Повышение активизации учащихся при использовании информационных и коммуникативных технологий (ИКТ) в процессе обучения физике.
статья по физике по теме

МОУ ЛФПГ г. Самара

Повышение активизации учащихся при использовании информационных и коммуникативных технологий (ИКТ) в процессе обучения  физике.

Выполнил:

учитель высшей категории

Фомина И. И.

2012

Использование информационных и коммуникативных технологий (ИКТ) в учебном процессе является актуальной проблемой современного школьного образования.

Проблемы дидактики и методики  использования  информационных и коммуникационных технологий в процессе обучения  физике  рассматриваются в работах Г.А. Бордовского, В.Р. Бурсиана, Ю.А. Гороховатского, В.А. Извозчикова, А.С. Кондратьева, В.В. Лаптева, Н.С. Пурышевой, А.В. Хуторского и др.

Все авторы сходятся в том, что "психолого-педагогическими основами  использования   ИКТ  в обучении являются концепции развивающего обучения, деятельностного подхода и технология исследовательской деятельности" (Н.С. Пурышева).При этом информирующая функция учителя перестает быть основной, а на первый план должны выходить организующая и управляющая функции. Основной ролью учителя является постановка целей обучения, организация условий, необходимых для успешного решения образовательных задач.

Большие информационные потоки, с которыми сталкивается сегодня каждый человек, требуют от системы общего образования решения задач обучения молодых граждан способам работы с информацией. Это, кроме того, открывает широкие возможности для построения учебного процесса, учитывающего индивидуальные возможности и склонности обучающихся, их включения в самостоятельную исследовательскую деятельность, что, в свою очередь, способствует созданию условий для максимальной реализации каждого.

Решение новых образовательных задач требует соответствующей подготовки учителя.

Важнейшей задачей является выявление оптимальных условий  использования   ИКТ  в целях интенсификации учебного процесса, повышения его эффективности и качества. Возможности  ИКТ, реализация которых создает предпосылки для небывалой в истории педагогики интенсификации образовательного процесса, а также создания методик, ориентированных на развитие личности обучаемого, уникальны. Перечислим эти возможности:

•  незамедлительная обратная связь между пользователем и средствами  ИКТ ;

•  компьютерная визуализация учебной информации об объектах или закономерностях процессов, явлений, как реально протекающих, так и "виртуальных";

•  архивное хранение достаточно больших объемов информации с возможностью ее передачи, а также легкого доступа и обращения пользователя к центральному банку данных;

•  автоматизация процессов вычислительной информационно-поисковой деятельности, а также обработки результатов учебного эксперимента с возможностью многократного повторения фрагмента или самого эксперимента;

•  автоматизация процессов информационно-методического обеспечения, организационного управления учебной деятельностью и контроля за результатами усвоения.

Это позволяет организовать следущие виды деятельности:

•  регистрацию, сбор, накопление, хранение, обработку информации об изучаемых объектах, явлениях, процессах, в том числе реально протекающих, передачу достаточно больших объемов информации, представленной в различных формах;

•  интерактивный диалог – взаимодействие пользователя с программной (программно-аппаратной) системой, характеризующееся в отличие от диалогового, предполагающего обмен текстовыми командами (запросами) и ответами (приглашениями), реализацией более развитых средств ведения диалога (например, возможность задавать вопросы в произвольной форме,  с  использованием "ключевого" слова, в форме с ограниченным набором символов); при этом обеспечивается возможность выбора вариантов содержания учебного материала, режима работы;

•  управление реальными объектами (например, учебными роботами, имитирующими промышленные устройства или механизмы);

•  управление отображением на экране моделей различных объектов, явлений, процессов, в том числе и реально протекающих;

•  автоматизированный контроль (самоконтроль) результатов учебной деятельности, коррекция по результатам контроля, тренировка, тестирование".

На основании этого выделяются педагогические цели  использования   ИКТ :

1.Развитие личности обучаемого, подготовка индивида к комфортной жизни в условиях информационного общества:

• развитие мышления, (например, наглядно-действенного, наглядно-образного, интуитивного, творческого, теоретического видов мышления);

• эстетическое воспитание (например, за счет  использования  возможностей компьютерной графики, мультимедиа);

• развитие коммуникативных способностей;

• формирование умений принимать оптимальное решение или предлагать варианты решения в сложной ситуации (например, за счет использования компьютерных игр, ориентированных на оптимизацию деятельности по принятию решения);

• развитие умений осуществлять экспериментально-исследовательскую деятельность (например, за счет реализации возможностей компьютерного моделирования или использования оборудования, сопрягаемого с компьютером);

• формирование информационной культуры, умений осуществлять обработку информации (например, за счет  использования  интегрированных пользовательских пакетов, различных графических и музыкальных редакторов).

2.Реализация социального заказа, обусловленного информатизацией современного общества:

• подготовка специалистов в области информатики и вычислительной техники;

• подготовка пользователя средствами  ИКТ .

3.Интенсификация всех уровней учебно-воспитательного процесса:

• повышение эффективности и качества процесса обучения за счет реализации возможностей  ИКТ ;

• обеспечение побудительных мотивов (стимулов), обусловливающих активизацию познавательной деятельности (например, за счет компьютерной визуализации учебной информации, вкрапления игровых ситуаций, возможности управления, выбора режима учебной деятельности);

• углубление межпредметных связей за счет  использования  современных средств обработки информации, в том числе и аудиовизуальной, при решении задач различных предметных областей".

При этом акцент целей делается на формирование умений работать с информацией, развитие коммуникативных способностей:

• подготовку личности «информационного общества»;

• формирование исследовательских умений, умений принимать оптимальные решения.

Одним из преимуществ  использования  в обучения компьютера называют индивидуализацию образовательных траекторий. Это действительно так, хотя индивидуализация ограничена возможностями конкретной обучающей программы и требует больших затрат времени и сил как от создателей программных продуктов, образовательных ресурсов, так и учителей. С помощью  ИКТ  может быть создана такая обучающая среда, которая будет способствовать порождению мышления учащихся.

Но если пойти по пути всеобщей индивидуализации обучения на основе  ИКТ , не заботясь о преимущественном развитии коллективных по своей форме и сути учебных занятий с развитыми возможностями диалогического общения и взаимодействия, можно упустить саму возможность формирования мышления учащихся. Реальна и опасность свертывания социальных контактов, индивидуализма в производственной и общественной жизни.

Особенно важно отметить психолого-педагогические и валеологические проблемы, возникающие при широком  использовании  компьютерной техники в процессах образования.

1.Вредное влияние на здоровье, прежде всего на зрение.

Это означает, что, применяя  ИКТ , необходимо оптимизировать время непосредственной работы ученика с компьютером.

2.Вера учащихся во всемогущество компьютера. Опасность прекращения работы с книгой и другими источниками информации. Опасность превращения компьютера в инструмент, без которого ребенок становится беспомощным.

Уже сейчас многие учащиеся считают, что если они, используют компьютер, то это освобождает их от необходимости изучать основы предмета, уметь считать, грамотно писать – за них это все сделает компьютер. Количество учащихся, пытающихся найти необходимую им информацию только в Internet и при этом не умеющих работать в библиотеке, со справочниками, учебниками и т.п., быстро увеличивается.

Значит, используя в процессе обучения компьютер, необходимо так строить работу с ним, чтобы показать учащимся роль их собственных знаний. При составлении программ и планировании  уроков  необходимо уделять особое внимание работе с книгой, способам получения, обработки и транслирования информации помимо компьютерных.

3.Опасность самодостаточности при работе с компьютером, отрыва от реальности. Однако при таком подходе усугубляется опасность подмены физической реальности виртуальной.

Необходимо при применении компьютерных технологий делать максимальную опору на сравнение компьютерной модели и реального опыта, показывать ограниченность компьютерных моделей с одной стороны, и их возможности с другой.

К еще одному преимуществу современных интернет-технологий следует отнести и то что они позволяют учителю сделать более значительной для обучающегося, более интересной и осмысленной творческую и проектную деятельность.

Учитель, планируя  урок , отбирая цифровые электронные ресурсы, формы их  использования  должен четко представлять, какие именно возможности дает ему  использование   ИКТ  на  уроке .

Выделяют следующие аспекты реализации образовательного потенциала  ИКТ  на современном  уроке :

По отношению к учебной деятельности:

повышение мотивации процесса обучения;

активизация работы учащихся на уроке.

По организации учебного процесса: дифференциация и индивидуализация образовательного маршрута;

дополнительные возможности создания проблемных ситуаций;

систематизация процесса учебного поиска;

быстрая проверка гипотез учащихся;

быстрая диагностика результативности процесса обучения;

переход от качественных исследований к количественным.

По роли в развитии учащихся:

осознание учащимися назначения компьютерной техники;

показ современных средств познания;

повышение научного уровня представления материала;возможность разного представления информации об одном и том же процессе (табличный, графический и т.п.);

дополнительные возможности развития модельных представлений, уточнение понятий модели;приобретение навыков самостоятельного моделирования процессов и явлений;

По техническим возможностям:

моделирование процессов, которые невозможно или трудно воспроизвести в реальном эксперименте;

дополнительные возможности наглядности;

расширение диапазона исследований;

измерение и визуализация быстропротекающих процессов;

подробное исследование "тонких" моментов эксперимента;

сокращение времени на выполнение рутинных работ (оформление и обработка результатов).

Формы организации  урока   с   использованием   ИКТ .

Способы применения компьютерной техники на  уроке  весьма многообразны. Это отмечалось буквально с первых попыток ее применения в школе.

Г.К. Селевко отмечает, что "Компьютерная технология может осуществляться в следующих трех вариантах:

I – как "проникающая" технология (применение компьютерного обучения по отдельным темам, разделам для отдельных дидактических задач).

II – как основная, определяющая, наиболее значимая из используемых в данной технологии частей.

III – как монотехнология (когда все обучение, все управление учебным процессом, включая все виды диагностики, моИКТоринг, опираются на применение компьютера)".

И далее (Г.К. Селевко):

"        Компьютерные средства обучения называют интерактивными, они обладают способностью «откликаться» на действия ученика и учителя, «вступать» с ними в диалог, что и составляет главную особенность методик компьютерного обучения. В I и II вариантах компьютерных технологий весьма актуален вопрос о соотношении компьютера и элементов других технологий.

Компьютер может использоваться на всех этапах процесса обучения: при объяснении (введении) нового материала, закреплении, повторении, контроле. При этом для учащегося он выполняет различные функции: учителя, рабочего инструмента, объекта обучения, сотрудничающего коллектива, досуговой (игровой) среды.

В функции учителя компьютер представляет:

источник учебной информации (частично или полностью заменяющий учителя и книгу);наглядное пособие (качественно нового уровня с возможностями мультимедиа и телекоммуникации);

индивидуальное информационное пространство;

тренажер;

средство диагностики и контроля.

В функции рабочего инструмента компьютер выступает как:

средство подготовки текстов, их хранения;

текстовый редактор;

графопостроитель, графический редактор;

вычислительная машина больших возможностей (с оформлением результатов в различном виде);

средство моделирования.

Работа учителя в такой технологии включает следующие функции:

Организация учебного процесса на уровне класса в целом, предмета в целом (график учебного процесса, внешняя диагностика, итоговый контроль).

Организация внутриклассной активизации и координации, расстановка рабочих мест, инструктаж, управление внутриклассной сетью и т.п.).

Индивидуальное наблюдение за учащимися, оказание индивидуальной помощи, индивидуальный "человеческий" контакт с ребенком. С помощью компьютера достигаются идеальные варианты индивидуального обучения, использующие визуальные и слуховые образы.

Подготовка компонентов информационной среды (различные виды учебного, демонстрационного оборудования, сопрягаемого с компьютером, программные средства и системы, учебно-наглядные пособия и т.д.), связь их с предметным содержанием определенного учебного курса".

В большинстве современных работ особо отмечается, что важным методическим принципом применения компьютерных программ является их совместимость с традиционными формами обучения. При планировании  уроков  необходимо найти оптимальное сочетание таких программ с другими (традиционными) средствами обучения. Наличие обратной связи с возможностью компьютерной диагностики ошибок, допускаемых учащимися в процессе работы, позволяет проводить  урок  с учетом индивидуальных особенностей учащихся.

В своей работе я использую следующие формы организации  урока :

Урок-исследование. Учащимся предлагается самостоятельно провести небольшое исследование, используя компьютерную модель, и получить необходимые результаты. Многие компьютерные программы позволяют буквально за считанные минуты провести такое исследование. В этом случае учащиеся получают знания в процессе самостоятельной творческой работы, ибо знания необходимы им для получения конкретного, видимого на экране компьютера, результата. Учитель в этом случае является организатором процесса и помощником в творческом процессе овладения знаниями. Конечно, такой урок можно проводить только в компьютерном классе.

Урок решения задач с последующей компьютерной проверкой. На этом уроке учитель предлагает учащимся для самостоятельного решения в классе или в качестве домашнего задания индивидуальные задачи, правильность решения которых они могут проверить, поставив затем компьютерные эксперименты. Возможность самостоятельной последующей проверки в компьютерном эксперименте полученных результатов усиливает познавательный интерес, делает работу учащихся творческой, а зачастую приближает её по характеру к научному исследованию. В результате проведения таких уроков многие учащиеся начинают придумывать свои задачи, решать их, а затем проверять правильность своих рассуждений, используя компьютерные модели. Составленные школьниками задачи можно использовать в классной работе или предложить остальным учащимся для самостоятельной проработки в виде домашнего задания.

 Урок  с  использованием  компьютерных моделей. При использовании моделей компьютер предоставляет уникальную, не реализуемую в реальном физическом эксперименте возможность визуализации не реального явления природы, а его упрощённой теоретической модели с поэтапным включением в рассмотрение дополнительных усложняющих факторов, постепенно приближающих эту модель к реальному явлению.

Кроме того, не секрет, что возможности организации массового выполнения разнообразных лабораторных работ, причём на современном уровне, весьма ограничены. В этом случае работа учащихся с компьютерными моделями также чрезвычайно полезна, так как компьютерное моделирование позволяет создать на экране компьютера живую, запоминающуюся динамическую картину физических опытов или явлений.

Необходимо отметить, что использование компьютера не должно рассматриваться в качестве попытки подмены реальных физических экспериментов их симуляциями, так как число изучаемых в школе физических явлений, не охваченных реальными демонстрациями, даже при блестящем оснащении кабинета  физики , очень велико. Несколько условный характер отображения результатов компьютерного моделирования можно компенсировать демонстрацией видеозаписей натурных экспериментов

Для успешного  использования  компьютерного моделирования каждая модель должна сопровождаться, по крайней мере, десятком задач различной сложности, тогда работа с программой даст действительно высокий учебный эффект.

Не менее важным способом приобщения учащихся с одной стороны к грамотному  использованию  информационных технологий, а с другой – к физическому эксперименту, служат электронные лаборатории. Они позволяют провести как демонстрационных, так и лабораторный эксперимент на современном уровне, убрав или значительно упростив рутинные процессы обработки результатов измерений, но увеличив при этом их точность.

Использование  электронных (цифровых) лабораторий, оснащенных разнообразными датчиками для проведения физических измерений и программами для математической обработки результатов – одно из наиболее перспективных направлений в современной методике обучения  физике .

Разнообразные формы применения компьютера на  уроке  позволяют учесть особенности восприятия и характера разных детей.

Это не значит, что  использования  компьютера в качестве демонстрационного технического средства ненужно, но все же максимальную эффективность компьютерные средства дают при непосредственном активном их  использовании  самими учащимися.

Что касается презентаций в учебной деятельности, то они чаще всего используются:

для объяснения нового материала (частным случаем могут быть презентации по решению задач, используемые при изучении нового типа задачи или  использования  нового метода решения);

для иллюстрации речи учителя;

для уточнения опыта, чертежа, схемы, таблицы и др.;

для организации самостоятельной работы на  уроке ;

для организации самостоятельной работы дома;

для контроля;

для организации работы с программами, видео- и аудиофайлами;

для презентации с результатом проект или творческого задания.

Презентация должна быть в первую очередь средством организации познавательной деятельности учащихся. Если презентация представляет собой полный сценарий  урока , учитель рискует скатиться на чтение текстов и пояснение иллюстраций. Роль учащихся будет сведена к пассивному наблюдению и записям в тетрадь. Эффективность такого  урока  оказывается невысокой. Для повышения эффективности требуется повышенное внимание к подготовке интерактивности, заданий для учащихся, следует четко прописать систему работы с каждым слайдом. Учитель, готовя сценарий презентации, а затем саму презентацию должен четко представлять методическое значение каждого слайда, продумывать организацию работы с ним. Методически грамотное  использование  презентаций на  уроке  предполагает не только владение техническими умениями, необходимыми учителю для их создания, но прежде всего – владение разнообразными педагогическими технологиями, в первую очередь проектными и технологиями групповой учебной деятельности.

Решение о необходимости  использования  презентации на  уроке , форма ее  использования , вид используемой презентации определяются исключительно дидактическими задачами и методической целесообразностью.

Выводы:

Обучающий потенциал  ИКТ  позволяет, формируя общеучебную компетентность учащегося, развивать следующие универсальные учебные действия:

формулировать цели деятельности (в т.ч., учебной);

планировать деятельность (в т.ч., поисковую);

алгоритмизировать деятельность (в т.ч., поисковую);

моделировать процессы, явления, ситуации;

анализировать собственную деятельность и устранять ошибки;

строго разделять содержательные и процессуальные компоненты деятельности и учебного материала.

Учитывая, что система общего образования на настоящем этапе развития общества становится личностно-ориентированной и развивающей, учитель, целенаправленно и продуманно применяющий методическую систему  использования  средств  ИКТ , сможет помочь учащимся:

осознать назначения компьютерной техники;

познакомиться с современными средствами научного познания;

осознать возможность и значение разного представления информации об одном и том же процессе (табличный, графический и т.п.);

развить модельные представления;

приобрести умения самостоятельного моделирования процессов и явлений.

Реализация дидактической системы  использования  средств  ИКТ  для решения целей и задач процесса обучения позволит учителю изменить формы деятельности:

организовать дифференциацию и индивидуализацию образовательного маршрута;

получить дополнительные возможности создания проблемных ситуаций;

повысить научный уровень представления материала;

систематизировать процесс учебного поиска;

организовать быструю проверку гипотез учащихся;

провести быструю диагностику результативности процесса обучения;

перейти от качественных исследований к количественным.

В одобренной правительством РФ концепции модернизации российского образования на период до 2020 года перед системой образования поставлены новые приоритеты. При этом ведущим является подготовка подрастающего поколения к жизни в быстро меняющемся информационном обществе, в мире, в котором сильно ускоряется процесс появления новых знаний, постоянно возникает потребность в новых профессиях, в непрерывном повышении квалификации. И ключевую роль в решении этих задач играет владение современным человеком информационными и коммуникационными технологиями. Поэтому жить в современном мире, адекватно этому миру, сможет тот, кто умеет использовать информационные технологии, владеет современными ИКТ.

Современному выпускнику необходимо  интегрироваться в социальную среду. Формирование его компетентностей, происходящее в процессе обучения, включает новые требования в условиях  информационного общества. Наряду с учебно-организационными, интеллектуальными умениями и навыками, необходимо развивать у него учебно-информационные умения и навыки, которые включают в себя умение пользоваться каталогом и компьютерным источником информации, справочной компьютерной литературой, компьютерными коммуникационными системами. 

Применение информационно-коммуникационных технологий в образовательном процессе школы усиливает потребности учащихся в получении образования, поскольку создаются условия для:

1. максимального учета индивидуальных образовательных возможностей и потребностей;
2. широкого выбора содержания, форм, темпов и уровня их общеобразовательной подготовки;
3. удовлетворения образовательных потребностей в углубленном изучении предмета;
4. раскрытия творческого потенциала учащихся: участие в конкурсах, олимпиадах;
5. активного самостоятельного освоения знаниями.

Поэтому важнейшим следствием  использования   ИКТ  в обучении является повышение активизации учащихся.

Литература:

1.Белостоцкий П. И., Максимова Г. Ю., Гомулина Н. Н. «Компьютерные технологии: современный урок физики и астрономии». — Газета «Физика» №20, 1999. — с 3.

2. Кавтрев А. Ф. «Лабораторные работы к компьютерному курсу «Открытая физика». Равномерное движение. Моделирование неупругих соударений». Газета «Физика», № 20, с. 5–8, 2001.

3. Кавтрев А. Ф. «Урок с использованием Интернет-ресурсов. Механические колебания». Сборник «Золотая рыбка в «сети». Интернет-технологии в средней школе. Практическое руководство под редакцией Ольховской Л. И., Рудаковой Д. Т. и др., Москва, с. 86–89, 2001.

4. Кавтрев А. Ф. «Компьютерные программы по физике в средней школе». Журнал «Компьютерные инструменты в образовании», № 1, с. 42-47, Санкт-Петербург, Информатизация образования, 1998.

5.Сидорова Е.В., Фрадкин В.Е. Информационная компетентность учителя. (Монография) – СПб, ИПО РАО, 2008 – 126 с.

6.Матвеев В.Л., Темнов Д.Э., Трофимова С.Ю., Фрадкин В.Е. Компьютер на  уроке   физики  (Рабочая тетрадь для учителя) – СПб АППО, 2008 – 36 с.

7.Селевко Г.К. Современные образовательные технологии. М., Народное образование, 1998.

8.Роберт И.В. Теория и методика информатизации образования (психолого-педагогический и технологический аспекты). – М., 2007.

9.Чирцов А. С.. Информационные технологии в обучении физике. «Компьютерные инструменты в образовании».– 1999, №2, стр.3.