к
списку авторовРешение задач по физике с использованием интерактивных технологий
Автор программы Шааб Г.А.
Большекузьминская СОШ ,о.Кольчугино
I. Пояснительная записка.
Войти в XXI век образованным человеком можно, только хорошо владея информационными технологиями. Деятельность людей во всё большей степени зависит от их способностей использовать различную информацию. Для свободной ориентации в информационных потоках специалист любого профиля учится получать, обрабатывать и использовать информацию с помощью двух информационных сфер:
Информатизация обеспечит переход общества от индустриального типа развития к информационному.
Бурное развитие компьютерной техники и информационных технологий послужило толчком к развитию общества, построенного на использовании различной информации и получившего название информационного общества.
В одобренной правительством РФ концепции модернизации российского образования на период до 2010 года перед системой образования поставлены новые приоритеты. При этом ведущим является подготовка подрастающего поколения к жизни в быстро меняющемся информационном обществе, в мире, в котором сильно ускоряется процесс появления новых знаний, постоянно возникает потребность в новых профессиях, в непрерывном повышении квалификации. И ключевую роль в решении этих задач играет владение современным человеком информационными и коммуникационными технологиями. Поэтому жить в современном мире, адекватно этому миру, сможет тот, кто сам умеет использовать информационные технологии, владеет современными ИКТ.
Современному выпускнику необходимо интегрироваться в социальную среду. Формирование его компетентностей, происходящее в процессе обучения, включает новые требования в условиях информационного общества. Наряду с учебно-организационными, интеллектуальными умениями и навыками, необходимо развивать у него учебно-информационные умения и навыки, которые включают в себя умение пользоваться каталогом и компьютерным источником информации, справочной компьютерной литературой, компьютерными коммуникационными системами.
Цели и задачи:
Как учитель физики, я ставлю перед собой следующие задачи:
Анализ умений и навыков учащихся, позволяющих использовать электронные учебники, офисные программы, языки программирования для обучения физике.
В большинстве средних школ курс информатики изучается в 10,11 классах в объёме 2-3-х часов в неделю. Это очень мало для того, чтобы ученики свободно владели навыками работы с компьютером, электронными учебниками, офисными программами. В большинстве случаев эти навыки приобретаются при наличии компьютера дома и на дополнительных занятиях учеников в кружках по информатике. В нашей школе кружок по информатике существует первый год. В кружке занимается 36 учеников с 5 по 11 класс. При наличии 3-х компьютеров в школе нагрузка на них возрастает, сокращается время индивидуальных занятий каждого ребёнка за компьютером. Сформировать навыки можно, только имея возможность каждому ребёнку достаточное время работать самостоятельно, а не по 3-4 человека за одним компьютером. Для этого необходимо вводить изучение курса информатики с 5 класса, тем более что программы обучения уже существуют.
Работа в кружке с учащимися среднего звена показала, что ученики 5 класса работают с графическим и текстовым редактором, с программой создания презентаций, развивающими программами, с энциклопедиями, умеют пользоваться меню, каталогами, справочниками. Учащиеся 8 классов успешно осваивают язык программирования Бейсик, создают свои программы с использованием материала по физике для решения задач и графической интерпретацией зависимостей физических величин. На первых порах эти задачи не очень сложные, но они позволяют дополнительно обращаться к физическому материалу.
В старших классах происходит ещё более тесная связь курса физики и информатики.
Изучение основ информатики и вычислительной техники позволяют широко использовать материал курса физики. Физика помогает наглядно и доступно осваивать информатику, а компьютер способствует освоению физики. На уроках информатики учащиеся закрепляют текущий материал по физике, составляют программы для лабораторных работ, больше времени удаётся уделить экспериментальной работе, закреплению практических навыков, работе с измерительными приборами.
Технология как строго научное понятие означает определенный комплекс научных и инженерных знаний, воплощенный в способах, приемах труда, наборах производственно-вещественных факторов производства.
Под информационными технологиями понимается переработка информации на базе компьютерных вычислительных систем.
В наше время человечество переживает научно-техническую революцию, в качестве материальной основы которой служит электронно-вычислительная техника. На базе этой техники появляется новый вид технологий – информационные. К ним относятся процессы, где “исходным материалом” и “продукцией” (выходом) является информация. Разумеется, перерабатываемая информация связана с определенными материальными носителями и, следовательно, эти процессы включают также переработку вещества и переработку энергии. Но последнее не имеет
существенного значения для информационных технологий. Главную роль здесь играет информация, а не её носитель.
Как производственные, так и информационные технологии возникают не спонтанно, а в результате технологизации того или иного социального процесса, т.е. целенаправленного активного воздействия человека на ту или иную область производства и преобразования её на базе машинной техники. Чем шире использование ЭВМ, тем выше их интеллектуальный уровень, тем больше возникает видов информационных технологий, к которым относятся технологии планирования и управления, научных исследований и разработок, экспериментов, проектирования, денежно-кассовых операций, криминалистики, медицины, образования и др.
В 2001-2002 учебном году в школы был поставлен первый комплект образовательных компакт - дисков, которые в основном предназначены для домашнего пользования. Учителю приходится внедрять 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 - предметника дополнительных знаний и умений работы с компьютером, не ограничивающихся элементарными навыками. А это значит затраты дополнительного времени или необходимость помощи специалистов. Электронные издания и ресурсы (ЭИР) должны быть адаптированы к школе, быть простыми и понятными в обращении с ними.
Из того, что мы сейчас имеем в наличии, ЭИР можно разделить следующим образом:
· Энциклопедия.
· Интерактивный обучающий курс.
· Репетитор. Школьный курс по предмету.
· Самоучитель.
· Виртуальная лаборатория.
· Генератор тестов.
· Программы для создания лекций, лабораторных работ, тестов на основе офисных программ.
· Электронные библиотеки.
В школьный комплект компакт - дисков 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. Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия.
В школу дополнительно были приобретены следующие диски:
6. Курс физики XXI века Л.Я.Боревский.
7. Генератор тестов для тематического контроля по алгебре, биологии, геометрии, математике, физике и химии. Харьковский ГПУ им. Г.С.Сковороды.
8. Использование Microsoft Office в школе. Республиканский мультимедиа центр.
№1 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: 1.1 Собирать установки для эксперимента по описанию или схеме, проводить наблюдения изучаемых явлений;1.2 Измерять различные параметры;1.3 представлять результаты измерений в виде таблиц, графиков и описывать полученные зависимости, а также требования 2.3,2.4, 3 воспринимать, перерабатывать и предъявлять учебную информацию в различных формах.
№2 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.
№3 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: 1.1 Собирать установки для эксперимента по описанию или схеме, проводить наблюдения изучаемых явлений;1.2 Измерять различные параметры.
№4 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.
№5 Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия содержит самый разнообразный материал по любым темам, в том числе и по физике. 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 (ОУУН) служат базой для формирования компетенций современного школьника.
№6 Курс физики XXI века содержит 21 тему. В них вошли практически все темы школьного курса физики. Теоретический материал описан в учебнике, в котором можно открыть любой раздел. Курс предназначен для болёе углублённой и эффективной подготовки к выпускным и вступительным экзаменам по физике. В некоторых темах курса предлагаются физические модели.
Более широкое знакомство с понятием и примерами моделей позволяет реализовать такие требования: 1.3 Используя теоретические модели, объяснять физические явления; 1.4 Указывать границы применимости научных моделей, законов т теорий.
О моделировании хотелось бы сказать особо. Понятие «модели» формируется на уроках информатики, в последнее время это понятие научно вводится на уроках физики. В современных учебниках физики даётся определение модели, её свойства, примеры моделей и их роль в формировании теории. Это позволяет формировать у ученика общие приёмы моделирования и адаптировать их на другие предметы (географию, экономику, геометрию и др.) В курсе физики рассматриваются различные модели геометрий: Эвклида, Римана, Лобачевского)
№7 В данной программе имеется возможность генерировать любое количество вариантов по многим темам курса физики. Она легко устанавливается, проста и понятна в обращении, что немаловажно для любого учителя не являющегося специалистом в области информатики. Недостатком данной программы служит несоответствие разработки тестов требованиям тестирования, когда из 4-х вариантов ответов правильным может быть только один. С другой стороны, детям надо говорить об этой нестандартной ситуации, и можно широко использовать данные тесты. Программа позволяет изменять текст, имеет различные уровни сложности, использует множество рисунков, схем и графиков, что является большим её достоинством.
№8 Эта программа позволяет использовать прикладные программы ( электронные таблицы, создание баз данных, создание презентаций, текстовый процессор) для использования готовых и создания новых лекций, тестов, таблиц на уроках физики, географии и МХК. Она содержит некоторый материал в виде звуков, рисунков, видеофрагментов. Программа для создания новых тестов удобна в использовании. Тест разработан с учётом требований, имеет один правильный ответ и позволяет сразу подвести итог тестирования. Создание презентации гораздо сложнее, требует от учителя специальных знаний и умений работы с файлами. Готовые лекции даны в небольшом количестве и служат для примера. Описание к данному курсу поступило в единственном экземпляре, имеет большой объём, что усложняет его копирование.
В дальнейшем эта коллекция будет пополняться новыми изданиями, адаптированными к школе.
Соотнесение изданий ЭИР с программно - нормативными документами, определяющими объём и содержание учебного материала:
· Обязательный минимум содержания образования по физике.
· Программы для общеобразовательных учреждений по физике и астрономии.
· Требования к уровню подготовки учеников.
Большинство из данных программ соответствует школьному курсу физики, содержанию образования по физики и программам для общеобразовательных учреждений.
Вывод:
Введение данного курса «Решение задач по физике с использованием интерактивных технологий» в 9 классе, я считаю обоснованным, своевременным, актуальным и соответствующим уровню учеников.
Данный курс реалистичен с точки зрения ресурсов:
Программа рассчитана на 68 часов в течении года или на 34 часа в течении 2-х лет. Данная программа не была апробирована, так как является новой. Программа состоит из
3-х блоков :
· Основы работы с компьютером;
· Работа с программами по физике;
· Самостоятельная творческая работа.
II. Учебно-тематический план.
|
№ |
Названия разделов, тем. |
Количество часов |
Организационная корма контроля |
Примечания |
|
|
Теория |
Практика |
||||
|
1 |
Введение. Информатика,информация, необходимость применения компьютера. |
2 |
- |
собеседование |
|
|
2 |
Назначение основных устройств ЭВМ, их функциями, правила техники безопасности. |
2 |
1 |
зачёт |
|
|
3 |
Этапы решения задач на ЭВМ. Построение компьютерной модели. Связь моделирования с решением задач по физике. |
4 |
2 |
Анализ физических моделей (зачёт) |
|
|
4 |
Принципы устройства текстового редактора. |
3 |
4 |
Индивидуальное собеседование |
|
|
5 |
Понятие электронной таблицы. |
2 |
2 |
Создание таблицы |
|
|
6 |
Графическое представление информации. |
3 |
3 |
Чертежи схем, графичнских объектов |
|
|
7 |
Программы для создания презентаций. |
3 |
4 |
Создание презентации |
|
|
8 |
Работа с диском. Установка, запуск программ. |
1 |
2 |
Самооценка |
|
|
9 |
Решение задач по физике. Структура задачи, её типы. |
2 |
12 |
Составление задач. |
|
|
10 |
Работа с теоретическим материалом, изученным в курсе физики. |
- |
6 |
Зачёт |
|
|
11 |
Моделирование физических процессов |
- |
4 |
Оценка товарищей |
|
|
12 |
Исследовательская работа |
- |
6 |
Создание проекта |
|
Формы контроля знаний, умений, навыков с использованием компьютера.
Применение компьютера позволяет использовать следующие формы контроля:
Ш. Содержание программы.
Первый блок программы предусматривает формирование обобщённых умений и навыков работы с компьютером, которые пригодятся не только на уроках физики, но и при изучении других дисциплин. В первый блок программы входят разделы с 1 по 8.
Учащиеся должны знать содержание понятий:
· информация
· моделирование
· текстовая информация
· электронная таблица
· графическая информация
Учащиеся должны уметь:
В первом блоке изучаются следующие темы:
Второй блок программы предусматривает использование умений и навыков работы с компьютером для более углубленного изучения физики, расширение возможностей самостоятельной и групповой работы учащихся, изучение различных моделей физики в широком объеме представленных в учебных дисках.
В 9 разделе программы планируется рассмотреть общий подход к решению типовых вычислительных задач. На данном этапе учащиеся изучают материал:
Учащиеся должны уметь определять принадлежность задачи к тому или иному типу, по заданным структурным формулам определять состав структурных элементов, выявлять основные физические закономерности, о которой идёт речь в условии задачи, по исходной структурной формуле воспроизводить физическую ситуацию. Учащиеся смогут не только решать, но и анализировать задачи, в большом количестве предоставленные на учебных дисках с программами по физике. В дальнейшем, при подключении «Интернета» в школе, учащиеся будут использовать Интернет-ресурсы.
В 10 разделе программы учащиеся проанализируют теоретический материал, изученный в курсе «Физика и астрономия» в 7-9 (Движение, Масса и сила, Давление, Строение вещества, электрические явления и т.д.) , а также предусмотренный Минимумом содержания образования по физике за курс основной (9-летней школы) и требованиям к уровню подготовки выпускников основной школы. По данному материалу выявить основные типы задач по определённым темам, составить их структурные формулы, составить алгоритм решения задач. Это позволит ученикам систематизировать методы решения задач и подготовиться к выполнению творческой работы.
В 11 разделе учащиеся изучают готовые компьютерные модели для данного школьного курса. Например «Отражение и преломление света»; «Линзы»; «Преломление света»; «Последовательное, параллельное, смешанное соединение проводников».
Интернет-ресурсы для урока физики имеют рекомендации о существующих компьютерных моделях, практических заданиях к компьютерным моделям.(см.Приложение)
Методические рекомендации по применению компьютерного курса «Открытая физика» Кавтрева А.Ф.
Третий блок программы предусматривает творческую работу учащихся с созданием проектов по физике.
Раздел 12 предусматривает следующие примерные темы для создания проектов:
· Составление тестового задания по любой теме курса физики;
· Составление задач к модели;
· Анализ существующих задач по любой теме курса физики;
· Составление модели;
· Составление задач различного уровня сложности;
· Составление графических задач.
Для данной работы ученик или группа учеников выберут любую тему из изученного курса физики и любую пользовательскую программу, которую они лучше всего изучат в первом блоке.
Преимущества групповой работы:
Позволяет на собственном опыте осознать и обсудить особенности чувственного восприятия, контролировать собственное восприятие окружающей среды;
Формирует навыки общения, помогает осознать значение группового опыта;
Учит участвовать и контролировать свое участие в работе группы, уважать ценности и правила, принятые группой, обосновывать свое мнение и отстаивать собственную позицию. Помогает согласовывать свои действия при решении проблемы;
Учит использовать не готовые знания, а полученные при помощи прямого опыта;
Добывать знания.
IV. Требования к уровню подготовки учащихся на выходе.
После изучения данного курса учащиеся умеют получать, обрабатывать и использовать информацию с помощью компьютера, приобретают навыки самостоятельного изучения физики, расширяют кругозор по данному предмету, приобретают опыт творческой работы создания проектов. Это поможет им при обучении в 10-11 классах, при выборе профиля.
Программное обеспечение:
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.Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия.
6.Курс физики XXI века Л.Я.Боревский.
7.Генератор тестов для тематического контроля по алгебре, биологии, геометрии, математике, физике и химии. Харьковский ГПУ им. Г.С.Сковороды.
8.Использование Microsoft Office в школе. Республиканский мультимедиа центр.
9.Обучение Microsoft PowerPoint.
10.Самоучитель Microsoft Excel.
11. Обучение Microsoft Access.
Используемая литература:
1. Программы по физике для общеобразовательных учреждений, Дрофа, Москва 2001г.
2. Вопросы компьютеризации учебного процесса, Просвещение, Москва 1987 г.
3. Информатизация общего образования. Вестник образования №2 2003 г.
4. С.В.Монахов. Государственно-общественная система информатизации образования. Вестник образования №17 2003 г.
5. В.М.Филиппов. Модернизация российского образования (Информатизация образования). Тематическое приложение №1 к журналу «Вестник образования»2003 г.
6. Оценка качества подготовки выпускников основной школы. Дрофа. Москва 2000 г.
7. Оценка качества подготовки выпускников средней школы. Дрофа. Москва 2001 г.
8. М.Тимофеевская. Изучаем программирование. «Питер» 2002 г.
9. С Симонович и др. Общая информатика. АСТпресс. Москва .2001 г.
10. С Симонович. Компьютер в нашей школе. АСТпресс. Москва .2001 г.
11. А.А.Пинский, В.Г.Разумовский Физика и астрономия 9. Просвещение. Москва 2000 г.
12. В.А.Касьянов Физика 10. Дрофа, Москва 2002 г.
13. В.А.Касьянов Физика 11. Дрофа, Москва 2003 г.
14. Кавтрев А.Ф. Методические рекомендации по применению компьютерного курса «Открытая физика»