Информационный подход к учебной деятельности в вузе

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Алтайская государственная педагогическая академия

Курсовая работа

Информационный подход к учебной деятельности в вузе

Выполнил:

Краснощёков А.А.

Руководитель:

Новичихина Т.И.



Содержание

Введение

1. Информационный подход к учебной деятельности в вузе

1.1 Понятие “информационной технологии”

1.2 Основные компьютерные средства обучения

1.3 Экспертные системы, базовые понятия

2. Информационный подход к учебной деятельности в вузе

2.1 Виртуальная физика

2.2 Он-лайн виртуальные лаборатории

2.3 Видео уроки по предметам школьной программы

Заключение

Список использованной литературы



Введение

С каждым годом новые технологии всё сильнее и сильнее внедряются в процесс обучения, это не удивительно ведь компьютерные технологии (и многое другое) облегчают не только процесс обучения, но и преподавания физики. Новые информационные технологии приходят на смену устоявшейся схеме - “ученик, доска, тетрадь”, превращая обучение в увлекательный процесс, который способствует усвоению знаний, можно сказать, что обучение превращается в увлекательную игру.

Современные технологии, используемые во время проведения уроков, тренируют смекалку, сообразительность, наблюдательность и конечно же память. Компьютерные технологии позволяют представить изучаемый материал значительно шире.

Применение цвета, графики, видеоряда позволяет моделировать разные ситуации и среды. Это особенно важно в преподавании физики, так как зачастую у учителей физики просто нет возможности показать тот или иной опыт вживую. Применение компьютерных технологий делает урок по-настоящему увлекательным и продуктивным.

Использование последних достижений в области информационных технологий, перспективных методов обучения и совершенствование профессиональных навыков является главной составляющей опережающего образования. Технологии дистанционного обучения, Internet-технологии, деловые игры, обучающие программы, профессиональный тренинг - самые востребованные на сегодняшний день образовательные технологии. И основная методическая задача преподавателей - их применение при обучении. Безусловно, целью данной курсовой работы является не только рассмотрение всех информационных технологий применяемых на сегодняшний день, но и подробное рассмотрение их на примерах. Примерами программ, рассмотренных мною являются ресурс VirtuLab и “Он-лайн виртуальная лаборатория” по физике. Итак, давайте поподробнее познакомимся с основными методами информационного преподавания физике. Если рассматривать информационные и коммуникационные технологии с более глобальной точки зрения, то мы увидим, что они (эти технологии) созданы отнюдь не для нужд системы образования, ведут к подлинной революции в области образования. Мы уже стали свидетелями того, как система образования встраивается в сетевой мир, где уже прочно заняли своё место средства массовой информации, реклама, банковская система, торговля и т. п.

Это естественный путь, которому нет альтернативы. Первенство в практическом внедрении сетевых технологий здесь принадлежит высшему образованию (например, в открытом, дистанционном образовании). В то же время высшие учебные заведения сталкиваются в своей работе с определёнными противоречиями, практически неразрешимыми в рамках их современной структуры.

В качестве примеров таких трудностей можно привести следующие:

- рост информации, тем или иным образом определяющей содержание образования, несовместим с ограниченным временем обучения;

- вузам отводится роль одного из главных хранилищ традиций и научного наследия, а это вступает в противоречие с тем обстоятельством, что вузы должны находиться на переднем крае науки и использовать в обучении ее новейшие достижения. Однако при том что традиционные формы обучения уже исчерпывают себя, ограничены и возможности современных технологий, в том числе - информационных;

- также противоречиво положение о том, что высшие учебные заведения призваны вести широкую подготовку специалистов, соблюдая общие требования соответствующих государственных стандартов, но при этом обеспечивая учебно-воспитательный процесс с учетом индивидуальных особенностей и возможностей студентов;

- высшие учебные заведения дают образование людям, уже сделавшим свой выбор, и поэтому предполагается их сознательное отношение к получению знаний. Однако на практике это оказывается далеко не так, и требуется вариативный подход к организации учебно-воспитательного процесса.

Ожидается, что именно широкое использование информационных и коммуникационных технологий будет способствовать преодолению этих противоречий. Здесь возможны различные решения - от действительного встраивания учебного заведения в сеть в том виде, в каком оно существует, до полной реорганизации структуры этого заведения, так же, как это происходит при внедрении новых информационных и коммуникационных технологий в другие сферы человеческой деятельности.



1. Информационный подход к учебной деятельности в вузе

1.1 Понятие “информационной технологии”

Информационные технологии обучения, информационный подход.

Для правильного и однозначного взаимного понимания дальнейших рассуждений и выводов необходимо дать определение таким понятиям:

- информационные технологии;

- информационные технологии обучения;

- новые информационные технологии;

- информационные и коммуникационные технологии;

- средство информационных и коммуникационных технологий.

Необходимо развести понятия информационные технологии и технологии обучения, под которыми обычно понимается система методов, форм, и средств обучения, обеспечивающая тиражируемое достижение поставленных дидактических целей.

Приход в вузы новых аппаратных, программных, коммуникационных средств, постепенно привёл к вытеснению термина “компьютерные технологии” понятием “информационные технологии”.

Под информационными технологиями понимают процессы накопления, обработки, представления и использования информации с помощью электронных средств. Они характеризуются средой, в которой осуществляются, и компонентами, которые среда содержит:

- техническая среда;

- программная среда;

- предметная среда;

- методичная среда.

Информация - все те сведения, которые уменьшают степень неопределённости нашего знания о конкретном объекте. А, соответственно, информационная технология (ИТ) - система процедур преобразования информации целью формирования, организации, обработки, распределения и использования информации. Основу современных ИТ составляют:

- компьютерная обработка информации по заданным алгоритмам;

- хранение больших объёмов информации на машинных носителях;

- передача информации на любое расстояние в ограниченное время.

Информационные технологии обучения (ИТО) - совокупность методов и технических средств сбора, организации, хранения, обработки, передачи и представления информации, расширяющая знания людей и развивающая их возможности по управлению техническими и социальными процессами.

В практике информационными технологиями обучения называют все технологии, использующие специальные технические средства (ЭВМ, кино, видео, аудио).

Когда компьютеры стали широко использоваться в образовании, появился термин “новая информационная технология”.

Е.И. Машбиц и Н.Ф. Талызова рассматривали информационную технологию обучения как некоторую совокупность обучающих программ различных типов: от простейших программ, обеспечивающих контроль знаний, до обучающих систем, базирующихся на искусственном интеллекте.

В.Ф. Шолохович предлагает определять ИТО с точки зрения её содержания как отрасль дидактики, занимающуюся изучением планомерно и сознательно организацией процесса обучения и усвоения знаний, в которых находят применение средства информатизации образования.

Содержательный анализ приведенных определений показывает, что в настоящее время существует два явно выраженных подхода к определению ИТО.

В научно-методической и популярной литературе часто встречается термин новые информационные технологии (НИТ). Это достаточно широкое понятие для различных практических приложений.



Рисунок 1. - Подходы к определению ИТО:

Прилагательное “новое” в данном случае подчёркивает новаторский, то есть принципиально отличающийся от предшествующего направления технического развития.

Их внедрение является новаторским шагом в том смысле, что кардинально изменяет содержание различных видов деятельности в организациях, учебных заведениях, быту и т. д.

Используя обучающие средства и инструментальные среды, можно создавать прекрасно оформленные программные продукты, не вносящие ничего нового в развитие теории обучения. В этом случае можно говорить только об автоматизации тех или иных сторон процесса обучения, о переносе информации с бумажных носителей в компьютерные варианты и т. д.

1.2 Основные компьютерные средства обучения

Говорить же о новой информационной технологии обучения можно в том случае, если:

- она удовлетворяет основным принципам педагогической технологии;

- она решает задачи, которые ранее в дидактике не были теоретически или практически решены;

- средством подготовки и передачи информации обучаемому выступает компьютерная и информационная техника.

Информационный подход позволяет:

- согласовать цели обучения, поставленные педагогами, с собственными целями студентов;

- облегчить труд учителя за счет постепенного повышения самостоятельности и ответственности студентов в учении;

- разгрузить студентов не за счет механического сокращения содержания, а за счет повышения доли индивидуального самообразования;

- не в теории, а на практике обеспечить единство учебного и воспитательного процессов;

- подготовить студентов к сознательному и ответственному обучению.

Долгое время в процессе преподавания использовались 3 основных инструмента: книга (источник информации), тетрадь - место для самостоятельной работы ученика и доска - которая служит средством представления информации ученикам. Современные технологии помогают значительно упростить эту схему. В дополнение книгам, как средству получения информации приходит интернет, а на смену обычным доскам приходят интерактивные. Достоинство интерактивных досок заключается в том, что эти доски более наглядно представляют информацию и позволяют проводить презентации, показывать опыты (которые не всегда можно провести в аудитории).

Давайте поподробнее познакомимся с информационной составляющей обучения и попробуем сформулировать основные цели информатизации школьного физического образования.

Современные информационные технологии, позволяющие создавать, хранить, перерабатывать информацию и обеспечивать эффективные способы ее представления ученику, являются мощным инструментом ускорения образовательного процесса. Специфика системы образования состоит в том, что она является с одной стороны потребителем, а с другой - активным производителем информационных технологий. При этом технологии, рожденные в системе образования, используются далеко за ее пределами.

Сформулируем основные цели информатизации школьного физического образования:

- развитие личности ученика, подготовка к самостоятельной и продуктивной деятельности в условиях информационного общества, то есть развитие за счет уменьшения доли репродуктивной деятельности конструктивного, алгоритмического творческого мышления;

- развитие коммуникативных способностей посредством выполнения совместных проектов;

- формирование умений принимать оптимальные решения в сложной ситуации (в работе с программами-тренажерами);

- навыков исследовательской деятельности (при работе с моделирующими программами);

- реализация социального заказа, обусловленного информатизацией современного общества, то есть подготовка вузами педагогов-физиков, владеющих информационными технологиями;

- интенсификация процесса обучения физике за счет активизации познавательной деятельности.

Суть информатизации образования состоит в создании как для педагогов, так и для учащихся благоприятных условий для свободного доступа к учебной и научной информации. Понятие «информационная технология обучения» предметам, включая физику, основано на широких возможностях вычислительных средств и компьютерных сетей, и позволяет вести речь о компьютерных средствах обучения, компьютерных обучающих программах. Укажем основные компьютерные средства обучения, применяемые в настоящее время в средних школах.

1) Автоматизированные обучающие системы (АОС).

АОС включает в себя комплекс учебно-методических материалов (демонстрационных, теоретических, практических, контролирующих) и компьютерные программы, которые управляют процессом обучения. Комплекс программных продуктов, поддерживающих обучение информатике, дает возможность систематического использования информационных технологий при обучении физике. Программные продукты по физике представляют собой электронные варианты следующих учебно-методических материалов:

- электронные словари-справочники и учебники физики;

- лабораторные практикумы с возможностью моделирования реальных физических процессов;

- программы-тренажеры решения задач по физике;

- тестовые системы.

Применение АОС в обучении физике предоставляет возможность организации учебных занятий в соответствии со следующими этапами:

- учитель физики вводит разностороннюю информацию (теоретический и демонстрационный материал, практические задания, задачи, вопросы для тестового контроля) в базу данных и формирует сценарий для проведения урока;

- ученик в соответствии со сценарием (выбранным назначенным педагогом) работает с учебным материалом, предлагаемым программой;

- выполняется автоматизированный контроль усвоения знаний обеспечивает необходимую обратную связь, позволяя выбрать самому ученику (по результату самоконтроля) или назначать автоматически последовательность и темп изучения материала по физике;

- работа ученика протоколируется, информация по итогам тестирования, изучения темы и т. п., заносится в базу данных;

- учитель и ученик имеют возможность получать информацию о результатах изучения отдельных вопросов и тем физики в динамике.

2) Интеллектуальные обучающие системы (ИОС).

Возрастание возможностей компьютеров стимулировало развитие нового направления в информационных технологиях обучения - создание интеллектуальных обучающих систем. Этот подход базируется на работах в области искусственного интеллекта, в частности теории экспертных систем - сложных программ, манипулирующих специальными, экспертными знаниями в узких областях предмета. Как и настоящий человек - эксперт, эти системы решают задачи, используя логику и эмпирические правила, умеют пополнять свои знания. Экспертные системы соединили в себе возможности компьютера с богатством человеческого опыта. ИОС представляет качественно новую технологию обучения физике. В основе метода можно выделить: моделирование процесса обучения, использование динамически развивающейся базы знаний ИОС, автоматический подбор рациональной стратегии обучения для каждого обучающегося, автоматический учет в работе ИОС новой информации по физике, поступающей в базу знаний, то есть саморегулирование системы. Работы в области ИОС пока носят единичный характер и на уровень массовой технологии еще не вышли.

3) Электронный учебник физики.

В последние годы получили распространение лазерные компакт-диски по физике. На этих носителях информации размещаются различные виды экранно-звуковых средств, приспособленных для использования с помощью компьютера.

В них предлагаются демонстрации заданий для фронтальной и индивидуальной работы учеников на уроке, для домашней самостоятельной работы. Компакт диски по физике помогают обеспечить интерактивность взаимодействия ученика с учебным материалом, индивидуальную траекторию его усвоения, интенсифицировать обратную связь «учитель-ученик». Новые возможности информатизации физического образования открыла в 90-е годы гипертекстовая технология. Основная её черта - это возможность переходов по гиперссылкам, которые представлены либо в виде специально оформленного текста, либо определенного графического изображения. Одновременно на экране компьютера может быть несколько гиперссылок, и каждая из них определяет свой маршрут «путешествия». В этой огромной среде легко находить нужную информацию, возвращаться к уже пройденному материалу и т. п.

При проектировании гипертекстовой системы можно заложить гиперссылки, опираясь на способности человеческого мышления к интеграции информации и ассоциативному доступу к ней.

Использование динамического гипертекста позволяет провести диагностику знаний, а затем автоматически выбрать один из возможных уровней изучения одной и той же темы курса физики. Эти системы представляют информацию так, что сам обучаемый, следуя графическим и текстовым ссылкам, может использовать различные схемы работы с материалом. Все это создает условия для реализации дифференцированного подхода к обучению физике.

Внедрение новых технологий не только благотворно влияет на учеников, но и значительно сокращает время для подготовки учителя физики. Задача современного педагога при подготовке к уроку - создание анимированной презентации учебному плану. Выполнение презентаций осуществляется с помощью пакета офисных приложений, к примеру: Microsoft Office или аналогичный пакет программ, содержит приложения, предназначенные для обработки и предоставления в наглядном виде различной информации.

4) Интернет технологии в физическом образовании.

Новый импульс информатизации физического образования дает развитие информационных телекоммуникационных сетей. Интернет обеспечивает доступ к гигантским объемам информации, хранящимся в различных уголках нашей планеты. Многие эксперты рассматривают интернет технологии как революционный прорыв, превосходящий по своей значимости появление персонального компьютера. Средства телекоммуникации, включающие электронную почту, глобальную, региональные и локальные сети связи и обмена данными, представляют для обучения физике широчайшие возможности: оперативную передачу на разные расстояния информацию любого объема и вида, интерактивность и оперативную обратную связь, организацию совместных телекоммуникационных проектов, запрос информации по любому интересующему вопросу через систему электронных конференций.

Образовательный web-сайт учебного заведения в сети Интернет - новое средство обучения. В связи с бурным развитием информационных технологий количество и роль образовательных сайтов в деятельности учебных заведений возрастает. От содержания, организационной структуры и функционирования образовательного сайта зависит не только успех взаимодействия учебного заведения с внешним миром, но и образовательные процессы внутри учебного заведения.

Из выше изложенного следует вывод, что для повышения эффективности применения информатики и новых информационных технологий (НИТ) в обучении физике необходимо: совершенствование базовой подготовки учащихся школ и студентов вузов по информатике, переподготовка учителей физики в области НИТ, информатизация процесса обучения физике, оснащение школ и кабинетов физики техническими средствами информатизации, создание современной национальной информационной среды, формирование банка учебно-методической информации (БУМИ), создание на базе НИТ единой системы дистанционного обучения в регионе. В качестве примера современной информационной технологии можно назвать.

Информационно вычислительная сеть (ИВС) - локальная компьютерная сеть, имеющая весьма развитую инфраструктуру.

В её состав, как правило, входят информационные системы (Интернет сайты, системы информационного оповещения и связи), системы электронного документооборота, файловые хранилища, и т. д.

Сутью ИВС является централизация всех информационных процессов предприятия. Так, например, для доступа в сеть и работы с её ресурсами, как правило, используется единая система идентификации пользователей: при входе в сеть пользователь представляется системе и может использовать любые её службы без повторной аутентификации.

Такая система не только облегчает работу пользователя, но и позволяет более эффективно организовывать работу других служб ИВС, например отправку пользователю электронных сообщений, хранение служебной информации пользователя и распределение прав доступа к ней, предоставлению пользователю определенных полномочий и т. д.

Ещё одним примером централизации является организация единого адресного пространства для всех служб ИВС.

Системы искусственного интеллекта.

Этот класс пакетов включает:

- информационные системы, поддерживающие диалог на естественном языке (естественно-языковый интерфейс);

- экспертные системы, позволяющие давать рекомендации пользователю в различных ситуациях;

- интеллектуальные пакеты прикладных программ, позволяющие решать прикладные задачи без программирования.

Естественно-языковый интерфейс был наиболее привлекателен для общения с ЭВМ с момента ее появления. Это позволило бы исключить необходимость обучения конечного пользователя языку команд или другим приемам формулировки своих заданий для решения на компьютере, поскольку естественный язык является наиболее приемлемым средством общения для человека. Поэтому работы по созданию такого рода интерфейса начались с середины 20-го века.

Однако, несмотря на весь энтузиазм исследователей и проектировщиков, эта задача не решена и по сей день из-за огромных сложностей, связанных с пониманием предложений естественного языка и связного текста в целом. Некоторые программные продукты, которые появлялись на рынке, носили скорее экспериментальный характер, имели множество ограничений и не решали задачу кардинально. Тем не менее, несмотря на кажущийся застой в этой сфере, данная проблема остается актуальной и по сей день и вошла в состав проблематики, связанной с проектом ЭВМ пятого поколения.

1.3 Экспертные системы, базовые понятия

Об экспертных системах (ЭС) можно говорить много и сложно. Но наш разговор очень упростится, если мы будем исходить из следующего определения экспертной системы. Экспертная система - это программа (на современном уровне развития человечества), которая заменяет эксперта в той или иной области.

Отсюда вытекает простой вывод - все, что мы изучаем в курсе "Основы проектирования систем с ИИ", конечной целью ставит разработку ЭС. В этой главе мы остановимся только на некоторых особенностях их построения, которые не затрагиваются в остальных главах.

ЭС предназначены, главным образом, для решения практических задач, возникающих в слабо структурированной и трудно формализуемой предметной области. ЭС были первыми системами, которые привлекли внимание потенциальных потребителей продукции искусственного интеллекта.

С ЭС связаны некоторые распространенные заблуждения.

Заблуждение первое: ЭС будут делать не более (а скорее даже менее) того, чем может эксперт, создавший данную систему. Для опровержения данного постулата можно построить самообучающуюся ЭС в области, в которой вообще нет экспертов, либо объединить в одной ЭС знания нескольких экспертов, и получить в результате систему, которая может то, чего ни один из ее создателей не может.

Заблуждение второе: ЭС никогда не заменит человека-эксперта. Уже заменяет, иначе зачем бы их создавали?

Экспертные системы, методика построения. В настоящее время сложилась определенная технология разработки ЭС, которая включает следующие шесть этапов: идентификация, концептуализация, формализация, выполнение, тестирование и опытная эксплуатация.

Рисунок 2. - Методика (этапы) разработки ЭС:

Интеллектуальные пакеты прикладных программ позволяют, аналогично экспертным системам, предварительно создавать базу знаний, включающую совокупность знаний из той или иной области деятельности человека, а затем решать практические задачи с привлечением этих знаний.

Различие этих видов пакетов состоит в том, что экспертные системы, в отличие от интеллектуальных ППП, позволяют интегрировать знания из так называемых слабо формализуемых предметных областей, в которых сложно определить входные и выходные параметры задачи, а также невозможно сформировать четкий алгоритм ее решения. Кроме того, экспертные системы не формируют алгоритм решения задачи как в случае интеллектуальных ППП, а лишь выдают "советы" пользователю на основании его запроса.

Коммуникационная техника.

Средства коммуникационной техники предназначены в основном для реализации технологий передачи информации и предполагают как автономное функционирование, так и в комплексе со средствами компьютерной техники.



2. Информационный подход к учебной деятельности в вузе

2.1 Виртуальная физика

Многие преподаватели физике в ходе своей педагогической (научной) деятельности сталкиваются с “бытовыми” проблемами, примером которых может служить отсутствие лабораторного оборудования или с не возможностью показывания тех или иных опытов. Причиной этому может быть банальная нехватка оборудования, недостаточное финансирование или невозможность показывать определённые опыты по причине их потенциальной опасности. Выходом из этой ситуации могут служить виртуальные (он-лайн) лаборатории, которые позволяют показывать опыты не задействую реальное оборудование, а вместо него используя виртуальные приборы. К тому же это делает изучаемый предмет более наглядным и занимательным.

Итак, давайте поближе познакомимся с некоторыми из этих виртуальных (он-лайн) лабораторий. 1-ой из исследуемых лабораторий будет “виртуальная физика”.

Наглядная физика предоставляет педагогу возможность находить наиболее интересные и эффективные методы обучения, делая занятия интересными и более насыщенными.

Главным преимуществом наглядной физики, является возможность демонстрации физических явлений в более широком ракурсе и всестороннее их исследование. Каждая работа охватывает большой объем учебного материала, в том числе из разных разделов физики. Это предоставляет широкие возможности для закрепления между предметных связей, для обобщения и систематизации теоретических знаний.

Интерактивные работы по физике следует проводить на уроках в форме практикума при объяснении нового материала или при завершении изучения определенной темы. Другой вариант - выполнение работ во внеурочное время, на факультативных, индивидуальных занятиях. Виртуальная физика (или физика он-лайн) это новое уникальное направление в системе образования. Ни для кого не секрет, что 90% информация поступают к нам в мозг через зрительный нерв. И не удивительно, что пока человек сам не увидит, он не сможет четко уяснить природу тех или иных физических явлений. Поэтому процесс обучения обязательно должен подкрепляться наглядными материалами. И просто замечательно, когда можно не только увидеть статичную картинку изображающую какое-либо физическое явление, но и посмотреть на это явление в движении. Данный ресурс позволяет педагогам в легкой и непринужденной форме, наглядно показать не только действия основных законов физики, но и поможет провести он-лайн лабораторные работы по физике по большинству разделов общеобразовательной программы.

Так, например, как можно на словах объяснить принцип действия p-n перехода? Только показав анимацию этого процесса ребенку, ему сразу всё становится понятным. Или можно наглядно показать процесс перехода электронов при трении стекла о шелк и после этого у ребенка уже будет меньше вопросов о природе этого явления. Помимо этого, наглядные пособия охватывают практически все разделы физики. Так, например, хотите объяснить механику? Пожалуйста, тут вам анимации показывающие второй закон Ньютона, закон сохранения импульса при соударении тел, движение тел по окружности под действием сил тяжести и упругости и т. д.

Хотите изучать раздел оптики, нет ничего проще! Наглядно показаны опыты по измерению длины световой волны с помощью дифракционной решетки, наблюдение сплошного и линейчатых спектров испускания, наблюдение интерференции и дифракции света и многие другие опыты. А как же электричество? И этому разделу уделено не мало наглядных пособий, так, например, есть опыты по изучению закона Ома для полной цепи, исследованию смешанного соединения проводников, электромагнитная индукция и т. д.

Таким образом процесс обучения из «обязаловки», к которой мы все с вами привыкли, превратится в игру. Ребенку будет интересно и весело разглядывать анимации физических явлений и это не только упростит, но и ускорит процесс обучения. Помимо всего прочего может удастся ребенку дать даже больше информации, чем он мог бы принять при обычной форме обучения. К тому же многие анимации могут полностью заменить те или иные лабораторные приборы, таким образом, это идеально подходить для многих сельских школ, где к сожалению не всегда можно встретить даже электрометр Брауна. Да что там говорить, многих приборов нет даже в обычных школах крупных городов. Возможно введя такие наглядные пособия в обязательную программу образования, после окончания школы мы будем получать людей интересующихся физикой, которые в итоге станут молодыми учеными, некоторые из которых способны будут совершить великие открытия! Таким образом, будет возрождена научная эра великих отечественных ученых и наша страна вновь, как и в советские времена, создаст уникальные технологии обгоняющие свое время. Поэтому я считаю надо популяризировать такие ресурсы как можно больше, сообщать о них не только педагогам, но и самим школьникам, ведь многим из них будет интересно изучить физические явления не только на уроках в школе, но и дома в свободное время и этот сайт дает им такую возможность! Физика он-лайн это интересно, познавательно, наглядно и легко доступно!

Итак, давайте перейдём непосредственно к самой программе. Данная программа (“Лабораторные работы по физике”) распространяется бесплатно и имеет достаточно удобный интерфейс. Стартовое окно программы встречает нас списком лабораторных работ, которые мы можем проделать непосредственно с помощью этой программы и вот какие лабораторные работы нам предлагает проделать данная программа:

Лабораторные работы по физике:

- Измерение массы тела на рычажных весах;

- Измерение объёма твёрдого тела;

- Определение плотности вещества;

- Измерение выталкивающей силы;

- Выяснение условий равновесия рычага;

- Изучение равноускоренного движения;

- Изучение колебаний нитяного маятника;

- Изучение явления теплообмена;

- Изучение закона Ома;

- Изучение свойств собирающей линзы.

2.2 Он-лайн виртуальные лаборатории

Существуют он-лайн виртуальные лаборатории, которые не требуют установки на компьютер, а могут запускаться с помощью Adobe Flash плеера. Самым ярким примером такой программы может служить он-лайн лаборатория “VirtuLab”. Итак, давайте поподробнее узнаем о этом проекте.

Данные проекты изначально появились в Европе и Америки, и через некоторое время дошли до нашей страны (Рунета). Они отличаются условиями доступа, примененными технологиями, содержанием. Пожалуй, наиболее интересным является открытый проект VirtuLab. Если быть кратким, то VirtuLab является сборником виртуальных опытов для углубленного знакомства с различными учебными дисциплинами. Это свободно доступный ресурс - для доступа к обучающим программам не требуется даже регистрации.

Ресурс VirtuLab - крупнейший в Рунете многоотраслевой сборник он-лайн лабораторий, ориентированных на школьную программу.

Технические требования проекта минимальны: здесь не надо инсталлировать каких-либо клиентов, достаточно браузера с поддержкой Flash. А вот для работы с трехмерными физическими лабораториями также понадобится Adobe Shockwave Player с установленным Havok Physics Scene. Вполне возможно, что это дополнение придется «прикручивать» самостоятельно - для этого понадобится зайти на сайт director-online.com и в разделе Downloads выбрать нужную версию файла (доступны загрузки для платформ Windows и Mac OS). Распаковать полученный архив нужно в каталог Xtras вашего Adobe Shockwave Player, который можно найти в системном каталоге Windows. Наградой станут лаборатории, выполненные в полном 3D и демонстрирующие разнообразные опыты: от экспериментов с динамометрами до рефракции и других оптических эффектов.

Коллекция VirtuLab достаточно велика. Основной ресурс проекта - «виртуальный эксперимент». С технической точки зрения это интерактивный ролик, выполненный с помощью Adobe Flash. Каждое видео позволяет провести какой-либо эксперимент в форме своеобразного квеста: у нас есть все необходимые инструменты и объекты, которые следует использовать для получения результата. Как и положено, у всех виртуальных экспериментов есть цель и задание. Необходимые подсказки и указания выводятся в виде текстовых сообщений.

Содержание заданий здесь может быть самым разным, однако их объединяет ориентирование на объем школьной программы по соответствующим дисциплинам. Возьмем для примера физический раздел. Как известно, физика вообще может быть весьма затратной в своей экспериментальной ипостаси. Но если даже состояние ядерных арсеналов рассчитывают с помощью компьютерных моделей, то уж использовать компьютерное моделирование для образовательных нужд - очевидная вещь.

В этом разделе можно найти эксперименты, демонстрирующие различные законы механики: свободные и вынужденные колебания, задачи на вычисление траекторий движения различных объектов и многие другие. Есть в каталоге и эксперименты, показывающие действие различных оптических и электрических эффектов, например позволяющие лучше разобраться в допплеровском эффекте или же работе электромотора. Присутствуют также подразделы с виртуальными экспериментами по молекулярной и квантовой физике.

Опыты разделены по 6 основным разделам физики:

1. Механические явления;

2. Тепловые явления;

3. Электричество;

4. Квантовые явления;

5. Молекулярная физика;

6. Оптика.

Пример.

Войдём в один из предлагаемых нам разделов и запустим программу (проведём опыт) Итак, допустим мы выбрали раздел - “Оптика”, - “Наблюдение сплошного и линейчатых спектров излучения”. Программа предлагает нам задать путь прохождения света через грани плоскопараллельной пластины, выбрав курсором схему в верхней части экрана. Так же как и в реальном (лабораторном) опыте здесь можно менять источник света (нажав курсором на соответствующей кнопке в верхней части экрана) и наблюдать его спектр на экране.

Программа этого курса предназначена для углубления знаний и развития познавательного интереса к физике при изучении раздела «Световые явления». Реализация курса выстроена в соответствии с учётом возможности реализации программы в школьном кабинете. Элективный курс адресован для учащихся 9-х классов общеобразовательных учреждений в период профильной подготовки и рассчитан на 12 часов. Он служит дополнением к базовому курсу изучения раздела в физике «Световые явления», который является очень познавательным и интересным для учащихся. Однако выделенного времени по базовой программе не достаточно для глубокого осмысления многих оптических явлений. Данный элективный курс поможет учащимся более глубоко понять некоторые оптические явления и осознать роль человека в изучении природы.

Цель: углубление знаний в изучении отражения, распространения, преломления света, явления дисперсии, видов спектров, спектрального анализа и его применения, происхождения линейчатых спектров, поглощение и испускание света атомами.

Запустим другой раздел, в этой же теме - Оптика, - Наблюдение интерференции и дифракции света. Данная имитация лабораторной работы позволяет нам пронаблюдать интерференцию и дифракцию света в мыльной рамке (жёлтый, белый свет) в мыльных пузырях и сжатых стёклах.

Целью данной работы будет экспериментально изучить явление интерференции и дифракции.

Описание работы.

1) Интерференция - явление характерное для волн любой природы: механических, электромагнитных. "Интерференция волн - сложение в пространстве двух (или нескольких) волн, при котором в разных его точках получается усиление или ослабление результирующей волны”. Для образования устойчивой интерференционной картины необходимы когерентные (согласованные) источники волн. Когерентными называются волны, имеющие одинаковую частоту и постоянную разность фаз условия максимум минимумов. Интерференционная картина - регулярное чередование областей повышенной и пониженной интенсивности света. Интерференция света - пространственное перераспределение энергии светового излучения при наложении двух или нескольких световых волн. Следовательно, в явлениях интерференции и дифракции света соблюдается закон сохранения энергии. В области интерференции световая энергия только перераспределяется, не превращаясь в другие виды энергии. Возрастание энергии в некоторых точках интерференционной картины относительно суммарной световой энергии компенсируется уменьшением её в других точках (суммарная световая энергия - это световая энергия двух световых пучков от независимых источников). Светлые полоски соответствуют максимумам энергии, темные - минимумам;

2) Дифракция - явление отклонения волны от прямолинейного распространения при прохождении через малые отверстия волной малых препятствий. Условие проявления дифракции: d - размер препятствия, длина волны. Размеры препятствий (отверстий) должны быть меньше или соизмеримы с длиной волны. Существование этого явления (дифракции) ограничивает область применения законов геометрической оптики и является причиной предела разрешающей способности оптических приборов. Дифракционная решетка - оптический прибор, представляющий собой периодическую структуру из большого числа регулярно расположенных элементов, на которых происходит дифракция света.

Штрихи с определенным и постоянным для данной дифракционной решетки профилем повторяются через одинаковый промежуток d (период решетки). Способность дифракционной решетки раскладывать падающий на нее пучок света по длинам волн является ее основным свойством. Различают отражательные и прозрачные дифракционные решетки. В современных приборах применяют в основном отражательные дифракционные решетки.

2.3 Видео уроки по предметам школьной программы

Если рассматривать новые компьютерные технологии с точки зрение ученика (обучающегося), то они позволяют получать новые знания не только на уроках, но и за пределами учебного класса. Всё вышесказанное можно осуществлять с помощью видео уроков.

Давайте поподробнее познакомимся с такой возможностью, итак еще относительно недавно было сложно представить, что, не выходя из дома, можно будет получать бесплатные открытые уроки по самым различным дисциплинам от опытнейших педагогов. И уж тем более было сложно представить, что все это будет совершенно бесплатным. С развитием интернета бесплатные видео уроки получили невероятно широкое распространение и продолжают набирать популярность.

Да, такие видео уроки не позволят пользователю получить диплом об окончании курсов, но это, пожалуй, их единственный недостаток. Тем более что знания, полученные в процессе обучения, могут пригодиться в получении диплома, так как с их помощью получение документа об образовании становится более легким. Приобретенные знания сыграют в процессе основного обучения не последнюю роль.

С их помощью школьник может расширить свои познания в интересующей области, доведя их уровень до высокого уровня. Только зная азы, которые преподают в школе, можно с уверенностью браться за дальнейшее изучение различных наук.

Используя видео уроки он-лайн, можно обучаться со скоростью, которая является самой подходящей для вашего ребенка. Если пропущенные во время основной учебы знания становятся причиной «скатывания», то бесплатные видео уроки - как раз то, что нужно. С их помощью школьник легко и достаточно быстро сможет ликвидировать пробелы в знаниях, а возможно, и преуспеть в основной учебе.

Для этого нужно лишь включить компьютер с доступом в Интернет и посетить наш ресурс. Здесь вы обязательно найдете видео-учебник нужной тематики, который поможет решить проблемы с пробелом в знаниях. Вашему вниманию представлены учебные видео уроки он-лайн от опытных преподавателей. образование преподавание школьный

Можете не бояться прослушать ценную информацию, так как при необходимости можно всегда включить эти бесплатные уроки заново. Опоздания на занятия также можно не бояться, ведь время их начала зависит только от вас, так же как и место их проведения. Усаживайтесь поудобнее перед компьютером и включайте видео уроки.

Отныне, для того чтобы пройти пропущенный школьный материал, вовсе необязательно записываться на платные курсы или приходить на платные консультации к преподавателям.

Сайт является абсолютно бесплатным и не требующим регистрации и располагается на ресурсе. Видео уроки запускаются с помощью он-лайн проигрывателя и достаточно просты в эксплуатации. Все видео уроки представлены по всем основным темам и расположены в порядке их обучения в учебной программе.



Заключение

Технология при переводе с греческого (techne) означает искусство, мастерство, умение, а это не что иное, как процессы. Под процессом следует понимать определенную совокупность действий, направленных на достижение поставленной цели. Процесс должен определяться выбранной человеком стратегией и реализовываться с помощью совокупности различных средств и методов.

Информация является одним из ценнейших ресурсов общества наряду с такими традиционными материальными видами ресурсов, как нефть, газ, полезные ископаемые и другими, а значит, процесс ее переработки по аналогии с процессами переработки материальных ресурсов можно воспринимать как технологию.

Информационная технология - процесс, использующий совокупность методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).

Известно, что, применяя разные технологии к одному и тому же материальному ресурсу, можно получить разные идеи, продукты. То же самое будет справедливо и для технологии переработки информации.

Например, при подготовке к уроку, каждый учитель применяет свою технологию переработки первичной информации (материала, необходимого для изучения конкретной темы).

Информационный продукт (непосредственно тип урока) зависит от того, как учитель «видит» данный урок.

Компьютеры и информационные технологии вообще - удобный инструмент, который при разумном использовании способен привнести в школьный урок элемент новизны, повысить интерес учащихся к приобретению знаний, облегчить учителю задачу подготовки к занятиям. К сожалению, пока зачастую роль компьютера сводится только к возможностям неоправданно дорогой пишущей машинки. Но на это есть объективные причины: не все учителя в достаточной степени владеют навыками работы с компьютером. И все-таки компьютер должен стать такой же неотъемлемой частью любого кабинета, как доска и мел. Последние, кстати, в ряде кабинетов должны быть вытеснены современными средствами экранной видео проекции. Легко представить себе урок, во время которого учитель, используя специальные компьютерные указательные устройства (от простейшей «мышки» до компьютеризированной лазерной указки), демонстрирует учащимся специально подобранный ряд учебных видеофрагментов, трехмерные модели, компьютерные эксперименты и прочее. Фантастикой это давно уже не кажется, просто для внедрения таких технологий в обычный школьный урок требуется большая работа учителя - энтузиаста, организационная помощь администрации и материальная поддержка государства.

Применение компьютера на разных этапах обучения позволяет довести время активной работы учеников на уроке до 75-80% времени урока, вместо обычных 15-20%. Современные школьники быстрее и с большим интересом усваивают информацию с экрана компьютера, чем со слов учителя.

Наверное, поэтому, к учителям, использующим на своих уроках информационные технологии, наблюдается больший интерес школьников. Такой учитель идет в ногу не только со временем, но и с ребятами. Безусловно, такое движение дает свои плоды, которые благоприятно сказываются на результатах обучения.

Итак, надеюсь, что в своей работе я смог затронуть важные аспекты внедрения и распространения новых информационных технологий в процесс преподавания физики.



Список использованной литературы

1. А.В. Контев “Методические рекомендации по подготовке и защите выпускных квалификационных работ студентов” (бакалавриата, магистратура). - БГПУ, Барнаул 2002 г.

2. Д.П. Тевс, В.Н. Подкорытова, Е.И. Апольских, М.В. Афонина “Использование современных информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе”. - БГПУ, Барнаул 2006 г.

3. И.Г. Захарова “Информационные технологии в образовании”. - Москва, изд-во Академия, 2008 г.

4. Е.С. Полат “Новые педагогические и информационные технологии в системе образования”. - Москва, изд-во Академия, 2009 г.

5. Апатова Н.В. Информационные технологии в школьном образовании. - М.: Школа-Пресс, 2002.

6. Гоц Н.А. Применение информационных технологий на уроках. // Материалы конф. «Школа и компьютер». - М., 2004.

7. Гузеев В.В. Образовательная технология ХХI века: деятельность, ценности, успех. - М.: Центр «Педагогический поиск», 2004.

8. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования. / Под ред. Е.С. Полат. М.: Академия, 2000.

9. Роберт И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы, перспективы использования. - М.: Школа-Пресс, 2004.

10. Сивухин Д.В. Общий курс физики. В 5 томах. Том I. Механика. (4-е изд., 2005).

Размещено на Allbest.ru

...