Информационно-коммуникационные технологии на уроках физики как средство развития познавательной активности воспитанника.
статья по физике по теме

                                                    Малиновская Наталья Васильевна (mir_raih@mail.ru)

                                                            ФГКОУ «Оренбургское президентское кадетское                  

                                                            училище» г. Оренбург.

Информационно-коммуникационные технологии на уроках физики как средство развития познавательной активности воспитанника.

В настоящее время происходит возрастание роли информации и информационного взаимодействия во всех сферах жизни. Информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) оказывают влияние на все сферы жизнедеятельности человека, особенно на информационную деятельность, к которой относится обучение.

В нашей стране термин «информационное образование» появился в середине 80-х гг. и употреблялся в узком смысле как элемент общеобразовательной подготовки человека, обучение профессиональному применению ЭВМ. В дальнейшем предполагался массовый переход к изучению общеобразовательных дисциплин с использованием ЭВМ (компьютеров)  на всех ступенях образования.  В 1988 г. группой учёных под руководством академика А. П. Ершова была разработана концепция информационного образования, в которой был выделен ряд направлений: массовое освоение ИКТ ; проведение исследований по их педагогическому внедрению, формирование компьютерной грамотности как элемента общеобразовательной подготовки человека. В 1990 г. была создана уточнённая концепция информационного образования (Б. Е. Алгинин, Б. Г. Киселёв, С. К. Ландо, И. С. Орешков, В. В. Рубцов, Б. Г. Семянинов, А. Ю. Уваров, Д. С. Черешнин и др.), отражавшая более общее понимание процесса информационного образования и его связь с информатизацией общества.

В последнее время у некоторых детей снижается интерес к учебной деятельности, особенно к изучению достаточно сложных предметов, таких как физика. Поэтому считаю необходимым создание условий, способствующих формированию положительной мотивации учения, развитию познавательной активности воспитанников.

Некоторые аспекты проблемы активизации познавательной деятельности рассматривались в теоретических исследованиях российских психологов и педагогов. Самые известные из них реализуются в педагогической практике на основе организации обучения по принципу сознательности: теория формирования умственных действий (П.Я.Гальперин, Н.Ф.Талызина), теория развивающего обучения (В.В.Давыдов, Д.В.Эльконин, Л.В.Занков), личностно-ориентированный подход к процессу обучения (И.В. Якиманская), теория и практика организации самостоятельной познавательной деятельности школьников в обучении (П.И.Пидкасистый), теория и практика развития активности в учении (Л.П.Аристова). Много теоретических и методических разработок имеется по активизации познавательной деятельности и мышления школьников при обучении разным предметам (в частности, при обучении физике – работы Л.А.Ивановой, Н.М.Зверевой.

Понятие познавательной активности будем рассматривать с точки зрения Г.И. Щукиной. Она определяет «познавательную активность» как качество личности, которое включает стремление личности к познанию, выражает интеллектуальный отклик на процесс познания. Качеством личности «познавательная активность» становится при устойчивом проявлении стремления к познанию.

Одним из способов создания условия развития познавательной активности является применение ИКТ на уроках. Современное обучение трудно представить без использования информационно-коммуникационных технологий. Грамотное их применение в обучении создает предпосылки для повышения эффективности и интенсификации образовательного процесса, использования методик, ориентированных на развитие интеллектуальных способностей воспитанника.

Организация процесса преподавания физики с применением компьютера и одного из самых современных средств обучения – интерактивной доски – позволяет сделать уроки более динамичными, завладеть вниманием всего класса, развить интерес к изучению физики. Применение компьютера и интерактивной доски на уроках дают возможность визуализировать физические явления и процессы (особенно те, которые касаются микромира), сделать урок наглядным, более доступным для понимания.

Успехов в преподавании раздела «Строение атома и атомного ядра» в 9 классе с применением ИКТ можно достичь, например, следующим образом. На вводном уроке при изучении новой темы «Радиоактивность как свидетельство сложного строения атомов» используем компьютерную презентацию, а также анимационную модель опыта по обнаружению радиоактивного излучения радия, что позволяет воссоздать соответствующий опыт Резерфорда и сделать выводы о сложном строении атома. На следующем уроке «Опыты Резерфорда. Ядерная модель атома» применяем видеофильм «Опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц» и анимационную планетарную модель атома. На основании предложенных материалов воспитанники самостоятельно делают вывод о строении атомов и составе атомного ядра. При изучении других тем данного раздела, использование анимационных моделей ядерных реакция, видеофильмов о процессах, происходящих в ядрах атомов, презентаций по данным темам, созданных воспитанниками, позволяет активизировать познавательную деятельность, повысить интерес к изучению физики, способствует росту активности воспитанников на уроках физики, более качественному усвоению знаний, формированию положительной мотивации обучения.

С целью развития интереса к предмету применяем на уроках исторические сведения об ученых-физиках, об открытии законов, о создании машин и механизмов. Привлечение воспитанников к подготовке докладов и презентаций способствует формированию у них информационных компетентностей. Использование сведений из истории науки помогает увидеть по-новому то, что стало обычным и привычным. Например, история открытия броуновского движения (показ явления с применением слайдов, видео) открывает окно в микромир. С воспитанниками 8 классов при изучении оптических явлений обращаемся к материалу по истории открытия законов отражения и преломления света, раскрывающему значение развития оптики для создания физических методов наблюдения астрономических объектов, что вызывает интерес не только к изучению физики, но и астрономии.

Развивать познавательную активность возможно при создании проблемной ситуации. Для того, чтобы заинтересовать воспитанников теоретическим материалом, предлагаю обнаруживать противоречия в физических явлениях и процессах (например, при рассмотрении вопроса корпускуля́рно-волново́го дуали́зма света), это вызывает удивление, желание открыть истину. Подготовленность ученика к проблемному обучению определяется, прежде всего, его умением увидеть выдвинутую учителем проблему, сформулировать ее, найти решение и решить ее эффективными приемами. В проблемной ситуации ученик ставится перед противоречиями и потребностью самостоятельного поиска выхода из этих противоречий. В результате решения проблемных ситуаций возрастает интерес к изучению предмета, к самостоятельному поиску новых знаний. Как показали исследования, привлечение ИКТ к решению проблемных ситуаций значительно повышает познавательную мотивацию. Воспитанникам заранее дается задание выполнить подготовку к уроку в форме презентации, придумать и самостоятельно продемонстрировать виртуальный эксперимент, составить задачу или кроссворд.

С целью развития познавательной активности на уроках физики изучаем необычные и интересные природные явления (северное сияние, молния), создаем подбор интересных фотографий и рисунков в формате слайд-шоу.

Использование мультимедийного курса «Открытая физика» позволяет воспроизвести явления, для наблюдения которых необходимо сложное оборудование или рассмотрение явлений связано с опасными для жизни свойствами веществ (например, явление радиоактивности). Опыт нашей практической деятельности позволяет утверждать, что компьютерные модели легко вписываются в любой урок, позволяя педагогу продемонстрировать на экране многие физические эффекты, а также организовать новые нетрадиционные виды учебной деятельности. При грамотном использовании компьютерных моделей физических явлений можно достигнуть многого из того, что требуется для неформального усвоения курса физики и для формирования у воспитанников физической картины мира.

Компьютерное моделирование физических явлений также заменяет явления и процессы, которые недоступны для наблюдения (строение молекул, явление диффузии, свойства электромагнитного поля, ядерные реакции).

Применяя на уроках программы «Живая физика» и «Открытая физика» при изучении нового материала, мы получаем возможность для интерактивного моделирования явлений в гравитационном, электростатическом, магнитном или любых других полях, а также движения, вызванного всевозможными видами взаимодействия объектов.

Программа «Живая Физика» позволяет сделать более наглядными абстрактные идеи и теоретические построения (такие как, например, напряженность электростатического или магнитного поля). Конечно, живой эксперимент эта программа заменить не может, но расширить рамки изучения физических процессов позволяет.

Кроме того, мы используем программу «Виртуальные лабораторные работы по физике», которая с одной стороны является серьезным учебным пособием,  а с другой – увлекательной компьютерной программой с высококачественной реалистичной графикой и высоким уровнем интерактивности. Ее особенностями является наличие теоретических сведений и раздела для повторения, а также возможность моделирования интерактивного эксперимента по основным темам учебной программы. Решение включенных в лабораторные работы экспериментальных задач помогает более глубоко понять физические процессы и закономерности и научиться применять полученные знания на практике. Применение программы при подготовке к лабораторным занятиям с реальным оборудованием дает возможность разнообразить задания, предлагаемые воспитанникам. Из своей практической деятельности делаем вывод, что проведение лабораторных работ с виртуальным оборудованием имеет ряд преимуществ:   при изучении темы «Электрические явления» не затрачивается много времени на сборку электрических цепей, нет недостатка в необходимых для проведения эксперимента приборах. Воспитанники приобретают опыт работы с техническими программами, развивается научно-технический кругозор, повышаются показатели качества знаний по физике, развивается интерес к изучению предмета, формируются более прочные практические и познавательные умения и навыки, в результате чего повышается и познавательная активность воспитанников.

            Считаю, что в развитии интереса к предмету и развитии познавательной активности воспитанников необходим постоянный поиск новых форм и методов работы на уроке. Планирую каждый свой урок с обязательным применением ИКТ так, чтобы детям было интересно, комфортно, а их мотивация к изучению предмета физики стала устойчиво положительной.

Библиографический список

1.        Дроздов Д.Д. Развитие познавательной активности школьников при проведении комплексных экскурсий в природу. //Физика в школе – 1980. - № 5. – с. 40.

2. Каменский А.М., Смирнова З.Ю. Внеурочные технологии как альтернативные формы образования (практическое пособие) /А.М. Каменский. Ю. Смирнова.  – М.:Издательский дом « Сентябрь», 2006.

3. Карпова. Развитие познавательной активности учащихся при изучении физики.//Физика в школе – 1984. - № 5. – с. 42.

4. Кирик Л. А. Физика. Методические материалы 8 класс, М, «Илекса», 2004год.

5. Питюков В.Ю.  Основы педагогической технологии: Учебно-методическое пособие / В.Ю.Питюков. – М.: Издательство «Гном и Д», 2001.

 Электронные пособия:

1.1. «1С: Школа. Физика. Библиотека наглядных пособий» под редакцией Н.К.Ханнанова.                                                                                                                           1.2. «Физика 7 – 11 классы».  Компания Физикон.                                                                 1.3. Образовательная коллекция «Открытая физика». Компания Физикон.
1.4. Электронные уроки и тесты «Физика в школе» ЗАО «Просвещение-Медиа».                                                                                                                                        1.5. Уроки физики с использованием информационных технологий. 7-11 классы. Методическое пособие с электронным приложением / З.В.Александрова и др. – 2-е изд., стереотип. – М.: Издательство «Глобус», 2010 .

Приложение

1. Программа  «Живая физика».

Описание: Компьютерная проектная среда «Живая Физика» предоставляет возможности для интерактивного моделирования движения в гравитационном, электростатическом магнитном или любых других полях, а также движения, вызванного всевозможными видами взаимодействия объектов.
Программа Живая Физика позволяет изучать школьный курс физики, усваивать основные физические понятия и сделать более наглядными абстрактные идеи и теоретические построения (такие как, например, напряженность электростатического или магнитного поля). При этом нет необходимости использовать сложное в налаживании, громоздкое, дорогостоящее, а иногда даже опасное оборудование.

2. Программа «Открытая физика». Модель  «Движение тела с постоянным ускорением».

Модель демонстрирует равноускоренное движение бегуна.Выбрав величины начальной скорости и ускорения бегущего человека( с применением кнопок «старт» и «сброс»),  задаем значения начальной скорости, ускорения и наблюдаем  за изменением во времени координаты x  и скорости υ. Результаты, полученные с помощью данной программы, получаются точными, зависимости физических одних физических  величин от других можно наблюдать в динамике.

3. Виртуальные лабораторные работы.

Описание работы: на рабочем столе находится наклонная плоскость, на вершине которой находится шарик, высоту наклонной плоскости можно изменять. Расстояние, которое проходит шарик можно изменять, перемещая по наклонной  плоскости упорный цилиндр. После нажатия на кнопку «Пуск» включается секундомер, и шарик начинает двигаться. Установку можно рассмотреть с различных ракурсов – приближать, удалять и поворачивать ее в вертикальной плоскости. Результаты получаются точными, лабораторная работа занимает мало времени.