Використання компютерних технологій при викладанні фізики усередній школі

Міністерство освіти і науки України 
Житомирський державний університет імені І. Я. Франка

 

 

 

 

 

 

Використання  комп’ютерних технологій при викладанні фізики у середній школі

 

 

 

 

 

Магістерська робота   магістрантки 61 групи 
фізико-математичного факультету

спеціальності «Фізика» 
Лошак Наталії Олександрівни

 
Науковий керівник: професор Ткаченко О. К.

 

 

 

 

 

Житомир 2009

Зміст

Вступ...........................................................................................................................3

1. Впровадження у процес викладання фізики комп’ютерних технологій
1. Сутність використання комп’ютерних технологій
2. Позитивні моменти використання комп’ютерних технологій
2. Наочність – основний принцип навчання.
1. Образотворча наочність і ТЗН; їх види.
2. Психолого-педагогічні засади використання образотворчої наочності та ТЗН в навчальному процесі.
3. Методика використання образотворчої наочності на уроках фізики.
4. Використання ТЗН під час навчання фізики.
5. Використання комп'ютера на уроках фізики.
3. Використання комп’ютерних технологій на різних етапах уроку з фізики
1. Особливості використання комп’ютерних засобів у навчально – виховному процесі
2. Використання комп’ютера при актуалізації опорних знань
3. Використання комп’ютерних технологій на етапі пояснення нового матеріалу
4. Використання комп’ютерних засобів при закріпленні вивченого матеріалу (розв’язування задач)
5. Проведення лабораторних робіт за допомогою комп’ютера
6. Педагогічні програмні засоби з фізики

4. Негативні моменти  використання комп’ютерних технологій

Висновок……………………………………………………………………….....…

Використана література……………………………………………………………

 

 

 

 

 

Вступ

Актуальність проблеми дослідження вибраної теми полягає в наступному: у наш час важко знайти галузь науки чи народного господарства, де не використовують комп'ютерну техніку. Сучасний розвиток інформаційних технологій дає змогу їм проникнути в усі сфери людської діяльності, стати незамінним помічником людини. Не виняток і сфера освіти. Важко уявити сьогодні освітній заклад, який не мав би комп'ютерного класу. Спочатку комп'ютери слугували лише для вивчення основ інформатики і програмування, нині стоїть питання про використання комп'ютерних технологій і техніки для проведення нестандартних уроків, перевірки знань учнів. Не винятком стала і фізика.

Фізика – наука  експериментальна. При викладанні фізики в школі вчитель часто зустрічається  з тим, що учні важко уявляють фізичні  явища, мають недостатні математичні  знання для вивчення матеріалу на високому теоретичному рівні. Деякі  явища та процеси неможливо спостерігати в реальних умовах у зв’язку з браком часу, цінним та небезпечним, складним та громіздким устаткуванням. Використовуючи комп’ютер можливо не лише спостерігати за перебігом процесу, але й змінювати на власний розсуд вихідні параметри дослідів, масштаб часу, аналізувати побачене, робити відповідні висновки. Комп’ютерне моделювання доцільно використовувати на уроках фізики, оскільки  це дає змогу провести експеримент, близький до реальних умов з великою аналітичною точністю. Такі заняття залучають учнів до активної творчої діяльності, сприяють закріпленню та глибшому розумінню матеріалу, вдосконалюють практичні навички.

Об’єкт дослідження – використання комп’ютерних технологій при викладанні фізики у середній школі.

Предмет дослідження – особливості використання комп’ютерних технологій на різних етапах уроку з фізики.

Мета дослідження полягає у теоретичному обґрунтуванні та розробці основ методики  використання комп’ютерних технологій на уроках фізики у старших класах середньої школи.

Гіпотезою дослідження є припущення, що використання засобів комп’ютерних технологій з метою організації навчально-пізнавальної діяльності учнів на уроках фізики, сприяє розвитку науково-теоретичного мислення та впливає на формування системи фізичних знань.

Згідно з предметом, метою та гіпотезою були визначені конкретні завдання дослідження та їх логічна послідовність:

1. Виявити стан впровадження у викладання фізики у старших класах сучасної середньої загальноосвітньої школи комп’ютерних технологій.

2. Визначити специфіку та умови  використання наочності на уроках фізики.

3. Розглянути застосування комп’ютерних технологій на різних етапах уроку з фізики.

4. Здійснити експериментальну перевірку ефективності та результативності запропонованої методики використання комп’ютерних технологій на різних етапах уроку з фізики.

Для розв’язання поставлених завдань, перевірки висунутої гіпотези були використані такі методи дослідження:

• аналіз філософської, психолого-педагогічної та науково-методичної літератури;
• педагогічне спостереження за процесом навчання фізики;
• бесіди з учителями та учнями (методи опитування);
• аналіз, узагальнення та систематизація власного педагогічного досвіду роботи у школі (методи самооцінки);
• цілеспрямований педагогічний експеримент (констатуючий, пошуковий та формуючий);
• якісний та кількісний аналіз результатів педагогічного експерименту з використанням методів математичної статистики.

Впровадження  у процес викладання фізики комп’ютерних технологій

У сучасному суспільстві  виникло протиріччя між швидкими та якісними досягненнями у сфері нових інформаційних технологій та можливостями їх використання у навчальному процесі. Розвиток країни та її місце у світовій спільноті визначальною мірою залежить від успішного навчання учнів користуватися інформаційними технологіями. Потрібні якісні докорінні зміни в оновленні змісту освіти та вдосконалення методики викладання дисциплін, особливо в класах фізико-математичного профілю, де найповніше використовують досягнення в галузі комп’ютерної техніки. Недостатнє матеріальне та фінансове забезпечення не дає змоги як найповніше використовувати сучасну техніку та нове програмне забезпечення, але навіть вирішення даного питання не вдосконалить методику викладання дисциплін без відповідної підготовки вчителя.

Освіта повинна бути орієнтована  на майбутнє, що вимагає від людини уміння працювати з великими потоками інформації. Відповідно, школа має давати учневі широкий вибір інформації і способи роботи з нею.

Використання на уроці елементів  медіа освіти формує у школярів уміння працювати з різною інформацією, критично до неї ставитись, розвиває логічне мислення, забезпечує інформаційну і емоційну насиченість уроків, зв’язок учбового матеріалу з навколишнім життям, сприяє підвищенню інтересу до предмету, а також творчому зростанню самого вчителя.

Комп’ютеризація навчання – основний напрямок перебудови вищої педагогічної та середньої загальноосвітньої школи в нашій країні, тому останнім часом змінюється роль комп’ютера в навчанні.

Комп’ютер із засобу, який використовується безпосередньо на предметах вузько спеціалізованого циклу, перетворюється в активного помічника вчителя. Нові комп’ютерні технології навчання дозволяють неабияк підвищити ефективність практичних та лабораторних занять з фізико-математичних дисциплін.

Аналіз наукових джерел свідчить про відсутність цілісних системних досліджень щодо підготовки педагогічних працівників до роботи в з використанням комп’ютерних технологій.

Аналізуючи історію  використання засобів навчання, можна  виділити такі періоди: традиційне навчання (50- ті роки); застосування технічних засобів навчання додатково до традиційних – перші спроби використати комп’ютер у навчанні як допоміжного засобу (60-ті роки); засоби програмованого контролю знань (70-ті роки) та системи штучного інтелекту (кінець 70-тих років) – комп’ютер розглядається як засіб для полегшення викладання, була спроба розглядати комп’ютерні технології не лише для подання знань, але й набуття та перетворення; автоматизовані навчаючі системи, що реалізували програмовані методи навчання – застосування комп’ютерних технологій у ролі вчителя та порадника (80-ті роки); інтелектуальні навчаючі системи, що дозволяли будувати індивідуальний дидактичний образ учня (90-ті роки); інформаційні навчаючі середовища як засіб усестороннього комплексного навчання та виховання особистості (кінець 90-х років).

Комп’ютер на уроках і  позаурочних заняттях виконує різні  функції: джерела учбової інформації; наочність якісно нового рівня з можливостями мультимедіа і телекомунікації; тренажера; засобу діагностики і контролю; текстового редактора. Сучасне навчання й виховання активної та самостійної творчої особистості, конкурентоспроможної в умовах інформаційного суспільства вимагає від педагога не стільки вміти навчити працювати з комп’ютером учнів, скільки сформувати потребу школярів самостійно здобувати знання, грамотно, продумано розпоряджатися часом, орієнтуватися у величезних потоках інформації. Для використання комп’ютерних технологій у навчальному процесі потрібно щонайменше три складових: технічні засоби, підготовлений викладач, електронне навчально-методичне забезпечення. Комп’ютерні навчальні програми класифікують як: тренувальні (для закріплення умінь і навичок) – як програми навчання; наставницькі (навчання у формі діалогу) – орієнтація на нові знання; проблемного навчання – непряме управління діяльністю учнів; імітаційні і моделюючі (моделювання); ігрові; контролюючі – забезпечують різні типи тестування, контроль засвоєння знань, формування умінь та навичок; демонстраційні – для реалізації принципу наочності.

На мою думку, комп’ютерні навчальні програми слід оцінювати за певними критеріями, а саме: виклад інформації та інструкція українською мовою; варіанти відповідей, можливість давати власні; обмеженість часу на роздуми; доступ вчителя до тестів та можливість друку; під’єднання до мережі; 12-бальна шкала оцінювання. Проаналізувавши стан використання таких програм, можна виділити такі найбільш розповсюдженні як: електронний підручник, тренажери, контролюючі програми, довідники, демонстраційні програми, імітаційно-моделюючі програми, програми проблемного навчання. Усі звичайні комп’ютерні програми, які використовуються у межах традиційної системи навчання, як відомо, допомагають подолати один з його основних недоліків, а саме пасивне сприймання нового матеріалу.

Сутність використання комп’ютерних технологій

Сутність використання комп’ютерних технологій полягає в тому, що учень і вчитель є рівноправними, рівнозначними суб’єктами освітнього процесу та розуміють, що саме вони роблять, аналізують та усвідомлюють, що вони знають, уміють і яку діяльність здійснюють. Новітні технології, безумовно, стимулюють пізнавальну діяльність учнів, роблять наочним навчання та усучаснюють життєдіяльність навчального закладу. Комп’ютерні технології в навчальному процесі дають змогу підвищувати та стимулювати інтерес до навчального предмету, розвивати творчі здібності, активізувати розумову діяльність та ефективність засвоєння матеріалу за рахунок інтерактивності, моделювати та візуально демонструвати процеси, які в реальних умовах не можливо виконати, індивідуалізувати навчання не лише по темпу вивчення матеріалу, але й за логікою побудови та сприйняття матеріалу, організувати дистанційне навчання та самостійний дослідницький пошук матеріалів, якісно та швидко контролювати знання, миттєво вносити корекцію. На основі цих функцій можна сформувати основні тенденції покращення навчання та розвитку учнів, такі як розвиток самостійності, самооцінки, активності, пошукової творчої діяльності, уяви та модельного бачення.

Історично склалося, що комп’ютерні технології впроваджувались у галузь природничих наук та у промисловості високих технологій, тому їх упровадження в процес викладання фізики виявилось дуже успішним. Для досягнення дидактичних цілей навчання комп’ютерні технології дають змогу вдосконалювати та розширювати традиційну методику навчання, динамічно поєднувати та використовувати можливості сучасних інформаційних технологій, комп’ютерної техніки та мультимедіа, створювати імітаційні моделі, забезпечувати реалізацію функцій управління навчально- пізнавальною діяльністю учнів, здійснювати швидкий доступ до навчального матеріалу, організовувати зворотній зв’язок. Як відомо, комп’ютерні програми допомагають подолати один з основних недоліків традиційного навчання, а саме пасивне сприймання нового матеріалу.

Позитивні моменти  використання комп’ютерних технологій

Фізика – наука  експериментальна, тому її вивчення важко  уявити без лабораторних робіт. На жаль, оснащення фізичного кабінету не завжди дозволяє провести програмні лабораторні роботи та ввести нові, які вимагають більш складного та цінного устаткування. При викладанні фізики в школі вчитель часто зустрічається з тим, що учні важко уявляють фізичні явища, мають недостатні математичні знання для вивчення матеріалу на високому теоретичному рівні. Деякі явища та процеси неможливо спостерігати в реальних умовах у зв’язку з браком часу, цінним та небезпечним, складним та громіздким устаткуванням.