет вовсе ввести новые работы, требующие более сложного оборудования. На помощь приходит персональный компьютер, который позволяет проводить достаточно сложные лабораторные работы. В них ученик может по своему усмотрению изменять исходные параметры опытов, наблюдать, как изменяется в результате само явление, анализировать увиденное, делать соответствующие выводы. 3. Изучение устройства и принципа действия различных физических приборов - неотъемлемая часть уроков 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. Специальные компьютерные программы позволяют "собрать" прибор из отдельных деталей, воспроизвести в динамике с оптимальной скоростью процессы, лежащие в основе принципа его действия. При этом возможно многократное "прокручивание" мультипликации.
Безусловно, компьютер можно применять и на уроках других типов: при самостоятельном изучении нового материала, при решении задач, во время контрольных работ. Особое внимание обращаем на уроки изучения нового материала, уроки закрепления и уроки повторения. Кажется, именно на таких уроках с помощью компьютера задача развития образного мышления, а на его основе - логического мышления, может быть решена наилучшим образом.
Необходимо также отметить, что использование компьютеров на уроках физики превращает их в настоящий творческий процесс, позволяет осуществить принципы развивающего обучения. Несколько слов нужно сказать о разработке компьютерных уроков. Хочется отметить, что моделирование различных явлений ни в коем случае не заменяет настоящих, "живых" опытов, но в сочетании с ними позволяет на более высоком уровне объяснить смысл происходящего. Опыт моей работы показывает, что такие уроки вызывают у учащихся настоящий интерес, заставляют работать всех, даже слабых ребят. Качество знаний при этом заметно возрастает. Примеры использования компьютерной технологии на уроке в качестве ТСО можно продолжать достаточно долго. Мне видится курс физики средней школы будущих десятилетий базирующимся на профессионально разработанной компьютерной поддержке, содержащей максимум потенциальных возможностей этой "чудо - техники ". Пример тому - уже существующие электронные учебники по физике, ориентированные на индивидуального пользователя: "Физика в картинках", "С1: Репетитор", "Открытая физика" фирмы Физикон и другие разработки, выполненные на оптических дисках. Современный учитель занимается различными видами профессиональной деятельности: преподавательской, воспитательной, научной, методической, управленческой. В зависимости от того или иного вида деятельности существуют разные возможности использовать компьютерные или информационные технологии, дающие возможность получать, передавать, систематизировать, обрабатывать информацию, а также осуществлять коммуникацию между коллегами, учениками, их родителями и т.д. Человечество сегодня находится в технологической фазе научно-технической революции. Основная черта этого этапа - информатизация всех сторон жизни. Образование является информационным процессом и поэтому использование информационных технологий с применением компьютера особенно важно. С увеличением количества компьютеров в школах возрастает их роль как эффективного средства повышения результативности обучения при применении их как нового средства обучения. При этом компьютер может быть использован как для автоматизации рабочего места учителя (АРМ учителя) и как средство обучения учащихся в компьютерном классе. Применение компьютера позволяет повысить интеллектуальный уровень учащихся и облегчает решение практических задач. Он может быть использован как информационная система, помогающая решать технологические, конструкторские, экономические, экологические вопросы; источник информации для разработки творческих проектов, для существенного расширения наглядности обучения, а также оперативного контроля за усвоением учащимися знаний и умений. Применение компьютеров как средства обучения повышает мотивацию обучения за счет интереса учащихся к деятельности, связанной с компьютером. Чтобы идти в ногу со временем, учитель должен владеть основами информационных технологий, иметь представление о наиболее распространенной в настоящее время операционной системе Windows, уметь работать в распространенных компьютерных программах, в частности, Word, Ехсеl, РоwerPoint и рядом других специализированных программ, связанных с предметной деятельностью учителя, пользоваться Интернетом, а также уметь использовать знание компьютеров учащимися, полученные на уроках информационных технологий.
В помощь учителю физики для организации занятий с помощью компьютера в настоящее время выпускается множество учебных программ, с некоторыми из которых я познакомлю вас ниже. Изучив и обобщив опыт учителей, я выделила следующие способы применения компьютерной техники на уроках физики: • подготовка печатных раздаточных материалов (контрольные, самостоятельные работы, дидактические карточки для индивидуальной работы); Прежде всего, учитель может с помощью компьютера набрать и распечатать контрольные, самостоятельные работы, дидактические карточки для индивидуальной работы. На компьютере это сделать значительно быстрее и удобнее чем выполнить эту работу вручную. Один раз введенные в память компьютера, они могут быть распечатаны снова, при этом в текст можно вносить изменения. Компьютер позволяет создавать наглядные пособия. Так благодаря домашнему ПК у меня есть возможность, к каждому уроку составлять и набирать разноуровневые карточки, опорные листы, мини самостоятельные работы для урока, сканировать необходимые рисунки, чертежи. Так, например, при обобщении материала в 8-ом классе, я набрала и распечатала опорный конспект по теме: “Электрические явления”
Опорный конспект по теме: “Электрические явления”. 1. Великие физики. 2. Основные формулы. Шарль Огюстен Андре Мари Алессандро Георг Симон q=I t U= :q Q=I2* *t I=U: =P*t R= *l:s P=U*
3. Основные понятия.
Электрическое сопротивление – свойство проводников оказывать ___________ прохождению электрического тока. Сопротивление проводника зависит от его ________, площади поперечного сечения, рода ___________ и температуры. Сила тока – физическая величина, характеризующая _________ прохождения заряда через проводник. Единица измерения – 1 _______. Электрическое напряжение – физическая величина, характеризующая электрическое ______, создающее в проводнике ток. Единица измерения – 1 _______ (1 В = 1 Дж/Кл). Мощность тока в проводнике прямо пропорциональна ___________ и напряжению на концах этого проводника. Единицы 1 В, 1 А и 1 Вт выбраны таким образом, что 1 В • 1 А = 1 ___ Работа тока – физическая величина, характеризующая количество _____________, превратившейся в другие виды энергии. Единица измерения – 1 _______. 4. Электроизмерительные приборы.
Амперметр прибор для измерения __________. Амперметр всегда включается ______________________с тем проводником, в котором требуется измерить силу тока. вольтметр прибор для измерения _____________. Вольтметр всегда присоединяют ___________ к тому проводнику, на котором требуется измерить напряжение. Реостат прибор, обладающий регулируемым сопротивлением. Принцип действия реостата основан на изменении _____ проводника, включенного в цепь.
• мультимедийное сопровождение объяснения нового материала (презентации, аудиозаписи реальных лекций, учебные видеоролики, компьютерные модели физических экспериментов); Создавая презентацию, учитель на экран ПК выносит основные физические понятия, формулы, выводы по данному уроку, рисунки, таблицы, схемы, различные видеофрагменты физических явлений и демонстраций, необходимых для восприятия темы урока. В презентацию можно включить вопросы и задания на повторение и закрепление учебного материала, а так же осуществить быстрый контроль за уровнем усвоения учебного материала. Учитель создает презентацию в соответствии с собственным видением темы урока. К отдельным урокам мной созданы презентации. Например, к уроку “Трение” 7 класс (создана совместно с уч-ся 9-го класса). Презентация состоит из 10 слайдов, которые включают в себя: • ключевые понятия изучаемой темы, выводы; • примеры трения в жизни; • задания на закрепление изученной темы. К урокам физики в 9-ом классе были созданы презентации «АЭС» и «Ультрафиолетовое излучение», которые несут в себе дополнительный материал по данным темам. Опыт показывает, что использование презентаций на уроках способствует лучшему усвоению учебного материала, повышается активность учеников на уроке. Учащиеся имеют возможность не только услышать формулировку нового понятия, но и прочитать ее на экране, то есть мы задействуем для восприятия нового не только слух, но и зрение ребенка. • проведение компьютерных лабораторных работ; Для проведения такого урока необходимо разработать соответствующие раздаточные материалы. Задания в бланках лабораторных работ следует расположить по мере возрастания их сложности. Вначале имеет смысл предложить простые задания ознакомительного характера и экспериментальные задачи, затем расчетные задачи и, наконец, задания творческого и исследовательского характера. При ответе на вопрос или при решении задачи учащийся может поставить необходимый компьютерный эксперимент и проверить свои соображения. Расчётные задачи рекомендуется вначале решить традиционным способом на бумаге, а затем поставить компьютерный эксперимент для проверки правильности полученного ответа. Например, используя диск «Открытая физика» можно продемонстрировать лабораторную работу в 9-ом классе «Свободные колебания маятника» • обработка учащимися экспериментальных данных (построение таблиц, графиков, создание отчётов) Примером, может послужить построение графика зависимости величин после выполнения лабораторной работы в 8-ом классе «Исследование зависимости силы тока в проводнике от сопротивления при постоянном напряжении». • контроль уровня знаний с использованием тестовых заданий; Например, используя диск «Репетитор по физике Кирилла и Мефодия», можно проводить тесты по любой теме для 7-9 классов.
• использование на уроках и при подготовке к ним интернет-ресурсов (адреса сайтов указаны в работе). На своих уроках я использую диски компании “Физикон” из серии “Открытая физика” и компьютерные учебники от компании “Кирилл и Мефодий”.
Наибольшую наглядность для учащихся представляют интерактивные модели по всему курсу физики, параметры такой модели можно изменять, что позволяет перейти от компьютерного наблюдения, к компьютерному эксперименту. Эксперимент важен в понимании многих физических явлений, так как физика наука – экспериментальная. Все модели в зависимости от использования на уроке можно разделить на несколько групп: 1. Модели – конструкторы. Например, модель электрической цепи. Модель представляет собой набор элементов цепи, с помощью которых на экране можно моделировать электрическую цепь. С использованием данной модели я предлагаю ученикам 8-го класса следующие задания: найти ошибки в изображенной цепи, собрать цепь по образцу, используя приборы. Без мела и тряпки можно по щелчку мыши внести изменения в схему электрической цепи, кроме того, модель позволяет рассчитать значение силы тока и напряжения. 2. Модели установок. Например, модель ядерного реактора, она не только заменяет старую таблицу, где указаны рабочие элементы установки, но и позволяет продемонстрировать принцип действия ядерного реактора. 3. Модели различных физических явлений. Например, видеофрагмент – ядерные превращения. Мои ученики 9 класса при изучении темы “Атомное ядро” научились правильно находить неизвестный продукт ядерной реакции, но не всегда верно определяли реакция синтеза или деления произошла в данном случае. Эту проблему мы разрешили с помощью данного видеофрагмента. 4. Модели опытов. Например, опыты Фарадея по электромагнитной индукции. Диски содержат большое количество дополнительного материала для подготовки к уроку, справочные таблицы, формулы. Формулы, таблицы я распечатываю и использую как пособие на уроке, вывожу на уроке на монитор компьютера для лучшего восприятия учебного материала. Использование компьютера на уроках физики позволяет сделать урок более динамичным и интересным. Наличие компьютера на уроке физики позволяет разнообразить урок, продемонстрировать те явления и процессы, которые представить ребятам сложно, компьютерные демонстрации могут заменить недостающие опыты для правильного восприятия учениками темы. Компьютер позволяет не только моделировать явления, но и изменять условия протекания процессов, что позволяет детально понять и изучить явления. Например, скорость протекания диффузии в зависимости от температуры. Кроме того, можно привлечь учащихся к выполнению творческих, исследовательских работ, проектов с использованием ПК. Мои ученики с удовольствием создают презентации. Создавая презентацию по заданной теме, ученики подбирают дополнительный материал, систематизируют его, выбирают форму для лучшего представления на ПК, защищают свои работы перед одноклассниками. Быстрое развитие компьютерной техники и расширение её функциональных возможностей позволяет широко использовать компьютеры на всех этапах учебного процесса. Большие возможности содержатся в использовании компьютеров при обучении физики. Эффективность применения компьютеров в учебном процессе зависит от многих факторов, это и от "железа", и от качества используемых обучающих программ, и от методики обучения, применяемой учителем. Физика - наука экспериментальная, её всегда преподают, сопровождая демонстрационным экспериментом. Использование компьютеров в обучении физики деформирует методику её преподавания как в сторону повышения эффективности обучения, так и в сторону облегчения работы учителя. Результат – растет интерес к физике, ребята учатся работать в группе, развиваются ораторские способности, навыки работы с дополнительной литературой. Все что создают ученики, я могу использовать на своих уроках. В заключении я хочу сказать, что компьютер стал для меня верным помощником в подготовке и проведении уроков физики, открыл для меня новые возможности в преподавании, сделал мои уроки более современными и увлекательными. Но в то же время, подготовка к уроку с использование ПК занимает много времени. На некоторых моментах урока уч-ся иногда теряют интерес к физике, увлекаясь компьютерной стороной демонстрации. Чтобы это не вошло в систему, необходимо «не перегружать» урок компьютером.
