Информационные технологии при обучении физике

Информатизация образования - процесс обеспечения сферы образования методологией и практикой разработки и оптимального использования современных или, как их принято называть, новых информационных технологий (НИТ), ориентированных на реализацию психолого-педагогических целей обучения, воспитания.

Это процесс в первую очередь связан с совершенствованием методологии и стратегии отбора содержания, методов и организационных форм обучения, воспитания, соответствующих задачам развития личности обучаемого в современных условиях информатизации общества; созданием методических систем обучения, ориентированных на развитие интеллектуального потенциала обучаемого, на формирование умений самостоятельно приобретать знания, осуществлять информационно-учебную, экспериментально- исследовательскую деятельность, разнообразные виды самостоятельной деятельности по обработке информации.

Включение СНИТ в учебный процесс изменяет роль средств обучения, используемых в процессе преподавания физики, а использование средств новых информационных технологий изменяет учебную среду, в которой происходит процесс обучения.

К аппаратным средствам новых информационных технологий относится персональный компьютер, к программным средствам - специально разработанные дидактические материалы, называемые программно-педагогическими средствами (ППС).

В результате компьютер оказывается в курсе физики в роли и средства обучения, и предмета изучения.

В качестве средства обучения компьютер может выступать помощником и учителя, и учащегося. В качестве предмета изучения компьютер используется в двух направлениях: в связи с изучением методов исследования в современном естествознании и в связи с изучением физических законов и явлений. Это связано с моделированием предметного содержания объектов усвоения и соответствующих обобщенных способов действия; моделированием взаимодействия и организации совместной деятельности, типа "обучаемый - группа учащихся", "ученик - ученик", "учитель - ученик" и реализации адекватных структуре совместной деятельности и содержанию объектов усвоения форм контроля и оценки действий учащихся.

В частности, у учащихся следует создать представление о том, что основными направлениями использования компьютера в физике-науке является компьютерное моделирование физических явлений и работа компьютера в соединении с экспериментальными установками, где он выполняет две задачи - служит для фиксации экспериментальных данных, которые он может производить со скоростью и в объемах, совершенно недоступных при работе на не компьютеризированной установке, автоматизирует управление экспериментом. Кроме того, компьютер используется для обработки экспериментальных данных, хранения и быстрого поиска огромных массивов информации, как средство коммуникации. Использование персонального компьютера на уроках и во внеурочное время позволяет познакомить учащихся со всеми этими направлениями.

Внастоящее время не существует ни единой классификации ППС, ни установившейся в этой области терминологии. Например по методическому назначению ППС делятся на

l обучающие программные средства;

l программные средства (системы)-тренажеры;

l контролирующие программные средства;

l информационно-поисковые программные системы, информационно-справочные программные средства;

l имитационные программные средства (системы);

l моделирующие программные средства;

l демонстрационные программные средства;

l учебно-игровые программные средства;

l досуговые программные средства.

В настоящее время достаточно велико количество компьютерных программ, предназначенных для изучения физики ("Живая физика", “Лаборатория L-микро”, "1С: Репетитор по физике", "Физика в анимациях", "TeachPro физика", "Открытая физика", "Курс физики XXI века", "Физика. 7-11 классы. Практикум". Программы можно классифицировать в зависимости от вида их использования на уроках:

· обучающие программы;

· демонстрационные программы;

· компьютерные модели;

· компьютерные лаборатории;

· лабораторные работы;

· пакеты задач;

· контролирующие программы (тесты);

· компьютерные дидактические материалы.

Главная особенность компьютера как средства обучения состоит в том, что он позволяет: демонстрировать учащимся то, что нет возможности показать на опыте (динамические модели явлений, фундаментальные эксперименты, например, «Живая физика» позволяет изменять параметры движения и показывает движение в виде модели и графического описания, «Открытая физика» содержит демонстрации фундаментальных опытов, которые невозможно показать в школе); собирать, регистрировать и обрабатывать информацию в лабораторных работах «Лаборатория L-микро»; организовывать самостоятельную познавательную деятельность учащихся в урочное и во внеурочное время (с помощью обучающих программ «Открытая физика», программ тестирования, электронных энциклопедий и справочников, программы «Репетитор» по физике); получать информацию из сети INTERNET, контактировать с учителем и другими учащимися для консультаций и дискуссий, участвовать в сетевых олимпиадах по физике и т.д.). Использование компьютера учителем облегчает подготовку к уроку (хранение информации и ее переработку), его проведение; облегчает контроль за успехами учащихся (электронные листы успеваемости); позволяет разнообразить деятельность учащихся на уроках физики; проведение урока (использование презентаций, созданных на основе "Power Point").

Наличие в кабинете физики хотя бы одного компьютера при условии, что он снабжен достаточно большим экраном, позволяет использовать этот компьютер для иллюстраций объяснения нового материала (презентации, видеофрагменты, анимационные опыты и т.д.). В этом случае можно использовать такие программы как «Живая физика», «Открытая физика» и др. Кроме того, компьютер может быть включен в состав установки для показа демонстрационного эксперимента. В настоящее время разработаны датчики для измерения многих физических параметров, сопряженных с компьютером.

При наличии двух-трех компьютеров можно организовать индивидуальный компьютерный опрос учащихся, предоставить некоторым из них возможность поработать с компьютерными тренажерами. В компьютерном классе в разных формах может быть организована фронтальная работа учащихся.

Коллективная работа учащихся с использованием компьютерных коммуникаций может быть организована на межшкольном уровне, причем школы могут находиться в разных населенных пунктах и даже в разных странах. Учащиеся могут участвовать в компьютерных проектах, связанных с физическими, экологическими, астрономическими наблюдениями и опытами. В Интернете появляется все больше страниц учебных заведений, предлагающих «дистанционное образование», в том числе и по физике.

Компьютерное сопровождение преподавания физики

1. применение компьютерного варианта физического эксперимента;

2. вставки в урок физики с использованием элементов мультимедиалекций (типа учебного фильма);

3. использование различного типа компьютерных моделей и анимаций процессов и явлений на разных этапах учебного процесса;

4. компьютерные лабораторные работы и работы практикума по физике;

5. использование компьютера при измерениях и обработке результатов лабораторных работ;

6. использование тестирующих программ;

7. применение компьютерных дидактических игр;

8. реализация компьютерных уроков.

Во всех случаях использования компьютерных программных средств учитель должен четко знать: с какой целью они включаются в процесс обучения – демонстрации явления или модели явления, которое невозможно показать другим способом, для лучшего понимания его механизма; быстрой автоматизированной проверки знаний; активизации учебной деятельности за счет ее смены и т.п.; как будет организована деятельность учащихся (использование компьютерных программ не должно стать средством развлечения) – учащиеся будут рассматривать какие-то стороны или характеристики явления, которые варьируются; учащиеся сами работают с компьютерными заданиями, выполняют лабораторную работу и т.п.; как будут фиксироваться или оцениваться результаты работы. Важно отметить, что персональный компьютер и соответствующие ППС обучения физике не заменяют традиционные средства бучения, а дополняют их и вместе с ними образуют систему средств обучения, ориентированную на использование новых информационных технологий, применение которых создает условия обучения физике в учебно-информационной среде.