"Использование цифровой технологии на уроках физики"
компьютерная программа по физике (7, 8, 9, 10, 11 класс)

Использование цифровой технологии на уроках физики

    Долгие годы в образовании использовались три основных инструмента: книга как источник информации, тетрадь – место для самостоятельной работы ученика и доска – инструмент для визуальной поддержки выступления учителя или ученика, представления информации всему классу.

    Информационный взрыв породил множество проблем, важнейшей из которых является проблема обучения. Особый интерес представляют вопросы, связанные с автоматизацией обучения, поскольку «ручные методы» без использования технических средств давно исчерпали свои возможности. Наиболее доступной формой автоматизации обучения является применение информационных технологий, то есть использование машинного времени для обучения и  обработки результатов контрольного опроса знаний учащихся. В мире цифровых технологий тетрадь и книгу стремится заменить персональный компьютер. Всё большее использование компьютеров позволяет автоматизировать, а тем самым упростить сложную процедуру, которую используют учителя при создании методических пособий.

Преподавание физики, в силу особенностей самого предмета представляет собой благоприятную сферу для применения информационно-коммуникационных технологий

Обучение любому предмету, в том числе и физике, ведётся с использованием различных ресурсов.

Образовательный ресурс – элемент среды, в которой идет образовательный процесс, используемый учащимся и педагогом непосредственно в образовательной функции. Информационный образовательный ресурс наиболее широкое понятие, охватывающее различные виды информационных ресурсов (в отличие от ресурсов материальных), используемых в образовании.

. Цифровые образовательные ресурсы (ЦОР) - это информационно-содержательные объекты, используемые в образовательных целях и представленные в цифровой, электронной, «компьютерной» форме.

К современным цифровым образовательным ресурсам предъявляются следующие требования:

• соответствовать содержанию учебника, нормативным актам Министерства образования и науки Российской Федерации;

• ориентироваться на современные формы обучения, обеспечивать высокую интерактивность и мультимедийность обучения;
• обеспечивать возможность уровневой дифференциации и индивидуализации обучения, учитывать возрастные особенности учащихся и соответствующие различия в культурном опыте;
• предлагать виды учебной деятельности, ориентирующие ученика на приобретение опыта решения жизненных проблем на основе знаний и умений в рамках данного предмета;
• обеспечивать использование как самостоятельной, так и групповой работы;
• содержать варианты учебного планирования , предполагающего модульную структуру;

Классификация ЦОР

Цифровые образовательные ресурсы бывают сетевыми и несетевыми.

Сетевые образовательные ресурсы-это дидактический, программный и технический комплекс, предназначенный для обучения с преимущественным использованием среды Интернет независимо от расположения обучающихся в пространстве и во времени.

Обзор сетевых ЦОР

Сайтов физической направленности огромное множество. Мною представлены те, которыми я пользуюсь при подготовке уроков и советую своим ученикам:

Физика.ru - Клуб для учителей физики, учащихся 7-9 классов и их родителей. Содержит УМК И.В.Кривченко в электронном виде, а именно: учебники 7-9 кл, практикумы 7-9 (рабочие тетради), методическое пособие для учителя, компакт-диск для учащихся.

Регельман В.И. обучающие трёхуровневые тесты по физике-Содержит большое количество тестов по мвсем разделам физики и статьи, объясняющие технологию решения тестов.

Класс!ная физика-Популярно о физике.Учебный сайт для тех, кто учится сам или учит других.Интересные материалы по физике для школьников, учителей и всех любознательных.

Физический портал Астрофизический портал- Содержит большое количество задач, тестов по физике различного уровня от прстых до олимпиадных, примеры решения некоторых задач.

Место знаний в Сети -Содержит большое количество электронных книг в форматах DJVU и PDF по различным областям физики, математики и другим наукам.

college.ru Естественнонаучный портал, но котором подробно рассматривается курс физики, содеожит модели, разработанные компанией "Физикон" для проекта "Открытая физика"

Электронный учебник физики Здесь размещена информация по школьной физике,каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы, обсуждать уже созданные.

Физика для всех- Содержит справочный материал по физике и подробный процесс решения задач/

abitura.com- для абитуриентов, для выпускников школы, для тех, кто собирается поступать в вузы, где требуется хорошее знание физики.

Экзамены.ru  -Образовательный проект, значительно облегчающий жизнь школьников и абитуриентов.

Примеры несетевых ЦОР

Физика одна из самый обширных и интересных наук, поэтому формы представления физических знаний для обучения многообразны и постоянно расширяются.

 Несетевые - это такие ЦОР, для доступа к которым не нужно подключение к сети Интернет.

В конце 90-х годов 20века и в начале 21века активно развивались программы физического направления ,выпущенные на съёмных носителях.

В настоящее время количество компьютерных программ, предназначенных для изучения физики, исчисляется десятками. Эти программы уже можно классифицировать в зависимости от вида их использования на уроках: обучающие программы;

демонстрационные программы;

компьютерные модели;

компьютерные лаборатории;

лабораторные работы;

пакеты задач;

контролирующие программы;

компьютерные дидактические материалы.

Некоторые существующие компьютерные программы по физике:

«Живая Физика»

Компьютерная проектная среда, ориентированная на изучение движения в гравитационном, электростатическом, магнитном или в любых других полях, а также движения, вызванного всевозможными видами взаимодействия объектов. Работа программы основана на численном интегрировании уравнений движения.

В ней легко и быстро «создаются» схемы экспериментов, модели физических объектов, силовые поля. Способы представления результатов (мультипликация, график, таблица, диаграмма, вектор) задаются самим пользователем в удобном редакторе среды. Программа позволяет «оживить» эксперименты и иллюстрации К задачам курса физики, разработать новый методический материал, помогает ученикам лучше понять теорию, решить задачу, осмыслить лабораторную работу. Она может использоваться для сопровождения как школьного, так вузовского курса физики. Методическое сопровождение программы содержит несколько десятков готовых физических задач и моделей экспериментальных установок.

Репетитор Физика 1C

Мультимедийный электронный учебник для школьного курса физики, содержащий демонстрацию физических явлений методами компьютерной анимации, компьютерное моделирование физических закономерностей, видеоматериалы, демонстрирующие реальные физические опыты, набор тестов и задач для самоконтроля, справочные таблицы и формулы.

Серия электронных учебников «Физика в картинках», «Физика на Вашем PC»

Содержат справочные сведения по физике, сопровождаемые изображениями интерактивных экспериментов, а также справочник формул, таблицы физических величин, калькулятор. В программу включены вопросы и задачи, предусмотрена возможность ввода ответов и их проверки.

«Открытая физика I», «Открытая физика II»

. Содержит сборник компьютерных экспериментов по всем разделам школьного курса физики. Для каждого эксперимента представлены компьютерная анимация, графики, численные результаты, пояснение физики наблюдаемого явления, видеозаписи лабораторных экспериментов, вопросы и задачи.  

«Уроки физики Кирилла и Мефодия».5-11класс

Основная проблема, с которой я столкнулась, применяя материалы таких дисков на уроке, заключается в необходимости заранее, желательно до начала урока, открыть необходимое приложение, с которым собираюсь работать. Это не всегда оказывается возможным, т.к. последовательность изложения материала зачастую предполагает использование в начале урока другого мультимедийного диска. Смена диска, загрузка программы, выход на необходимый раздел занимают, в зависимости от возможностей компьютера, до одной - двух минут.

С этой точки зрения, более привлекательным выглядит использование мультимедиа - энциклопедий ("Кирилл и Мефодий", "Мир вокруг нас"). Материалы этих источников доступны непосредственно без применения специальных интерфейсных программ. Их можно перенести в рабочую папку на компьютере, с которого во время урока ведутся демонстрации, включить эти демонстрации в мультимедийную презентацию.

Использование цифровых образовательных ресурсов на уроках физики даёт следующие преимущества:

Компьютер дает учителю новые возможности, позволяя вместе с учеником получать удовольствие от увлекательного процесса познания, не только силой воображения раздвигая стены школьного кабинета, но с помощью новейших технологий позволяет погрузиться в яркий красочный мир. Такое занятие вызывает у детей эмоциональный подъем, даже отстающие ученики охотно работают с компьютером. Повышается мотивация и познавательная активности за счет разнообразия форм работы, возможности включения игрового момента: решишь верно - продвинешься ближе к цели. Например, в 7 классе после изучения темы «Движение», чтобы проверить как учащиеся усвоили физические величины: скорость, время, расстояние, их единицы измерения, я использую мини-тест в электронном виде.   

 Применение на уроке компьютерных тестов и диагностических комплексов позволяет  за короткое время получать объективную картину уровня усвоения изучаемого материала у  учащихся и своевременно его скорректировать. При этом есть возможность выбора уровня трудности задания для конкретного ученика. Для ученика важно то, что сразу после выполнения теста (когда эта информация еще не потеряла свою актуальность) он получает объективный результат с указанием ошибок. Пример: тестовые задания по теме «Механические колебания».

 Интегрирование обычного урока с компьютером позволяет переложить часть моей работы на ПК, делая при этом процесс обучения более интересным, разнообразным, интенсивным. Становится более быстрым процесс записи определений и других важных частей материала, так как мне не приходится повторять текст несколько раз (он выведен  на экран), ученику не приходится ждать, пока я повторю именно нужный ему фрагмент Например, запись определения механического движения, траектории

Удобно использовать компьютерные модели в демонстрационном варианте при объяснении нового материала или при решении задач. Гораздо проще и нагляднее показать, как тело движется при наличии положительной начальной скорости и отрицательного ускорения, используя модель «Равноускоренное движение тела» компьютерного курса «Открытая Физика», чем объяснять это при помощи доски и мела.

При указанной демонстрации на экране компьютера, кроме движущегося спортсмена, который в соответствии с заданными начальными условиями тормозит, разворачивается и набирает скорость в противоположном направлении, соответственно изменяется длина и направление вектора его скорости, а также в динамическом режиме строятся графики координаты, модуля перемещения и проекции скорости. .

Для более наглядного объяснения понятия точки отсчёта при изучении относительности движения, я использую видео-ролик, это

Неотъемлемой частью школьного курса физики является выполнение лабораторных работ. Заменить громоздкое и дорогостоящее оборудование учебных классов позволяет применение цифровых образовательных ресурсов, которые являются имитаторами проведения экспериментов. Безусловно, подобное использование  ЦОР обладает рядом недостатков: ученик не участвует непосредственно в проведении опыта; результат, получаемый им, является виртуальным; опыт, хотя и показывается учащемуся в деталях, не дает ему выполнить работу своими руками, почувствовать текстуру материала, научиться пользоваться измерительными и другими приборами. Тем не менее, при использовании подобных ЦОР достигается высокий уровень наглядности, реализуется возможность непосредственного обращения при необходимости к теоретическому или справочному материалу по теме работы, лабораторная работа в большинстве случаев сопровождается звуковым оформлением, учитель получает объективную картину о ходе выполнения лабораторных работ и уровне усвоения материала. При изучении движения тела, брошенного горизонтально, я применяю электронную лабораторную работу.

Еще до появления новой информационной технологии эксперты, проведя множество экспериментов, выявили зависимость между методом усвоения материала и способностью восстановить полученные знания некоторое время спустя. Если материал был звуковым, то человек запоминал около 1\4 его объема. Если информация была представлена визуально – около 1\3. При комбинировании воздействия (зрительного и слухового) запоминание повышалось до половины, а если человек вовлекался в активные действия в процессе изучения, то усвояемость материала повышалось до 75%. Поэтому в своей практике я чаще стараюсь использовать мультимедийные презентации уроков.

Мультимедиа означает объединение нескольких способов подачи информации - текст, неподвижные изображения (рисунки и фотографии), движущиеся изображения (мультипликация и видео) и звук (цифровой и MIDI) - в интерактивный продукт. Например, при сравнении скорости тел, учитывая пройденный путь и затраченное время,

 В соответствии с требованиями к проведению современного урока, мною .подготовлены различные типы  мультимедийных презентации к урокам

По сравнению с традиционной формой ведения урока использование мультимедийных презентаций высвобождает большее количество времени, которое можно употребить для объяснения нового материала, отработки умений, проверки знаний учащихся, повторения пройденного материала. Эти презентации являются, по сути, расширенным планом урока с набором необходимых рисунков, схем, формул, выводов, определений – всего, что я сочла необходимым включить в эту презентацию для того, чтобы урок был насыщенным, интересным. Мои презентации бывают разными. Это зависит от того, как я хочу построить свой урок. Если это урок изучения новой темы с помощью технологии "критическое мышление”, то моя презентация представляет пошаговый план урока, ориентирующий учеников в том, что на данном этапе они должны делать. Это может быть схема, вопросы для составления плана ответа, таблица, которую необходимо заполнить, вопросы для самопроверки или взаимопроверки. Примером презентации поэтапного изучения нового материала может служить презентация, используемая мною при изучении темы «Сила», «Сила трения»

Если мой урок - лекция, то каждый этап лекции я стараюсь проиллюстрировать рисунками, подтвердить графиками, схемами, стараюсь выписать на слад презентации важные определения, формулировки, факты, имена учёных, новые термины и т.д. Такая лекция легче воспринимается учащимися, вызывает интерес, запоминается, так как задействуются все виды памяти. Для примера могу привести презентацию «Закон Гука»

 Если мой урок состоит из этапов повторения, объяснения новой темы и закрепления, то презентационная оживляет его, даёт возможность на всех этапах урока работать быстро, интересно, помогает менять виды деятельности. Такой вид работы очень эффективен. Например, презентации по темам «Давление», «Простые механизмы»

Среди источников информации следует особо отметить сеть Интернет, где в свободном доступе находится большое количество фотографий и фрагментов видеофильмов различных физических явлений.

Мои ученики активно участвуют в проектной работе по физике. Они готовят творческие работы, рефераты, проекты. Выполнение работ требует хорошего владения компьютерной технологией: быстрый поиск информации в различных источниках, в том числе и по сайтам в Интернете, подготовка материала для презентации, создание презентации в Microsoft Power Point.

В заключение хотелось бы отметить, что, на мой взгляд, полноценное внедрение ЦОР с их встраиванием в учебный процесс позволит лаконично дополнять и сочетать традиционные методы преподавания с новыми, использующими информационные технологии. Как показывает практика, использование цифровых ресурсов на уроках усиливает их наглядность, даёт возможность оживить урок, вызвать у учащихся интерес к изучаемому предмету, подключить одновременно несколько каналов восприятия информации.