Використання компютерних технологій при викладанні фізики усередній школі

Епі- та графопроекції зручно використовувати для проектування дрібних деталей та приладів. Ці засоби можна використовувати також для виготовлення таблиць великих розмірів.

Динамічні екранні  засоби (навчальні кіно- та відеофільми, телепередачі) широко використовуються при навчанні фізики. Методика їх використання на уроках фізики дуже різноманітна.

Перед використанням  цих засобів на уроці вчитель повинен ознайомитися з їх змістом. Ці засоби не повинні заміняти демонстрації дослідів, самостійні роботи учнів та безпосередніх спостережень в природі та техніці.

Місце кінофільму на даному уроці визначається тими завданнями, які стоять перед ним. Найчастіше перегляд кінокадрів поєднуються з розповіддю вчителя, демонстрацією дослідів, самостійною роботою учнів.

Кінопосібники з фізики бувають:

1. Цілісні - своєрідна кінолекція, в якій розкривається весь зміст теми.
2. Фрагментарні - складається із декількох частин, кожна з яких поділена на фрагменти.
3. Кінофрагмент - короткий (4-5 хвилин) навчальний фільм, присвячений певному невеликому питанню та розрахований на органічне включення його в хід уроку.
4. Кінокільцівка - дуже короткий фрагмент, у якому знято лише одне явище ЧИ ЦИКЛІЧНИЙ процес, який автоматично повторюється.

Використання кінофільмів  на уроці фізики доцільне в таких  випадках:

• при вступі до нової теми;
• при викладі нового матеріалу;
• при організації повторення та систематизації знань
• при підготовці до екскурсії;

Навчальні телевізійні  передачі за своїми дидактичними функціями мало чим відрізняються від кінофільмів, але вони мобільніші та сучасніші від кінофільмів, у них оперативніше використовуються останні досягнення науки та техніки. Основною складністю при використанні в навчальному процесі телепередач є узгодження в часі передачі з тієї чи іншої теми та уроку з неї. Цих труднощів можна уникнути, якщо скористатися відеомагнітофоном, записавши відповідну телепередачу, що дасть можливість демонструвати її в необхідний час.

Використання комп'ютера  на уроках фізики.

Останнім часом дедалі ширшого використання на уроках фізики набуває комп'ютер. У багатьох випадках він дозволяє значно полегшити працю  вчителя, скоротити час на одноманітну  малопродуктивну роботу та підвищити якість знань учнів. Але успішне використання комп'ютера в навчальному процесі неможливе без відповідного програмного забезпечення. На сьогодні існує велика кількість педагогічних програмних засобів (ППЗ), які можуть бути з успіхом використані в процесі навчання фізики.

Серед ППЗ можна виділити такі: інформаційні, розрахункові, контролюючі, демонстраційно-моделюючі, експериментально-дослідницькі та комплексні.

 

Інформаційні  ПЗ несуть певну теоретичну інформацію загального плану, що містить основні положення, поняття, означення, закони, математичний апарат, необхідний для опису характеристики фізичного явища чи об'єкта, які вивчаються.

Розрахункові ПЗ - програми, які дозволяють використовувати обчислювальні можливості комп'ютера і призначені для забезпечення потреб застосування математичного апарату, за допомогою якого описуються фізичні об'єкти і явища (програми для перетворення метричних мір, програма "калькулятор").

Для проведення математичної обробки результатів експериментів, виконання розрахунків, побудови графіків можуть використовуватись, наприклад, відповідні програми WINDOWS (наприклад, ППЗ  на основі ЕХСЕL можна використовувати  для обробки результатів лабораторних робіт).

Контролюючі ПЗ призначені для тестування, контролю, перевірки знань. Ці програми можуть передбачати вибір відповіді з кількох запрограмованих, введення числового значення одержаного результату чи введення аналітичного вигляду одержаного розв'язку.

Існують програми, які  можуть бути використані для ілюстрації тих чи інших явищ і понять.

Інтерактивні програми-демонстрації дозволяють демонструвати певні явища і можуть використовуватися для комп'ютерної підтримки уроку фізики. Наприклад, програма "Open Physics" є повним Multimedia курсом загальної фізики. Курс містить понад 100 комп'ютерних моделей фізичних явищ та відеозаписів лабораторних експериментів. У ньому міститься також багато задач і запитань. Інтерактивний діалог та наочна візуалізація фізичних дослідів дозволяє учню поглиблено вивчати фізичні явища.

Інтерактивні програми дозволяють також проводити дослідження  та конструювати різноманітні ситуації.

При використанні ППЗ на уроках фізики доцільним є використання електронних проекторів та рідкокристалічних проекційних панелей. Вони дозволяють проектувати на екран навчальні відеофільми, відеокліпи та використовувати ППЗ у процесі вивчення нового матеріалу, організації фронтальної роботи в класі.

Особливості використання комп’ютерних засобів у навчально – виховному процесі

Нині процес підготовки освіченого, висококваліфікованого  робітника, який може застосувати свої знання, уміння та навички у високотехнологічному суспільстві, особливо в період становлення нових, ринкових, відносин, обов'язково передбачає використання сучасних засобів виробництва, які у навчально-виховному процесі набувають ознак засобів навчання.

Під засобами навчання розуміють предмети, які формують навчальне середовище та беруть участь у навчальній діяльності, відтак матеріальні структурні складові навчального середовища, включені у навчально-виховний процес для досягнення певних, за-заздалегідь сформульованих цілей, набувають ознак засобів навчання, контекстно виступаючи і як засоби діяльності, і як знаряддя праці, і як джерела інформації, і, врешті-решт, як оргтехнічне приладдя.

Навчальне середовище — це таке штучно сформоване середовище, структура й складові якого сприяють досягненню цілей навчально-виховного процесу. Можна сказати, що навчальна діяльність у правильно сформованому навчальному середовищі певною мірою сприятиме вирішенню проблеми оволодіння суб'єктом навчання особистою поведінкою.

Засоби навчання формують навчальне  середовище, суттєво впливають на діяльність суб'єкта навчання й організацію навчального процесу, їм притаманна пізнавальна, формуюча та прогностична функції, які реалізуються у взаємозалежному розвиткові суспільства й освіти. Засоби навчання завжди виступають як засоби пізнання, тоді як з усієї сукупності технічних засобів таку функцію має тільки їх невелика частина, яку можна визначити як знаряддя науки. Проте вплив саме знарядь науки, методів наукового мислення, дослідницької діяльності на формування спектра засобів навчання, методику їх використання в навчальному процесі є найвагомішим.

Еволюція засобів навчання визначається рівнем психолого-педагогічних та методичних досліджень, потребами педагогічної практики, а їх розвиток спрямовується  на задоволення цих потреб. При  цьому засоби навчання не можуть передувати тим технічним засобам, які притаманні даному суспільству на конкретному етапі його розвитку, вони, певною мірою, є їхньою підмножиною.

У свою чергу, технічні засоби, як матеріальне  втілення науково-технічного прогресу, формують те технологічне середовище, в якому існує людина, впливають на відносини між людиною та довкіллям, визначають рівень можливостей людства на конкретному етапі науково-технічного прогресу, дають змогу прогнозувати подальший розвиток як суто технічних засобів, так і суспільства в цілому, певною мірою визначають цілі цього розвитку.

Найяскравішим прикладом розвитку технологій у XX ст. є розвиток електроніки, зокрема в галузі інформаційних технологій, досягнення якої не тільки вивели її на провідні позиції у галузях науки, техніки, виробництва, а й змінили уявлення людини про можливості використання найсучасніших досягнень науки "як у професійній діяльності, так і в повсякденному житті. Тобто, говорячи про засоби навчання як матеріальне відображення технічного процесу на всіх етапах розвитку освіти, треба сказати і про появу принципово нових засобів навчання, які здатні формувати навчальне середовище на базі нових інформаційних технологій (НІТ).

Опосередкована присутність у  навчальному середовищі зовнішнього інтелекту, який реалізовано апаратно та програмно, надає сучасним інформаційним технологіям як засобам навчання такої властивості як дивергентність, тобто можливість використання тих самих засобів при вивченні різних навчальних предметів на всіх рівнях і напрямах, відповідно змінюючи змістове наповнення.

У реальному навчально-виховному  процесі робота із засобами НІТ конкретизується  передовсім у роботі з персональним комп'ютером (ПК) та програмним засобом (ПЗ), що управляє роботою ПК. Одне із завдань ПК — автоматизація інтелектуальної праці, підвищення ефективності діяльності людини. Головною особливістю ПК є забезпечення можливості роботи з такими ПЗ, які орієнтовані на користувача, що не володіє мовами програмування. Такий підхід уможливлює подолання бар'єра, що відокремлює людину від комп'ютера, поширення множини користувачів та сфери використання ПК у навчальному процесі.

До таких ПЗ належать комп'ютерні прикладні програми, які дають  можливість здійснювати математичну  підтримку процесу розв'язування задач, що використовуються при вивченні різних навчальних предметів як загальноосвітніх (математика, фізика, хімія, біологія), так і спеціальних (технічна механіка, електротехніка та ін.) циклів.

Таким чином, поява в останні  роки якісних комп'ютерів і відповідних  прикладних комп'ютерних програм,  дає змогу розглядати ПК як засіб навчальної діяльності, у процесі якої в суб'єктів навчання формуються навички продуктивного мислення та продуктивної діяльності в навчальному середовищі, основні ознаки якого відповідають сучасному технологічному середовищу. Такий підхід до процесу оволодіння навчальним матеріалом може бути запорукою того, що випускник професійно-технічного навчального закладу швидше знайде своє місце на сучасному виробництві, скоріше адаптується до вимог сьогодення.

Основні етапи процесу навчання, на яких можливе використання засобів інформаційно-комунікаційних технологій

Підготовка  вчителів до проведення навчально-виховної роботи, опрацювання результатів контрольних заходів, підвищення фахового рівня. На цьому етапі використовуються: довідниково-інформаційні системи та пошукові системи (у т.ч. глобальні комп’ютерні мережі), професійно орієнтовані системи програмних засобів, системи підготовки предметного наповнення програмних засобів для визначення рівня навчальних досягнень та опрацювання отриманих результатів, програмні засоби для ведення баз даних по особовому складу тощо.

Актуалізація  опорних знань. Використовуються: відео фрагменти — з метою актуалізації особистого або опосередкованого життєвого досвіду учнів; моделі об’єктів вивчення — для виділення суттєвих сторін з метою наступної формалізації описань; діяльніші середовища — для унаочнення та уточнення сформульованих припущень.

Подання (пояснення) навчального матеріалу. Використовуються: відео фрагменти — з метою стимулювання пізнавального інтересу; динамічні інтерактивні моделі об’єктів вивчення — з метою пояснення функціонування створюваних абстрактних моделей; діяльнісні середовища — для ілюстрації явищ, законів, що вивчаються тощо.

Закріплення результатів навчання, формування умінь та навичок. Фронтально, індивідуально, у малих групах (бригадах) використовуються діяльнісні середовища, призначені для виконання дій над об’єктами вивчення або їх моделями, відповідне навчально-методичне забезпечення у вигляді друкованих посібників для учнів. Використання ІКТ має наслідком збільшення ефективності навчального процесу шляхом його активізації, зменшення кількості рутинних дій з одночасним збільшенням відносного обсягу розумових дій, формування стереотипів яких є складовою цілей навчання.

Перевірка рівня засвоєння навчального  матеріалу, моніторинг навчального процесу. Використовуються програмні засоби, які забезпечують отримання, накопичення та попереднє опрацювання даних, з використанням яких можливе оцінювання ефективності навчально-виховного процесу на певному його етапі.

Тепер докладно зупинимося на кожному етапі.

Використання  комп’ютера при актуалізації опорних  знань

Використання  комп’ютерних технологій на етапі  пояснення нового матеріалу

Використання  комп’ютерних засобів при закріпленні  вивченого матеріалу (розв’язування  задач)

Науково-технічний  прогрес призводить до все більшого ускладнення змісту і прийомів трудової діяльності людини. Ця діяльність характеризується рисами пошуку, вона вимагає від людини технічних і технологічних знань, оперативності при прийняті рішень, вміння користуватися сучасними засобами управління інформаційними потоками. Особливого значення набувають інтелектуальні задачі та їх розв'язання з використанням інформаційних технологій.

 Одним  з напрямків вдосконалення шкільного  курсу "Фізика", розширення і поглиблення його теоретичних основ і підвищення практичної значущості результатів навчання є збільшення у шкільних програмах з фізики компонента творчо-дослідницької діяльності учня.

Особливо  широкі перспективи тут відкриваються  з впровадженням нових інформаційних технологій навчання. Цей творчо-дослідницький компонент має формуватися, у першу чергу, з дослідницьких задач, добраних так, щоб їх розв'язок був якомога наочнішим при використанні комп'ютерних програмних засобів.

Специфічні  інструментальні можливості ПЕОМ, спеціальні педагогічні програмні засоби (ППЗ) є важливою складовою сучасної методичної системи навчання фізики і визначають ефективність використання комп'ютерів у фізичній освіті. Зміни у змісті, методах та організаційних формах фізичної освіти мають базуватися на інструментальному використанні ПЕОМ на уроках з фізики та організації на цій основі нових видів навчальної діяльності, зокрема дослідницького спрямування.