Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Оглавление

• Введение
• 1. Методы и цели обучения физики в общеобразовательных школах
• 2. Достоинства и проблемы использования компьютерных технологий в общеобразовательных школах
• 2.1 Цели и задачи внедрения компьютерных технологий в процесс обучения, в частности в физику, в общеобразовательных школах
• 2.2 Преимущества применения компьютерных технологий в образовательном процессе
• 2.3 Недостатки и проблемы применения компьютерных технологий в образовательном процессе
• 3. Роль лабораторных работ в обучении физики в общеобразовательных школах
• 3.1 Дидактическая роль лабораторных работ
• 3.2 Классификация лабораторных работ по физике
• 4. Применение компьютерных технологий при выполнении лабораторных работ по физике
• Заключение
• Список использованной литературы


Введение

Информатизация образования основывается на широком внедрении и использовании в образовательных целях новых информационно-коммуникационных технологий. Эти технологии выступают и как механизм глобализации, построения единого образовательного пространства, реализованного через создание глобальных информационных систем, которые открывают новый этап международной интеграции, в решении таких стратегических задач.

В педагогической и методической литературе отмечены несколько направлений применения информационных технологий в образовании, среди них востребованы в школьной учебной практике - четыре основных: компьютер, как средство контроля знаний; лабораторный практикум с применением компьютерного моделирования; мультимедиа-технологии, как иллюстративное средство при объяснении нового материала, персональный компьютер, как средство самообразования. Применение компьютера позволяет сделать часть уроков нетрадиционными, яркими, насыщенными, применить новые способы подачи материала и разнообразные формы контроля.

Актуальность темы. Современные тенденции в развитии системы высшего образования на международном и государственном уровнях отражают его направленность на подготовку специалистов нового поколения, способного намного быстрее адаптироваться к темпу современного развития науки и техники. В новой концепции системы высшего образования Узбекистана акценты переносятся на разностороннее и профессиональное развитие их личности, направленное к достижению именно этих критериев. Ставится задача формирования у выпускников высших учебных заведений (ВУЗ) системы профессиональных компетенций, позволяющих им успешно решать практические задачи в широком спектре разнообразных профессиональных ситуаций, использовать компьютерные технологии современности в учебном процессе, в частности при проведение лабораторных занятий в общеобразовательных школах. Подготовка компетентного специалиста в условиях современного информационного общества непременно включает формирование у него системы общих и профессиональных ИКТ-компетенций.

Цель курсовой работы заключается в анализе методики и проблемы эффективного использования компонентов ИКТ-инфраструктуры учебной среды учителями физики на лабораторных занятиях в средней общеобразовательной школе.

Для осуществления обозначенной цели служат следующие задачи:

1. Исследовать возможность применения информационных технологий в системе школьного образования

2. Раскрыть различные методы в применении информационных технологий в процессе среднего профессионального образования

3. На основе анализа психолого-педагогической, методической и специальной литературы определить методические подходы к формированию компетентности в области использования средств ИКТ на лабораторных занятиях по физике в средней школе.

4. Рассмотреть возможность использования ИКТ в лабораторном физическом эксперименте в составе учебной дисциплины

5. Рассмотреть методику комплексного использования средств ИКТ на лабораторных занятиях по физике в средней общеобразовательной школе.

6. Изучить состояние преподавания физики в обычных непрофильных старших классах средней школы.

Объект курсовой работы - процесс применения компьютерных технологий учителями физике в средних общеобразовательных школах.

Предмет курсовой работы - содержание, методы, формы и средства проведения лабораторных занятий учителями физики в средней общеобразовательной школе с использованием ресурсов и инструментов компьютерной виртуальной образовательной среды.

Методологической основой для исследования послужили научные труды известных отечественных и зарубежных педагогов, анализ уроков физики в общеобразовательных школах в период практики. В качестве теоретической базы исследования были использованы публикации, посвящённые педагогике, лабораторным занятиям и физике.

Структура и объем курсовой работы. Курсовая работа состоит из введения, четырех глав, заключения. Объем курсовой работы 33 страницы. Список литературы содержит 14 наименований.



1. Методы и цели обучения физики в общеобразовательных школах

Основной задачей школы является вооружение учеников крепкими знаниями основ наук, формирование научного мировоззрения, развитие творческих способностей учеников и их всестороннее воспитание. Определяющая роль в достижении этих заданий принадлежит методам обучения, которые применяют на уроках.

Учебная работа учителя очень разнообразна, и все же она подлежит определенным закономерностям, которые можно понять лишь тогда, когда систематизировать опыт работы многих учителей и результаты специальных научно-педагогических исследований. В учебном процессе учитель принимает участие вместе с учениками, он организует их учебно-познавательную деятельность различными путями и способами. И именно эти способы взаимосвязанной деятельности учителя и учеников определенным образом упорядоченные и направленные на достижение поставленной цели образования, называют методами обучения.

Разработкой методов обучения и их классификацией занимается дидактика. Считают, что усвоение знаний происходит на трех уровнях:

· осмысленное восприятие и запоминание;

· применение знаний по образцу и в похожей ситуации;

· творческое применение знаний.

В процессе обучения физике учитель разными способами руководит процессом познания учениками с учетом специфики своего предмета. Методы, которые он применяет, называются частно-методическими. В методике физики эти методы классифицируют за такими признаками:

· за способом передачи информации от учителя к ученикам;

· за характером деятельности учителя;

· за характером деятельности учеников.

Физика - достаточно сложный для сознательного усвоения предмет. Многие учащиеся испытывают затруднения в понимании физических закономерностей, доказательств, рассуждений и выводов; наблюдается значительный разрыв в восприятии содержания физики как предмета разными учащимися. Чтобы учесть интересы и способности учащихся необходимо осуществлять дифференцированный подход при обучении физике.

Нельзя не учитывать познавательные интересы и профессиональные намерения учащихся. В любом классе есть учащиеся, которые предполагают связать свою будущую профессию с физикой (это, как правило, сильные учащиеся, обучающиеся на «4» и «5»), и есть учащиеся, уверенные , что физика не пригодится им в будущей профессии. Эти учащиеся имеют более низкие оценки по физике. Особое внимание учету способностей и интересов необходимо проявлять при обучении старших школьников (в возрасте 15-17 лет), поскольку, согласно современным психолого-педагогическим теориям, именно в эти годы заканчивается формирование типа личности подростка, учение приобретает целенаправленный характер, ориентированный на успешное окончание школы и выбор будущей профессии.

Задача физики - исследовать закономерности физических явлений и находить способы применения этих явлений в жизни человека. Задача преподавателя не только знать физику, но и овладеть научно-обоснованным арсеналом приемов и способов передачи знаний учащимся.

Требования к преподавателю физики:

1. знать предмет - быть ученым своего предмета

2. уметь преподнести этот предмет - быть педагогом

3. быть артистом

Курс физики является обязательным в курсе средней школы (для сравнения в Соединенных Штатах Америки только 20% школьников выбирают физику для обучения).

Физика является теоретическим фундаментом современной техники, помогает познать окружающий мир, является элементом общечеловеческой культуры.

Физика использовала математику, как аппарат. Благодаря физике математика развивается (сейчас). Элементы физики используются в геологии, биологии, химии. Происходит дифференциация и интеграция наук.

Образование в школе, обучение физике считают направленным на развитие личности, если через него удается решить:

- задачу гармонизации отношений человека с природой через освоение современной научной картины мира;

- задачу стимулирования интеллектуального развития личности и обогащения мышления через освоение современных методов научного познания;

- исходя из того, что человек живет в обществе, задачу его социализации через погружение в существующую культурную, техногенную и информационную среду;

- учитывая насыщенность и динамичность информационной среды, задачу создания предпосылок и условий для непрерывного самообразования;

- принимая во внимание интегративные тенденции развития науки и техники и растущий уровень научной грамотности, задачу создания условий для широкого базового образования, позволяющего достаточно быстро переключаться на смежные и новые области профессиональной деятельности на основе новых информационных технологий.

Необходимым шагом для этого является введение в систему преподавания физики в школе новых инновационных форм, например, создание учебного курса, качественно отличного по структуре и содержанию от традиционного курса своей направленностью на развитие мотивации и навыков самостоятельного творческого мышления и самообразования.

Образовательная парадигма развития, применительно к средней школе, подразумевает формирование компетентности, эрудиции, критического мышления, творческого начала, культуры личности. В этом состоит ее отличительное свойство по сравнению с прежней парадигмой обучения, главными лозунгами которой были знания, умения, навыки и воспитание.

Преподавание физики в общеобразовательной школе служит, прежде всего, базой для формирования научного мировоззрения учащихся, их идейных убеждений, нравственных черт личности. Единство идейного, трудового и нравственного воспитания школьников становится основой воспитывающей функции обучения физике, которая реализуется присущими этому учебному предмету средствами (в частности, при раскрытии таких аспектов, как человек и труд, человек и машина, роль науки в современном обществе, современная научно-техническая революция, творчество и смекалка в труде).

Процесс обучения физике представляет совокупность последовательных и взаимосвязанных действий учителя и учащегося, направленное: на сознательное и прочное усвоение учениками основ физики, на приобретение ими практических навыков, на умение применять знания в жизни, на развитие самостоятельного, творческого и критического мышления и наблюдательности, на формирование основ диалектического мировоззрения.

Обучение физике в основной школе направлено на ознакомление с физическими явлениями и методами научного познания природы, на формирование на этой основе представлений о физической картине мира. На уроках физики учащиеся должны научиться наблюдать природные явления, использовать измерительные приборы для изучения физических явлений, представлять результаты измерений с помощью таблиц и графиков, выявлять зависимости между физическими величинами, применять полученные знания для объяснения природных явлений и принципов действия технических устройств, для решения практических задач повседневной жизни и обеспечения безопасности жизнедеятельности.

Процесс обучения физике должен быть ориентирован на развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей учащихся, на формирование умений самостоятельно приобретать новые знания в соответствии с жизненными потребностями и интересами. Изучение физики должно внести свой вклад в воспитание учащихся путем формирования убежденности в познаваемости окружающего мира, в необходимости разумного использования достижений науки и технологий для дальнейшего развития человеческого общества, а также в воспитание уважения к творцам науки и техники как к важным участникам процесса создания общечеловеческой культуры.

В практике работы школы обычно на первом плане оказывается задача овладения суммой знаний. Однако без развития умственных способностей любая сумма знаний, признанная сегодня необходимой каждому, завтра будет считаться неполной. Поэтому актуальной задачей современной школы является перенос основного внимания с процесса передачи знаний на процесс развития интеллектуальных и творческих способностей учащихся.

Необходимые условия для достижения целей обучения. По Л.С. Выготскому, обучение и развитие происходят эффективно в том случае, если предлагаемые в процессе обучения задания по уровню трудности несколько выше достигнутого уровня знаний обучаемого. Если предлагаемые сегодня проблемы учащийся может решить с помощью учителя, то завтра он сможет решать такие проблемы самостоятельно. Это ориентация на зону ближайшего развития - на завтра, а не на вчера в развитии ребенка. При таком подходе на каждом уроке перед учащимися нужно ставить трудные проблемы, требующие умственных усилий. Но ориентация только на трудное обучение с постановкой все более сложных проблем на каждом уроке не гарантирует успеха. Для достижения успеха в обучении и развитии учащихся необходима их внутренняя мотивация к процессу учения. Как же создать эту мотивацию?

Выбор средств для мотивации к учению в основной школе очень небольшой. В этом возрасте большинство учащихся еще не задумываются всерьез о «далеком будущем» после окончания школы. Поэтому практически единственное средство мотивации учения - возбуждение интереса к изучаемому предмету, к предлагаемым проблемам.

Как же сделать процесс обучения физике интересным для всех учащихся? Общей закономерностью человеческой психики является непроизвольное внимание ко всему новому, ранее невиданному, неизвестному, яркому, эффектному. Поэтому подготовка учителя к уроку должна начинаться с поиска ответов на такие вопросы: - Чем может быть интересна эта тема учащимся? - Как я смогу привлечь их внимание к изучению этой темы?

На этом этапе нужно обратить внимание на тот факт, что физика как учебный предмет в сравнении с другими предметами обладает таким существенным потенциальным преимуществом, как возможность привлечения внимания учащихся почти на каждом уроке демонстрацией нового, неизвестного им природного явления, физического эффекта. Долго ли может удерживаться внимание учащихся к изучаемой теме на уроке при наблюдении нового явления и обсуждении его? Способности учащихся в возрасте 12-14 лет удерживать произвольное внимание к чему-либо внешнему по отношению к ним самим, вне их собственных интересов, весьма ограничены, а непроизвольное внимание, возбужденное эффектным опытом или рассказом о необыкновенном явлении с использованием плаката или проекции, затухает через 5-10 мин.

Как же может успешно продолжаться процесс обучения на уроке? Ключом к решению проблем обучения может послужить осуществление деятельностного подхода к процессу обучения. Познание мира и развитие способностей человека происходят только в процессе его индивидуальной самостоятельной и активной познавательной деятельности. Поэтому все опыты по наблюдению физических явлений, эксперименты по изучению физических свойств тел, проверке гипотез, доступные и безопасные для самостоятельного выполнения школьниками, можно предлагать учащимся выполнять самостоятельно. Успешному изучению физики способствует самостоятельное взаимодействие с предметами окружающего мира, экспериментирование, участие в спорах при обсуждении результатов.

Использование деятельностного подхода к процессу обучения при поверхностном взгляде может показаться простым делом. Вместо долгих объяснений учитель предлагает учащимся самостоятельно прочитать очередной параграф учебника, самостоятельно выполнить описанные в нем опыты, самостоятельно ответить на контрольные вопросы или выполнить задания теста для самопроверки результатов обучения. Формально это деятельностный подход к процессу обучения, так как учащимся предлагаются различные виды самостоятельной деятельности. Но это верно только формально, но не по существу. Для многих школьников эффективным средством повышения уровня мотивации к познавательной и творческой деятельности может служить использование метода проблемного обучения. Этот метод связан с постановкой перед учащимися интеллектуальных проблем, требующих серьезных умственных усилий для своего разрешения, выполнения экспериментальных исследований, обработки и теоретического осмысления полученных результатов. Когда речь идет о необязательных занятиях с учащимися по их интересам, целесообразность использования метода проблемного обучения не вызывает сомнений. Но возможность систематического использования этого метода на обычных уроках многим представляется весьма сомнительной.

Почему те же самые ученики, которые не хотели приложить минимальных усилий для запоминания двух предложений определения физической величины и единицы ее измерения, вдруг захотят выполнить самостоятельное экспериментальное исследование зависимости этой величины от другой величины?

Нужно осознать, что учащиеся не учат и не запоминают что-то из предлагаемого учителем не назло ему, а просто потому, что им это неинтересно. Главная причина скуки и апатии учащихся на уроках - это не лень, а безделье. Большую часть урока по схеме «опрос - объяснение - закрепление» ум и руки учащихся в бездействии, им нужно лишь «прилично выглядеть» - не разговаривать, не читать постороннюю литературу, не дерзить, не задавать трудных или неудобных вопросов. Поэтому весь секрет в том, чтобы поставить перед учащимися очередную учебную проблему не в виде привычного задания, а как загадку, детективную историю, которую нужно разгадать. При этом проблема должна открывать возможность каждому учащемуся самостоятельной познавательной или поисковой деятельности. Но где найти интересные проблемы на каждый урок? Никакие специально придуманные проблемы несравнимы с теми, которые ставила перед человеком Природа, решая которые он стал Человеком. Нет проблем интереснее и важнее проблем познания окружающего мира.

Противопоставление задач приобретения знаний и развития способностей учащихся лишено смысла - эти задачи неразделимы. Успешное обучение. Возможность совмещения на практике одновременно принципов развивающего обучения, деятельностного подхода к организации процесса обучения, проблемного обучения и все это с выполнением условия высокого уровня внутренней мотивации к учению может представляться труднодостижимой задачей. Но перечень необходимых условий обучения и развития учащихся еще не закончен: обучение обязательно должно быть успешным!

Если ученик - цель, то школа, учитель, учебные предметы лишь средства, служащие этой цели. Нормальная роль учителя в этой системе - это роль помощника ученика, а не контролера. Любой учебный предмет должен рассматриваться не как цель, которой должен достигнуть учащийся, а лишь как одно из средств школы для достижения основной цели - максимального развития индивидуальных способностей каждой личности. Подход к любому учебному предмету как к средству развития способностей учащегося изменяет в принципе систему отношений между учителем и учащимся в процессе обучения. Учитель средствами своего предмета предоставляет разнообразные возможности для развития личности учащегося и отмечает все его успехи, создавая тем самым стимулы к продолжению обучения. Неуспевающих учащихся в нормальном учебном процессе быть не должно. Если учитель учит, то у каждого учащегося обязательно будут какие-то успехи. Задача учителя - заметить эти успехи и заслуженно оценить. Главное, что может дать этот подход к оценке учебной деятельности учащихся, - это изменение отношения учащихся к процессу обучения. Одним из главных мотивов к продолжению любой деятельности для человека является успешность этой деятельности. Нет успехов - нет желания к продолжению деятельности. Нет желания - нет и самой деятельности, а есть лишь ее имитация. Поэтому обучение должно быть успешным, победным. Как можно сделать победным для всех проблемное обучение с постановкой задач, выходящих за достигнутый уровень развития? Для успешного обучения нужно незаметно помогать им самостоятельно найти решение этих проблем. Успех на каждом уроке является стимулом к дальнейшему обучению. Обучение должно быть трудным, но обязательно победным для всех учащихся.



2. Достоинства и проблемы использования компьютерных технологий в общеобразовательных школах

2.1 Цели и задачи внедрения компьютерных технологий в процесс обучения, в частности в физику, в общеобразовательных школах

Информатизация начального профессионального образования - веление времени, приводящее к необходимости внедрения информационных технологий, основанных на современной вычислительной технике, в повседневную практику жизни специалистов любой профессии. Специалист должен обладать т.н. «двойной компетенцией»: помимо сугубо традиционных профессиональных знаний иметь знания и навыки работы с информационными технологиями, информационную культуру.

Информационные технологии в средних специальных заведениях используются для достижения следующих педагогических целей:

1. Развитие личности обучаемого, подготовки его к самостоятельной продуктивной деятельности в условиях информационного общества, включающей (кроме передачи информации и заложенных в них знаний):

· развитие конструктивного, алгоритмического мышления благодаря особенностям общения с компьютером;

· развитие творческого мышления за счёт уменьшения доли репродуктивной деятельности;

· развитие коммуникативных способностей на основе выполнения совместных проектов;

· формирование умения принимать оптимальные решения в сложной ситуации (в ходе компьютерных деловых игр и работы с программами-тренажёрами);

· развитие навыков исследовательской деятельности (при работе с моделирующими программами и интеллектуальными обучающими системами);

· формирование информационной культуры, умение обрабатывать информацию (при использовании текстовых, графических и табличных редакторов, локальных и сетевых баз данных).

2. Реализация социального заказа, обусловленного информатизацией современного общества:

· подготовка специалистов в области информационных технологий к самостоятельной познавательной деятельности.

3. Интенсификация всех уровней учебно-воспитательного процесса:

· повышение эффективности и качества обучения за счет применения информационных технологий;

· выявление и использование стимулов активизации познавательной деятельности;

· углубление межпредметных связей в результате использования современных средств обработки информации при решении задач по самым различным предметам (компьютерное моделирование, локальные и сетевые базы данных).

Среди всех учебных дисциплин физика - наиболее поддающийся компьютеризации предмет. Уже давно компьютер здесь успешно применяется для облегчения рутинной работы по выполнению расчетов. Но информационные технологии можно использовать и для изучения теоретического материала, тренинга, в качестве средства моделирования и визуализации и т.д. Выбор зависит от целей, задач и этапа урока (объяснение, закрепление, повторение материала, проверка знаний и др.). Использовать ИКТ учителя физики могут на каждом уроке, и на разных его этапах.

Отличительными чертами проектной работы является то, что в процессе ее выполнения:

- осуществляется поиск информации в различных источниках, ее классификация и обработка;

- теоретическое изучение того или иного вопроса должно непременно сопровождаться приобретением специальных практических умений и навыков (сканирование иллюстраций, видеомонтаж, интеграция объектов из различных программ и т.д.),

- защита требует выработки у ребят навыков публичного общения, дискутирования, умения аргументировано отстаивать собственную позицию.

- работа преимущественно осуществляется в группе, и требует овладения особыми навыками коллективной работы и межличностного общения.

Итак, создание творческого мультимедийного проекта учащимися - это мощный инструмент, позволяющий формировать у детей необходимые знания и познавательные приемы, а также развивать мотивацию учебной деятельности, способствуя тем самым развитию мотивационного и процессуального компонентов познавательной самостоятельности. И в этом дидактическом процессе учителю принадлежит ведущая роль.

Основные этапы урока с использованием ИКТ: творческие проекты, самоконтроль, презентация нового материала, усвоение нового материала, лабораторные и практические работы, повторение и обобщение материала, тестовый контроль знаний, домашнее задание, демонстрационные материалы.

Применение компьютера позволяет сделать часть уроков нетрадиционными, яркими, насыщенными, применить новые способы подачи материала и разнообразные формы контроля.

Несмотря на все недостатки интересна компьютерная диагностика знаний:

- Дети любят сдавать зачет компьютеру, так как в глубине души понимают, что оценка знаний объективная.

- Тестирование позволяет предельно концентрировать внимание учащихся.

- Подобный контроль в сочетании с другими методами проверки знаний позволяет иметь достаточно полные сведения об успехах каждого учащегося, дает возможность скорректировать и свою деятельность.

Грамотное применение современных компьютерных технологий на уроках позволяет сделать их интересными и красочными, живыми и динамичными. Развитие абстрактного, логического мышления детей происходит через образное.

2.2 Преимущества применения компьютерных технологий в образовательном процессе

- Индивидуализация обучения;

- Интенсификация самостоятельной работы учащихся;

- Рост объема выполненных на уроке заданий;

- Возможность получения различного рода материалов через сеть Интернет и использование специальных дисков. Мультимедиа-система электронного учебника позволяет наполнить программу звуком естественных процессов, продублировать текст голосом диктора, создать необходимый музыкальный фон для работы, включить любой видеофрагмент, «оживить» мультипликацией любой географический процесс; что обеспечивает большую наглядность и интерес учащихся;

- Повышение познавательной активности и мотивации усвоения знаний за счет разнообразия форм работы, возможности включения игрового момента: решишь верно примеры - откроешь картинку, вставишь правильно все буквы - продвинешь ближе к цели сказочного героя. 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.

- Интегрирование обычного урока с компьютером позволяет учителю переложить часть своей работы на ПК, делая при этом процесс обучения более интересным, разнообразным, интенсивным. В частности, становится более быстрым процесс записи определений, теорем и других важных частей материала, так как учителю не приходится повторять текст несколько раз (он вывел его на экран), ученику не приходится ждать, пока учитель повторит именно нужный ему фрагмент.

- Этот метод обучения очень привлекателен и для учителей: помогает им лучше оценить способности и знания ребенка, понять его, побуждает искать новые, нетрадиционные формы и методы обучения, стимулирует его профессиональный рост и все дальнейшее освоение компьютера.

- Применение на уроке компьютерных тестов и диагностических комплексов позволит учителю за короткое время получать объективную картину уровня усвоения изучаемого материала у всех 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, что невозможно, например, при устном опросе.

- Освоение учащимися современных информационных технологий. На уроках, интегрированных с информатикой, ученики овладевают компьютерной грамотностью и учатся использовать в работе с материалом разных предметов один из наиболее мощных современных универсальных инструментов - компьютер, с его помощью они решают уравнения, строят графики, чертежи, готовят тексты, рисунки для своих работ. Это - возможность для учащихся проявить свои творческие способности;

Целесообразно учителю использовать презентации при изучении нового материала, в которые обязательно должны быть включены демонстрационные материалы, так как наглядность активизирует деятельность учащихся на уроках и тестовые задания для всего класса, контролирующие восприятие учащимися нового материала. Использование презентаций на уроках способствует лучшему усвоению материала, повышает активность учащихся. А если ученик сам готовит презентацию к уроку, то он изучает дополнительную литературу; анализирует, систематизирует материал. Кроме этого, развивает общие интеллектуальные умения: грамотно излагать материал; аргументировать высказывания; умение слушать и слышать высказывания одноклассников. Возможен вариант, когда класс разбивается на несколько групп и каждая из групп готовит проект по отдельным разделам определенной темы. После выполнения проходит защита проекта: каждая из групп представляет результаты своего исследования одноклассникам. В ходе работы над проектом им приходится переработать большое количество информации, в результате чего ученики хорошо ориентируются в данном вопросе, и сложно представить себе ситуацию, чтобы они плохо отвечали на вопросы по данной теме. Они настолько увлекаются изучаемой темой, что изучают достаточно много материала и с удовольствием показывают свои умения оформлять результаты работы на компьютере в виде презентации, сайта, буклета, видеоролика. Оценивается работа по заранее заданным критериям.

Использовать компьютерные технологии можно во время проведения лабораторных и практических работ, то есть проводить обработку данных эксперимента. Такое использование компьютера полезно тем, что прививает учащимся навыки исследовательской деятельности, формирует познавательный интерес, повышает мотивацию, развивает научное мышление.

Применение современных информационных технологий повышает эффективность самообразования. Это связано с тем, что при работе с информацией, записанной в цифровом (электронном) виде, легко организовать автоматический поиск необходимых данных. В электронный вид переведены многие, всемирно известные, энциклопедии и словари, существует большое количество электронных книг и учебников. Растет популярность дистанционного образования, где задания и методические рекомендации обучающийся получает через Интернет или по электронной почте.

2.3 Недостатки и проблемы применения компьютерных технологий в образовательном процессе

- Нет компьютера в домашнем пользовании многих учащихся и учителей, время самостоятельных занятий в компьютерных классах отведено далеко не во всех школах.

- У учителей недостаточно времени для подготовки к уроку, на котором используются компьютеры.

- Недостаточная компьютерная грамотность учителя.

- Отсутствие контакта с учителем информатики.

- В рабочем графике учителей не отведено время для исследования возможностей Интернет.

- Отсутствие демонстрационного центра.

- Сложно интегрировать компьютер в поурочную структуру занятий.

- Не предусмотрено деление класса на группы при проведении занятия в компьютерном классе.

- Не хватает компьютерного времени на всех.

- В школьном расписании не предусмотрено время для использования Интернет на уроках.

- При недостаточной мотивации к работе учащиеся часто отвлекаются на игры, музыку, проверку характеристик ПК и т.п.

- Существует вероятность, что, увлекшись применением ИКТ на уроках, учитель перейдет от развивающего обучения к наглядно-иллюстративным методам.

Компьютер пока не стал полноценным средством обучения в школе. Это связано не только с проблемами, обозначенными в научной литературе. В частности, для достижения положительного эффекта от применения информационных технологий необходимо соблюдение определенных условий:

· временное. Каждый предмет школьной программы имеет свои организационно-методические и содержательные особенности, в соответствии с которыми должен быть выбран момент «включения» в него информационных технологий;

· техническое. Технические характеристики персональных компьютеров различны. В зависимости от круга задач, которые предполагается решать, необходимо подобрать компьютер и дополнительные устройства (сканер, принтер, модем, наушники, микрофон). Круг задач определяет предмет, в изучении которого применяется компьютер. Так, для работы на уроках изобразительного искусства или черчения потребуется более мощный компьютер чем, на уроках математики или информатики;

· организационное. При включении ИТ в процесс изучения предмета встает вопрос настройки программного обеспечения и наладки оборудования. Не каждый учитель владеет навыками необходимыми для комплексного обслуживания компьютерного оборудования или для самостоятельной разработки образовательных средств. Поэтому очевидна потребность учителя в квалифицированном помощнике (в лице лаборанта или учителя информатики).

При соблюдении этих условий, современные информационные технологии могут служить действенным дидактическим средством. Проблемы применения компьютерных средств в процессе обучения связаны с готовностью современного учителя к восприятию персонального компьютера как дидактического средства.

К сожалению, цели и задачи информационного образования учащихся, несмотря на особую привлекательность, не нашли пока должного применения на практике. Процесс внедрения протекает в обстановке крайнего осложнения педагогической деятельности в связи с отсутствием в нашей педагогической науке исследований целостной педагогической подготовки учащихся как самостоятельной проблемы; обоснованных подходов к определению содержания информационной подготовки и реализации его в процессе обучения и воспитания в общеобразовательных школах.

информационный технология лабораторный физика



3. Роль лабораторных работ в обучении физики в общеобразовательных школах

3.1 Дидактическая роль лабораторных работ

Проблему развития мышления школьников нельзя закрывать усвоением умственных действий учениками, поскольку умение ученика теоретически рассуждать об определенной системе действий еще не обеспечивает умения выполнять эти же действия реально. Завершающим этапом в развитии умственных операций учеников является не становление умственного действия, а реализация этого действия в практической деятельности. Обучение физике нельзя представить только в виде теоретических занятий, даже если учащимся на занятиях показываются демонстрационные физические опыты. Ко всем видам чувственного восприятия надо обязательно добавить на занятиях “работу руками”. Это достигается при выполнении учащимися лабораторного физического эксперимента, когда они сами собирают установки, проводят измерения физических величин, выполняют опыты. Лабораторные занятия вызывают у учащихся очень большой интерес, что вполне естественно, так как при этом происходит познание учеником окружающего мира на основе собственного опыта и собственных ощущений.

Под лабораторными работами понимают такую организацию учебного физического эксперимента, при которой каждый ученик работает с приборами или установками.

Дидактическая роль лабораторных работ чрезвычайно большая. Восприятия при выполнении лабораторных работ основаны на большем и более разнообразном количестве чувственных впечатлений и становятся более глубокими и более полными сравнительно с восприятиями при наблюдении демонстрационного эксперимента. При выполнении лабораторных работ ученики учатся пользоваться физическими приборами как орудиями экспериментального познания, приобретают навыки практического характера. В некоторых случаях научная трактовка понятия становится возможной лишь после непосредственного ознакомления учеников с явлениями, что требует воссоздания опытов самими учениками, в том числе и во время выполнения лабораторных работ. Выполнение лабораторных работ способствует углублению знаний учеников из определенного раздела физики, приобретению новых знаний, ознакомлению с современной экспериментальной техникой.

3.2 Классификация лабораторных работ по физике

В практике обучения физике в школе сложились три вида лабораторных занятий:

- фронтальные лабораторные работы по физике;

- физический практикум;

- домашние экспериментальные работы по физике.

Фронтальные лабораторные работы - это такие занятия, в которых ученики сами воспроизводят и наблюдают физические явления или проводят измерение физических величин, пользуясь при этом специальным (лабораторным) оборудованием. Слово "фронтальный" означает, что в данном случае все ученики класса проводят одинаковый эксперимент, пользуясь при этом одинаковым оборудованием. Если длительность фронтальных лабораторных работ не превышает 10-15 минут, то их часто называют фронтальными опытами.

Фронтальные лабораторные работы проводятся во время изучения соответствующего материала. Фронтальные лабораторные работы - это такой вид практических работ, когда все учащиеся класса одновременно выполняют однотипный эксперимент, используя одинаковое оборудование. Фронтальные лабораторные работы выполняются чаще всего группой учащихся, состоящей из двух человек, иногда имеется возможность организовать индивидуальную работу. Соответственно в кабинете должно быть 15-20 комплектов приборов для фронтальных лабораторных работ. Общее количество таких приборов будет составлять около тысячи штук.

Названия фронтальных лабораторных работ приводятся в учебных программах. Их достаточно много, они предусмотрены практически по каждой теме курса физики. Перед проведением работы учитель выявляет подготовленность учащихся к сознательному выполнению работы, определяет вместе с ними ее цель, обсуждает ход выполнения работы, правила работы с приборами, методы вычисления погрешностей измерений.

Фронтальные лабораторные работы не очень сложны по содержанию, тесно связаны хронологически с изучаемым материалом и рассчитаны, как правило, на один урок. Описания лабораторных работ можно найти в школьных учебниках по физике.

Физическим практикумом называют такую форму проведения лабораторных работ, при которой все звенья или группы звеньев учеников получают разные задания усложненного содержания. Практикум проводится после изучения определенного раздела курса физики или чаще всего в конце учебного года. Его задания охватывают большие темы курса и требуют для своего выполнения сложной физической аппаратуры и экспериментальных установок. Проводится с целью повторения, углубления, расширения и обобщения полученных знаний из разных тем курса физики; развития и совершенствования у учащихся экспериментальных умений путем использования более сложного оборудования, более сложного эксперимента; формирования у них самостоятельности при решении задач, связанных с экспериментом.

Физический практикум не связан по времени с изучаемым материалом, он проводится, как правило, в конце учебного года, иногда - в конце первого и второго полугодий и включает серию опытов по той или иной теме. Работы физического практикума учащиеся выполняют в группе из 2-4 человек на различном оборудовании; на следующих занятиях происходит смена работ, что делается по специально составленному графику. Составляя график, учитывают число учащихся в классе, число работ практикума, наличие оборудования. На каждую работу физического практикума отводятся два учебных часа, что требует введения в расписание сдвоенных уроков по физике. Это представляет затруднения. По этой причине и из-за недостатка необходимого оборудования практикуют одночасовые работы физического практикума.

Следует отметить, что предпочтительными являются двухчасовые работы, поскольку работы практикума сложнее, чем фронтальные лабораторные работы, выполняются они на более сложном оборудовании, причем доля самостоятельного участия учеников значительно больше, чем в случае фронтальных лабораторных работ. Физические практикумы предусмотрены в основном программами 9-11 классов. В каждом классе на практикум отводится примерно 10 часов учебного времени. К каждой работе учитель должен составить инструкцию, которая должна содержать: название, цель, список приборов и оборудования, краткую теорию, описание неизвестных учащимся приборов, план выполнения работы. После проведения работы учащиеся должны сдать отчет, который должен содержать: название работы, цель работы, список приборов, схему или рисунок установки, план выполнения работы, таблицу результатов, формулы, по которым вычислялись значения величин, вычисления погрешностей измерений, выводы. При оценке работы учащихся в практикуме следует учитывать их подготовку к работе, отчет о работе, уровень сформированности умений, понимание теоретического материала, используемых методов экспериментального исследования.

Домашний эксперимент - лабораторные работы, которые выполняются учениками дома по заданию учителя. При этом ученики пользуются предметами домашнего употребления или самостоятельно изготовленными самыми простыми приборами.

Выполнять лабораторные работы можно различными способами:

- по инструкции;

- по образцу, предложенному учителем;

- методом «делай, как я», повторяя то, что делает учитель;

- с использованием технологической карточки;

- без инструкции, по памяти, так, как делал эту работу когда-то по инструкции (при проведении лабораторных контрольных работ);

- творческие работы (план работы, необходимые приборы, ход работы и методы вычисления предлагает сам ученик);

- с подведением итогов работы, используя результаты, полученные учениками всего класса (нахождение среднего значения по классу, общей погрешности и т.п.).



4. Применение компьютерных технологий при выполнении лабораторных работ по физике

В настоящее время большое внимание уделяется повышению эффективности учебного процесса. Решение этой проблемы связано с применением в учебном процессе новых методов и приемов обучения. Новые информационные технологии могут эффективно использоваться на традиционных уроках, включающих демонстрационные опыты по физике, на лабораторных занятиях, а также на занятиях физического практикума.

Важно отметить явно недостаточную дифференциацию отдельных линий исследования в содержании проблемы формирования специально профессиональных компетенций будущих учителей физики в применении компьютерных технологий в обучении. Внимание исследователей преимущественно сосредоточено на развитии у студентов общих представлений по вопросам использования средств ИКТ в преподавании предмета, тогда как в практике предметной подготовки учителей физики уже давно являются востребованными конкретные тематические модули, например: «Использование средств ИКТ в решении физических задач», «ИКТ в контроле и учете знаний и умений учащихся», «Дистанционные элективные курсы по физике» и т.п. Значимой и привлекающей интерес является проблема использования ИКТ в учебном физическом эксперименте.

В педагогической и методической литературе отмечены несколько направлений применения информационных технологий в образовании, среди них востребованы в школьной учебной практике - четыре основных: компьютер, как средство контроля знаний; лабораторный практикум с применением компьютерного моделирования; мультимедиа-технологии, как иллюстративное средство при объяснении нового материала, персональный компьютер, как средство самообразования. И все эти направления использования компьютерных технологий можно смело использовать при выполнении лабораторных занятий по физике.

Широкие возможности при выполнении лабораторного эксперимента из физики дает использование компьютерной техники на разных этапах этой работы. Использование компьютера позволяет графически подать какую-нибудь математическую функция (зависимость между определенными физическими величинами), моделировать физические процессы, сложные физические и технологические установки, рассматривать физические процессы в динамике. Применение аналого-цифровых преобразователей дает возможность использовать компьютер во время выполнения лабораторных работ для измерения физических величин и графической интерпретации протекания физических процессов. Применение электронно-вычислительной техники во время обработки результатов эксперимента позволяет избежать больших затрат учебного времени на выполнение однообразных вычислений и увеличить частицу творческой работы школьников.

Вместе с тем, используя компьютер в лабораторном эксперименте, следует помнить, что моделирование физических процессов на компьютере мало способствует формированию у школьников экспериментаторских умений и навыков. Ведь компьютер лишь моделирует физический эксперимент, а модель никогда не может подать исчерпывающие сведения о явлении. Поэтому использование компьютера в лабораторном эксперименте должно дополнять, но не подменивать его. Ученики должны уметь работать с реальными физическими приборами, собирать экспериментальные установки, пользоваться измерительными приборами. Моделирование же разнообразных ситуаций, например, во время работы "конструкторами электрических цепей" и другими аналогичными компьютерными программами, позволит быстрее познать закономерности тех или других процессов и явлений.

Важное место в формировании практических умений и навыков у учащихся на уроках физики отводится демонстрационному эксперименту и фронтальной лабораторной работе. Демонстрационный эксперимент на уроках физики формирует у учащихся накопленные ранее представления о физических явлениях и процессах, пополняет и расширяет кругозор учащихся. В ходе эксперимента, проводимого учащимися самостоятельно во время лабораторных работ, они познают закономерности физических явлений, знакомятся с методами их исследования, учатся работать с физическими приборами и установками, то есть учатся самостоятельно добывать знания на практике.

Как показывает опыт, применение только традиционной методики проведения физического эксперимента приводит к низкому уровню умений и практических навыков учащихся по физике, так как не все ученики умеют:

- анализировать, понимать и интерпретировать графики и таблицы, полученные в ходе эксперимента (не умеют использовать полученные знания по алгебре и геометрии при изучении физики);

- объяснять суть физических явлений (слабый словарный запас терминологии по физике);

- понимать закономерности физических процессов (не видят причинно-следственные связи);

- самостоятельно добывать нужную информацию из различных источников, в том числе электронных (слабо развиты навыки самостоятельной работы с ПК).

Выше перечисленные пробелы в знаниях учащихся влияют на формирование информационной компетентности и уровень обученности учащихся по физике. В связи с этим появляется идея: если проводить физический эксперимент и фронтальные лабораторные работы, используя виртуальные модели посредством компьютера, то можно компенсировать недостаток оборудования в физической лаборатории школы и, таким образом, научить учащихся самостоятельно добывать физические знания в ходе физического эксперимента на виртуальных моделях. Таким образом, появляется реальная возможность формирования необходимой информационной компетентности у учащихся и повышения уровня обученности учащихся по физике.

Необходимо отметить, что компьютерный эксперимент способен дополнить “экспериментальную” часть курса физики и значительно повысить эффективность уроков. При его использовании можно вычленить главное в явлении, отсечь второстепенные факторы, выявить закономерности, многократно провести испытание с изменяемыми параметрами, сохранить результаты и вернуться к своим исследованиям в удобное время. К тому же, в компьютерном варианте можно провести значительно большее количество экспериментов. Данный вид эксперимента реализуется с помощью компьютерной модели того или иного закона, явления, процесса и т.д. Считаю, что работа с этими моделями открывает перед учащимися огромные познавательные возможности, делая их не только наблюдателями, но и активными участниками проводимых экспериментов.

Методики проведения лабораторных работ по физике с использованием информационных технологий позволяют:

1. Глубже понять физические процессы и закономерности, а также научиться применять полученные знания на практике.

2. Реализовать личностно-ориентированный подход в обучении.

3. Интегрировать знания учащихся.

4. Стимулировать учащихся на освоение персонального компьютера.

5. Поэтапно проводить эксперименты, создание ситуацию успеха на уроке, возможность применять методы дифференцированного обучения.

6. Мотивировать учащихся на исследовательскую работу по какой-либо интересующей его теме для самостоятельного создания мультимедийных моделей взаимодействия тел, физических явлений и изменяя параметры взаимодействия, наглядно видеть результат.

С помощью программ по физике можно делать лабораторные работы. Работа получается более наглядная, эффективная. Лабораторные работы можно делать в классе, а также задать как домашнее задание. Изменяя каждому ученику параметры, можно получить большой результат в выполнении работ.

В кабинете физики можно проанализировать ход лабораторной работы по компьютерной модели перед выполнением работы или после выполнения реальной работы провести компьютерное исследование этой же зависимости. Всё это способствует выработке исследовательских навыков, побуждает к творческому поиску закономерностей в различных процессах и явлениях.

Анализ уроков информатизации системы общего образования, изучение опыта работы учителей физики в условиях информатизации средней школы, анализ и обобщение результатов методологических, педагогических и методических исследований по проблеме подготовки будущих учителей к использованию компьютерных технологий в преподавании позволили выявить следующие противоречия в теории и практике обучения:

...