Методика изучения механических колебаний и волн с использованием компьютера в курсе физики профильной школы

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Московский государственный областной университет

Факультет физико-математический

Кафедра теории и методики преподавания физики

Квалификационная работа

Специальность 03.22.00

«Методика изучения механических колебаний и волн с использованием компьютера в курсе физики профильной школы»

Выполнил студент 5 курса д.о. Шувалов Павел Михайлович

Научный руководитель:

К.п.н., доцент Холина Светлана Александровна

Допустить к защите

ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ Д.п.н.,

профессор Хижнякова Людмила Степановна

Москва 2008

Содержание

Глава 1. Основные направления реформирования физического образования

1.1 Концепция физического образования

1.2 Цели и задачи физического образования

1.3 Содержание и структура физического образования

1.4 Программы среднего (полного) общего образования

1.5 Использование новых информационных технологий в обучении и физике

Глава 2. Анализ психолого-педагогической, методической и учебной литературы по теме

2.1 Личностно-ориентированный подход в обучении

2.2 Дидактические принципы как основа конструирования учебного материала по механическим колебаниям и волнам.

2.3 Теоретическое исследование учебных комплектов по физике

2.4 Анализ интерактивных курсов по физике

Глава 3. Методика изучения темы механические колебания и волны

3.1 Содержательная модель темы и методические рекомендации

3.2 Основные понятия относящиеся к механическим колебаниям и волнам

3.3 Система заданий по работе с интерактивными курсами

Глава 1. Основные направления реформирования физического образования

1.1 Концепция физического образования

Проблема содержания курса физики, была актуальной всегда, а сегодня - особенно. Физика - не только совокупность конкретных научных результатов, приведших к изобилию наукоемкого продукта, но и развитие специфического взгляда на природу, мировоззрение, отношение к действительности, не имеющее аналогов в других сферах интеллектуальной деятельности. Однако, изучение физики в школе сегодня весьма затруднительно. Сокращение числа часов (2 часа в неделю по 7 - 11 классам) привело к тому, что оказалось практически невозможным на базовом уровне должным образом изложить ряд тем учебных программ курса физики. Особенно острая ситуация сложилась на стыке перехода от основной школы к старшей школе при изучении раздела механики в 9 - 10 классах. Следует обратить внимание еще на одно противоречие: это расхождение объемов учебного материала в учебниках с количеством часов, выделенным для изучения этого материала школьным базисным учебным планом. Если такая ситуация в практике преподавания будет продолжаться дальше, то о каком-либо приобретении необходимого уровня знаний учащимися в области физики, говорить будет поздно. Несмотря на кажущееся обилие вариативных программ и учебников, преподавание должно быть ограничено не более чем 2 - 3 современными учебниками (точнее, УМК - учебно-методическими комплектами), ориентированными на определенный профиль обучения по физике. В конце концов должно быть четко определено: что ученики должны знать и уметь, чему мы должны их научить. Ряд школ, где сохранились учебники 80-90 годов, до сих пор продолжают работать по старым программам, то есть частично или полностью использовать ранее опубликованные учебно-методические пособия. Вся изданная в то время учебная и методическая литература (книги для учителя, факультативные курсы и др.) имела гриф Министерства просвещения. Содержание многих из этих книг, а так же логика построения и изложения материала в них не плоха. В ряде случаев устарели рисунки и фотографический материал, не достаточно отражены достижения современной фундаментальной науки. Но это не значит, что учителю физики надо отказываться от использования данных учебных пособий в своей практической деятельности в современных условиях. С задачниками по физике дело обстоит лучше. Их содержание подходит практически для любого требуемого уровня. Вопрос об использовании прочей учебной литературы, должен решаться индивидуально методическими службами и органами управления образования. Исходя из всего сказанного выше, на данном этапе реформирования целесообразно разумное сочетание учебной литературы нового и старого поколений (если последняя сохранилась в школе). При этом следует учитывать профиль и количество часов отводимых на преподавание физики. Курс физики в рамках модели современной школы еще в 90-х годах и по настоящее время стал заменяться сначала прикладными, а затем и вообще «суррогатными» предметами, такими, как: Москвоведение, МХК и прочими и это в Отделении физики РАН уже давно вызывает серьезные опасения. Все это поставило учителя физики в ситуацию, когда на него ложится основная ответственность за качество обучения при явном недостатке времени на изучение предмета и отсутствии необходимых в новых условиях методических пособий. Проверка знаний учащихся в ряде школ г. Москвы в процессе перехода на новое содержание образования по физике, показала (по данным Московского департамента образования) чрезвычайно низкий уровень знаний и умений учащихся, что является тревожным сигналом.. Срезы знаний школьников проводились при аттестации школ, согласно тестовым технологиям Лаборатории аттестационных технологий МИОО. Следует заметить, что подобные принципы оценки знаний легли в основу материалов по ЕГЭ, которые так же предполагают тестовые задания для школьников в качестве итоговой формы аттестации. Настораживает тот факт, что, здесь в обоих случаях имеет место проверка не совсем тех «знаний» и «умений», которые связаны с истинным пониманием основ физики молодыми людьми.

Изучение физики не должно тонуть в формулах, оно необходимо для развития основ полноценного мировоззрения и интеллекта учащегося на школьном этапе его образования и воспитания. В школах продолжается работа по реформированию всего содержания образования и естественнонаучного, в частности. Окончательный этап реформирования планируется завершить в 2008 учебном году. В ближайшее время по физике, завершится переход на новую концентрическую систему обучения, введутся новые программы. Данная структура физического образования предполагает изучение в 7 - 9 классах основной школы законченного курса физики, включающего все элементы знаний, предусмотренные Российским федеральным стандартом образования. Программа основной школы увеличена за счет включения электромагнитных явлений, атомной и ядерной физики. По старой структуре программ в первой ступени обучения была «Физика явлений», которая изучалась в 7-8 классах, где почти не рассматривались механические явления и ряд других вопросов, понимание которых, например закон преломления света, невозможно без знания ряда разделов математики (тригонометрические функции и др.). В 9 классе, начиналось изучение систематического курса «Механика». В соответствии с новой моделью обучения, подробное изучение этого курса перенесено в 10 класс. В 10 - 11 классах вводится новая концепция старшей школы, которая предполагает профильную подготовку учащихся. В ее рамках теперь должны изучаться все основные разделы основ курса физики от механических и тепловых явлений до атомной и ядерной физики. Объем учебного материала в старшей школе существенно увеличился, что вызывает ряд объективных трудностей. Преподавание физики придётся вести, имея различное число часов, в соответствии со спецификой профиля старшей школы. Помимо этого, кроме традиционных умений, в новых программах заметно расширены требования к уровню подготовки выпускников при объяснении фундаментальных физических экспериментов, интерпретации результатов измерений и научных наблюдений. Предполагаются такие умения школьников, как:

- предсказывать дальнейший ход физических процессов и явлений;

- перерабатывать и предъявлять полученную информацию на уровне владения современными информационными технологиями;

- систематизировать полученные знания и др.

физический обучение колебание волна

1.2 Цели и задачи физического образования

Принципиально новым в стандартах по физике является личностно-ориентированный подход при определении целей обучения, деятельностный характер изучения предмета, развитие учащихся, воспитание убежденности в познаваемости окружающего мира.

При разработке образовательных стандартов по физике ставились задачи создания условий для ликвидации перегрузки школьников и обеспечения условий для развития их познавательных и творческих способностей при сохранении фундаментальности физического образования и усиления его практической направленности.

Сегодня изучение физики в школе направлено на достижение следующих целей:

- освоение знаний о механических, тепловых, электромагнитных и квантовых явлениях; величинах, характеризующих эти явления; законах, которым они подчиняются; методах научного познания природы и формирование на этой основе представлений о физической картине мира;

- овладение умениями проводить наблюдения природных явлений, описывать и обобщать результаты наблюдений, использовать простые измерительные приборы для изучения физических явлений; представлять результаты наблюдений или измерений с помощью таблиц и графиков; применять полученные знания для объяснения разнообразных природных явлений и процессов, принципов действия важнейших технических устройств, для решения физических задач;

- развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей, самостоятельности в приобретении новых знаний, при решении физических задач и выполнении экспериментальных исследований с использованием информационных технологий;

- воспитание убежденности в возможности познания законов природы, в необходимости разумного использования достижений науки и технологий для дальнейшего развития общества; отношения к физике как к элементу общечеловеческой культуры;

- использование полученных знаний и умений для решения практических задач повседневной жизни, обеспечения безопасности своей жизни, рационального природопользования и охраны окружающей среды.

1.3 Содержание и структура физического образования

В содержании и структуре физического образования имеется два уровня: эмпирический и теоретический. эмпирический включает данные опыта, эмпирические понятия, законы и закономерности. Изучая физические явления, формирует набор эксперимента, затем его анализирует, описывает, и на основе этого формируют законы и закономерности. Для количественной оценки физических явлений вводят числовые характеристики, меры их свойств, которые называют физическими величинами. Физическая величина - это числовая характеристика свойств физических объектов, полученная путем измерения. Каждая физическая величина характеризует физический объект не только количественно, но и качественно. Физическая величина - это не сама действительность - это принятый в физике способ описания физической реальности. Каждый физический объект обладает множеством свойств, которые используют метод идеализации : выделяют существенные стороны и отбрасывают несущественные, и тогда изучают упрощенную модель (мат точка, мат маятник, абсолютно твердое тело).

Теоретический уровень включает теории, идеи и гипотезы. Физическая теория - это теоретические законы, представленные в виде математических уравнений, которые описывают данные явления. Теоретические законы отличаются большей общностью, они включают теоретические понятия и эмпирические понятия. Теоретические понятия более отдаленные от опытных. Физическая теория выделяет структурные части: Основание, ядро, следствие. Основание включает эмпирический базис (набор опытных данных), идеализированный объект и физические величины. Идеализированный объект - модель материи на определенном структурном уровне. Каждая теория отличается одна от другой идеализированным объектом. Переходным мостом от эмпирического базиса к новой теории служит идеальный объект. Ядро физической теории составляет система общих законов выраженных в математических уравнениях, постулатах и принципах. Система уравнений представляет собой математическую модель данного вида взаимодействия материй, в котором идеализированный объект представлен в динамике и движении. Каждой физической теории соответствует набор принципов симметрии, которые

проявляют себя в неизменности физических законов при определенных преобразованиях. Например, есть непрерывные преобразования: перенос или поворот системы, как целое; дискретные преобразования: замена частиц на античастицы.

1.4 Программы общего (полного) образования

Программа по физике составлена на основе федерального компонента государственного стандарта среднего (полного) общего образования.

Программа конкретизирует содержание предметных тем образовательного стандарта на базовом уровне; дает примерное распределение учебных часов по разделам курса и рекомендуемую последовательность изучения разделов физики с учетом межпредметных и внутрипредметных связей, логики учебного процесса, возрастных особенностей учащихся; определяет минимальный набор опытов, демонстрируемых учителем в классе, лабораторных и практических работ, выполняемых учащимися.

Программа является ориентиром для составления авторских учебных программ и учебников, а также может использоваться при тематическом планировании курса учителем. Авторы учебников и методических пособий, учителя физики могут предлагать варианты программ, отличающихся от примерной программы последовательностью изучения тем, перечнем демонстрационных опытов и фронтальных лабораторных работ. В них может быть более детально раскрыто содержание изучаемого материала, а также пути формирования системы знаний, умений и способов деятельности, развития и социализации учащихся. Таким образом, примерная программа содействует сохранению единого образовательного пространства, не сковывая творческой инициативы учителей, предоставляет широкие возможности для реализации различных подходов к построению учебного курса.

Программа предусматривает формирование у школьников общеучебных умений и навыков, универсальных способов деятельности и ключевых компетенций. Приоритетами для школьного курса физики на этапе основного общего образования являются:

Познавательная деятельность:

* использование для познания окружающего мира различных естественнонаучных методов: наблюдение, измерение, эксперимент, моделирование;

* формирование умений различать факты, гипотезы, причины, следствия, доказательства, законы, теории;

* овладение адекватными способами решения теоретических и экспериментальных задач;

* приобретение опыта выдвижения гипотез для объяснения известных фактов и экспериментальной проверки выдвигаемых гипотез.

Информационно-коммуникативная деятельность:

* владение монологической и диалогической речью. Способность понимать точку зрения собеседника и признавать право на иное мнение;

* использование для решения познавательных и коммуникативных задач различных источников информации.

Рефлексивная деятельность:

* владение навыками контроля и оценки своей деятельности, умением предвидеть возможные результаты своих действий:

* организация учебной деятельности: постановка цели, планирование, определение оптимального соотношения цели и средств.

1.5 Использование новых информационных технологий в учебном процессе по физике

Современные интерактивные курсы являются нетрадиционными дидактическими материалами и включают в себя принципиально новые элементы. На уроках они могут использоваться и для интерактивного физического эксперимента и для решения задач, но самое главное в том, что процесс обучения все более индивидуализируется и приближается к индивидуальным способностям каждого учащегося. Несмотря на то, что эти компьютерные курсы ориентированы на индивидуальную самостоятельную работу школьников, они могут с успехом использоваться на уроках. Учителя в этих курсах привлекает, прежде всего, возможность уникальных демонстраций и анимационных экспериментов. И именно это делает эти курсы исключительно интересными для методической работы учителя. Каждый учащийся может получить индивидуальный пакет заданий, индивидуальный контрольный тест из базы данных, созданный в нескольких вариантах сложности, получить электронную консультацию. Задания формируются индивидуально, в зависимости от уровня знаний ученика. Учитель может использовать систему тестовых заданий и для своей методической работы, например для контрольных и самостоятельных работ уже без использования компьютера. Это может быть интересно уже тем, что каждый тест создается вновь и повторов практически не бывает, можно, таким образом, очень просто составить работу на любое количество вариантов и дифференцированным уровнем сложности.

Суммируя вышесказанное, учитель на уроке может использовать учебные компьютерные курсы следующим образом:

- демонстрации и иллюстрации текстов, формул, фотографий при изучении нового материала, т.е. как наглядного пособия;

- демонстрации анимационных экспериментов;

- иллюстрации методики решения сложных задач;

- проведения компьютерных лабораторных работ;

- интерактивного обучения как источника учебной информации, если у каждого учащегося есть свой доступ к диску (это прекрасно получается при сетевой версии продуктов);

- контроля за уровнем знаний, при этом используются не только возможности задач, но и тестовые задания;

- организации проектной и исследовательской деятельности учащихся;

- интерактивного обучения в индивидуальном режиме при использовании доступа к сети Интернет;

- текущего контроля знаний с использованием современных технологий дистанционного обучения, при этом используется индивидуальное информационное пространство, каждому учащемуся создается индивидуальное задание.

На сегодняшний день существует немало интерактивных курсов. Среди них самые популярные:

- “Открытая физика. 2.0.” включено 50 физических моделей, позволяющих в динамике проиллюстрировать изучаемое физическое явление;

- “Уроки физики Кирилла и Мефодия” включено множество медиаиллюстраций, энциклопедических статей, моделей и тестов;

- существует также модель “Живая физика” представляющая собой виртуальный конструктор.

Использование интерактивного курса “Уроки физики Кирилла и Мефодия” является предпочтительным, поскольку включает в себя интерактивные тренажеры, отработку умений навыков с помощью этих тренажеров; факультативные материалы по курсу; энциклопедические статьи и тестирование по каждой теме урока. Кроме этого эти курсы подкреплены множеством медиаиллюстраций и моделей.

Глава 2. Анализ психолого - педагогический, методической и учебной литературы по теме

2.1 Личностно - ориентированный подход в обучении

В последние годы личностно-ориентированный подход стремительно завоевывает образовательное пространство России. Большинство педагогических коллективов страны настойчиво осваивает теоретические основы и технологию использования данного подхода в учебно-воспитательном процессе.

Под личностно-ориентированным подходом принято понимать методологическую ориентацию в педагогической деятельности, позволяющую посредством опоры на систему взаимосвязанных понятий, идей и способов действий обеспечивать и поддерживать процессы самопознания, самореализации личности ребенка, развития его неповторимой индивидуальности. При реализации такого подхода процессы обучения и учения взаимно согласовываются с учетом механизмов познания, особенностей мыслительных и поведенческих особенностей учащихся, а отношения «учитель-ученик» строятся на принципах сотрудничества и свободы выбора.

Актуальность личностно-ориентированного подхода объясняется тем, что динамическое развитие российского общества требует формирования ярко индивидуальной, прагматичной, раскрепощенной, независимой личности, способной ориентироваться в быстро изменяющемся социуме.

Личностно-ориентированное образование включает следующие подходы:

-разноуровневый;

-дифференцированный;

-индивидуальный;

-субъективно-личностный.

Технологический арсенал личностно-ориентированного подхода:

-диалогичность;

-деятельностно-творческий характер;

-направленность на поддержку индивидуального развития ребенка;

-предоставление учащемуся необходимого пространства, свободы для принятия самостоятельных решений, творчества, выбора содержания и способов учения и поведения.

Педагогические технологии на основе личностно-ориентированного подхода:

- личностно-ориентированное обучение;

- технология саморазвивающего обучения;

- педагогика сотрудничества;

- педагогические технологии адаптивной школы;

- гуманно-личностная технология;

- игровые технологии;

- технологии развивающего обучения;

- проблемное обучение;

- технологии уровневой дифференциации;

- технология индивидуального обучения (индивидуальный подход, индивидуализация обучения, метод проектов);

- технология «Педагогические мастерские».

При освоении любой науки целесообразна широкая опора на все аспекты субъективного опыта, как это имеет место в ходе приобретения обыденного знания. Поэтому в обучении необходимо учитывать естественную логику познания, которая свойственна психологии и физиологии ребенка, а не только логику физики как научной дисциплины.

Для построения личностно-ориентированной технологии обучения физике необходимо исходить из следующих ключевых позиций:

- необходимо использовать естественные механизмы и стратегии приобретения обыденного опыта;

- вокруг ученика «выстраивать окружение» из физических явлений и процессов, обращая внимание на присутствие изучаемых явлений и закономерностей в повседневной жизни; использовать биофизический материал;

- обучение необходимо строить, используя все сенсорные системы восприятия: «вижу» - «слышу» - «чувствую»;

- постоянно создавать смысловые ситуации, в которых специально объединены изученные элементы учебного материала вокруг одной ключевой темы (модели, закона или явления );

- целесообразно обеспечивать динамические переходы от мелких дидактических единиц к крупным и, наоборот, устанавливать аналогии;

- обучение необходимо строить с учетом «переключения» фокусов произвольного и непроизвольного внимания. Для этого можно, например, предусматривать в учебном процессе игровую или сенсорную деятельность;

- большое внимание уделять качественным задачам;

- использовать различные формы рефлексии с последующей коррекцией, обязательно личностно-ориентированной;

- постоянно и разнообразно мотивировать ученикам выполнение каждого нового вида учебной деятельности и стимулировать ее осуществление;

- создавать индивидуальную перспективу («траекторию развития» личности) ожиданий различных результатов обучения;

- необходимо предусматривать проведение специальных занятий (викторин, КВН, конференций), посвященных широкой интеграции знаний;

- расширять спектр личностного выбора ученика;

- способствовать развитию позитивной «Я - концепции» ученика и вносить свой вклад в неповторимое своеобразие его личности.

Конструирование личностно - ориентированной технологии урока

Начало организации урока, постановка целей, сравнение «текущего состояния» с планируемыми целями. Реализация определенной последовательности основных этапов урока. Проверка того, как достигаются цели. Подведение итогов, настрой учащихся на будущее использование знаний. Рефлексия. Использование личностно - ориентированного подхода в обучении и воспитании невозможно без применения диагностики и самодиагностики. На уроках используются карточки трех цветов:

красный - удовлетворен уроком, урок был полезен для меня, я много, с пользой работал на уроке и получил заслуженную оценку, я понимал все, о чем говорилось и что делалось на уроке;

желтый - урок был интересен, я отвечал с места, я сумел выполнить ряд заданий, мне было на уроке достаточно комфортно;

зеленый - пользы от урока я получил мало, я не очень понимал, о чем идет речь, к ответу на уроке я не был готов.

В конце урока каждый ученик сдает учителю карточку того цвета, который соответствует его оценке урока.

2.2 Дидактические принципы как основа конструирования учебного материала по механическим колебаниям и волнам

Конструирование урока с использованием информационных технологий требует соблюдения определенных дидактических принципов:

- системности;

- развития;

- информативности;

- генерализации;

- индивидуализации;

Наиболее важным является принцип системности, который предполагает исследование проблемы в двух аспектах, то есть с точки зрения макро и микроподходов.

Проводя макроанализ, проектируемый урок можно и должно рассматривать как элемент общей системы обучения. Именно с этих позиций определяются его цель и задачи, т.е. на первый план выходят те связи, которые реализуют изначально заданную (преимущественно стандартом школьного образования) целевую функцию - фактические требования к знаниям, умениям и навыкам.

Микроанализ требует рассматривать проектируемый урок как единое целое, состоящее из множества компонентов процесса обучения (преподаватель, обучаемый, учебно-информационное средство, учебный материал) и многообразия соединяющих их связей, определяющих функциональное взаимодействие этих компонентов (именно поэтому естественен переход от термина «планирование» урока к терминам «конструирование» или «проектирование»). Характер этих функциональных связей носит более активный, сложный и содержательный, по сравнению с традиционным обучением, характер.

Нельзя забывать о том, что урок по своим целям и дидактической структуре - очень подвижная и достаточно гибкая форма организации занятий, он находится в постоянном развитии и видоизменяется в зависимости от внешних (развитие материальной базы) и внутренних (состояние взаимодействия основных компонентов процесса обучения) условий. Поэтому с учетом принципа развития в проектируемый урок должна закладываться возможность постоянного расширения и обновления его системы задач (развивающих, обучающих, воспитательных) и средств их достижения.

Актуальность принципа информативности объясняется рядом факторов. С точки зрения информатики как науки, изучающей законы и принципы поиска, сбора, хранения, обработки, преобразования, распределения и использования информации, любую педагогическую технологию можно назвать информационной, поскольку присутствуют два объекта -- источник (педагог) и приемник (обучаемый) информации. Использование средств НИТ в учебном процессе принципиально изменило подход к оценке информационных умений педагога, которые до недавнего времени преимущественно связывали со способностью транслировать информацию обучаемым. На сегодняшний день уровень информационных умений определяется не только коммуникативными навыками, но и возможностями использования компьютера в качестве источника. При этом информация, представленная в образовательных электронных ресурсах должна оцениваться исходя из общих дидактических принципов научности и доступности ее представления, адаптивности к индивидуальным возможностям обучаемого и др.

Среди принципов информативности педагогического процесса, более подробно следует рассматривать принцип генерализации информации, который требует прежде всего уплотнения и обобщения информации. Достаточно часто перегруженность содержанием учебного материала образовательных электронных ресурсов, обилие второстепенного материала влечет к потере сути за деталями. Поэтому при подготовке к учебным занятиям и анализе образовательных электронных ресурсов необходимо отбирать и использовать информацию, выделяя главное и основное, концентрируя внимание учащихся на основных понятиях и законах.

Кроме того, практическая реализация этого принципа с использованием средств информационных и коммуникационных технологий достаточно актуальна в плане развития личности обучаемого, формирования у учащихся информационно - коммуникационных компетенций (умений сравнивать преимущества и недостатки различных источников информации, выбирать соответствующие технологии поиска информации, создавать и использовать должные модели и процедуры изучения и обработки информации и т.п.).

Следующий принцип - принцип индивидуализации, - базируется на педагогической закономерности, согласно которой в педагогическом процессе достигается тем большая эффективность в развитии личности, чем более эффективно осуществляется индивидуализация деятельности учащихся в процессе обучения. Принцип индивидуализации в педагогическом процессе на базе средств информационных и коммуникационных технологий реализуется, прежде всего, через гипертекстовую технологию представления неструктурированного свободно наращиваемого знания. Этим гипертекст отличается от других моделей представления информации. Гипертекстовая технология ориентирована на обработку информации не вместо человека, а вместе с человеком, т.е. становится авторской. Удобство ее использования состоит в том, что учащийся сам определяет подход к изучению или созданию материала с учетом своих индивидуальных способностей, знаний, уровня подготовки. Кроме того, гипертекст содержит не только информацию, но и аппарат ее эффективного поиска. По глубине формализации информации гипертекстовая технология занимает промежуточное положение между документальными и фактографическими информационными системами. Эволюция аппаратных и программных средств привела к созданию более прогрессивных средств - систем гипермедиа (гиперсред), в состав которых входит информация разных типов (текст, иллюстрации, звук, видеоизображения). Таким образом, с гипертекстом связаны реальные возможности построения такой системы образования на базе средств новых информационных технологий, которая позволит в корне изменить методы получения нового знания посредством более эффективной организации познавательной деятельности обучаемых, что, несомненно, будет способствовать сознательности и активности учащихся. Многолетние педагогические эксперименты показывают, что в развитии творческих способностей учащихся достигается тем большая эффективность, чем больше используются возможности и средства самоуправления учащихся. Все то, что учащиеся в учебной деятельности способны выполнить без помощи извне, они должны выполнить самостоятельно. В большей степени это возможно на уроке лишь при использовании информационных технологий.

Таким образом, несмотря на многообразие применяемых в средней школе форм организации обучения с использованием средств НИТ (научно-исследовательская и проектная деятельность, самостоятельная работа учащихся), урок остается основной формой обучения.

Этапы конструирования урока

1.Концептуальный. На данном этапе с позиций макроанализа определяются дидактическая цель с ориентацией на достижение результатов.

2.Выбор методического назначение образовательных ресурсов

3.Технологический. Отбор образовательных электронных ресурсов. Выбирается форма урока: урок-презентация, урок-исследование, виртуальная экскурсия, практикум, тематический проект и т.п.

4.Выделение основных структурных элементов урока.

5.Операциональный. На данном этапе проводится детализация функций, которые можно возложить на средства информационных и коммуникационных технологий, и способов их реализации с одной стороны, выбор способов взаимодействия обучаемого и электронным ресурсом и обучающим с другой; осуществляется поэтапное планирование урока.

Для каждого из этапов определяется:

- цель;

- длительность этапа;

- форма организации деятельности учащихся;

- функции преподавателя и основные виды его деятельности на данном этапе;

- форма промежуточного контроля и т.п.,

2.3 Теоретическое исследование учебных комплектов по физике

В новых социальных условиях изменяется содержание учебного материала, предлагаемое к изучению в тех или иных классах. Это связано с переходом на концентрический принцип построения содержания учебного предмета. Теперь от выпускника основной школы уже требуется усвоение определенных знаний обо всех основных физических явлениях. Предполагается, что закончившие в 9 классе изучение физики ученики должны быть способны ориентироваться в жизненных ситуациях и использовать освоенные физические знания и способы их добывания при дальнейшем получении образования в другой области знаний.

Возникает много методических проблем. Прежде всего, это необходимость формирования многих важнейших физических понятий в более раннем возрасте и при явно недостаточной математической подготовке. Это обстоятельство требует от учителя ясного представления о том, каким образом будут развиваться знания об этих понятиях при изучении, т.е. в старшей школе в профильных классах. Решение задач переходного к личностно ориентированному обучению этапа развития образования возможно только при понимании учеником своей роли как субъекта учебного процесса. И потому ни у кого из ученых-педагогов не вызывает сомнения тезис о необходимости создания качественно нового учебно - методического обеспечения современной школы.

Комплекты учебно-методической литературы по физике, рекомендуемые Министерством образования РФ

Основное образование

Авторы программы, кол-во часов в неделю	Учебники	Задачник, дидактический материал	Методические пособия для учителя
С.В.Громов, Н.А.Родина «Физика» 7-9 кл., 2 ч+ 2ч + 2 ч в неделю. Опубликована в сборнике «Программы для общеобразовательных учреждений: «Физика. Астрономия. 7-11 кл.». (Сост. Ю.И.Дик, В.А. Коровин. - М, Дрофа, 2000, 2001.	Громов С.В., Родина Н.А. Физика, 7 кл., Просвещение, 1999-2002. Громов С.В. , Родина Н.А., Физика 8 кл. - М., Просвещение, 1999-2002 Громов С.В., Родина Н.А. Физика, 9 кл, м, Просвещение, 2000-2002.	Лукашина В.И. и др. Сборник задач по физике. 7-9 кл. М, Просвещение, 1999-2001. Мартынова Н.К и др. «Рабочая тетрадь по физике. 7 кл» М., Просвещение, 2002 Мартынова Н.К. «Рабочая тетрадь по физике. 8 кл» М., Просвещение, 2002 Мартынова Н.К. «Рабочая тетрадь по физике. 9 кл» М., Просвещение, 2002 Марон А.В, Марон Е.А. «Опорные конспекты и дифференцированные задачи по физике: 7-9 кл.» М., Просвещение, 2002.	Пуздырев Я.В, Громов С.В. «Примерное поурочное планирование. 7-9 кл. «Физика», 2001, № 31. Прохорова Е.Г. «Тематические планы, 7-8 кл. и 9 кл. «Физика», 2000, № 27; 2001, № 21. Мартынова Н.К. Физика (книга для учителя), 7-9 кл. М, Просвещение, 2002
Е.М. Гутник,А,В. Перышкин «Физика»,7-9 кл, 2ч+2ч+2ч в неделю. Опубликована в сборнике «Программы для общеобразовательных учреждений: Физика. Астрономия, 7-9 кл. Сост. Ю.И.Дик, В.А. Коровин. - М., Дрофа, 2000, 2001	Перышкин А.В. Физика. 7 кл. М, Дрофа, 1999-2002 Перышкин А.В. Физика. 8 кл. М, Дрофа, 1999-2002 Перышкин А.В., Гутник Е.М, Физика. 9 кл. М, Дрофа, 1999-2002	Марон А.Е. Марон Е.А. Физика. 7 кл. Дидактические материалы. М., Дрофа, 2002 Марон А.В., Марон Е.А, Физика, 8 кл. Дидактические материалы, М, Дрофа, 2002 Марон А.В., Марон Е.А, Физика, 9 кл. Дидактические материалы, М, Дрофа, 2002 Лукашин Л.И, и др. Сборник задач по физике. 7-9 кл. М., Просвещение, 1999-2001	Гутник Е.М. Рыбакова Н.В. Тематическое и поурочное планирование к учебнику Перышкина А.В, «Физика -7»,, М, Дрофа, 2002 Гутник Е.М. и др. Тематическое и поурочное планирование к учебнику А.В. Перышкина. Физика-8», М., Дрофа, 2002 Гутник Е.М. и др. Тематическое и поурочное планирование к учебнику Перышкина А.В., Гутник Е.М. «Физика-9», М, Дрофа , 2002.
Ю.И. Дик, А.А. Пинский и др. «Физика и астрономия 7-9 кл, 2ч+3ч+3ч в неделю. Опубликована в сборнике «Программы для общеобразовательных учреждений: «Физика. Астрономия. 7-11 кл» (сост. Ю.И.Дик, В.А. Коровин, М.,Дрофа, 2000, 2001	Под ред. Пинского А.А. , Разумовского В.Г. «Физика . 7 кл, М. Просвещение, 2000-2002 Под редакцией Пинского А.А. Физика 8 кл., М, Просвещение, 2000, 2002 Под ред. Пинского А.А. Разумовского В.Г., Физика, 9 кл., М, Просвещение, 9 кл. 2000-2002	Шилов В.Ф. Тетрадь для лабораторных работ по физике. 7 кл, М, Просвещение, 2002, Шилов В.Ф., Тетрадь для лабораторных работ по физике. 8 кл. М, Просвещение, 2002.	Методика преподавания физики и астрономии в 7-9 кл. (книга для учителя). Под редакцией А.А.Пинского и И.Г. Кирилловой, М, Просвещение, 2001. Шилов В.Ф. и др. Программы по курсу «Физика и астрономия». Тематическое планирование» (книга для учителя), М, Просвещение, 2002. Шилов В.Ф. Физический эксперимент по курсу «Физика и астрономия», М, Просвещение, 1999. Заботин В.А. , Комиссаров В.Н, Контроль знания, умения и навыков учащихся при изучении курса «Физика и астрономия,7-9 кл.», М,, Просвещение, 2003.
А.В. Гуревич «Физика 7-9 кл» 2ч+2ч+3 ч в неделю. Опубликована в сборнике «Программы для общеобразовательных учреждений «Физика. Астрономия,7-11 кл.» (сост. Ю.И. Дик, В.А.Коровин, М.,Дрофа, 2000, 2001)	Гуревич А.Е. Физика, 7 кл. М, Дрофа, 2001-2002 Гуревич А.Е. Физика 8 кл, М, Дрофа, 200-2002 Гуревич А.Е. Физика 8 кл, М, Дрофа, 200-2002	Лукашин Л.И и др. Сборник задач по физике, 7-9 кл. М, Просвещение, 1999-2001	Гуревич Л.И, Удальцова С.И. Методическое пособие, 7 кл, М, Дрофа, 2000 Гуревич А.В. Удальцова С.И. Физика, Методическое пособие, 8 кл, М, Дрофа, 2002. Гуревич А.Е и др. Физика. Методическое пособие, 9 кл. М.,Дрофа, 2002
Л.С. Хижнякова и др. «Физика 7-9 кл.» 2ч+2ч+2ч в неделю. Опубликована в сборнике «Программы для ОУ «Физика. Астрономия. 7-11» (сост. Ю.И.Дик, В.А. Коровин, М. Дрофа, 200, 2001	Хижнякова Л.С. и др. «Физика. 7-8 кл.» М., Вита-Пресс, 2000-2002 Хижнякова Л.С. и др. «Физика, 9 кл.М.Вита-Пресс, 2002	Хижнякова Л.С. и др. «Рабочая тетрадь по физике. 7-8 кл.»М, Вита-Пресс, 2001 Хижнякова Л.С. и др. «Рабочая тетрадь по физике. 9 кл.»М, Вита-Пресс, 2001	Хижнякова Л.С. и др. «Уроки физики в 7-8 кл. (пособие для учителя) М, Вита-Пресс. 2001 Хижнякова Л.С. и др. «Уроки физики в 9 кл.» (пособие для учителя) М, Вита-Пресс. 2001
Среднее (полное) общее образование
Громов С.В. «Физика» 10-11 кл для общеобразовательного или естественнонаучного профилей 4ч+4ч в неделю	Громов С.В. Физика. 10 класс. М, Просвещение, 2001-2002 Громов С.Ф. Физика, 11 класс, М., Просвещение, 2001-2002	Рымкевич А.П. Сборник задач по физике, 10-11 кл, М, Дрофа, 1997-2001. Сборник задач по физике. 10-11 кл. (сост. Степанова Г.Н., М., Просвещение, 1999-2001 Малинин А.Н. Сборник вопросов и задач по физике 10-11 кл, М. Просвещение, 2001	Марон Л.Е., Марон Е.А. Контрольные работы по физике 10-11 кл., М., Просвещение, 2003 Громов С.В. ,Шаронова Н.В. Физика, 10-11 кл., Книга для учителя. М, Просвещение, 2004 (выйдет в 2004 году)
Мякишев Г.Я. «Физика» 10-11 кл. для общеобразовательного или естественнонаучного профилей 4ч+4ч в неделю. Опубликована в сборнике «Программы для ОУ: Физика. Астрономия. 7-11 кл. (сост. Ю.И. Дик, В.А. Коровин, М, Дрофа, 2000,2001,	Мякишев Г.Я., Бухов Б.Б., Сотский Н.Н.. Физика. 10 класс, М, Просвещение, 2001-2002 Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика, 11 класс. М., Просвещение, 2001-2002	Задачники те же, что и к учебнику С.В. Громов «Физика» для 10-11 кл.	Сауров Ю.А. Физика в 10 классе: модели уроков, М., Просвещение, 2003. Сауров Ю.А. Физика в 11 классе: модели уроков, М., Просвещение, 2003.
Касьянов В.А. «Физика» 10-11 кл. для технического и естественнонаучного профилей 4ч+4ч в неделю. Опубликована в сборнике «Программы для ОУ: Физика . Астрономия. 7-11 кл. (состав. Ю.И. Дик, В. Коровин, М., Дрофа, 2000-2001.	Касьянов В.А. «Физика, 10 кл. М. Дрофа, 199-2001. Касьянов В.А. Физика, 11 кл. М., Дрофа, 2001-2002	Касьянов В.А. , Коровин В.А., Физика. 10 кл. Тетрадь для лабораторных работ. М. Дрофа, 2002 Касьянов В.А. Коровин В.А. Физика. 11 кл. Тетрадь для лабораторных работ. М., Дрофа, 2002	Касьянов В.А. Физика. 10 кл. Тематическое и поурочное планирование. М., Дрофа, 2002 Касьянов В.А. Физика. 11 кл. Тематическое и поурочное планирование. М., Дрофа, 2002
Авт.-состав. Л.И. Анциферов, В.А. Коровин. Под редакцией Ю.И. Дика. Физика 10-11 кл. 4ч+4ч в неделю. Готовится к изданию.	Л.И.Анциферов. Физика. 10 кл., М., Мнемозина, 199-2002. Л.И. Анциферов. Физика 11 кл. М, Мнемозина, 2000-2002	Задачники: Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 кл. Сост. Степанова Г.Н. Сборник задач по физике 10-11 кл. Малинин А.Н. Сборник вопросов и задач по физике 10-11 кл.	Л.И. Анциферов, В.А. Коровин, М.Ю. Демидова. Физика 10-11 кл. Методические рекомендации и тематическое планирование. Готовятся к изданию. М.Ю. Демидова, В.А. Коровин. Поурочное планирование. (Учебник Л.И. Анциферова «Физика - 11», 136 ч, 4 ч в неделю) - «Физика» , 2002, № 44.
Дик Ю.И. и др. Программа для школ (классов) с углубленным изучением физики. 10-11 классы.6ч+ 6 ч в неделю. Опубликована в сборнике для ОУ: «Физика. Астрономия. 7-11 кл.» (сост. Ю.И. Дик , В.А. Коровин. М., Дрофа, 2000-2001)	Под редакцией Пинского А.А. Физика. 10 кл, М, Просвещение, 2001-2002. Под редакцией Пинского А.А. Физика. 11 класс. М. Просвещение, 2001-2002	Сборник задач по физике. 10-11 кл. Под редакцией Козела С.М. Для углубленного изучения. М. Просвещение, 2001.	Кабардин О.Ф. и др. Углубленное изучение физики в 10-11 кл. (книга для учителя) , М., Просвещение, 2002. Дик Ю.И. и др. Физический практикум для классов с углубленным изучением физики. М, 2002.
А.Н. Мансуров, Н.А.Мансуров «Физика», 10-11 кл. гуманитарного профиля обучения 2ч+ 2ч в неделю	Мансуров А.Н. Мансуров Н.А.. Физика, 10-11 кл. М, Просвещение, 2000-2002.	Мансуров А.Н., Мансуров Н.А. Физика, 10-11 кл. Контрольные и тестовые задания (книга для учащихся) . М., Просвещение, 2000. Ханнанов Н.К., Орлов В.А., Никифоров Г.Г. Тесты по физике. Уровень А. М, Вербум-М, 2001.	Мансуров А.Н, Мансуров Н.А. Физика. 10-11 кл. (книга для учителя),М,, Просвещение, 2002.

Эти учебно-методические комплекты имеют существенное отличие от учебников других авторов, написанных в тех же условиях: они написаны для учеников. Все учебники соответствуют обязательному минимуму содержания образования для первого образовательного концентра по физике и рассчитаны на два часа физики в неделю. При этом лаконичный и в то же время информационно емкий учебный текст создает условия для разработки новых приемов учебной работы. Информация, которую отобрал С.В. Громов в учебники для 7, 8, 9 классов, позволяет учителю обеспечить всех учащихся минимумом знаний, сформировать у них умение ориентироваться в предмете и стать способными к дальнейшему обучению в старшей школе. Тексты учебников оптимальны, позволяют экономить время непосредственной работы с ними учащихся при сохранении и даже расширении видов заданий для самостоятельной работы. Экспериментальные задания, предложенные ученикам авторами учебников и выполняемые в домашних условиях на подручных средствах, нравятся детям, повышают их интерес к физике и вместе с целой совокупностью экскурсов в историю физики создают устойчивую мотивацию к изучению предмета. Немаловажное значение имеет также малый объем учебного материала, который следует освоить дома.

Практика работы по комплектам свидетельствует, что ученики читают учебники, часто даже заглядывая вперед. Им нравятся поисковые задания, которые учитель может легко сконструировать в условиях лаконичности учебного текста при понимании важности этого действия. К сожалению, есть основания утверждать, что большая часть учителей начинает “дополнять учебник” и предлагает учащимся усвоить репродуктивным же образом ту информацию, которую авторы учебника посчитали излишней для первого образовательного концентра.

Не вызывает сомнения вывод: нужна новая технология работы с этими учебниками. Многое из того, что учитель хотел бы добавить к текстам учебника, руководствуясь своим прежним опытом работы, можно и нужно сделать предметом самостоятельного поиска учащихся, желающих развить свое мышление, получающих удовольствие от учебного творчества. Эта идея отвечает целям образования на этапе перехода к личностно ориентированному обучению: обеспечить освоение каждым учащимся образовательного минимума и предоставить желающим возможности овладеть знаниями на более высоком уровне, одновременно решая задачу воспитания учащихся как субъектов учебного процесса.

“Книга для учителя” содержит тематическое и внутритематическое планирование системы уроков и пояснительную записку, объясняющую цели и способы использования приведенных материалов. Отличие структуры и содержания “Книги для учителя” в том, что для каждого урока сформулированы цели познавательной деятельности учащихся и выделена их иерархия:

а) представлены обязательные для всех результаты процесса обучения, соответствующие нормативным требованиям к уровню подготовки учащихся по физике;

б) предложены вопросы к изучаемому на уроке материалу, требующие частично-поисковой деятельности учащихся;

в) более сложные задания, которые требуют осознания учащимися способов добывания знаний.

Таким образом, авторы помогают учителю реализовать идеи проектирования вариативных технологий обучения физике.

Эти материалы прошли апробацию и получили положительные отзывы учителей - экспериментаторов. Интерес, проявленный учителями к идеям, которые реализуются в учебно-методическом комплекте, и непосредственно к конкретным дидактическим материалам, позволяет надеяться на широкое использование учебников, а также на успешную модернизацию учебного процесса в соответствии с социальными запросами к системе образования.

2.4 Анализ интерактивных курсов по физике

С 2002 учебного года в школы были поставлены первые комплекты образовательных компакт - дисков, которые в основном предназначены для домашнего пользования. Учитель внедряет эти издания в свой учебный процесс. Учебный процесс включает не только передачу теоретической информации, а также лабораторные работы, решение задач и проведение исследований. Существующие издания в своём большинстве требуют от учителя дополнительных знаний и умений работы с компьютером, не ограничивающихся элементарными навыками. Электронные издания и ресурсы должны быть адаптированы к школе, быть простыми и понятными в обращении с ними.

В список наиболее популярных электронных курсов вошли следующие:

1. “Открытая физика” под редакцией профессора МФТИ С.М.Козела.

2. Физика. 1С : “Репетитор”.

3. “Живая физика”. Институт новых технологий образования.

4. От плуга до лазера. Интерактивная энциклопедия.

5. “Уроки физики Кирилла и Мефодия”

“Открытая физика” является самым удобным изданием для учителя физики. Этот диск совпадает с программой по большему количеству тем, очень удобен в использовании, содержит множество графических иллюстраций и демонстраций процессов. Изменение параметров в различных процессах и позволяет проводить лабораторные работы. Графики можно использовать для проверки графиков построенных учениками. Недостатком диска является небольшой размер окна. Это не мешает ребёнку при индивидуальной работе, и устраняется при использовании проектора учителем. Эта программа позволяет реализовать такие требования к уровню подготовки выпускников, как, собирать установки для эксперимента по описанию или схеме, проводить наблюдения изучаемых явлений, измерять различные параметры, представлять результаты измерений в виде таблиц, графиков и описывать полученные зависимости, а также, воспринимать, перерабатывать и предъявлять учебную информацию в различных формах.

“Репетитор”. Это очень хорошее издание, выпущенное специально для учеников и учителей. Оно содержит теорию, задачи, тесты, справочник. Год издания репетитора 1997 - 1998, и он поддерживается версиями Windows 95/ 98. В школах установлены различные версии от 98 до NT, и многие учителя и ученики не могут воспользоваться данным изданием, т.к. оно не поддерживается различными версиями Windows.

“Живая физика” предназначена для изучения механики, включая движение в электрических и магнитных полях. Схемы экспериментов, модели физических объектов и силовые поля создаются самим пользователем. Эта программа позволяет реализовать такие требования к уровню подготовки выпускников, как, собирать установки для эксперимента по описанию или схеме, проводить наблюдения изучаемых явлений, измерять различные параметры.

Интерактивная энциклопедия. В данной программе описано большое количество технических устройств, понятий, рассказано об изобретателях. А сделано это в интересной занимательной форме. Программа может быть использована для иллюстраций на уроке, на кружке, для самостоятельной работы ученика.

“Уроки физики Кирилла и Мефодия” содержат самый разнообразный материал по любым темам. Учит работать со справкой, поиском, каталогом. Использование данной программы позволяет в большей степени, чем другие развивать учебно-информационные умения (умения пользоваться каталогом и компьютерным источником информации, справочной литературой). Эти умения наряду с остальными обще - учебными умениями и навыками служат базой для формирования компетенций современного школьника.

Ввиду вышесказанного “Уроки физики Кирилла и Мефодия” являются наиболее предпочтительными для школьников.

Глава 3. Методика изучения темы механические колебания и волны

3.1 Содержательная модель темы и методические рекомендации

Образовательно - развивающие цели: Сформировать четкие представления о колебательных процессах. Ввести понятия колебания, механического колебания, гармонического колебания, механических волн, звука... Определить следующие физические величины: период, частота, амплитуда колебаний длина волны, громкость звука и высота тона. Уметь решать простейшие задачи на колебательные процессы.

Воспитательные цели: раскрыть систему взглядов на мир, научить строить модели процессов и объектов, находить закономерности колебательных процессов и , влияние условий на характер протекания физических. явлений.

Колебания. Механические колебания.

Раскрываются и отрабатываются такие понятия, как колебание, периодическое колебание, механические колебания.

Тип урока: комбинированный урок.

Формируемые умения: распознавание колебательных процессов, определение периода колебаний, выделение в явлении физических величин, совершающих колебание.

Оборудование: маятники, нитяной и пружинный, секундомер, линейка, стакан с сифоном, камертон, проекционный фонарь.

Ход урока.

Объяснение нового материала.

Основные понятия урока.

Начиная изучение темы, мы вводим последовательно следующие понятия

Колебание, как процесс изменения некоторой величины относительно среднего значения. Примеры: колебание численности популяции, колебание температуры воздуха в термостате и т.п.

Демонстрации:

1. Колебание уровня воды в стакане с сифоном.

2. Колебание груза на пружине.

3. Колебание конца линейки, часть которой прижата к столу.

4. Колебания нитяного маятника.

5. Определение периода и амплитуды колебаний.

6. Движение тени от качающегося шарика.

Закрепление нового материала.

...